本發(fā)明涉及一種工業(yè)通信系統(tǒng)和工業(yè)網(wǎng)關(guān)。

背景技術(shù)：

隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的快速發(fā)展，信息的交換與通信已由人與人之間，逐漸擴(kuò)展到了物與物之間，由此產(chǎn)生了物聯(lián)網(wǎng)這一概念。物聯(lián)網(wǎng)是通過(guò)射頻識(shí)別、紅外感應(yīng)器、全球定位系統(tǒng)、激光掃描器等信息傳感設(shè)備，按照統(tǒng)一的協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)，把物與互聯(lián)網(wǎng)連接起來(lái)，進(jìn)行信息交換和通信，以實(shí)現(xiàn)智能化識(shí)別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理的一種網(wǎng)絡(luò)。

工業(yè)通信系統(tǒng)作為一種物聯(lián)網(wǎng)通信系統(tǒng)，已被廣泛應(yīng)用在工業(yè)生產(chǎn)、監(jiān)控、管理過(guò)程中，通過(guò)工業(yè)通信系統(tǒng)來(lái)對(duì)各個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行監(jiān)管和操控。

在工業(yè)通信系統(tǒng)中，現(xiàn)場(chǎng)工作的各種智能設(shè)備與可編程邏輯控制器(PLC)、計(jì)算機(jī)數(shù)控器(CNC)等信息采集控制器相連接，信息采集控制器再與工業(yè)盒子(工業(yè)用網(wǎng)關(guān))相連接，工業(yè)盒子的另一側(cè)與云平臺(tái)通信連接。這樣，一方面，云平臺(tái)下發(fā)的各種控制指令，就能夠通過(guò)工業(yè)盒子下發(fā)給信息采集控制器，再由信息采集控制器根據(jù)控制指令對(duì)智能設(shè)備執(zhí)行相應(yīng)的控制操作。另一方面，智能設(shè)備的各種操作信息或者監(jiān)控信息會(huì)由信息采集控制器進(jìn)行采集并上傳給工業(yè)盒子，并且通過(guò)工業(yè)盒子將這些信息發(fā)送給云平臺(tái)，用戶(hù)通過(guò)云平臺(tái)就能夠及時(shí)獲悉現(xiàn)場(chǎng)智能設(shè)備的工作情況。

由于智能設(shè)備的種類(lèi)繁多，相應(yīng)的，與之連接的信息采集控制器也多種多樣，各種信息采集控制器往往具有不同的通信協(xié)議，為了與盡可能多的智能設(shè)備相匹配，工業(yè)盒子中存儲(chǔ)有成百上千種通信協(xié)議，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)各種協(xié)議進(jìn)行協(xié)議解析和轉(zhuǎn)換。

然而，一個(gè)工業(yè)盒子通常只有一到兩個(gè)接口用于與信息采集控制器相連接。而在工廠(chǎng)中，一般都存在大量的信息采集控制器需要連接，這樣，就需要設(shè)置大量的工業(yè)盒子來(lái)與之相連。例如，有100個(gè)信息采集控制器需要連接，就需要至少50個(gè)工業(yè)盒子，并用100條有線(xiàn)通信線(xiàn)路來(lái)連接工業(yè)盒子和信息采集控制器。

這樣，不僅致使成本過(guò)高，而且云平臺(tái)需要對(duì)每個(gè)工業(yè)盒子逐個(gè)下發(fā)控制指令和接收信息，也使得監(jiān)控管理變得非常離散，難以實(shí)現(xiàn)有效地管控。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明是為了解決上述問(wèn)題而進(jìn)行的，目的在于提供一種低成本的、讓云處理終端能夠簡(jiǎn)單、有效地對(duì)多個(gè)智能設(shè)備進(jìn)行監(jiān)控和管理的工業(yè)通信系統(tǒng)和工業(yè)網(wǎng)關(guān)。

<方案一>

本發(fā)明提供了一種工業(yè)通信系統(tǒng)，用于實(shí)現(xiàn)云處理終端與設(shè)置在現(xiàn)場(chǎng)的多個(gè)智能設(shè)備進(jìn)行通信，其特征在于，包括：至少一個(gè)節(jié)點(diǎn)裝置，與多個(gè)智能設(shè)備所對(duì)應(yīng)的多個(gè)信息采集控制器相連接；子網(wǎng)管理裝置，以無(wú)線(xiàn)方式與所有的節(jié)點(diǎn)裝置相通信連接；以及工業(yè)網(wǎng)關(guān)，以有線(xiàn)方式與子網(wǎng)管理裝置相通信連接，并且以無(wú)線(xiàn)方式與云處理終端相通信連接。

在本發(fā)明提供的工業(yè)通信系統(tǒng)中，還可以具有這樣的特征：一個(gè)節(jié)點(diǎn)裝置與一個(gè)信息采集控制器相連接。

在本發(fā)明提供的工業(yè)通信系統(tǒng)中，還可以具有這樣的特征：一個(gè)節(jié)點(diǎn)裝置與至少兩個(gè)信息采集控制器相連接。

在本發(fā)明提供的工業(yè)通信系統(tǒng)中，還可以具有這樣的特征：子網(wǎng)管理裝置具有：中心節(jié)點(diǎn)單元，基于預(yù)定通信規(guī)則與每個(gè)節(jié)點(diǎn)裝置以無(wú)線(xiàn)方式進(jìn)行通信；有線(xiàn)通信單元，以有線(xiàn)方式與工業(yè)網(wǎng)關(guān)相通信連接；以及網(wǎng)絡(luò)管理單元，用于對(duì)節(jié)點(diǎn)裝置進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)管理，預(yù)定通信規(guī)則包含：自動(dòng)入網(wǎng)機(jī)制、MESH組網(wǎng)機(jī)制、時(shí)間同步機(jī)制以及跳頻機(jī)制，網(wǎng)絡(luò)管理包含為節(jié)點(diǎn)裝置分配入網(wǎng)私有密鑰和通信密鑰。

在本發(fā)明提供的工業(yè)通信系統(tǒng)中，還可以具有這樣的特征：有線(xiàn)通信單元包含：有線(xiàn)通信模塊，以有線(xiàn)方式與工業(yè)網(wǎng)關(guān)相通信連接；和有線(xiàn)通信接口，與有線(xiàn)通信模塊相連接。

在本發(fā)明提供的工業(yè)通信系統(tǒng)中，還可以具有這樣的特征：自動(dòng)入網(wǎng)機(jī)制為：當(dāng)存在待入網(wǎng)的節(jié)點(diǎn)裝置時(shí)，該待入網(wǎng)節(jié)點(diǎn)裝置首先對(duì)預(yù)定范圍內(nèi)的其它節(jié)點(diǎn)裝置發(fā)出的信息進(jìn)行偵聽(tīng)，在偵聽(tīng)到任意一個(gè)節(jié)點(diǎn)裝置的信息后，待入網(wǎng)節(jié)點(diǎn)裝置將入網(wǎng)請(qǐng)求信息發(fā)送至被偵聽(tīng)到的節(jié)點(diǎn)裝置從而發(fā)送至子網(wǎng)管理裝置，該子網(wǎng)管理裝置對(duì)待入網(wǎng)節(jié)點(diǎn)裝置進(jìn)行入網(wǎng)信息配置，實(shí)現(xiàn)待入網(wǎng)節(jié)點(diǎn)裝置自動(dòng)入網(wǎng)。

<方案二>

本發(fā)明還提供了一種工業(yè)網(wǎng)關(guān)，設(shè)置在由與多個(gè)信息采集控制器相連接的至少一個(gè)節(jié)點(diǎn)裝置組成的通信網(wǎng)絡(luò)中，用于與云處理終端進(jìn)行通信連接，其特征在于，包括：協(xié)議存儲(chǔ)單元，存儲(chǔ)有多種通信協(xié)議；協(xié)議解析轉(zhuǎn)換單元，基于存儲(chǔ)的通信協(xié)議對(duì)收發(fā)信息進(jìn)行協(xié)議解析和轉(zhuǎn)換處理；中心節(jié)點(diǎn)單元，基于預(yù)定通信規(guī)則與每個(gè)節(jié)點(diǎn)裝置以無(wú)線(xiàn)方式進(jìn)行通信；無(wú)線(xiàn)通信單元，以無(wú)線(xiàn)方式與云處理終端相通信連接；以及網(wǎng)絡(luò)管理單元，用于對(duì)節(jié)點(diǎn)裝置進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)管理，其中，預(yù)定通信規(guī)則包含：自動(dòng)入網(wǎng)機(jī)制、MESH組網(wǎng)機(jī)制、時(shí)間同步機(jī)制以及跳頻機(jī)制，網(wǎng)絡(luò)管理包含為節(jié)點(diǎn)裝置分配入網(wǎng)私有密鑰和通信密鑰。

在本發(fā)明提供的工業(yè)通信系統(tǒng)中，還可以具有這樣的特征：無(wú)線(xiàn)通信單元包含：無(wú)線(xiàn)通信模塊，以無(wú)線(xiàn)方式與云處理終端相通信連接；和無(wú)線(xiàn)通信接口，與無(wú)線(xiàn)通信模塊相連接，用于連接天線(xiàn)裝置。無(wú)線(xiàn)通信模塊包含：GPRS模塊、3G模塊、4G模塊以及WiFi模塊，無(wú)線(xiàn)通信接口為SMA接口。

在本發(fā)明提供的工業(yè)通信系統(tǒng)中，還可以具有這樣的特征：上述自動(dòng)入網(wǎng)機(jī)制為：當(dāng)存在待入網(wǎng)的節(jié)點(diǎn)裝置時(shí)，該待入網(wǎng)節(jié)點(diǎn)裝置首先對(duì)預(yù)定范圍內(nèi)的其它節(jié)點(diǎn)裝置發(fā)出的信息進(jìn)行偵聽(tīng)，在偵聽(tīng)到任意一個(gè)節(jié)點(diǎn)裝置的信息后，待入網(wǎng)節(jié)點(diǎn)裝置將入網(wǎng)請(qǐng)求信息發(fā)送至被偵聽(tīng)到的節(jié)點(diǎn)裝置從而發(fā)送至工業(yè)網(wǎng)關(guān)，該工業(yè)網(wǎng)關(guān)對(duì)待入網(wǎng)節(jié)點(diǎn)裝置進(jìn)行入網(wǎng)信息配置，實(shí)現(xiàn)待入網(wǎng)節(jié)點(diǎn)裝置自動(dòng)入網(wǎng)。

發(fā)明的作用與效果

根據(jù)本發(fā)明所涉及的工業(yè)通信系統(tǒng)，因?yàn)橹辽僖粋€(gè)節(jié)點(diǎn)裝置與多個(gè)智能設(shè)備所對(duì)應(yīng)的多個(gè)信息采集控制器相連接，并且所有的節(jié)點(diǎn)裝置都是以無(wú)線(xiàn)方式與子網(wǎng)管理裝置相通信連接，子網(wǎng)管理裝置再通過(guò)有線(xiàn)方式與工業(yè)網(wǎng)關(guān)相通信連接，由工業(yè)網(wǎng)關(guān)與云處理終端進(jìn)行通信連接，這樣只需要一個(gè)工業(yè)網(wǎng)關(guān)就能夠?qū)崿F(xiàn)云處理終端與設(shè)置在現(xiàn)場(chǎng)的多個(gè)智能設(shè)備進(jìn)行通信，不僅大大降低了成本，而且由于云處理終端只需與一個(gè)工業(yè)盒子進(jìn)行通信就能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的所有智能設(shè)備進(jìn)行指令下發(fā)和信息獲取，使得監(jiān)控管理變得既簡(jiǎn)單又高效。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明的實(shí)施例一中工業(yè)通信系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本發(fā)明的實(shí)施例一中子網(wǎng)管理裝置的結(jié)構(gòu)框圖；

圖3是本發(fā)明的實(shí)施例一中工業(yè)網(wǎng)關(guān)的結(jié)構(gòu)框圖；

圖4是本發(fā)明的實(shí)施例一中情況信息上傳過(guò)程的工作流程圖；

圖5是本發(fā)明的實(shí)施例一中監(jiān)控指令信息下發(fā)過(guò)程的流程圖；

圖6是本發(fā)明的實(shí)施例二中工業(yè)通信系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；以及

圖7是本發(fā)明的實(shí)施例二中子網(wǎng)管理裝置的結(jié)構(gòu)框圖；

圖8是本發(fā)明的實(shí)施例二中情況信息上傳過(guò)程的工作流程圖；

圖9是本發(fā)明的實(shí)施例二中監(jiān)控指令信息下發(fā)過(guò)程的流程圖。

具體實(shí)施方式

為了使本發(fā)明實(shí)現(xiàn)的技術(shù)手段、創(chuàng)作特征、達(dá)成目的與功效易于明白了解，以下實(shí)施例結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明涉及的工業(yè)通信系統(tǒng)作具體闡述。

<實(shí)施例一>

圖1是本發(fā)明的實(shí)施例一中工業(yè)通信系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。

如圖1所示，工業(yè)通信系統(tǒng)10用于實(shí)現(xiàn)云處理終端20與設(shè)置在工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的多個(gè)智能設(shè)備30進(jìn)行通信。

云處理終端20通過(guò)第一通信網(wǎng)絡(luò)I與用戶(hù)端40進(jìn)行通信，并通過(guò)第二通信網(wǎng)絡(luò)II與工業(yè)通信系統(tǒng)10進(jìn)行通信。云處理終端20一方面將接收到的所有運(yùn)行情況信息提供給用戶(hù)端40進(jìn)行訪(fǎng)問(wèn)，從而讓用戶(hù)實(shí)時(shí)了解智能設(shè)備30的工作情況；另一方面，對(duì)用戶(hù)通過(guò)用戶(hù)端40發(fā)送來(lái)的與運(yùn)行情況信息相對(duì)應(yīng)的控制信息進(jìn)行接收和下發(fā)。本實(shí)施例中，用戶(hù)端40為PC機(jī)；第一通信網(wǎng)絡(luò)I和第二通信網(wǎng)絡(luò)II均可以為WIFI網(wǎng)絡(luò)、2G通信網(wǎng)絡(luò)、3G通信網(wǎng)絡(luò)或以太網(wǎng)等通信網(wǎng)絡(luò)。

如圖1所示，在本實(shí)施例中，智能設(shè)備30一共有十個(gè)，它們被設(shè)置在工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)，執(zhí)行相應(yīng)的生產(chǎn)任務(wù)。

相應(yīng)的，信息采集控制器31也有十個(gè)，分別與十個(gè)智能設(shè)備30一一對(duì)應(yīng)連接，能夠采集智能設(shè)備30的運(yùn)行情況信息，并根據(jù)接收到的監(jiān)控指令信息來(lái)控制智能設(shè)備30進(jìn)行相應(yīng)的運(yùn)轉(zhuǎn)。這里，信息采集控制器31可以為PLC、CNC或者傳感器等。

工業(yè)通信系統(tǒng)10包括十個(gè)四個(gè)節(jié)點(diǎn)裝置11、一個(gè)子網(wǎng)管理裝置12和一個(gè)工業(yè)網(wǎng)關(guān)13。

四個(gè)節(jié)點(diǎn)裝置11與十個(gè)信息采集控制器31相連接，一方面用于接收信息采集控制器31采集到的運(yùn)行情況信息，另一方面將接收到的監(jiān)控指令信息發(fā)送給相應(yīng)的信息采集控制器31。每個(gè)節(jié)點(diǎn)裝置11都集成了符合WirelessHart協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)的射頻收發(fā)器和微處理器，開(kāi)始工作后，四個(gè)節(jié)點(diǎn)裝置11之間可自動(dòng)組成蜂窩型網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)(即、MESH自組網(wǎng)機(jī)制)。在本實(shí)施例中，節(jié)點(diǎn)裝置11具有六個(gè)通信接口，因此一個(gè)節(jié)點(diǎn)裝置11可以?xún)H與一個(gè)信息采集控制器31相通信連接，也可以與兩個(gè)以上的信息采集控制器31相通信連接。

這里，為了區(qū)別，將四個(gè)節(jié)點(diǎn)裝置11分別記為節(jié)點(diǎn)裝置11-1至12-4，將十個(gè)信息采集控制器31分別記為信息采集控制器31-1至31-10，并將十個(gè)智能設(shè)備30分別記為智能設(shè)備30-1至30-10。

如圖1所示，節(jié)點(diǎn)裝置11-1與信息采集控制器31-1相連接；節(jié)點(diǎn)裝置11-2與信息采集控制器31-2和31-3相連接；節(jié)點(diǎn)裝置11-3與信息采集控制器31-4至31-6相連接；節(jié)點(diǎn)裝置11-4與信息采集控制器31-7至31-10相連接；信息采集控制器31-1至31-10依次與智能設(shè)備30-1至30-10相連。

子網(wǎng)管理裝置12一方面以無(wú)線(xiàn)方式與四個(gè)節(jié)點(diǎn)裝置11相通信連接，另一方面以有線(xiàn)方式與工業(yè)網(wǎng)關(guān)13相通信連接，當(dāng)子網(wǎng)管理裝置12接收到節(jié)點(diǎn)裝置11發(fā)來(lái)的運(yùn)行情況信息后，能夠?qū)⑦\(yùn)行情況信息發(fā)送至工業(yè)網(wǎng)關(guān)13中；另外，當(dāng)接收到工業(yè)網(wǎng)關(guān)13發(fā)送來(lái)的監(jiān)控指令信息后，能夠?qū)⒈O(jiān)控指令信息下發(fā)給相應(yīng)的節(jié)點(diǎn)裝置11。

圖2是本發(fā)明的實(shí)施例一中子網(wǎng)管理裝置的結(jié)構(gòu)框圖。

如圖2所示，子網(wǎng)管理裝置12包括網(wǎng)關(guān)主體單元13a、中心(AP)節(jié)點(diǎn)單元13b、有線(xiàn)通信單元13c、網(wǎng)絡(luò)管理單元13d、信息存儲(chǔ)單元13e、時(shí)鐘電路單元13f、電源管理單元13g以及報(bào)警單元13h。

中心節(jié)點(diǎn)單元13b、有線(xiàn)通信單元13c、網(wǎng)絡(luò)管理單元13d、信息存儲(chǔ)單元13e、時(shí)鐘電路單元13f、電源管理單元13g以及報(bào)警單元13h都與網(wǎng)關(guān)主體單元13a相連接，并在網(wǎng)關(guān)主體單元13a的驅(qū)動(dòng)下進(jìn)行工作。

中心節(jié)點(diǎn)單元13b集成在網(wǎng)關(guān)主體單元13a中，它自身還集成了符合WirelessHart協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)的射頻收發(fā)器和微處理器，與四個(gè)節(jié)點(diǎn)裝置11基于預(yù)定通信規(guī)則進(jìn)行無(wú)線(xiàn)通信，從而實(shí)現(xiàn)以無(wú)線(xiàn)通信方式接收節(jié)點(diǎn)裝置11發(fā)送來(lái)的運(yùn)行情況信息，或者以無(wú)線(xiàn)通信方式將監(jiān)控指令信息發(fā)送至節(jié)點(diǎn)裝置11。

有線(xiàn)通信單元13c集成在網(wǎng)關(guān)主體單元13a中，用于與工業(yè)網(wǎng)關(guān)13以有線(xiàn)方式進(jìn)行通信連接，即、以有線(xiàn)方式將運(yùn)行情況信息發(fā)送至工業(yè)網(wǎng)關(guān)13，或者，以有線(xiàn)方式接收工業(yè)網(wǎng)關(guān)13發(fā)送來(lái)的監(jiān)控指令信息。

網(wǎng)絡(luò)管理單元13d可以增加、刪除以及修改節(jié)點(diǎn)裝置11及其參數(shù)信息(包括網(wǎng)絡(luò)ID、設(shè)備地址、頻點(diǎn)等信息)；可以在節(jié)點(diǎn)裝置11發(fā)送入網(wǎng)請(qǐng)求信息時(shí)分配入網(wǎng)私有密鑰便于該節(jié)點(diǎn)裝置11入網(wǎng)，并進(jìn)一步為該節(jié)點(diǎn)裝置11分配唯一的通信密鑰，在通信過(guò)程中用于對(duì)數(shù)據(jù)包進(jìn)行加密，從而確保通信安全；可以為所有的節(jié)點(diǎn)裝置11分配多個(gè)信道便于該節(jié)點(diǎn)裝置11與其它的節(jié)點(diǎn)裝置進(jìn)行跳頻通信；還可以管理所有的節(jié)點(diǎn)裝置11之間的通信路徑，便于不相鄰的兩個(gè)節(jié)點(diǎn)裝置11之間進(jìn)行通信時(shí)路由最佳通信路徑。

存儲(chǔ)單元13e集成在網(wǎng)關(guān)主體單元13a中，對(duì)中心節(jié)點(diǎn)單元13b接收到的運(yùn)行情況信息或工業(yè)網(wǎng)關(guān)13發(fā)送來(lái)的監(jiān)控指令信息進(jìn)行存儲(chǔ)。

時(shí)鐘電路單元13f集成在網(wǎng)關(guān)主體單元13a中，用于提供時(shí)間信息，便于中心節(jié)點(diǎn)單元13b與四個(gè)節(jié)點(diǎn)裝置11之間進(jìn)行時(shí)間同步，從而保證通信的安全可靠。

電源管理單元13g集成在網(wǎng)關(guān)主體單元13a中，與圖中未顯示的外部供電裝置相連接，用于將外部供電裝置提供的外部電壓轉(zhuǎn)換為子網(wǎng)管理裝置12工作所需的額定工作電壓，并提供給網(wǎng)關(guān)主體單元13a。

報(bào)警單元13h集成在網(wǎng)關(guān)主體單元13a中，用于在智能設(shè)備30發(fā)生故障時(shí)發(fā)出報(bào)警信息，從而讓用戶(hù)及時(shí)獲知設(shè)備故障信息，及時(shí)采取解決措施。

當(dāng)中心節(jié)點(diǎn)單元13b與其它四個(gè)節(jié)點(diǎn)裝置11之間基于預(yù)定通信規(guī)則進(jìn)行通信時(shí)，該中心節(jié)點(diǎn)單元13b可以看作一個(gè)節(jié)點(diǎn)裝置11。這里的預(yù)定通信規(guī)則為：它包含自動(dòng)入網(wǎng)機(jī)制、MESH組網(wǎng)機(jī)制、時(shí)間同步機(jī)制以及跳頻機(jī)制。具體地，

自動(dòng)入網(wǎng)機(jī)制為：

當(dāng)節(jié)點(diǎn)裝置11需要入網(wǎng)時(shí)，首先通過(guò)網(wǎng)絡(luò)管理單元13d手動(dòng)增加該節(jié)點(diǎn)裝置11，并配置其參數(shù)信息(包括網(wǎng)絡(luò)ID、設(shè)備地址、頻點(diǎn)等信息)，然后基于該節(jié)點(diǎn)裝置11的參數(shù)信息生成入網(wǎng)私有密鑰和通信密鑰。

進(jìn)一步，待入網(wǎng)的節(jié)點(diǎn)裝置11對(duì)預(yù)定范圍內(nèi)的其它節(jié)點(diǎn)裝置11發(fā)出的廣播信息進(jìn)行偵聽(tīng)，當(dāng)收到信息后，它就將其入網(wǎng)請(qǐng)求信息經(jīng)由被偵聽(tīng)到的節(jié)點(diǎn)裝置11發(fā)送至子網(wǎng)管理裝置12，子網(wǎng)管理裝置12收到該入網(wǎng)請(qǐng)求信息后，將入網(wǎng)私有密鑰發(fā)送給該節(jié)點(diǎn)裝置11，從而實(shí)現(xiàn)該新的節(jié)點(diǎn)裝置11自動(dòng)入網(wǎng)，最后再將通信密鑰發(fā)送給該節(jié)點(diǎn)裝置11。

MESH組網(wǎng)機(jī)制為：

每個(gè)節(jié)點(diǎn)裝置11的通信部的網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議中預(yù)先設(shè)定了多個(gè)通信鏈路，使得該節(jié)點(diǎn)裝置11能夠直接與多個(gè)其它的節(jié)點(diǎn)裝置11進(jìn)行通信。

圖1中的四個(gè)節(jié)點(diǎn)裝置11開(kāi)始工作后，就能夠自動(dòng)形成蜂窩型網(wǎng)格狀網(wǎng)絡(luò)(即MESH自組網(wǎng)機(jī)制)，具有路由冗余機(jī)制。這樣，即使有一個(gè)或多個(gè)節(jié)點(diǎn)裝置11發(fā)生故障，通過(guò)冗余機(jī)制，也能夠?qū)崿F(xiàn)將與該發(fā)生故障的節(jié)點(diǎn)裝置11相連接的傳感器采集到的運(yùn)行數(shù)據(jù)信息發(fā)送至子網(wǎng)管理裝置12中。

時(shí)間同步機(jī)制為：

一旦任意一個(gè)節(jié)點(diǎn)裝置11與子網(wǎng)管理裝置12之間進(jìn)行通信時(shí)，不論是偵聽(tīng)到廣播幀，還是收到命令幀回復(fù)，子網(wǎng)管理裝置12則對(duì)該節(jié)點(diǎn)裝置11的時(shí)鐘信息(即、時(shí)間戳)進(jìn)行同步，使得節(jié)點(diǎn)裝置11的時(shí)鐘信息與子網(wǎng)管理裝置12的時(shí)鐘信息保持一致，便于子網(wǎng)管理裝置12中的網(wǎng)絡(luò)管理單元13d對(duì)所有的節(jié)點(diǎn)裝置11進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)管理，使得所有的節(jié)點(diǎn)裝置11按照既定的時(shí)序穩(wěn)定地進(jìn)行通信。

跳頻機(jī)制為：

基于網(wǎng)絡(luò)管理單元13d對(duì)節(jié)點(diǎn)裝置11所進(jìn)行入網(wǎng)信息配置中包含的預(yù)先分配多個(gè)信道供該節(jié)點(diǎn)裝置11通信時(shí)使用，在后續(xù)的通信過(guò)程中，該節(jié)點(diǎn)裝置11基于分配的多個(gè)信道逐個(gè)切換進(jìn)行使用。

工業(yè)網(wǎng)關(guān)13以有線(xiàn)方式與子網(wǎng)管理裝置12相通信連接，并且以無(wú)線(xiàn)方式與云處理終端20相通信連接，這樣，當(dāng)工業(yè)網(wǎng)關(guān)13接收到子網(wǎng)管理裝置12發(fā)來(lái)的運(yùn)行情況信息后，會(huì)對(duì)接收到的運(yùn)行情況信息進(jìn)行協(xié)議轉(zhuǎn)換處理，然后將轉(zhuǎn)換處理后的運(yùn)行情況信息發(fā)送至云處理終端20中；另外，當(dāng)工業(yè)網(wǎng)關(guān)13接收到云處理終端20發(fā)送來(lái)的監(jiān)控指令信息后，同樣會(huì)對(duì)接收到的監(jiān)控指令信息進(jìn)行協(xié)議轉(zhuǎn)換處理，然后將轉(zhuǎn)換處理后的監(jiān)控指令信息發(fā)送至子網(wǎng)管理裝置12中。

圖3是本發(fā)明的實(shí)施例一中工業(yè)網(wǎng)關(guān)的結(jié)構(gòu)框圖。

如圖3所示，工業(yè)網(wǎng)關(guān)13包括有線(xiàn)通信單元14a、無(wú)線(xiàn)通信單元14b、信息存儲(chǔ)單元14c、協(xié)議存儲(chǔ)單元14d、協(xié)議解析轉(zhuǎn)換單元14e、電源管理單元14f以及控制這些單元運(yùn)行的控制單元14g。

有線(xiàn)通信單元14a用于與子網(wǎng)管理裝置12以有線(xiàn)方式進(jìn)行通信連接，即、以有線(xiàn)通信方式接收子網(wǎng)管理裝置12發(fā)送來(lái)的運(yùn)行情況信息，或者，以有線(xiàn)方式將監(jiān)控指令信息發(fā)送給子網(wǎng)管理裝置12。

無(wú)線(xiàn)通信單元14b用于與云處理終端20以無(wú)線(xiàn)方式進(jìn)行通信連接，即、以無(wú)線(xiàn)通信方式將運(yùn)行情況信息發(fā)送給云處理終端20，或者，以無(wú)線(xiàn)通信方式接收云處理終端20發(fā)送來(lái)的監(jiān)控指令信息。

信息存儲(chǔ)單元14c對(duì)有線(xiàn)通信單元14a接收到的運(yùn)行情況信息或子網(wǎng)管理裝置12發(fā)送來(lái)的監(jiān)控指令信息進(jìn)行存儲(chǔ)。

協(xié)議存儲(chǔ)單元14d存儲(chǔ)有上百種通信協(xié)議及其對(duì)應(yīng)的解析規(guī)則。

協(xié)議解析轉(zhuǎn)換單元14e基于存儲(chǔ)的通信協(xié)議對(duì)收發(fā)信息進(jìn)行協(xié)議解析和轉(zhuǎn)換處理。即、協(xié)議解析轉(zhuǎn)換單元14e用于對(duì)子網(wǎng)管理裝置12發(fā)送來(lái)的運(yùn)行情況信息進(jìn)行解析和協(xié)議轉(zhuǎn)換處理，或者對(duì)云處理終端20發(fā)送來(lái)的監(jiān)控指令信息進(jìn)行解析和協(xié)議轉(zhuǎn)換處理。

電源管理單元14f與圖中未顯示的外部供電裝置相連接，用于將外部供電裝置提供的外部電壓轉(zhuǎn)換為子網(wǎng)管理裝置12工作所需的額定工作電壓，并提供給有線(xiàn)通信單元14a、無(wú)線(xiàn)通信單元14b、信息存儲(chǔ)單元14c、協(xié)議存儲(chǔ)單元14d、協(xié)議解析轉(zhuǎn)換單元14e以及控制單元14g。

控制單元14g中存儲(chǔ)有控制有線(xiàn)通信單元14a、無(wú)線(xiàn)通信單元14b、信息存儲(chǔ)單元14c、協(xié)議存儲(chǔ)單元14d、協(xié)議解析轉(zhuǎn)換單元14e以及電源管理單元14f運(yùn)行的控制程序。

下面，基于上述具體結(jié)構(gòu)，對(duì)本實(shí)施例一中工業(yè)通信系統(tǒng)10的通信過(guò)程進(jìn)行闡述。由上文可知，工業(yè)通信系統(tǒng)10的通信過(guò)程分為兩種：第一種是智能設(shè)備30的運(yùn)行情況信息上傳給云處理終端20的通信過(guò)程，第二種是云處理終端20下發(fā)監(jiān)控指令信息給智能設(shè)備30的通信過(guò)程。以下，將第一種通信過(guò)程稱(chēng)為情況信息上傳過(guò)程，將第二種通信過(guò)程稱(chēng)為指令信息下發(fā)過(guò)程。

圖4是本發(fā)明的實(shí)施例一中情況信息上傳過(guò)程的工作流程圖。

如圖4所示，本實(shí)施例一中，工業(yè)通信系統(tǒng)10將智能設(shè)備30的運(yùn)行情況信息上傳給云處理終端20的工作流程如下所示：

步驟S1-1：

信息采集控制器31將采集到的智能設(shè)備30的運(yùn)行情況信息發(fā)送給節(jié)點(diǎn)裝置11，然后進(jìn)入步驟S1-2；

步驟S1-2：

節(jié)點(diǎn)裝置11接收信息采集控制器31發(fā)送來(lái)的運(yùn)行情況信息，然后進(jìn)入步驟S1-3；

步驟S1-3：

節(jié)點(diǎn)裝置11將運(yùn)行情況信息以無(wú)線(xiàn)通信方式轉(zhuǎn)發(fā)給子網(wǎng)管理裝置12，然后進(jìn)入步驟S1-4；

步驟S1-4：

子網(wǎng)管理裝置12接收節(jié)點(diǎn)裝置11發(fā)送來(lái)的運(yùn)行情況信息，然后進(jìn)入步驟S1-5；

步驟S1-5：

子網(wǎng)管理裝置12將接收到的運(yùn)行情況信息以有線(xiàn)通信方式發(fā)送給工業(yè)網(wǎng)關(guān)13，然后進(jìn)入步驟S1-6；

步驟S1-6：

有線(xiàn)通信單元14a接收子網(wǎng)管理裝置12發(fā)送來(lái)的運(yùn)行情況信息，然后進(jìn)入步驟S1-7；

步驟S1-7：

協(xié)議解析轉(zhuǎn)換單元14e基于存儲(chǔ)的通信協(xié)議對(duì)接收到的運(yùn)行情況信息進(jìn)行解析和協(xié)議轉(zhuǎn)換處理，然后進(jìn)入步驟S1-8；

步驟S1-8：

無(wú)線(xiàn)通信單元14b以無(wú)線(xiàn)通信方式將處理后的運(yùn)行情況信息發(fā)送給云處理終端20，然后進(jìn)入結(jié)束狀態(tài)。

至此，完成一次信息上傳過(guò)程。

圖5是本發(fā)明的實(shí)施例一中監(jiān)控指令信息下發(fā)過(guò)程的流程圖。

如圖5所示，本實(shí)施例一中，工業(yè)通信系統(tǒng)10將云處理終端20發(fā)送來(lái)的監(jiān)控指令信息下發(fā)給智能設(shè)備的工作流程如下所示：

步驟S2-1：

無(wú)線(xiàn)通信單元14b以無(wú)線(xiàn)通信方式接收云處理終端20發(fā)送來(lái)的監(jiān)控指令信息，然后進(jìn)入步驟S2-2；

步驟S2-2：

協(xié)議解析轉(zhuǎn)換單元14e基于存儲(chǔ)的通信協(xié)議對(duì)接收到的監(jiān)控指令信息進(jìn)行解析和協(xié)議轉(zhuǎn)換處理，然后進(jìn)入步驟S2-3；

步驟S2-3：

有線(xiàn)通信單元14a將處理后的監(jiān)控指令信息以有線(xiàn)通信方式發(fā)送給子網(wǎng)管理裝置12，然后進(jìn)入步驟S2-4；

步驟S2-4：

子網(wǎng)管理裝置12接收工業(yè)網(wǎng)關(guān)13發(fā)送來(lái)的監(jiān)控指令信息，然后進(jìn)入步驟S2-5；

步驟S2-5：

子網(wǎng)管理裝置12將接收到的監(jiān)控指令信息以無(wú)線(xiàn)通信方式發(fā)送給相應(yīng)的一個(gè)或多個(gè)節(jié)點(diǎn)裝置11，然后進(jìn)入步驟S2-6；

步驟S2-6：

節(jié)點(diǎn)裝置11將監(jiān)控指令信息轉(zhuǎn)發(fā)給信息采集控制器31，然后進(jìn)入步驟S2-7；

步驟S2-7：

信息采集控制器31接收節(jié)點(diǎn)裝置11發(fā)送來(lái)的監(jiān)控指令信息，然后進(jìn)入步驟8；

步驟S2-8：

信息采集控制器31根據(jù)接收到的監(jiān)控指令信息控制智能設(shè)備30進(jìn)行相應(yīng)的運(yùn)轉(zhuǎn)，然后進(jìn)入結(jié)束狀態(tài)。

至此，完成一次監(jiān)控指令信息下發(fā)過(guò)程。

實(shí)施例一的作用與效果

根據(jù)本實(shí)施例一所涉及的工業(yè)通信系統(tǒng)，因?yàn)槭畟€(gè)智能設(shè)備所對(duì)應(yīng)的十個(gè)信息采集控制器與四個(gè)節(jié)點(diǎn)裝置相連接，并且所有的節(jié)點(diǎn)裝置都是以無(wú)線(xiàn)方式與子網(wǎng)管理裝置相通信連接，子網(wǎng)管理裝置再通過(guò)有線(xiàn)方式與工業(yè)網(wǎng)關(guān)相通信連接，由工業(yè)網(wǎng)關(guān)與云處理終端進(jìn)行通信連接，因而，僅設(shè)置一個(gè)工業(yè)網(wǎng)關(guān)就能夠?qū)崿F(xiàn)云處理終端設(shè)置與在現(xiàn)場(chǎng)的所有智能設(shè)備進(jìn)行通信，大大降低了成本。并且，云處理終端只需通過(guò)一個(gè)工業(yè)盒子就能夠?qū)λ械闹悄茉O(shè)備下發(fā)監(jiān)控指令，和獲取所有智能設(shè)備的運(yùn)行情況，監(jiān)控管理過(guò)程既簡(jiǎn)單又高效，非常適用于工業(yè)領(lǐng)域。

<實(shí)施例二>

在本實(shí)施例二中，對(duì)于和實(shí)施例一中相同的結(jié)構(gòu)，給予相同的符號(hào)，并省略相同的說(shuō)明。

圖6是本發(fā)明的實(shí)施例二中工業(yè)通信系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。

如圖6所示，工業(yè)通信系統(tǒng)10’用于實(shí)現(xiàn)云處理終端20與設(shè)置在工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行的十個(gè)智能設(shè)備30進(jìn)行通信。

工業(yè)通信系統(tǒng)10’包括四個(gè)節(jié)點(diǎn)裝置11和一個(gè)工業(yè)網(wǎng)關(guān)13’。

工業(yè)網(wǎng)關(guān)13’一方面以無(wú)線(xiàn)方式與四個(gè)節(jié)點(diǎn)裝置11相通信連接，另一方面以有線(xiàn)方式與云處理終端20相通信連接，這樣，當(dāng)工業(yè)網(wǎng)關(guān)13’接收到節(jié)點(diǎn)裝置11發(fā)來(lái)的運(yùn)行情況信息后，會(huì)對(duì)接收到的運(yùn)行情況信息進(jìn)行解析和協(xié)議轉(zhuǎn)換處理，然后將處理后的運(yùn)行情況信息發(fā)送至云處理終端20中；另外，當(dāng)工業(yè)網(wǎng)關(guān)13’接收到云處理終端20發(fā)送來(lái)的監(jiān)控指令信息后，同樣會(huì)對(duì)接收到的監(jiān)控指令信息進(jìn)行解析和協(xié)議轉(zhuǎn)換處理，然后將處理后的監(jiān)控指令信息下發(fā)給相應(yīng)的節(jié)點(diǎn)裝置11。

圖7是本發(fā)明的實(shí)施例二中子網(wǎng)管理裝置的結(jié)構(gòu)框圖。

如圖7所示，工業(yè)網(wǎng)關(guān)13’包括中心(AP)節(jié)點(diǎn)單元13a’、網(wǎng)絡(luò)管理單元13b’、無(wú)線(xiàn)通信單元13c’、信息存儲(chǔ)單元13d’、時(shí)鐘電路單元13e’、協(xié)議存儲(chǔ)單元13f’、協(xié)議解析轉(zhuǎn)換單元13g’、電源管理單元13h’、報(bào)警單元13i’以及控制這些單元運(yùn)行的控制單元13j’。

中心節(jié)點(diǎn)單元13a’集成了符合WirelessHart協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)的射頻收發(fā)器和微處理器，與四個(gè)節(jié)點(diǎn)裝置11基于預(yù)定通信規(guī)則進(jìn)行無(wú)線(xiàn)通信，從而實(shí)現(xiàn)以無(wú)線(xiàn)通信方式接收節(jié)點(diǎn)裝置11發(fā)送來(lái)的運(yùn)行情況信息，或者以無(wú)線(xiàn)通信方式將監(jiān)控指令信息發(fā)送至節(jié)點(diǎn)裝置11。

網(wǎng)絡(luò)管理單元13b’可以增加、刪除以及修改節(jié)點(diǎn)裝置11及其參數(shù)信息(包括網(wǎng)絡(luò)ID、設(shè)備地址、頻點(diǎn)等信息)；可以在節(jié)點(diǎn)裝置11發(fā)送入網(wǎng)請(qǐng)求信息時(shí)分配入網(wǎng)私有密鑰便于該節(jié)點(diǎn)裝置11入網(wǎng)，并進(jìn)一步為該節(jié)點(diǎn)裝置11分配唯一的通信密鑰，在通信過(guò)程中用于對(duì)數(shù)據(jù)包進(jìn)行加密，從而確保通信安全；可以為所有的節(jié)點(diǎn)裝置11分配多個(gè)信道便于該節(jié)點(diǎn)裝置11與其它的節(jié)點(diǎn)裝置進(jìn)行跳頻通信；還可以管理所有的節(jié)點(diǎn)裝置11之間的通信路徑，便于不相鄰的兩個(gè)節(jié)點(diǎn)裝置11之間進(jìn)行通信時(shí)路由最佳通信路徑。

無(wú)線(xiàn)通信單元13c’用于與云處理終端20以無(wú)線(xiàn)方式進(jìn)行通信連接，即、以無(wú)線(xiàn)通信方式將運(yùn)行情況信息發(fā)送給云處理終端20，或者，以無(wú)線(xiàn)通信方式接收云處理終端20發(fā)送來(lái)的監(jiān)控指令信息。

信息存儲(chǔ)單元13d’對(duì)中心節(jié)點(diǎn)單元13a’接收到的運(yùn)行情況信息或無(wú)線(xiàn)通信單元13c’接收到的監(jiān)控指令信息進(jìn)行存儲(chǔ)。

時(shí)鐘電路單元13e’用于提供時(shí)間信息，便于中心節(jié)點(diǎn)單元13a’與四個(gè)節(jié)點(diǎn)裝置11之間進(jìn)行時(shí)間同步，從而保證通信的安全可靠。

協(xié)議存儲(chǔ)單元13f’存儲(chǔ)有上百種通信協(xié)議及其對(duì)應(yīng)的解析規(guī)則。

協(xié)議解析轉(zhuǎn)換單元13g’基于存儲(chǔ)的通信協(xié)議對(duì)收發(fā)信息進(jìn)行協(xié)議解析和轉(zhuǎn)換處理。即、協(xié)議解析轉(zhuǎn)換單元13g’用于對(duì)節(jié)點(diǎn)裝置11發(fā)送來(lái)的運(yùn)行情況信息進(jìn)行解析和協(xié)議轉(zhuǎn)換處理，或者對(duì)云處理終端20發(fā)送來(lái)的監(jiān)控指令信息進(jìn)行解析和協(xié)議轉(zhuǎn)換處理。

電源管理單元13h’與圖中未顯示的外部供電裝置相連接，用于將外部供電裝置提供的外部電壓轉(zhuǎn)換為工業(yè)網(wǎng)關(guān)13’工作所需的額定工作電壓，并提供給中心節(jié)點(diǎn)單元13a’、網(wǎng)絡(luò)管理單元13b’、中心(AP)節(jié)點(diǎn)單元13a’、網(wǎng)絡(luò)管理單元13b’、無(wú)線(xiàn)通信單元13c’、信息存儲(chǔ)單元13d’、時(shí)鐘電路單元13e’、協(xié)議存儲(chǔ)單元13f’、協(xié)議解析轉(zhuǎn)換單元13g’、電源管理單元13h’、報(bào)警單元13i’以及控制單元13j’。

報(bào)警單元13i’用于在智能設(shè)備30發(fā)生故障時(shí)發(fā)出報(bào)警信息，從而讓用戶(hù)及時(shí)獲知設(shè)備故障信息，從而采取解決措施。

控制單元13j’中存儲(chǔ)有控制中心節(jié)點(diǎn)單元13a’、網(wǎng)絡(luò)管理單元13b’、無(wú)線(xiàn)通信單元13c’、信息存儲(chǔ)單元13d’、時(shí)鐘電路單元13e’、協(xié)議存儲(chǔ)單元13f’、協(xié)議解析轉(zhuǎn)換單元13g’、電源管理單元13h’以及報(bào)警單元13i’這些單元運(yùn)行的控制程序。

當(dāng)中心節(jié)點(diǎn)單元13a’與其它四個(gè)節(jié)點(diǎn)裝置11之間基于預(yù)定通信規(guī)則進(jìn)行通信時(shí)，該中心節(jié)點(diǎn)單元13a’可以看作一個(gè)節(jié)點(diǎn)裝置11。這里的預(yù)定通信規(guī)則為：它包含自動(dòng)入網(wǎng)機(jī)制、MESH組網(wǎng)機(jī)制、時(shí)間同步機(jī)制以及跳頻機(jī)制。具體地，

自動(dòng)入網(wǎng)機(jī)制為：

當(dāng)節(jié)點(diǎn)裝置11需要入網(wǎng)時(shí)，首先通過(guò)網(wǎng)絡(luò)管理單元13b’手動(dòng)增加該節(jié)點(diǎn)裝置11，并配置其參數(shù)信息(包括網(wǎng)絡(luò)ID、設(shè)備地址、頻點(diǎn)等信息)，然后基于該節(jié)點(diǎn)裝置11的參數(shù)信息生成入網(wǎng)私有密鑰和通信密鑰。

進(jìn)一步，待入網(wǎng)的節(jié)點(diǎn)裝置11對(duì)預(yù)定范圍內(nèi)的其它節(jié)點(diǎn)裝置11發(fā)出的廣播信息進(jìn)行偵聽(tīng)，當(dāng)收到信息后，它就將其入網(wǎng)請(qǐng)求信息經(jīng)由被偵聽(tīng)到的節(jié)點(diǎn)裝置11發(fā)送至工業(yè)網(wǎng)關(guān)13’，工業(yè)網(wǎng)關(guān)13’收到該入網(wǎng)請(qǐng)求信息后，將入網(wǎng)私有密鑰發(fā)送給該節(jié)點(diǎn)裝置11，從而實(shí)現(xiàn)該新的節(jié)點(diǎn)裝置11自動(dòng)入網(wǎng)，最后再將通信密鑰發(fā)送給該節(jié)點(diǎn)裝置11。

MESH組網(wǎng)機(jī)制為：

每個(gè)節(jié)點(diǎn)裝置11的通信部的網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議中預(yù)先設(shè)定了多個(gè)通信鏈路，使得該節(jié)點(diǎn)裝置11能夠直接與多個(gè)其它的節(jié)點(diǎn)裝置11進(jìn)行通信。

圖6的四個(gè)節(jié)點(diǎn)裝置11開(kāi)始工作后，就能夠自動(dòng)形成蜂窩型網(wǎng)格狀網(wǎng)絡(luò)(即MESH自組網(wǎng)機(jī)制)，具有路由冗余機(jī)制。這樣，即使有一個(gè)或多個(gè)節(jié)點(diǎn)裝置11發(fā)生故障，通過(guò)冗余機(jī)制，也能夠?qū)崿F(xiàn)將與該發(fā)生故障的節(jié)點(diǎn)裝置11相連接的傳感器采集到的運(yùn)行數(shù)據(jù)信息發(fā)送至工業(yè)網(wǎng)關(guān)13’中。

時(shí)間同步機(jī)制為：

一旦任意一個(gè)節(jié)點(diǎn)裝置11與工業(yè)網(wǎng)關(guān)13’之間進(jìn)行通信時(shí)，不論是偵聽(tīng)到廣播幀，還是收到命令幀回復(fù)，工業(yè)網(wǎng)關(guān)13’則對(duì)該節(jié)點(diǎn)裝置11的時(shí)鐘信息(即、時(shí)間戳)進(jìn)行同步，使得節(jié)點(diǎn)裝置11的時(shí)鐘信息與工業(yè)網(wǎng)關(guān)13’的時(shí)鐘信息保持一致，便于工業(yè)網(wǎng)關(guān)13’中的網(wǎng)絡(luò)管理單元13b’對(duì)所有的節(jié)點(diǎn)裝置11進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)管理，使得所有的節(jié)點(diǎn)裝置11按照既定的時(shí)序穩(wěn)定地進(jìn)行通信。

跳頻機(jī)制為：

基于網(wǎng)絡(luò)管理單元13b’對(duì)節(jié)點(diǎn)裝置11所進(jìn)行入網(wǎng)信息配置中包含的預(yù)先分配多個(gè)信道供該節(jié)點(diǎn)裝置11通信時(shí)使用，在后續(xù)的通信過(guò)程中，該節(jié)點(diǎn)裝置11基于分配的多個(gè)信道逐個(gè)切換進(jìn)行使用。

基于以上各機(jī)制組成的預(yù)定規(guī)則進(jìn)行通信，使得工業(yè)網(wǎng)關(guān)13’與節(jié)點(diǎn)裝置10之間的通信更加的安全、穩(wěn)定、快速和可靠。

下面，基于上述具體結(jié)構(gòu)，對(duì)本實(shí)施例二中工業(yè)通信系統(tǒng)10’的情況信息上傳過(guò)程和指令信息下發(fā)過(guò)程這兩種通信過(guò)程進(jìn)行闡述。

圖8是本發(fā)明的實(shí)施例二中情況信息上傳過(guò)程的工作流程圖。

如圖8所示，本實(shí)施例二中，工業(yè)通信系統(tǒng)10’將智能設(shè)備30的運(yùn)行情況信息上傳給云處理終端20的工作流程如下所示：

步驟S1-1’：

信息采集控制器31將采集到的智能設(shè)備30的運(yùn)行情況信息發(fā)送給節(jié)點(diǎn)裝置11，然后進(jìn)入步驟S1-2’；

步驟S1-2’：

節(jié)點(diǎn)裝置11接收信息采集控制器31發(fā)送來(lái)的運(yùn)行情況信息，然后進(jìn)入步驟S1-3’；

步驟S1-3’：

節(jié)點(diǎn)裝置11將運(yùn)行情況信息以無(wú)線(xiàn)通信方式轉(zhuǎn)發(fā)給工業(yè)網(wǎng)關(guān)13’，然后進(jìn)入步驟S1-4’；

步驟S1-4’：

中心節(jié)點(diǎn)單元13a’接收節(jié)點(diǎn)裝置11發(fā)送來(lái)的運(yùn)行情況信息，然后進(jìn)入步驟S1-5’；

步驟S1-5’：

協(xié)議解析轉(zhuǎn)換單元13g’基于存儲(chǔ)的通信協(xié)議對(duì)接收到的運(yùn)行情況信息進(jìn)行解析和協(xié)議轉(zhuǎn)換處理，然后進(jìn)入步驟S1-6’；

步驟S1-6’：

無(wú)線(xiàn)通信單元13c’以無(wú)線(xiàn)通信方式將處理后的運(yùn)行情況信息發(fā)送給云處理終端20，然后進(jìn)入結(jié)束狀態(tài)。

至此，完成一次信息上傳過(guò)程。

圖9是本發(fā)明的實(shí)施例二中監(jiān)控指令信息下發(fā)過(guò)程的流程圖。

如圖9所示，本實(shí)施例二中，工業(yè)通信系統(tǒng)10’將云處理終端20發(fā)送來(lái)的監(jiān)控指令信息下發(fā)給智能設(shè)備的工作流程如下所示：

步驟S2-1’：

無(wú)線(xiàn)通信單元13c’以無(wú)線(xiàn)通信方式接收云處理終端20發(fā)送來(lái)的監(jiān)控指令信息，然后進(jìn)入步驟S2-2’；

步驟S2-2’：

協(xié)議解析轉(zhuǎn)換單元13g’基于存儲(chǔ)的通信協(xié)議對(duì)接收到的監(jiān)控指令信息進(jìn)行解析和協(xié)議轉(zhuǎn)換處理，然后進(jìn)入步驟S2-3’；

步驟S2-3’：

中心節(jié)點(diǎn)單元13a’將處理后的監(jiān)控指令信息以有線(xiàn)通信方式發(fā)送給相應(yīng)的一個(gè)或多個(gè)節(jié)點(diǎn)裝置11，然后進(jìn)入步驟S2-4’；

步驟S2-4’：

節(jié)點(diǎn)裝置11將監(jiān)控指令信息轉(zhuǎn)發(fā)給信息采集控制器31，然后進(jìn)入步驟S2-5’；

步驟S2-5’：

信息采集控制器31接收節(jié)點(diǎn)裝置11發(fā)送來(lái)的監(jiān)控指令信息，然后進(jìn)入步驟S2-6’；

步驟S2-6’：

信息采集控制器31根據(jù)接收到的監(jiān)控指令信息控制智能設(shè)備30進(jìn)行相應(yīng)的運(yùn)轉(zhuǎn)，然后進(jìn)入結(jié)束狀態(tài)。

至此，完成一次監(jiān)控指令信息下發(fā)過(guò)程。

實(shí)施例二的作用與效果

根據(jù)本實(shí)施例二所涉及的工業(yè)通信系統(tǒng)和工業(yè)網(wǎng)關(guān)，與實(shí)施例一中一樣，也僅設(shè)置一個(gè)工業(yè)網(wǎng)關(guān)就能夠?qū)崿F(xiàn)云處理終端設(shè)置與在現(xiàn)場(chǎng)的所有智能設(shè)備進(jìn)行通信，因而具有與實(shí)施例一同樣的作用與效果。

另外，由于在工業(yè)網(wǎng)關(guān)中，中心節(jié)點(diǎn)單元能夠以無(wú)線(xiàn)通訊的方式與四個(gè)節(jié)點(diǎn)裝置進(jìn)行信息的交互，因此，工業(yè)網(wǎng)關(guān)能夠直接與節(jié)點(diǎn)裝置通訊，而無(wú)需像實(shí)施例一中一樣再連接一個(gè)子網(wǎng)管理裝置，因而與實(shí)施例一相比，實(shí)施例二中的工業(yè)通信系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)更為簡(jiǎn)單，成本更低，管理和維護(hù)也更加方便。

上述兩個(gè)實(shí)施例僅為本發(fā)明的兩種實(shí)施方式，并不用來(lái)限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。

在上述兩種實(shí)施方式中，用戶(hù)端為PC機(jī)，而在本發(fā)明的工業(yè)通信系統(tǒng)中，用戶(hù)端還可以為移動(dòng)通信裝置，例如智能手機(jī)或平板電腦等。

另外，在上述兩種實(shí)施方式中，現(xiàn)場(chǎng)的智能設(shè)備和信息采集控制器的數(shù)量都是十個(gè)，本發(fā)明工業(yè)通信系統(tǒng)不局限于十個(gè)智能設(shè)備和信息采集控制器與云處理終端進(jìn)行通信的情況，可以適用于任意多個(gè)智能設(shè)備和信息采集控制器與云端進(jìn)行通信的情況。并且，當(dāng)智能設(shè)備和信息采集控制器數(shù)量越多，本發(fā)明的上述優(yōu)勢(shì)會(huì)越顯著。

另外，在上述兩種實(shí)施方式中，信息采集控制器都是被設(shè)置在智能設(shè)備外部，本發(fā)明中，信息采集控制器也可以是集成在智能設(shè)備內(nèi)部，作為智能設(shè)備的一部分。

另外，在上述兩種實(shí)施方式中，工業(yè)網(wǎng)關(guān)都是以有線(xiàn)方式與云處理終端相通信連接，本發(fā)明中，也工業(yè)網(wǎng)關(guān)也可以通過(guò)無(wú)線(xiàn)方式與云處理終端通信連接。

另外，在本發(fā)明工業(yè)通信系統(tǒng)中，節(jié)點(diǎn)裝置的數(shù)量不限于上述實(shí)施例所舉例的四個(gè)，可以根據(jù)實(shí)際應(yīng)用的每個(gè)節(jié)點(diǎn)裝置最多可以連接的信息采集控制器的數(shù)量，和需連接的信息采集控制器的數(shù)量來(lái)進(jìn)行調(diào)整。