[发明专利]一种嵌入式工业物联网网关采集系统及其操作方式

说明书

技术领域

本发明涉及基于物联网的工业控制系统领域，尤其涉及一种嵌入式工业物联网网关采集系统及其操作方式。

背景技术

数据采集(DAQ)，是指从传感器和其它待测设备等模拟和数字被测单元中自动采集非电量或者电量信号,送到上位机中进行分析，处理。数据采集系统是结合基于计算机或者其他专用测试平台的测量软硬件产品来实现灵活的、用户自定义的测量系统。在互联网行业快速发展的今天，数据采集已经被广泛应用于互联网及分布式领域，数据采集领域已经发生了重要的变化。首先，分布式控制应用场合中的智能数据采集系统在国内外已经取得了长足的发展。其次，总线兼容型数据采集插件的数量不断增大，与个人计算机兼容的数据采集系统的数量也在增加。国内外各种数据采集机先后问世，将数据采集带入了一个全新的时代。而工业数据采集是数据采集当中的一个板块。

目前传统工业数据采集协议纷繁杂芜，很难适配物联网数据接入的业务要求，且传统的嵌入式采集网关常常采用C/C++语言开发，因其静态编译特性，采集驱动程序往往难以动态更新、替换。

发明内容

本发明就是针对上述问题，提出嵌入式工业物联网网关采集系统及其操作方式，该系统可将采集到的数据转换为物联网协议形式（如CoAp、MQTT等）发布，最终实现将工业数据无缝对接到云端管理平台的功能。

为达到上述技术目的，本发明采用了一种嵌入式工业物联网网关采集系统的操作方式，包括如下步骤：

（1）首先，各类传感器及职能仪表采集物理数据，并将采集到的物理数据转换成电信号，各类数据信号通过网关的各类数据通道，实现上传和交互。交互过程中，针对不同的接口形式，在编程方面要体现不同的中断处理函数；

（2）然后，在网关的嵌入式Linux系统中，将接口的数据操作描述为多个文件的读写操作，将C/C++编写的各类接口操作程序编译成NodeJS模块。（3）若有新的接口要接入时，可由驱动在线生成发起请求至热替换驱动部分，然后将该请求提交给通道适配（工厂模式），再由通道适配（工厂模式）实现系统在运行阶段动态切换通道。如此，便实现了动态添加并更改通道驱动配置信息及驱动规则的效果，即为热替换驱动。

作为本发明之优选，所述步骤（1）中的数据通道为UART（串口）、ETH（网口）、SPI、I2C、ADC (模数转换)、GPIO（通用IO）、ZigBee、IPv6。

作为本发明之另一优选，所述步骤（2）中的读写操作端口为NodeJS，该操作端口能够支持ARM Linux嵌入式平台，而且可以作为胶水语言。

作为本发明之另一优选，所述步骤（3）中的新的接口为Modbus或者DLT645。

在上述基础上，本发明还公开了一种嵌入式工业物联网网关采集系统，包括各类用于采集物理数据的传感器及职能仪表，以及数据通道，所述传感器及职能仪表将采集到的物理数据转换成电信号，各类数据信号通过网关的数据通道，实现上传和交互；同时还包括一嵌入式Linux系统、NodeJS模块、和一热替换驱动，Linux系统将接口的数据操作描述为多个文件的读写操作，将C/C++编写的各类接口操作程序编译成NodeJS模块；在有新的接口接入时，由驱动在线生成发起请求至热替换驱动部分，然后将该请求提交给通道适配（工厂模式），再由通道适配（工厂模式）实现系统在运行阶段动态切换通道。

作为本发明之优选，所述数据通道包括数值量通道、模拟量量通道、串行通道，以太网通道。

作为本发明之优选，所述网关包括zigbee无线通讯技术、ipv6、以及WiFi。

本发明的系统采用目前较为流行的NodeJs平台开发，支持模块动态加载替换，故而可最大限度的支持驱动在线编写、测试及动态替换的功能，并可将采集到的数据转换为物联网协议形式（如CoAp、MQTT等）发布，最终实现将工业数据无缝对接到云端管理平台的功能。

附图说明

图1所示的是本发明的系统架构图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的说明。