[发明专利]一种非侵入式的设备控制与数据采集方法及工控装置

权利要求书

1.一种非侵入式的设备控制与数据采集方法，用于触控控制设备的自动化改造，所述触控控制设备包括主机、显示器和触控屏，其特征在于，触控屏与主机间的一对一串口通讯通过串口转发装置改造为外接工控机与主机、触控屏与主机的“Y”型结构的串口通讯；所述串口转发装置包括微控制单元；主机向显示器提供的视频信号通过分屏器同时显示在显示器以及外接工控机的显示屏上；外接工控机通过视频信号采集器实时抓取采集到的视频信号获取所述触控控制设备的实时数据，在外接工控机上部署通讯模块，通过其与上位系统间的通信，实现上位系统对设备的远程控制与数据采集；所述微控制单元转发触控屏与设备主机之间的信号实现原有控制流程，所述微控制单元将外接工控机的串口指令发送至设备主机执行，实现外部指令控制封闭设备。

2.根据权利要求1所述的非侵入式的设备控制与数据采集方法，其特征在于：所述微控制单元发送外接工控机的串口指令至设备主机执行，包括以下步骤：

(11)所述触摸屏产生的控制命令发送到串口转发装置，所述串口转发装置将控制命令转发到设备主机和外接工控机；设备主机接收到控制命令之后将回复消息发送到所述串口转发装置，所述串口转发装置将串口命令发送到触摸屏和外接工控机；

(12)外接工控机上获取触摸屏的控制命令和对应的设备主机的回复消息，将该控制命令保存为配置文件，同时分析信号值特征，获得每种操作指令的帧头、帧尾，以及数据长度校验规则；

(13)当需要执行外部指令时，外接工控机将外部指令所配置的控制命令发送到串口转发装置，串口转发装置根据信号值特征，在触控屏与设备主机间的串口信号流中插入控制命令，将控制命令发送到设备主机执行。

3.根据权利要求1所述的非侵入式的设备控制与数据采集方法，其特征在于：所述的外接工控机获取所述触控控制设备的实时数据，包括以下步骤：

(21)通过视频信号采集器将分屏器的一路视频信号转换为电信号发送至外接工控机；

(22)外接工控机通过视频信号采集软件将视频信号实时显示在工控机界面；

(23)通过外接工控机上部署的OCR软件，实时抓取采集到的视频信号，获取设备的启动、停止、加工进程的实时数据。

4.根据权利要求1所述的非侵入式的设备控制与数据采集方法，其特征在于：所述的在外接工控机上部署通讯模块，通过其与上位系统间的通信，实现上位系统对设备的远程控制与数据采集，包括以下过程：所述通讯模块将所获取的设备实时数据转换成标准的Secs/GEM协议格式，通过网口将其上传至上位系统；所述通讯模块与上位系统实时通信，根据上位系统的不同指令，调用串口模块，发送对应的串口消息模拟触屏点击，从而实现设备的远程控制。

5.一种工控装置，用于触控控制设备的自动化改造，所述触控控制设备包括主机、显示器和触控屏，其特征在于，该工控装置包括分屏器、视频信号采集器、串口转发装置和外接工控机；外接工控机的串口模块、触控屏的串口模块以及主机的串口模块通过所述串口转发装置电连接；所述串口转发装置包括微控制单元；主机向显示器提供的视频信号通过分屏器同时显示在显示器以及外接工控机的显示屏上；外接工控机通过视频信号采集器实时抓取采集到的视频信号获取所述触控控制设备的实时数据，外接工控机上部署有通讯模块，通过其与上位系统间的通信，实现上位系统对设备的远程控制与数据采集；所述微控制单元转发触控屏与设备主机之间的信号实现原有控制流程，所述微控制单元将外接工控机的串口指令发送至设备主机执行，实现外部指令控制封闭设备。

6.根据权利要求5所述的工控装置，其特征在于：所述串口转发装置还包括为所述微控制单元供电的电源以及计时晶振。

7.根据权利要求5所述的工控装置，其特征在于：所述视频信号采集器通过USB接口接入到外接工控机。

8.根据权利要求5所述的工控装置，其特征在于：所述通讯模块采用Secs/GEM通信协议。