[0001] 本发明属于控制器技术领域，特别是涉及一种工业互联网控制器。

[0002] 工业互联网是新一代信息通信技术与工业经济深度融合的新型基础设施、应用模式和工业生态，通过对人、机、物和系统等的全面连接，构建起覆盖全产业链、全价值链的全新制造和服务体系，为工业乃至产业数字化、网络化和智能化发展提供了实现途径，是第四次工业革命的重要基石。

[0003] 现有的工业互联网应用十分广泛，工业互联网中经常会用到控制装置，用来控制机器的运作。工业互联网控制器集成逻辑控制、数据采集、数据分析与互联网技术，是智能控制技术与工业互联网技术相结合的产物，已经被越来越多的产业领域接受，并已达到一个令人瞩目的市场规模。但是当下互联网控制器还存在以下弊端：当人员不在操作站旁边或者网络故障时，尤其是现场机柜间巡检、或者网络故障后排查控制器的问题等情况下，不能很方便的获取控制器的诊断信息。尤其当控制系统出现异常，工业互联网服务平台已无法获取控制系统历史操作记录以及异常发生的原因。

[0037] 下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

[0038] 为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

[0039] 实施例一

[0040] 如图1所示，本实施例中提供一种工业互联网控制器，包括：

[0041] 采集模块，用于实时采集设备的监测信号。

[0042] 采集模块用于对智能工业例如智能工厂各种设备的工作状态、工艺参数、执行动作、能耗等数据进行采集。进一步地，所述采集模块包括传感器及/或数据接收器，所述传感器包括视觉传感器例如摄像头等、温度传感器例如接触式或非接触式温度传感器例如红外传感器等、位置传感器例如触发结构等，这样可以实现基于控制技术和互联网技术的全互联工业互联网智能控制器。

[0043] 处理模块，与采集模块连接，用于将监测信号转换为监测数据，并对监测数据进行分析处理，获得分析结果；进一步的，处理模块，包括：数据转换单元，用于将设备的监测信号转换为监测数据；数据分析单元，用于对所述监测数据进行分析处理，获得分析结果。进一步的，数据转换单元，包括：低通滤波单元，用于滤除双极性模拟信号中的高频干扰，获得目标双极性模拟信号；精密绝对值单元，用于将所述目标双极性模拟信号转换为单极性模拟信号；精密放大单元，用于将所述单极性模拟信号进行放大，获得目标单极性模拟信号并传送至数字转换单元；数字转换单元，用于将所述目标单极性模拟信号转换为监测数据；所述监测数据包括训练样本数据。进一步的，数据分析单元，包括：建模单元，用于将训练样本数据输入到预设的机器学习算法模型中进行训练，获得数据分析模型；分析单元，用于将监测数据输入到所述数据分析模型中，获得分析结果。

[0044] 在一个实施例中，基于机器学习的数据处理模块在根据所述数据分析标识从监测数据中选取与所述数据分析标识对应的预训练的数据分析模型之前，可以训练多个数据分析模型，其中，不同的数据分析模型对应不同的数据分析标识，不同的数据分析模型的数据分析结果不相同。例如，错误分析模型、闪退分析模型、访问量分析模型等。

[0045] 在一个实施例中，基于机器学习的数据处理模块在根据所述数据分析标识从监测数据中选取与所述数据分析标识对应的预训练的数据分析模型之前，可以根据数据分析的类型收集与数据分析的类型对应的样本数据集，样本数据集中包括多个训练样本数据；并将样本数据集中的多个训练样本数据输入预设的机器学习算法模型中进行训练，得到数据分析模型。

[0046] 在一个实施例中，基于机器学习的数据处理模块在将样本数据集中的多个训练样本数据输入预设的机器学习算法模型中进行训练，得到数据分析模型时，可以将样本数据集中的多个训练样本数据输入预设的机器学习算法模型中，得到损失函数值；当损失函数值不满足预设条件时，根据损失函数值调整预设的机器学习算法模型的模型参数，并将训练样本数据输入调整模型参数后的机器学习算法模型中重新训练；当重新训练得到的损失函数值满足预设条件时，确定得到数据分析模型。

[0047] 控制模块，与所述处理模块连接，用于将所述分析结果生成事件记录，并对工业互联网控制器进行实时监测，获得监测结果。

[0048] 进一步的，控制模块包括：生成单元，用于基于分析结果生成事件记录；监测单元，用于监测工业互联网控制器本身的运行情况，获得监测结果；存储单元，用于存储事件记录、监测结果；函数库单元，用于存储编程语言函数或共享函数。

[0049] 控制模块内部至少设有CPU、NFC芯片和NFC天线，NFC芯片内设有存储单元EEPROM，该存储单元至少用于存储工业互联网控制器监测的其他工业设备的事件记录和工业互联网控制器本身运行情况的监测记录，还用于存储和上传控制器的过程状态参数、异常报警事件、出厂信息；NFC芯片内还设有FIFO通道，FIFO通道用于支持实时数据的上传。

[0050] 云服务平台，与控制模块连接，用于存储事件记录、工业互联网控制器本身的监测结果。进一步地，云服务平台，包括：采集单元，用于通过NFC移动终端采集控制模块中的事件记录、监测结果，并通过以太无源光网络发送至云服务平台；查询单元，用于通过智能终端设备读取云服务平台的信息，查询任意节点的控制器的监测结果、事件记录，并将智能终端设备的ID信息上传至云服务平台。进一步地，云服务平台，还包括PLC协议器，用于支持不同的工业设备PLC通讯协议与云服务平台进行通讯。

[0051] NFC移动终端与控制模块和工业互联网服务平台均为双向通信连接，至少用于采集控制模块中的诊断信息、事件记录和NFC芯片中的时间记录，并通过无线网络发送至工业互联网服务平台。

[0052] 智能终端设备至少用于读取工业互联网服务平台的信息，查询任意节点的控制模块的诊断信息和事件记录，还用于将智能终端设备的身份ID信息上传至工业互联网服务平台。

[0053] 本实施例中，控制模块与工业互联网服务平台之间为无线或有线网络连接均可，在控制模块正常运行状态下，一般是通过控制模块直接将采集到的实时数据通过无线或有线网络上传至工业互联网服务平台；NFC移动终端与控制模块和工业互联网服务平台均为双向通信连接，具体是，NFC移动终端与控制模块之间为无线通信近场连接，当NFC移动终端靠近控制模块的NFC天线时就能获取NFC芯片中存储的数据信息，NFC芯片自动在数据通信过程中加上CRC校验码，保证数据传输的可靠性；NFC移动终端与工业互联网云服务平台之间为无线网络连接；NFC移动终端至少用于采集控制模块中的诊断信息、事件记录和NFC芯片中的时间记录，并通过无线网络发送至工业互联网服务平台，此外，NFC移动终端也可以读取工业互联网服务平台中的巡检数据。本实施例中，NFC移动终端上安装有客户端APP，客户端APP用于巡检人员登录时进行登录身份验证。

[0054] 本实施中的控制模块通过在PLC协议器和控制协议转化器配合下使用，能够使本发明支持多种工业PLC通讯协议，支持多个工业设备之间基于http协议相互发送、接收和上传、下载对方数据，实现N对N通讯，方便文本、文件、多媒体、电子邮件等传输，且支持与云服务器的通讯，实现实时远程监视和控制，支持邮件发送功能，实用性较大，操作起来较为方便。

[0055] 工业互联网控制器采用基于物联网通用标准协议，与云平台实现实时数据交互，设备通讯相应时间<＝30ms。互联网传输装置设有以太网连接模块，以太网连接模块用于通过以太网连接云平台且建立服务器并进行数据传输。工业互联网智能控制器基于嵌入式操作系统定制开发，在实际测试中，数据采集存储周期<＝1s，云后台实时数据流分析处理，1000并发数据处理周期<＝5ms。进一步地，工业互联网控制器采用云计算技术进行分布式集群处理，按需响应推送设计，在大规模接入例如在线设备数<＝65536时，系统人机交互响应时间<＝5s。

[0056] 工业互联网控制器还设置编程语言函数库及/或共享函数库。共享函数库为Windows动态链接库(Dynamic Link Library，DLL)。进一步地，工业互联网控制器设置函数库模块，所述函数库模块用于存储所述编程语言函数库及/或所述共享函数库。所述函数库模块与所述数据分析装置及/或所述控制模块连接。工业互联网控制器提供C语言函数库和Windows动态链接库，实现复杂的控制功能。这样的设计，用户能够将这些控制函数与已有控制系统所需的数据处理、界面显示、用户接口等应用程序模块集成在一起，建造符合特定应用要求的控制系统，以适应各种应用领域的要求。本实施例中，工业互联网控制器要求具有C语言或Windows下使用动态链接库的编程经验。

[0057] 传输模块，与采集模块、处理模块、控制模块、云服务平台连接，用于通过以太网无源光网络进行数据传输。以太网无源光网络将以太网和PON技术相结合，采用点到多点结构、无源光纤传输，在以太网之上提供多种业务，在物理层采用了PON技术，在链路层使用以太网协议，利用PON的拓扑结构实现了以太网的接入。

[0058] 以太网无源光网络系统使用单模单芯光纤，采用波分复用技术实现双向传输(上行波长：1310nm，下行波长：1490nm)；在物理编码子层，继承千兆以太网的原有标准，实现上下行对称1Gbit/s数据传输速率。在数据链路层，多点MAC控制协议(MPCP)在一个点到多点的以太网无源光网络系统中实现点对点的仿真，主要处理ONU的发现和注册，ONU上传资源请求、OLT动态带宽分配、ONU状态统计和汇报上传等。

[0059] 以太网无源光网络的传输原理简述如下：当OLT启动后，会周期性的广播发送允许接入的发现时隙信息；ONU上电后，根据OLT广播的允许接入信息，主动发起注册请求，OLT通过对ONU的认证，允许ONU接入，并给请求注册的ONU分配一个系统中唯一的一个逻辑链路标识；同时，OLT对ONU进行测距，测量OLT与ONU之间的环路时延RTT，为后续的带宽分配提供时隙补偿参数，同时OLT向该ONU下发注册响应时隙信息；ONU在注册响应时隙内上传注册响应，OLT确认在注册响应时隙内收到注册响应信息后，完成ONU系统接入，可进行正常数据通信，下行数据从OLT以广播形式下发到所有ONU，每个ONU根据下行数据的标识信息接收属于自己的数据，丢弃其他用户的数据，上行数据采用TDMA技术，ONU根据OLT发送的带宽授权发送上行业务。

[0060] 以上所述，仅为本申请较佳的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。