【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及物联网数据处理，具体涉及一种工业环境下物联网数据采集统一处理系统及方法。
技术介绍
1、工业网联网数据(industrial-internet-of-things,iiot)是指将物联网技术应用于工业领域，通过连接、收集和分析工业设备和系统的数据，以实现更智能、高效、自动化的生产和运营过程，工业网联网数据建立在设备之间的广泛互联性基础上，传感器、执行器和其他工业设备通过互联网连接，实现了设备之间的实时通信和协同工作，这使得生产过程变得更加灵活，设备能够相互协调以适应生产需求的变化；
2、处理系统是一种集成传感器、通信设备和数据处理技术的系统，旨在实时监测、收集和处理工业设备和环境的各种数据，这些系统在工业领域中扮演着关键角色，通过实时数据采集和分析，提供了对生产过程和设备状态的深入洞察，从而提高了生产效率、降低了成本并增强了安全性。
3、工业生产现场经常需要使用大型风扇来确保通风和冷却，这些风扇通过电力驱动，产生机械能以提供空气流动，为了对大型风扇转动产生的机械能进行回收，通常会在大型风扇的风扇轴上加设涡轮发电机，涡轮发电机能够捕捉风扇运转时产生的机械能，并将其转换为电能，然而，在实际应用中，由于涡轮发电机转轴与大型风扇的风扇轴处于固定连接状态，该种连接方式存在以下缺陷：
4、1、当电机驱动大型风扇由静止状态到转动状态时，由于风扇轴加设涡轮发电机转轴，此时启动会对电机带来过大的工作负担，不仅增加电机启动能耗，而且容易导致电机损坏；
5、2、若在大型风扇处于转动状态中，
6、基于此，本专利技术提出一种工业环境下物联网数据采集统一处理系统及方法，能够实时获取大型风扇和涡轮发电机状态后，调节涡轮发电机转轴与大型风扇的风扇轴处于连接或断开状态，保障机械能回收的同时保障大型风扇和涡轮发电机的稳定运行。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是提供一种工业环境下物联网数据采集统一处理系统及方法，以解决
技术介绍
中不足。
2、为了实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种工业环境下物联网数据采集统一处理系统，包括风扇状态采集模块、电机状态采集模块、数据传输模块、监控中心以及控制模块：
3、风扇状态采集模块：用于采集工厂风扇的工作状态数据；
4、电机状态采集模块：定时采集用于回收风扇转动产生的机械能的涡轮电机运行状态数据；
5、数据传输模块：基于互联网进行数据指令双向传输，将获取的工作状态数据以及运行状态数据发送至监控中心，将获取的控制指令发送至控制模块；
6、监控中心：对运行状态数据进行归一化处理后，综合分析工作状态数据以及运行状态数据，判断是否需要继续机械能回收作业，并根据判断结果生成相应的控制指令，控制指令发送至数据传输模块；
7、控制模块：接收控制指令时，判断涡轮发电机与风扇的当前状态并结合控制指令进行对涡轮发电机进行相应控制。
8、在一个优选的实施方式中，所述监控中心包括处理单元、分析单元以及判断单元；
9、处理单元：用于对运行状态数据进行归一化处理，归一化处理为对所有运行状态数据乘上比例系数，比例系数用于调节所有运行状态数据的取值范围和权重；
10、分析单元：将工作状态数据以及归一化处理后的运行状态数据综合分析获取状态系数，状态系数用于判断当前机械能回收是否能够保持稳定进行；
11、判断单元：内设异常阈值，异常阈值用于区分机械能回收作业能继续运行或不能继续运行，将获取的状态系数与异常阈值进行对比，依据对比结果判断是否需要继续机械能回收作业，并根据判断结果生成相应的控制指令。
12、在一个优选的实施方式中，所述分析单元获取状态系数包括以下步骤：
13、分析单元将工作状态数据以及归一化处理后的运行状态数据综合计算后获取状态系数ztx，计算公式为：
14、式中，fzs为风扇轴转速指数，i＝1、2，wdi表示第i项涡轮电机运行状态数据，ωi表示第i项涡轮电机运行状态数据的比例系数，wd1表示摩擦浮动系数，wd2表示发电量离散系数，ω1、ω2分别为摩擦浮动系数以及发电量离散系数的比例系数，且ω1、ω2均大于0。
15、在一个优选的实施方式中，所述风扇轴转速指数的获取逻辑为：在风扇轴附近安装霍尔效应传感器，将磁铁固定在风扇轴上，当风扇轴旋转时，磁铁经过霍尔效应传感器产生信号，根据信号频率，计算出风扇轴的转速，表达式为：式中，zs为风扇轴转速，xz为信号周期的时间间隔；
16、当风扇轴转速大于等于转速阈值时，风扇轴转速指数fzs＝1，当风扇轴转速小于转速阈值，且持续时长大于时长阈值时，风扇轴转速指数fzs＝0。
17、在一个优选的实施方式中，所述数据传输模块基于互联网进行数据指令双向传输，将获取的工作状态数据以及运行状态数据发送至监控中心，将获取的控制指令发送至控制模块，包括以下步骤：
18、对采集到的数据进行处理和封装，处理和封装包括数据的格式转换、编码、压缩，将封装好的工作状态和运行状态数据通过互联网传输至监控中心，在数据传输过程中进行加密和身份验证，监控中心生成的控制指令传输回平移设备的控制模块，平移设备上的控制模块接收到控制指令后，解析指令并执行相应的操作，在执行完控制指令后，平移设备生成反馈信息，反馈信息包括执行结果、状态变化。
19、在一个优选的实施方式中，所述数据传输模块对采集到的数据进行处理和封装包括以下步骤：
20、根据传输的要求，转换原始数据格式，对数据编码后基于压缩算法进行数据压缩，在数据传输之前基于加密算法对数据进行加密，并通过数字签名算法，为数据生成唯一签名，在数据封装的过程中，添加校验和、循环冗余校验或海明码机制，对冗余信息进行错误检测和纠正，根据通信的协议，将封装后的数据放入协议的数据包中，在数据封装中添加标识信息，指示数据的类型、版本信息。
21、在一个优选的实施方式中，所述数据传输模块选择https数据传输协议传输数据包括以下步骤：
22、从受信任的证书颁发机构获取服务器证书，证书包括公钥和证书签名，将获得的ssl/tls证书安装到服务器上，配置web服务器以支持https连接和启用tls协议，要求客户端也提供证书以进行身份验证，在应用程序中使用https，使应用程序的数据传输代码使用https协议。
23、在一个优选的实施方式中，所述摩擦浮动系数的计算表达式为：式中，wd1为摩擦浮动系数，m(t)为涡轮发电机实时摩擦变化量，[tx，ty]为涡轮发电机噪声预警的时段，[ti，tj]为涡轮发电机温度预警的时段；
24、所述发电量离散系数的计算表达式为：式中，wd2为发电量离散系数，j＝{1、2、3、...、m}，m表示取样时间点的数量，m为正整本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种工业环境下物联网数据采集统一处理系统，其特征在于：包括风扇状态采集模块、电机状态采集模块、数据传输模块、监控中心以及控制模块：
2.根据权利要求1所述的一种工业环境下物联网数据采集统一处理系统，其特征在于：所述监控中心包括处理单元、分析单元以及判断单元；
3.根据权利要求2所述的一种工业环境下物联网数据采集统一处理系统，其特征在于：所述分析单元获取状态系数包括以下步骤：
4.根据权利要求3所述的一种工业环境下物联网数据采集统一处理系统，其特征在于：所述风扇轴转速指数的获取逻辑为：在风扇轴附近安装霍尔效应传感器，将磁铁固定在风扇轴上，当风扇轴旋转时，磁铁经过霍尔效应传感器产生信号，根据信号频率，计算出风扇轴的转速，表达式为：式中，zs为风扇轴转速，xz为信号周期的时间间隔；
5.根据权利要求4所述的一种工业环境下物联网数据采集统一处理系统，其特征在于：所述数据传输模块基于互联网进行数据指令双向传输，将获取的工作状态数据以及运行状态数据发送至监控中心，将获取的控制指令发送至控制模块，包括以下步骤：
6.根据权利要求5
7.根据权利要求6所述的一种工业环境下物联网数据采集统一处理系统，其特征在于：所述数据传输模块选择HTTPS数据传输协议传输数据包括以下步骤：
8.根据权利要求7所述的一种工业环境下物联网数据采集统一处理系统，其特征在于：所述摩擦浮动系数的计算表达式为：式中，wd1为摩擦浮动系数，M(t)为涡轮发电机实时摩擦变化量，[tx，ty]为涡轮发电机噪声预警的时段，[ti，tj]为涡轮发电机温度预警的时段；
9.根据权利要求8所述的一种工业环境下物联网数据采集统一处理系统，其特征在于：所述控制模块对涡轮发电机进行相应控制包括以下步骤：
10.一种工业环境下物联网数据采集统一处理方法，通过权利要求1-9任一项所述的处理系统实现，其特征在于：所述处理方法包括以下步骤：
...【技术特征摘要】
1.一种工业环境下物联网数据采集统一处理系统，其特征在于：包括风扇状态采集模块、电机状态采集模块、数据传输模块、监控中心以及控制模块：
2.根据权利要求1所述的一种工业环境下物联网数据采集统一处理系统，其特征在于：所述监控中心包括处理单元、分析单元以及判断单元；
3.根据权利要求2所述的一种工业环境下物联网数据采集统一处理系统，其特征在于：所述分析单元获取状态系数包括以下步骤：
4.根据权利要求3所述的一种工业环境下物联网数据采集统一处理系统，其特征在于：所述风扇轴转速指数的获取逻辑为：在风扇轴附近安装霍尔效应传感器，将磁铁固定在风扇轴上，当风扇轴旋转时，磁铁经过霍尔效应传感器产生信号，根据信号频率，计算出风扇轴的转速，表达式为：式中，zs为风扇轴转速，xz为信号周期的时间间隔；
5.根据权利要求4所述的一种工业环境下物联网数据采集统一处理系统，其特征在于：所述数据传输模块基于互联网进行数据指令双向传输，将获取的工作状态数据以及运行状态数据发送至监控中心...
【专利技术属性】
技术研发人员：高毅，乔向宁，黄荣强，周志荣，
申请(专利权)人：北京东华博泰科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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