工業(yè)數(shù)據(jù)采集（CariIOT）系統(tǒng)
一、概述 工業(yè)數(shù)據(jù)采集（CariIOT）系統(tǒng)是常州備能電子科技有限公司針對煤炭行業(yè)各類安全監(jiān)測監(jiān)控子系統(tǒng)、安全生產(chǎn)管理系統(tǒng)、經(jīng)營管理系統(tǒng)中各類多種來源和多種協(xié)議的時序
一、概述
工業(yè)數(shù)據(jù)采集（CariIOT）系統(tǒng)是常州備能自動化股份有限公司針對煤炭行業(yè)各類安全監(jiān)測監(jiān)控子系統(tǒng)、安全生產(chǎn)管理系統(tǒng)、經(jīng)營管理系統(tǒng)中各類多種來源和多種協(xié)議的時序數(shù)據(jù)、結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)以及非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)所自主研發(fā)的數(shù)據(jù)采集、治理與發(fā)布的系統(tǒng)。
工業(yè)數(shù)據(jù)采集（CariIOT）系統(tǒng)采用冗余架構(gòu)設計思路，從各類現(xiàn)場子系統(tǒng)、PLC、總線等設備中，實時讀取并解析數(shù)據(jù)，通過對數(shù)據(jù)的清洗及對象化建模，最終存儲至礦山智能化綜合管控平臺，支持多個消息主題的并發(fā)數(shù)據(jù)處理，支持億級設備安全穩(wěn)定連接、10萬TPS高并發(fā)可靠通信，服務可用性99.95%。
工業(yè)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)架構(gòu)圖
二、功能特性
多種數(shù)據(jù)接入?yún)f(xié)議：包括MQTT(S)、CoAP、CAN、OPCDA、LwM2M、物聯(lián)感知協(xié)議、備查協(xié)議、文本、RTSP、OPC-UA、Modbus、IEC104/61850等，可滿足對煤炭行業(yè)特有的安全監(jiān)控、人員定位、輔助運輸、電力監(jiān)控、各類工業(yè)控制、自有協(xié)議、作業(yè)機器人等數(shù)據(jù)的采集、清洗、建模與發(fā)布。
支持多種接入方式：集成IoT Device SDK接入、使用預集成模組接入、使用平臺API接入等。
多樣的采集驅(qū)動：支持羅克韋爾、西門子、歐姆龍、日立、三菱、臺達等PLC，Modbus TCP等協(xié)議；
數(shù)據(jù)安全接入：
①一機一密：每個設備具備唯一的預共享密鑰鑒權(quán)參數(shù)，每個設備具備唯一的deviceid與Secret鑒權(quán)參數(shù)，設備接入需要校驗。
②CA證書認證：支持CA證書認證，接入安全等級高。設備校驗平臺的證書，如果設備注冊時選擇了X509方式接入，平臺校驗設備證書。
③安全傳輸：基于TLS、DTLS、DTLS+加密協(xié)議，提供安全的傳輸通道，滿足GDPR數(shù)據(jù)隱私保護要求。
④其他自定義加密傳輸技術，包括RestFul、MQTT、FTP等多種文件傳輸加密技術；
簡單方便的數(shù)據(jù)終端、工程管理：能夠單個或批量啟動、停止數(shù)據(jù)終端的采集，監(jiān)視數(shù)據(jù)終端變量的值、質(zhì)量戳和時間戳。
遠程運維能力：提供完整詳細的各子系統(tǒng)、設備數(shù)據(jù)采集日志信息，平臺可采集該日志信息進行分析，以支持礦井智能化綜合管控業(yè)務的初步故障診斷與運維管理。
設備影子管理功能，設備影子是一個JSON文件，用于存儲設備的在線狀態(tài)、設備最近一次上報的設備屬性值、應用服務器期望下發(fā)的配置。每個設備有且只有設備影子，設備獲取和設置設備影子以此來同步設備屬性值，并根據(jù)具體要求，實現(xiàn)設備與平臺配置文件的下發(fā)與上傳，保證影子與設備配置的同步。
支持托拉拽開發(fā)界面，通過托拉拽實現(xiàn)JavaScript插件自動生成。
支持云邊兩級架構(gòu)，邊緣側(cè)支持以下能力：
1.支持SSH遠程登錄邊緣節(jié)點執(zhí)行運維，邊緣節(jié)點單向連接平臺側(cè)，不暴露邊緣節(jié)點IP，保證安全運維通道。
2.支持邊云文件同步能力，平臺側(cè)界面操作文件上傳下載，到邊緣節(jié)點指定目錄。
3.支持邊緣數(shù)據(jù)采集，采集點位在邊緣節(jié)點上可進行線性計算、清洗過濾、點位映射，支持點位匹配模型后進行上報或反寫。
4.支持在平臺側(cè)管理業(yè)務應用、協(xié)議驅(qū)動的生命周期，分發(fā)到指定邊緣節(jié)點執(zhí)行熱部署升級。
5.支持邊緣節(jié)點內(nèi)不同應用之間的數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)。
三、產(chǎn)品功能
1. 采集配置與管理功能：實現(xiàn)所接入子系統(tǒng)、設備及變量維護，采集啟停管理功能；
2. 數(shù)據(jù)采集功能：實現(xiàn)對行業(yè)通用協(xié)議MQTT(S)、CoAP、CAN、OPCDA、LwM2M、物聯(lián)感知協(xié)議、備查協(xié)議、文本、RTSP、OPC-UA、Modbus、IEC104/61850等設備和系統(tǒng)進行采集和讀寫的功能。支持圖形化托拉拽開發(fā)界面；支持云邊兩級架構(gòu)；支持完整Topic用戶自定義，進行雙向消息通信；支持應用服務器通過HTTPS、AMQP、OPCUA等訂閱設備上報數(shù)據(jù)；支持流轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)內(nèi)容，觸發(fā)條件，流轉(zhuǎn)方式，數(shù)據(jù)目的地等流轉(zhuǎn)規(guī)則配置，并支持標準T-SQL的數(shù)據(jù)查詢、發(fā)布及訂閱功能。
3. 多樣數(shù)據(jù)采集功能：支持對煤礦各類自定義數(shù)據(jù)傳輸規(guī)范進行數(shù)據(jù)集成，如安全監(jiān)測、人員定位、輔助運輸?shù)纫訫QTT、文本等方式，從指定存儲路徑下的文件中獲取數(shù)據(jù)，支持TXT、XML、JSON等多種文件格式。系統(tǒng)需要根據(jù)文件生成方提供的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和生成規(guī)則，采取定時訪問的方式，獲取并解析數(shù)據(jù)；同時支持數(shù)據(jù)庫模式的安全生產(chǎn)管理業(yè)務數(shù)據(jù)，諸如銷售管理、雙預控、企業(yè)經(jīng)營管理等方式，從關系型數(shù)據(jù)庫中獲取數(shù)據(jù)，支持MySQL、PostgreSQL、Oracle和SQLServer等主流關系型數(shù)據(jù)庫，根據(jù)數(shù)據(jù)庫管理方提供的訪問權(quán)限和數(shù)據(jù)字典，采取定時查詢的方式，增量或全量導出數(shù)據(jù)。
4. 數(shù)據(jù)清洗與對象化建模功能：支持邊緣數(shù)據(jù)采集，同步在邊緣節(jié)點上實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集、線性計算、清洗過濾、點位映射等功能，支持點位匹配模型后進行上報或反寫。支持在平臺側(cè)管理業(yè)務應用、協(xié)議驅(qū)動的生命周期，分發(fā)到指定邊緣節(jié)點執(zhí)行熱部署升級。支持在邊緣側(cè)的對象化建模及數(shù)據(jù)屬性賦值，支持對象化的數(shù)據(jù)集成與應用范圍。支持邊緣節(jié)點內(nèi)不同應用之間的數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)等；
5. 數(shù)據(jù)清洗與對象化建模功能：區(qū)分設備監(jiān)測類數(shù)據(jù)和一般業(yè)務數(shù)據(jù)，并分別進行數(shù)據(jù)的解析。針對設備監(jiān)測類數(shù)據(jù)，在數(shù)據(jù)解析時，建立并存儲監(jiān)測點位之間的組織關系以及監(jiān)測點位與設備系統(tǒng)之間的邏輯層級，支持對設備對象及數(shù)據(jù)對象的屬性化建模管理功能，即構(gòu)建物模型。
6.數(shù)據(jù)采集過程的動態(tài)監(jiān)視功能：系統(tǒng)具備以瀏覽器頁面的形式，對規(guī)則鏈、數(shù)據(jù)源和物模型的數(shù)據(jù)查詢及管理可視化界面；
7.遠程授權(quán)管理功能：針對不同數(shù)據(jù)域的采集，CariIOT基于統(tǒng)一的智能礦山綜合管控平臺，實現(xiàn)中心授權(quán)管理的模式，對各數(shù)據(jù)終端采集實例數(shù)授權(quán)管理，實現(xiàn)不同數(shù)據(jù)采集的分權(quán)、分域管理；
8.故障診斷與運維管理：支持遠程部署與運維，實現(xiàn)子系統(tǒng)采集配置的修改，遠程更新操作；可提供完整詳細的采集運行日志管理，并提供簡單易用的初步故障診斷、安全易用的用戶系統(tǒng)支持；支持SSH遠程登錄邊緣節(jié)點執(zhí)行運維，邊緣節(jié)點單向連接平臺側(cè)，保證安全運維通道。同時支持邊云文件同步能力，平臺側(cè)界面操作文件上傳與下載，到邊緣節(jié)點指定目錄。
9.數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)功能：支持包括基于物聯(lián)感知協(xié)議、MQTT、OPC UA、WebAPI等多種方式的數(shù)據(jù)發(fā)布功能，同時支持根據(jù)第三方數(shù)據(jù)交互規(guī)范進行訂閱式數(shù)據(jù)發(fā)布功能 。
10.該IOT所依托的“采礦行業(yè)智慧礦山工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺”獲得江蘇省2021年度省重點工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺。