工业互联网云网关架构及实现

针对工业生产数据通信协议复杂、工业设备与云端通信困难的问题,提出一种工业互联网云网关架构。针对传输协议复杂多样的问题,提出了一种多协议数据解析方法,能够对多种协议下的数据进行解析,并转换为MQTT协议,实现数据统一协议并上传至云平台。针对协议转换中的实时可靠性问题,提出一种支持断点续传并可以快速处理并发任务的异步处理机制来保证协议转换的实时可靠性。在保证实时可靠的基础上,提出一种三层加密方式以提高数据传输的安全性。在软硬件上实现了上述云网关架构,并在工业过程控制设备上进行了实验。实验结果表明,该架构能够有效解决工业系统与云平台的数据融合问题。     

智能工厂新型数据采集系统构建

智能工厂的基础是对工业现场数据的充分采集和有效利用,当前工厂中的设备数量大、通信接口类型多、协议复杂、数据类型丰富,让每个上层应用软件各自实现数据采集非常困难,也不利于数据共享。鉴于此,提出构建统一的数据采集与应用开发平台,实现对海量多源异构数据的采集、处理、转发和监视控制,并支持基于数据的敏捷化应用创新。平台采用OPC统一架构(OPC UA)作为信息建模、服务封装和对象交互的底层支撑技术,与国际发展趋势一致。     

基于大数据技术的油库生产远程监控系统设计

为提高油库日常生产的安全性,针对西部多座大型成品油库生产过程的远程实时监控和状态预警要求,根据现有油库自控系统,基于大数据流处理技术,采用Flume、Kafka、Storm、MySQL开源实时数据处理框架,设计了油库远程生产监控系统。该系统实现了对分布在西部地区的多个大型成品油库生产的实时数据采集、实时处理、预警监控和实时推送,有效提升了区域监控中心对广域分布的多座油库远程监控管理的效率和质量。采用该系统对兰州、彭州、咸阳、武汉等多座油库进行了远程试点监控。应用结果表明,该系统的监控点超过5000个,数据处理最大时延低于5 s,能够满足实时监控和预警的要求,取得了良好应用效果。该系统为油库管理和实时监控提供了可借鉴的范例。     

基于物联网技术的智能家居控制系统设计研究

随着社会发展，智能家居系统越来越多的应用到人们的生产生活中，本文主要介绍智能家居系统的软硬件架构，通过物联网技术，将所有家用设备互联并接入云平台。本文介绍的基于物联网的家居系统，主要通过STM32单片机进行系统控制，通过无线模块将采集信息以及控制指令传输到云平台，手机APP端通过云平台的数据共享，即可实现远程对家居设备的控制以及家庭温湿度等环境信息的实时查看。     

基于流媒体技术的广播音频实时监测系统

该监测系统采用了基于Linux开发平台,以海康威视音频采集卡进行数据采集,并对采集的数据进行声音／调制解调器插卡（AMR）压缩和MP3压缩,进而减小网络传输过程中的数据带宽,实现教据在调制解调器和宽带模式下的传输,保证用户监测终端可以收测到清晰流畅的实时音频。在采集端和用户监测终端之间的通信采用实时流传输协议（RTSP）进行通信。     

基于ARM6410的便携式无线医疗检测系统的设计与实现

本文设计了一种基于ARM6410开发平台和ZigBee技术的嵌入式远程人体生命参数监护系统。此系统实现了体温、心率和呼吸频率三大生命参数在用户终端的采集,使用ZigBee2006协议栈和树形网络实现数据的无线传输。综合考虑无线传输、网络传输、手机（GSM）终端和数据采集端,远程查询5个部分的设计,达到实时监测、数据及时传输和查询采集数据的医疗监护效果。     

一种异构设备接口数据集成采集方案的研究与实现

针对当前制造业生产、检测设备存在的位置分散、种类繁多,接口互异,标准不一,难以有效跟踪的情况,提出了一种异构设备接口数据的集成采集方案,该方案采用一种多层次的数据采集架构,分别从设备级、实验室级、中心级三个不同层次,实现了异构设备接口数据的截取、格式转换、传输、保存与查询分析,并基于该方案实现了一套实验室自动化数据采集系统,结果表明该方案可以有效满足异构非标准设备的数据采集需求。     

云数据中心分布式监控架构研究与平台设计

对云数据中心大规模资源监控的架构进行研究,并在监控平台中实现了研究的成果。提出一种多线程、分布式监控架构,支持云数据中心在规模增加时,监控平台的水平扩展。设计一种可扩展的适配器框架,实现监控协议或自定义监控接口的动态扩展。设计一种主/被动轮询检测模型,在监控主机工作负载和监控数据准确可靠之间形成平衡。在系统实现中设计了平台总体架构,并重点对监控数据采集处理层进行详细设计和实现。实际应用表明分布式监控架构具有良好的扩展性和适应性,能满足大规模云数据中心资源监控的要求。     

水下移动平台数据采集和传输系统设计

为实现水下环境的实时监测和数据采集,设计并实现了一套应用于水下传感网络的AUV(Autonomous Underwater Vehicle)移动平台数据采集和传输系统。系统采用双MCU机制对采集数据进行分布式处理,利用合理的存储和通信帧格式及ARQ(Automatic Repeat Quest)协议保证数据的有效传输和可靠存储,可对水下环境和AUV内部传感器设备工作状态进行长时间的实时记录和监测。湖上组网试验证明:系统运行稳定,实时性好,满足水下传感网络数据采集和传输及环境监测的要求,对水下传感网络组网技术中的移动节点设计具有较高的参考价值。     

基于OPC UA的船舶数据监控系统的设计与实现

设计一种基于OPC UA的船舶数据监控系统,采用OPC UA协议解决船底层不同硬件接口和数据传输协议多样所带来的数据采集和传输的通用性问题,有效地监控设备实时工作状况。数据采集端将数据转换为统一的OPC UA格式,OPC UA客户端通过统一的数据传输接口获取采集端的数据并把数据存储到数据库中。通过Django、JavaScript等相关Web技术,建立B/S模式下的数据可视化平台,以图表形式显示实时数据,使船员及时掌握设备运行状态并进行有效决策,促进船舶领域向着信息化、智能化的方向发展。     

基于异构分部式水质监测传感器分析平台的设计

文章主要介绍一种污染物分析平台。该平台将多个异构传感器通过自定义协议封装,在平台中心集中处理采集到的数据并给出实时预警,平台利用MatLab算法库与图形库,对数据进行处理并绘制各种指标图形。平台前端传感器可进行集中或分散部署,同时对多个水源进行多角度指标分析,能准确实时反应所监测水源品质。采集的源数据存人SQL数据库,可通过手工建立标准样品匹配库,扩展监测的污染物种类,源数据还可作二次数据挖掘,为基于WEB服务开发提供数据仓库,该平台具有极高的实用性,市场推广前景广阔。     

多源异构海量数据实时处理平台研究与应用

目前许多业务部门以多种形式记录各种海量且异构多源的业务数据,在进行高端决策时,对数据的读取及多维计算分析等方面效率较低,特别是对具有"时空"特性的数据处理。针对这类数据的多源异构性、海量性、高度时空性等特点,结合数据实时性需求,设计并实现了"多源异构海量数据实时处理平台"。该平台从多途径实时获取、处理多种海量数据文件,并实时保存到数据库,方便其他各业务系统更加直接、实时地使用各种实时数据,最终实现各业务系统间的多源异构海量数据的实时共享,同时该平台对其他领域的复杂数据处理也具有很好的参考价值。     

基于云平台的盾构数据采集系统研制和应用

隧道建设过程中,采集盾构实时数据是监控设备、预防风险、提高隧道质量的重要途径。为了对全国各地盾构工程实现集中监控,摆脱市面上数据采集系统费用较高、通用性较差的局限,开发了基于云平台的盾构数据采集系统。该系统通过OPC协议循环读取PLC地址,根据用户设置的配置文件,将PLC记录信息按照类型逐条区分处理,然后调用WEB API接口,数据同步发送到云服务器的数据库中,使用JavaScript结合html5开发的组态软件,远程实时监控盾构机各种状态。整个系统的网络架构由盾构操作内网和地面监控外网组成,通过绑定MAC地址、限制端口访问等技术手段,阻断外部对盾构PLC的网络攻击。经过大量实际工程应用证明,该系统能满足不同品牌、不同类型盾构数据采集要求,为盾构施工集中信息化管控打下基础。     

基于异构分簇机制的IPv6 WSN系统设计与实现

为了满足传感器节点大规模部署的需求,本文设计并实现了基于异构分簇机制的IPv6 WSN系统。系统中,簇内传感器节点基于Contiki操作系统,完成传感数据的采集,并将采集数据通过802.15.4协议以单跳或多跳形式发送到簇首;簇首节点基于Linux操作系统,通过802.11g协议以自组织形式组网,完成传感信息的高速率传输以及传感器采集数据在网关的汇聚。通过网关中的嵌入式web服务器,可以实现对传感器网络的实时远程监测。实验表明,该系统保证传输链路稳定可靠,满足大量传感器采集数据高速远距离传输要求,具有良好的应用性和可扩展性。     

基于异构分簇机制的IPv6 WSN系统设计与实现

为了满足传感器节点大规模部署的需求,文中设计并实现了基于异构分簇机制的IPv6WSN系统。系统中,簇内传感器节点基于Contiki操作系统,完成传感数据的采集,并将采集数据通过802.15.4协议以单跳或多跳形式发送到簇首;簇首节点基于Linux操作系统,通过802.11g协议以自组织形式组网,完成传感信息的高速率传输以及传感器采集数据在网关的汇聚。通过网关中的嵌入式Web服务器,可以实现对传感器网络的实时远程监测。实验表明,该系统保证传输链路稳定可靠,满足大量传感器采集数据高速远距离传输要求,具有良好的应用性和可扩展性。     

智慧农业环境数据采集与远程控制系统设计

结合智慧农业的发展需求,设计了一种智慧农业环境数据采集与远程控制系统。该系统采用WSN+WiFi的开放式系统架构,将多个传感器节点采集的数据实时传输到云平台进行发布,用户通过APP访问区域内的环境数据并进行控制。制作了一台原理样机并完成了系统的功能验证,具有较好的工程应用前景。     

基于管-云-端结构的汽车远程实时监控系统设计

针对人们对汽车生活的新要求,设计实现了一种基于管-云-端结构的汽车远程实时监控系统,它能通过互联网实现对汽车各种行车和故障数据的可视化实时监测。其中,"管"是汽车智慧感知与通信终端,"云"是互联网车云服务平台,"端"是配套手机APP。管、云、端分别实现汽车数据的采集传输、处理和展示,三者通过网络通信与链接,共同组成车联网实时监控系统。     

风洞试验高压气源监测计量系统研究与实现

为精确掌握高压气源系统工作状态,提高风洞试验动力保障效能,针对高压气源系统开展了运行监测和流量计量相关研究.为兼容异构的现场测控设备,保障高压气源系统本身的安全可靠性,基于“现场层—监控层—调度层”三层架构,利用KEPServer和Wonderware软件,建立了分布式动力系统运行监测平台,实现了多源异构数据的采集与处理.重点研究了德尔塔巴流量计理论模型,给出了常用的工程计算公式.全系统在实际应用中取得了良好的效果.     

基于虚拟仪器的网络视频传输系统设计

为提高视频传输效率，i基于虚拟仪器技术设计了网络视频传输系统。系统分为视频采集端和视频显示端，通过局域网以rtsp协议传输视频。采集端运行嵌入式Lnux操作系统，利用海思提供的MMP多媒体处理平台实现视频实时编码和传输。显示端基于PC运行虚拟仪器，实现rtsp视频数据接收和解码播放，并支持功能的升级扩展。得益于虚拟仪器的可定制优势，系统可按需求灵活地进行升级和改进。根据用户在使用阶段的要求，可在不改动嵌入式硬件系统的情况下增加或裁剪系统功能。通过实际运行，验证了系统的稳定性和可行性，系统可以实时传输视频信号，实现了预期功能。     

基于微服务架构的灾害应急管控平台设计

管控平台作为灾害应急示范应用的枢纽,需要向下连接海量灾害数据采集设备,向上为示范应用层提供应用开发支持,使得应用层和终端IOT设备能够充分解耦。为了解决管控平台在扩展能力和异构设备持续集成方面的问题,设计了一种基于分布式微服务架构的城市灾害应急管控平台。接入层采用协议解析代理服务实现多种不同协议的适配;服务接口层基于微服务设计对模块进行解耦,降低耦合性,采用微服务治理技术,实现管控平台具备负载均衡、集群容错等能力,有效保证平台的稳定性、扩展性和高可用性。