一种基于物联网的生产设备数据同步方法与流程

本发明属于工业物联网，尤其涉及一种基于物联网的生产设备数据同步方法。

背景技术：

1、随着工业物联网的高速发展，以数据孪生技术为代表的新型技术的应用也逐渐增多。这些物联网技术，通常包括采集端、服务器和用户端（即前端）几个部分。采集端采集设备的数据并发送给服务器，服务器再发送给用户端的前端大屏进行数据同步及大屏显示。通过前端大屏的显示内容，用户可以进行对应的作业排成、指挥调度。这些技术具有实效性好、且显示内容形象有条理等特点，可以让和用户的作业排成、指挥调度等工作进行得更加省心省力。

2、然而，为了保证用户作业排成、指挥调度等工作的顺利进行，需要数据能够及时稳定的传输，这就导致现有技术方案中对物理网系统的网络要求很高。否则，当存在网络波动造成的网络延迟时，会造成同步的卡顿现象，在进行大屏展示、作业排成、指挥调度等操作时，就难以及时提供准确的决策数据， 不仅影响用户的操作体验，还可能会影响到生产效率。而若要实现网络无波动，则会导致网络架构的设备成本及维护成本大幅度增加，影响技术的推广应用。

3、因此，怎样才能在控制成本的基础上，使用户端的前端大屏能够稳定的进行数据同步，保证用户的操作体验，避免影响生产效率，成为目前亟待解决的问题。

技术实现思路

1、针对上述现有技术的不足，本发明提供了一种基于物联网的生产设备数据同步方法，可以在控制成本的基础上，使用户端的前端大屏能够稳定的进行数据同步，保证用户的操作体验，避免影响生产效率。

2、为了解决上述技术问题，本发明采用了如下的技术方案：

3、一种基于物联网的生产设备数据同步方法，包括以下步骤：

4、s1、通过服务器接收采集端采集的设备的数据，并将数据放入缓存；

5、s2、根据缓存中的数据计算数据的接收频率后，根据接收频率预测下一次数据接收时间，并预测下一次接收到的数据数值；

6、s3、如果到达预测的下一次数据接收时间时，还未接收到实际数据则转到s5，否则转到s4；

7、s4、将最新接收的实际数据发送给用户端的前端大屏进行显示，并转到s7；

8、s5、将预测的下一次的数据数值发送给前端大屏；并在接收到对应的实际数据后，将实际数据与预测数据进行对比；若偏差大于预设偏差，则转到s6；若偏差小于等于预设偏差，则转到s7；

9、s6、将最新接收的实际数据发送给前端大屏替换对应的预测数据；并转到s7；

10、s7、将最新接收的实际数据放入缓存，并返回s2。

11、优选地，在s2前，还包括s11，判断缓存内放入的数据是否达到预设的最小阈值；若达到则转到s2，若未达到则返回s1。

12、优选地，s7中，将最新接收的实际数据放入缓存后，还判断放入缓存的数据量是否超过预设的最大阈值；若未超过则直接返回s2；若超过，则用最新接收的实际数据对缓存的放入数据进行更新后，再返回s2。

13、优选地，s7中，所述用最新接收的实际数据对缓存的放入数据进行更新包括，将最新接收的实际数据放入缓存，并将缓存的当前数据中最先放入的那一个删除。

14、优选地，s1及s7中，将数据放入缓存时，还为数据关联其接收时间。

15、优选地，s7中，为实际数据关联接收时间时，若实际数据为预测的接收时间之后接收到，则将预测的接收时间关联为其接收时间；否则，将实际数据的实际接收时间关联为其接收时间。

16、优选地，s2中，根据缓存中各数据关联的接收时间，计算数据的接收频率，再结合缓存最后放入的数据的接收时间，预测下一次数据接收时间。

17、优选地，s2中，根据缓存中各数据的数值及接收时间，结合预测下一次数据接收时间，通过线性预测的方式，预测下一次接收到的数据数值。

18、本发明与现有技术相比，具有如下有益效果：

19、1、使用本方法，在通过服务器接收采集端采集的设备的数据后，会将数据放入预设。与存储在存储单元等存储空间相比，缓存区的存储空间虽然小（足以存放采集的数据），但访问速度非常快（几乎直接使用），可以保证后续操作的及时性。之后，根据缓存中的数据计算数据的接收频率后，根据接收频率预测下一次数据接收时间，并预测下一次接收到的数据数值。如果到达预测的下一次数据接收时间时（或之前），已经接收到下一次实时数据，则说明网络顺畅，不存在网络波动造成的网络延迟，因此，直接将实时数据发送给前端大屏即可。如果到达预测的下一次数据接收时间时，还未接收到实际数据，则说明出现了网络波动造成的网络延迟，为了保证用户在前端大屏的使用，将预测的数据数值发送给前端大屏。

20、之后，在接收到对应的实际数据后，将实际数据与预测数据进行对比；若偏差小于等于预设偏差，则说明使用预测的数据不会造成负面影响，因此不进行替换。若偏差大于预设偏差，则说明使用预测的数据会造成一定的负面影响，因此，将最新接收的实际数据发送给前端大屏替换对应的预测数据。由于预测数据是根据缓存中的数据计算，而机器设备的数据正常情况下不会出现突变，该预测的数据数值可以保证很高的准确性，因此需要将预测数据替换为实际数据的频率并不高，加上网络延迟也只是偶尔出现，预测数据替换为实际数据的情况，在实际使用时是较为少见的。并且，由于前端使用预测数据的时间非常少便调整为了实际数据，即使出现了替换的情况，也可以将负面影响出现的概率尽可能的降低。

21、再然后，将最新接收的实际数据放入缓存，重新进行下一次接收时间及数据数值的预测，并重复上述操作即可。本方法不用大幅度增加成本来搭建及维护网络构架，便可以使前端大屏准确、稳定的进行数据同步。

22、综上，本发明可以在控制成本的基础上，使用户端的前端大屏能够稳定的进行数据同步，为用户的统计分析、作业排程、指挥调度提供同步数据，保证其生产效率。

23、2、将最新接收的实际数据放入缓存后，还判断放入缓存的数据量是否超过预设的最大阈值；若超过，则说明缓存的数据已经较多，占用了不少的缓存空间，并且，最先放入的数据已经有一些时间，实效性已经不是很强。因此，用最新接收的实际数据对缓存的放入数据进行更新。具体地，最新接收的实际数据放入缓存，并将缓存的当前数据中最先放入的那一个删除。这样，在保证占用缓存空间合理性的同时，还可以保证缓冲中用于预测的数据的实效性。

24、3、本方法中，将数据放入缓存时，还为数据关联其接收时间。如果实际数据为预测的接收时间之后接收到，则说明是在网络延迟后接收到，此时，可以将预测的接收时间视为其无延迟状态下应该接收到的时间，因此，将预测的接收时间关联为其接收时间。如果不是在预测的接收时间之后接收到，则说明无网络延迟，直接关联实际的接收时间即可。这样，可以保证后续预测的有效性和准确性。

技术特征：

1.一种基于物联网的生产设备数据同步方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.如权利要求1所述的基于物联网的生产设备数据同步方法，其特征在于：在s2前，还包括s11，判断缓存内放入的数据是否达到预设的最小阈值；若达到则转到s2，若未达到则返回s1。

3.如权利要求1所述的基于物联网的生产设备数据同步方法，其特征在于：s7中，将最新接收的实际数据放入缓存后，还判断放入缓存的数据量是否超过预设的最大阈值；若未超过则直接返回s2；若超过，则用最新接收的实际数据对缓存的放入数据进行更新后，再返回s2。

4.如权利要求3所述的基于物联网的生产设备数据同步方法，其特征在于：s7中，所述用最新接收的实际数据对缓存的放入数据进行更新包括，将最新接收的实际数据放入缓存，并将缓存的当前数据中最先放入的那一个删除。

5.如权利要求1所述的基于物联网的生产设备数据同步方法，其特征在于：s1及s7中，将数据放入缓存时，还为数据关联其接收时间。

6.如权利要求5所述的基于物联网的生产设备数据同步方法，其特征在于：s7中，为实际数据关联接收时间时，若实际数据为预测的接收时间之后接收到，则将预测的接收时间关联为其接收时间；否则，将实际数据的实际接收时间关联为其接收时间。

7.如权利要求6所述的基于物联网的生产设备数据同步方法，其特征在于：s2中，根据缓存中各数据关联的接收时间，计算数据的接收频率，再结合缓存最后放入的数据的接收时间，预测下一次数据接收时间。

8.如权利要求7所述的基于物联网的生产设备数据同步方法，其特征在于：s2中，根据缓存中各数据的数值及接收时间，结合预测下一次数据接收时间，通过线性预测的方式，预测下一次接收到的数据数值。

技术总结
本发明属于工业物联网技术领域，具体涉及一种基于物联网的生产设备数据同步方法，包括以下步骤：S1、接收采集端采集的设备的数据并放入缓存；S2、预测下一次数据接收时间及数据数值；S3、如果到达预测的下一次数据接收时间时，还未接收到实际数据则转到S5，否则转到S4；S4、将实际数据发送给前端大屏，转到S7；S5、将预测的数据数值发送给前端大屏；并在接收到对应的实际数据后，将实际数据与预测数据进行对比；若偏差大于预设偏差则转到S6，否则转到S7；S6、将实际数据发送给前端大屏替换预测数据；并转到S7；S7、将最新接收的实际数据放入缓存，并返回S2。本方法可以在控制成本的基础上，使用户端的前端大屏能够稳定的进行数据同步。

技术研发人员：巩书凯,姜仁杰,卢仁谦,程旭,章峻嘉
受保护的技术使用者：重庆忽米网络科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/16