一种基于内网穿透与数字孪生的智造实训设备实时通信与在线共享系统

1.本发明涉及智造实训设备技术领域，特别是涉及一种基于内网穿透与数字孪生的智造实训设备实时通信与在线共享系统。


背景技术：

2.随着职业教育与技能培训越来越受到关注，实训教学变得日益重要，在当前的职业教育与技能培训技术中，面对不同行业、不同产品领域和不同应用场景，搭建了不同类型的实训设备，例如锂电池装配实训装置，可模拟整个锂电池装配的工作流程，或者例如其他产品方面的智造实训设备，用于模拟其相应的工艺流程等。然而，当前职业教育机构/高校中的智造实训设备普遍存在着使用率低的问题。


技术实现要素：

3.基于此，有必要提供一种基于内网穿透与数字孪生的智造实训设备实时通信与在线共享系统，能够有效提高实训设备使用率以实现设备共享的同时改善系统实时性。
4.一种基于内网穿透与数字孪生的智造实训设备实时通信与在线共享系统，包括远程终端、云服务器、本地终端和现场设备，云服务器分别通信连接远程终端和本地终端，现场设备通信连接本地终端；
5.远程终端部署有相互通信的数字孪生仿真模块和基于socket的socket tcp客户端，socket tcp客户端使用frp内网穿透工具通过云服务器远程访问本地终端采集的实时设备数据，数字孪生仿真模块用于对现场设备进行数字孪生实训；
6.云服务器位于公网，用于通过frp内网穿透工具执行远程终端对本地终端的内网穿透；本地终端位于现场设备所在的本地内网且部署有基于socket的socket tcp服务端模块，socket tcp服务端模块通过modbus tcp协议连接和采集现场设备的实时设备数据，以及通过socket编程接口连接socket tcp客户端并根据tcp协议传输实时设备数据。
7.在其中一个实施例中，远程终端在获得输入的公网ip地址以及暴露给公网ip地址的客户端口号后，远程终端向云服务器发起连接请求；
8.在远程终端向云服务器根据公网ip地址和客户端口号连接成功后，云服务器通过frp内网穿透工具通知本地终端启用配置的内网ip地址以及暴露给外网访问的服务端口号，建立云服务器与本地终端的连接，为远程终端提供内网穿透。
9.在其中一个实施例中，现场设备包括工业机器人和cnc系统，本地终端通过modbus tcp协议分别与工业机器人和cnc系统通信。
10.在其中一个实施例中，socket tcp服务端模块在获取现场设备的plc数据采集器采集的实时设备数据之前，socket tcp服务端模块中添加有plc数据采集器的设备信息，设置有数据读取方式、数据读取周期、分配的数据缓存区、需要采集的数据变量和plc数据采集器的数据寄存器地址。
11.在其中一个实施例中，本地终端通过串口连接现场设备。
12.在其中一个实施例中，本地终端通过以太网连接现场设备。
13.在其中一个实施例中，上述一种基于内网穿透与数字孪生的智造实训设备实时通信与在线共享系统还包括vr设备，vr设备通信连接远程终端的socket tcp客户端和数字孪生仿真模块，vr设备用于可视化数字孪生实训过程。
14.在其中一个实施例中，上述一种基于内网穿透与数字孪生的智造实训设备实时通信与在线共享系统还包括ar设备，ar设备通信连接远程终端的socket tcp客户端和数字孪生仿真模块，ar设备用于可视化数字孪生实训过程。
15.在其中一个实施例中，工业机器人为六轴机器人。
16.在其中一个实施例中，本地终端还用于根据远程终端通过云服务器发送的控制指令，控制六轴机器人在动态时的空间动作及精度，将六轴机器人的实时运动数据通过云服务器回传到远程终端。
17.上述的一种基于内网穿透与数字孪生的智造实训设备实时通信与在线共享系统，通过基于内网穿透技术和数字孪生技术，部署了主要由远程终端、云服务器、本地终端和现场设备构成的全新工业数字孪生智造实训平台，在远程终端、云服务器和本地终端之间利用frp内网穿透工具实现远程终端对本地终端的内网穿透访问，从而使得远程终端可以在外部网络也能够访问本地内网中的服务，即访问本地内网中现场设备的数据，达到用户可以在现场设备对应的数字孪生体这一模拟仿真软件中，通过公网访问内网中现场设备的数据，实现远程访问，进而驱动数字孪生体实时协同现场设备执行数字孪生实训任务，并且实现了现场设备共享使用，解决了实训系统所存在的设备使用率低的问题，系统实时性也得到了大幅提升。
附图说明
18.构成本技术的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。
19.为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
20.图1为一个实施例中的一种基于内网穿透与数字孪生的智造实训设备实时通信与在线共享系统的结构组成示意图；
21.图2为一个实施例中远程终端的内部模块示意图；
22.图3为一个实施例中内网穿透的访问流程示意图；
23.图4为一个实施例中一种基于内网穿透与数字孪生的智造实训设备实时通信与在线共享系统的应用结构示意图。
具体实施方式
24.为了使本技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本技术进行进一步详细说明。应当理解，此处描述的具体实施例仅仅用以解释本技术，并不
用于限定本技术。
25.除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本技术的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。在本技术的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本技术。
26.需要说明的是，在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本发明的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置展示该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。
27.本领域技术人员可以理解，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。在本发明说明书和所附权利要求书中使用的术语“和/或”是指相关联列出的项中的一个或多个的任何组合以及所有可能组合，并且包括这些组合。
28.随着物联网技术的发展，数字孪生的概念被逐渐应用。现在可以很容易地将传感器和执行器件连接到物理对象(即各现场设备)，以获知物理对象所处的环境及其操作数据，并可以从该物理对象的数字孪生体控制该物理对象，其过程通常被表征为从物理对象到数字孪生体再到物理对象的双向数据流。在实际应用中，每个数字孪生体将涉及多个信息线程，这不仅在物理对象及其数字孪生体之间，而且在数字孪生体与企业系统之间，这些系统有助于实时或近实时地创建初始模拟模型并提供支持数据，以构建模拟对象或资产的完整图像。数字孪生技术对于职业人员的实训而言具有重大的意义，一方面能够提高实训设备的使用率，节约实训成本；另一方面，还能提高职业人员实训时候的容错率，降低职业人员实训过程中不慎误操作造成意外与故障发生的概率。
29.然而目前数字孪生技术在智造实训系统上的共享和应用实时性不令人满意。由于数字孪生体和物理对象之间的数据传输需要经过网络和传感器等多个环节，这些环节的传输延迟会影响数字孪生体的实时性，并且传统技术中通过网线连接智造实训系统和仿真端的方式并未能够实现设备共享。本技术中，为提高智造实训系统中的实训设备使用率，以实现设备共享的同时改善系统应用实时性，在初始设计过程中，尝试了通过网关上传数据到服务器，再由服务器开放端口供仿真端读取数据，但是这种方式虽然可以解决设备共享的问题却仍未能很好地解决实时性不足的问题。鉴于此，本技术设计了一种基于内网穿透与数字孪生的智造实训系统，设计构思是：通过frp内网穿透技术，将现场设备部署在内网中，同时将其相应的内网端口映射到公网云服务器，这样用户可以在模拟仿真软件中通过公网访问现场设备的数据，实现远程访问，进而驱动模拟仿真模型实时协同数字孪生并且实现设备共享，对于帮助解决设备使用率低、实时性差和促进职业教育培训的发展有着关键的作用。
30.下面将结合本发明实施例图中的附图，对本发明实施方式进行详细说明。
31.在一个实施例中，如图1所示，提供了一种基于内网穿透与数字孪生的智造实训设备实时通信与在线共享系统100，包括远程终端11、云服务器13、本地终端15和现场设备17。云服务器13分别通信连接远程终端11和本地终端15，现场设备17通信连接本地终端15。远程终端11部署有相互通信的数字孪生仿真模块和基于socket的socket tcp客户端，socket tcp客户端使用frp内网穿透工具通过云服务器13远程访问本地终端15采集的实时设备数据，数字孪生仿真模块用于对现场设备17进行数字孪生实训。云服务器13位于公网，用于通过frp内网穿透工具执行远程终端11对本地终端15的内网穿透。本地终端15位于现场设备
17所在的本地内网且部署有基于socket的socket tcp服务端模块，socket tcp服务端模块用于通过modbus tcp协议连接和采集现场设备17的实时设备数据，以及通过socket编程接口连接socket tcp客户端并根据tcp协议传输实时设备数据。
32.可以理解，云服务器13为部署在公共网络上的云服务器13，远程终端11为相对于内网的本地终端15而言，不归属于本地内网的外部终端设备，其数量可以是一台，也可以是多台而且不同远程终端11可以分布在不同的真实地理位置，各远程终端11的所在位置不限，用于方便不同用户分别远程访问本地终端15。相应的，本地终端15是指位于本地内网中的终端设备。远程终端11和本地终端15均可以但不限于是笔记本电脑、台式电脑或者平板电脑。现场设备17是指针对某一工业领域的真实生产制造设备而建造的模拟设备，部署在本地的实训现场中，例如但不限于汽车工业整车生产线上的各类生产设备的模拟设备，或者动力电池生产线上的各生产设备的模拟设备或者芯片生产线生的各类生产设备的模拟设备。上述的通信连接可以是有线连接也可以是无线连接，还可以是有线连接和无线连接相结合的连接方式，具体可以根据系统应用需要进行选择，只要能够实现所需的数据通信功能均可。
33.plc数据采集器为现场设备17既有的数据采集plc电路、器件或者板卡，实时设备数据可以但不限于是现场设备17运行全过程中的实时采集的运动状态数据、响应数据或工作状态数据等。传输控制协议tcp(transmission control protocol)是一种面向连接的、可靠的、基于字节流的传输通信协议。它提供了可靠的、面向连接的数据传输服务。tcp位于osi模型的传输层，它通过在发送和接收端之间建立可靠的连接，确保数据的有序传输和可靠性适用于需要确保数据完整性和顺序性的应用场景。它能够自动重传丢失的数据包，保证数据的可靠传输。同时，tcp还具备拥塞控制和流量控制的机制，可以根据网络状况自适应地调整数据传输的速率，以避免网络拥塞和数据丢失。而socket tcp则是基于tcp协议的套接字编程接口，用于在计算机网络中实现应用程序之间的通信。socket是一种抽象层，提供了应用程序与网络通信之间的接口，它通过封装底层的网络通信细节，使得应用程序可以方便地进行网络通信操作。socket tcp结合了socket编程接口和tcp协议，提供了一种方便的方式来开发网络应用程序，它允许应用程序通过创建套接字(socket)来建立连接，并使用tcp协议进行数据传输。modbus tcp协议是一种基于tcp/ip协议的工业通信协议，它用于在自动化系统中实现设备之间的通信。modbus tcp协议将modbus协议封装在tcp/ip协议中，以太网作为传输介质，提供了一种可靠和高效的方式来控制和监控设备。
34.基于socket的socket tcp服务端模块是一种按照已有的tcp通信协议的要求，通过基于socket自主设计制作的服务端应用程序功能模块，它使用tcp协议与既有socket tcp服务器进行通信，并从socket tcp服务器中读取或写入数据。
35.socket tcp客户端则安装在远程终端11，提供职业人员远程使用系统进行实训并协同使用本地的现场设备17的操作接口。socket tcp客户端可以通过tcp协议与云服务器进行通信，并使用tcp提供的安全和加密功能来保护数据的传输。socket tcp客户端可以向云服务器请求数据、监视变量、控制设备和执行其他操作。
36.数字孪生仿真模块为用于生成、运行和维护等管理现场设备17对应的数字孪生体的仿真模拟功能模块，可以是本领域现有的数字孪生仿真软件，也可以是根据实训需要基于数字孪生技术定制的仿真软件。frp内网穿透工具是一种网络技术，用于在具有公网ip的
服务器和位于私有网络(内网)中的设备之间建立连接，使得位于内网的设备可以通过公网访问。frp内网穿透工具通过在公网服务器上部署frp服务器端和在内网设备上部署frp客户端，实现了内网设备与公网之间的数据传输。
37.通常情况下，内网设备由于位于私有网络中，无法直接被公网访问，因为私有网络的ip地址通常不是公网可路由的。这就导致了内网设备无法直接提供服务或被远程访问。frp内网穿透通过将内网设备与公网服务器建立隧道连接，使得公网用户可以通过公网服务器与内网设备进行通信。frp内网穿透工具使用了一种称为"反向代理"的技术，当公网用户请求访问内网设备时，请求首先发送到公网服务器的frp服务器端，然后frp服务器端将请求转发给内网设备上运行的frp客户端，最终实现了内网设备的访问。frp内网穿透技术可以应用于各种场景，如远程监控、远程访问和文件共享等。
38.需要注意的是，使用frp内网穿透工具时，需要确保公网服务器具有稳定的公网ip地址并且需要进行适当的安全配置(具体可按照工具提供的配置指引进行选择和设置)，以防止未经授权的访问。此外，对于涉及到安全性要求较高的应用，还可以使用额外的安全措施，如加密和身份验证，以确保数据传输的安全性。
39.具体的，在云环境下使用内网穿透技术实现远程数据访问和通信，使得参与实训的职业人员可以在远程的模拟仿真软件中通过公网访问本地内网中的现场设备17的数据，结合数字孪生技术实现了系统物理空间和数字空间的深度融合，从而更直观、深层次的实时感知和呈现通信全方位运行状态，为智造实训系统运维监控、培训教学、实时共享和故障研判提供了更强有力的支撑。
40.上述的一种基于内网穿透与数字孪生的智造实训设备实时通信与在线共享系统100，通过基于内网穿透技术和数字孪生技术，部署了主要由远程终端11、云服务器13、本地终端15和现场设备17构成的全新工业数字孪生智造实训平台，在远程终端11、云服务器13和本地终端15之间利用frp内网穿透工具实现远程终端11对本地终端15的内网穿透访问，从而使得远程终端11可以在外部网络也能够访问本地内网中的服务，即访问本地内网中现场设备17的数据，达到用户可以在现场设备17对应的数字孪生体这一模拟仿真软件中，通过公网访问内网中现场设备17的数据，实现远程访问，进而驱动数字孪生体实时协同现场设备17执行数字孪生实训任务，并且实现了现场设备17共享使用，解决了实训系统所存在的设备使用率低的问题，系统实时性也得到了大幅提升。
41.在一个实施例中，如图2所示，进一步的，远程终端11在获得输入的公网ip地址以及暴露给公网ip地址的客户端口号后，远程终端11向云服务器13发起连接请求。在远程终端11向云服务器13根据公网ip地址和客户端口号连接成功后，云服务器13通过frp内网穿透工具通知本地终端15启用配置的内网ip地址以及暴露给外网访问的服务端口号，建立云服务器13与本地终端15的连接，为远程终端11提供内网穿透。
42.可以理解，在配置frp内网穿透时，首先需要有一台具有公网ip的云服务器13并且申请开放一个端口，然后根据系统设备对应的操作系统及架构，下载最新frp程序，frp的配置分为服务端和客户端，具体配置实现流程可以如下：
43.在服务端：
44.1.将frp服务器配置文件frps及frps.ini放到公网的云服务器13上。
45.2.更改frps.ini配置文件，以开启服务端口，建立通信秘钥。
46.3.通过既有命令./frps-c./path/to/frps.ini启动frps服务端。
47.在客户端：
48.1.将frp客户端配置文件frpc及frpc.ini文件放到内网(本地终端15的)主机上。
49.2.更改frpc.ini配置文件，输入公网ip和通信端口(客户端口号)，设置秘钥，跟公网上的服务端端口及秘钥保持一致，设置内网服务器ip和本地端口号以及暴露给外网访问的端口号(服务端口号)。
50.3.通过既有命令./frpc-c./path/to/frpc.ini启动frpc客户端。
51.以如图3所示的内网穿透过程为例，云服务器13作为公网服务器，其公网ip和通信端口为220.181.38.251:7000，首先连接7000端口，然后通知本地终端15的socket tcp服务端模块启用6001端口提供服务，进而用户可以通过远程终端11中的socket tcp客户端访问220.181.38.251:6001端口，云服务器13通知frp将内网设备穿透数据，即通知内网设备frpc，访问内网服务(内网服务127.0.0.1:49320)，通过frp返回数据到云服务器13，最后云服务器13通过tcp返回数据到远程终端11。如此即完成了一次内网穿透的数据访问。
52.在完成上述配置后，可以参考图2所示，在既有工业仿真软件中对(现场设备17组成的)实训平台建模。具体步骤可以为：打开socket tcp客户端连接云服务器13(数据请求)，输入公网ip地址以及暴露给公网ip地址的客户端口号，测试连接成功后，将需要获取的实时设备数据与数字孪生体的模型变量绑定(即数据映射)，点击仿真运行，即可实时获取实训平台的数据(内网穿透的数据访问)。如此，仿真模型与实物实时互联互动，达到远程虚实同步的效果，大大提高实训系统的实时性。基于数字孪生平台可以在远程终端11上开展针对现场设备17的建模与仿真、虚拟调试、虚拟验证、添加socket tcp服务器、连接服务器地址、设置服务器模式、添加变量和运行模拟等实训操作。
53.在一个实施例中，进一步的，socket tcp服务端模块在获取现场设备17的plc数据采集器采集的实时设备数据之前，socket tcp服务端模块中添加有plc数据采集器的设备信息，设置有数据读取方式、数据读取周期、分配的数据缓存区、需要采集的数据变量和plc数据采集器的数据寄存器地址，故socket tcp服务端可采用modbus tcp协议连接和读取plc数据采集器采集的实时设备数据。
54.可以理解，如图4所示，可以采用一台本地终端15连接智造实训设备(即现场设备17)的plc数据采集器，再使用socket tcp服务端模块作为上位机来采集plc数据采集器采集的数据和传送这些数据。数据读取协议例如但不限于是modbus tcp或finstcp，数据读取周期例如但不限于是0.3或0.2秒，需要采集的数据变量例如但不限于是布尔型、整型或浮点型。现场设备17例如机器人、传感器和cnc系统，通过这些设备的plc数据采集器实现设备与上位机之间的数据交互。
55.4.数据传输：通过tcp协议，将数据缓存区中的数据传输给其他本地系统(例如用于在本地监控现场设备17的本地监控系统)或应用程序进行进一步处理或显示，从而进一步提升实训系统的使用效率。
56.在这里使用自足设计的socket tcp服务器，将数据发送到socket tcp客户端，具体流程可以如以下：
57.1.连接到一个或多个数据源，例如plc设备、传感器或其他设备。进一步的，本地终端15通过串口plc数据采集器，或者在另一些实施方式中本地终端15通过以太网连接现场
设备17，也即连接的方式可以是串口、以太网或其他协议，以高效实现可靠的通信连接。
58.2.配置socket tcp服务器，包括定义端口，设置安全策略。
59.3.启动socket tcp服务器，连接plc设备，等待socket tcp客户端连接。
60.4.socket tcp服务器通过tcp协议与socket tcp客户端进行通信，包括建立连接、认证、加密和消息传递等。
61.5.socket tcp服务器还可以实现数据筛选、数据转换、数据聚合、事件通知等高级功能，具体可以基于tcp的协议根据应用需要进行配置和调用。
62.在一个实施例中，进一步的，上述一种基于内网穿透与数字孪生的智造实训设备实时通信与在线共享系统200中，现场设备17所指的工业机器人为六轴机器人。
63.可以在本实施例中，可以通过本地的传感器(也可视为现场设备17中的一种)实时采集六轴机器人的实时运动数据，以实现对六轴机器人的数据采集实训模拟，扩展实训系统的使用范围而提升系统使用率。
64.在一个实施例中，进一步的，本地终端15还用于根据远程终端11通过云服务器13发送的控制指令，控制六轴机器人在动态时的空间动作及精度，将六轴机器人的实时运动数据通过云服务器13回传到远程终端11。
65.可以理解，在本实施例中，远程终端11还可以通过云服务器13指示本地终端15对六轴机器人进行运动监控模拟和数据实时采集。具体的，采集的数据输送到本地终端15的系统操作与内部既有的编程调试模块后，可以绘制其运动轨迹并得到校正信息，这些信息可反馈到用于控制六轴机器人各个旋转关节的plc设备，以纠正六轴机器人的动作，实现准确控制六轴机器人在动态时的空间动作及精度并且将实时数据上传云服务器13，以便远程终端11获取。
66.在一个实施例中，上述一种基于内网穿透与数字孪生的智造实训设备实时通信与在线共享系统100还包括vr设备，vr设备通信连接远程终端11的socket tcp客户端和数字孪生仿真模块，vr设备用于可视化数字孪生实训过程。
67.可以理解，在本实施例中，一种基于内网穿透与数字孪生的智造实训设备实时通信与在线共享系统200中还可以设置vr设备，从而为参与实训的职业人员结合既有的vr设备实现更加真实和直观的虚拟实训，提高实训质量和效率。
68.在一个实施例中，上述一种基于内网穿透与数字孪生的智造实训设备实时通信与在线共享系统200还包括ar设备，ar设备通信连接远程终端11的socket tcp客户端和数字孪生仿真模块，ar设备用于可视化数字孪生实训过程。
69.可以理解，在本实施例中，一种基于内网穿透与数字孪生的智造实训设备实时通信与在线共享系统200中也可以设置ar设备，从而为参与实训的职业人员结合既有的ar设备实现更加真实和直观的虚拟实训，提高实训质量和效率。
70.以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
71.以上实施例仅表达了本技术的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本技术构思的前提下，还可做出若干变形和改进，都属于本技术保护范围。因此本申
请专利的保护范围应以所附权利要求为准。
72.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

技术特征：
1.一种基于内网穿透与数字孪生的智造实训设备实时通信与在线共享系统，其特征在于，包括远程终端、云服务器、本地终端和现场设备，所述云服务器分别通信连接所述远程终端和所述本地终端，所述现场设备通信连接所述本地终端；所述远程终端部署有相互通信的数字孪生仿真模块和基于socket的socket tcp客户端，所述socket tcp客户端使用frp内网穿透工具通过所述云服务器远程访问所述本地终端采集的实时设备数据，所述数字孪生仿真模块用于对所述现场设备进行数字孪生实训；所述云服务器位于公网，用于通过所述frp内网穿透工具执行所述远程终端对所述本地终端的内网穿透；所述本地终端位于所述现场设备所在的本地内网且部署有基于socket的socket tcp服务端模块，所述socket tcp服务端模块通过modbus tcp协议连接和采集所述现场设备的所述实时设备数据，以及通过socket编程接口连接所述socket tcp客户端并根据tcp协议传输所述实时设备数据。2.根据权利要求1所述的一种基于内网穿透与数字孪生的智造实训设备实时通信与在线共享系统，其特征在于，所述远程终端在获得输入的公网ip地址以及暴露给所述公网ip地址的客户端口号后，所述远程终端向所述云服务器发起连接请求；在所述远程终端向所述云服务器根据所述公网ip地址和所述客户端口号连接成功后，所述云服务器通过所述frp内网穿透工具通知所述本地终端启用配置的内网ip地址以及暴露给外网访问的服务端口号，建立所述云服务器与所述本地终端的连接，为所述远程终端提供内网穿透。3.根据权利要求1或2所述的一种基于内网穿透与数字孪生的智造实训设备实时通信与在线共享系统，其特征在于，所述现场设备包括工业机器人和cnc系统，所述本地终端通过modbus tcp协议分别与所述工业机器人和所述cnc系统通信。4.根据权利要求3所述的一种基于内网穿透与数字孪生的智造实训设备实时通信与在线共享系统，其特征在于，所述socket tcp服务端模块在获取所述现场设备的plc数据采集器采集的所述实时设备数据之前，所述socket tcp服务端模块中添加有所述plc数据采集器的设备信息，设置有数据读取方式、数据读取周期、分配的数据缓存区、需要采集的数据变量和所述plc数据采集器的数据寄存器地址。5.根据权利要求1所述的一种基于内网穿透与数字孪生的智造实训设备实时通信与在线共享系统，其特征在于，所述本地终端通过串口连接所述现场设备。6.根据权利要求1所述的一种基于内网穿透与数字孪生的智造实训设备实时通信与在线共享系统，其特征在于，所述本地终端通过以太网连接所述现场设备。7.根据权利要求1所述的一种基于内网穿透与数字孪生的智造实训设备实时通信与在线共享系统，其特征在于，还包括vr设备，所述vr设备通信连接所述远程终端的所述socket tcp客户端和所述数字孪生仿真模块，所述vr设备用于可视化所述数字孪生实训过程。8.根据权利要求1所述的一种基于内网穿透与数字孪生的智造实训设备实时通信与在线共享系统，其特征在于，还包括ar设备，所述ar设备通信连接所述远程终端的所述socket tcp客户端和所述数字孪生仿真模块，所述ar设备用于可视化所述数字孪生实训过程。9.根据权利要求3所述的一种基于内网穿透与数字孪生的智造实训设备实时通信与在线共享系统，其特征在于，所述工业机器人为六轴机器人。10.根据权利要求9所述的一种基于内网穿透与数字孪生的智造实训设备实时通信与
在线共享系统，其特征在于，所述本地终端还用于根据所述远程终端通过所述云服务器发送的控制指令，控制所述六轴机器人在动态时的空间动作及精度，将所述六轴机器人的实时运动数据通过所述云服务器回传到所述远程终端。

技术总结
本发明涉及一种基于内网穿透与数字孪生的智造实训设备实时通信与在线共享系统，通过基于内网穿透技术和数字孪生技术，部署了主要由远程终端、云服务器、本地终端和现场设备构成的全新工业数字孪生智造实训平台，在远程终端、云服务器和本地终端之间利用Frp内网穿透工具实现远程终端对本地终端的内网穿透访问，从而使得远程终端可以在外部网络也能够访问本地内网中现场设备的数据，达到用户可以在现场设备对应的数字孪生体这一模拟仿真软件中，通过公网访问内网中现场设备的数据，进而驱动数字孪生体实时协同现场设备执行数字孪生实训任务并实现了现场设备共享使用，解决了实训系统所存在的设备使用率低的问题，系统实时性也得到了大幅提升。也得到了大幅提升。也得到了大幅提升。


技术研发人员：万能文 陈红林 李潭 陈萌 陈南江
受保护的技术使用者：南昌大学
技术研发日：2023.06.06
技术公布日：2023/9/12