[发明专利]采集-计算-管控一体集成智能数据采集系统

说明书

本发明提供了一种采集‑计算‑管控一体集成智能数据采集系统，数据采样模块连接数据处理分析模块，数据处理分析模块连接存储模块和通信模块；数据处理分析模块包括高性能中央处理模块、嵌入式神经网络处理模块以及实时协处理模块；高性能中央处理模块连接存储模块、嵌入式神经网络处理模块、时协处理模块；嵌入式神经网络处理模块连接存储模块、实时协处理模块；实时协处理模块连接存储模块；高性能中央处理模块和实时协处理模块均连接通信模块。本发明有效解决了工业现场边缘端密集传感、数据海量传输、感知控制回路不通等问题，实现工业现场设备边缘侧数据采集、智能计算、管控一体化。

技术领域

本发明涉及边缘计算和智能制造技术领域，具体地，涉及一种采集-计算-管控一体集成智能数据采集系统。

背景技术

智慧工厂是现代工厂信息化发展的新阶段，是在数字化工厂的基础上，利用物联网的技术和设备监控技术加强信息管理和服务。智慧工厂需要利用多种传感器对工厂内的设备进行状态监测，同时通过控制平台对设备进行远程控制。与云平台的统一上发、集中处理相比，边缘计算在面对复杂度越来越高、数据越来越大的现代工厂时更具优势，其可以在靠近设备感知侧对传感器数据进行就地数据处理，实现传感器数据的即采即用，并就近提供面向边缘侧的应用服务。边缘计算能够有效降低数据传输的时延、节约数据传输的带宽，同时提供更快的网络服务响应，有效满足工业现场中对设备运行状态快速感知和及时管控的要求。

随着工厂智能化发展的加速，对于采集到的现场设备的各类状态数据进行分析处理也显得尤为重要。目前传统的数据采集卡大多仅支持单一的数值采样功能，对于需要对采样数据进行分析、处理、实时管控的场景多采用数据采集卡+工控机的结构，整个系统往往存在时延大、干扰多、成本高的缺点。对于一些采用了较高性能主控模块，内部集成了一些简单数据处理算法的数据采集卡，其将数值采样和数据处理全部置于通用处理器进行，难以实现计算速度与功耗成本的平衡。

公开号为CN111478960A的专利文献公开了一种基于边缘计算的数据采集和边缘计算系统，包括边缘设备模块、数据预处理模块和边缘计算模块，边缘设备模块通过以太网或串口与数据预处理模块连接，数据预处理模块与边缘计算模块连接，边缘设备模块通过连接以太网和串口向数据预处理模块发送数据，数据预处理模块检查当前信道状态并对接收到的数据进行预处理，随后将预处理后的数据传送给边缘计算模块，所述边缘计算模块先将接收到的数据进行解包和提取数据，再将提取出的数据进行打包，通过其中的云端服务器接入单元上传至云端服务器。但是该专利文献仍然存在时延大、干扰多、成本高的缺陷。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种采集-计算-管控一体集成智能数据采集系统。

根据本发明提供的一种采集-计算-管控一体集成智能数据采集系统，包括：数据采样模块、存储模块、数据处理分析模块以及通信模块；

所述数据采样模块连接所述数据处理分析模块，所述数据处理分析模块连接所述存储模块和所述通信模块；所述数据采样模块用于连接采样设备；

所述数据处理分析模块包括高性能中央处理模块、嵌入式神经网络处理模块以及实时协处理模块；

所述高性能中央处理模块连接所述存储模块、所述嵌入式神经网络处理模块、所述时协处理模块；所述嵌入式神经网络处理模块连接所述存储模块、所述实时协处理模块；所述实时协处理模块连接所述存储模块；

所述高性能中央处理模块和所述实时协处理模块均连接所述通信模块，所述通信模块用于连接上位机和工业现场设备。

优选的，所述数据采样模块包括可配置采样口和前级电路；

所述可配置采样接口连接所述前级电路，所述前级电路连接所述高性能中央处理模块；所述可配置采样接口用于连接采样设备。

优选的，所述高性能中央处理模块包括模拟量采集模块和数据处理算法模块；