一种用于地下工程装备的物联网数据双向交互系统及方法技术方案

本发明专利技术提出了一种用于地下工程装备的物联网数据双向交互系统及方法，所述系统包括云端管理平台、物联网关组和传感器组；所述物联网关组包括设置在不同地下工程装备上的物联网关，所述传感器组包括设置在地下工程装备上且连接所述物联网关的传感器，所述物联网关连接所述云端管理平台。优点是，采集各类地下工程装备的实时数据并进行处理后转发到云端管理平台供用户对施工质量进行远程评估，又能接收到云端管理平台的控制指令并进行处理后转发到地下工程装备，满足用户对地下工程装备的远程管理，实现了数据的双向交互。实现了数据的双向交互。实现了数据的双向交互。

【技术实现步骤摘要】
一种用于地下工程装备的物联网数据双向交互系统及方法


[0001]本专利技术涉及地下工程装备通讯领域，具体涉及一种用于地下工程装备的物联网数据双向交互系统及方法。

技术介绍

[0002]随着地下工程建设数字化、网络化、智能化转型升级加速，项目对大型工程机械设备的数字化、智能化也表现出巨大的需求。工程机械装备在智能化施工过程中，需要实时采集施工数据，检测设备状态并且向云端平台传输，云端平台需要向装备端下发控制指令进行远程管理，这些都离不开数据双向交互。
[0003]目前工程机械设备的数据交互主要通过网线、光纤，交换机、路由器、无线ap等网络设备组建网络，通过给安装在设备上的工业电脑联网，电脑运行相应软件连接云端服务器，电脑采集现场总线设备数据，并转发云端服务器上，同时电脑访问云端服务器获取云端下发的控制指令，然后转发到设备现场总线上，进行控制设备。这些方法虽然能完成装备数据双向交互，但是这种方法成本高，实时性差。
[0004]综上所述，针对目前地下工程机械装备数字化、智能化施工中数据双向交互面临的不稳定、时效性差，成本高等诸多问题，急需一种用于地下工程装备的物联网数据双向交互系统及方法以解决现有技术中存在的问题。

技术实现思路

[0005]本专利技术目的在于提供一种用于地下工程装备的物联网数据双向交互系统及方法，具体技术方案如下：
[0006]一种用于地下工程装备的物联网数据双向交互系统，包括云端管理平台、物联网关组和传感器组；所述物联网关组包括设置在不同地下工程装备上的物联网关，所述传感器组包括设置在地下工程装备上且连接所述物联网关的传感器，所述物联网关连接所述云端管理平台；
[0007]所述传感器用于采集地下工程装备的实时数据，并通过物联网关向云端管理平台传输实时数据；
[0008]所述云端管理平台用于接收实时数据，向物联网关发送配置文件和控制指令，所述物联网关接收配置文件进行信息配置，所述物联网关接收控制指令对地下工程装备进行控制。
[0009]优选的，所述云端管理平台将实时数据进行可视化呈现。
[0010]优选的，所述物联网关包括核心控制模块、电源模块、联网模块、路由模块、以太网接口、内存模块、CAN接口、天线模块和定位模块；所述核心控制模块分别连接电源模块、联网模块、路由模块、以太网接口、内存模块、CAN接口、天线模块和定位模块；
[0011]所述核心控制模块用于实现实时数据转发以及控制指令对接与执行；
[0012]所述电源模块用于提供电源供给与电源管理；
[0013]所述联网模块用于物联网关连接外网，包括有线网络连接、NB
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IOT网络连接、无线网络连接、全网通4G/5G流量卡连接；
[0014]所述路由模块用于将连接到的外网转到LAN口并产生热点，同时具备端口转发和端口映射功能；
[0015]所述以太网接口用于物联网关与工业以太网通讯对象的实时数据采集或控制指令下发；
[0016]所述内存模块用于实现断网状态下实时数据的本地存储和备份；
[0017]所述CAN接口用于物联网关与CAN通讯对象的实时数据采集或控制指令下发；
[0018]所述天线模块用于信号的无线传播；
[0019]所述定位模块用于地下工程装备的定位和授时。
[0020]优选的，所述物联网关还包括连接所述核心控制模块的状态指示灯，所述状态指示灯包括电源状态指示灯、公网连接状态指示灯、TCP服务端连接状态指示灯、TCP客户端连接状态指示灯、MQTT连接状态指示灯和CAN网络通讯状态指示灯。
[0021]优选的，所述物联网关还包括连接所述核心控制模块的复位按钮，所述复位按钮实现物联网关复位指令的触发。
[0022]优选的，所述天线模块包括包括北斗定位天线、网关外网接入天线、MQTT/TCP服务连接至WIFI
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1单元热点天线、网关远程维护4G/5G双频天线接口、网关模块4G/5G网络双频接入天线接口。
[0023]另外，本专利技术还包括一种用于地下工程装备的物联网数据双向交互方法，应用如上述的物联网数据双向交互系统，步骤如下：
[0024]第一步，将物联网关的接口接入相应的地下工程装备数据总线上；
[0025]第二步，配置物联网关IP地址，配置4G/5G、WIFI、NB
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IOT、有线连网模式；
[0026]第三步，采集实时数据并传输至云端管理平台；
[0027]第四步，云端管理平台下发控制指令到物联网关，所述物联网关根据控制指令对地下工程装备进行控制。
[0028]优选的，所述物联网关的接口包括CAN接口和以太网接口，所述地下工程装备数据总线包括CAN通讯总线和以太网通讯总线，所述CAN接口接入到CAN通讯总线上，所述以太网接口接入到以太网通讯总线上。
[0029]优选的，在第三步中，采集实时数据具体是：
[0030]当地下工程装备工作时，物联网关的CAN接口基于CANopen通讯协议采集地下工程装备CAN通讯总线上的数据；物联网关中设有核心控制模块，对数据进行解析处理并将CANopen通讯协议采集的数据映射到MQTT通讯协议；所述物联网关中还设有路由模块，将数据传输给云平台；
[0031]物联网关的以太网接口基于TCP/UDP协议采集地下工程装备，所述核心控制模块对实时数据进行解析处理，通过MQTT通讯协议将实时数据传输给云端管理平台。
[0032]优选的，在第四步中，物联网关根据控制指令对地下工程装备进行控制具体是：
[0033]物联网关时刻处于帧听状态，云端管理平台通过MQTT协议将控制指令传输至物联网关，所述核心控制模块根据控制指令的类型转换成CANopen通讯协议或TCP/UDP协议类型的控制指令数据，并将所述控制指令数据转发至CAN通讯总线或以太网通讯总线上。
[0034]应用本专利技术的技术方案，具有以下有益效果：
[0035](1)本专利技术中物联网关的各模块之间高度集成，通过底层开发与前端服务器开发，物联网关一边作为MQTT客户端与云端平台进行双向通讯，一边作为TCP服务器(TCPServer)模式与地下工程装备的客户端(TCPClient)进行双向通讯，提高了数据处理转发能力，实现了地下工程装备和云端管理平台之间的数据双向交互。
[0036](2)本专利技术中的物联网关将5G网络技术应用到地下工程装备上，有效的提高了地下工程项目施工过程中数据采集和传输效率。
[0037](3)本专利技术中的物联网关在断网状态下将实时数据缓存到本地，网络畅通后立即传输到云端平台，保证数据不丢失。
[0038](4)本专利技术集成GNSS系统，所述物联网关能够给装备提供北斗定位和授时服务。
[0039]除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本专利技术还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本专利技术作进一步详细的说明。
附图说明
[0040]构成本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于地下工程装备的物联网数据双向交互系统，其特征在于，包括云端管理平台、物联网关组和传感器组；所述物联网关组包括设置在不同地下工程装备上的物联网关，所述传感器组包括设置在地下工程装备上且连接所述物联网关的传感器，所述物联网关连接所述云端管理平台；所述传感器用于采集地下工程装备的实时数据，并通过物联网关向云端管理平台传输实时数据；所述云端管理平台用于接收实时数据，向物联网关发送配置文件和控制指令，所述物联网关接收配置文件进行信息配置，所述物联网关接收控制指令对地下工程装备进行控制。2.根据权利要求1所述的物联网数据双向交互系统，其特征在于，所述云端管理平台将实时数据进行可视化呈现。3.根据权利要求1所述的物联网数据双向交互系统，其特征在于，所述物联网关包括核心控制模块、电源模块、联网模块、路由模块、以太网接口、内存模块、CAN接口、天线模块和定位模块；所述核心控制模块分别连接电源模块、联网模块、路由模块、以太网接口、内存模块、CAN接口、天线模块和定位模块；所述核心控制模块用于实现实时数据转发以及控制指令对接与执行；所述电源模块用于提供电源供给与电源管理；所述联网模块用于物联网关连接外网，包括有线网络连接、NB
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IOT网络连接、无线网络连接、全网通4G/5G流量卡连接；所述路由模块用于将连接到的外网转到LAN口并产生热点，同时具备端口转发和端口映射功能；所述以太网接口用于物联网关与工业以太网通讯对象的实时数据采集或控制指令下发；所述内存模块用于实现断网状态下实时数据的本地存储和备份；所述CAN接口用于物联网关与CAN通讯对象的实时数据采集或控制指令下发；所述天线模块用于信号的无线传播；所述定位模块用于地下工程装备的定位和授时。4.根据权利要求3所述的物联网数据双向交互系统，其特征在于，所述物联网关还包括连接所述核心控制模块的状态指示灯，所述状态指示灯包括电源状态指示灯、公网连接状态指示灯、TCP服务端连接状态指示灯、TCP客户端连接状态指示灯、MQTT连接状态指示灯和CAN网络通讯状态指示灯。5.根据权利要求3所述的物联网数据双向交互系统，其特征在于，所述物联网关还包括连接所述核心控制模块的复位按钮，所述复位按钮实现物联网...

【专利技术属性】
技术研发人员：秦念稳，刘洪涛，陈文俊，李建华，梁江华，陈志放，何正逸，
申请(专利权)人：中国铁建股份有限公司，
类型：发明
国别省市：