一种异构工业信号源信息获取方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及工业信号处理技术领域，具体来说是一种异构工业信号源信息获取方 法。
【背景技术】
[0002] 在工业4.0以及中国制造2025背景下，通过工业数据中心实现不同行业的工业数 据采集、存储、分析、应用已经是必然趋势，而工业数据中心首先需要解决多种工业协议的 互联网接入问题。目前现场总线协议繁多，较为流行现场总线就有40多个标准，工业数据中 心需要有一种能够实现多个不同标准协议的信号源能够被访问的方法。
[0003] Eric D Knapp将工业协议按是否可以通过TCP/IP访问，分为可路由协议以及不可 路由协议，其中可路由协议包含最基本的工业网络协议包括Modbus-IDA、ICCP、DNP3、0PC协 议等，不可路由协议包括CAN总线、RS485，RS232、HART等协议。因此要工业控制系统互联网 接入需要解决不可路由协议的互联网接入，以及为不同的可路由协议实现统一格式这两个 技术问题。
[0004] 现有工业控制系统往往通过以下方式来实现工控系统的互联网访问：通过改造既 有组态软件来实现互联网访问以及通过远程终端单元以及数据传输单元实现信号源的访 问。采用组态软件方式又包括直接来连接组态软件数据库，以及在组态软件上通过0PC协议 实现互联网接入两种方式。但这种方式需要改造既有基于组态软件的中控系统，对于小型 工控系统以及无人值守工控系统需要解决组态软件系统部署问题。采用远程终端单元、数 据传输单元建立互联网连接的方法，需要解决底层协议驱动，以及信号设备的检索访问问 题。对于工业数据中心来说，应用以及业务层需要采用统一的访问方法对不同协议以及不 同连接方式的信号源访问，并且实现不同规格的信号关联，例如工业系统中指标信号与视 频监控结合来判断生产是否异常以及查找生产故障点。
[0005] 因此需要提出一种统一的检索异构工业信号源，以及获取异构工业信号源信息的 方法。
【发明内容】
[0006] 本发明的目的是为了解决现有技术中工业异构数据难以统一获取接入的缺陷，提 供一种异构工业信号源信息获取方法来解决上述问题。
[0007] 为了实现上述目的，本发明的技术方案如下：
[0008] -种异构工业信号源信息获取方法，包括以下步骤：
[0009] 预定义处理，对通讯协议模块和信号点模块进行定义和预处理；
[0010]建立通讯协议模块与信号点模块的拓朴关系，对通讯协议模块与信号点模块进行 汇聚关联，将若干个通讯协议模块进行路由整合；
[0011]将通讯协议模块与信号点模块进行关联编码，建立通讯协议模块与信号点模块的 连接；
[0012] 对信号点模块获取的信息进行统一编码；
[0013] 对信号源检索并获取信号源信息。
[0014] 所述的预定义处理包括以下步骤：
[0015] 定义通讯协议模块，通讯协议模块用于定义各物理设备传感器信息的访问方法， 通讯协议模块包括远程终端单元、数据传输单元、〇PC Server和视频服务器的连接方式；
[0016] 对通讯协议模块进行属性设置，其属性设置为:Elee_{通讯协议模块ID，通讯协 议，地址，主机地址，DDNS，查询方式，通讯协议模块集合Set。。?，信号点模块集合Set sign};
[0017] 定义信号点模块，信号点模块用于代表工业控制现场传感器、控制器信息，信号点 模块包括工业现场实际及虚拟的访问控制点；
[0018] 对信号点模块进行属性设置，其属性设置为:Eleslgn{信号点ID，设备ID，第三方驱 动程序标识，预警上限、预警下限、计算公式、单位，工艺信息、地理信息、采集点特性}。
[0019] 所述的建立通讯协议模块与信号点模块的拓朴关系包括以下步骤：
[0020] 配置各通讯协议模块的路由，为各通讯协议模块统一分配IP地址；
[0021] 设定各通讯协议模块的信号采集网关主机地址；
[0022] 基于树状结构Treetc^t出通讯协议模块的拓扑结构信息。
[0023] 所述的将通讯协议模块与信号点模块进行关联编码包括以下步骤：
[0024]根据现场工艺要求，检索Treetop，查找信号点模块的路由及协议；
[0025]建立每个信号点模块的访问途径；
[0026]采用DDNS服务器对通讯协议模块进行反射解析，为通讯协议模块分配二级域名， 为每个信号点模块建立基于二级域名的检索地址DNamesignai。
[0027] 所述的对信号点模块获取的信息进行统一编码包括以下步骤：
[0028] 定义信号采集网关模块，信号采集网关模块根据需访问的信号点模块访问途径以 及通讯协议模块的采用协议，选择相应的协议解析单元与通讯协议模块建立连接；
[0029] 信号采集网关模块根据信号点模块的采集频率要求，主动或被动地发送请求和采 集数据；
[0030] 对需采集的信号点模块中的数据内容与数据字典进行分解;数据内容包含{数据 发生时间、信号点模块ID，数据值};数据字典包含信号点模块的静态属性信息，其包括{:信 号点模块ID，预警上限，预警下限，工艺段，设备ID，物理地址信息，计算公式，单位值，特殊 定义};
[0031] 将编码后的统一格式数据与数据中心的数据网关相连。
[0032] 所述的对信号源检索并获取信号源信息包括以下步骤：
[0033] 更新并存储接收到的数据内容和数据字典，按数据发生时间建立数据内容表，按 信号点模块保存静态数据字典；
[0034]按照静态数据字典的属性信息，为信号点模块的建立索引表；
[0035]根据需要进行检索，捡取其信号源集合，从数据内容中根据查询条件检索数据内 容，并将多个检索结果进行合并。
[0036] 针对特定信号元的处理包括以下步骤：
[0037] 采用第三方驱动程序解析特定信号元数据；
[0038] 对解析后的特定信号元数据进行过滤、解析计算，转换原始信号值与物理值；
[0039] 根据信号元组合关系和计算公式，将原始信号值与物理值换算成虚拟信号元。
[0040] 针对非结构化的数据值进行分解，块数据采用BASE64编码，流数据采用信息点模 块检索域名地址DNamesignaio
[0041 ] 有益效果
[0042]本发明的一种异构工业信号源信息获取方法，与现有技术相比提供了异构工业信 号源的标准连接、存储以及表示方法，解决了不同物理连接以及协议的连接问题。采用了结 构化的信号源表示方式，以及标准化的信号点模块检索访问方式，使第三方应用能够以标 准方式访问异构工业信号源，而无需考虑工业设备的连接以及信号的差异性。
【附图说明】
[0043]图1为本发明的方法流程图；
[0044] 图2为本发明中信号采集网关模块的连接结构图；
[0045] 图3为本发明中对信号源检索并获取信号源信息步骤的连接原理结构图。
【具体实施方式】
[0046] 为使对本发明的结构特征及所达成的功效有更进一步的了解与认识，用以较佳的 实施例及附图配合详细的说明，说明如下：
[0047] 如图1所示，本发明所述的一种异构工业信号源信息获取方法，包括以下步骤： [0048]第一步，预定义处理，对通讯协议模块和信号点模块进行定义和预处理。其包括以 下步骤：
[0049] (1)定义通讯协议模块，由于工业现场各个采集点设备的传输协议、方法均不同， 因此需要对各个采集点的通讯协议进行集中定义。通讯协议模块用于定义各物理设备传感 器信息的访问方法，通讯协议模块包括远程终端单元、数据传输单元、〇PC Server和视频服 务器的连接方式。
[0050] (2)对通讯协议模块进行属性设置，其属性设置为:Ε1~_{通讯协议模块ID，通讯 协议，地址，主机地址，DDNS，查询方式，通讯协议模块集合Set。。?，信号点模块集合Setsign}。
[0051] (3)定义信号点模块，信号点模块用于代表工业控制现场传感器、控制器信息，信 号点模块包括工业现场实际及虚拟的访问控制点，即具体的工业设备采集点。
[0052] (4)对信号点模块进行属性设置，其属性设置为:Eleslgn{信号点ID，设备ID，第三 方驱动程序标识，预警上限、预警下限、计算公式、单位，工艺信息、地理信息、采集点特性}。 [0053]经过通讯协议模块和信号点模块的定义后，对各个工业信号采集点的通讯协议和 数值进行了综合管理，为后面查找路径的搭建提供基础。
[0054] 第二步，建立通讯协议模块与信号点模块的拓朴关系。对通讯协议模块与信号点 模块进行汇聚关联，将若干个通讯协议模块进行路由整合。其包括以下步骤：
[0055] (1)配置各通讯协议模块的路由，为各通讯协议模块统一分配IP地址。由于在前已 针对不同的协议、方法进行了按通讯协议模块的属性进行了统一规格编辑，因此基于统一 标准，统一分配IP地址进行通讯。
[0056] (2)设定各通讯协议模块的信号采集网