CN105376093A - 海量数据点的分布式管理方法及系统 - Google Patents

海量数据点的分布式管理方法及系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了海量数据点的分布式管理方法，包括以下步骤：S1：构建数据域并在数据域中建立数据节点，每个数据节点中包含分布集群中的数据点；S2：标记数据点，各数据点之间通过数据域名称和数据点地址的组合进行唯一识别，为各数据节点分配主机地址和访问端口；S3：构建数据域名节点并建立映射关系表；S4：向数据域名节点发送查询数据点的请求信息，请求信息中包括数据点所在的数据域名称以及数据点地址；S5：数据域名节点检索映射关系表后反馈相应数据点所属数据节点的主机地址和访问端口；S6：连接对应数据节点，完成信息传输。本发明，对数据点进行统一配置和管理，实现物联网信息高速接入和便捷管理。

Description

海量数据点的分布式管理方法及系统
技术领域
本发明涉及物联网技术领域，具体涉及一种海量数据点的分布式管理方法及系统。
背景技术
在工业控制、物联网等行业中，已广泛应用了各种传感器和执行器，这些传感器和执行器需要和PLC、计算机等设备连接，并将自身测量值或设定值和计算机通信，这些值在计算机系统中定义为数据点。
在广地域的大规模应用中，数据点类型和数量都很多，数量可达千万至上亿点，如何有效的管理、便捷的访问、高效的传输数据，是本方法需要解决的问题。
发明内容
有鉴于此，有必要提供一种实现物联网信息的高速接入、便捷管理的海量数据点的分布式管理方法及系统。
一种海量数据点的分布式管理方法，包括以下步骤：
S1：构建至少一个数据域并在所述数据域中建立至少一个数据节点，每个数据节点中包含一组分布集群中的数据点；
S2：标记各个数据点，各数据点之间通过数据域名称和数据点地址的组合进行唯一识别，为各数据节点分配主机地址和访问端口，其中，每个所述主机地址对应至少一个数据节点，所述访问端口与所述数据节点一一对应；
S3：构建至少一个数据域名节点，每个所述数据域名节点中建立有至少一个映射关系表，所述映射关系信息表用于存储数据域名称、数据点地址和数据节点的主机地址、数据节点的访问端口之间的映射关系；
S4：向所述数据域名节点发送查询数据点的请求信息，所述请求信息中包括数据点所在的数据域名称以及数据点地址；
S5：所述数据域名节点根据所述请求信息，检索映射关系表后，反馈相应数据点所属数据节点的主机地址和访问端口；
S6：根据所述数据域名节点查询到的数据节点的主机地址、访问端口，连接对应数据节点，完成与相应数据点之间的信息传输。
优选的，每个所述数据点的信息中至少包括数据点的实时值以及数据点的状态信息。
优选的，所述步骤S2具体包括：
在一个所述数据域内，使用一个32位的数值标记数据点地址，该数值即为数据点地址。
优选的，所述步骤S4具体包括：
构建实时数据域查询组件，通过调用实时数据域查询组件发送查询数据点的请求信息。
优选的，创建包括访问实时数据点统一接口的实时数据访问组件，在接收到反馈的数据节点的主机地址、访问端口后，调用所述实时数据访问组件读写待访问数据点中的信息。
本发明还提供了一种海量数据点的分布式管理系统，包括至少一个实时数据服务器、实时数据域名服务器以及客户端；
所述实时数据服务器，用于构建至少一个数据域并在所述数据域中建立至少一个数据节点，每个数据节点中包含一组分布集群中的数据点；
所述实时数据服务器还用于标记各个数据点，其中，各数据点之间通过数据域名称和数据点地址的组合进行唯一识别；还用于为各数据节点分配主机地址和访问端口，其中，每个所述主机地址对应至少一个数据节点，所述访问端口与所述数据节点一一对应；
所述实时数据域名服务器，用于构建至少一个数据域名节点，每个所述数据域名节点中建立有至少一个映射关系表，所述映射关系信息表用于存储数据域名称、数据点地址和数据节点的主机地址、数据节点的访问端口之间的映射关系；
所述实时数据域名服务器，还用于通过所述数据域名节点根据请求信息，检索映射关系表后，向所述客户端反馈相应数据点所属数据节点的主机地址和访问端口；
所述客户端，用于向所述数据域名节点发送查询数据点的请求信息，所述请求信息中包括数据点所在的数据域名称以及数据点地址；
所述客户端，还用于根据所述数据域名节点查询到的数据节点的主机地址、访问端口，连接对应数据节点，完成与相应数据点之间的信息传输。
优选的，每个所述数据点的信息中至少包括数据点的实时值以及数据点的状态信息。
优选的，所述实时数据服务器，还用于在一个所述数据域内，使用一个32位的数值标记数据点地址，该数值即为数据点地址。
优选的，所述客户端还用于构建实时数据域查询组件，所述客户端通过调用实时数据域查询组件向所述实时数据域名服务器发送查询数据点的请求信息。
优选的，所述客户端还用于创建包含访问实时数据点统一接口的实时数据访问组件，所述客户端在接收所述实时数据域名服务器反馈的数据节点的主机地址、访问端口后，调用所述实时数据访问组件读写数据点中的信息。
本发明提供的海量数据点的分布式管理方法及系统，有效的将海量物联网信息接入到智能平台，对数据点进行统一配置和管理，提供便捷接口和协议，支持数据的跨平台访问，能够以模块化、批量化的方式进行快速的部署；能够在各种现场适应不同型号的设备，实现物联网信息的高速接入和便捷管理。
附图说明
图1为本发明实施例提供的一种海量数据点的分布式管理方法的流程示意图；
图2为本发明实施例提供的一种海量数据点的分布式管理方法的数据域-数据点地址架构图。
图3为本发明实施例提供的一种海量数据点的分布式管理方法的数据访问流程图。
图4为本发明实施例提供的一种海量数据点的分布式管理系统的结构示意图；
其中，1—实时数据服务器；11—数据域；12—数据节点；2—实时数据域名服务器；21—数据域名节点；22—映射关系表；3—客户端；31—实时数据域查询组件；32—实时数据访问组件。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明，应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
如图1所示，本发明提供了一种海量数据点的分布式管理方法，包括以下步骤：
S1：构建至少一个数据域11并在数据域11中建立至少一个数据节点12，每个数据节点12中包含一组分布集群中的数据点；
S2：标记各个数据点，各数据点之间通过数据域名称和数据点地址的组合进行唯一识别，为各数据节点12分配主机地址和访问端口，其中，每个主机地址对应至少一个数据节点，访问端口与数据节点12一一对应；
S3：构建至少一个数据域名节点21，每个数据域名节点21中建立有至少一个映射关系表22，映射关系信息表22用于存储数据域11名称、数据点地址和数据节点12的主机地址、数据节点12的访问端口之间的映射关系；
S4：向数据域名节点21发送查询数据点的请求信息，请求信息中包括数据点所在的数据域11名称以及数据点地址；
S5：数据域名节点21根据请求信息，检索映射关系表22后，反馈相应数据点所属数据节点12的主机地址和访问端口；
S6：根据数据域名节点21查询到的数据节点12的主机地址、访问端口，连接对应数据节点12，完成与相应数据点之间的信息传输。
具体的，如图2所示，本实施例中：步骤S1具体包括如下：
①实时数据域
在分布式实时数据采集和控制应用场景中，按照数据的应用需求，对数据点所在的区域进行命名，该名称即为数据域11，如工厂1、地铁1等。在指定数据域11中，使用一个32位的数值标记数据点地址，该数值即为数据点地址。在一个海量分布式数据点应用场景中，通过“数据域+数据点地址”的方式，能够唯一确定一个数据点。
每个数据域可以容纳多个“实时数据节点”，这些数据节点12可以分布在不同的实时数据服务器和端口中，实现数据的分布式处理，为人机界面和现场设备采集程序之间进行通信和信息交换提供服务。
②实时数据节点
实时数据节点12提供了实时数据点地址、值等信息的存储和访问服务，通过与实时数据节点12的通信可以查询到相应的数据信息和数据读写状态，且一个数据域11中的多个数据节点12地址范围不能重合。
本实施例中：S3具体包括如下：
数据域名节点21：建立实时数据域名服务器2，将每个数据节点12的域名、地址和实时数据服务器1的地址、端口的映射关系信息，存储在“实时数据域名节点”中，“实时域名数据节点”的表示形式为“数据域名字符串-地址范围-数据节点IP地址：端口”。
如图3、4所示，用户通过客户端3与实时数据域名服务器2进行通信，访问到所需查询的数据的域名、地址和实时数据服务器1的地址、端口的映射关系信息，然后找到对应的实时数据服务器1进行通信，访问得到所需数据点。
进一步地，每个数据点的信息中至少包括数据点的实时值以及数据点的状态信息。
进一步地，步骤S2具体包括：
在一个数据域11内，使用一个32位的数值标记数据点地址，该数值即为数据点地址。
具体的，本实施例中：每个数据点都属于一个指定的数据域11。
进一步地，步骤S4具体包括：
构建实时数据域查询组件31，通过调用实时数据域查询组件31发送查询数据点的请求信息。
具体的，通过调用实时数据域查询组件31为客户端3提供查询实时数据域11信息的统一接口，从而与实时数据域名服务器2进行通信，查询数据点主机和对应端口信息。
进一步地，创建包括访问实时数据点统一接口的实时数据访问组件32，在接收到反馈的数据节点12的主机地址、访问端口后，调用实时数据访问组件32读写待访问数据点中的信息。
具体的，通过调用实时数据访问组件32，为客户端3提供访问实时数据点的统一接口，从而在人机界面、数据网关、现场设备采集程序等应用程序之间实现实时数据的访问。
如图3所示，在“实时数据域-实时数据节点-实时数据”的三层分布式管理架构下访问某一实时数据具体流程如下：
(1)用户通过客户端3，按照“数据域-数据点地址”的方式，输入要查询的数据信息，如“地铁1:1234567”，并访问实时数据域名服务器2；
(2)从“实时数据域名节点”中查询到该实时数据点的主机IP和端口信息，连接访问对应的实时数据服务器1，连接IP地址为192.168.1.201的服务器的5000端口；
(3)与实时数据服务器1进行通信，并读写数据。
如图4所示，本发明还提供一种海量数据点的分布式管理系统，包括至少一个实时数据服务器1、实时数据域名服务器2以及客户端3；
实时数据服务器1，用于构建至少一个数据域11并在数据域11中建立至少一个数据节点12，每个数据节点12中包含一组分布集群中的数据点；
实时数据服务器1还用于标记各个数据点，其中，各数据点之间通过数据域名称和数据点地址的组合进行唯一识别；还用于为各数据节点12分配主机地址和访问端口，其中，每个主机地址对应至少一个数据节点，访问端口与数据节点12一一对应；
实时数据域名服务器2，用于构建至少一个数据域名节点21，每个数据域名节点21中建立有至少一个映射关系表22，映射关系信息表22用于存储数据域11名称、数据点地址和数据节点12的主机地址、数据节点12的访问端口之间的映射关系；
实时数据域名服务器2，还用于通过数据域名节点21根据请求信息，检索映射关系表22后，向客户端3反馈相应数据点所属数据节点12的主机地址和访问端口；
客户端3，用于向数据域名节点21发送查询数据点的请求信息，请求信息中包括数据点所在的数据域11名称以及数据点地址；
客户端3，还用于根据数据域名节点21查询到的数据节点12的主机地址、访问端口，连接对应数据节点12，完成与相应数据点之间的信息传输。
具体的，通过实时数据服务器1，根据用户需求将分组后的数据点实时值、状态等信息数据信息分别存放在“实时数据域名节点”中，在人机界面和现场设备采集程序之间进行通信，为两者之间的信息交换提供服务；通过实时数据域名服务器2记录分布式集群中各数据点的域名、地址和实时数据服务器的地址、端口的映射关系，确保用户通过客户端3准确地访问到指定的海量物联网分布式数据点；采用“实时数据域-实时数据节点-实时数据”的三层分布式管理架构来建立实时数据域名服务器2，并针对连接到分布式网络中的任一客户端3，使用“数据域-数据点地址”的方式访问实时数据，实现了实时数据的分布式管理。
本实施例中：分布式管理，即将一组计算机通过网络相互连接组成分布式实时数据管理网络，然后将需要处理的大量数据进行分组，交由分散内的计算机组同时进行处理。尽管分散内的单个计算机的计算能力不强，但是由于每个计算机只计算一部分数据，而且是多台计算机同时计算，所以就分布式实时数据管理网络而言，处理数据的速度会远高于单个计算机。
进一步地，每个数据点的信息中至少包括数据点的实时值以及数据点的状态信息。
进一步地，实时数据服务器1，还用于在一个数据域11内使用一个32位的数值标记数据点地址，该数值即为数据点地址。
具体的，每个数据点都属于一个指定的数据域11，对每一个数据域11使用一个32位的数值标记数据点地址，即一个数据域11最大可容纳40亿个数据点，且同一个数据域11中的多个数据节点地址范围不能重合，而这些数据点可以分布式地存储在不同的服务器中，因此可以通过“数据域+数据点地址”的方式在海量的分布式数据中唯一确定某一数据点。
进一步地，客户端3还用于构建实时数据域查询组件31，客户端3通过调用实时数据域查询组件31向实时数据域名服务器2发送查询数据点的请求信息。
具体的，通过调用实时数据域查询组件31，为人机界面、数据网关等应用程序提供查询数据点的主机、端口等信息功能。
进一步地，客户端3还用于创建包含访问实时数据点统一接口的实时数据访问组件32，客户端3在接收实时数据域名服务器2反馈的数据节点12的主机地址、访问端口后，调用实时数据访问组件32读写数据点中的信息。
具体的，通过调用实时数据访问组件32，为人机界面、数据网关、现场设备采集程序等应用程序实现实时数据的访问。
如图3、4所示，用户通过客户端3与实时数据域名服务器2进行通信，访问到所需查询的数据的域名、地址和实时数据服务器1的地址、端口的映射关系信息，然后找到对应的实时数据服务器1进行通信，访问得到所需数据点。
本发明提供的海量数据点的分布式管理方法及系统，应用于智慧城市、轨道交通、智能生产等基于物联网信息的大数据应用中，在运行过程中，能够依据需求动态变更、不停机扩展。本软件平台的设备驱动组件，支持Modbus、西门子S7系列等常用厂商的物联网、PLC等设备的访问，能够在各种现场适应不同型号的设备，实现物联网信息的迅速接入。
可以理解的是，对于本领域的普通技术人员来说，可以根据本发明的技术构思做出其它各种相应的改变与变形，而所有这些改变与变形都应属于本发明权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种海量数据点的分布式管理方法，其特征在于：包括以下步骤：
S1：构建至少一个数据域(11)并在所述数据域(11)中建立至少一个数据节点(12)，每个数据节点(12)中包含一组分布集群中的数据点；
S2：标记各个数据点，各数据点之间通过数据域名称和数据点地址的组合进行唯一识别，为各数据节点(12)分配主机地址和访问端口，其中，每个所述主机地址对应至少一个数据节点，所述访问端口与所述数据节点(12)一一对应；
S3：构建至少一个数据域名节点(21)，每个所述数据域名节点(21)中建立有至少一个映射关系表(22)，所述映射关系信息表(22)用于存储数据域(11)名称、数据点地址和数据节点(12)的主机地址、数据节点(12)的访问端口之间的映射关系；
S4：向所述数据域名节点(21)发送查询数据点的请求信息，所述请求信息中包括数据点所在的数据域(11)名称以及数据点地址；
S5：所述数据域名节点(21)根据所述请求信息，检索映射关系表(22)后，反馈相应数据点所属数据节点(12)的主机地址和访问端口；
S6：根据所述数据域名节点(21)查询到的数据节点(12)的主机地址、访问端口，连接对应数据节点(12)，完成与相应数据点之间的信息传输。
2.根据权利要求1所述的海量数据点的分布式管理方法，其特征在于：
每个所述数据点的信息中至少包括数据点的实时值以及数据点的状态信息。
3.根据权利要求1所述的海量数据点的分布式管理方法，其特征在于：所述步骤S2具体包括：
在一个所述数据域(11)内，使用一个32位的数值标记数据点地址，该数值即为数据点地址。
4.根据权利要求1所述的海量数据点的分布式管理方法，其特征在于：所述步骤S4具体包括：
构建实时数据域查询组件(31)，通过调用实时数据域查询组件(31)发送查询数据点的请求信息。
5.根据权利要求4所述的海量数据点的分布式管理方法，其特征在于：
创建包括访问实时数据点统一接口的实时数据访问组件(32)，在接收到反馈的数据节点(12)的主机地址、访问端口后，调用所述实时数据访问组件(32)读写待访问数据点中的信息。
6.一种海量数据点的分布式管理系统，其特征在于：包括至少一个实时数据服务器(1)、实时数据域名服务器(2)以及客户端(3)；
所述实时数据服务器(1)，用于构建至少一个数据域(11)并在所述数据域(11)中建立至少一个数据节点(12)，每个数据节点(12)中包含一组分布集群中的数据点；
所述实时数据服务器(1)还用于标记各个数据点，其中，各数据点之间通过数据域名称和数据点地址的组合进行唯一识别；还用于为各数据节点(12)分配主机地址和访问端口，其中，每个所述主机地址对应至少一个数据节点，所述访问端口与所述数据节点(12)一一对应；
所述实时数据域名服务器(2)，用于构建至少一个数据域名节点(21)，每个所述数据域名节点(21)中建立有至少一个映射关系表(22)，所述映射关系信息表(22)用于存储数据域(11)名称、数据点地址和数据节点(12)的主机地址、数据节点(12)的访问端口之间的映射关系；
所述实时数据域名服务器(2)，还用于通过所述数据域名节点(21)根据请求信息，检索映射关系表(22)后，向所述客户端(3)反馈相应数据点所属数据节点(12)的主机地址和访问端口；
所述客户端(3)，用于向所述数据域名节点(21)发送查询数据点的请求信息，所述请求信息中包括数据点所在的数据域(11)名称以及数据点地址；
所述客户端(3)，还用于根据所述数据域名节点(21)查询到的数据节点(12)的主机地址、访问端口，连接对应数据节点(12)，完成与相应数据点之间的信息传输。
7.根据权利要求6所述的海量数据点的分布式管理系统，其特征在于：每个所述数据点的信息中至少包括数据点的实时值以及数据点的状态信息。
8.根据权利要求6所述的海量数据点的分布式管理系统，其特征在于：所述实时数据服务器(1)，还用于在一个所述数据域(11)内，使用一个32位的数值标记数据点地址，该数值即为数据点地址。
9.根据权利要求6所述的海量数据点的分布式管理系统，其特征在于：所述客户端(3)还用于构建实时数据域查询组件(31)，所述客户端(3)通过调用实时数据域查询组件(31)向所述实时数据域名服务器(2)发送查询数据点的请求信息。
10.根据权利要求9所述的海量数据点的分布式管理系统，其特征在于：所述客户端(3)还用于创建包含访问实时数据点统一接口的实时数据访问组件(32)，所述客户端(3)在接收所述实时数据域名服务器(2)反馈的数据节点(12)的主机地址、访问端口后，调用所述实时数据访问组件(32)读写数据点中的信息。
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