[发明专利]工业物联网网关

说明书

本发明涉及一种工业物联网网关，包括感知层设备管理模块实现对感知层设备进行实时在线诊断、配置、调试和升级；感知层数据管理模块对感知层数据进行采集、分析、存储和传输；网关管理模块采用权限认证机制访问网关；网络管理模块对感知层设备运行状态和网络资源进行配置、测试、分析、监视、评价及控制；协议转换模块集成通用的短距离通信协议保证不同的协议能够抽象成统一的数据帧；安全传输模块采用进行通信。本发明实现了底层设备的解耦：将工业现场作为统一整体，改变以单个垂直子系统完成纵向价值链整合的传统信息化架构，以工业现场传感器设备和各类控制器的设备的协议解耦为基础，实现边缘侧设备横向整合以及数据横向打通共享。

技术领域

本发明属于物联网网关设备技术领域，具体涉及一种工业物联网网关。

背景技术

工业物联网是工业领域的物联网技术，是将工业领域的感知设备、控制终端设备、工业网络设备以全球移动通信技术为基础进行互联互通。随着新兴技术在传统工业领域的应用，当前融合了云平台、边缘计算、大数据分析和人工智能等技术的新型工业生产模式，正促使工业物联网向数字化、智能化快速转变。工业物联网网关作为工业物联网的重要组成部分，实现了工业物联网到工业互联网的全面转换。工业互联网的定义是：构建工业环境下人、机、物全面互联的关键基础设施，通过工业互联网网络可以实现工业研发、设计、生产、销售、管理、服务等产业全要素的泛在互联，对于促进工业数据的开放流动与深度融合、推动工业资源的优化集成与高效配置、支撑工业应用的创新升级与推广普及具有重要意义。由定义可知，工业互联网的实现前提是“工业环境下人、机、物全面互联”，说明几乎每个工业现场的机器、设备、仪表等都需要一些方法来将传感器，设备连接到云端，以便数据可以在它们之间来回传递，这就是工业边缘侧数据网关的重要性和必要性。

相关技术中，对于工业数据设备的数据采集主要通过工业网关实现，它通过以太网接口：RJ45接口；串行接口：RS485/RS232/RS422接口，可以连接西门子、三菱、欧姆龙、施耐德、台达、汇川、和利时、松下、永宏、海为和MODBUS系列等。PLC、制器、输入/输出等设备，大部分工业网关是单协议单接口的工业数采终端，根据工业网关不同的型号支持的不同的PLC品牌。

除此之外，典型的工业数据采集技术还包括RFID、条码和传感器的，其受限于生产环节的复杂性与环境的苛刻，其包含着利用人机交互的形式直接读取数据、利用现场设备如PLC和仪器仪表直接采集数据的模式，但是其不能完成终端的数据汇聚且工业现场数据和传输过程安全性不强，未形成完整安全体系。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种工业物联网网关，以解决现有技术中工业现场数据和传输过程安全性不强，未形成完整安全体系的问题。

为实现以上目的，本发明采用如下技术方案：一种工业物联网网关，包括：

感知层设备管理模块，用于建立感知层设备表，通过网络接口实现对感知层设备的远程通讯控制，实现对感知层设备进行实时在线诊断、配置、调试和升级；

感知层数据管理模块，用于对感知层数据进行采集、分析、存储和传输；

网关管理模块，用于设置用户权限管理机制以采用权限认证机制访问网关并对多种参数进行分类存储；

网络管理模块，用于对感知层设备运行状态和网络资源进行配置、测试、分析、监视、评价及控制；

协议转换模块，用于集成通用的短距离通信协议，为感知网络节点数据提供统一的封装，保证不同的协议能够抽象成统一的数据帧，通过上行通信接口上传至应用服务器端；

安全传输模块，用于基于TCP/IP协议进行通信。

进一步的，所述对感知层数据进行采集、分析、存储和传输，包括：

对感知层设备表中的设备进行数据采集时，监测设备报警状态、上线时间、掉线时间、持续运行时间；