工业互联网边缘采集及数据规范

工业互联网边缘采集及数据规范

边缘

边缘是一个相对的概念。对于平台来讲，接近现场的就是边缘。对于现场来讲，更接近设备的部分也是边缘。工业互联网的边缘就是靠近设备，能够对设备进行采集，处理和计算的部分。边缘通过多层次，大规范的对设备产生的数据进行采集，支持多种连接，多种工业协议的解析适配，并对异构进行规范化，同时进行边缘计算，更快，更好的响应边缘处理。构建了工业互联网的连接与数据的基础。（数据采集，协议适配，数据规范，边缘处理）。

边缘采集的范围

1. 设备连接
2. 协议适配
3. 数据规范
4. 边缘处理

边缘采集类型

边缘采集主要是针对工厂的设备或者系统进行数据采集。既有硬件设备的采集也有工业软件的数据采集。

• 工业现场设备

  工业现场的设备大致分为以下几类

  1. 专用采集设备 对传感器、变送器、采集器等专用采集设备的数据采集
  2. 通用控制设备 对PLC、RTU、嵌入式系统、IPC等通用控制设备的数据采集
  3. 专用智能设备 对机器人、数控机床、AGV等专用智能设备的数据采集

• 工业软件

  1. 数据库 对工业软件库数据进行全量、增量采集
  2. 文件 对工业产生的文件进行自动监测，自动采集
  3. sftp/ftp 对sftp/ftp数据监控与采集

连接方式

工业现场设备的连接方式大致分为两种，随着发展，自带网络连接将会越来越多

1. 硬件连接 串口、RS232、RS485
2. 网络连接 工业以太网、工业光纤网络、工业总线、3G/4G、NB-IoT

采集方式

采用软件采集为主，硬件采集为辅的方式，既满足性价比又提供灵活性。

1. 硬采 通过联网实现对工厂设备产品的远程接入（通过DTU、数采网关等）和数据采集
2. 软件 通过边缘网关，提供协议采集程序模块，对数据进行采集 硬件采集一致性较高，但灵活性不足。软件采集可以集中批量处理，灵活度高。

边缘架构组成

1. 设备接入 通过工业以太网、工业光纤网络、工业总线、3G/4G、NB-IoT等各类有线和无线通信技术，接入各种工业现场设备、智能产品/装备，采集工业数据。（通过异构网络接入各种工业设备，采集工业数据）

2. 协议转换
   • 运用协议解析与转换、中间件等技术兼容Modbus、CAN、Profinet等各类工业通信协议，实现数据格式转换和统一。（数据格式转换和统一）
   • 利用HTTP、MQTT等方式将采集到的数据传输到云端数据应用分析系统或数据汇聚平台。（数据上云或数据汇聚平台）
3. 边缘数据处理 基于高性能计算、实时操作系统、边缘分析算法等技术支撑，在靠近设备或数据源头的网络边缘侧进行数据预处理、存储以及智能分析应用，提升操作响应灵敏度、消除网络堵塞，并与云端数据分析形成协同。（边缘端数据预处理、存储与智能分析，减少时延和网络拥塞，形成边云协同分析处理）

基础的架构示意

主流工业协议

数据规范

• 协议配置规范化
• 数据配置规范化
• 转发配置规范化

规范的过程与步骤