一、概述

工業數據采集（CariIOT）系統是天地（常州）自動化股份有限公司針對煤炭行業各類安全監測監控子系統、安全生產管理系統、經營管理系統中各類多種來源和多種協議的時序數據、結構化數據以及非結構化數據所自主研發的數據采集、治理與發布的系統。

工業數據采集（CariIOT）系統采用冗余架構設計思路，從各類現場子系統、PLC、總線等設備中，實時讀取并解析數據，通過對數據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數據處理，支持億級設備安全穩定連接、10萬TPS高并發可靠通信，服務可用性99.95%。

工業數據采集系統架構圖

二、功能特性

多種數據接入協議：包括MQTT(S)、CoAP、CAN、OPCDA、LwM2M、物聯感知協議、備查協議、文本、RTSP、OPC-UA、Modbus、IEC104/61850等，可滿足對煤炭行業特有的安全監控、人員定位、輔助運輸、電力監控、各類工業控制、自有協議、作業機器人等數據的采集、清洗、建模與發布。

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等協議；

數據安全接入：

①一機一密：每個設備具備唯一的預共享密鑰鑒權參數，每個設備具備唯一的deviceid與Secret鑒權參數，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+加密協議，提供安全的傳輸通道，滿足GDPR數據隱私保護要求。

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；

簡單方便的數據終端、工程管理：能夠單個或批量啟動、停止數據終端的采集，監視數據終端變量的值、質量戳和時間戳。

遠程運維能力：提供完整詳細的各子系統、設備數據采集日志信息，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、設備最近一次上報的設備屬性值、應用服務器期望下發的配置。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，并根據具體要求，實現設備與平臺配置文件的下發與上傳，保證影子與設備配置的同步。

支持托拉拽開發界面，通過托拉拽實現JavaScript插件自動生成。

支持云邊兩級架構，邊緣側支持以下能力：

1.支持SSH遠程登錄邊緣節點執行運維，邊緣節點單向連接平臺側，不暴露邊緣節點IP，保證安全運維通道。

2.支持邊云文件同步能力，平臺側界面操作文件上傳下載，到邊緣節點指定目錄。

3.支持邊緣數據采集，采集點位在邊緣節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.支持在平臺側管理業務應用、協議驅動的生命周期，分發到指定邊緣節點執行熱部署升級。

5.支持邊緣節點內不同應用之間的數據流轉。

三、產品功能

1. 采集配置與管理功能：實現所接入子系統、設備及變量維護，采集啟停管理功能；

2. 數據采集功能：實現對行業通用協議MQTT(S)、CoAP、CAN、OPCDA、LwM2M、物聯感知協議、備查協議、文本、RTSP、OPC-UA、Modbus、IEC104/61850等設備和系統進行采集和讀寫的功能。支持圖形化托拉拽開發界面；支持云邊兩級架構；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等訂閱設備上報數據；支持流轉數據內容，觸發條件，流轉方式，數據目的地等流轉規則配置，并支持標準T-SQL的數據查詢、發布及訂閱功能。

3. 多樣數據采集功能：支持對煤礦各類自定義數據傳輸規范進行數據集成，如安全監測、人員定位、輔助運輸等以MQTT、文本等方式，從指定存儲路徑下的文件中獲取數據，支持TXT、XML、JSON等多種文件格式。系統需要根據文件生成方提供的數據結構和生成規則，采取定時訪問的方式，獲取并解析數據；同時支持數據庫模式的安全生產管理業務數據，諸如銷售管理、雙預控、企業經營管理等方式，從關系型數據庫中獲取數據，支持MySQL、PostgreSQL、Oracle和SQLServer等主流關系型數據庫，根據數據庫管理方提供的訪問權限和數據字典，采取定時查詢的方式，增量或全量導出數據。

4. 數據清洗與對象化建模功能：支持邊緣數據采集，同步在邊緣節點上實現數據采集、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。支持在平臺側管理業務應用、協議驅動的生命周期，分發到指定邊緣節點執行熱部署升級。支持在邊緣側的對象化建模及數據屬性賦值，支持對象化的數據集成與應用范圍。支持邊緣節點內不同應用之間的數據流轉等；

5. 數據清洗與對象化建模功能：區分設備監測類數據和一般業務數據，并分別進行數據的解析。針對設備監測類數據，在數據解析時，建立并存儲監測點位之間的組織關系以及監測點位與設備系統之間的邏輯層級，支持對設備對象及數據對象的屬性化建模管理功能，即構建物模型。

6.數據采集過程的動態監視功能：系統具備以瀏覽器頁面的形式，對規則鏈、數據源和物模型的數據查詢及管理可視化界面；

7.遠程授權管理功能：針對不同數據域的采集，CariIOT基于統一的智能礦山綜合管控平臺，實現中心授權管理的模式，對各數據終端采集實例數授權管理，實現不同數據采集的分權、分域管理；

8.故障診斷與運維管理：支持遠程部署與運維，實現子系統采集配置的修改，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支持；支持SSH遠程登錄邊緣節點執行運維，邊緣節點單向連接平臺側，保證安全運維通道。同時支持邊云文件同步能力，平臺側界面操作文件上傳與下載，到邊緣節點指定目錄。

9.數據轉發功能：支持包括基于物聯感知協議、MQTT、OPC UA、WebAPI等多種方式的數據發布功能，同時支持根據第三方數據交互規范進行訂閱式數據發布功能 。

10.該IOT所依托的“采礦行業智慧礦山工業互聯網平臺”獲得江蘇省2021年度省重點工業互聯網平臺。

 四、行業支持及推薦的數據采集方式