CN103401725B - 基于云存储的跨平台设备监测系统及其监测方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及设备监测方法和技术，尤其涉及一种基于云存储的跨平台设备监测系统及其监测方法，该监测系统包含云服务器、主机系统和终端系统，云服务器通过接口单元与主机系统、终端系统通讯连接；主机系统包含连接单元、处理单元、采集单元，主机系统通过连接单元与接口单元进行通讯连接，终端系统包含通信网络、检索单元和交互单元，所述终端系统通过通信网络与接口单元连接。本发明将设备健康状况数据储存到云服务存储器，海量的云服务存储器不仅能够长期存储数据，并且支持通过多终端设备读取，实现设备监测过程的无人化，确保工业设备的正常稳定工作。

Description

基于云存储的跨平台设备监测系统及其监测方法

技术领域

本发明涉及设备监测方法和技术，尤其涉及一种基于云存储的跨平台设备监测系统及其监测方法。

背景技术

工业的快速发展使得现代的工业机械设备变得越来越复杂，机械设备运行过程中的震动、温度、转速、压力等信号直接反映了机械设备工作的健康状态。设备状态监测仪器的应用降低了设备发生故障的风险和维护成本，维持设备稳定工作。

如今的设备状态监测仪器大多采用工作人员现场巡检的方式实现，依赖于工作人员的自觉性和责任感，存在一定的弊端，在简易性和可靠性等方面存在一定的不足，截止目前没有出现把云存储技术应用到设备监测中的方法。

发明内容

为了克服现有技术中的不足，本发明提出了一种基于云存储技术的设备监测系统及其监测方法，不仅能够长期存储数据，而且支持多终端设备进行读取数据，实现设备监测过程的无人化，确保工业设备稳定工作。

一种基于云存储的跨平台设备监测系统，包含云服务器、主机系统和终端系统，云服务器通过接口单元与主机系统、终端系统通讯连接；主机系统包含连接单元、处理单元、采集单元，主机系统通过连接单元与接口单元进行通讯连接，终端系统包含通信网络、检索单元和交互单元，所述终端系统通过通信网络与接口单元连接。

所述采集单元输出端与处理单元输入端通讯连接，所述检索单元输出端与交互单元输入端通讯连接。

所述采集单元包含传感器模块、信号处理模块、通道选择模块及数据锁存模块，所述传感器模块输出端与信号处理模块输入端连接，所述信号处理模块输出端与通道选择模块输入端连接，所述通道选择模块输出端与数据锁存模块输入端连接，所述处理单元含有中央处理器，所述交互单元包含用户交互界面。

一种基于云存储跨平台设备监测系统的监测方法，包括如下步骤：

步骤1.主机系统获取并分析云存储服务器的配置文件，确保主机系统存储器的配置文件与云存储服务器的配置文件一致；

步骤2.根据配置文件的分析结果设定监测参数，并依据监测参数发送采集指令，通知采集单元开始采集信号；

步骤3.主机系统根据监测参数读取采集到的信号数据，通过数字滤波算法对信号数据进行处理；

步骤4.根据用户需求分析实时信号数据波形并通过交互界面向用户展现；

步骤5.根据拟定数据协议对数据格式化处理，创建数据文件并写入文件头标识，增加格式化的数据到数据文件中；

步骤6.依据检索规则在云服务器端建立所需路径，上传数据文件到云服务器；

步骤7.依据删除规则维护云服务器空间。

所述数据转换协议为根据用户需求自定义其数据格式转换方法，所述数据格式转换方法为二进制数据格式转换为用户可识别的ASCII码格式及添加分隔符，所述分隔符为空格符。

所述数据文件包括文件头和数据部分，所述文件头包含采样类型、采样点、采样率，所述数据部分包含每个采样点对应的格式化采样数据。

所述检索规则，即为：遍历云服务器根目录下以设备名称命名的设备列表，向用户展现设备列表供选择；用户点击其中一个设备名称，遍历以该设备名称命名的二级目录，得到以监测点命名的文件夹序列，向用户展现监测点列表供用户选择；用户点击选择其中一个监测点，遍历以该监测点命名的三级目录，得到以采集时间命名的数据文件序列，向用户展现数据文件列表供选择；用户点击选定其中一个数据文件供后续处理。

所述删除规则包含容量超限规则和时间超限规则，所述依据删除规则维护存储服务器空间，即为：设定云服务器中各设备和监测点的容量限制和保存数据文件时间限制，对超出限制的数据文件依删除规则删除。

本发明基于云存储技术的设备监测系统及其监测方法的有益效果：

1.本发明基于云存储技术的设备监测系统及其监测方法将设备健康状况数据通过嵌入式主机储存到云服务存储器，海量的云存储服务器不仅能够长期存储数据，并且支持通过多终端设备读取，实现设备监测过程的无人化，确保工业设备稳定工作。

2.本发明融合云存储技术形成的设备监测系统，云存储的特性具有容量大，稳定性高，可以跨平台读取的优点，该方法使跨平台设备监测得以实现，同时具有了大容量和高稳定性，云存储服务器中存放的设备监测数据可以保存很长的时间，方便技术人员对设备状态数据的后期分析和设备维护，云服务器中数据文件检索规则极其简单，通过建立三级目录实现了数据文件的树形存放，方法实现简单而且提高了数据文件检索速度。

附图说明

图1为本发明基于云存储的跨平台设备监测系统的主机系统监测方法流程示意图；

图2为本发明基于一种简单检索规则的终端系统实现方法流程示意图；

图 3为本发明基于云存储的跨平台设备监测系统结构框图。

具体实施方式

以下结合附图详细说明本发明基于云存储技术的设备监测系统及其监测方法的实现。

参见图1~3所示，一种基于云存储的跨平台设备监测系统，包含：云服务器、主机系统和终端系统，所述云服务器使用云存储服务器运营商提供的稳定云存储服务，云服务器提供权限审查功能，用户需要使用密码登录云存储服务器以进行后续的工作，云服务器包含有接口单元，针对特定云服务器具有特定的接口函数，接口单元通过调用接口函数访问云服务器，实现上传、下载、删除数据文件；所述主机系统通过连接单元与云服务器实现网络通信，依据网络协议实现网络通信；所述主机系统包含处理单元、采集单元，所述处理单元为主机系统的智能中心，调控主机系统，根据云服务器存储的设备监测配置文件对设备健康状态进行采集，所述采集单元实现设备监控中状态数据的采集功能；所述终端系统通过通信网络与云服务器连接，实现联网功能；所述终端系统包含检索单元和交互单元。所述检索单元通过检索规则实现对云存储服务器的指定数据文件的检索下载，所述交互单元提供给用户一个交互界面，用户交互界面直观显示记录设备健康状态的数据。

所述采集单元包含传感器、信号处理模块、通道选择模块及数据锁存模块，所述传感器信号输出端与信号处理模块输入端连接，所述信号处理模块输出端与通道选择模块输入端连接，所述通道选择模块输出端与数据锁存模块输入端连接。

如图1所示，预设云服务器的配置文件，其内容包括针对不同监测设备和监测点的采样时间、采样点数、采样间隔的监测参数信息，云存储的跨平台设备监测系统的监测方法包括如下步骤：

步骤101：获取云服务器的配置文件，分析配置文件，确保主机系统存储器的配置文件与云服务器配置文件一致。

其中若主机系统存储的配置文件与云服务器的配置文件不同，则替换主机系统端的配置文件，并以云服务器端的配置文件为依据。

步骤102：根据配置文件的分析结果设定监测参数，依据监测参数发送采集指令，通知采集单元开始采样，采集单元包含对多通道数据的采集功能，同时具备数据信号的放大滤波处理部分，数据锁存防止数据丢失。

步骤103：根据监测参数读取信号数据，通过数字滤波算法对信号数据进行处理，数字滤波算法并不局限于特定的数字滤波算法。

步骤104：根据用户需求分析实时信号数据波形通过交互界面向用户展现，实时波形若可以直接反映设备工作状态，可以直接向用户展现，若实时波形不能直接反映设备工作状态或者反映不够直观的情况下，对时域信号进行信号分析与处理，确保处理结果能够直观反映设备的工作状态，然后向用户展现。

步骤105：依据拟定数据协议对数据格式化处理，创建数据文件并写入文件头标识，增加格式化数据到数据文件中，数据格式化方便用户识别和网络传输，数据文件包含标识该样本采样参数的文件头和格式化信号数据。

步骤106：依据检索规则在云端建立所需路径，上传数据文件到云存储服务器，云存储服务器根目录存放以设备名称命名的文件目录，其下一级目录存放以该设备上不同监测点命名的目录，第三级目录存放监测点过去一段时间保存的采样文件。云存储虚拟盘的根目录下建立不同设备以设备名称命名的监控数据文件夹，客户端远程监控时直接根据设备名称识别读取。设备名称文件夹下建立不同监测点的监控数据文件夹，客户端远程监控时直接根据监测点识别读取。

步骤107：依据删除规则维护存储服务器空间。

删除规则的建立目的是保证云存储服务器具有足够的容量，维护云服务器分配的空间。删除规则不局限于特定的规则，本专利提供两种规则：

1.以采样文件的采样时间为依据，判断数据文件的采样时间和当前时间的时间差，该时间差超过某一限定值时删除该数据文件，此时云服务器保存特定时间段的监测数据。

2.以设备或监测点的数据文件容量为依据，限定设备以及监测点的数据文件容量上限，数据文件容量超过此上限值时依据时间规则删除一定数量的数据文件，此时云服务器保存设备和监测点的特定容量的监测数据。

两种删除规则不相互矛盾，可以协同其他删除规则应用。

图1中描述了数据文件存放至云存储服务器，以此为基础，图2为本发明一种基于云存储的跨平台设备监测方法终端流程示意图。

测试网络连接是否正常，测试云存储服务器连接是否正常，连接不正常情况下提示用户检查网络连接确保可以顺利读取云存储服务器文件，向用户展示可选项。

根据检索规则对云存储服务器中的数据文件检索，依据用户的请求获取数据文件，对数据文件分析处理并向用户展现，此过程的实现依赖于不同的检索规则。依据图1所示，步骤106所述的检索规则：

步骤201：根据用户需要读取云存储服务器根目录设备名称列表并通过交互界面向用户展示，等待用户点选设备名称列表中设备名称。

步骤202：根据用户选择设备名称读取相应云存储路径下设备对应的监测点列表并通过交互界面向用户展示。等待用户点选监测点列表中监测点。

步骤203：根据用户选择设备监测点，读取相应子路径的数据文件列表并通过交互界面向用户展示。等待用户根据监测时间信息点选数据文件。

步骤204：根据用户选择数据文件下载相应的数据文件。提取数据文件的文件头，分析文件头得到该数据文件监测参数，显示至用户交互界面。

数据文件名称以采集时间点命名，终端远程监控数据时根据文件名称直接选择相应时间点的监控数据文件下载读取。

数据文件名的命名规则为YYMMDDhhmmss。例：120501210750代表2013年5月1日21时07分50秒的监控数据。

步骤205：获取数据文件的有效监测数据部分，对数据文件中设备状态数据逆格式化得到真实监测数据，依据真实数据并绘制波形图。

步骤206：根据用户需求进行采样信号分析处理并以图示形式显示运算结果至用户交互界面，终端系统实现用户针对监测设备、监测点、监测类型的参数进行交互配置，形成配置数据文件，上载到云存储服务器提供实时监测下载。

检索规则通过三级目录区分不同设备，监测点和数据文件，分级检索的方法简化了检索过程，缩短了检索时间，实现简单。

本发明基于云存储的设备健康监测系统及其监测方法，该方法包含了根据配置信息获取设备健康状态数据，处理分析数据，依据终端检索规则存储至云存储服务器端；终端系统依据检索规则遍历设备目录列表及二级目录，得到设备健康状态数据文件列表并获取数据文件，分析处理展现的方法。

Claims (3)

1.一种基于跨平台设备监测系统的监测方法，基于云存储的跨平台设备监测系统，包含云服务器、主机系统和终端系统，云服务器通过接口单元与主机系统、终端系统通讯连接；主机系统包含连接单元、处理单元、采集单元，主机系统通过连接单元与接口单元进行通讯连接，终端系统包含通信网络、检索单元和交互单元，所述终端系统通过通信网络与接口单元连接，所述采集单元包含传感器模块、信号处理模块、通道选择模块及数据锁存模块，所述传感器模块输出端与信号处理模块输入端连接，所述信号处理模块输出端与通道选择模块输入端连接，所述通道选择模块输出端与数据锁存模块输入端连接，所述处理单元含有中央处理器，所述交互单元包含用户交互界面，其特征在于：该监测方法具体包括如下步骤：

步骤1.主机系统获取并分析云服务器的配置文件，确保主机系统存储器的配置文件与云服务器的配置文件一致；

步骤2.根据配置文件的分析结果设定监测参数，并依据监测参数发送采集指令，通知采集单元开始采集信号；

步骤3.主机系统根据监测参数读取采集到的信号数据，通过数字滤波对信号数据进行处理；

步骤4.根据用户需求分析实时信号数据波形并通过交互界面向用户展现；

步骤5.根据拟定数据转换协议对数据格式化处理，创建数据文件并写入文件头标识，增加格式化的数据到数据文件中；

步骤6.依据检索规则在云服务器端建立所需路径，上传数据文件到云服务器，所述检索规则，即为：遍历云服务器根目录下以设备名称命名的设备列表，向用户展现设备列表供选择；用户点击其中一个设备名称，遍历以该设备名称命名的二级目录，得到以监测点命名的文件夹序列，向用户展现监测点列表供用户选择；用户点击选择其中一个监测点，遍历以该监测点命名的三级目录，得到以采集时间命名的数据文件序列，向用户展现数据文件列表供选择；用户点击选定其中一个数据文件供后续处理；

步骤7.依据删除规则维护云服务器空间，所述删除规则包含容量超限规则和时间超限规则，所述依据删除规则维护存储服务器空间，即为：设定云服务器中各设备和监测点的容量限制和保存数据文件时间限制，对超出限制的数据文件依删除规则删除。

2.根据权利要求1所述的跨平台设备监测系统的监测方法，其特征在于：所述数据转换协议为根据用户需求自定义其数据格式转换方法，所述数据格式转换方法为二进制数据格式转换为用户可识别的ASCII码格式及添加分隔符，所述分隔符为空格符。

3.根据权利要求1所述的跨平台设备监测系统的监测方法，其特征在于：所述数据文件包括文件头和数据部分，所述文件头包含采样类型、采样点、采样率，所述数据部分包含每个采样点对应的格式化采样数据。