数据采集接口网关Gateway
ForeverCredit Gateway数据采集接口网关是华远专门为工业标准通讯接口OPC Server软件、数据采集接口软件配套定制开发的一款嵌入式硬件产品，置两个标准RS-232串口（其中一个串口可以通过跳线设置成RS-485）和两个RJ45以太网口，型号为Gateway-227B，如下图所示：
此外，还有Gateway-240B、Gateway-230B等嵌入式工控机型号，如下图所示。
该设备操作系统有Windows、Linux两种，其功能与特点如下：
1、OPC服务器：可连接DCS、PLC等控制系统，读写实时数据，包装成OPC Server工业标准通讯接口，提供给实时数据库系统、先进控制系统和MES系统集成商；
2、安全隔离：当数据采集接口网关为实时数据库系统提供实时数据时，它一般位于自动化控制系统和实时数据库服务器之间，由于数据采集接口网关采用了置单向数据传输技术，可达到自动化控制系统和实时数据库服务器之间的安全隔离目的。
3、该产品操作系统、数据采集程序等均固化，不可修改。一旦被修改，重新启动后，自动恢复到初始状态，可防止病毒以及黑客软件攻击。
4、结构先进、安装方便，该产品高度1U，可以直接安装
在标准机柜中，独特的散热技术，1U机箱有多个磁悬浮风扇散热。
5、数据采集冗余设计：支持双机双网冗余通讯。
6、可作为InfoPlus.21、PI、PHD等实时数据库系统的数据采集终端，也可写数据至关系数据库，为MIS、ERP等管理信息系统提供生产实时数据。
网闸FC-Safety
FC-Safety管控单向物理隔离网闸，又称管控单向物理隔离网关，是专门为企业过程控制系统和管理信息系统之间进行单向物理隔离而开发的一款网络安全隔离设备。
在石油、石化、钢铁、冶金、电力、化工等流程型企业的工业自动化过程中，DCS、PLC、电力综合自动化等过程控制系统越来越广泛地应用在流程型企业的生产控制过程中。流程型企业信息化建设在国越来越普及，由于担心控制网被攻击，企业往往要求企业信息
化系统集成商将控制网和管理网络完全隔离。凭借雄厚的技术实力和丰富的项目经验，华远为解决工业控制网和管理网络连接而带来的网络安全问题，研制了专门针对控制网络和管理网络连接保护的管控单向物理隔离网闸Safety，Safety只允许DCS控制网采集的数据流向管理网，不容许任何数据返回到控制网络。Safety已经成功地应用于电力、石化等大型国有企业。采用绝对安全的单向物理隔离技术解决了企业领导对企业信息化系统安全的担忧，获得极大的好评。
目前国普通网闸产品很多，企业购买普通网闸应用企业信息化管控之间的进行安全隔离时，主要实现了限定IP及端口通讯，实质仍然进行双向TCP/IP通讯，与防火墙、三层交换机、路由器实现的功能类似；即使设置成单向，也是通过软件设置来实现，没有实现绝对单向物理隔离，并且如果普通网闸设备配置成单向通讯，网闸设备提供商一般不提供配套的数据采集及传输软件，需要系统集成商自己开发数据采集及传输软件，增加了系统集成商系统集成的难度；普通网闸主要功能是用于过滤不良的上网信息，主要应用于政府机关等各行各业，功能很多，并不是针对管控隔离专用，同事价格也特别昂贵，目前该类普通网闸产品在企业信息化的管理和控制网络之间的安全隔离应用不是很普及。
随着企业信息化在我国大中型企业的普及，企业信息化的管
理和控制网络之间的安全隔离越来越得到了广大企业领导的重视，为此，研制了管控单向物理隔离网闸Safety，并且配套提供了实时数据穿透网闸的数据采集及传输相关软件，该设备安装位置有以下两种情况：
(a) DCS、PLC等控制系统和数据采集接口机之间；
(b)位于工业控制系统网络的实时数据库服务器和位于企业信息管理网络的实时数据库镜像服务器（或企业信息管理系统的关系数据库服务器）之间。
该设备的控制系统侧可以采集DCS等控制系统实时数据（通过OPC等协议），将实时数据通过绝对单向物理隔离传输到管理信息系统侧，重新包装成OPCServer，将实时数据提供给实时数据库系统。
该设备为双主机系统，采用专利网络隔离技术，从物理层彻底隔断外网与DCS网络的连接，保证了DCS等控制系统的安全，该设备支持OPC等工业标准通讯传输协议，数据吞吐量达到25000点/秒。
典型应用如下图所示：
管控单向物理隔离网闸又称数采安全防护网关，以下简称网关机，工作原理如下：
数采安全防护网关GatewayⅡ置两台主机，从主机1到主机2是绝对单向物理隔离电路（网络），从物理层进行了隔离，信息只能从主机1单向传输到主机2，从根本上杜绝了病毒和恶意攻击。
该设备具体工作流程如下：主机1的一个以太网口连接DCS 系统，主机1运行OPC2Safety程序，OPC2Safety通过OPC协议从DCS系统获取的实时数据发送到绝对单向物理隔离电路上，如果
广东省食品药品监督管理局 国家电子监管系统省局端系统 企业数据采集接口规范 建设单位：广东省食品药品监督管理局 监理单位：广州市信佰信息技术咨询有限公司 承建单位：深圳市天驰医药信息技术开发有限公司 2012年12月12日
修改情况记录：
目录 1. 概述 (4) 1.1. 接口内容 (4) 1.2. 实现方式 (4) 1.3. 安全控制 (4) 2. 术语与缩写解释 (4) 3. 系统入口 (5) 4. 接口详细说明 (5) 4.1. 接口功能列表 (5) 4.2. 响应数据格式公共约定 (5) 4.3. 下载经营品种库 (7) 4.4. 下载往来企业库 (10) 4.5. 上传文件 (12) 4.6. 下载文件处理情况 (14) 附录一企业上传xml数据文件格式 (16) 库存记录 (16) 不合格药品记录 (17) 生产入库 (17) 采购入库 (18) 批发退货入库 (18) 零售退货入库 (19) 批发出库 (20) 零售出库 (20) 退货出库 (21) 毁损出库 (21) 抽检出库 (22) 附录二xml数字签名 (23) 附录三附件说明 (24)
1.概述 本文档描述《广东省食品药品监督管理局国家电子监管系统省局端系统》平台与广东省内药品流通相关企业内部系统之间的接口规范。 1.1. 接口内容 提供企业经营品种库药品标准数据及其更新信息下载； 提供企业往来企业库企业标准数据及其更新信息下载； 接收企业上传已数字签名xml格式数据文件； 提供企业上传文件处理情况。 1.2. 实现方式 标准HTTPS GET/POST。 1.3. 安全控制 要求客户端数字证书以实现服务器端与客户端双向身份验证。 备注：目前仅支持网证通数字证书，且必须在药监局已备案。 2.术语与缩写解释
物联网智能网关工业采集网关数据采集网关的功能及应用方案 文档编制序号：[KKIDT-LLE0828-LLETD298-POI08]
物联网智能网关、工业采集网关、数据采集网关的功能及应用方案 无线通讯网关，亦称数据采集网关，数据采集、协议转换网关，工业采集网关，可采用GPRS，433，，,wifi及以太网等多种通讯方式，快速实现近距离、中远程数据采集传输，适用于工业、农业、建筑、环保、医疗、运输等领域。目前，比较常用的工业智能网关主要包括XL91智能网关和XL90智能网关。 一、XL91智能网关，也叫无线网关，工业物联网智能网关，，无线传感管理主机等，集通讯管理、数据接收、协议转换、数据处理转发等功能，支持手机现场调试的，属于无线传感器网络产品。 XL91智能网关，可同时接收多个无线传感器数据，支持1路以太网口（Ethernet）、1路RS485串口、无线传输等上行方式，可选GPRS，433MHZ，，WI-FI等无线传输方式。 特点： 1、XL91适用于构建小容量的传感网络； 2、读取、处理、转发传感节点的数据：通讯管理、协议转换、数据处理、数据转发； 3、提供用户要求的协议； 4、1路或490MHz，组成星型或MESH型的网络； 5、可提供用户要求的协议； 构建小型智能传感网络； 协调、管理传感网络节点通讯；
智能传感网络和外部网络枢纽和桥梁：通讯网络转换、通信协议转换；拓扑图如下↓ XL91物联网智能网关应用领域： 1、油田、油井、气田监测； 2、蒸汽管道、供暖管道监测； 3、水泵房的监测； 4、冷藏、仓储环境监测； 5、农业、养殖环境监测。 XL91物联网智能网关应用方案一：拓扑图如下↓ 1、构建小型智能传感网络； 2、传感网络和外部网络的网络转换和协议转换设备。 3、通过433MHz、无线方式读取传感节点的数据； 4、通过GPRS方式将数据上传至云服务器； 5、可在现场加装触摸屏，用于现场监视； 6、能源管理系统（EMS）：采集局部传感接点的数据上传。 XL91物联网智能网关应用方案二：拓扑图如下↓ 1、构建小型智能传感网络； 2、传感网络和外部网络的网络转换和协议转换设备。 3、通过433MHz、无线方式读取传感节点的数据； 4、通过Ethernet将数据上传至监控计算机； 5、DCS系统：采集压力、温度、气体等节点数据，通过Ethernet、RS485上传至DCS；
数据采集接口网关Gateway ForeverCredit Gateway数据采集接口网关是北京华恒信远专门为工业标准通讯接口OPC Server软件、数据采集接口软件配套定制开发的一款嵌入式硬件产品，内置两个标准RS-232串口（其中一个串口可以通过跳线设置成RS-485）和两个RJ45以太网口，型号为Gateway-227B，如下图所示： 此外，还有Gateway-240B、Gateway-230B等嵌入式工控机型号，如下图所示。 该设备操作系统有Windows、Linux两种，其功能与特点如下： 1、OPC服务器：可连接DCS、PLC等控制系统，读写实时数据，包装成OPC Server工业标准通讯接口，提供给实时数据库系统、先进控制系统和MES系统集成商； 2、安全隔离：当数据采集接口网关为实时数据库系统提供实时数据时，它一般位于自动化控制系统和实时数据库服务器之间，由于数据采集接口网关采用了内置单向数据传输技术，可达到自动化控制系统和实时数据库服务器之间的安全隔离目的。 3、该产品操作系统、数据采集程序等均固化，不可修改。一旦被修改，重新启动后，自动恢复到初始状态，可防止病毒以及黑客软件攻击。 4、结构先进、安装方便，该产品高度1U，可以直接安装在
标准机柜中，独特的散热技术，1U机箱有多个磁悬浮风扇散热。 5、数据采集冗余设计：支持双机双网冗余通讯。 6、可作为、PI、PHD等实时数据库系统的数据采集终端，也可写数据至关系数据库，为MIS、ERP等管理信息系统提供生产实时数据。 网闸FC-Safety FC-Safety管控单向物理隔离网闸，又称管控单向物理隔离网关，是专门为企业过程控制系统和管理信息系统之间进行单向物理隔离而开发的一款网络安全隔离设备。 在石油、石化、钢铁、冶金、电力、化工等流程型企业的工业自动化过程中，DCS、PLC、电力综合自动化等过程控制系统越来越广泛地应用在流程型企业的生产控制过程中。流程型企业信息化建设在国内越来越普及，由于担心控制网被攻击，企业往往要求企业信息
分布式数据采集系统中的时钟同步[图] 在高速数据传输的分布式数据采集系统中，各个组成单元间的时钟同步是保证系统正常工作的关键。由于系统工作于局域网，于是借鉴了IEEE1588时钟同步协议的原理，设计出简易、高效的时钟同步方案，并在基于局域网的分布式数据采集系统中实现微秒级的精确同步。鉴于方案的高可行性和高效性，可将其推广到其他分布式局域网系统中。 引言 随着网络技术的发展，各种分布式的网络和局域网都得到了广泛的应用[1]。分布式数据采集系统广泛应用于船舶、飞机等采集数据多、实时性要求较高的地方。同步采集是这类分布式数据采集系统的一个重要要求，数据采集的实时性、准确性和系统的高效性都要求系统能进行实时数据通信。因此，分布式数据采集系统中的一个关键技术就是实现数据的同步传输。由于产生时钟的晶振具有频率漂移的特性，故对于具有多个采集终端的分布式系统，如果仅仅在系统启动时进行一次同步，数据的同步传输将会随着系统运行时间的增长而失步。因此时钟的同步就是保证数据同步传输的关键所在。2002年提出的IEEE1588标准旨在解决网络的时钟同步问题。它制定了将分散在测量和控制系统内的分离节点上独立运行的时钟，同步到一个高精度和高准确度时钟上的协议。 由于分布式数据采集系统工作于局域网的环境中，于是借鉴IEEE1588标准中的思想，设计出一种针对基于局域网的分布式系统的时钟同步的机制，成功地在分布式数据采集系统中实现了μs级的同步。 1 时钟同步原理及实现 时钟同步原理借鉴了IEEE1588协议中的同步原理。IEEE1588 定义了一个在工业自动化系统中的精确同步时钟协议(PTP 协议)，该协议与网络交流、本地计算和分配对象有关。IEEE1588 时钟协议规定，在进行时钟同步时,先由主设备通过多播形式发出时钟同步报文,所有与主设备在同一个域中的设备都将收到该同步报文。从设备收到同步报文后,根据同步报文中的时间戳和主时钟到从时钟的线路延时计算出与主时钟的偏差,对本地的时钟进行调整[2]。 系统由各个单元的系统控制板（简称“系统板”）来完成同步的工作。同步模型与IEEE1588时钟协议一致，采用主从结构。主从单元采用相同频率的晶振，此时时钟同步的关键就是解决时钟相位对准问题和时钟漂移的问题。 系统中采用的时间同步算法，是借鉴IEEE1588的同步原理，主要是采用约定固定周期同步的算法。和IEEE1588同步算法一样，同步过程分为两个阶段: 延迟测量阶段和偏移测量阶段。下面以一主一从模式为例介绍其原理。 1.1 延迟测量 延迟测量阶段用来测量网络传输造成的延迟时间[3]。定义一个延迟请求信息包(Delay Request Packet) ,简称“Delay_Req”。延迟测量示意图。 图1 延迟测量示意图 为了简化程序，采用固定的周期测量网络延迟，一般系统每工作一个小时进行一次测量。从属时钟TSd 时刻发出延迟请求信息包Delay_Req ,主时钟收到Delay_ Req 后再立刻返回一个延时响应包delay_back发送给从属时钟,因此从属时钟就可以非常准确地计算出网络延时: TM2 →TS2∶Delay1 = TS2-Offset-TM2 TS3 →TM3∶Delay2 = TM3-(TS3 - Offset) 其中的Offset为从时钟与主时钟之间的时间偏差。 因为网络延迟时间是对称相等的,所以: Delay =（Delay1 + Delay2）/2=（（TS2-TM2）+（TM3-TS3））/2 需要说明的是,在这个测量过程中,假设传输介质是对称均匀的，且线路是对称的[4]。
如何进行SSI接口的数据采集？(Part I) 对于SSI接口的传感器可以采用并行和串行两种采集方法，分别对应 SSI208P和SSI-UART两种产品。 1、SSI接口转并口模块 SSI208P，主要应用于同步串行接口（SSI）光电编码器高速数据采集系统的板级开发。SSI208P模块将同步串行接口数据转换成并行接口数据，内部集成了SSI 同步时钟发生器、脉冲计数器、数据串并转换、接口控制逻辑、输出控制以及收发驱动器（TTL-RS422电平转换）等功能单元，用户无须了解SSI数据格式，该模块自动将SSI数据转换成8位并行数据，简化了SSI编码器与DSP、单片机、PC104等控制器的接口。(1)产品特性单3.3V供电，工作电流小于100mA；通信速率可配置，最高达2MHz；24脚双列直插封装，尺寸25.4*25.4*6（mm）；8位数据总线，可接8~32位编码器；16位数据更新率大于100KHz；内部时钟，固定时序；内置422差分驱动。(2)产品介绍该模块具有内部时钟，能自动将SSI数据转换成并行数据，对SSI接口数据的读取操作就类似于对A/D、D/A或存储器读取数据的操作一样方便。SSI208P模块通信速率可配置为250KHz、500KHz、1MHz、2MHz，当通信速率配置为2MHz时，对于16位精度的编码器，系统数据更新率不低于100KHz。此外，该模块对采集的数据长度（编码器精度）可以进行配置，最高可以采集32位数据，分4次输出，该模块可以满足高精度高速伺服控制系统的需求。(3)外形尺寸25.4×25.4×6(mm).关于该模块的详细资料见SSIP208P说明书。 2、SSI接口转串口模块 SSI-UART模块可以将SSI同步串行数据转换成通用异步串行(UART，可配置为RS-232/RS485/RS422方式)数据，工控领域常用的PC机、工控机、DSP、单片机等控制系统上一般都配备有通用异步串行接口，使用SSI-UART模块可以方便地实现SSI编码器与这些控制系统的连接。 (1) 功能及参数 ●SSI数据转换为RS-232通用异步串行数据； ●SSI时钟速率选择（125KHz、250KHz、500KHz、1MHz）； ●支持格雷码和二进制码数据格式转换； ●支持编码器地址配置； ●可配置编码器供电电压5V或24V； ●供电方式：直流18-30V； ●电流：不大于60mA； ●工作温度：－40℃~－75℃；
本技术涉及信息采集领域，具体涉及基于wifi的数据采集网关，包括用于数据采集的数据采集装置、用于对采集的数据进行处理的处理装置、用于进行远程控制的远程控制终端、用于处理装置与远程控制终端通讯的通讯装置。本技术数据处理能力强、采集精度高、时效性强、运行成本低、便于大规模推广使用。 技术要求 1.基于wifi的数据采集网关，其特征在于：包括用于数据采集的数据采集装置、用于对采集的数据进行处理的处理装置、用于进行远程控制的远程控制终端、用于处理装置与远 程控制终端通讯的通讯装置；所述通讯装置包括wifi信号放大器和wifi无线路由器；所述 处理装置包括用于数据采集装置输入数据的输入接口、连接于输入接口用于储存数据的 储存单元、连接于储存单元用于处理数据的处理单元、连接于处理单元用于向通讯装置 进行数据输出的输出接口、连接于处理单元用于接收通信装置反馈信号的远程信号接 口；所述处理装置的输出接口与wifi无线路由器的信号输入端之间通过wifi无线连接，所 述wifi无线路由器的信号输出端与wifi信号放大器的信号输入端之间通过wifi无线连接，所述wifi信号放大器的信号输出端与处理装置的远程信号接口连接，所述wifi无线路由器的 远程通信端与远程控制终端之间通过互联网连接。
2.根据权利要求1所述的基于wifi的数据采集网关，其特征在于：所述数据采集装置包括数字量输入接口电路装置、模拟量输入接口电路装置、RS485输入装置、RS232输入装置、视频输入装置和时钟装置，所述视频输入装置前端连接用于采集图像的摄像头，所述数字量输入接口电路装置前端连接有用于采集电压的电压传感器、用于采集电流的电流传感器，所述模拟量输入接口电路装置前端连接有用于采集温度信息的温度传感器、用于采集湿度信息的湿度传感器，所述RS485输入装置前端连接有用于采集振动信息的振动传感器，所述RS232输入装置前端连接有用于进行条码扫描的条码传感器、用于进行二维码扫描的二维码传感器，所述时钟装置连接于处理装置以提供实时时钟信号。 3.根据权利要求2所述的基于wifi的数据采集网关，其特征在于：所述wifi无线路由器包括供电模块、CPU模块、4G模块和wifi模块，所述供电模块连接于CPU模块、4G模块和wifi 模块以供电；所述CPU模块通过PCI连接于4G模块，所述4G模块与广域网络通信；所述CPU模块与WIFI模块连接，将4G模块从广域网络接收或者发送的信息转换后通过WIFI模块无线转发。 4.根据权利要求3所述的基于wifi的数据采集网关，其特征在于：所述wifi信号放大器包括wifi模拟信号解调模块、数字信号处理模块、wifi数字信号调制模块和wifi模拟信号放大模块，所述wifi模拟信号解调模块与所述数字信号处理模块相连，所述数字信号处理模块与所述wifi数字信号调制模块相连，所述wifi数字信号调制模块与所述wifi模拟信号放大模块相连。 5.根据权利要求4所述的基于wifi的数据采集网关，其特征在于：所述wifi模拟信号放大模块为线性放大器，所述wifi模拟信号放大模块为RF2126芯片。 6.根据权利要求5所述的基于wifi的数据采集网关，其特征在于：所述远程控制终端为PC 机或手机或PAD，所述远程控制终端包括用于收集服务器反馈信息的信息收集单元、用于进行远程控制的控制单元、用于启动系统的启动单元，所述启动单元内部嵌设有指纹加密协议以及指纹解密协议。 7.根据权利要求6所述的基于wifi的数据采集网关，其特征在于：所述处理装置为实体处理器或云服务器。
制造现场的分布式数据收集 解决方案 泽朗电子
简介 ◆随着工业自动化和客户需求的不断提高，基于MES的工业自动化数据采集和控制 以及产品的可追溯性系统越来越多的在各大工厂推广应用，这类系统都需要对生产过程的每个环节进行精确的监测、数据采集、记录和控制，这需要生产设备能通过工业网络及时、准确的报告各项状态和数据。 ◆基于以太网的数据收集节点可以直接、准确、准时、安全、稳定的把各个流程节 点的数据传送到中央数据服务器，而不必使用成本高、维护困难、软件和系统都不稳定的工业计算机，也不用担心计算机病毒对生产制造造成巨大损失。 ◆泽朗电子拥有齐全的适用于工业自动化生产的数据收集设备产品线和系统集成能 力，全心全意的服务于您的要求。
应用场景 数据集传器应用在生产线上每个需要收集数据的节点，对于 MES系统和产品追溯用系统，用于收集产品进入工序的时间等 信息和产品编号条码/部件编号条码等信息。
网络拓扑 WEB服务器 网络交换机 TN-03A 数据集传器 用于配置和监控的PC LAN LAN LAN 网络交换机 TN-03A 生产线A生产线B
我们的数据集传器产品线产品型号： TN-03AW 相对于 TN-03A ，添加Wi-Fi 联网支持。 产品型号：TN-03A 用于接收设备传感器或条码扫描头的数据，集成USB 接口和RJ45网口， 可以把数据和自定义按钮事件通过以太网直接上传至应用服务器，并回显从服务器返回的执行结果。 基于Alliwinner H3高性能处理器 支持Wi-Fi (IEEE 802.11 b/g/n)
系统软件架构 生产设备 DATA TRANSPORTER APP HAL USB Ethernet LwIP Linux OS WEB APP JavaEE Server Database Linux OS Ethernet DATA TRANSPORTER APPLICATION SERVER I/Os 数据采集设备
邮局订阅号：82-946360元/年技术创新 数采与监测 《PLC 技术应用200例》 您的论文得到两院院士关注 时间同步在分布式数据采集系统中的实现 The Implementation of the time synchronization in the distributed data collection system (空军工程大学) 徐锋樊晓光刘东 XU Feng FAN Xiao-guang LIU Dong 摘要:文中介绍了分布式数据采集系统中精确时间同步的实现方法以及相应的测试结果。该设计方案以IEEE1588标准中的精确时间协议(PTP)为基础,通过使用美国国家半导体公司生产的以太网物理层控制芯片DP83640,使得采用以太网架构的分布式数据采集系统主从节点上的时钟达到精确的时间同步。关键词:精确时间同步;IEEE1588;DP83640中图分类号:TP393文献标识码:A Abstract:The implementation of precise time synchronization in the distributed data collection system and test results is illuminated in this article.By use of DP83640Ethernet PHYTER produced by the National Semiconductor corporation,the design is based on the Precise Time Protocol (PTP)of the IEEE1588standard,and finally implemented the precise time synchronization between the master clock and slave clocks of the distributed data collection system based on standard Ethernet.Key words:precise time synchronization;IEEE1588;DP83640 文章编号:1008-0570(2009)11-1-0091-02 1引言 分布式数据采集系统广泛应用于采集数据多、实时性要求 较高的现场测控领域。 因此,分布式数据采集系统中的一个关键技术就是实现数据的同步传输。但由于网络传输延迟以及晶振频率漂移的原因,如果仅仅在系统启动时进行一次同步,状态数据的同步传输将会随着系统运行时间的增长而失步,因而不能够对系统的全局状态获得准确的掌握。 随着以太网技术逐渐应用于工业自动化测控领域,2002年国际电气和电子工程师协会(IEEE)发布了IEEE1588标准,该标准中的精确时间协议(Precise Time Protocol,简称PTP 协议)定义了一个以太网模式下的时间同步协议,主要应用在分布式测量和控制系统中,目的是提高工业以太网的实时性,使运行于各个独立测控节点上的时钟在系统范围内达到一个较高的同步精度。 本文以IEEE1588标准中的PTP 协议为基础,通过使用以太网物理层控制芯片DP83640,在分布式数据采集系统中实现了精确的时间同步。 2分布式数据采集系统概述 图1分布式数据采集系统结构图 分布式数据采集是带传感器的多个微计算机节点借助现 场总线或工业以太网连接在一起的分布式工业测控系统。传感器采用输出温度、压力、流量、位移等模拟量,再通过模数转换所生成数字量并由微计算机独立地进行处理,最后将局部的处理结果传输到总控单元上进行集中分析处理并得出全局状态的实时信息。拓扑结构如图1所示。 3IEEE1588标准和PTP 协议概述 IEEE1588标准的技术基础最初来源于安捷伦公司,是由安捷伦实验室的John C.Edison 以及来自其它公司和组织的12名成员共同研究的。经过多次修改后于2002年由国际电气和电子工程师协会(IEEE)正式发布。IEEE1588标准全称是:网络测量和控制系统的精密时钟同步协议标准。它定义一种在分布式测量和控制系统中实现高精度时钟同步的精确时间协议PTP 。该协议能够在所有支持多播的网络上实现,特别适合于以太网,但并不局限于以太网,目的是使分布式网络中的所有时钟保持精确的同步。 PTP 协议是一个关于时钟同步的协议标准,它被应用于由多个节点组成的分布式系统中,在系统中每个节点代表一个独立运行的时钟。PTP 协议将整个网络内的时钟分为普通时钟(ordinary clock)和边界时钟(boundary clock),而从通信关系上看又可把时钟分为主时钟(master clock)和从时钟(slave clock),整个系统中的最优时钟为最高主时钟(grandmaster clock),系统只能有一个最高主时钟,而一个PTP 协议的通信子网中只能有一个主时钟,从时钟与主时钟保持同步。 PTP 协议在现有的UDP/IP 协议基础之上实现局域网架构内的时钟同步,有关同步信息的协议报文共有4种,分别是:同步报文Sync,跟随报文Follow_up,延迟请求报文Delay_req,延迟应答报文Delay_Resp 。 PTP 协议的同步过程分为两个阶段:偏移(offset)测量阶段和延迟(Delay)测量阶段。 偏移阶段的工作是修正主时钟和从时钟之间的时间偏差。 徐锋:硕士研究生 91--
(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201910362059.8 (22)申请日 2019.04.30 (71)申请人 广东侍卫长北斗科技股份公司 地址 528300 广东省佛山市顺德区杏坛镇 德富路68号军民融合产业园11楼 (72)发明人 袁泽宇 庄福业 邓维爱 彭文斌 (74)专利代理机构 长沙科明知识产权代理事务 所(普通合伙) 43203 代理人 陈靖 (51)Int.Cl. H04L 29/06(2006.01) (54)发明名称 一种多协议北斗数据采集的网关通信交互 服务方法 (57)摘要 本发明提供一种多协议北斗数据采集的网 关通信交互服务方法，各不同厂商生产的设备将 二进制信息传输至对应的协议解析服务项目，各 个项目根据各自的厂商协议将二进制信息解析 成可读的信息，存入同一个mongo数据库中，平台 获取数据时只需与gRPC功能模块通讯，让gRPC模 块于mongo数据库中查出需要的信息，展示在平 台上，实现了协议和数据的解耦，消去了设备协 议对平台获取定位数据的影响，可扩展性强，硬 件不制约业务扩展；当要接入新设备时，只需建 立新协议服务便可让设备在系统中运作，省去了 建新平台的时间。上层出入口唯一，方便记录管 理。权利要求书1页 说明书3页 附图2页CN 110138755 A 2019.08.16 C N 110138755 A
权 利 要 求 书1/1页CN 110138755 A 1.一种多协议北斗数据采集的网关通信交互服务方法，其特征在于包括如下步骤： S1：车载定位设备将信息上传至北斗数据平台； S2：北斗数据平台对数据处理后进行指令下发。 2.根据权利要求1所述的一种多协议北斗数据采集的网关通信交互服务方法，其特征在于：在S1中，各不同厂商生产的设备将二进制信息传输至对应的协议解析服务项目，各个项目根据各自的厂商协议将二进制信息解析成可读的信息，存入同一个mongo数据库中，平台获取数据时只需与gRPC功能模块通讯，让gRPC模块于mongo数据库中查出需要的信息，展示在平台上，实现了协议和数据的解耦，消去了设备协议对平台获取定位数据的影响。 3.根据权利要求1所述的一种多协议北斗数据采集的网关通信交互服务方法，其特征在于：在S2中，平台按照预整理的设备类型对应指令格式表向gRPC发送指令请求，gRPC将请求存入mysql数据库中，当指令的目标设备上线时，对应的协议解析服务项目从数据库中取得该指令的下发请求，将该条指令按照协议转为二进制编码发送给设备，同时修改该条指令状态为已发送，以供平台查询下发结果，平台不用关心指令是否传至对应的协议解析服务项目或是否成功解析，只需通过gRPC查询下发结果，削弱了协议和平台下发指令的耦合性。 4.根据权利要求2所述的一种多协议北斗数据采集的网关通信交互服务方法，其特征在于：利用gRPC对外提供数据接口，直接读取mongo数据库中由协议解析服务解析出来的设备信息,同时向外提供以下功能:获取设备最新的定位和状态，获取设备历史轨迹，设置报警规则，下发设备指令等，外部的操作都经由gRPC功能模块进入系统。 5.根据权利要求1所述的一种多协议北斗数据采集的网关通信交互服务方法，其特征在于：在S2中，平台将预设的指令码和参数传入gRPC功能模块中，gRPC将其写入指令表中，协议网关根据上线的设备来搜索这张指令表中未下发的对应设备的指令，如果搜到了就解析为字节流推送，并将指令状态改为发送成功,如果该种设备不支持该指令，则将指令状态修改为未推送。 2
附件: 农村电子商务和社区商业信息系统 数据采集规范 （试行） 农村电子商务和社区商业信息系统由商务部市场建设司委托中国国际电子商务中心建设和维护，主要用于对电子商务进农村综合示范工作进展和资金使用等信息数据进行收集、分析和利用。 一、系统功能架构 信息系统目前包括商务部用户、省级商务主管部门用户、示范县用户和企业用户等四类用户。 省级商务主管部门用户功能包括数据审核、报表查询、数据汇总、报送汇总、用户管理等功能。 示范县用户功能包括数据上报、报表查询、数据汇总、用户管理等功能。 企业用户功能包括数据上报、报表查询、用户管理等功能。 二、数据采集指标 农村电子商务和社区商业信息系统数据采集指标包括日报指标、月报指标和年度指标。 （一）日报数据采集指标。 日报数据主要采集站点交易数据，具体指标包括：站点代买商品类别、代买总金额、代买总订单数、销售商品类别、销售总金额、销售总订单数。（数据表格见表一） （二）月报数据采集指标。 月报数据主要采集电子商务进农村综合示范工作进展和资金
拨付等信息，具体包括：农村电子商务物流配送体系建设情况、农村电子商务公共服务体系建设情况、支持开展农村产品电子商务情况、农村电子商务培训情况。（数据表格见表二） （三）年报数据采集指标。 年报数据主要包括地区生产总值、社会消费品零售总额、面积、乡镇数量、行政村数量、常住人口、城镇人口、农村人口、居民人均可支配收入等指标。（数据表格见表三） （四）数据采集频率。 日报数据由示范县综合示范项目承办单位通过数据传输接口，自动传输至全国平台。 月报数据由示范县每月初填报上月月度进展信息。 年报数据由示范县每年年初填报上一年年度县域经济发展数 据。 三、日报数据接口设计规范与假定约束 （一）数据接口设计规范。 协议规范：访问和数据返回都采用WebService 协议的方式；格式规范：数据的传输参数和返回的结果数据串都以XML 的形式表达； 安全控制：本接口需要农村电子商务和社区商业信息系统中各企业的企业编码来进行身份验证。 性能控制参数： 1.服务时间段：控制访问的服务时间段；目前为0-24 点 2.两次访问的时间间隔：避免用户频繁访问；访问间隔不能 小于3秒钟 （二）假定约束。
第一章数据采集与监控系统 第一节数据采集系统的基本结构 近年来，世界各国的火力发电设备发展方向是采用高参数大容量的单元式机组。机组容量越大，热力系统越复杂，需要监视的参数和操作的对象也就越多。特别是在机组的启停和事故处理过程中，机组处于不稳定的状态下工作，各种参数不断迅速变化，在同一瞬间需要同时进行几个参数的监视和操作，甚至有时要求运行人员在几分钟内完成几十个操作动作，稍有贻误就容易造成重大事故。以一台300MW机组为例，它需要监视的项目在900～1100点左右，如此多的数据如果用常规仪表去监视和测量，无论是在设计还是在运行上都有相当大的困难，一方面将使控制盘的尺寸大幅度增加，另一方面会给运行人员的监盘造成极大困难，劳动强度大，更易造成误操作，直接威协机组的安全运行。为了改变这一状况，在国内外大型火力发电机组上都广泛采用计算机对生产过程进行监视和测量，该计算机系统一般称为数据采集系统(Data Acquisition System 简称DAS)，或者将其称为计算机安全监视系统、计算机信息处理系统、数据采集监视和处理系统等。 计算机数据采集系统，可采用小型机、单台微型机、或多台微型机构成。 一、小型计算机数据采集系统 以小型计算机构成的典型数据采集系统如图6-1所示。 小型计算机数据采集系统采用双总线式结构，即内存总线与I/O总线分开。系统中所有的过程变量经过程通道连接在I/O总线上，其中包括各种模拟量输入、开关量输入、脉冲量输入、模拟量输出、开关量输出等。在I/O总线上还挂有专用接口，用以连接其它计算机装置或系统。在I/O总线上挂有硬盘驱动器，用以存贮操作系统、各种文件及数据。磁盘由专门的文件管理系统进行管理。主要人机联系设备有：运行人员操作台、工程师操作台和程序员操作台，亦挂在I/O总线上。 由小型计算机构成的数据采集系统具有以下特点： （1）由于小型机一般设有专门的I/O总线和I/O处理机，所以它与外部或外围设备交换的信息可以由I/O处理机进行处理，这样就可以加快I/O处理的速度和提高外设与主机之间工作的并行程度。 （2）小型计算机具有较高的运算速度和处理能力，可以进行大量的、复杂的运算和数
用USB故为数据采集接口 USB（通用串行总线）已成为消费类应用中的低成本PC接口标准。但最近它成 为数据采集应用中一种流行接口。 USB1.1 与USB2.0 USB2.0是USB规范的最新版本。为了保持与现有器件向后的兼容，USB2.0操作规范是USB1.1规范的高级形式。USB2.0可以做USB1.1的每件工作，它与USB1.1是完全兼容的。另外，USB2.0支持更快的传输。USB2.0的最高数据传输率是 480Mb/s，这比USB1.1所支持的最高速度快40倍。 数据传输模式 USB可用在大量的应用中，为此，USB开发者已建立了4种不同的数据模式：控制、中断、集群和同步模式。每种模式都有优、缺点，而应用通常将确定采用哪种模式。 控制模式控制传输用于配置，而所有装置都必须支持控制传输。可以配置数据采集装置所需的非常有限的数据传输能力只用于控制模式，尽管大多数据装置利用其他数据传输模式。 中断模式中断传输通常用在必须在将定时间传输数据，如很多数据采集应用或键盘、鼠标接口。每个USB端口提供多种中断传输管道。保用定时使中断模式用在大多数数采集应用中是理想的。 一个单数据采集装置，可用多中断传输来提供较高的数据传输率。由于有大量中断和总线带宽受限制，所以用多中断降低可连接到专门USB端口上的独立装 置数量。 集总模式集总模式通常用在传输率不受限制时，如到打印机的写入。集总传输将采用分配给其他传输类型的带宽，所以将不会减慢极限工作。 若总线是忙的，则集总传输将得到最低优先级。随着大多数数据丢失，所以，对于大多数数据采集应用不推荐用集总模式。 同步模式同步传输正在流行于音频或视频中恒定数据率传输。这对于重新传输已被接收带误差的数据是不可能的，所以，它不适合于必须是精确的数据。这限制同步模式在大多数数据采集应用中的采用。 总的来说，中断模式最适合大多数数据采集应用。同步模式被大多数应用所排除，因为它不能提供数据完整性。 集总和控制模式可用于实现很多数据采集装置。但是，由于它们不能提供保用的数据传输率，所以，若数据采集装置不能提供非常大的数据缓冲器，则会有实际丢失数据的危险。 在用户调研不同供应商数据采集装置时，要询问是采用哪一种传输模式。若装置所采用的模式不是中断模式，用户在计划连接到多个装置到一个给定USB端口时，应询问可能的系统限制。 数据传输率 现在，USB B范允许系统在三个不同数据传输率下运行。USB2.0和1.1支持在 低速和全速下数据传输。 除这些数率外，USB2.0支持总线速度在高速。表1列出理论最高传输率和有关低速、全速和高速传输的其它性能指标。
数据采集标准化接口规范 2014年12月
目录 一、采集频率 (3) 二、文件格式和命名 (5) 三、数据项分隔符 (9) 四、数据文件准备 (9) 五、空值缺省值处理 (10) 六、隐私保护说明 (10)
本规范主要介绍数据采集标准化和软件系统设计接口相关规范。 一、采集频率 采集频率按表确定，根据数据表本身的性质，可以分为状态类和明细类两种。除机构关系表和内部科目对照表以外的所有状态类表首次采集采用全量采集，即采集时间点上所有数据的采集，后续采集采用变化量采集，即采集时间点和前次相比发生的变化采集，包含增加和修改。机构关系表和内部科目对照表首次采集采用全量采集，后续采集也采用全量采集，即后续如发生变化，那么发生变化部分和未发生变化部分都要报送。明细类表首次采集采用时间段采集，即根据监管要求在采集时间点之前一段时间内的所有数据，后续采集采用增量采集。部分会计类表在部分时间点需要报送额外的数据，如周报、旬报、月报、季报、半年报、年报。如下表所示：
二、文件格式和命名 数据文件为GBK编码文本文件格式，扩展名为.txt，文件中的一行数据对应一个数据实例，各行之间分隔符为回车换行（0x0D,0x0A）。每个表生成一个数据文件，文件名称以“机构代码”、“表名对应字
符串”、“YYYYMMDD”进行组合的方式进行命名，中间用英文短横线“-”进行隔开（不能是中文环境下连字符），如杭州银行股份有限公司、岗位信息表、2012年5月31日数据文件名称为：B0151H233010001-GWXX-20120531.txt 每一个数据文件要同时生成一个同名的数据校验文件，数据校验文件后缀名为.log，数据校验文件需要包含以下4行信息，如下格式所示： 文件名称：B0151H233010001-GWXX-20120531.txt 文件大小（字节）：80896 创建时间（数据文件创建完成时间）：2012-06-01 00:29:02 文件结束（表示数据文件正常生成完成）：Y 表名如下表所示：
物联网智能网关、工业采集网关、数据采集网关的功能及应用方案 无线通讯网关，亦称数据采集网关，数据采集、协议转换网关，工业采集网关，可采用GPRS，433，2.4G，,wifi及以太网等多种通讯方式，快速实现近距离、中远程数据采集传输，适用于工业、农业、建筑、环保、医疗、运输等领域。目前，比较常用的工业智能网关主要包括XL91智能网关和XL90智能网关。 一、XL91智能网关，也叫无线网关，工业物联网智能网关，工业通信网关，无线传感管理主机等，集通讯管理、数据接收、协议转换、数据处理转发等功能，支持手机WiFi现场调试的，属于无线传感器网络产品。 XL91智能网关，可同时接收多 个无线传感器数据，支持1路以 太网口（Ethernet）、1路RS485 串口、无线传输等上行方式，可 选GPRS，433MHZ，2.4GHZ， WI-FI等无线传输方式。
特点： 1、XL91 适用于构建小容量的传感网络； 2、读取、处理、转发传感节点的数据：通讯管理、协议转换、数据处理、数据转发； 3、提供用户要求的协议； 4、1路2.4GHz或490MHz，组成星型或MESH型的网络； 5、可提供用户要求的协议； 构建小型智能传感网络； 协调、管理传感网络节点通讯； 智能传感网络和外部网络枢纽和桥梁：通讯网络转换、通信协议转换；拓扑图如下↓ XL91 物联网智能网关应用领域： 1、油田、油井、气田监测； 2、蒸汽管道、供暖管道监测；
3、水泵房的监测； 4、冷藏、仓储环境监测； 5、农业、养殖环境监测。 XL91 物联网智能网关应用方案一：拓扑图如下↓ 1、构建小型智能传感网络； 2、传感网络和外部网络的网络转换和协议转换设备。 3、通过433MHz、2.4GHz无线方式读取传感节点的数据； 4、通过GPRS方式将数据上传至云服务器； 5、可在现场加装触摸屏，用于现场监视； 6、能源管理系统（EMS）：采集局部传感接点的数据上传。
USB接口的高速数据采集卡的设计与实现摘要：讨论了基于USB接口的高速数据采集卡的实现。该系统采用TI公司的TUSB3210芯片作为USB通信及主控芯片，完全符合USB1.1协议，是一种新型的数据采集卡。关键词：USB A/D FIFO 固件现代工业生产和科学研究对数据采集的要求日益提高，在瞬态信号测量、图像处理等一些高速、高精度的测量中，需要进行高速数据采集。现在通用的高速数据采集卡一般多是PCI卡或ISA卡，存在以下缺点：安装麻烦；价格昂贵；受计算机插槽数量、地址、中断资源限制，可扩展性差；在一些电磁干扰性强的测试现场，无法专门对其做电磁屏蔽，导致采集的数据失真。通用串行总线USB 是1995年康柏、微软、IBM、DEC等公司为解决传统总线不足而推广的一种新型的通信标准。该总线接口具有安装方便、高带宽、易于扩展等优点，已逐渐成为现代数据传输的发展趋势。基于USB的高速数据采集卡充分利用USB总线的上述优点，有效解决了传统高速数据采集卡的缺陷。1 USB数据采集卡原理1.1 USB简介通用串行总线适用于净USB外围设备连接到主机上，通过PCI总线与PC内部的系统总线连接，实现数据传送。同时USB又是一种通信协议，支持主系统与其外设之间的数据传送。USB器件支持热插拔，可以即插即用。USB1.1支持两种传输速度，既低速1.5Mbps和高速12Mbps，在USB2.0中其速度提高到480Mbps。USB具有四种传输方式，既控制方式（Control mode）、中断传输方式（Interrupt mode）、批量传输方式（Bulk mode）和等时传输方式（Iochronous mode）。考虑到USB传输速度较高，如果用只实现USB接口的芯片外加普通控制器（如8051），其处理速度就会很慢而达不到USB传输的要求；如果采用高速微处理器（如DSP），虽然满足了USB传输速率，但成本较高。所以选择了TI公司内置USB接口的微控制器芯片TUSB3210，开发了具有USB接口的高速数据采集卡。1.2 系统原理图系统原理图如图1所示。整个系统以TUSB3210为核心，负责启动A/D 转换，控制FIFO的读写及采样频率的设定，与主机之间的通信及数据传输。2 USB数据采集卡硬件2.1 TUSB3210芯片TUSB3210是TI公司推出的内嵌8052内核并带有USB接口的微控制器芯片。TUSB3210有256字节的内部RAM，8K字节的程序RAM，512字节的USB数据缓冲和端点描述块EDB（Endpoint Descriptor Blocks），4个通用的GPIO端口P0、P1、P2、P3，I2C接口电路，看门狗电路等。TUSB3210的USB接口符合USB1.1协议，有4个输入端点（Input Endpoint）和4个输出端点（Output End-Point），支持全速和低速传输速率，并具有USB 协议所规定的4种传输方式。TUSB3210的USB接口采用串行接口引擎（SIE）编码和解码串行数据，并且进行校验、位填充，执行USB所需要的其他信号。这样采用硬件完成USB协议，简化了固件代码的编制。[!--empirenews.page--]TUSB3210采用基于内部RAM的解决方案，允许通过I2C总线从串行EEPROM中读入固件或从主机中下载固件程序。这项功能便于设备的开发与在线升级。2.2 A/D芯片MAX1449MAX1449是MAXIM公司生产的10位、105MSPS、单3.3V 电源、低功耗的高速A/D芯片。它采用差分输入，带有高宽带采样/保持（T/H）的10阶段流水线（pipeline）型结构的ADC，如图2。采样信号每半个时钟周期通过一个流水线段，完成连续转换到数据输出共需5.5个时钟周期。每个流水线首先通过一个1.5位的闪速ADC对输入电压量化，由DAC产生一个对应于量化结果的电压并与输入电压作差，输出电压放大2倍后送到下一级流水线处理。每级流水线提供1位的分辨率，并进行差错校正，得到良好的线性和低失调。 MAX1449提供一个2.048V的精确带隙基准源，用来设定ADC满量程范围，也可以用外部基准源改变量程范围。MAX1449的最大差分输入电压范围为2V。2.3 输入信号处理电路MAX1449芯片的输入信号为差分输入时有最佳的采样效果。在本系统中用TI的HTS4503作为单端输入到差分输出的转换电路。THS4503高性能的全差分运放，带宽可达270MHz，具有非常好的线性，在100MHz下可支持11位的A/D转换要求，适合作为A/D变换的前端接口电路。具体电路见图3所示。2.4 FIFO和时钟发生电路高速A/D变换的数据不能直接通过USB送入主机，系统中通过FIFO来缓冲数据。本系统采用TI公司SN74V293芯片。它的容量为65536×18或131072×9，最快读写周期为6ns，可以满足100MHz采样数据的存