[发明专利]一种智能制造专网数据采集调度系统

说明书

本发明公开了一种智能制造专网数据采集调度系统，基于转发和控制平面分离的理念，构建面向智能制造的4G专线智能调度系统，同时系统满足集中调度、分权分域管理等功能，实现灵活调用网络资源和快速部署的能力，并对外提供标准北向API接口，通过SDN和NFV技术实现无线接入设备的集中管理、按需调度和安全等增值业务快速开通等功能。该系统分为五个部分：企业内部连接制造设备的内网，基于4G的无线接入网，连接内网和外网的新型无线接入网关和负责网络集中调度管理的云平台以及智能制造中的各种应用。全网架构采用云平台实现，网络的互联通过新型接入网关实现，对网元功能采用SDN的方法以自适应的方式进行控制平面与数据平面的分离。

技术领域

本发明设计了一种智能制造专网数据采集调度系统，应用于工业、制造业服务，属于无线通信技术领域。

背景技术

随着美国的“工业互联网”、德国“工业4.0”以及我国的“互联网+”战略的提出，虚拟网络与实体生产深度融合，智能制造在新一代信息通信技术基础上，将制造技术与数字技术、智能技术、网络技术的集成应用于设计、生产、管理和服务的全生命周期，在制造过程中进行感知、分析、推理、决策与控制，实现产品需求的动态响应，新产品的迅速开发以及对生产和供应链的网络实时优化制造活动。它以网络互连为支撑，以智能工厂为载体，构成了制造业的最新形态。因此，只有借助新一代通信技术才能实现传感器设备的信息感知、通过宽带网络对数据进行精确控制和远程协作，才能实现网络化、智能化、服务化、协同化的智能制造。

发明内容

针对智能制造企业在采用4G专线进行工业数据传输时出现的上传速度慢、安全性差、部署开通慢等实际问题和需求，本专利设计了一种4G专线智能调度原型系统：基于SDN构建集中的网络调度管理平台。实现无线接入设备的集中管理、按需调度和安全等增值业务快速开通。基于NFV实现新型无线接入网关的研发，按需提供TCP优化、数据压缩、IPsecVPN等服务，实现工业数据的安全、快速传输。

技术问题：

本发明设计出一种智能制造专网数据采集调度系统，即基于SDN和NFV的制造专网数据采集调度系统，包括五个部分：企业内部连接制造设备的内网，基于4G 的无线接入网，连接内网和外网的新型无线接入网关和负责网络集中调度管理的云平台以及智能制造中的各种应用。系统的实现主要是基于SDN和NFV构建集中的网络调度管理平台，是一种虚拟化可编程的网络平台，基于此平台利用信息感知技术可以实现网络智能化，同时能够支持多种网络协议，灵活部署未来新型网络协议。系统中网络的互联主要是通过新型接入网关来实现。面向企业内网，实现异种控制及数据采集设备和各信息化系统的互连；而面向外网，通过4G专线连接业务平台和其他企业内网，实现跨越公网的智能专网。

技术方案如下：

一种基于SDN和NFV的制造专网数据采集调度系统，包括五个部分：企业内部连接制造设备的内网智能制造内网，基于4G的无线接入网，连接内网和外网的新型无线接入网关和基于SDN和NFV的网络调度管理平台以及智能制造中的各种应用。

具体如下：

智能制造内网主要是企业内部用来连接制造设备，通过ZigBee、蓝牙、WiFi、RS485、现场总线等各种无线和有线的方式将生产企业内的各类智能生产设备、检测设备、传送设备、辅助管理设备，以及操作人员、维护管理人员信息化连网。

新型无线接入网关连接智能制造内网和外网，采用网络功能虚拟化(NFV)技术实现新型无线接入网关，网关主要包含各种通信接口模块、协议适配模块、设备发现和管理模块、跨域转发模块、资源映射模块、安全管理模块、数据和控制接口模块。

基于SDN和NFV的网络调度管理平台负责网络的集中调度和管理，基于此平台利用信息感知技术可以实现网络智能化，同时能够支持多种网络协议，灵活部署未来新型网络协议。