一种基于工业大脑的工业互联网系统技术方案

本发明专利技术属于互联网技术领域，具体涉及一种基于工业大脑的工业互联网系统，工业大脑主机不仅能够完成设备对接、指令下发和数据采集工作，还具备对接与融合异构工业软件能力，以及业务调度、边缘计算、业务处理、大数据分析和平台互联的能力，对外全面放开API，能够随意编写业务应用，支持Handle标识解析标准，基于工业数据链技术和业务规则链技术，通过工业大脑主机的模块化和标准化形式解决不同行业、不同企业的个性化问题，用一套工业互联网系统为企业提供个性化方案，对应用行业和适用企业没有明确限制，只需要在机房部署一台工业大脑主机，在生产车间部署一台或多台工业数据网关即可建成，具有通用性的推广优势。

【技术实现步骤摘要】
一种基于工业大脑的工业互联网系统
：本专利技术属于互联网
，具体涉及一种基于工业大脑的工业互联网系统，助力工业生产企业的智能化发展。
技术介绍
：现有技术中的工业互联网系统的功能单一，智能化程度低，例如：中国专利202010164522.0公开的一种基于区块链的handle标识编码系统，包括：handle服务平台、区块链网络、企业子系统和handle前端子系统；所述企业子系统包括：handle前缀申请模块和geth客户端模块；所述geth客户端模块分别与handle前缀申请模块、区块链网络和handle前端子系统连接；所述handle前缀申请模块与handle服务平台连接；所述handle前端子系统与handle服务平台连接；所述handle前端子系统用于运行handle系统，完成标识注册与信息的查询功能；所述handle前缀申请模块向handle服务平台的前缀管理员提交前缀申请文件，通过handle服务平台的前缀管理员根据申请文件在handle根服务中创建handle前缀；所述geth客户端模块通过RPC接口与区块链网络进行信息的交互，将编写完成的智能合约部署到区块链网络中，并记录返回的智能合约地址；所述智能合约的输入为需注册设备的信息，智能合约的触发条件为交易成功打包并写入区块链中，智能合约的输出为交易所在的区块号、交易信息在当前区块中的具体位置编号、时间戳，输出格式为[区块号].[位置号].[时间戳]的形式；所述handle前端子系统用于完成标识的注册，将申请到的handle前缀与智能合约的输出进行拼接，调用handle前端子系统中的webservice标识注册接口，将符合物联网标识管理公共服务信息规范的内容输入到handle前端子系统，完成标识注册；中国专利201911406518.4公开的一种面向Handle标识解析的智能选路方法，包括以下步骤：步骤1：判断在Handle标识解析系统内置缓存中是否存在本次用户请求的标识记录，如果存在记录执行步骤2.1，如果不存在记录执行步骤2.2；步骤2.1：缓存直接查询解析请求并且返回；步骤2.2：判断定时器是否大于设定阈值，如果否执行步骤3，如果是执行步骤4；步骤3：递归节点依次向国家顶级节点GHR、行业二级节点、企业节点中响应延时时间最小的节点发起请求，并对访问进行奖励或惩罚；步骤4，重新初始化Tc、Ts、Te数据，然后递归节点重新依次向国家顶级节点GHR、行业二级节点、企业节点发起请求，并分别记录向国家顶级节点GHR发起请求到接收响应之间的时延Tc，向行业二级节点LHS发起请求到接收响应的时延Ts，向企业节点发起请求到接收响应的时延Te；步骤5，判断查询最终是否解析成功，如果是，将解析结果存入缓存并且返回，否则直接返回；中国专利202010294862.5公开的一种基于区块链的handle标识系统的数据处理方法，包括以下步骤：Handle服务平台接收携带handle标识码的设备上报信息查询请求，根据handle标识前缀码定位到本地服务集群中的解析服务器；handle标识码包含handle标识前缀码和handle标识后缀码；所述解析服务器向对应的发现服务器发送所述设备上报信息查询请求；所述发现服务器根据所述handle标识后缀码查找该handle标识后缀码对应的信息服务器；所述信息服务器通过区块链客户端，根据所述handle标识后缀码从区块链网络中获取所述设备写入区块链网络中的上报信息；因此，研发设计一种基于工业大脑的工业互联网系统，以满足工业生产的高度智能化需求。
技术实现思路
：本专利技术的目的在于寻求设计一种基于工业大脑的工业互联网系统，以解决：(1)异构软、硬件系统之间的信息孤岛问题；(2)依靠人的主观意愿推动企业运转问题；(3)企业信息化建设水平参差不齐问题；(4)传统云计算解决方案无法满足低延时、高并发的制造场景计算需求问题；(5)高精度工业视觉识别问题；(6)工业互联网平台间建设难的问题；实现数据互联、业务互通，驱动企业的业务流、信息流、资金流，自主运转，快速、经济、有效地补齐企业信息化建设各项短板，作为边缘计算设备，完成高速工业视觉识别和视觉检测，快速建设工业互联网平台。为了实现上述目的，本专利技术涉及的基于工业大脑的工业互联网系统的主体结构为由工业大脑主机和工业数据网关组成的工业大脑,工业大脑主机与工业数据网关通过网线、光纤或4G/5G连接；工业大脑主机上集成有Handle标识解析标准模块、工业数据链模块、业务规则链模块、物联网中台子系统模块和工业云子系统模块；Handle标识解析标准模块与工业数据链模块电连接，工业数据链模块与业务规则链模块电连接。本专利技术涉及的工业大脑为具有低时延、大带宽、高并发、本地化、自组织、可定义、可调度、安全、标准开放以及云边端三体结合的边缘计算设备，内部设有信息安全机制，所有数据均加密传输、加密存储、本地化存储、本地化利用、实时多重备份；支持集群部署，能够形成分布式、低延时、位置感知、移动应用和多边缘节点的雾计算集群，自动平衡运算能力和存储空间；具备算力平衡能力，能够将计算能力推进到场景发生的最近距离，还能实现边缘计算和云计算之间的算力平衡，并根据实际业务场景和需求，动态选择数据存储和数据处理位置(例如：云端或边缘端)，实现平衡双边算力，增强低时延、高并发和高可靠性能力。本专利技术涉及的工业大脑的核心算法包括BRCS业务规则链系统、IDLS工业数据链系统和AVPS异步视觉处理系统；一、BRCS(BusinessRuleChainSystem)业务规则链系统用于完成任意业务流程的可视化配置和自动化调度，使业务运转的方式由靠人和制度来推进转变为基于业务规则链的自主流转和随时调整；1、可视化配置：业务规则链系统提供的可视化编辑界面包括一系列不同功用和动作的业务节点，以及一个支持通过鼠标或触控方式进行操作的业务规则链编辑器；具体业务节点包括：业务数据存在性筛选节点、业务关系筛选节点、GPS坐标筛选节点、数据类型筛选节点、数据路由节点、自定义路由节点、自定义业务逻辑节点、自定义数据节点、设备节点、数据提供者节点、数据消费者节点、数据关系节点、数据遥测节点、业务转换节点、数据转换节点、数据赋值动作节点、开启预警动作节点、清除预警动作节点、GPS坐标变动动作节点、延时动作节点、日志节点、RPC请求动作节点、RPC响应动作节点、消息计数节点、存储动作节点、同步动作节点、MQTT节点、KAFKA节点、发邮件节点和发微信节点等；配置业务流程时，首先将实际生产活动中的工业设备和工业软件抽象为业务规则链上的数据提供者节点或数据消费者节点，添加到画布上，然后根据业务需求在画布上放置各类功能性节点(如：数据转换、业务断言、消息预警等，甚至还可以使用ECMAScript脚本定制或从零创建全新节点)，最后基于业务流转顺序在画布上用曲线依次连接每个节点；2、自动化调度：业务规则链建立后，工业大脑就能够自动指挥规则链上的工业软件和工业设备依照配置好的业务规则运行，不再需要人工介入，工业大脑的执行引擎会本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于工业大脑的工业互联网系统，其特征在于，主体结构为由工业大脑主机和工业数据网关组成的工业大脑,工业大脑主机与工业数据网关通过网线、光纤或4G/5G连接；工业大脑主机上集成有Handle标识解析标准模块、工业数据链模块、业务规则链模块、物联网中台子系统模块和工业云子系统模块；Handle标识解析标准模块与工业数据链模块电连接，工业数据链模块与业务规则链模块电连接。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于工业大脑的工业互联网系统，其特征在于，主体结构为由工业大脑主机和工业数据网关组成的工业大脑,工业大脑主机与工业数据网关通过网线、光纤或4G/5G连接；工业大脑主机上集成有Handle标识解析标准模块、工业数据链模块、业务规则链模块、物联网中台子系统模块和工业云子系统模块；Handle标识解析标准模块与工业数据链模块电连接，工业数据链模块与业务规则链模块电连接。


2.根据权利要求1所述的一种基于工业大脑的工业互联网系统，其特征在于，工业大脑主机能够对工业视觉识别和视觉检测提供定向支持，对工业生产过程中产生的视觉识别和视觉检测图像进行高清转码，在保证图像精度的同时，提升传输和识别速度，即时反馈识别和检测结果，及时控制设备完成定位、纠正的运动，进行误差修补，支持互联网或局域网，用于数据处理，由高性能的工业主机、工业级视频处理芯片、光纤通讯模组、第一5G通讯模组和RAID磁盘阵列组合构成；工业级视频处理芯片是H.265编码/解码芯片，具有超低功耗和超强算力，支持4K@60fps或1080p@240fpsH.264/H.265编码和转码、单芯片支持8K@60fps；内置2D图形引擎，能够灵活进行加速缩放；能够对监控视频、视觉检测视频、会议视频、VR/AR视频、直播视频和高清照片进行芯片级编码和解码，数据压缩率为90％；在4K@60fps或1080p@240fps并发负荷下，能够保持稳定的超低延迟；相较于CPU能够节省90％的电量；在相同码流和密度下，功耗为常规FPGA运算的37％，GPU运算的2％，CPU运算的0.6％；拥有DeepNeuralNetwork引擎，单芯片支持20TOP算力，支持包括objectdetect、classification和segmentation的DNN算法和操作；支持AI辅助视频编码，实现视频编解码与AI加速引擎的高效融合；能够对工业生产过程的视觉识别和视觉检测图像进行高清转码，在保证图像精度的同时，提升传输和识别速度，实时反馈识别和检测结果，及时控制设备完成定位、纠正等运动，进行误差修补。


3.根据权利要求1或2所述的一种基于工业大脑的工业互联网系统，其特征在于，工业数据网关用于连接工业设备，由多个DTU、多个RTU模块、光纤通讯模组和第二5G通讯模组构成，DTU和RTU模块均为数据采集设备，分别与生产设备连接。


4.根据权利要求3所述的一种基于工业大脑的工业互联网系统，其特征在于，Handle标识解析标准模块是全球性的标识解析标准，能够在访问受控和信息安全的前提下，实现异构系统间数据互联、业务互通和过程追溯，使每套工业大脑成为一个单独的Handle标识解析节点。


5.根据权利要求4所述的一种基于工业大脑的工业互联网系统，其特征在于，工业数据链模块支持Handle标识解析标准模块，还支持包括HTTP、TCP、MQTT、OPC-UA、RPC、Sigfox和Modbus通讯协议，能够完成数据传输、数据编码、数据解码、数据加密、数据转义和数据路由的工作，实现异构系统间数据互联和业务互通，遵循Handle标识解析标准。


6.根据权利要求5所述的一种基于工业大脑的工业互联网系统，其特征在于，业务规则链模块通过工业数据链模块获得数据和调度业务，通过无编程和可视化技术完成异构系统之间业务流程的配置和调整，实现异构系统之间的业务智能调度和自主流转。


7.根据权利要求6所述的一种基于工业大脑的工业互联网系统，其特征在于，物联网中台子系统模块用于物联网管理，支持实时监控和采集每条产线、每台设备和每个工位的生产数据；提供可配置、可定制的看板组件，无需编程和可视化拖拽式操作，即时生效；支持自定义预警节点、预警事件、预警方式、处置预案，邮件、短信、微信即时预警，大屏、PC、平板、手机自动适配，组建IPsecVPN、L2TP、PPTP、openVPN的多种虚拟专用网络，SPI全状态检测、SecureShell的网络防火墙功能，多级用户权限；能够根据预置的业务逻辑和预警事件，自动向工业设备和工位下发控制指令。


8.根据权利要求1或7所述的一种基于工业大脑的工业互联网系统，其特征在于，工业云子系统模块用于业务管理，针对营销、管理、采购、制造、仓储和物流的业务场景，提供大于500个的可定制、可扩展的功能模块，涉及人事、行政、办公、销售、财务、客户、供应链、产品数据、产品生命周期、高级计划排程和制造执行的业务应用，覆盖企业管理全流程，用户能够以搭积木的方式，将企业生产经营各环节融合成高效率的工业互联网智能生态圈。


9.根据权利要求8所述的一种基于工业大脑的工业互联网系统，其特征在于，工业大脑主...

【专利技术属性】
技术研发人员：于永臣，
申请(专利权)人：青岛容商天下网络有限公司，
类型：发明
国别省市：山东;37