本发明属于多模态数据采集处理领域，尤其涉及一种工业多源异构数据实时采集方法。
背景技术：
1、大多数工厂中使用4～20ma的模拟量作为主要的数据传输方式。其优点是稳定、可靠性高，低传输时延。所有的数据传输到plc或dcs侧时，由于工业系统比较封闭，只能在上位机上查看数据，并部署简单的控制算法，然后再将控制指令下发给执行器。
2、随着智能化工厂时代的来临，传统工厂数字智能化改造的需求越来越迫切。根据监测、报警、控制等需求，需要在现场安装不同种类的传感器和执行器。每一种需求对应的传输时延和安全级别也不一样，比如控制回路的传输时延和安全级别的要求比监测的需求更高。不同的需求以及工业环境的多样性和复杂性，导致数据传输的方式也多种多样。数据类型有模拟量、开关量、数字量等多种异构数据。数据传输的方式也分为线传输和无线传输。这对工业数据传输提出了更高的要求。
技术实现思路
1、本发明的目的在于解决现有技术中存在的问题，并提供一种工业多源异构数据实时采集方法。
2、本发明所采用的具体技术方案如下：
3、一种工业多源异构数据实时采集方法，其包括以下步骤：
4、s1、将传感器电流信号通过隔离栅输出两路相同的电流信号，两路电流信号分别通过有线和无线形式传输接入到继电器中，同时数据匹配转换模块将继电器控制信号通过有线形式传输接入到继电器中，输出被选择的传感器电流信号；
5、s2、被选择的传感器电流信号通过有线形式传输接入到控制系统中，输出执行器的模拟量控制指令，将模拟量控制指令通过隔离栅输出两路相同的控制指令，两路控制指令分别通过有线和无线形式传输接入到执行器侧的继电器中，同时执行器侧的数据匹配转换模块将新的继电器控制信号通过有线形式传输接入到执行器侧的继电器中，输出被选择的控制指令，将被选择的控制指令通过有线形式传输接入到执行器；
6、s3、获取控制系统输出的工业侧开关量，将工业侧开关量通过有线形式传输接入到数据匹配转换模块，输出经过处理的工业侧开关量，将经过处理的工业侧开关量通过有线形式传输接入到对应的第一工业设备；
7、s4、获取第二工业设备输出的数字信号，将数字信号通过有线形式传输接入到数据匹配转换模块，输出经过处理的数字信号，将经过处理的数字信号通过有线形式传输接入到控制系统；
8、所述数据匹配转换模块基于ucos嵌入式操作系统，使用lwip轻量化tcp协议栈，利用ucos多任务的特性，向各个服务器访问数据；
9、所述数据匹配转换模块作为客户端，访问隔离栅或继电器内置的数模转换模块，基于工业协议以及数据匹配转换模块本身的计时器，计算无线传输时延，根据网络质量自动切换继电器的数据传输模式。
10、作为优选，步骤s1中，有线形式采用modbus rtu协议，无线形式采用modbus tcp协议。
11、作为优选，步骤s1中，将两路电流信号分别接入到继电器的具体过程为：一路电流信号通过有线形式传输接入到继电器中，另一路电流信号通过无线形式传输接入到数据匹配转换模块中，将经过数据匹配转换模块处理的电流信号通过有线形式传输接入到继电器中。
12、作为优选，步骤s2中，将两路控制指令分别接入到执行器侧的继电器具体过程为：一路控制指令通过有线形式传输接入到执行器侧的继电器中，另一路控制指令通过无线形式传输接入到执行器侧的数据匹配转换模块中，将经过数据匹配转换模块处理的控制指令通过有线形式传输接入到执行器侧的继电器中。
13、作为优选，步骤s2中，所述控制系统为分布式控制系统或可编程逻辑控制器。
14、作为优选，ucos多任务具体分为三个任务，第一个任务为轮询访问传感器侧和执行器侧的数据匹配转换模块、写入经过处理的工业侧开关量、读取第二工业设备输出的数字信号、写入第一数字量并转换为第一模拟量；第二个任务为写入继电器控制信号以及写入新的继电器控制信号；第三个任务为数据匹配转换模块读取第二模拟量并转换为第二数字量以及数据匹配转换模块接收第三数字量；其中，所述第一数字量为模拟量控制指令通过隔离栅后，以无线形式传输接入到执行器侧的继电器中所得到的电流信号；所述第一模拟量为第一数字量经过模数转换后的结果；所述第二模拟量为将控制系统输出执行器的模拟量控制指令通过隔离栅后输出的控制指令，所述第二数字量为第二模拟量经过数模转换后的结果；所述第三数字量为传感器电流信号通过隔离栅后，以无线形式传输接入到继电器中所得到的电流信号。
15、作为优选，ucos多任务中，第二个任务的优先级最高，第三个任务优先级次之，第一个任务优先级最低。
16、作为优选，根据网络质量自动切换继电器的数据传输模式具体为：当传输时延高于能影响控制回路性能的最大时延阈值，数据匹配转换模块会发送指令给继电器，将继电器切换到有线形式传输；当传输时延低于能影响控制回路性能的最大时延阈值，数据匹配转换模块会发送指令给继电器，将继电器切换到无线形式传输。
17、作为优选，传感器为液位传感器，执行器为流量调节阀，第一工业设备为电磁阀，第二工业设备为反应釜温度传感器。
18、本发明相对于现有技术而言，具有以下有益效果：
19、1、本发明可以在不改变传统工厂以模拟量信号传输为主的架构的基础上，实现对模拟量、开关量、数字量等异构数据的传输，可广泛适用于各工厂的智能化改造。
20、2、本发明通过隔离栅输出两路相同信号的方式，将原本传统的有线信号传输方式保留，并且通过数据匹配转换模块实现无线信号的传输，将数据多源化的同时，可以根据控制回路的特性，选择其最适合的传输方式。
21、3、为了保证信号传输的实时性以及可靠性，数据匹配转换模块将判断无线网络的传输质量是否良好，自动切换数据传输的模式。
1.一种工业多源异构数据实时采集方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.如权利要求1所述的一种工业多源异构数据实时采集方法，其特征在于，步骤s1中，有线形式采用modbus rtu协议，无线形式采用modbus tcp协议。
3.如权利要求1所述的一种工业多源异构数据实时采集方法，其特征在于，步骤s1中，将两路电流信号分别接入到继电器的具体过程为：一路电流信号通过有线形式传输接入到继电器中，另一路电流信号通过无线形式传输接入到数据匹配转换模块中，将经过数据匹配转换模块处理的电流信号通过有线形式传输接入到继电器中。
4.如权利要求1所述的一种工业多源异构数据实时采集方法，其特征在于，步骤s2中，将两路控制指令分别接入到执行器侧的继电器具体过程为：一路控制指令通过有线形式传输接入到执行器侧的继电器中，另一路控制指令通过无线形式传输接入到执行器侧的数据匹配转换模块中，将经过数据匹配转换模块处理的控制指令通过有线形式传输接入到执行器侧的继电器中。
5.如权利要求1所述的一种工业多源异构数据实时采集方法，其特征在于，步骤s2中，所述控制系统为分布式控制系统或可编程逻辑控制器。
6.如权利要求1所述的一种工业多源异构数据实时采集方法，其特征在于，ucos多任务具体分为三个任务，第一个任务为轮询访问传感器侧和执行器侧的数据匹配转换模块、写入经过处理的工业侧开关量、读取第二工业设备输出的数字信号、写入第一数字量并转换为第一模拟量；第二个任务为写入继电器控制信号以及写入新的继电器控制信号；第三个任务为数据匹配转换模块读取第二模拟量并转换为第二数字量以及数据匹配转换模块接收第三数字量；其中，所述第一数字量为模拟量控制指令通过隔离栅后，以无线形式传输接入到执行器侧的继电器中所得到的电流信号；所述第一模拟量为第一数字量经过模数转换后的结果；所述第二模拟量为将控制系统输出执行器的模拟量控制指令通过隔离栅后输出的控制指令，所述第二数字量为第二模拟量经过数模转换后的结果；所述第三数字量为传感器电流信号通过隔离栅后，以无线形式传输接入到继电器中所得到的电流信号。
7.如权利要求6所述的一种工业多源异构数据实时采集方法，其特征在于，ucos多任务中，第二个任务的优先级最高，第三个任务优先级次之，第一个任务优先级最低。
8.如权利要求1所述的一种工业多源异构数据实时采集方法，其特征在于，根据网络质量自动切换继电器的数据传输模式具体为：当传输时延高于能影响控制回路性能的最大时延阈值，数据匹配转换模块会发送指令给继电器，将继电器切换到有线形式传输；当传输时延低于能影响控制回路性能的最大时延阈值，数据匹配转换模块会发送指令给继电器，将继电器切换到无线形式传输。
9.如权利要求1所述的一种工业多源异构数据实时采集方法，其特征在于，传感器为液位传感器，执行器为流量调节阀，第一工业设备为电磁阀，第二工业设备为反应釜温度传感器。
