本发明涉及纺织数据实时采集，具体为基于大数据的纺织车间实时数据采集系统。
背景技术：
1、纺织企业的设备联网与数据采集是实现生产智能化的第一步，也是打造并实现数字化工厂最基础的一步，通过将现场的生产数据工艺流程以实时数据采集分析的形式进行生产情况反馈，即利用实时采集的设备数据与车间生产数据进行存储分析，综合反映纺织车间整体的生产状况，当根据分析结果发现生产数据不合理或者出现纺织设备故障的问题时，通过控制服务器发送指令来协调控制纺织设备的运作，因此对纺织车间的设备与生产数据的实时采集要求就更高，但在纺织行业中当前针对车间现场的设备与数据采集，由于存在大量分散式的生产设备，设备与设备间的协调控制性和实时交互关联性都较差，就导致现有的车间下进行的数据实时采集可靠性不高，且存在耗时长、数据准确度低的问题。因此，设计数据采集实时性强和数据采集可靠性高的基于大数据的纺织车间实时数据采集系统是很有必要的。
技术实现思路
1、本发明的目的在于提供基于大数据的纺织车间实时数据采集系统，以解决上述背景技术中提出的问题。
2、为了解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：基于大数据的纺织车间实时数据采集系统，包括采集时间周期模块、实时数据采集模块、采集传输控制模块，其特征在于：所述采集时间周期模块用于设定针对纺织车间不同采集模式下的数据实时采集时间周期；所述实时数据采集模块用于进行纺织车间相关数据的周期性实时采集操作；所述采集传输控制模块用于对纺织车间采集数据进行传输和安全控制，所述采集时间周期模块、实时数据采集模块、采集传输控制模块间相互网络连接。
3、根据上述技术方案，所述采集时间周期模块包括：数据采集模式划分模块、采集周期确定模块、采集数据总量计算模块，所述数据采集模式划分模块用于将纺织车间数据采集模式进行正常运转采集模式和异常事件采集模式的划分；所述采集周期确定模块用于利用主节点确定设备生产数据和设备运行数据的采集周期；所述采集数据总量计算模块用于计算纺织车间需要实时采集的数据总量，所述数据采集模式划分模块、采集周期确定模块、采集数据总量计算模块间相互网络连接。
4、根据上述技术方案，所述实时数据采集模块包括：分类模型模块、周期性采集模块、采集任务队列模块、采集命令解析模块，所述分类模型模块用于将纺织设备的信息属性映射到分类模型进行归集分类；所述周期性采集模块用于进行纺织车间相关数据的周期性采集操作；所述采集任务队列模块用于存放存储的采集命令或连接请求连同采集终端的信息；所述采集命令解析模块用于利用执行线程从采集任务队列中将采集命令、连接请求以及采集终端的信息进行解析提取，所述分类模型模块、周期性采集模块、采集任务队列模块、采集命令解析模块间相互网络连接。
5、根据上述技术方案，所述采集传输控制模块包括时间周期循环迭代模块：时间周期循环迭代模块、传输控制模块、数据安全保护机制模块、数据加密判断模块，所述时间周期循环迭代模块用于基于确定的时间周期进行发送数据周期的迭代循环计算；所述传输控制模块用于控制采集终端的边缘终端在采集设备实时数据的同时通过条件阈值进行传输控制；所述数据安全保护机制模块用于建立控制采集传输的纺织车间的数据安全保护机制；所述数据加密判断模块用于对传输监测的每个数据信息体进行加密和解密判断，所述间周期循环迭代模块、传输控制模块、数据安全保护机制模块、数据加密判断模块间相互网络连接。
6、根据上述技术方案，所述系统的运行方法包括以下步骤：
7、步骤一：设定针对纺织车间不同采集模式下的数据实时采集时间周期和采集数据的总量；
8、步骤二：按照纺织设备的信息属性进行数据采集的分类操作；
9、步骤三：进行纺织车间相关数据的周期性采集操作；
10、步骤四：对纺织车间采集数据进行传输；
11、步骤五：同步建立控制采集传输的纺织车间的数据安全保护机制。
12、根据上述技术方案，所述针对纺织车间不同采集模式下的数据实时采集时间周期的设定方法包括以下步骤：
13、步骤11：将纺织车间数据采集模式划分为：正常运转采集模式和异常事件采集模式，正常运转采集模式是针对纺织车间内设定进行实时数据采集的纺织设备正常运行的所有行为事件数据采集，异常事件采集模式针对纺织车间的纺织设备出现硬件或软件故障导致的纺织设备停机、以及故障结束纺织设备恢复正常运行的行为事件；
14、步骤12：对纺织区间中对应的所有纺织设备进行主从节点的编号，设置纺织设备主节点在正常运转采集模式每隔等量的采集周期t进行定时采集，利用主节点确定设备生产数据和设备运行数据的采集周期，进一步基于主节点确定每个从节点的采集周期；
15、步骤13：主从节点在采集数据时，设定采集的时间t必须大于等于节点在正常运转采集模式下发送采集数据所需的最长时间，节点确定的采集周期t越小，每个节点进行采集的时间t越短；
16、步骤14：同步基于总的纺织车间数量n、纺织设备x，以及定义的采集周期t和需要采集的纺织设备状态量k，每个状态量k需要用的主从节点m，计算纺织车间需要实时采集的数据总量，数据总量，其中为单位转换系数。
17、根据上述技术方案，所述按照纺织设备的信息属性进行数据采集的分类操作包括：将纺织设备的信息属性映射到分类模型中，分类模型统一归集纺织设备的所述数据信息类型后，对每种类型设备根据数据特征提取通用型生产信息数据并具体化数据结构，根据每类数据的特点将其分为静态属性和动态属性，并通过分类模型对每个属性集中的数据项指定一个唯一的属性编码，服务器根据属性编码对该数据项进行访问，最后利用数据项映射函数对纺织设备信息属性集建立间映射关系，再通过数据采集终端根据不同数据种类组别对象的具体路径，对服务器中建立好映射关系的节点信息进行读写交互，根据属性种类控制属性数据的采集周期和采集频率。
18、根据上述技术方案，所述进行纺织车间相关数据的周期性采集操作包括：
19、步骤31：通过传感设备中的数据采集终端对纺织设备的物理数据进行采集，基于采集程序从纺织设备数据采集节点采集纺织设备的待采集数据，数据采集终端间分别基于采集请求与待采集数据的纺织设备建立通信连接，采集终端建立与待连接的纺织设备的ip地址、端口号信息，并保存到纺织设备列表中；
20、步骤32：当采集终端接收到采集命令或连接请求后，利用请求解析器进行请求解析，通过主线程将存储的采集命令或连接请求连同采集终端的信息存放到采集任务队列中，等待空闲后执行相应的采集任务；
21、步骤33：采集任务队列采用先进先出的处理原则，利用执行线程从采集任务队列中将采集命令、连接请求以及采集终端的信息进行解析提取，当根据采集命令或连接请求执行完采集任务后，同步将对应的采集终端信息添加到tcp通信协议中，利用该协议传输到对应的采集终端中。
22、根据上述技术方案，所述进行纺织车间相关数据的周期性采集操作还包括：利用传感器对纺织车间的纺织设备数据和生产数据进行的物理感知，采集程序中系统的主控服务器根据要求向采集终端发送采集命令，采集终端接收采集命令后进行解析，即利用主从节点解析采集命令，主控节点将对应的感知命令发送给从节点，利用从节点实现对物理数据的采集，并将采集获取的数据通过can总线发送到主控节点，基于同步命令计算采集发送数据的时间周期，在计算的时间周期下采集设备通过can总线将采集的物理数据发送到主控服务器，主控服务器接收到采集数据后，将采集数据存储到数据库中，主控服务器在多线程程序处理过程中，多个线程并发的请求同一个资源数据的采集操作时，利用线程锁让最开始采集资源数据的线程持续访问，直到在划定的时间周期下采集结束后其他的采集线程才可以开始请求访问。
23、根据上述技术方案，所述对纺织车间采集数据进行传输的方法包括以下步骤：
24、步骤41：主节点在正常运转采集模式下发送同步采集命令后，所有节点依次在自己确定的时间周期内发送数据；
25、步骤42：第一个节点发送数据的时间为1-t/n，当在时间周期内它的数据没有发送完时同步停止发送，第二个节点在t/n时刻开始发送数据，第三个节点在2t/n时刻发送数据，基于该时间周期进行迭代循环，直到最后一个节点发送完数据；
26、步骤43：控制采集终端的边缘终端在采集设备实时数据的同时通过条件阈值进行传输控制，通过计算纺织设备中拥有时效特点的周期数据；
27、步骤44：边缘终端的子线程通过连接云端服务器，轮询纺织车间中被采集的纺织设备数据和生产数据的时效列表信息，读取该纺织设备的周期数据并按纺织设备标识及特征标识发送至服务器，云端接收到纺织设备的时效数据后返回给对应的纺织设备端，并进行数据采集传输的响应；
28、所述同步建立控制采集传输的纺织车间的数据安全保护机制的方法包括以下步骤：针对纺织设备采集的数据传输过程中，在采集的数据信息的交互时通过建立控制采集传输的纺织车间的数据安全保护机制，在每台纺织设备上基于安全保护机制监测采集的数据，对传输监测的每个数据信息体进行加密，构建数据帧通过加密算法运算生成哈希值，利用数据帧组成完整请求发向目标终端，目标终端接收到请求体后进行加密运算得到哈希值，将计算得到的哈希值进行比较，判断是否一致，当一致时判断为数据有效进行后续的分析处理。
29、与现有技术相比，本发明所达到的有益效果是：本发明，通过设置有采集时间周期模块、实时数据采集模块、采集传输控制模块，其中采集时间周期模块用于设定针对纺织车间不同采集模式下的数据实时采集时间周期；实时数据采集模块用于进行纺织车间相关数据的周期性实时采集操作；采集传输控制模块用于对纺织车间采集数据进行传输和安全控制，本发明通过设定针对纺织车间不同采集模式下的数据实时采集时间周期以及计算纺织车间需要实时采集的数据总量；按照纺织设备的信息属性进行数据采集的分类操作；然后进行纺织车间相关数据的周期性采集，最后对纺织车间采集数据进行传输同时设定数据安全保护机制，解决了现有的纺织车间下进行的数据实时采集可靠性不高且数据准确度低的问题，同时使得纺织车间中当纺织设备数量过多时仍能保证数据采集的高实时性和高可靠性。
1.基于大数据的纺织车间实时数据采集系统，包括采集时间周期模块、实时数据采集模块、采集传输控制模块，其特征在于：所述采集时间周期模块用于设定针对纺织车间不同采集模式下的数据实时采集时间周期；所述实时数据采集模块用于进行纺织车间相关数据的周期性实时采集操作；所述采集传输控制模块用于对纺织车间采集数据进行传输和安全控制，所述采集时间周期模块、实时数据采集模块、采集传输控制模块间相互网络连接。
2.根据权利要求1所述的基于大数据的纺织车间实时数据采集系统，其特征在于：所述采集时间周期模块包括：数据采集模式划分模块、采集周期确定模块、采集数据总量计算模块，所述数据采集模式划分模块用于将纺织车间数据采集模式进行正常运转采集模式和异常事件采集模式的划分；所述采集周期确定模块用于利用主节点确定设备生产数据和设备运行数据的采集周期；所述采集数据总量计算模块用于计算纺织车间需要实时采集的数据总量，所述数据采集模式划分模块、采集周期确定模块、采集数据总量计算模块间相互网络连接。
3.根据权利要求2所述的基于大数据的纺织车间实时数据采集系统，其特征在于：所述实时数据采集模块包括：分类模型模块、周期性采集模块、采集任务队列模块、采集命令解析模块，所述分类模型模块用于将纺织设备的信息属性映射到分类模型进行归集分类；所述周期性采集模块用于进行纺织车间相关数据的周期性采集操作；所述采集任务队列模块用于存放存储的采集命令或连接请求连同采集终端的信息；所述采集命令解析模块用于利用执行线程从采集任务队列中将采集命令、连接请求以及采集终端的信息进行解析提取，所述分类模型模块、周期性采集模块、采集任务队列模块、采集命令解析模块间相互网络连接。
4.根据权利要求3所述的基于大数据的纺织车间实时数据采集系统，其特征在于：所述采集传输控制模块包括时间周期循环迭代模块：时间周期循环迭代模块、传输控制模块、数据安全保护机制模块、数据加密判断模块，所述时间周期循环迭代模块用于基于确定的时间周期进行发送数据周期的迭代循环计算；所述传输控制模块用于控制采集终端的边缘终端在采集设备实时数据的同时通过条件阈值进行传输控制；所述数据安全保护机制模块用于建立控制采集传输的纺织车间的数据安全保护机制；所述数据加密判断模块用于对传输监测的每个数据信息体进行加密和解密判断，所述间周期循环迭代模块、传输控制模块、数据安全保护机制模块、数据加密判断模块间相互网络连接。
5.根据权利要求4所述的基于大数据的纺织车间实时数据采集系统，其特征在于：所述系统的运行方法包括以下步骤：
6.根据权利要求5所述的基于大数据的纺织车间实时数据采集系统，其特征在于：所述针对纺织车间不同采集模式下的数据实时采集时间周期的设定方法包括以下步骤：
7.根据权利要求6所述的基于大数据的纺织车间实时数据采集系统，其特征在于：所述按照纺织设备的信息属性进行数据采集的分类操作包括：将纺织设备的信息属性映射到分类模型中，分类模型统一归集纺织设备的所述数据信息类型后，对每种类型设备根据数据特征提取通用型生产信息数据并具体化数据结构，根据每类数据的特点将其分为静态属性和动态属性，并通过分类模型对每个属性集中的数据项指定一个唯一的属性编码，服务器根据属性编码对该数据项进行访问，最后利用数据项映射函数对纺织设备信息属性集建立间映射关系，再通过数据采集终端根据不同数据种类组别对象的具体路径，对服务器中建立好映射关系的节点信息进行读写交互，根据属性种类控制属性数据的采集周期和采集频率。
8.根据权利要求7所述的基于大数据的纺织车间实时数据采集系统，其特征在于：所述进行纺织车间相关数据的周期性采集操作包括：
9.根据权利要求8所述的基于大数据的纺织车间实时数据采集系统，其特征在于：所述进行纺织车间相关数据的周期性采集操作还包括：利用传感器对纺织车间的纺织设备数据和生产数据进行的物理感知，采集程序中系统的主控服务器根据要求向采集终端发送采集命令，采集终端接收采集命令后进行解析，即利用主从节点解析采集命令，主控节点将对应的感知命令发送给从节点，利用从节点实现对物理数据的采集，并将采集获取的数据通过can总线发送到主控节点，基于同步命令计算采集发送数据的时间周期，在计算的时间周期下采集设备通过can总线将采集的物理数据发送到主控服务器，主控服务器接收到采集数据后，将采集数据存储到数据库中，主控服务器在多线程程序处理过程中，多个线程并发的请求同一个资源数据的采集操作时，利用线程锁让最开始采集资源数据的线程持续访问，直到在划定的时间周期下采集结束后其他的采集线程才可以开始请求访问。
10.根据权利要求9所述的基于大数据的纺织车间实时数据采集系统，其特征在于：所述对纺织车间采集数据进行传输的方法包括以下步骤：
