一种工业物联网产品生产数据采集系统的制作方法

本发明涉及工业物联网，具体为一种工业物联网产品生产数据采集系统。

背景技术：

1、在当前的工业生产环境中，对产品生产过程中生成的数据进行有效采集和分析，已成为提升生产效率、保证产品质量的关键手段。随着工业物联网(industrial internetof things,iiot)技术的发展，实现对生产线上各种设备和产品生产过程的实时监控和数据采集成为可能。工业物联网技术通过在生产设备上安装传感器，收集设备的运行数据，实现对生产过程的智能化管理。这些数据的采集与分析对于预测设备故障、优化生产流程、减少能源消耗等方面具有重要意义。

2、在现有技术中，一种常见的生产数据采集方法涉及使用传统的有线连接或基于wi-fi的无线网络，将生产线上的传感器、控制器等设备连接起来，形成数据采集网络。例如，美国专利us20150207789a1介绍了一种通过网络连接的传感器和设备，实现对工厂设备状态的实时监控和数据记录。该技术通过分析收集到的数据，实现对生产流程的优化和设备维护的预测。

3、然而，尽管现有技术已能在一定程度上满足工业生产对数据采集和分析的需求，但在实际应用中仍面临一些限制和挑战。例如，传统有线连接方式在某些生产环境中的布线困难和维护成本高，而基于wi-fi的解决方案可能因信号干扰和覆盖范围限制影响数据采集的准确性和可靠性。此外，随着生产设备数量的增加和生产过程的复杂化，对数据采集系统的实时性、稳定性和扩展性提出了更高要求。

4、因此，开发一种更加高效、可靠的工业物联网产品生产数据采集及采集方法，以适应复杂多变的工业生产环境，成为该技术领域迫切需要解决的问题。

技术实现思路

1、本发明提供了一种工业物联网产品生产数据采集系统，解决了现有技术的以下缺陷：1、有线连接的局限性：传统的有线数据采集系统虽然在数据传输稳定性方面表现良好，但其部署和维护成本高昂。特别是在广阔或复杂的工业环境中，布线工程不仅耗时耗力，而且一旦生产布局需要调整，重新布线的成本和工作量巨大。此外，有线连接的物理损伤也可能导致数据传输中断，影响生产数据的连续性和可靠性；2、无线连接的不稳定性：虽然无线数据采集系统提供了更大的灵活性和减少了布线的需求，但在很多工业环境中，无线信号易受到物理障碍物(如机器设备、墙体等)的干扰，以及其他无线设备的信号干扰。这些干扰可能导致数据传输不稳定，影响数据采集的准确性和完整性；3、实时性和可靠性的挑战：现有的数据采集系统在处理大规模设备和高频率数据采集时，可能面临处理速度不足和数据丢失的问题，在实时监控和控制对于生产过程至关重要的场景中，这些问题可能导致生产效率下降，甚至出现生产事故；4、扩展性和兼容性问题：随着工业物联网技术的发展和生产设备的更新换代，数据采集系统需要不断适应新的设备和技术标准。现有技术在系统扩展性和设备兼容性方面常常显得不足，限制了技术的长期应用和升级；5、数据安全与隐私保护：数据采集系统收集和传输的数据往往包含关键的生产信息和企业机密。现有技术在数据加密和安全传输方面的不足，可能使得敏感信息面临泄露风险，威胁到企业的安全和利益。

2、本发明提供如下技术方案：一种工业物联网产品生产数据采集系统，包括无线传感器、边缘计算节点、无线通信模块和云端服务器，所述无线传感器、边缘计算节点、无线通信模块和云端服务器之间通过最新的无线通信技术进行连接；

3、所述无线传感器分布于生产线各处，实时收集生产过程数据；所有无线传感器共同构建成工业物联网产品生产数据采集系统的动态数据采集网络，所述动态数据采集网络采用基于软件定位网络的技术，根据实时数据采集需求和网络状态，智能调整网络结构和数据流路径；所述动态数据采集网络通过无线通信模块把采集的数据发送至边缘计算节点；

4、所述边缘计算节点负责对动态数据采集网络采集的数据进行预处理和初步分析，然后通过无线通信模块将处理后的数据发送到云端服务器；

5、所述云端服务器对接收到的数据进行深度分析和存储；

6、所述动态数据采集网络、边缘计算节点和云端服务器均采用智能算法，所述动态数据采集网络、边缘计算节点和云端服务器三者通过智能算法对采集到的数据进行自适应过滤、压缩和加密处理；所述云端服务器通过智能算法优化传感器和数据采集设备的工作模式和能耗，同时通过数据分析优化生产流程。

7、优选的，所述动态数据采集网络中的数据在传输过程中，较高优先级业务数据和较低优先级业务数据均选用特定的节点路径进行传输，并且数据流路径可动态调整。

8、优选的，所述工业物联网产品生产数据采集系统引入多层次的数据安全措施，引入的数据安全措施包括但不限于数据加密、访问控制和设备认证。

9、优选的，所述边缘计算节点将处理后的数据通过数据加密的方式传输到云端服务器进行深度分析。

10、优选的，所述无线传感器与边缘计算节点之间通过并行总线连接。

11、优选的，所述边缘计算节点与云端服务器之间通过串行总线连接。

12、与现有技术对比，本发明具备以下有益效果：

13、1、该工业物联网产品生产数据采集系统，通过使用先进的无线通信技术和边缘计算，显著提高了数据采集的速度和准确性；通过引入多层次的数据安全措施，显著提高了生产数据的安全性，有效防止了数据泄露和未经授权的访问，加强数据安全。

14、2、该工业物联网产品生产数据采集系统，使得生产过程中的数据实时、准确地被采集和分析，有助于快速发现生产中的问题和瓶颈，实现生产流程的优化，提高生产效率和产品质量；系统设计考虑了用户操作的便利性，通过简化的用户界面和智能化的操作流程，减少了操作人员的培训成本和操作错误，提高使用和操作的简便性。

15、3、该工业物联网产品生产数据采集系统，通过智能的能源管理和优化策略，能够有效降低传感器和数据采集设备的能耗，延长设备使用寿命，减少维护和更换成本，并且系统设计允许轻松地添加新的传感器和设备，无需大规模改动现有系统架构，大大提高了系统的可扩展性和灵活性，使得该系统不仅在技术层面实现了突破，而且在实际应用中展现了显著的经济和社会效益。

技术特征：

1.一种工业物联网产品生产数据采集系统，其特征在于，所述工业物联网产品生产数据采集系统包括无线传感器(1)、边缘计算节点(2)、无线通信模块(3)和云端服务器(4)，所述无线传感器(1)、边缘计算节点(2)、无线通信模块(3)和云端服务器(4)之间通过最新的无线通信技术进行连接；

2.根据权利要求1所述的一种工业物联网产品生产数据采集系统，其特征在于：所述动态数据采集网络中的数据在传输过程中，较高优先级业务数据和较低优先级业务数据均选用特定的节点路径进行传输，并且数据流路径可动态调整。

3.根据权利要求1所述的一种工业物联网产品生产数据采集系统，其特征在于：所述工业物联网产品生产数据采集系统引入多层次的数据安全措施，引入的数据安全措施包括但不限于数据加密、访问控制和设备认证。

4.根据权利要求3所述的一种工业物联网产品生产数据采集系统，其特征在于：所述边缘计算节点(2)将处理后的数据通过数据加密的方式传输到云端服务器(4)进行深度分析。

5.根据权利要求1所述的一种工业物联网产品生产数据采集系统，其特征在于：所述无线传感器(1)与边缘计算节点(2)之间通过并行总线连接。

6.根据权利要求1所述的一种工业物联网产品生产数据采集系统，其特征在于：所述边缘计算节点(2)与云端服务器(4)之间通过串行总线连接。

技术总结本发明公开了一种工业物联网产品生产数据采集系统，涉及工业物联网技术领域，具体包括无线传感器、边缘计算节点、无线通信模块和云端服务器，所述无线传感器、边缘计算节点、无线通信模块和云端服务器之间通过最新的无线通信技术进行连接，无线传感器分布于生产线各处，收集生产过程数据并通过无线通信模块发送到边缘计算节点，边缘计算节点负责对数据进行预处理和初步分析后通过无线通信模块将处理后的数据发送到云端服务器进行深度分析和存储。本发明通过采用先进的无线通信技术、动态网络构建方法、边缘计算以及多层次的安全措施，可以有效提高工业物联网产品生产数据采集的效率和可靠性，同时降低成本和提高生产效益。技术研发人员：崔从俊,于忠波,王艳,刘洋受保护的技术使用者：安徽标信查数据技术有限公司技术研发日：技术公布日：2024/7/15