本發明公開了一種工業協議動態自適應適配系統的設計方法，系統包括協議適配服務器和邊緣工業網關兩個基本單元，邊緣工業網關位于工業生產現場，直接與工業設備連接，協議適配服務器通過互聯網的TCP/IP協議與邊緣工業網關實現遠程連接，邊緣工業網關的軟件系統采用中間件架構，由基礎操作系統、中間件平臺環境和中間件功能模塊三部分組成。本發明采用邊緣工業網關和協議適配服務器相結合的系統架構，通過協議適配服務器上的基于XML的協議模版數據庫，協助邊緣工業網關實現工業接口協議的自動識別和自適應適配，自動生成設備通信并動態運行，不需要網關軟件重新編譯或網關的重啟操作，實現了多種工業協議動態自適應適配。

技術領域

本發明涉及工業互聯網技術領域，特別涉及一種工業協議動態自適應適配系統的設計方法。

背景技術

目前在工業互聯網領域，存在設備和系統中存在多種多樣的工業接口協議，例如常見的有RS232、RS485、Modbus、Profibus、MTConnect、Ethernet/IP、Profinet等等，而且還存在自動化設備生產或集成商自行開發私有工業協議的情況。這就造成工業協議標準不統一、互不兼容，數據和設備控制難以互聯互通和存在數據孤島等問題。

發明內容

本發明的目的在于提供一種工業協議動態自適應適配系統的設計方法，采用邊緣工業網關和協議適配服務器相結合的系統架構，通過協議適配服務器上的基于XML的協議模版數據庫，協助邊緣工業網關實現工業接口協議的自動識別和自適應適配。并且基于中間件技術在邊緣工業網關上支持協議模版的解析，自動生成設備通信并動態運行，不需要網關軟件重新編譯或網關的重啟操作，實現了多種工業協議動態自適應適配，以解決上述背景技術中提出的問題。

為實現上述目的，本發明提供如下技術方案：

一種工業協議動態自適應適配系統的設計方法，系統包括協議適配服務器和邊緣工業網關兩個基本單元，邊緣工業網關位于工業生產現場，直接與工業設備連接，協議適配服務器通過互聯網的TCP/IP協議與邊緣工業網關實現遠程連接，所述邊緣工業網關的軟件系統采用中間件架構，由基礎操作系統、中間件平臺環境和中間件功能模塊三部分組成，協議適配服務器建立一個面向不同工業設備生產廠商的不同工業接口協議的基于XML語言描述的工業協議模版數據庫。

進一步地，所述邊緣工業網關的結構由協議探測和通信接口、協議模版管理模塊、協議模版解析模塊和動態運行管理模塊組成，其中，

協議探測和通信接口：在工業協議解析失敗的情況下需要啟動本模塊，如果網關不能與工業設備正常通信，網關則將從工業設備接收到的所有信息發送給協議適配服務器，由協議適配服務器進行協議識別，并接收協議適配服務器發送過來的協議模版；

協議模版管理模塊：負責邊緣工業網關上的協議模版的存儲、讀取、查詢和更新；

協議模版解析模塊：根據協議模版基于JavaScript語言生成網關與工業設備之間的通信中間件，并負責該通信中間件的正確性驗證，并將驗證結果通過通信接口模塊反饋給協議適配服務器；

動態運行管理模塊：該模塊負責維護網關通信軟件的配置文件，通過重新啟動網關通信軟件的方式，使新生成的通信中間件在網關通信軟件中得到應用。

進一步地，所述協議適配服務器的結構由數據庫管理模塊、協議識別模塊以及與網關之間的通信接口組成，其中，

數據庫管理模塊：數據庫管理模塊為管理員提供協議模版的新增、查詢、更新、刪除數據庫管理功能；

協議識別模塊：協議識別模塊首先將網關發送過來的其從工業設備接收到的信息進行解析，提取設備生產廠商、協議類型、信令長度等等關鍵信息，并在協議模版數據庫中進行檢索和比對；