一种基于工业互联网的数据采集方法、装置、设备和介质与流程 专利技术说明

电子通信装置的制造及其应用技术1.本技术实施例涉及数据采集技术领域，尤其涉及一种基于工业互联网的数据采集方法、装置、数采服务器和存储介质。背景技术：2.工业互联网是新一代信息通信技术与现代工业技术深度融合的产物，是制造业数字化、网络化、智能化的重要载体。随着工业的快速发展，工业互联网在海量实时数据处理、安全控制操作、快速信息同步等方面对数据采集提出了更高要求。3.目前常用的数据采集方式，都是通过工业网关来采集现场生产设备的数据，并把采集的数据发送到服务器，数据采集逻辑通过嵌入式写入工业网关，采集参数固定，定制性强，工业网关与现场生产设备具有固定的配套关系，这样，针对新增现场设备的数据采集，需要另外增加新的工业网关，扩展性差，数据采集效率较低。技术实现要素：4.针对传统技术存在的技术问题，本技术实施例提供一种基于工业互联网的数据采集方法、装置、数采服务器和存储介质。5.第一方面，本技术实施例提供了一种基于工业互联网的数据采集方法，应用于数采服务器，所述方法包括：6.配置待采集的生产设备的第一设备信息以及采集参数；7.配置mqtt服务器的第二设备信息；8.根据所述第一设备信息与所述生产设备建立连接，以及根据所述第二设备信息与所述mqtt服务器建立连接；9.基于所述采集参数采集所述生产设备的数据获得采集数据；10.对所述采集数据进行协议解析，并将解析后数据通过所述mqtt服务器存储至对应的数据库中。11.第二方面，本技术实施例提供一种基于工业互联网的数据采集装置，集成于数采服务器，包括：12.配置模块，用于配置待采集的生产设备的第一设备信息以及采集参数；13.所述配置模块，还用于配置mqtt服务器的第二设备信息；14.连接模块，用于根据所述第一设备信息与所述生产设备建立连接，以及根据所述第二设备信息与所述mqtt服务器建立连接；15.采集模块，用于基于所述采集参数采集所述生产设备的数据获得采集数据；16.存储模块，用于对所述采集数据进行协议解析，并将解析后数据通过所述mqtt服务器存储至对应的数据库中。17.第三方面，本技术实施例提供一种数采服务器，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现本技术实施例第一方面提供的所述基于工业互联网的数据采集方法的步骤。18.第四方面，本技术实施例提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现本技术实施例第一方面提供的所述基于工业互联网的数据采集方法的步骤。19.本技术实施例提供的技术方案，数采服务器配置待采集的生产设备的第一设备信息以及采集参数，配置mqtt服务器的第二设备信息，根据第一设备信息与生产设备建立连接，以及根据第二设备信息与mqtt服务器建立连接，基于采集参数采集生产设备的数据获得采集数据，对采集数据进行协议解析，并将解析后数据通过mqtt服务器存储至对应的数据库中。也就是说，通过数采服务器直接对接现场的生产设备，仅需要通过配置待采集的生产设备的相关信息以及数据转发端mqtt服务器的相关信息，就可以实现生产设备的数据采集，无需工业网关的转接，对于新增生产设备，仅需要配置好该新增生产设备的相关信息即可，便于扩展新增生产设备的接入，大大提高了数据采集效率。附图说明20.图1为本技术实施例提供的基于工业互联网的数据采集方法的一种流程示意图；21.图2为本技术实施例提供的数据配置界面的一种示意图；22.图3为本技术实施例提供的数据配置界面的另一种示意图；23.图4为本技术实施例提供的数据配置界面的又一种示意图；24.图5为本技术实施例提供的基于工业互联网的数据采集装置的一种结构示意图；25.图6为本技术实施例提供的数采服务器的一种结构示意图。具体实施方式26.下面结合附图和实施例对本技术作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本技术，而非对本技术的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本技术相关的部分而非全部结构。27.为了使本技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，通过下述实施例并结合附图，对本技术实施例中的技术方案进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本技术，并不用于限定本技术。28.需要说明的是，下述方法实施例的执行主体可以是基于工业互联网的数据采集装置，该装置可以通过软件、硬件或者软硬件结合的方式实现成为数采服务器的部分或者全部。可选地，该数采服务器可以是独立的服务器或者服务器集群等，本技术实施例对数采服务器的具体类型不做限定。在本实施例中，该数采服务器向下对接现场的各种生产设备，进行设备通讯、数据采集、工业协议解析以及设备管理配置等，向上对接数据转发端消息队列遥测传输(message queuing telemetry transport，mqtt)服务器，获取数据后通过消费mqtt服务器的队列消息，实现数据的存储。29.图1为本技术实施例提供的基于工业互联网的数据采集方法的一种流程示意图。如图1所示，该方法可以包括：30.s101、配置待采集的生产设备的第一设备信息以及采集参数。31.在本实施例中，由数采服务器直接对接现场的生产设备，可以在数采服务器中对需要进行数据采集的生产设备进行配置，从而基于所配置的信息对生产设备进行数据采集。32.具体的，可以对待采集的生产设备的第一设备信息以及采集参数进行配置，上述第一设备信息可以包括生产设备的地址信息(例如，通信地址、通信端口)、属性信息(例如，生产设备所在车间、本地角色、所支持的通信协议、访问账号和密码等)；上述采集参数可以包括采集频率和采集项等。其中，采集频率是指数采服务器与生产设备相邻两次通信的间隔时间；采集项是指对生产设备需要进行数据采集的项目，例如生产设备的开机时间、切割时间、循环时间、运行时间、当前使用刀具号以及当前刀具长度补偿值等。33.可选地，对待采集的生产设备的配置可以通过可视化界面来实现，如图2和图3所示的配置界面，该配置界面包括多个配置选项(如设备编码、设备名称、通信协议、通信地址等等)，通过这多个配置选项对生产设备的第一设备信息和采集参数进行配置。当然，该配置界面也可以包括文件导入控件，通过文件导入控件实现第一设备信息和采集参数的批量导入，大大提高生产设备的配置效率。当然，也可以设置文件导出控件、批量删除控件以及新建控件等，从而实现生产设备信息的批量配置。34.s102、配置mqtt服务器的第二设备信息。35.具体的，mqtt服务器作为消息中间件对数采服务器采集的数据进行转发，以供设备管理后台消费采集的数据进行业务逻辑处理和展示。因此，也需要对mqtt服务器进行配置，从而基于所配置的信息实现数据的转发功能。其中，上述第二设备信息可以包括mqtt服务器的互联网协议(internet protocol，ip)地址、端口、mqtt服务器的访问账号和密码等。36.可选地，对mqtt服务器的配置可以通过可视化界面来实现，如图4所示的配置界面，该配置界面包括多个配置选项(如通信地址、通信端口、用户账号以及用户密码等)，通过这多个配置选项对mqtt服务器的第二设备信息进行配置。当然，该配置界面也可以包括文件导入控件，通过文件导入控件实现第二设备信息的批量导入，大大提高mqtt服务器的配置效率。37.s103、根据第一设备信息与生产设备建立连接，以及根据第二设备信息与mqtt服务器建立连接。38.在配置好第一设备信息和第二设备信息之后，数采服务器可以基于第一设备信息与生产设备建立连接，基于第二设备信息与mqtt服务器建立连接，从而实现生产设备的数据采集与转发。39.作为一种可选地实施方式，数采服务器基于第一设备信息与生产设备建立连接的过程可以包括：40.步骤a1：基于地址信息，与生产设备建立基于传输控制协议/网际协议的套接字连接。41.其中，该地址信息可以包括生产设备的ip地址和端口号，生产设备接入工业互联网，并基于上述ip地址和端口号进行网络配置。接着，数采服务器与生产设备之间建立基于传输控制协议/网际协议的套接字连接。42.步骤b1：向生产设备发送同步报文。43.其中，该同步报文的大小与生产设备的缓冲器大小匹配。44.步骤c1：接收生产设备基于所述同步报文返回的确认报文，并通过确认报文与生产设备进行缓冲器协同确认。45.通过上述连接建立方式，确保了数采服务器与生产设备之间通信的可靠性。46.同理，数采服务器基于第二设备信息与mqtt服务器建立连接的过程可以包括：47.步骤a2：基于地址信息，与mqtt服务器建立基于传输控制协议/网际协议的套接字连接。48.其中，该地址信息可以包括mqtt服务器的ip地址和端口号。49.步骤b2：向mqtt服务器发送同步报文。50.其中，该同步报文的大小与mqtt服务器的缓冲器大小匹配。51.步骤c2：接收mqtt服务器基于所述同步报文返回的确认报文，并通过确认报文与mqtt服务器进行缓冲器协同确认。52.通过上述连接建立方式，确保了数采服务器与mqtt服务器之间通信的可靠性。53.s104、基于采集参数采集生产设备的数据获得采集数据。54.其中，采集参数可以包括采集频率和采集项，数采服务器按照该采集频率采集生产设备下各采集项对应的数据，从而得到采集数据。例如，数采服务器采集生产设备的开机时间、运行时间、循环时间以及当前使用刀具号以及当前刀具长度补偿值等。55.s105、对采集数据进行协议解析，并将解析后数据通过mqtt服务器存储至对应的数据库中。56.在得到采集数据之后，可以基于待采集的生产设备所支持的通信协议对采集数据进行协议解析，以将采集数据转换为直观的key-value数据。进一步地，数采服务器可以基于解析后数据的类型通过mqtt服务器将解析后数据存储至对应的数据库中。例如，时序数据存入tdengine数据库，分析数据存入mysql数据库。57.可选地，数采服务器可以支持多种通信协议的数据解析，例如，开放协议(openprotocol)、数据通信协议(focas)以及工业控制协议(opcua)等。也就是说，数采服务器能够支持与不同协议的生产设备之间的对接，无需工业网关的转接。58.在一个实施例中，为了进一步保障采集数据传输的可靠性，可选地，数采服务器还可以监测mqtt服务器的工作状态；当与mqtt服务器连接中断时，将解析后数据进行缓存，在与mqtt服务器连接恢复时，将缓存的数据发送给mqtt服务器。59.也就是说，在与mqtt服务器失去联系时，数采服务器可以将采集到数据缓存起来，当与mqtt服务器连接恢复时，再将缓存的数据上传给mqtt服务器，可有效避免数据的丢失，保障了数据传输的可靠性。60.本技术实施例提供的基于工业互联网的数据采集方法，数采服务器配置待采集的生产设备的第一设备信息以及采集参数，配置mqtt服务器的第二设备信息，根据第一设备信息与生产设备建立连接，以及根据第二设备信息与mqtt服务器建立连接，基于采集参数采集生产设备的数据获得采集数据，对采集数据进行协议解析，并将解析后数据通过mqtt服务器存储至对应的数据库中。也就是说，通过数采服务器直接对接现场的生产设备，仅需要通过配置待采集的生产设备的相关信息以及数据转发端mqtt服务器的相关信息，就可以实现生产设备的数据采集，无需工业网关的转接，对于新增生产设备，仅需要配置好该新增生产设备的相关信息即可，便于扩展新增生产设备的接入，大大提高了数据采集效率。61.在实际应用中，可以采用双机热备的方式进行数据采集。为此，在一个实施例中，可选地，上述数采服务器可以包括主机服务器和备机服务器。62.其中，主机服务器同步生产设备和mqtt服务器的配置信息至备机服务器；备机服务器监测主机服务器的工作状态，在监测到主机服务器故障的情况下，加载上述配置信息，并基于上述配置信息对生产设备进行数据采集。63.通常，主机服务器和从机服务器都部署有数采系统，由主机服务器提供生产设备的数据采集功能，从机服务器负责监测主机服务器的工作状态。具体的，从机服务器可以设定的心跳频率向主机服务器发送心跳包，如果从机服务器接收不到主机服务器返回的心跳包，则确定主机服务器故障，此时从机服务器可以加载从主机服务器中同步的配置信息(该配置信息可以是待采集的生产设备的配置信息以及mqtt服务器的配置信息)，利用该配置信息对待采集的生产设备进行数据采集。具体的数据采集过程可以参照上述实施例所述的过程，本实施例在此不再赘述。64.在本实施例中，可以通过双机热备的方式进行数据采集，在主机服务器故障的情况下，可以由从机服务器进行生产设备的数据采集，确保了数据采集的连续性和可靠性。65.在一个实施例中，可选地，该方法还可以包括：对生产设备和mqtt服务器进行重配置；重启数采服务器，以使重配置信息生效。66.具体的，在配置好待采集的生产设备以及mqtt服务器的配置信息后，还可以基于实际需求对生产设备以及mqtt服务器的配置信息进行修改。示例性地，对mqtt服务器的ip地址或端口号进行修改，对生产设备的采集频率、采集项进行修改等。如图3所示，具体的修改方式支持逐条修改/删除，也可以支持批量修改，例如，通过导入excel文件来批量修改生产设备的采集参数。67.为了提高数据的安全性，在对生产设备和mqtt服务器进行重配置时，需要进行权限验证。可选地，上述对生产设备和mqtt服务器进行重配置的过程可以包括：在接收到用户的操作指令后，对用户的操作权限进行验证；在确定用户具有操作权限的情况下，对生产设备和mqtt服务器进行重配置。68.具体的，可以结合实际需求采用相应的权限验证方式，例如密码验证、人脸识别以及虹膜验证等。在通过相应的验证方式确定用户具有操作权限时，允许用户对生产设备和mqtt服务器进行重配置，反之，则不允许对生产设备和mqtt服务器进行重配置，并返回无操作权限的提示信息。69.在对生产设备和mqtt服务器进行重配置之后，可以控制数采服务器重启，以使对生产设备的第一设备信息、采集参数或者mqtt服务器的第二设备信息的更改生效。70.在本实施例中，可以结合实际需求对生产设备和mqtt服务器的配置信息进行更改，例如，更改采集参数等，从而提高了数据采集的灵活性；并且，仅在用户具有操作权限时，才可以更改相应的配置信息，从而确保了数据采集以及设备工作的安全性。71.在实际应用中，还可以将数据采集过程中发生的错误以日志方式进行记录，便于后续追踪数采系统的错误，解决错误。72.进一步地，数采服务器还可以将待采集的生产设备和mqtt服务器的配置信息存储在mysql数据库，为保障配置信息的安全，还可以对数据库连接字符串进行加密。例如，采用对称加密算法进行加密。73.进一步地，还可以对待采集的生产设备的相关信息进行维护，包括新增、修改、删除、导出以及查询等功能。例如，在现场新增生产设备时，可以在数采系统中新增该生产设备的第一设备信息，以及新增该生产设备的采集参数等，这样，数采服务器便可以基于这些配置信息实现对新增生产设备的数据采集。当某些现场生产设备下线后，可以在数采系统中删除该生产设备的信息，避免对一些无用信息的采集。74.图5为本技术实施例提供的基于工业互联网的数据采集装置的一种结构示意图。该装置可集成于数采服务器，如图5所示，该装置可以包括：配置模块501、连接模块502、采集模块503和存储模块504。75.具体的，配置模块501用于配置待采集的生产设备的第一设备信息以及采集参数；76.所述配置模块501还用于配置mqtt服务器的第二设备信息；77.连接模块502用于根据所述第一设备信息与所述生产设备建立连接，以及根据所述第二设备信息与所述mqtt服务器建立连接；78.采集模块503用于基于所述采集参数采集所述生产设备的数据获得采集数据；79.存储模块504用于对所述采集数据进行协议解析，并将解析后数据通过所述mqtt服务器存储至对应的数据库中。80.本技术实施例提供的基于工业互联网的数据采集装置，数采服务器配置待采集的生产设备的第一设备信息以及采集参数，配置mqtt服务器的第二设备信息，根据第一设备信息与生产设备建立连接，以及根据第二设备信息与mqtt服务器建立连接，基于采集参数采集生产设备的数据获得采集数据，对采集数据进行协议解析，并将解析后数据通过mqtt服务器存储至对应的数据库中。也就是说，通过数采服务器直接对接现场的生产设备，仅需要通过配置待采集的生产设备的相关信息以及数据转发端mqtt服务器的相关信息，就可以实现生产设备的数据采集，无需工业网关的转接，对于新增生产设备，仅需要配置好该新增生产设备的相关信息即可，便于扩展新增生产设备的接入，大大提高了数据采集效率。81.在上述实施例的基础上，可选地，所述第一设备信息包括地址信息；连接模块502具体用于基于所述地址信息，与所述生产设备建立基于传输控制协议/网际协议的套接字连接；向所述生产设备发送同步报文；接收所述生产设备基于所述同步报文返回的确认报文，并通过所述确认报文与所述生产设备进行缓冲器协同确认。82.在上述实施例的基础上，可选地，该装置还包括：重配置模块和重启模块。83.具体的，重配置模块用于对所述生产设备和所述mqtt服务器进行重配置；84.重启模块用于重启所述数采服务器，以使重配置信息生效。85.在上述实施例的基础上，可选地，重配置模块具体用于在接收到用户的操作指令后，对用户的操作权限进行验证；在确定所述用户具有操作权限的情况下，对所述生产设备和所述mqtt服务器进行重配置。86.在上述实施例的基础上，可选地，所述数采服务器包括主机服务器和备机服务器；所述主机服务器同步所述生产设备和所述mqtt服务器的配置信息至所述备机服务器；所述备机服务器监测所述主机服务器的工作状态，在监测到所述主机服务器故障的情况下，加载所述配置信息，并基于所述配置信息对所述生产设备进行数据采集。87.在上述实施例的基础上，可选地，该装置还包括：监测模块和缓存模块。88.具体的，监测模块用于监测所述mqtt服务器的工作状态；89.缓存模块用于当与所述mqtt服务器连接中断时，将所述解析后数据进行缓存，在access memory,ram)、闪存(flash)、硬盘或光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本技术各个实施例所述的方法。103.值得注意的是，上述搜索装置的实施例中，所包括的各个单元和模块只是按照功能逻辑进行划分的，但并不局限于上述的划分，只要能够实现相应的功能即可；另外，各功能单元的具体名称也只是为了便于相互区分，并不用于限制本技术的保护范围。104.注意，上述仅为本技术的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本技术不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本技术的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本技术进行了较为详细的说明，但是本技术不仅仅限于以上实施例，在不脱离本技术构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本技术的范围由所附的权利要求范围决定。









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