一种工业互联网数据采集终端及其系统的制作方法

1.本发明涉及一种工业互联网数据采集终端及其系统，属于工业互联网数据采集技术领域。


背景技术：

2.近几十年来，互联网的发展见证了将计算、数据存储和应用程序移入云数据中心（data center）的趋势，从而促进了随需访问共享计算和存储资源的普遍性；在工业控制，物联网领域存在大量需要进行监控的监测点，且检测的实时数据都需要及时、完整地上送至数据处理服务器；现有的工业网关采集数据类型和种类固定，不灵活。增加新数据源，可能需要修改工业网关，且密码加密方式依然使用国际加密算法在技术上和安全性上不可控。


技术实现要素：

3.有鉴于此，本发明提供一种工业互联网数据采集终端及其系统，能够有效的对终端进行降温，并通过使用国产密码算法来加密/解密和生产数字证书的方式来提高整个系统的密码加密的安全性及自主可控性，并且只需同步配置信息到数据处理平台，数据处理平台处理软件无需修改；能够实现工业网关采集数据可灵活配置，工业网关通用化，节约开发和维护网关成本。
4.本发明提供一种工业互联网数据采集终端及其系统，其包括密码应用管理、采集点数据地址、协议、数据类型；所述密码应用管理包括5g通信系统、智慧中台，所述智慧中台包括身份认证模块、工业应用管理模块，所述5g通信系统，用于承载智慧中台的云服务器之间的通信，并提供相应的通信服务能力，采集点配置于工业终端上，以采集点进行数据的采集，配置后台获取到每个采集点的相关信息，将采集点数据由配置后台获取，配置后台获取到的数据信息通过工业网关传到数据处理平台，数据处理平台根据各采集点数据信息进行处理，工业网关采集点信息被修改后，只需同步配置信息到数据处理平台，数据处理平台处理软件无需修改，所述密码应用管理对工业终端进行防护。
5.所述智慧中台包括数据库ldap目录结构，所述身份认证模块，通过使用国产密码算法sm1、sm2、sm3、sm4和sm9进行数据的加密/解密和生成数字证书，所述身份认证模块为用户签发一个用于标明身份的身份证认证证书，所述工业应用管理模块为用户签发一个属性证书，当在云计算平台中有多个系统的访问权限时，为用户签发多个属性证书，签发的身份认证证书和属性证书由身份认证和权限管理系统统一发布到数据库ldap目录结构中。
6.所述采集点数据地址、协议、数据类型通过计工业网关支持通过配置后台模块进行配置，所述预先识别通讯网络中的数据类型的等级，并根据等级进行采集数据排序，所述每个采集点还包括至少一个采集器，采集器包括控制cpu、与工业终端连接的第一接口、与配置后台连接的第二接口和存储单元，第一接口为可插拔的物联网接入组件模块，第二接口为可插拔的网络组件接入组件模块，控制cpu分别与物联网接入组件模块、网络接入组件
模块和存储单元连接。
7.所述在相同带宽情况下，数据点少的采集端适量降低传输速率，以保证数据量大的终端得到更多的传输带宽，所述采集器还设有云数据收集模块，为封装于采集器与工业网关之间交互的通讯协议，所述采集器与工业网关连接，采集器通过云数据收集模块向工业网关发送采集数据信息，采集器在工业网关上激活，然后采集器会获取装备采集参数，以读取工业终端的装备数据，直接传输至数据处理平台。
8.所述通讯协议使用kafak或rabbit mq作为分布式消息队列系统，将接入装置转换的标准数据报文格式，发送到kafka消息队列采用自动拉取消息队列数据的方式处理数据，当上一次取出的数据处理完后，再到消息队列中取出数据进行消费，与每个时序数据库仅建立一个通讯连接，每次写入数据复用这个连接，不再新建连接的方式。
9.所述工业终端包括机体、防护部、降温部，所述降温部包括第一风机、第二风机、降温孔、控制器，所述第一风机、第二风机分别位于机体两端。所述降温孔均与第一风机、第二风机相对应，所述降温孔为喇叭孔，所述控制器分别与第一风机、第二风机相连接，所述防护部包括防护板、第一支撑块、第二支撑块，所述第一支撑块、第二支撑块分别位于机体、防护板上，所述第一支撑块、第二支撑块之间通过设有第一连接杆相连接，所述第二支撑块与防护板之间通过设有第一弹簧相连接，所述机体两侧设有消音棉。
10.所述机体一端设有箱门，所述箱门上设有观察窗，所述观察窗上设有温度变色胶，所述第一风机、第二风机分别位于机体上下两端两侧，所述降温孔靠外侧一端为小口，所述第一风机、第二风机一端分别设有第一电机、第二电机，所述第一电机、第二电机与控制器相连接，所述机体外侧设有与将降温孔相对应的挡板，所述挡板为弧形板。
11.所述第一连接杆两端均与第一支撑块、第二支撑块铰接，所述防护板上设有与第二支撑块相对应的滑槽，所述第二支撑块与滑槽滑动连接，所述第一弹簧位于滑槽内，所述防护部位于机体两侧。
12.所述消音棉位于机体两侧，所述消音棉与机体之间通过设有第二弹簧相连接，所述机体上设有显示屏。
13.本发明的有益效果：本发明提供本发明提供一种工业互联网数据采集终端及其系统，能够有效的对终端进行降温，并通过使用国产密码算法来加密/解密和生产数字证书的方式来提高整个系统的密码加密的安全性及自主可控性，并且只需同步配置信息到数据处理平台，数据处理平台处理软件无需修改；能够实现工业网关采集数据可灵活配置，工业网关通用化，节约开发和维护网关成本。
附图说明
14.图1为本发明一种工业互联网数据采集终端及其系统的整体结构示意图。
15.图2为本发明一种工业互联网数据采集终端及其系统的正视结构示意图。
16.图3为本发明一种工业互联网数据采集终端及其系统的剖视结构示意图。
17.图4为本发明一种工业互联网数据采集终端及其系统的第一风机结构示意图。
18.图5为本发明一种工业互联网数据采集终端及其系统的第二风机结构示意图。
19.图6为本发明一种工业互联网数据采集终端及其系统的防护部结构示意图。
20.（1、机体，2、第一风机，3、第二风机，4、降温孔，5、控制器，6、防护板，7、第一支撑块，8、第二支撑块，9、第一连接杆，10、第一弹簧，11、消音棉，12、观察窗，13、挡板，14、第二弹簧，15、显示屏）。
具体实施方式
21.下面将结合附图，对本发明的优选实施例进行详细的描述。
22.如图1至图6所示：本发明提供一种工业互联网数据采集终端及其系统，其包括密码应用管理、采集点数据地址、协议、数据类型；所述密码应用管理包括5g通信系统、智慧中台，所述智慧中台包括身份认证模块、工业应用管理模块，所述5g通信系统，用于承载智慧中台的云服务器之间的通信，并提供相应的通信服务能力，采集点配置于工业终端上，以采集点进行数据的采集，配置后台获取到每个采集点的相关信息，将采集点数据由配置后台获取，配置后台获取到的数据信息通过工业网关传到数据处理平台，数据处理平台根据各采集点数据信息进行处理，工业网关采集点信息被修改后，只需同步配置信息到数据处理平台，数据处理平台处理软件无需修改，所述密码应用管理对工业终端进行防护。
23.本发明中智慧中台包括数据库ldap目录结构，所述身份认证模块，通过使用国产密码算法sm1、sm2、sm3、sm4和sm9进行数据的加密/解密和生成数字证书，所述身份认证模块为用户签发一个用于标明身份的身份证认证证书，所述工业应用管理模块为用户签发一个属性证书，当在云计算平台中有多个系统的访问权限时，为用户签发多个属性证书，签发的身份认证证书和属性证书由身份认证和权限管理系统统一发布到数据库ldap目录结构中。
24.本发明中采集点数据地址、协议、数据类型通过计工业网关支持通过配置后台模块进行配置，所述预先识别通讯网络中的数据类型的等级，并根据等级进行采集数据排序，所述每个采集点还包括至少一个采集器，采集器包括控制cpu、与工业终端连接的第一接口、与配置后台连接的第二接口和存储单元，第一接口为可插拔的物联网接入组件模块，第二接口为可插拔的网络组件接入组件模块，控制cpu分别与物联网接入组件模块、网络接入组件模块和存储单元连接。
25.本发明中在相同带宽情况下，数据点少的采集端适量降低传输速率，以保证数据量大的终端得到更多的传输带宽，所述采集器还设有云数据收集模块，为封装于采集器与工业网关之间交互的通讯协议，所述采集器与工业网关连接，采集器通过云数据收集模块向工业网关发送采集数据信息，采集器在工业网关上激活，然后采集器会获取装备采集参数，以读取工业终端的装备数据，直接传输至数据处理平台。
26.本发明中通讯协议使用kafak或rabbit mq作为分布式消息队列系统，将接入装置转换的标准数据报文格式，发送到kafka消息队列采用自动拉取消息队列数据的方式处理数据，当上一次取出的数据处理完后，再到消息队列中取出数据进行消费，与每个时序数据库仅建立一个通讯连接，每次写入数据复用这个连接，不再新建连接的方式。
27.本发明中工业终端包括机体1、防护部、降温部，所述降温部包括第一风机2、第二风机3、降温孔4、控制器5，所述第一风机2、第二风机3分别位于机体1两端。所述降温孔4均与第一风机2、第二风机3相对应，所述降温孔4为喇叭孔，所述控制器5分别与第一风机2、第二风机3相连接，所述防护部包括防护板6、第一支撑块7、第二支撑块8，所述第一支撑块7、
第二支撑块8分别位于机体1、防护板6上，所述第一支撑块7、第二支撑块8之间通过设有第一连接杆9相连接，所述第二支撑块8与防护板6之间通过设有第一弹簧10相连接，所述机体1两侧设有消音棉11。
28.本发明中机体1一端设有箱门，所述箱门上设有观察窗12，所述观察窗12上设有温度变色胶，所述第一风机2、第二风机3分别位于机体1上下两端两侧，所述降温孔4靠外侧一端为小口，所述第一风机2、第二风机3一端分别设有第一电机、第二电机，所述第一电机、第二电机与控制器5相连接，所述机体1外侧设有与将降温孔4相对应的挡板13，所述挡板13为弧形板。
29.本发明中第一连接杆9两端均与第一支撑块7、第二支撑块8铰接，所述防护板6上设有与第二支撑块8相对应的滑槽，所述第二支撑块8与滑槽滑动连接，所述第一弹簧10位于滑槽内，所述防护部位于机体1两侧。
30.本发明中消音棉11位于机体1两侧，所述消音棉11与机体1之间通过设有第二弹簧14相连接，所述机体1上设有显示屏15。
31.工作原理：使用时，首先机体1向智慧中台的云端服务器发起注册请求，其中注册请求中包含设备标识信息，或者工业应用服务使能服务器发起注册请求，其中注册请求中包含设备的名称以及工业终端提供工业服务的基本信息，接着智慧中台的身份认证模块为工业终端客户端签发身份认证证书，工业应用服务权限管理模块根据工业生产目标、工业生产工序和已连接智慧中台工业终端客户端信息签发属性证书，签发的身份认证证书和属性证书由身份认证和权限管理系统统一发布到数据库ldap目录结构中最后，智慧中台中的工业终端客户端通过访问数据库ldap目录结构来获得用户的身份认证和访问控制权限，从而完成用户身份的认证和访问权限的认证，确保用户身份和权限管理的安全控制；采集点灵活配置于工业终端上，配置后台获取到每个采集点的相关信息，配置后台获取到的数据信息通过工业网关传到数据处理平台，数据处理平台根据各采集点数据信息进行处理，工业网关采集点信息被修改后，只需同步配置信息到数据处理平台，数据处理平台处理软件无需修改，其中，采集点数据地址、协议、数据类型通过计工业网关支持通过配置后台模块进行配置；每个采集点包括至少一个采集器，采集器包括控制cpu、与工业终端连接的第一接口、与配置后台连接的第二接口和存储单元，第一接口为可插拔的物联网接入组件模块，第二接口为可插拔的网络组件接入组件模块，控制cpu分别与物联网接入组件模块、网络接入组件模块和存储单元连接，所述网络接入组件模块提供远程访问工业网关的网络能力，实现工业终端采集点的数据上传与配置后台，采用可插拔的方式根据需要提供不同的网路接入方式，所述控制cpu与物联网接入组件模块、网络接入组件模块和存储单元连接，根据相应的通讯协议进行通讯和转换，接收工业网关的命令转换协议后传送给工业终端，接收工业终端的数据，转换协议后传送给工业网关；检测通讯网络实时状态，在多数情况下，通讯网络中可能会存在其他类型的数据传输，这就需要实时的根据通讯网络的实时状态(trafficpayload，标记为t)，对传输速率进行调整，在通讯网络比较繁忙的情况下，适量降低速率，以减少对通讯网络的冲击，避免恶化网络通讯状况，在通讯网络共享的情况下，为了避免某个通讯应用，大量的占用网络带宽，可以主动的设置一个最大带宽占用值(settingvalue，sv)，以便在结合各种控制参数的情况下，避免导致某通讯应用恶意占用带宽，影响其他系统；
所述使用了kafak作为分布式消息队列，作为生产者将协议层转换的标准数据报文格式，发送到kafka消息队列，实现了设备实时数据的削峰填谷。避免大量数据同时进入系统导致系统瘫痪。kafka作为分布式消息队列系统，能够支撑秒级亿万级消息进入，减少系统宕机风险，提高软件并发能力，除了使用的kafka消息队列外，也可以使用rabbit mq等消息队列替代。使用rabbit mq中的拉式消费模式同样可以达到削峰填谷的效果。
32.所述在工作过程中第一风机2、第二风机在第一电机、第二电机的作用下开始工作，外界空气通过降温孔4进入机体1内部进行循环从而进行降温，所述第一电机、第二电机转向相反，所述挡板13为半弧形可以有效的防止雨水进去机体1内，所述降温孔4为喇叭口可以有效的防止因浮沉等造成堵塞，所述消音棉11可以减少工业终端在工作时所产生的噪音，所述消音棉11通过与第二弹簧14的配合可以有效的在遇到撞击时对机体1进行防护，所述当机体1遭遇撞击时，所述防护板6向靠近机体1一端开始移动，所述第二支撑块8带动第一连接杆9向下运动，所述第一弹簧10开始受力从而对防护板6进行减震已到达保护机体1的目的，所述当因第一风机2，第二机体3因长时间转动而造成降温孔4上有尘土时，所述控制器5分别将第一电机、第二电机翻转从而将尘土进行清理。
33.以上对本发明及其实施方式进行了描述，这种描述没有限制性，附图中所示的也只是本发明的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。总而言之如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本发明创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本发明的保护范围。