CN109284930A - 一种高功率机电设备数据监控质量的评估验证系统 - Google Patents

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向德
王晋威
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Abstract

本发明提供了高功率机电设备数据监控质量的评估系统，该评估验证系统嵌入监控系统中且在非评估验证状态处于休眠状态，其特征在于：包括，监控网络完整度评估模块，该模块通过确认监控网络中传感组件、机电系统本体的地理位置和网络位置是否真实、地理位置和网络位置相互之间是否匹配，以获得监控网络的完整度评估数据，并将该评估数据在图形界面预定的网络节点拓扑图中进行体现。

Description

一种高功率机电设备数据监控质量的评估验证系统
技术领域
本发明涉及一种高功率机电设备数据监控质量的评估验证系统，属于高功率机电设备监控质量验证领域。
背景技术
在高功率密度电机、风电及轨道交通等复杂机电系统领域中，由于这些对特殊机电系统对社会高质量运行的重要性，保障其安全、绿色节能的运行，对于推动绿色制造具有重大意义，且出于经济利益或信息安全目的，对这些机电设备的监控质量进行评估验证，可以极大的支撑绿色制造数字平台的发展，而在现有的对监控系统的评估验证领域中，如专利号为201110416498.6的物联网监测系统的完整性验证评估方法中，其所描述的完整性验证评估仅评估了系统监测设备和集成终端的完整性，且其侧重点在于对上述完整性的可信度评估，其结论并不直观、全面，再者，现有技术中，对监控系统评估和验证仅在项目验收或者出现问题时进行，并未采用有针对性的长效策略。
发明内容
为解决现有技术中存在的监控质量评估验证策略不完整、不直观、不完善的问题，克服现有应对策略的局限性，本发明提出了一套有针对性的长效评估验证系统和方法，通过设置嵌入监控系统的、等待唤醒的评估验证系统，实现对监控质量的长期而隐蔽的验证和评估。
具体而言，本发明提供了高功率机电设备数据监控质量的评估系统，该评估验证系统嵌入监控系统中且在非评估验证状态处于休眠状态，其特征在于：包括，监控网络完整度评估模块，该模块通过确认监控网络中传感组件、机电系统本体的地理位置和网络位置是否真实、地理位置和网络位置相互之间是否匹配，以获得监控网络的完整度评估数据，并将该评估数据在图形界面预定的网络节点拓扑图中进行体现；
传感组件和机电设备本体可靠度评估模块，该模块验证传感组件和机电设备本体的可靠度，通过向各个传感组件和机电设备本体发送自诊断命令，从而获得各个传感组件和机电设备本体的自诊断系统得出的自诊断结论，该自诊断结论连同各个传感组件和机电设备本体的预设编码信息，一并反馈至评估验证系统，以获得传感组件和机电设备本体的可靠度评估数据；
网络通信稳定性评估模块，该模块在连续的单位时间内，向传感组件和机电设备本体发送多组重复的加密测试指令，在传感组件和机电设备本体进行解密后，加入各自的设备特征码并加密，从而得到反馈给监控验证系统的加密反馈指令，监控验证系统将该加密反馈指令解密后得到反馈的设备特征码，并根据信号传输质量、系统响应时间，得到网络通信的稳定性数据；
传感组件网络节点功能确认模块，该模块切换传感组件网络节点的模式，如on sleep,deep sleep,active模式下的相应功能，发送验证指令，根据其反馈确认传感组件网络节点功能。
整体验证模块，该模块在确保待验证的监控系统及机电系统整体的监控网络的完整度评估数据、传感组件和机电设备本体的可靠度评估数据、网络通信稳定性评估数据符合要求，且网络节点功能完好的条件下，使待验证的监控系统及机电系统整体满负荷运行24小时，得到其监控数据流的稳定且可靠的评估数据，得到最后的评估验证结论，并在图形界面预定的网络节点拓扑图中进行可视化显示。
通过上述高功率机电设备数据监控质量的评估系统，本发明提供了如下的有益效果：
1，在休眠状态的评估验证系统难于被侵入者破坏蒙蔽，且能够根据需要随时、持续获得机电系统的监控质量的评估结论；
2，高功率的机电设备其数据传输更快，而可视化地通过网络节点拓扑结构直观反映该机电系统各个节点的状态及整体的监控质量，更能提高高功率机电设备的监测可信度。
附图说明
图1是机电系统的网络拓扑结构图。
图2是可视化的网络节点拓扑结构图。
图3是机电设备传感数据监控质量评估验证流程图。
图1中的A1-An、B1-Bn代表每个传感组件。
具体实施例
为使得本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的具体实施方式作进一步的详细描述：
如图1所示，在机电系统的网络结构中，入侵者无论是对单个网络节点或网络线路这些硬件实体进行入侵（比如直接破坏或者偷梁换柱等手段），还是对监控系统伺服程序进行入侵（比如干扰程序运行或者提供虚假信号等手段），都会对监控系统的监控质量造成影响，而这些入侵多数都是在监控系统项目验收之后发生的，而等到出现问题的时候再去追溯机电系统本身又或者是机电系统的监控系统是否存在问题，其付出的代价就是难以估量的，这就使得本发明的监控质量评估验证系统和方法有了存在的意义。
而本发明首先提供了一种高功率机电设备数据监控质量的评估系统，该评估验证系统嵌入监控系统中且在非评估验证状态处于休眠状态，其特征在于：包括，
监控网络完整度评估模块，该模块通过确认监控网络中传感组件、机电系统本体的地理位置和网络位置是否真实、地理位置和网络位置相互之间是否匹配，以获得监控网络的完整度评估数据，并将该评估数据在图形界面预定的网络节点拓扑图中进行体现；
传感组件和机电设备本体可靠度评估模块，该模块验证传感组件和机电设备本体的可靠度，通过向各个传感组件和机电设备本体发送自诊断命令，从而获得各个传感组件和机电设备本体的自诊断系统得出的自诊断结论，该自诊断结论连同各个传感组件和机电设备本体的预设编码信息，一并反馈至评估验证系统，以获得传感组件和机电设备本体的可靠度评估数据；
网络通信稳定性评估模块，该模块在连续的单位时间内，向传感组件和机电设备本体发送多组重复的加密测试指令，在传感组件和机电设备本体进行解密后，加入各自的设备特征码并加密，从而得到反馈给监控验证系统的加密反馈指令，监控验证系统将该加密反馈指令解密后得到反馈的设备特征码，并根据信号传输质量、系统响应时间，得到网络通信的稳定性数据；
传感组件网络节点功能确认模块，该模块切换传感组件网络节点的模式，如on sleep,deep sleep,active模式下的相应功能，发送验证指令，根据其反馈确认网络节点功能。
整体验证模块，该模块在确保待验证的监控系统及机电系统整体的监控网络的完整度评估数据、传感组件和机电设备本体的可靠度评估数据、网络通信稳定性评估数据符合要求，且网络节点功能完好的条件下，使待验证的监控系统及机电系统整体满负荷运行24小时，得到其监控数据流的稳定且可靠的评估数据，得到最后的评估验证结论，并在图形界面预定的网络节点拓扑图中进行可视化显示。
其中的可视化的网络节点拓扑结构图如图2所示，其中的多个传感组件作为传感网络的末端节点，这些传感组件末端节点通过局域网与各自的机电系统本体节点连接，而机电系统又通过工业网与服务器连接，服务器再通过互联网与外界连通，从而形成预定的网络节点拓扑结构图，当获取其中的网络节点，如传感组件和机电设备本体的可靠度评估数据和网络通信的稳定性评估数据时，将其根据地理位置信息、网络地址信息反映在预定的网络节点拓扑结构图上，其中网络节点的状态由红、黄、蓝三种颜色分别表示，其中红色表示部件出现损坏或者缺失、黄色表示部件可运行但运行状态异常、蓝色表示部件运行正常，网络通信的状态也分别由红、黄、蓝三种颜色分别表示，其中红色表示通信中断、黄色表示可通信但存在通信延迟或者干扰、蓝色表示网络通畅，而该网络节点拓扑结构图整体直观的反映了该机电系统的监控质量。
如图3所示，该系统采用如下流程运行：
步骤1，唤醒嵌入监控系统的、未在监控验证状态时处于休眠的监控验证系统；
步骤2，验证监控网络的完整度，通过确认监控网络中传感组件、机电系统本体的地理位置和网络位置是否真实、地理位置和网络位置相互之间是否匹配，以获得监控网络的完整度评估数据，并将该评估数据在图形界面预定的网络节点拓扑图中进行体现；
步骤3，验证传感组件和机电设备本体的可靠度，通过向各个传感组件和机电设备本体发送自诊断命令，从而获得各个传感组件和机电设备本体的自诊断系统得出的自诊断结论，该自诊断结论连同各个传感组件和机电设备本体的预设编码信息，一并反馈至评估验证系统，以获得传感组件和机电设备本体的可靠度评估数据；
步骤4，验证网络通信的稳定性，通过在连续的单位时间内，向传感组件和机电设备本体发送多组重复的加密测试指令，在传感组件和机电设备本体进行解密后，加入各自的设备特征码并加密，从而得到反馈给监控验证系统的加密反馈指令，监控验证系统将该加密反馈指令解密后得到反馈的设备特征码，并根据信号传输质量、系统响应时间，得到网络通信的稳定性数据；
步骤5，验证传感组件网络节点功能，通过切换传感组件网络节点的模式，如on sleep,deep sleep,active模式下的相应功能，发送验证指令，根据其反馈确认网络节点功能；
步骤6，整体评估验证，在确保待验证的监控系统及机电系统整体的监控网络的完整度评估数据、传感组件和机电设备本体的可靠度评估数据、网络通信稳定性评估数据符合要求，且网络节点功能完好的条件下，使待验证的监控系统及机电系统整体满负荷运行24小时，得到其监控数据流的稳定且可靠的评估数据，得到最后的评估验证结论，并在图形界面预定的网络节点拓扑图中进行可视化显示。
步骤7，使监控验证系统再次进入休眠。
以上所述仅为描述本发明的较佳实施例，而不应理解为对本发明保护范围的限定，凡在本发明的精神与原则之内的任何修改、等同替换及改进，皆应包含在本发明的保护范围之内。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (1)

1.一种高功率机电设备数据监控质量的评估验证系统，该评估验证系统嵌入监控系统中且在非评估验证状态处于休眠状态，其特征在于：包括，
监控网络完整度评估模块，该模块通过确认监控网络中传感组件、高功率机电系统本体的地理位置和网络位置是否真实、地理位置和网络位置相互之间是否匹配，以获得监控网络的完整度评估数据，并将该评估数据在图形界面预定的网络节点拓扑图中进行体现；
传感组件和高功率机电设备本体可靠度评估模块，该模块验证传感组件和机电设备本体的可靠度，通过向各个传感组件和机电设备本体发送自诊断命令，从而获得各个传感组件和机电设备本体的自诊断系统得出的自诊断结论，该自诊断结论连同各个传感组件和机电设备本体的预设编码信息，一并反馈至评估验证系统，以获得传感组件和机电设备本体的可靠度评估数据；
网络通信稳定性评估模块，该模块在连续的单位时间内，向传感组件和机电设备本体发送多组重复的加密测试指令，在传感组件和机电设备本体进行解密后，加入各自的设备特征码并加密，从而得到反馈给监控验证系统的加密反馈指令，监控验证系统将该加密反馈指令解密后得到反馈的设备特征码，并根据信号传输质量、系统响应时间，得到网络通信的稳定性数据；
传感组件网络节点功能确认模块，该模块切换传感组件网络节点的模式，如on sleep,deep sleep,active模式下的相应功能，发送验证指令，根据其反馈确认网络节点功能；
整体验证模块，该模块在确保待验证的监控系统及机电系统整体的监控网络的完整度评估数据、传感组件和机电设备本体的可靠度评估数据、网络通信稳定性评估数据符合要求，且网络节点功能完好的条件下，使待验证的监控系统及机电系统整体满负荷运行24小时，得到其监控数据流的稳定且可靠的评估数据，得到最后的评估验证结论，并在图形界面预定的网络节点拓扑图中进行可视化显示。
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