一．概述

在中国制造2025及工业4.0信息物理融合系统CPS的支持下，离散制造业需要实现生产设备网络化、生产数据可视化、生产文档无纸化、生产过程透明化、生产现场无人化等先进技术应用，做到纵向、横向和端到端的集成，以实现优质、高效、低耗、清洁、灵活的生产，从而建立基于工业大数据和“物联网”的智能工厂。

工业物联网系统是实现智能工厂和智能制造的基础，可以分为以下三个层次：

1.数据采集层针对企业所有生产设备以及供辅设施，能源介质和环境监控等进行数据的采集、接入。

2.网络数据层是将用户应用层和数据采集层进行隔离，由前置通讯装置对数据集中管理并存储。

3.中心应用层将繁杂的各类数据，进行分析和汇总。

为能源管理人员提供直观的能源介质的数据显示和报表统计，以及各种设备能源的消耗分析，为工厂节能提供数据上的分析依据。

为生产管理人员提供各种详实的生产报表和生产数据，为生产的组织安排以及产品质量提供数据分析，解决产品生产的可追溯性问题。

为设备管理人员提供所有设备的运行数据和状况，以及各种设备的报警和故障，为设备管理人员对设备的检修维护更换提供数据依据。

二．基于QTouch产品的工业物联网解决方案

QTouch系列产品分为硬件和软件部分，硬件负责数据的采集传输，软件负责组态和数据的监控处理和分析。

1. 基于QTouch的工业物联网拓扑图如下：

如上拓扑图描述：在一个生产制造型的工厂中，生产型自动化设备往往会是工厂的核心部分，电、水、风、气等组成了工厂的能源介质，而空调制冷设备、压缩机、水处理等设备组成了工厂的辅助设施。整个的物联网系统中，对整个工厂的高压继电保护，低压供电计量，能源介质，供辅设施，环境检测，以及整个生产自动化设备进行网络互联，组成一个可以监控、分析、统计的有机整体，让工厂的生产过程中产生的数据具备可关联，可分析，可追溯，可统计，可优化的效果。

2. 工厂物联网各子系统简介

（1）高压继电保护子系统

一般的生产型企业中往往会配有10KV的高压供电系统，那么就会有高压柜的继电保护装置。继电保护主要是利用电力系统中元件发生短路或异常情况时的电气量(电流、电压、功率、频率等)的变化构成继电保护动作的原理，继电保护装置就是利用这些参数的变化，在反映、检测的基础上来判断电力系统故障的性质和范围，进而作出相应的反应和处理(如发出警告信号或令断路器跳闸等)。

（2）低压供电及能源介质计量子系统

一般工厂中能源介质包含水、电、风、气、油等，离散的分布在工厂的各个地方，可以通过QT系列通信管理机取数据，用QTouch软件做监控分析画面。

基于QTouch监控画面如下：

自由组合不同站点对能耗数据进行对比和类比分析，综合比较用户各用能耗，采用折线图和柱状图分类显示，对比效果一目了然。

（3）环境和能源供辅子系统

一般企业除了主要的生产设备之外，还有辅助设备和环境制冷加热设备，辅助设备一般包含水处理，气体压缩，空调送风系统和煤气处理系统。

（4）生产设备子系统

生产设备：

三．产品介绍

1. QTouch软件技术参数：

2.智能终端

3.QT240(N)/241(N)/242/243(N)/251系列通信管理机

四．小结

工业物联网是将具有感知、监控能力的各类采集或控制传感或控制器以及泛在技术、移动通信、智能分析等技术不断融入到工业生产过程各个环节，从而大幅提高制造效率，改善产品质量，降低产品成本和资源消耗，最终实现将传统工业提升到智能化的新阶段。从应用形式上，工业物联网的应用具有实时性、自动化、嵌入式(软件)、安全性、和信息互通互联性等特点。

工业物联网技术的研究是一个跨学科的工程，它涉及自动化、通信、计算机大数据，云计算以及管理科学等领域。

我们的技术优势集中在如下两点：

1. 完整的工业物联网解决方案，从数据采集-前端运算-数据传输-数据存储-数据分析处理这样的常规解决方案。

2. 有从数据采集-前端运算-数据传输-云端-数据处理的云平台解决方案。

如下所描述：

云平台架构图：

企业进行智慧工厂升级，核心问题便是，它能给企业带来怎样的变化(效益)，能节能降本多少。可以肯定的是，从传统制造到智能制造，绝不仅仅是简单的效率提升，包括生产效率、监管效率、仓储效率以及整个生产流程均有提升，它会在DNA层面改变一家企业。

目前，想要做好传统制造到智能制造的过渡，当务之急是将流程数字化，这是智慧工厂的必经步骤，现在我国大部分企业连数字化工厂都称不上，更不要谈智慧工厂了。

即使想完成企业数字化，对于我国大多数企业依旧是大难题。需要高层领导有足够大的魄力。首先企业需要明确自己做智慧工厂的目标，包括数字化愿景、对企业进行评估发现不足，最后做出详细规格化。然后进行：企业设计(规划)、具体执行、数字管控系统等等多个领域的融合，最终实现数据通源、虚实融合、绿能高效及智能制造。

然而，企业数字化中的产品配置，制造流程越复杂越多变，越需要人的参与；工人更多地是处理异常情况，调整设备。其中，数据采集一直是困扰着所有制造工厂的传统痛点，自动化设备品牌类型繁多，厂家和数据接口各异，只要还有其他人工参与环节，这些数据就不完整。

工业生产数据采集方式

工业生产设备数据采集有三种方式：分别是数据系统直接联网通信，通过工业网关进行采集和通过远程IO进行采集。

1、直接联网通信

直接联网是指借助数控系统自身的通信协议、通信网口，不添加任何硬件，直接与车间的局域网进行连接，与数据采集服务器进行通信，服务器上的软件进行数据的展示、统计、分析，一般可实现对机床开机、关机、运行、暂停、报警状态的采集，及报警信息的记录。

高端数控系统都自带有用于进行数据通信的以太网口，通过不同的数据传输协议，即可实现对数控机床运行状态的实时监测。发那科0i\31i\18i系列的数控系统在操作面板背面都配置有网口，通过发那科的FOCAS协议，就可以进行直接联网通信；西门子840D系统，PCU50版本以上的也可以通过OPC协议进行设备的直接联网通信。

2、工业网关采集

对于没有以太网通信接口，或不支持以太网通信的数控系统，可以借助工业以太网关的方式连接数控机床的PLC控制器，实现对设备数据的采集，实时获取设备的开机、关机、运行、暂停、报警状态。

工业通信网关可以在各种网络协议间做报文转换，即将车间内各种不同种类的PLC的通信协议转换成一种标准协议，通过该协议实现数据采集服务器对现场PLC设备信息的实时获取。

3、远程IO采集

对于不能直接进行以太网口通信，又没有PLC控制单元的设备，可以通过部署远程IO进行设备运行数据的采集，通过远程IO的方式可以实时采集到设备的开机、关机、运行、报警、暂停状态。

远程IO模块，是工业级远程采集与控制模块，可提供了无源节点的开关量输入采集，通过对设备电气系统的分析，确定需要的电气信号，连接入远程IO模块，由模块将电气系统的开关量、模拟量转化成网络数据，通过车间局域网传送给数据采集服务器。

编辑：Nistone乐石科技（乐渠 | 泛家居新零售解决方案供应商）

工业互联网是在传统互联网的基础上建立起来的。这种演化是工业技术发展的必然趋势。传统互联网将人与人通过计算机网络连接在一起，分享各种信息，传递各种需求，获得各种服务，这是人类社会、经济、科技发展的巨大进步。但是，这种连接的能力还是非常有限的。因为如果只有人而没有机器的参与，我们应用互联网的空间不是完整的。只有当全球70多亿人口和600亿台左右的机器都能够连接在一起的时候，互联网的价值才能得到最大程度的彰显，人类社会才能完全从体力和脑力劳动中彻底解放出来。我们今天已经步入了“复杂的工作要用最简单的方法来处理”的时代。这就是工业互联网技术发展的原动力，发展的趋势不可逆转。在传统互联网的基础上，影响这项技术发展速度的一个重要因素是机器侧的数据采集和云控制技术问题。事实上，这就是自动化技术与信息化技术深度融合的问题。这个问题处理好了，工业互联网的发展就会更顺利一些。机器的连接只是手段，能对机器的有效管控才是工业互联网发展的重要目的。

目前，数据采集技术主要受到两个方面的制约。一是部分机器没有数据接口，二是存在大量异构的通讯规范。与此同时，我们还要考虑到工业发展的惯性，不能完全采用新旧技术彻底更替的办法来解决这两方面的问题。所以，工业社会必须要有这样的技术，在没有数据接口的机器上能够增加数据接口（包括传感器），在异构通讯规范之间采用全兼容的数据采集技术。通用网关是提供这种全兼容技术的产品。在工业互联网技术体系中，通用网关属于边缘计算的一部分。这是与传统互联网明显不同的地方。每一种通讯协议都对应着通用网关中的一种通讯驱动。一项新的技术是把通讯数据包交给通用网关中边缘计算来处理，以便分解出有效的信息来。这将极大地降低通用网关的通讯处理开发成本，提高通用网关数据采集的灵活性。边缘计算的另一个用途当然是对采集来的数据进行必要的处理，以减轻云平台的计算压力。同时，多个边缘计算构成的雾计算，也是工业互联网的重要组成部分。雾计算的加入，可极大地提升工业互联网的分布计算能力。考虑到互联网通讯的不确定性，还需要在通用网关中增加断网续传的功能，以保持数据的完整性。除此之外，我们还需要关注数据的实时性和同步性问题。这些特性一般能够通过调整通讯的请求周期和标记数据的时间戳来确定。显而易见，通用网关是数据采集的重要设备，它在整个工业互联网中构成了一个庞大的通讯节点系统，对于整个工业互联网的运行有着非常重要的影响。为此，我们需要一种有效的网络工具，用于管理这样的通讯节点系统，对它们的运行状态，采集数据更新，采集周期等状态进行监控，同时也能对相应的软件维护、节点参数、接口配置等进行动态的调整。

云控制是工业互联网很重要的一项功能。但是，目前工业互联网的关注点主要集中在数据的处理和信息的管理方面。事实上，由于工业互联网中云平台能够综合更多的数据，因此它不仅可以对企业的管理过程提供重要的决策，而且可以对机器的控制过程提供更优的指令。云机器人和能源互联网都属于云控制的典型的应用。人工智能的技术需要强大的计算资源的支持，而这只有在云计算环境中才能得到满足。只有当强大的云控制功能和强大的数据采集功能结合在一起的时候，工业互联网才能具有真正强大的支配机器的能力。一般情况下，工业互联网的云平台是按照PaaS架构进行设计的。云控制可利用这方面的计算资源，进行智能控制、资源调度、优化决策，以及多个生产过程的协同作业等方面的计算处理，从而为机器的先进控制提供最优的设定值。云控制需要解决的关键技术问题是：互联网通讯的不确定性造成的数据通讯延迟补偿，如何让复杂算法的编辑、编译和基于工业互联网的动态调试过程变得更加简单和直观。工业APP提供的可视化能力，也为云控制技术的工程应用提供了有力支撑。另外，云控制需要边缘计算的协同。边缘计算一方面为云控制提供数据通讯的通道，一方面也为云控制过程提供安全保障。随着工业互联网技术的快速发展，云控制将逐步成为工业领域中最重要的一种生产技术。

工业互联网是生产企业控制与管理深度融合的重要技术设施。数据采集和控制是工业互联网连接机器社会的重要手段。数据采集和云控制技术的研究与应用，将有效消除人们对工业互联网发展的质疑，并产生积极的促进作用。

(一) 工业数据采集产业综述

1. 市场规模潜力巨大：

中国作为世界第一制造大国，随着工业互联网市场的不断发展和完善，企业对工业数据采集的实时性、可靠性和专业解决方案需求日益增强，中国工业数据采集市场呈现巨大潜力，相关软硬件和服务提供商迎来了良好的发展机遇。

2. 市场各方积极参与

从消化政策、推出工业数据采集解决方案，到发布工业互联网平台，各市场参与方努力寻求业务转型，外资企业和本土企业均在积极部署工业数据采集产品体系和解决方案，谋划市11场布局。

3. 技术产品和解决方案持续推进与完善

当前，工业数据采集技术产品和解决方案仍处于发展阶段，但已有部分厂商推出了一些多样化的解决方案，比如通过构建兼容转换协议的技术产品体系，实现工业数据互联互通；或是通过部署边缘计算模块，实现数据在机器设备端的轻量级运算和实时分析。

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(二) 工业数据采集产业规模和预测

整体市场情况2017 年，中国工业数据采集产业市场规模达到 570 亿元，同比增长 16.3%。预计未来 2-3 年，中国工业数据采集市场将保持稳定增长趋势。

图：2015-2020 年中国工业数据采集市场规模

2. 细分产品市场情况

图：2017 年中国工业数据采集细分产品市场规模

备注 1：传感器包括光电传感器、接近传感器、视觉传感器、位移传感器、速度传感器、加速度传感器等。读码设备包括条码设备、射频识别等。工业通讯模块包含工业串口卡、总线卡、串口服务器、工业电源、以太网模块等。

3. 细分行业市场情况

图：2017 年中国工业数据采集细分行业市场规模

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(三) 工业数据采集存在的主要问题

当前工业数据采集面临的突出问题可以总结为“三不”：不敢传（数据安全问题）、不能传（协议标准不统一）、不需传（本地化和实时性问题），无法支撑实时数据采集和实时分析、智能优化和科学决策。

(1) 工业数据采集存在数据安全隐患

工业数据采集会涉及到大量重要工业数据和用户隐私信息，在传输和存储时都会存在一定的数据安全隐患，也存在黑客窃取数据、攻击企业生产系统的风险。急需从技术、管理和法律法规等多方面保障数据安全。

(2) 工业协议标准不统一且数据开放性不够

目前在工业数据采集领域，存在 Profibus、Modbus、CAN、LonWorks、HART、Profinet、EthernetIP 等多种工业协议标准，各个自动化设备生产及集成商还会自己开发各种私有的工业协议，各种协议标准不统一、互不兼容；同时很多设备和系统的数据开放性不够，缺乏数据开放接口及文档说明。导致协议适配、协议解析和数据互联互通困难。

(3) 工业数据采集实时性要求难以保证

生产线的高速运转，精密生产和运动控制等场景则对数据采集的实时性要求不断提高，传统数据采集技术对于高精度、低时延的工业场景难以保证重要的信息实时采集和上传，无法满足生产过程的实时监控需求。

(四) 我国工业数据采集产业格局

当前，工业数据采集发展越来越快，工业互联网的跑道越来越宽，工业自动化企业、网络通信企业、信息技术企业身影已纷纷出现。就当前情况而言，工业自动化企业具备先天竞争优势，起步和前期推广相对容易，可以在原有系统客户上深度耕耘。信息技术企业和网络通信企业在技术架构的高度上更有比较优势，战略构想和规划能力更为突出。

目前，工业数据采集产业供应侧主要有以下三类企业：

一是工业自动化企业，从自身核心产品能力出发，主要为工业数据采集提供接入设备，作为工业数据采集的源头，例如15西门子、研华、霍尼韦尔、安控等；

二是工业网络服务企业，主要为工业数据采集提供工业网络协议转换、传输、安全等配套设备和服务，部分企业从原有优势领域正在积极向制造业领域延伸发展，例如中国电信、中兴通讯、华为等；

三是工业数据采集解决方案企业，主要提供工业数据采集解决方案、系统开发、项目实施、系统集成等服务，例如北自所、和利时、明匠智能等。

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1.1 概述

SmartDAQ智能数据采集器是专门针对SCADA分层分布系统应用推出的前置智能数据采集服务器，内置自主研发的QTOUCH2.2组态软件，它是一台完整的嵌入式计算机平台，其内置软件具有众多PLC/IO/仪表的通讯支持，具有实时数据库，具有sqlite3历史数据库，具有开放的modbusTCP上传接口。其具有工程管理的特点，通过PC进行远程组态下载，具有远程监控，远程维护，远程调试的能力。它能够像PC机一样将本地数据远传到数据服务器中，也可以分担远程数据库服务器的压力，将数据本地存储，具有远程查询，断点续传的特点，确保系统的数据完整性。其内置c语言编译接口，用户可以自行开发专用于自己系统特点的应用，更提供高级c++语言的SDK环境，用户组建自己特色的运行系统。

1.2 应用领域

SmartDAQ智能数据采集器专门为工业设计，广泛应用于钢铁冶金行业能源计量、工程机械车联网、水文水利数据无人值守自动站、电力LCU现地单元串口联网服务器等，其采用ARM9-based RISC高效能处理器，使用了精简内核LINUX嵌入式操作系统，真正实现了工业现场的“3C”（现场控制，现场计算，现场通讯）的要求。它既可以单独使用直接通过自带以太网口向上传输数据，也可以通过无线DTU通信设备接口即时发送数据，还可以建筑能耗采集，能源工作站等使用形成现地控制单元分层分布应用。

运用于物联网

运用于电力监控

运用于太阳能光伏系统

2.1 产品型号

2.2 安装环境

2.3 外形和开孔尺寸

SmartDAQ外形和开孔尺寸：以QT240为例，W180mm*H130mm*D38mm，具体外请参照产品规格。

2.4 电源要求

2.5 接地要求

产品的金属外壳必须接地 直流电源的工作地在产品内部没有连接到实际的大地。为了避免由于虚的点接地造成将外将外部噪声引入系统，最好不要将直流电源的工作地和外壳一起接到大地，但如果必须将电源的接地到星形接地点，则必须保证接地导体长度尽量短、横截面积尽量大。导体必须能够承受至少10A的短路电流。接地的导体必须直接连接到星形接地点。这可以保证接地导体不会承受其他支路的电流。

2.6 CE要求

为保证QT241N系列产品符合EMC的规范 ，减小电气噪声的干扰，在产品的电源接线端子的外壳接地端子上必须接一条独立的#14 AWG规格的接地电缆。这条接地电缆必须按照安装说明直接连接到系统的星形接地点。

2.7 安全指导

这个部分介绍了推荐的安 装惯例和步骤 。虽然没有任何两个应用的 情况是相同 的，但请在安 装时仔细考虑 以下的建议。

ICS 3-304.81 安全性建议：

必须仔细考虑紧急停止功能的作用，它必须独立于可编程控制器之外。

在操作人员直接接触机械部分的位置，例如装载和卸载机械工具的位置，或者机械自动运转的地方，必须仔细考虑现场手动装置或其他备用手段的功能，它需要独立于可编程控制器之外，可以启动或者中断系统的自动运行。

如果需要在系统运转的情况下修改程序，必须考虑采用锁或者其它措施来保证只有得到授权的人才能进行必要的修改。

*这些建议是防止危险设备故障和由这些故障 产生的影响，或者在线 修改程序时可能产生疏忽而造成安全威胁时必要的安全防护措施。

ICS 3-304.81安全性建议是在国际电气制造业协会（NEMA）的许可下从NEMA ICS 3-304标准中复制而来的。

2.8 接口介绍

2.8.1 RS485串口

SmartDAQ系列产品串口分为DB9电器接口和插针是接口，一般DB9接口引脚1为RS465 A+,引脚9为RS485 B-。插针式接口D+ 为RS465 A+, D-为RS485 B-。

2.8.2网口

SmartDAQ系列产品的网口采用的是Ethernet 10M/100M自适应网口，满足数据的快速交换和吞吐，该端口可以用于组态工程的上/下载，系统参数的设置和组态的在线模拟；可以通过以太网连接多个QT241N构成多QT241N联机；可以通过以太网与PLC等通讯； 可以通过以太网口与PC机通讯。

2.8.3 USB接口

SmartDAQ系列产品采用标准的通用的USB2.0接口，该接口用于与U盘、USB鼠标、USB键盘及USB打印机等设备连接，即插即用。

2.8.4 SD卡接口

SmartDAQ系列产品支持SDCARD卡的扩展，给硬件提供了升级的空间。

2.8.5 无线网卡接口

SmartDAQ系列产品中QT241N支持无线网卡接口。支持电信，联通3G、4G无线上网。提供数据无线传输。

2.8.6 其他接口

SmartDAQ系列产品可以扩展其他的接口，如何需要CAN通信可以扩展CAN接口。

3.1 使用方法一 数据透明传输

1）打开Qtouch软件工程管理器如下图：

2）新建串口设备，选择数据透传来配置串口，如图：

配置串口信息（串口号，波特率，数据位等信息）

3）将配置好的工程下载到串口服务器

4）PC 连接SmartDAQ的数据

SmartDAQ智能数据采集器将配置好COM1的数据（已COM1示例）映射到网络地址为IP：192.168.1.10（设备默认IP）PORT 5002端口处，PC 上位机可以通过网络实时接收到数据。

3.2 使用方法二 内置实时数据库

此方法需要建立串口工程，配数据采集点，将不同设备数据采集到QT241N智能数据采集器的实时数据库中，上位机可以通过ModbusTCP协议来连接数据库，此方法的特点是：1数据稳定；2数据上传快；数据断点保持安全可靠；可以和不同的组态软件数据通信。

下面以Modbus协议来介绍：

1）打开QTouch软件工程管理器如下图：

2）新建串口设备，选择ModbusRTU来配置串口，如图：

3）设备数据配点

在modbus设备中：

设备名：是新建串口时的设备名称

设备地址：是通信设备的modbus的地址（一般1-247,0地址是广播地址，248-255 是保留地址）

寄存器区：modbus的数据分区，分别为DO线圈，DI离散输入寄存器，AO保持寄存器，AI输入寄存器

寄存器地址：数据的地址

数据类型：多种数据类型（char ，unsigned char，short，word等数据类型 ）

读写类型：只读，只写，读写

最大值，最小值：数据的最大值和最小值得限制

初值：数据初始值 （目标值=采样值+初始值 例如初始10采样值10 则目标值是10 =10+10）

变比：数据的变比（目标值=变比乘以采样值 例如 变比是2，采样值是10则目标值是20=2*10）

配好的数据如下图：

4)将配好的工程下载到SmartDAQ智能数据采集器。

5)PC端上位机连接SmartDAQ智能数据采集器的实时数据，这时需要建上位机组态工程，如图：

6）新建网络设备

7）网络配置如下图：

8）数据配点（和SmartDAQ只能采集器数据数据建立一一映射），如图：

注意：SmartDAQ智能设备采集器实时数据库的设备地址是固定地址：200

SmartDAQ智能设备采集器实时数据库的寄存器区是：AO保持寄存器

SmartDAQ智能设备采集器实时数据库的寄存器地址是：以0开始，以2递增的

SmartDAQ智能设备采集器实时数据库的数据类型：Float单精度数据

至此SmartDAQ智能设备采集器与上位机工程的数据点一一映射完毕。

3.3 工程的下载和上载

1）工程下载到QT241N智能设备采集器，如图：

注意：第一次下载时需要勾选跟新主程序，以后可以直接下载工程。

SmartDAQ智能采集器的默认IP是：192.168.1.10 （ping 命令可以测试网络连接状态）

如果想将SmartDAQ智能采集器的IP修改为其他的IP，可以通过软件的运行菜单来修改IP如图：

2）SmartDAQ智能设备采集器的工程上载到PC，如图：

3.4 SmartDAQ设备IP和网关的修改

SmartDAQ设备IP和网关的修改可以再实时数据库中修改，打开QT241N工程，双击“实时数据库”，点击“连接”，连接SmartDAQ，点击修改ip图标，修改ip地址后点击“修改”，如图：

工业大数据一般如何进行处理呢？我画了一个相对通用的架构图来解释一下：

工业大数据在业务逻辑大的分层上和互联网大数据类似，一般都分为三部分，数据采集层、数据处理层和数据展现层，当然，具体到一个实际案例中，或者说根据不同的应用场景，可以划分为更多的层次，比如数据处理可以分为元数据管理层、数据交互层、数据分析层等等，如果你有兴趣，可以把大数据划分为N层。在分层的同时，还有许多同等重要的事情，例如安全保障、运维服务、测试规范等等，要都说清楚，基本也就搞不清楚工业大数据是怎么回事了。所以我们今天只讨论通用的、简化的、适用于一般场景的架构，而且仅仅是业务和逻辑层面的，技术层面的我们后面再详细说明。

工业大数据系统非常重要的，也是基础的层次是数据采集。没有数据采集，所有的强大的、华丽的、技术非常NB的各种东东只能躲在黑暗里哭泣，英雄无用武之地。在这一层，也是工业大数据与互联网大数据差异非常大的一层，互联网大树的数据采集主要靠用户的各种操作，例如网页浏览、系统登录、信息的互动、鼠标的点击等，而工业大数据的数据来源更加多种多样，最基本的是用于采集各类工业信号的传感器，通过传感器的采集，可以获得机器设备的运行状态、环境的指标、操作人的操作行为等各类信息。除通过传感器采集的信息，还包括现场的视频信息，各类图像设备拍摄的图片（例如，巡检人员用手持设备拍摄的设备、环境信息图片），语音及声音信息（例如，操作人员的通话、设备运转的音量等），遥感遥测信息等等，这些信息都是通过各类设备传输的。除此之外，还有操作人员手工录入的各类信息，采集软件抓取的企业内网的信息、互联网上与企业相关的信息等等。这些信息共同构成了数据采集的来源。

数据采集领域也是自动化和信息化交叉最多的领域，其实也是一般IT从业人员比较头疼的领域，跨学科嘛，哈！

数据采集结束后，就进入了数据处理阶段，这一阶段，软件人员就可以大显身手了，大部分技术都和互联网大数据技术差不太多。通常，我们会对采集到的数据先进行一定程度的处理，各类工业协议需要解析、视频流需要解码、语音需要识别等等，识别处理好后再对数据进行规范、清洗，洗刷刷完成后，干净数据才好用。需要立即处理的数据，例如报警、监测等，直接送到实时处理系统中进行处理，不着急的非急诊数据请进入仓库，按照类型存起来先。然后慢慢分析加工。存储可能会用到多种数据库，包括工业实时数据库、关系型数据库、地理数据库、分布式数据库、非关系型数据库、内存数据库等，这些数据库的整合、管理、链接又是工业大数据的一个难题，这个我们放到后面详细谈。今天先聊宏观。

洗干净、切成块、冷冻好的红烧肉，啊，不是，存储好的工业数据如此之海量，怎么推送给用户就成为数据可视化层要干的事情了。数据可视化最近也比较火，原先做报表的，现在都号称大数据可视化公司了，其实，单纯的大数据可视化是没有意义的，没有对工业业务的深入理解，很难做出让客户的满意的可视化结果。可视化包括许多方式，如报表、二维地图、三维地图、三维模型、短信、手机APP、微信、大屏等等，总之，通过一切手段让用户看到自己想看的数据即可。

基于通用业务架构，都涉及到哪些技术环节，需要了解哪些技术呢，咱们下一部分再来谈这个问题。

数据传输（通讯网络）

数据传输类型分为有线传输、无线传输两种，有效的将数据传输到服务器的媒介。无线传输是以GPRS模块为主的专网和公网专线通讯，适用于现场复杂，距离较过，不宜布线和布线难度较大的环境。

工业基础数据管理平台的高度中心

工业基础数据管理平台包含数据存储系统、数据管理分析软件系统、调度台、大屏幕系统、视频监控系统、程控电话、机房及其配置等。

数据采集箱

根据用户提供测量点的位置分布确定采集箱站点的数量，按照采集点相对集中的原则，在全厂布置数据采集箱。

工业物联网网络配置图

数据管理软件功能介绍

为更好的做好工业基础数据管理平台，对项目中技术要求较高的数据查询分析系统软件部分，依托天津大学优秀的软件开发团队，在天津大学已开发的三维软件及电力管理软件的基础上，通过提出的要求，开发升级为配套的工业基础数据管理平台实用软件。该软件可以以厂区分布，行业工艺流程为基点，分析设置界面。软件具有灵活的柔性设置优势，用户可根据自身特点，建立形象的图片向导，建立自定义报表，建立数据需求，可直观体现能源使用分布情况及能源利用状况。使更多企业应用工业基础数据管理平台，达到节能降耗，提高能源使用效率，降低成本，同时掌控生产过程数据，实现产品质量的保证和稳定，并具有可追溯性，为中国智能工厂的建设做好基础工作。

预警显示

能源管理系统中预警显示，根据用户的需求对生产单位中重点的设备，重点的耗能介质进行预设置最大消耗量，如果超出该最大量，系统会自动弹出报警提示，并且有声音的提示，如果用户未处理该报警提示，则报警提示实时显示。

数据显示

按照设备查询、介质查询、单位查询或时间查询出厂区内所有数据点的表累计流量、瞬时流量等数值。

报表分析

按照客户需求生成能源报表，包括日报表、月报表、年报表、班报表等。报表内容为需求点信息，将生成的数据结果导出Excel。

图形分析

将数据通过图表，折线等图形形式显示，直观显示设备的能耗情况，还可以将现场不同设备按照任意时间和类型的历史数据进行图形显示。数据通过饼状图、柱状图、折线图、列表等可视化形式展示出来。

站点分布

能源管理系统可根据用户的需求对生产单位中各个站点进行检测，当有的站点发出报警信息时，报警站点的文字将会变成红色，便于即时进行处理。

耗能分析

根据用户实际用量，显示总的介质能耗，分析能耗弱项。

行业应用

电力需求侧管理平台

经济发展带来巨大的能源消耗，随着全球能源供应的日趋紧张，各种能源费用都呈上升趋势。近些年以电力为首的能源紧缺问题日益突出，如何科学、准确的提高电力能源的高度工作，确保电力能源供应质与量，同时减少电力能源供给问题对社会经济发展工作带来的压制早已成为了目前国内电力企业所要面临的一个重要问题。传统的手工抄表，费时、费力、准确性和及时性得不到可靠的保障，这就电力行业的企业管理不能获得足够详细和准确的原则数据。随着无线通信数字网络的发展，电力抄表能耗分析系统已成为发展的必然趋势。

电力抄表能耗分析系统采用B/S结构，支持智能手机等智能终端访问，能显示现场计量数据，所有数据在系统中可按时间进行数据历史查询，系统有能耗功能，可以按日、按周、按月查询各个单位中电量的能耗信息以及计算能耗消费价格，并可进行实际的调度，这样方便以后的各部门单位按计划进行实施，根据现实数据可发展并找出因人为因素所导致的能源消费，预测在采取了节能措施后，可能达到的预测效果。

冶金行业

冶金行业工艺流程

根据用户工艺流程，可设置多个工艺流程图，可分级设置工艺流程界面。软件具有灵活的柔性设置优势，用户可根据自身特点，建立形象图片向导，建立数据需求。

热力供热行业

随着国民经济的不断发展，人们对供暖质量的需求也在逐步提高。在传统供热模式下，为满足供热需求，换热站内设备运行参数多为人工调节，随着室外温度计热负荷的不断改变，不断的人工调节二次供水湿度以保证用户室内能够维持恒定的湿度，在大规模的应用与实验过程中，热风管控系统逐步走向了自动化的发展道路，且热网自动化控制的精细程度也在与日提升。

热力站智能热网管控系统针对每个热力站的运行情况进行远程数据记录、检测及控制调度。通过将每个热力站内控制箱接入本系统可对其实时数据，如供水温度、回水温度、多个阀门及水泵的状态等进行远程控制调节，使热力工作人员无需到每个热力站进行手动调节，达到方便快捷、提高效率、降低能源消耗的目的。

热电蒸汽管网管理平台

随着科学技术的日新月异，尤其是计算机、通讯技术的迅速发展，自动控制水平也得到了快速的发展和广泛的应用，需求用户对供热质量的要求不断提高和能源紧张的今天，提高供热质量同时节约能源势在必行。供热（蒸汽）管理能源管理系统将实时、全面了角供热系统的运行工况，监视不利于况点的运行，保证区域供热系统安全合理地运行，并可根据运行数据进行供热品质及舒适度，延长了设备的使用寿命。

供热（蒸汽）管理能源管理系统采用B/S结构，支持智能手机等智能终端访问，能显示能源介质当前采集数据，例如：瞬时流量、累积流量、温度、压力、电量等。所有数据可通过饼状图、柱状图、曲线图等可视化形式展示。系统具有超量报警功能，报警具有声音输出。所有数据存储到数据库内，支持导入和导出功能，具有数据筛选等辅助功能，数据的各项统计功能。具有数据曲线对比功能，支持报表输出，报表打印等功能。

这是鑫科推荐的第17个能源管理系统品牌