智能工业边缘计算网关 |
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| 申请号 | CN202322601617.6 | 申请日 | 2023-09-25 | 公开(公告)号 | CN220775858U | 公开(公告)日 | 2024-04-12 |
| 申请人 | 洛阳元煜自控工程有限公司; | 发明人 | 张丽; 魏朋玉; 朱媛媛; 王惜言; | ||||
| 摘要 | 本实用新型提出了智能工业边缘计算网关，具体包括微 控制器 处理模 块 ，与 微控制器 处理模块连接的模拟量采集模块、存储模块、显示模块、通讯模块、排 水 控 制模 块、状态检测模块、 图像采集 模块；边缘计算网关与外接设备有线通讯连接、与 物联网 平台无线通讯连接；本实用新型通过边缘计算功能减少了数据的传输量、提高了数据传输速率，且不需要过分依赖于远端 服务器 ，依靠边缘计算网关中微控制器处理模块的综合控制处理能 力 ，对排水 泵 站相关设备的进行操作控制，使其能够正常运行工作，起到高效节能的作用；同时，智能边缘计算网关与物联网平台的配合使用增加了双重保险，使排水泵站系统拥有更强的 稳定性 与安全性。 | ||||||
| 权利要求 | 1.智能工业边缘计算网关，其特征在于，包括微控制器处理模块，与微控制器处理模块连接的模拟量采集模块、存储模块、显示模块、通讯模块、排水控制模块、状态检测模块、图像采集模块；微控制器处理模块包括数据接收、数据分析、数据处理和数据发送；所述通讯模块包括有线通讯模块和无线通讯模块，有线通讯模块与外接设备中的液位计、流量计、电表、压力表、环境报警器电连接，无线通讯模块与物联网平台通信连接。 |
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| 说明书全文 | 智能工业边缘计算网关技术领域背景技术[0002] 排水泵站监控管理平台是城市基础设施的重要组成部分，随着工业自动化的发展，自动调度排水系统越来越受到行业的重视；经过几十年的发展，排水泵站系统日趋成熟与完善，既保障了水厂的高效稳定运行，又满足了控制系统可靠性高的要求；在现如今节能减排的新形势下，排水处理对于自动化产品提出了更高的要求。 [0003] 目前绝大多数城市的排水泵站监控系统采用面向对象或组建的开发方法，系统内各模块间耦合性强，随着系统容量增加，复杂性增强，一旦业务需求发生变化，就会牵一发而动全身，修改难度增大，与其他业务系统交互变得难上加难；传统排水泵站监控系统，直接将设备采集数据上传至服务器进行处理，有可能遇到数据量过大、传输速率过慢、系统崩溃数据丢失等情况。为了缓解系统平台的数据处理压力，本实用新型提出一种智能工业边缘计算网关。发明内容 [0004] 针对现有技术存在的问题，本实用新型提出智能工业边缘计算网关，目的在于通过将数据分析处理交给具有计算能力的边缘性网关，减少了数据的传输量，并保证了排水设备各项功能的正常操作和运行，解决了传统排水泵站监控系统数据量过大、传输速率过慢、系统崩溃数据丢失的问题。 [0005] 本实用新型智能工业边缘计算网关所采用的技术方案包括微控制器处理模块，与微控制器处理模块连接的模拟量采集模块、存储模块、显示模块、通讯模块、排水控制模块、状态检测模块、图像采集模块；微控制器处理模块包括数据接收、数据分析、数据处理和数据发送；所述通讯模块包括有线通讯模块和无线通讯模块，有线通讯模块与外接设备中的液位计、流量计、电表、压力表、环境报警器电连接，无线通讯模块与物联网平台通信连接。 [0006] 具体的，所述有线通讯模块使用RS485通讯或RS232通讯接口连接外接设备，且有线通讯模块支持协议类型包括电力103协议、ModBusRTU协议、DL/T645‑2007协议和自有协议； [0008] 具体的，所述显示模块设有对阀门下发开合操作指令的触控组件。 [0009] 与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果： [0010] 本实用新型智能工业边缘计算网关通过设置模拟量采集模块和与外接设备连接的通讯模块，实时采集得到泵站工作相关数据，通过设置状态检测模块和排水控制模块，综合调控排水泵站的水泵阀门，通过设置存储模块将采集到的数据存储并可随时调取，通过设置图像采集和显示模块实现了对现场情况和数据参数的实时监控，通过设置与环境报警器和通讯模块连接的微控制器处理模块，达到实时检测警情、实时控制排水泵站排水情况的目的；本实用新型将多功能集成在一台设备上，功能齐全、可靠性高，且施工简单，使用方便。 [0011] 本实用新型通过边缘计算功能减少了数据的传输量、提高了数据传输速率，且不需要过分依赖于远端服务器，依靠边缘计算网关中微控制器处理模块的综合控制处理能力，对排水泵站相关设备的进行操作控制，使其能够正常运行工作，起到高效节能的作用；同时，边缘计算网关将处理后的数据上传至物联网平台，数据更安全可靠，智能边缘计算网关与物联网平台的配合使用增加了双重保险，使排水泵站系统拥有更强的稳定性与安全性。 附图说明 [0012] 图1为本实用新型智能工业边缘计算网关的排水泵站系统流程图。 具体实施方式[0013] 为了更好地理解本实用新型的内容，下面将结合具体实施例和附图来进一步阐述本实用新型。以下实施例以本实用新型的技术为基础，给出了详细的实施方式和操作步骤，但本实用新型的保护范围不限于下述实施例。 [0014] 请参阅图1，为本实用新型智能工业边缘计算网关的排水泵站系统流程图，本实用新型边缘计算网关与外接设备通过有线通讯连接、与物联网平台通过无线通讯连接，外接设备包括液位计、流量计、电表、压力表、水泵电机、阀门和环境报警器，且外接设备将采集的数据发送至边缘计算网关，利用边缘计算功能对数据进行处理，并通过5G网络将处理后的数据上传至云端存储，服务器可直接与云平台交互提取页面所需要的数据内容；边缘计算网关包括微控制器处理模块、模拟量采集模块、存储模块、显示模块、通讯模块、排水控制模块、状态检测模块和图像采集模块；其中，模拟量采集模块、存储模块、显示模块、通讯模块、排水控制模块、状态检测模块、图像采集模块均与微控制器处理模块连接，所述模拟量采集模块直采电压电流数据，所述微控制器处理模块进行数据接收、数据分析、数据处理、数据发送以达到对各模块的交互控制。 [0015] 所述通讯模块分为有线通讯模块和无线通讯模块，有线通讯模块与外接设备中的液位计、流量计、电表、压力表、环境报警器电连接，分别用以采集水池液面高度、排水量、当前设备用电量和水泵压力值，外接设备将数据通过有线连接传输给通讯模块，再传输给微控制器处理模块进行数据交互处理；无线通讯模块是微控制处理模块与物联网平台交互的介质，用以实现微控制器处理模块与物联网平台之间的远程通讯。 [0016] 所述有线通讯模块使用RS485通讯或RS232通讯接口连接外接设备，且有线通讯模块支持协议类型包括电力103协议、ModBusRTU协议、DL/T645‑2007协议和自有协议。 [0017] 所述微控制器处理模块对采集到的数据进行接收、分析、处理、发送操作；微控制器处理模块将采集到的流量数值、液位数值与所设定阈值进行比较，并判断流量计排水量和液位上升的情况，若流量计排水量减小，液位上升明显，则微控制器处理模块通过无线通讯模块主动上报物联网平台，同时微控制器处理模块驱动排水控制模块执行预设控制的操作指令。 [0018] 所述排水控制模块、状态检测模块均与外接设备中的水泵电机和阀门电连接，排水控制模块根据微控制器处理模块的比较结果控制水泵阀门的闭合和开启；所述状态检测模块检测阀门的开合情况，当状态检测模块检测到阀门完全打开时，微控制器处理模块收到对水泵电机下发启动的操作指令，进而通过驱动排水控制模块启动水泵电机。 [0019] 所述存储模块将采集到的实时数据储存，当微控制器处理模块需要调用数据进行处理时，可以随时从存储模块直接读取调用，不会导致数据丢失。 [0020] 所述显示模块可以直观显示采集处理后的数据，也可以通过显示模块的触控组件直接进行阀门开合操作指令的下发。 [0021] 图像采集模块可以将现场情况以视频图像的形式读取存储，再通过通讯模块数据传送至物联网平台，实现远程监控的效果。 [0022] 环境报警器与有线通讯模块电连接，有线通讯模块将数据交互给微控制器处理模块，当现场有害气体浓度超过设定告警值时，环境报警器将告警信息发送至网关，网关内的微控制器处理模块会根据预设情况判断是否需要停止排水操作，同时微控制器处理模块通过无线通讯模块将告警信息发送至物联网平台，以通知相关人员处理。 [0023] 以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，本实用新型可以根据以上制备方法具有其它形式的实施例，不再一一列举。因此，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本实用新型技术方案范围内，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本实用新型技术方案的范围内。 |
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