[实用新型]一种基于边缘计算的工业传感信号采集器

说明书

技术领域

本实用新型涉及工业自动化控制技术领域，尤其涉及一种基于边缘计算的工业传感信号采集器。

背景技术

随着信息物理融合系统及物联网技术的快速发展，数据已成为影响工业改造和升级的重要因素。在现阶段的工业控制系统中，被检测到的数据在控制过程中仅是用于触发某一事件的响应，此外，工业应用中现有的控制设施也不具备对被检测数据的预测分析、大量存储等处理机制。因此，需要结合相应的传感器信号采集设备及结合网络信息技术来实现对工业生产数据的大规模采集、存储、分析等处理。

工业控制系统是由多种类型的控制设备、传感设备及执行设备构成，其位置布局也相对分散。其中，传感器信号采集节点数量众多，也不具备数据存储及转换功能，这使得对于工业数据的采集、分析、储存等处理变得困难。边缘计算融合了网络、计算、存储、应用的核心能力，可以弥补现有工业控制系统在传感器信号采集与处理上的缺陷，同时又可以解决工业控制高实时性要求与互联网服务质量的不确定性的矛盾。边缘计算正是充分利用物端的嵌入式计算能力，以分布式信息处理的方式实现物端的智能和自治，并与云计算结合，通过云端的交互协作，实现系统的预测性维护、能效管理及整体智能化。

发明内容

本实用新型的目的在于克服上述现有技术的缺点和不足，提供一种基于边缘计算的工业传感信号采集器。

本实用新型通过下述技术方案实现：

1、一种基于边缘计算的工业传感信号采集方法，其特征在于包括如下步骤：包括局部信息采集步骤；区域信息采集步骤；全局信息采集步骤；

一、局部信息采集步骤

传感器信号采集器接收多个传感器采集的信息，并为每个不同来源不同类型的信息进行分析和处理，其处理方式如下：

对于数字量信号，传感器信号采集器将记录其高/低电平信号的改变及发生的时间，其数据的存储格式如附图3所示，其中“D”代表该信息为数字量信号，“Num(i)”为第i个传感器，“0/1”为传感器检测输出的高低电平信号(“1”：为高电平，“0”：为低电平)，“T”为检测时间；

对于模拟量信号，传感器信号采集器将对其进行采样处理并记录采样时间，采样周期按实际需要设置，其数据的存储格式如附图4所示，其中“A”代表该信息为关量信号，“Num(i)”为第i个传感器，“data”为传感器检测输出的采用信号，“T”为检测时间。

二、区域信息采集步骤

区域信息采集的实现在于，边缘计算平台对其所管辖的多个局部信息采集节点的传感器信息采集；在区域信息采集中，为了避免数量众多的局部信息采集节点文件信息的集中性上传而造成网路阻塞或服务器宕机，因此采用分时轮询的方式让边缘计算平台逐步访问所管辖的传感器信息采集器；边缘计算平台作为一个网络站点，通过Web服务提供数据通道接口给所管辖区域内的传感器信息采集器，采用Http协议进行信息交互；在数据接收过程中，边缘计算平台对于检测到的故障信号将会进行及时响应给相关监控设备及维护人员；对于检测到的常规信息将会进行文件压缩和暂时存储处理，等待定时计时完成在进行数据上传；

三、全局信息采集步骤

全局信息采集的实现在于云计算平台作为整个工业网络的信息枢纽中心，通过Web服务提供数据通道接口与边缘计算平台进行信息交互；云计算平台负责将所接收到的压缩文件进行解压分析，通过遍历数据的方式及结合数据挖掘技术来挖掘数据产生的周期、预测工业事件发生概率与时间段、以及实现工业生产全局信息的整理和分析。

局部信息采集过程中，传感器信号采集器在采集信息时按照程序指令将信息封装整理，对于所标记不同信息类型采用不同传送方式及传送格式；对于信息处理流程如附图5所示，对于数字量信号的处理流程如图6所示，传感器信号采集器的控制模块通过引脚检测到电位的改变来触发事件，当检测到常规信号时，将其按照附图3的数据格式进行转化和存储后，采用定时传输的方式上传其压缩后的存储文件；当检测到故障信号时，将输出故障报警信号，同时对故障发生事件进行备份记录；

对于模拟量信号的处理流程如图7所示，传感器信号采集器的控制模块通过引脚定时采样数据，当采样值在正常检测范围内时，将其按照附图4的数据格式进行转化和存储，采用定时传输的方式上传其压缩后的存储文件；当采样值超出正常检测范围但故障累计时间没超出设定值T时，同样按上一个描述情况进行处理；当采样值超出正常检测范围且故障累计时间超出设定值T时，将输出故障报警信号，同时对故障发生事件进行备份记录。

传感器信号采集器，其包括：