一种基于物联网的设备监控系统的制作方法

本发明涉及数据通信技术领域，具体涉及一种基于物联网的设备监控系统。

背景技术：

随着信息科技的进步，特别是互联网的快速发展，现实生活越来越依赖互联网，由此也诞生了物联网。目前，为了方便采集工业设备的数据和下发配置信息给工业设备，大量的工业设备需要连入物联网中，从而形成基于物联网的设备监控系统。

传统的基于物联网的设备监控系统是将数据采集模块与上位机通讯连接，通过数据采集模块采集工业设备的数据，并输送至上位机上，再由上位机确定数据接收终端，但是，由于车间的工作环境因素具有不确定性（如无线网络的不稳定、车间内的通讯信号易被干扰屏蔽等），因此，这种设备监控系统极难保证数据传输的准确性和稳定性，而且工业设备与上位机之间的通讯是采用通用的通讯协议，只能定向的接收、解析、发送数据，并不能判断数据的来源及去向，工业设备与上位机之间只能采用一对一通讯的控制模式，当需要向大量的工业设备下发配置信息时，工作量巨大，导致工作效率较低，无法满足实际生产的需求。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是提供一种基于物联网的设备监控系统，这种设备监控系统能够实现对多个工业设备的远程监测及控制，并且可提高网络通讯中对数据报文提取的准确性和速度，有利于提高工作效率。采用的技术方案如下：

一种基于物联网的设备监控系统，其特征在于：包括控制终端、转接服务器和多个工业设备，控制终端、各个工业设备均基于数据转发通讯协议与转接服务器通讯连接，数据转发通讯协议由帧头、报文长度、本设备id标识、目标设备id标识、数据类型标识、数据内容和crc校验组成，各个工业设备或控制终端均将数据报文发送给转接服务器，转接服务器识别目标设备id标识，将该数据报文转发到与目标设备id标识相关联的控制终端或工业设备；控制终端或工业设备在收到该数据报文后，通过帧头、报文长度和crc校验将数据报文有目标地截取出来，并根据数据类型标识和数据内容对截取出来的数据报文进行数据分类及数据解析，在形成新数据报文时，根据收到数据报文中的本设备id标识确定数据报文的来源并作为新数据报文的目标设备id标识。

上述数据转发通讯协议中，本设备id标识用于识别数据报文的来源设备，目标设备id标识用于识别数据报文需要发送的目标设备；数据类型标识用于分类数据。帧头和报文长度用于将数据报文有目标地截取出来，如果长度足够截取，则校验此段数据报文，如果长度不够，则与下一段收到的数据报文拼接后再截取数据报文去校验，再经过crc校验的匹配，明确出该段数据报文的正确性与可用性，判断数据有无丢失，采用帧头、数据报文长度、crc校验三者相互结合的模式，能够提高网络通讯中对数据报文提取的准确性和速度，有利于提高工作效率。

上述设备监控系统工作时，当需要采集工业设备的数据时，本设备id标识与该工业设备相关联，目标设备id标识与控制终端相关联；转接服务器在收到来自任意工业设备的数据报文后，快速将该数据报文转发到控制终端；该控制终端在收到该数据报文后，先通过帧头和报文长度将数据报文有目标地截取出来，再经过crc校验的匹配，明确出该段数据报文的正确性与可用性，最后根据数据类型标识和数据内容对截取出来的数据报文进行数据分类及数据解析，实时了解各个工业设备的数据（如工作参数），实现对各个工业设备的远程监测。当需要下发配置信息或控制指令给工业设备时，本设备id标识与控制终端相关联，目标设备id标识与该工业设备相关联，转接服务器在收到来自控制终端的数据报文后，识别该数据报文中所包含的目标设备id标识，快速将该数据报文转发到该工业设备；该工业设备在收到该数据报文后，先通过帧头和报文长度将数据报文有目标地截取出来，再经过crc校验的匹配，最后识别数据报文中所含的数据类型标识和数据内容，对数据类型进行分类及数据内容解析，实现对工业设备的远程控制；随后该工业设备可将控制成功的信号通过转接服务器回传至控制终端，以便于我们能够在控制工业设备时即时收到被控制的工业设备的反馈，来获知当次控制动作的完成与否。另外，上述设备监控系统还可以通过数据转发通讯协议实现工业设备之间的联动，可使本设备id标识、目标设备id标识分别与相应的工业设备相关联，转接服务器在收到来自与本设备id标识相关联的工业设备的数据报文后，快速将该数据报文转发到与目标设备id标识相关联的工业设备，实现各个工业设备之间的联动（此联动带有双向性）。需要特别强调的是，基于这种数据转发通讯协议的设备监控系统，转接服务器可以设置在厂区之外任何地方，各个工业设备都可以通过有线方式连接到转接服务器所在的局域网，各个工业设备与转接服务器之间的通讯采用有线方式，控制终端与转接服务器之间的通讯则可以采用无线方式，也即是控制终端可以在任何有网络的地方远离转接服务器、工业设备进行控制，这远比控制终端通过无线通讯对工业设备进行控制要稳定得多，因为不受厂区环境的影响。

优选方案中，上述控制终端包括移动终端、计算机和云平台中的至少一种。所述移动终端可以是手机、平板电脑、笔记本电脑等。

优选方案中，上述设备监控系统还包括交换机、路由器和多个网络接口，各个网络接口均与交换机通讯连接，交换机通过路由器与所述转接服务器通讯连接；各个所述工业设备上均设有串口转以太网模块，串口转以太网模块通过网线与相应的网络接口通讯连接。各个网络接口可根据生产需要安装在车间的任意角落；只要附近有网络接口，操作人员只需将工业设备上的串口转以太网模块的信号输出端通过网线与相应的网络接口进行电连接。当需要采集工业设备的数据时，工业设备的数据依次通过串口转以太网模块、网线、网络接口、交换机和路由器将数据传输至转接服务器上，转接服务器在收到来自控制终端的数据报文后，快速将该数据报文转发到控制终端。当需要下发配置信息或控制指令给工业设备时，转接服务器在收到来自控制终端的数据报文后，将该数据报文依次通过路由器、交换机、网络接口、网线传输至该工业设备的串口转以太网模块中。

本发明的设备监控系统基于数据转发通讯协议，控制终端通过转接服务器能够对多个工业设备进行远程监测及控制，实现端到端的准确控制，还可以实现工业设备之间的联动，并且数据转发通讯协议采用帧头、数据报文长度、crc校验三者相互结合的模式，能够提高网络通讯中对数据报文提取的准确性和速度，有利于提高工作效率。需要特别强调的是，基于这种数据转发通讯协议的设备监控系统，转接服务器可以设置在厂区之外任何地方，各个工业设备都可以通过有线方式连接到转接服务器所在的局域网，各个工业设备与转接服务器之间的通讯采用有线方式，控制终端与转接服务器之间的通讯则可以采用无线方式，也即是控制终端可以在任何有网络的地方远离转接服务器、工业设备进行控制，这远比控制终端通过无线通讯对工业设备进行控制要稳定得多，因为不受厂区环境的影响。

附图说明

图1是本发明优选实施方式实施例一的结构示意图。

图2是本发明中数据转发通讯协议的逻辑方框图。

图3是本发明优选实施方式实施例二的结构示意图。

具体实施方式

实施例一

如图1、图2所示，这种基于物联网的设备监控系统包括控制终端1、转接服务器2和多个工业设备3，控制终端1、各个工业设备3均基于数据转发通讯协议4与转接服务器2通讯连接，数据转发通讯协议4由帧头41、报文长度42、本设备id标识43、目标设备id标识44、数据类型标识45、数据内容46和crc校验47组成；各个工业设备3或控制终端1均将数据报文发送给转接服务器2，转接服务器2识别目标设备id标识44，将该数据报文转发到与目标设备id标识44相关联的控制终端1或工业设备3；控制终端1或工业设备3在收到该数据报文后，通过帧头41、报文长度42和crc校验47将数据报文有目标地截取出来，并根据数据类型标识45和数据内容46对截取出来的数据报文进行数据分类及数据解析，在形成新数据报文时，根据收到数据报文中的本设备id标识43确定数据报文的来源并作为新数据报文的目标设备id标识44。

在本实施例中，控制终端1包括移动终端11和云平台12，移动终端11、云平台12均与基于数据转发通讯协议4与转接服务器2通讯连接。移动终端11可以是手机、平板电脑、笔记本电脑等。

下面简述一下本设备监控系统的工作原理：

当需要采集工业设备3的数据时，本设备id标识43与该工业设备3相关联，目标设备id标识44与控制终端1相关联；转接服务器2在收到来自任意工业设备3的数据报文后，快速将该数据报文转发到控制终端1；该控制终端1在收到该数据报文后，先通过帧头41和报文长度42将数据报文有目标地截取出来，再经过crc校验47的匹配，明确出该段数据报文的正确性与可用性，最后根据数据类型标识45和数据内容46，对截取出来的数据报文进行数据分类及数据解析，实时了解各个工业设备3的数据（如工作参数），实现对各个工业设备3的远程监测。

当需要下发配置信息或控制指令给工业设备3时，本设备id标识43与控制终端1相关联，目标设备id标识44与该工业设备3相关联，转接服务器2在收到来自控制终端1的数据报文后，快速将该数据报文转发到该工业设备3；该工业设备3在收到该数据报文后，先通过帧头41和报文长度42将数据报文有目标地截取出来，再经过crc校验47的匹配，最后识别数据报文中所含的数据类型标识45和数据内容46，对截取出来的数据报文进行数据分类及数据解析，实现对工业设备3的远程控制；随后该工业设备3可将控制成功的信号通过数据转发通讯协议4、转接服务器2回传至控制终端1，以便于我们能够在控制工业设备3时即时收到被控制的工业设备3的反馈，来获知当次控制动作的完成与否。

当需要实现工业设备3之间的联动时，可使本设备id标识43、目标设备id标识44分别与相应的工业设备3相关联，转接服务器2在收到来自与本设备id标识43相关联的工业设备3的数据报文后，快速将该数据报文转发到与目标设备id标识44相关联的工业设备3，实现各个工业设备3之间的联动（此联动带有双向性）。

实施例二

参考图3，在其他部分均与实施例一相同的情况下，其区别在于：所述设备监控系统还包括交换机5、路由器6和多个网络接口7，各个网络接口7均与交换机5通讯连接，交换机5通过路由器6与转接服务器2通讯连接；各个工业设备3上均设有串口转以太网模块31，串口转以太网模块31通过网线8与相应的网络接口7通讯连接。

各个网络接口7可根据生产需要安装在车间的任意角落；只要附近有网络接口7，操作人员只需将工业设备3上的串口转以太网模块31的信号输出端通过网线8与相应的网络接口7进行电连接。当需要采集工业设备3的数据时，工业设备3的数据依次通过串口转以太网模块31、网线8、网络接口7、交换机5和路由器6将数据传输至转接服务器2上，转接服务器2在收到来自控制终端1的数据报文后，快速将该数据报文转发到控制终端1。当需要下发配置信息或控制指令给工业设备3时，转接服务器2在收到来自控制终端1的数据报文后，将该数据报文依次通过路由器6、交换机5、网络接口7、网线8传输至该工业设备3的串口转以太网模块31中。

此外，需要说明的是，本说明书中所描述的具体实施例，其各部分名称等可以不同，凡依本发明专利构思所述的构造、特征及原理所做的等效或简单变化，均包括于本发明专利的保护范围内。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离本发明的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。