1.一种工业机器人远程监控及数据处理系统,其特征在于:包括处于工业现场的工业机器人系统、采集工业机器人数据到云服务器的上行数据采集系统、实现工业机器人控制的下行控制系统、对采集的数据做统一管理的数据处理系统以及可视化监控界面Web客户端;所述的工业机器人系统包括工业机器人和监控系统,所述的上行数据采集系统和下行控制系统集成于嵌入式板中,所述的数据处理系统和MQTT代理位于云服务器中;
所述的上行数据采集系统包括:
数据采集模块:通过以太网与工业机器人系统连接,实现工业机器人原始数据的获取和数据类型转换,所述的原始数据为工业机器人的关节速度、加速度、温度和电流电压,获取的工业机器人原始数据为统一的byte数组格式,需要在数据采集模块中转换为可直观显示的bool、double的数据类型,这些数据将用于大数据处理,以实现对工业机器人运行状态的预测和监控,针对不同工业机器人品牌采用不同的通信协议获取数据,同时每一个工业机器人的数据采集都使用单独线程分隔;
存储模块:接收数据采集模块采集并且转换后的工业机器人数据,将数据按照所建立的云端数据库格式以表为单位打包成数据包,通过无线或4G和云端建立的连接将数据包存入云端数据库;
所述的下行控制系统包括:
MQTT消息订阅模块:订阅MQTT代理中Web客户端发布的工业机器人位姿移动的命令消息,不同的命令被预先协议好为不同的消息内容,通过解析订阅到的消息确定需要执行的命令,将解析后的命令传至工业机器人控制模块做进一步处理;
工业机器人控制模块:包括控制命令接收和控制命令的打包发送,所述的控制命令接收是指接收MQTT消息订阅模块解析的命令,然后将该命令根据具体的机器人类型和使用协议格式打包成对应报文,通过以太网与工业机器人系统建立的Socket连接发送到对应机器人实现对机器人的控制;
所述的数据处理系统对采集并且转换后的工业机器人系统数据的集中管理和大数据计算,数据存储与管理模块结合了Redis缓存和MySQL数据库,上行数据采集系统上传的数据首先以键值的形式存入Redis缓存,接着Redis缓存将数据持久化入MySQL中作为历史数据存储,Web客户端获取数据时首先从Redis缓存中查找数据,如果没有则转向MySQL数据库中查找,SVM大数据计算模块基于SVM算法,通过对存储的大量数据时刻进行分析,找到最优分类面,通过当前工业机器人的位姿和电压电流状况预测其下一阶段运行趋势,从而实现预警,并将故障警告信息发送到Web客户端的故障预警模块,监控视频存储模块接收通过上行数据采集系统上传的监控系统视频并存储,供Web客户端实时监控显示模块所调用;
所述的MQTT代理接收Web客户端发布的命令消息,同时接收来自下行控制系统的MQTT消息订阅模块的订阅请求,将接收到的Web客户端命令消息转发给MQTT消息订阅模块,实现Web客户端命令到下行控制系统的传输;
所述的Web客户端包括历史数据查询模块、实时数据显示模块、实时监控显示模块、故障预警模块和控制模块,其中历史数据查询模块根据用户选择的查询条件,首先从Redis中查找相关数据,Redis中查询无果则转向MySQL中查询,查询结束后将结果返回给Web客户端显示,实时数据显示模块根据用户需求选择需要显示的数据,直接从MySQL中获取最新存入的数据显示,实时监控显示模块则直接获取数据处理系统中监控视频存储模块的内容以供工程师实时查看工业机器人运行状况,故障预警模块接收并显示SVM大数据计算模块中预测的故障信息,控制模块将触发的工业机器人的关节控制命令发布到MQTT代理,同时用户可以通过Web客户端配置上行数据采集系统中数据采集的种类,以应对不同工业机器人系统的需求;
所述的嵌入式板通过无线或4G连接云服务器,实现与云服务器间数据交互,向上将获取的工业机器人系统全部数据上传至云服务器存储,向下实现对工业机器人位姿控制。
2.根据权利要求1所述的一种工业机器人远程监控及数据处理系统,其特征在于:上行数据采集系统和下行控制系统都采用.Net Core框架编写,所述的数据处理系统和MQTT代理位于云服务器中。
3.根据权利要求1所述的一种工业机器人远程监控及数据处理系统,其特征在于:所述的数据采集模块包含长连接和短连接两种模式通信连接方式,长连接建立唯一通信通道,所有通信请求通过这一个通道完成,而短连接则为避免信道占用,每次通信建立新的通道,通信结束则关闭该通道。
4.根据权利要求1所述的一种工业机器人远程监控及数据处理系统,其特征在于:所述的数据采集模块为保持对每个机器人的数据采集频率的可控性,在各自的线程中利用定时器实现数据连续采集,定时器时间通过读取xml文件来设定,通过Web客户端可以直接修改xml文件,从而实现对采集频率的控制。
5.根据权利要求1所述的一种工业机器人远程监控及数据处理系统,其特征在于:所述的Web客户端对于工程师和普通客户有不同的权限限制,工程师权限可以实现Web客户端的控制功能,包括对数据采集模块采集频率的控制,而普通客户权限则限制于历史数据查询和实时数据查看两部分。