CN109144802A - 物联网模块健康管理诊断方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种物联网模块健康管理诊断方法，应用于包含服务器和至少两个功能模块的物联网系统，包括：S1功能模块进行自检，若自检正常，进入下一步骤；若自检不正常，将自检结果上传至服务器；S2功能模块向与其直接连接的相邻功能模块发送询问信息以获取相邻的功能模块的健康状况；S3若功能模块获取的相邻功能模块的健康状况为正常，间隔一段时间后重复执行步骤S2；若功能模块获取的相邻功能模块的健康状况为不正常，将获取的健康状况上传至服务器，并在间隔一段时间后重复执行步骤S2。该方法采用在同功能级别或存在上下级关系的功能模块之间的邻里监护模式，将监测出的邻里功能模块的健康诊断结果上传至服务器，以实现及时、准确的故障定位。

Description

物联网模块健康管理诊断方法

技术领域

本发明属于物联网领域，具体涉及一种物联网模块健康管理诊断方法。

背景技术

物联网是新一代信息技术的重要组成部分，也是信息化时代的重要发展阶段。顾名思义，物联网就是物物相连的互联网，这有两层意思：其一，物联网的核心和基础仍然是互联网，是在互联网基础上的延伸和扩展的网络；其二，其用户端延伸和扩展到了任何物品与物品之间，进行信息交换和通信，也就是物物相息。物联网通过智能感知、识别技术与普适计算等通信感知技术，广泛应用于网络的融合中，也因此被称为继计算机、互联网之后世界信息产业发展的第三次浪潮。物联网是互联网的应用拓展，与其说物联网是网络，不如说物联网是业务和应用。

随着物联网的不断发展，物联网在生产生活中给人们带来了很多便利和效率，甚至实现了通过互联网等技术也无法实现的突破。物联网的应用领域越来越广，人们接受度也是越来越高，然而，在物联网设备使用过程中，物联网传感器、控制器、通信等芯片或模块出现故障后，很难发现问题出现在什么地方，结果导致客户不满，投诉增加以及问题不能及时有效的解决，从而使得客户流失率很高，同样的，公司运维人员也是非常痛苦。

物联网和互联网一个非常大的差别是：互联网需要维护的主要设备是服务器，如果服务器出现问题，只要针对性地解决好这个服务器的故障问题就可以了。而物联网却不一样，物联网的每一个终端就是一个设备，针对物联网的工作需求，必须维护好物联网的每一个终端设备，但每个终端设备出现的问题往往不同，即使是相同的终端设备，或者是同一批终端设备，也是如此。

现有的物联网设备器件的故障检测和处理，一般都是采用人工的方式：人工现场排查，或者人工现场用仪表仪器进行检测，或者把整个设备拿回去检测。这种人工检测和处理方式需要投入大量的人力，检测人员需要长途奔波于故障现场，这将浪费大量时间，在人力资源和资金成本上都要一定的支出。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种物联网模块健康管理诊断方法，该方法采用在同功能级别或存在上下级关系的功能模块(包括但不限于芯片、功能部件或设备等)之间的邻里监护模式，将监测出的邻里功能模块的健康诊断结果上传至服务器，以实现及时、准确的故障定位。

为解决上述技术问题，本发明采用如下的技术方案：

一种物联网模块健康管理诊断方法，该方法应用于包含服务器和至少两个功能模块的物联网系统，该方法包括：

S1所述功能模块进行自检，若自检结果正常，进入下一步骤；若自检结果不正常，则将自检结果上传至所述服务器；

S2所述功能模块向与其直接连接的相邻功能模块发送询问信息以获取相邻的功能模块的健康状况；

S3若所述功能模块获取的相邻功能模块的健康状况为正常，则间隔一段时间后重复执行步骤S2；若所述功能模块获取的相邻功能模块的健康状况为不正常，则将获取的健康状况上传至所述服务器，并在间隔一段时间后重复执行步骤S2。

一优选实施例中，所述功能模块采用有线通讯方式或无线通讯方式向所述服务器上传信息。

一优选实施例中，所述物联网系统还包括终端系统设备，至少其中之一所述功能模块通过所述终端系统设备与所述服务器进行通讯。

一优选实施例中，所述功能模块主动进行自检。

一优选实施例中，所述终端系统设备主动询问与其相连接的所述功能模块是否工作正常。

一优选实施例中，所述功能模块构成一独立的工作设备，所述工作设备的数量至少为3个，两个相互之间发生通讯故障的所述工作设备由其它的所述工作设备来诊断其健康状况。

一优选实施例中，所述功能模块的自检以及两个所述功能模块之间的互检采用心跳式轮询工作方式。

一优选实施例中，所述功能模块的自检，或两个所述功能模块之间的互检，或所述终端系统设备对所述功能模块的询问，采用心跳式轮询工作方式。

一优选实施例中，所述功能模块其中之一为协议转换模块，所述协议转换模块采用无线通讯方式向所述服务器上传信息。

一优选实施例中，所述功能模块其中之一为协议转换模块，所述协议转换模块连接所述终端系统设备，所述终端系统设备采用无线通讯方式向所述服务器上传信息。

采用本发明具有如下的有益效果：

1、本发明所述的物联网模块健康管理诊断方法，无论是针对有线网络、无线网络或者带终端系统设备的无线网络等通信方式下的物联网拓扑逻辑关系，均可以采用邻里健康监护模型对发生故障的功能模块进行准确定位。

2、采用本发明所述的物联网模块健康管理诊断方法，无需任何人力资源前往故障现场，也无需任何测量仪器，更不会产生不必要的路程上或时间上的浪费，其故障定位效率和精准度比人工排查方式高很多。

附图说明

图1为本发明一种物联网模块健康管理诊断方法的实施例流程示意图；

图2为一物联网系统实施例的健康管理诊断原理示意图；

图3为板载芯片拓扑结构示意图；

图4为终端系统设备与多个芯片形成星形拓扑结构示意图；

图5为物联网模块健康管理诊断方法的自我检测实施例流程示意图；

图6为有线网络通讯方式下的物联网系统拓扑结构示意图；

图7为无线网络通讯方式下的物联网系统拓扑结构示意图；

图8为带终端系统设备的无线网络通讯方式下的物联网系统拓扑结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本专利申请中，“模块”的概念具有逻辑划分的意义，比如，实现某个或某些功能的集合可以称之为模块，可能是一个芯片或者是几个芯片，也可能是某一独立的工作设备等功能的集合体。

本发明公开了一种物联网模块健康管理诊断方法，该方法应用于包含服务器和至少两个功能模块的物联网系统，该方法包括：

S1功能模块进行自检，若自检结果正常，进入下一步骤；若自检结果不正常，则将自检结果上传至服务器；

S2功能模块向与其直接连接的相邻功能模块发送询问信息以获取相邻的功能模块的健康状况；

S3若功能模块获取的相邻功能模块的健康状况为正常，则间隔一段时间后重复执行步骤S2；若功能模块获取的相邻功能模块的健康状况为不正常，则将获取的健康状况上传至服务器，并在间隔一段时间后重复执行步骤S2。

参照图1，上述的物联网模块健康管理诊断方法在一具体实施例中，其流程步骤具体如下：

1)一芯片/模块开始工作后首先进行初始化工作环境，并进行自检；

2)若自检正常，上报服务器自身健康状况；另外，向另一芯片/模块发送信息，询问是否安好(即询问另一芯片/模块是否正常)；

3)若另一芯片/模块一切正常，则间隔一段时间之后继续询问(若有中断指令，则停止询问)；若另一芯片/模块不正常，则把另一芯片/模块的健康情况上报给服务器(每间隔一段时间重新进行询问)。

图1中示出的实施例流程图描述了通过内置于芯片中的程序实现邻里芯片的健康监控。当芯片加电后，程序启动，置于芯片中的程序开始运行，首先初始化工作环境，当工作环境正常启动后，进行自我检查，如果自身存在健康问题，则主动把自己的健康状况上报给服务器。若自检没问题，从初始化环境中获取邻里芯片的地址，轮询向它们问是否安好(图1示出的流程图以原理图的形式展现了功能模块之间的邻里健康管理诊断模型)。若邻里芯片工作一切正常，则间隔一段时间再问侯它；如果邻里芯片出现故障，则立即向服务器汇报。服务器会根据物联网模块上报数据进行处理，包括报警、丢包处理等，在此不再赘述。

参照图2，以包含服务器和两个功能模块(如图2中所示的芯片A和芯片B)的物联网系统为例，本发明所述的物联网模块健康管理诊断方法可以简化为下述工作原理：芯片A监听芯片B是否存在异常，当芯片A(或称之为功能模块A)发现身边的邻居芯片B(或称之为功能模块B)工作异常时，芯片A主动把芯片B的异常情况报告给服务器；同样的原理，芯片B也可以监听芯片A是否存在异常；此时，服务器在没有经过详细诊断的情况下就可以快速地知道芯片A和芯片B之间是谁发生了工作异常。在这个微观的物联网系统中，芯片A或芯片B仅仅是一个独立的功能模块，或者是一个独立的设备或其一单元部分，在这种物联网模块之间的邻里健康模式下，服务器完全可以在发生工作异常时及时并准确地定位出是哪个设备或其哪个独立的功能模块出现了工作异常，同时还可以知道更加详细的工作异常问题点。在接下来的运维过程中，运维人员就可以有的放矢地进行系统修复，并可以非常准确地告诉投诉/反馈问题的客户工作异常问题点出现在什么地方；作为运维人员，可以更快速地查清问题在哪里，从而可以决定，要么进行系统修复，要么更换相应的硬件电子产品。

一具体实施例中，上述的芯片A和芯片B可能是搭载在同一块PCB板(即电路板)上，其板载芯片之间的拓扑关系如图3所示，从图中可以更加清楚地知晓本专利申请所述的物联网模块健康管理诊断方法所记载的芯片邻里关系模型。

另一具体实施例中，物联网系统包括服务器，以及终端系统设备(或称之为终端设备)和多个芯片，其中，终端系统设备与多个芯片形成星形拓扑结构，如图4所示。该星形拓扑结构下的物联网模块健康管理诊断方法可以采用下述两种模式：

1)芯片主动自检(心跳式轮询工作方式)，检测出问题时，上报终端系统设备，再由终端系统设备上报服务器；

2)芯片作为被动方，终端系统设备主动向芯片进行询问(心跳式轮询工作方式)，发现问题时，上报故障到服务器。

上述两种模式的区别在于置入在芯片中的软件的实现方式上，即第一个是主动方式，第二个是被动方式。该实施例记载的物联网模块健康管理诊断方法的流程图可以用图5来表示，其具体步骤不再赘述，可参考上文中对图1的描述。

图1至图3示出的物联网模块健康管理诊断方法或其采用的拓扑结构，针对的是同一功能级别的功能模块之间(即芯片之间)的邻里关系模型；而图4和图5针对的是在功能级别上具有上下级关系的功能模块之间(即芯片与终端系统设备之间)的邻里关系模块。由此可以针对本专利申请所述的物联网模块健康管理诊断方法例举出下述两种应用场景：

1)板载芯片之间通过植入在芯片中的C程序实现芯片之间的相互健康监护(如图1至图3)；

2)独立芯片采用网络或者数据链接的方式进行健康监护(如图4和图5)。

此外，针对复杂工作情况即存在业务关系时的健康诊断，还可以例举出一应用场景，此时，在该应用场景中，功能模块构成一独立的工作设备，且工作设备的数量至少为3个，两个相互之间发生通讯故障的工作设备由其它的工作设备来诊断其健康状况。

具体的一应用场景例举为：设备D通过NFC通信方式与设备E进行通信，当设备D与设备E靠近后(正常情况下可进行通信)，发现两者之间不能正常通信，此时存在2种可能(假设其它部件正常)，即设备D的NFC部件出现故障，或者设备E的NFC部件出现故障。当设备D通过NFC通信方式与另一个设备F进行通信时，发现通信正常，由此可判断，设备E的NFC部件出现故障。

本专利申请所述的物联网模块健康管理诊断方法适用于有线网络(图6)、无线网络(图7)或者带终端系统设备的无线网络(图8)等通讯方式下的物联网系统拓扑结构。

图6示出了物联网模块间的健康诊断结果通过有线网络发送到服务器的拓扑逻辑关系。图中展现出的物联网芯片与芯片之间存在着必然的联系，它们可以进行相互通信，以彼此了解对方的存在以及是否“不正常”。当一芯片感知到另一芯片不正常时，会及时通过协议转换芯片、终端系统设备、路由器、网络通信设备/节点设备、防火墙等向服务器报告，从而快速定位问题所在。若某个芯片是独立的，没有邻里芯片，则它的上一个通信节点协议转换芯片(或称之为协议转换模块)即可作为它的“监护者”。

图7示出了物联网模块间的健康诊断结果通过无线网络发送到服务器的拓扑逻辑关系。图7与图6的区别在于，其为无线网络应用场景，模块间的健康诊断信息通过2G、3G、4G、5G等无线通信网络传输到服务器。

图8与图7的区别在于设有终端系统设备，该应用场景下，终端系统设备作为各物联网模块健康诊断的监护者，各芯片的健康状况均由终端系统设备进行管理，即前文所述的芯片与芯片之间的邻里监护模式转换为以终端系统设备为中心的统一管理模式，同样的，当终端系统设备发现任何一个芯片出现异常，即刻通知服务器。

应当理解，本文所述的示例性实施例是说明性的而非限制性的。尽管结合附图描述了本发明的一个或多个实施例，本领域普通技术人员应当理解，在不脱离通过所附权利要求所限定的本发明的精神和范围的情况下，可以做出各种形式和细节的改变。

Claims (10)

1.一种物联网模块健康管理诊断方法，其特征在于，该方法应用于包含服务器和至少两个功能模块的物联网系统，该方法包括：

S1所述功能模块进行自检，若自检结果正常，进入下一步骤；若自检结果不正常，则将自检结果上传至所述服务器；

S2所述功能模块向与其直接连接的相邻功能模块发送询问信息以获取相邻的功能模块的健康状况；

S3若所述功能模块获取的相邻功能模块的健康状况为正常，则间隔一段时间后重复执行步骤S2；若所述功能模块获取的相邻功能模块的健康状况为不正常，则将获取的健康状况上传至所述服务器，并在间隔一段时间后重复执行步骤S2。

2.如权利要求1所述的物联网模块健康管理诊断方法，其特征在于，所述功能模块采用有线通讯方式或无线通讯方式向所述服务器上传信息。

3.如权利要求1或2所述的物联网模块健康管理诊断方法，其特征在于，所述物联网系统还包括终端系统设备，至少其中之一所述功能模块通过所述终端系统设备与所述服务器进行通讯。

4.如权利要求3所述的物联网模块健康管理诊断方法，其特征在于，所述功能模块主动进行自检。

5.如权利要求3所述的物联网模块健康管理诊断方法，其特征在于，所述终端系统设备主动询问与其相连接的所述功能模块是否工作正常。

6.如权利要求1所述的物联网模块健康管理诊断方法，其特征在于，所述功能模块构成一独立的工作设备，所述工作设备的数量至少为3个，两个相互之间发生通讯故障的所述工作设备由其它的所述工作设备来诊断其健康状况。

7.如权利要求1所述的物联网模块健康管理诊断方法，其特征在于，所述功能模块的自检以及两个所述功能模块之间的互检采用心跳式轮询工作方式。

8.如权利要求3所述的物联网模块健康管理诊断方法，其特征在于，所述功能模块的自检，或两个所述功能模块之间的互检，或所述终端系统设备对所述功能模块的询问，采用心跳式轮询工作方式。

9.如权利要求2所述的物联网模块健康管理诊断方法，其特征在于，所述功能模块其中之一为协议转换模块，所述协议转换模块采用无线通讯方式向所述服务器上传信息。

10.如权利要求3所述的物联网模块健康管理诊断方法，其特征在于，所述功能模块其中之一为协议转换模块，所述协议转换模块连接所述终端系统设备，所述终端系统设备采用无线通讯方式向所述服务器上传信息。