[发明专利]一种工厂异构设备接入平台及方法

权利要求书

1.一种工厂异构设备接入平台，其特征在于：包括平台，所述平台由设备层、驱动层、连接层、数据层和应用层组成，所述设备层为硬件层，所述数据层内储存有建模模型，所述应用层为建模操作层。

2.根据权利要求1所述的一种工厂异构设备接入平台，其特征在于：所述设备层主要为面向工厂各类异构设备的物理硬件，具体表现为通过各种有线物理接口如，RS232、RS485、RJ45、现场总线、工业以太网等，或如，Wifi、433M、Zigbee、蓝牙、GPRS、3G/4G、LTE等无线接入。

3.根据权利要求2所述的一种工厂异构设备接入平台，其特征在于：所述驱动层则为工厂各类异构设备的直接通信驱动，常用有Modbus、ModbusTCP、MPI、PPI、Profibus、CClink、Can、DeviceNet、Hostlink、专有驱动(RFID、数控、机器人等)、OPC-UA等。驱动层为设备接入关键，需具体深入研究各类通信协议，进行测试验证，再集成到云平台中，或借鉴现在SCADA数据采集技术进行研究与测试。

4.根据权利要求3所述的一种工厂异构设备接入平台，其特征在于：所述连接层包含软网关GateWay(IOT Hub)、安全认证和权限策略、设备影子、设备管理、规则引擎五大部分。分别负责协议转换，身份认证鉴权、加密安全，设备状态存储及查询，设备管理，以及消息规则处理与数据流转。软网关的功能主要为进行设备驱动协议到设备与云端接口通信的协议转换，如把设备层协议的Modbus、MPI、现场总线等协议转换为云端接口OPC-UA协议(或常用物联网通信协议MQTT)；为规范化设备层与后端云平台的接口与协议，拟采用国际上工业互联网最为流行的OPC-UA与MQTT作为本平台设备与云端的标准通信协议。安全认证权限策略主要为保护平台的安全性，设备需连入平台需进行安全认证和注册；规则引擎是连接前端与后端云平台的重要枢纽，规则引擎根据消息中的规则，将消息数据路由至后端可直接调用的相应数据云服务进行相关数据分析、处理、存储。

5.根据权利要求4所述的一种工厂异构设备接入平台，其特征在于：所述数据层主要包括数据接收、数据存储、数据服务三部分。数据层位于云端，主要通过OPC-UA与MQTT协议接收平台连接层中的软网关发送来的消息与数据，对消息或数据进行解析，并按指令或设备模型指定格式进行数据建模，把设备数据分别存储到实时数据库、SQL数据库、或NOSQL数据库中；数据服务采用微服务架构部署，包含数据搜索服务(Data Search)、指令接口服务(CMD Interface)、数据接口服务(Data Interface)。数据搜索服务为开放给用户、应用系统进行数据的搜索功能；指令接口服务则为用户、应用系统提供数据操作的指令接口，如，设备数据历史查询、设备实时状态数据获取、设备配方数据修改、设备控制指令下发等；设备数据服务则主要分析设备的实时数据、历史数据，进行数据的清洗、重构、设备数据AI分析等，以获得系统或用户所关心的关键数据、信息、模型，并通过数据接口服务开放给制造信息系统(如制造执行系统MES、能源管理系统等)使用。数据服务接口支持MQTT、RestfulAPI、OPC-UA等方式。

6.根据权利要求5所述的一种工厂异构设备接入平台，其特征在于：所述应用层主要为云平台的人机交互接口，提供友好的云平台与用户的人机交互界面与操作功能。由于本平台能实现设备即插即连、动态建模的功能，因此平台界面以简单易用为设计指标，包括连接的管理、监控，设备的建模、注册、管理、监控，平台的用户管理等功能。