技术领域
[0001] 本发明涉及物联网技术领域，尤其涉及一种异构数据采集处理设备。
相关背景技术
[0002] 随着5G(5th‑Generation Mobile Communication Technology，第五代移动通信技术)技术的发展，已经不局限于人与人的连接，而是向构造实物世界全连接网络这一目标迈进，万物互联成为可能。在物联网中，涉及有多个物联网设备，这些物联网设备中设置有对应的通信制式，不同的物联网设备所设置的通信制式存在不同，采集不同的物联网设备中的数据时，需要配置对应的通信制式才能实现通信连接，进而采集。而现有的数据采集设备无法应对不同通信制式的物联网设备。
具体实施方式
[0021] 为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例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作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。
[0022] 下面结合图1描述本发明的异构数据采集处理设备。
[0023] 如图1所示，图1是根据一示例性实施例示出的一种异构数据采集处理设备的结构示意图。在一示例性实施例中，该一种异构数据采集处理设备，包括步通信模块、存储模块和数据处理模块，各个模块的详细介绍如下：
[0024] 通信模块，包括多个不同通信制式的通信子模块，用于通过不同的通信子模块与对应的通信制式的物联网设备建立通信连接，以实现采集各个所述物联网设备的异构数据；
[0025] 存储模块，用于存储通过所述通信模块所采集的所述异构数据；
[0026] 数据处理模块，用于提供数据处理能力，以根据所述数据处理能力对所述异构数据进行数据处理。
[0027] 本发明实施例中，在物联网中，涉及有多个物联网设备，这些物联网设备中设置有对应的通信制式，不同的物联网设备所设置的通信制式存在不同，采集不同的物联网设备中的数据时，需要配置对应的通信制式才能实现通信连接，进而采集。而本发明提供的异构数据采集处理设备中设置有通信模块，通信模块中设置有多个通信子模块，每个通信子模块所对应的通信制式不同，使得不同的通信子模块可连接对应的通信制式的物联网设备，即连接的物联网设备和通信子模块的通信制式相同。物联网设备包括完整的生产设备、检测设备，也包括单独的传感器，如温湿度传感器、光感传感器、压力传感器、距离传感器等。
[0028] 异构数据采集处理设备中设置有存储模块，存储模块存储从各个物联网设备处所采集的数据，不同的物联网设备的数据称为异构数据，异构数据就是不同结构的数据，可来源于不同体系结构的计算机和不同的操作系统中，存储模块对异构数据的存储管理机制可不同，可以是关系型数据库系统，如Oracle、SQLServer、DB2等，也可以是文件行二维数据，如:txt、CSV、XLS等。
[0029] 异构数据采集处理设备中设置数据处理模块，数据处理模块提供了数据处理能力，能够对采集到的异构数据进行数据处理。
[0030] 本发明所提供的异构数据采集处理设备通过通信模块支持多通信制式，提供了海量的物联网设备接入能力，能够满足大多数物联网设备的通信交互，使其可接入不同维度的物联网设备，通过通信模块实时采集多维度的异构数据，提高了数据的采集维度，能够更精确的为数据处理模块进行数据处理时提供数据支撑。同时，本发明所提供的异构数据采集处理设备对通信制式进行高度的集成化，使其在实际应用中，降低了部署成本，提升了通信效率和数据采集能力。
[0031] 在本发明的一示例性实施例中，所述异构数据采集处理设备上部署Ubuntu系统，并在所述Ubuntu系统上针对不同的所述通信制式开发对应的软件开发工具包，形成对应的所述通信子模块。
[0032] 本发明实施例中，异构数据采集处理设备在硬件平台部署了Ubuntu系统，然后针对不同通信制式开发对应的软件开发工具包(Software Development Kit，SDK)，形成对应的通信子模块，使异构数据采集处理设备在各种通信制式下均能正确组网通信。对于有线传输的通信制式，在异构数据采集处理设备上预留有对应的通信接口，以供对应的物联网设备接入。多维通信制式对应的软件开发工具包开发部署成功后，不同传输制式的物联网设备均可以异构数据采集处理设备，并与其通信交互数据。
[0033] 在本发明的一示例性实施例中，所述异构数据采集处理设备还包括页面管理界面；
[0034] 所述页面管理界面，用于进行网络配置、物联网设备接入管理、异构数据采集管理、通信制式选择管理、运维管理、云平台对接管理。
[0035] 本发明实施例中，异构数据采集处理设备基于HTTP协议(HyperText Transfer Protocol，超文本传输协议)开发了与页面管理界面的接口，用户可通过页面管理界面对异构数据采集处理设备进行管理。通过页面管理界面生成使能信号，传输给异构数据采集处理设备，异构数据采集处理设备开始与物联网设备实现通信交互数据。
[0036] 具体的，通过页面管理界面对异构数据采集处理设备的管理包括网络配置、物联网设备接入管理、异构数据采集管理、通信制式选择管理、运维管理、云平台对接管理。网络配置为通过页面管理界面对异构数据采集处理设备的网络相关信息进行配置，如对IP地址(Internet Protocol Address)、Netmask、Gateway、DNS(Domain Name System，域名系统)等进行配置。物联网设备接入管理即管理控制物联网设备是否接入异构数据采集处理设备。异构数据采集管理即对接入的物联网设备中的数据的采集进行管理，通信制式选择管理即对通信模块中不同通信制式的通信子模块进行管理。运维管理即对异构数据采集处理设备的运行和维护进行管理。云平台对接管理即对需要接入异构数据采集处理设备的云平台进行管理。
[0037] 本实施例以连接某一物联网设备进行异构数据采集管理为例，其余物联网设备类似，只是在不同线程下运行。首先，在页面管理界面需要使能某一物联网设备接入时，生成对应的使能信号，将使能信号通过HTTP协议传输异构数据采集处理设备，进而使得使能信号所对应的物联网设备的线程启动，在等待物联网设备接入组网后，进行数据采集，将采集到的数据均写入存储模块中进行存储。这一运行流程会按照一定周期一直反复执行，可通过页面管理界面设定具体的周期。
[0038] 在本发明的一示例性实施例中，所述异构数据采集处理设备基于MQTT协议连接云数据分析平台，并基于所述云数据分析平台的数据获取信号向所述云数据分析平台发送对应的所述异构数据，以使得所述云数据分析平台根据接收到的所述异构数据进行云端数据分析。
[0039] 本发明实施例中，异构数据采集处理设备基于MQTT协议(Message Queuing Telemetry Transport，消息队列遥测传输协议)外接有云数据分析平台，平台可对多维度的异构数据进行云端分析预测，并根据分析预测结果进行云侧反向控制物联网设备。
[0040] 具体的，云数据分析平台需要异构数据采集处理设备中的异构数据进行分析预测时，生成上报数据使能信号，并将上报数据性能信号通过MQTT协议发送给异构数据采集处理设备，异构数据采集处理设备会检测是否接收到云数据分析平台发送的上报数据使能信号，若检测到未接收到上报数据使能信号，则继续采集数据，若检测到接收到上报数据使能信号，根据上报数据使能信号从存储模块中调取对应的异构数据，并将调取的异构数据通过MQTT协议上报给云数据分析平台，云数据分析平台根据接收到的异构数据云端分析预测，得到分析预测结果。
[0041] 在本发明的一示例性实施例中，所述异构数据采集处理设备，还用于接收所述云数据分析平台生成的反向控制指令，并将所述反向控制指令发送至对应的所述物联网设备。
[0042] 本发明实施例中，在异构数据采集处理设备提供了数据处理能力，同时，还能在云数据分析平台中实现对异构数据的分析预测，进而反向控制物联网设备。具体的，在基于分析预测结果确定需要对对应的物联网设备进行控制管理时，生成对应的反向控制指令，并将反向控制指令发送给异构数据采集处理设备，异构数据采集处理设备在接收到反向控制指令后，通过通信模块将反向控制指令发送给对应的物联网设备，物联网设备在接收到反向控制指令后，根据反向控制指令自行进行控制管理。
[0043] 在本发明的一示例性实施例中，所述通信模块中的通信制式包括5G、Wi‑Fi、ZigBee、LoRa、NB‑IOT、RS‑485和RS‑232中的至少两项。
[0044] 本发明实施例中，通信模块配置有多种通信制式，其中，通信制式为5G时，可提供5G的全制式连接能力，支持5G NSA&SA(Non‑Standalone&Standalone，非独立组网&独立组网)组网提供数据安全、接口安全、系统认证鉴权和安全隔离等。在支持数采数传、协议解析等行业属性的同时，具备5G LAN(Local Area Network)、切片、低时延等5G原生能力。
[0045] 通信制式为Wi‑Fi(Wireless Fidelity，无线保真)时，支持IEEE 802.11b/g/n/ax协议，可切换为AP(Access Point)模式或STA(Station)模式，Wi‑Fi安全支持WPS/WEP/WPA/WPA2 Personal/WPA3。2.4G/5G双频支持。
[0046] 通信制式为Zigbee时，包含有休眠电流nA级别的低功耗模块，稳定的Mesh组网，最高15级路由，全路由模式超过200节点；路径自动规划；通信距离超过3.3公里。
[0047] 通信制式为LoRa(Long Range Radio)模组时，能够凭借独特的调制技术，实现远距离、低功耗、大容量的优点，是目前成熟的窄带物联网通信技术。可支持863MHz‑870MHz，902MHz‑928MHz；支持LoRa、GFSK(Gauss frequency Shift Keying，高斯频移键控)、FSK(Frequency‑shift keying，频移键控)等调制方式；5km超远传输距离，实现小数据在复杂环境的远距离传输。
[0048] 本实施例在通信模块中设置不同通信制式的通信子模块，既支持5G广域网无线通信技术，也支持Wi‑Fi、ZigBee、LoRa等局域网无线通信技术，同时配置了RS‑485、RS‑232等有线通信标准技术，使得异构数据采集处理设备能够接入不同通信制式的物联网设备。
[0049] 在本发明的一示例性实施例中，通过所述通信模块所采集的所述异构数据包括网络资源数据、算力资源数据、系统资源数据和传感环境资源数据中的至少一种数据。
[0050] 本发明实施例中，网络资源数据包括时延、抖动、丢包率、信号强度等，系统资源数据包括CPU占有率、内存占有率、磁盘占有率等，传感环境资源数据则为对应的传感器所采集到的数据。
[0051] 在本发明的一示例性实施例中，所述数据处理模块，用于数据解析、边缘计算和云计算处理能力。
[0052] 本发明实施例中，提供了数据解析、边缘计算能力和云计算，能够进行边缘自治，满足端侧的计算和快速响应控制能力。
[0053] 数据解析是对所采集的异构数据进行解析，使得解析后的异构数据能够更有利于进行分析、管理等。
[0054] 云计算(cloud computing)是分布式计算的一种，指的是通过网络“云”将巨大的数据计算处理程序分解成无数个小程序，然后，通过多部服务器组成的系统进行处理和分析这些小程序得到结果并返回给用户。通过云计算，可以在很短的时间内完成对数以万计的数据的处理，从而达到强大的网络服务，实现分布式计算、效用计算、负载均衡、并行计算、网络存储、热备份冗杂和虚拟化等计算机技术混合演进并跃升的结果。
[0055] 边缘计算是一种分散式运算的架构，将应用程序、数据资料与服务的运算，由网络中心节点移往网络逻辑上的边缘节点来处理。边缘计算将原本完全由中心节点处理大型服务加以分解，切割成更小与更容易管理的部分，分散到边缘节点去处理。边缘节点更接近于用户终端装置，可以加快资料的处理与传送速度，减少延迟。边缘计算是在靠近数据源头的地方提供智能分析处理服务，减少时延，提升效率，提高安全隐私保护。
[0056] 在本发明的一示例性实施例中，所述存储模块，还用于存储所述异构数据采集处理设备的资源数据。
[0057] 本发明实施例中，还采集异构数据采集处理设备自身的资源数据，如采集异构数据采集处理设备的CPU占有率、内存占有率、磁盘占有率和算力资源。进一步的，用户可通过页面管理界面查看存储模块中存储的各种资源数据。
[0058] 在本发明的一示例性实施例中，所述存储模块，用于通过SQlite技术将所述通信模块采集的所述异构数据存储至对应的数据库中。
[0059] 本发明实施例中，将存储模块设置为SQLite数据库，SQLite是一个开源的嵌入式关系数据库，实现了自给自足的、无服务器的、配置无需的、事务性的SQL(Structured Query Language，结构化查询语言)数据库引擎。SQLite是一个零配置的数据库，这意味着与MySQL、PostgreSQL等数据库系统不同，SQLite不需要在系统中设置和管理一个单独的服务，使得SQLite是一种非常轻量级的数据库。本发明实施例通过SQlite技术将不同物联网设备所对应的传感数据和感知信息以较低的轻量级存储到对应的数据库中，[0060] 本发明实施例中，本发明主要采用多通信制式的通信模块，进行海量物联网设备接入，并进行实时异构数据的采集和数据存储，在边缘侧形成云计算控制的辅助，进行边缘计算和辅助处理，形成完善的云边端的协同处理，达到在工业互联网领域中的实时控制的应用。多维度的异构数据将在边端和云端进行存储和计算分析，实时诊断预测下一步动作，形成可靠的工业应用控制。同时该设备能够极大的减少数据采集部署和运维成本，全无线和海量的接入为多维度与数据采集提供了可能。
[0061] 以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下，即可以理解并实施。
[0062] 通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件。基于这样的理解，上述技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如ROM/RAM、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机物联网设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络物联网设备等)执行各个实施例或者实施例。
[0063] 最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
