一种基于云边协同的智能工程机械快速响应群控系统

本发明涉及智能工程机械领域，尤其涉及一种基于云边协同的智能工程机械快速响应群控系统。

背景技术：

1、随着现代工程项目规模和复杂度的不断增加，传统的工程机械控制方式已经无法满足高效、灵活的施工需求。传统的集中式控制系统存在响应延迟和单点故障的风险，限制了工程机械的协同操作和快速响应能力。云计算和边缘计算技术的迅猛发展为工程机械群控提供了新的解决方案。云计算能够提供高性能的计算和存储资源，边缘计算则能够实现本地实时计算和响应，减少对云服务器的依赖，提高系统的灵活性和响应速度。现有的工程机械群控系统存在一些问题，如网络延迟导致的操作延迟、协同效率低下、难以适应不同规模和复杂度的工程项目等。

技术实现思路

1、针对现有技术的不足，本发明提出一种基于云边协同的智能工程机械快速响应群控系统，结合了云计算和边缘计算技术，实现了工程机械的快速响应和协同操作。

2、具体技术方案如下：

3、一种基于云边协同的智能工程机械快速响应群控系统，包括：云服务器、边缘节点、工程机械群组；

4、所述云服务器通过网络与多个边缘节点连接，所述工程机械群组包括多台工程机械，所述边缘节点的数量与工程机械的数量相同，一个边缘节点控制一台工程机械；

5、所述云服务器包括：指令接收模块、指令处理模块、管理和调度模块、数据接收模块、数据存储模块；所述指令接收模块用于接收用户指令，所述指令处理模块用于将用户指令转化为工程机械可执行任务；所述管理和调度模块用于将所述工程机械可执行任务动态分配给对应的边缘节点；所述数据接收模块用于接收边缘节点发送的工程机械的运行参数和实时状态，并通过数据存储模块存储在云端；

6、所述边缘节点包括：任务接收模块、控制模块、数据检测模块、数据发送模块；所述任务接收模块用于接收云服务器发布的工程机械可执行任务；所述控制模块根据所述工程机械可执行任务，通过边缘节点的本地计算和存储能力控制工程机械进行相应动作；所述数据检测模块用于实时检测工程机械的运行参数和实时状态，并存储在本地；所述数据发送模块用于将工程机械的运行参数和实时状态发送至云服务器。

7、进一步地，所述云服务器的指令处理模块，对用户指令进行解析、计算、任务规划后，使指令与工程机械控制系统的接口对接；所述解析指将用户指令解析为计算机可理解的格式；所述计算包括根据解析结果确定工程机械需要移动的距离、速度、工作时长和工作方式；所述任务规划指根据计算结果系统规划工程机械的任务执行流程，生成工程机械的运动路径和动作序列；所述指令与工程机械控制系统的接口对接，指将规划好的运动路径和动作序列转化为工程机械能执行的控制信号。

8、进一步地，所述任务规划在根据计算结果系统规划工程机械的任务执行流程时，需要考虑的因素包括：执行优先级、调度距离、需要工作时长、成本损耗。

9、进一步地，所述工程机械的运行参数包括：系统工作压力、油液温度、工作时长、续航时长。

10、进一步地，所述工程机械的实时状态包括：工程机械位置、工作状态、执行任务情况、周围环境信息。

11、进一步地，所述云服务器进一步包括：可视化模块、用户操作模块；所述可视化模块用于实时可视化显示所述工程机械群组的实时状态数据，用户通过所述用户操作模块输入指令并发出。

12、本发明的有益效果是：

13、(1)高效的工程施工：本发明系统通过云边协同的方式，实现了工程机械群组的高效协同操作，云服务器通过动态分配任务给不同的边缘节点，确保任务的合理分配和高效执行，工程机械群组的协同操作能够提高工程施工的效率，缩短工期，降低成本。

14、(2)快速的响应能力：边缘节点通过本地计算和存储能力，实现了对工程机械的实时监测和快速响应，减少了对云服务器的依赖，避免了网络延迟带来的操作延迟问题，工程机械能够快速响应指令，提高了操作的实时性和准确性。

15、(3)灵活的系统扩展性：本发明系统具有灵活性和可扩展性，可以根据实际需求进行定制和扩展，通过添加或替换边缘节点，可以适应不同规模和复杂度的工程项目；同时，云服务器的管理和调度模块能够动态分配资源，适应系统的扩展和变化。

16、(4)提升工程施工质量：通过快速响应和协同操作，本发明系统能够提升工程施工的质量，工程机械群组的协同配合能够避免冲突和重复工作，提高施工的准确性和一致性。

技术特征：

1.一种基于云边协同的智能工程机械快速响应群控系统，其特征在于，包括：云服务器、边缘节点、工程机械群组；

2.根据权利要求1所述的基于云边协同的智能工程机械快速响应群控系统，其特征在于，所述云服务器的指令处理模块，对用户指令进行解析、计算、任务规划后，使指令与工程机械控制系统的接口对接；所述解析指将用户指令解析为计算机可理解的格式；所述计算包括根据解析结果确定工程机械需要移动的距离、速度、工作时长和工作方式；所述任务规划指根据计算结果系统规划工程机械的任务执行流程，生成工程机械的运动路径和动作序列；所述指令与工程机械控制系统的接口对接，指将规划好的运动路径和动作序列转化为工程机械能执行的控制信号。

3.根据权利要求2所述的基于云边协同的智能工程机械快速响应群控系统，其特征在于，所述任务规划在根据计算结果系统规划工程机械的任务执行流程时，需要考虑的因素包括：执行优先级、调度距离、需要工作时长、成本损耗。

4.根据权利要求1所述的基于云边协同的智能工程机械快速响应群控系统，其特征在于，所述工程机械的运行参数包括：系统工作压力、油液温度、工作时长、续航时长。

5.根据权利要求1所述的基于云边协同的智能工程机械快速响应群控系统，其特征在于，所述工程机械的实时状态包括：工程机械位置、工作状态、执行任务情况、周围环境信息。

6.根据权利要求1所述的基于云边协同的智能工程机械快速响应群控系统，其特征在于，所述云服务器进一步包括：可视化模块、用户操作模块；所述可视化模块用于实时可视化显示所述工程机械群组的实时状态数据，用户通过所述用户操作模块输入指令并发出。

技术总结本发明公开了一种基于云边协同的智能工程机械快速响应群控系统，包括：云服务器、边缘节点、工程机械群组；云服务器通过网络与多个边缘节点连接，工程机械群组包括多台工程机械，边缘节点与工程机械一一对应，控制其运行并检测其实时状态；云服务器接收并处理用户指令，将其转化为工程机械可执行任务后动态分配给边缘节点，边缘节点接收后控制工程机械进行相应动作；边缘节点实时检测工程机械的运行参数和实时状态并反馈至云服务器便于任务动态分配调整。本发明通过云边协同的方式，实现了工程机械群组的高效协同操作，实现了对工程机械的实时监测和快速响应，减少了对云服务器的依赖，提高了操作的实时性和准确性。技术研发人员：李兆慧,谢海波,杨华勇,洪昊岑,张奇翔,徐楠,张启星,宋丽军受保护的技术使用者：浙江大学高端装备研究院技术研发日：技术公布日：2024/8/5