CN110290107A - 科学仪器通用运维监控平台及监控方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了科学仪器通用运维监控平台，包括SI‑SDK模块、Gateway模块、MQ模块、Client模块、Web Server模块、Application Server模块、Shadow Server模块、Flink模块、DB模块，所述SI‑SDK模块的输出端与所述Gateway模块的输入端相连接，所述Gateway模块的输出端与所述MQ模块的输入端相连接，所述MQ模块的输出端与所述Application Server模块的输入端相连接，所述Application Server模块的输出端与所述Flink模块的输入端相连接，所述Flink模块的输出端与所述DB模块的输入端相连接，所述DB模块的输出端与所述Application Server模块的输入端相连接，所述Web Server模块的输出端与所述Client模块的输入端相连接。本发明从整体上彻底解决了现有的科学仪器的集中监控缺乏统一的运维监控平台和监控方法来远程监控和维护所有科学仪器的运行情况的技术缺陷。

Description

科学仪器通用运维监控平台及监控方法
技术领域
本发明涉及一种科学仪器通用运维监控平台及监控方法，属于信息化管理技术领域。
背景技术
现在几乎所有的大学、科研院所、医院、企业等机构都有很多的科学仪器，这些科学仪器的相关设备信息都只能在仪器本地查看，这样对科学仪器的运维，监控，维护都是非常不方便的，尤其是有很多科学仪器需要进行集中监控的时候，迫切的需要一个统一的运维监控平台，来远程监控所有的科学仪器，从而方便相关人员及时了解设备的运行情况；从而可以及时的对科学仪器进行维护，维修等工作。
发明内容
本发明的目的在于，克服现有技术存在的缺陷，解决上述技术问题，提出科学仪器通用运维监控平台及监控方法。
本发明采用如下技术方案：科学仪器通用运维监控平台，其特征在于，包括SI-SDK模块、Gateway模块、MQ模块、Client模块、Web Server模块、Application Server模块、Shadow Server模块、Flink模块、DB模块，所述SI-SDK模块的输出端与所述Gateway模块的输入端相连接，所述Gateway模块的输出端与所述MQ模块的输入端相连接，所述MQ模块的输出端与所述Application Server模块的输入端相连接，所述Application Server模块的输入输出端与所述Shadow Server模块的输入输出端相连接，所述Application Server模块的输出端与所述Flink模块的输入端相连接，所述Flink模块的输出端与所述DB模块的输入端相连接，所述DB模块的输出端与所述Application Server模块的输入端相连接，所述Application Server模块的输入输出端与所述Web Server模块的输入输出端相连接，所述Web Server模块的输出端与所述Client模块的输入端相连接。
作为一种较佳的实施例，所述SI-SDK模块用于采集科学仪器的各类数据然后通过网络发送到Application Server模块；所述Gateway模块用来接收来自所有所述SI-SDK模块发送的数据，将合法数据路由到所述MQ模块集群，非法数据将被丢弃，并检验数据报文是否是已经注册所述SI-SDK模块发过来的信息；所述MQ模块用来对来自所述Gateway模块的数据进行缓存后传输给Application Server模块；所述Shadow Server模块用来缓存所有科学仪器的当前状态和上一次报送的状态信息；所述Flink模块用来对所述ApplicationServer模块报送上来的大量科学仪器数据进行实时的处理累加和趋势分析并传输给所述DB模块；所述DB模块用于存储来自所述Flink模块的基本数据和对大量数据处理分析的结果并传输给所述Application Server模块；所述Web Server模块用来处理来自所述Client模块的请求，从所述Application Server模块上请求业务数据，形成页面，然后发送给所述Client模块；所述Client模块是跟用户交互用的客户端。
作为一种较佳的实施例，所述Client模块采用手机微信APP客户端或者电脑浏览器客户端。
作为一种较佳的实施例，所述Application Server模块用来接收所述MQ模块从科学仪器终端上传来的数据，把数据缓存到所述Shadow Server模块，然后把所述ShadowServer模块的上上次到数据删除掉；所述Application Server模块用来监测是否有报警事件，若有报警事件立刻推送到所述Web Server模块；所述Application Server模块用来处理来自所述Web Server模块的业务数据请求。
作为一种较佳的实施例，所述Application Server模块用来处理来自所述WebServer模块的业务数据请求具体包括：如果是请求某个科学仪器的最新状态信息，则从所述Shadow Server模块中获取；如果需要获得与上次状态信息之间的差异即上升或者下降信息则从所述Shadow Server模块中获取；如果需要获得一段时间内的状态趋势则从所述DB模块中获取数据。
本发明还提出科学仪器通用运维监控平台的监控方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤SS1：首先在Application Server模块上面为所述SI-SDK模块进行注册，注册的基本信息为SI-SDK模块的ID号、负责人、所属单位、联系方式和设备功能描述；
步骤SS2：把所述SI-SDK模块与科学仪器进行整合然后开机运行，所述SI-SDK模块开始按照默认的时间间隔通过4G或5G来发送心跳信号到默认的Application Server模块的数据网关即Gateway模块；
步骤SS3：所述Gateway模块收到信号之后，首先对数据报文格式进行校验，对于不符合的数据报文格式直接丢弃掉，不予以回复；
步骤SS4：若所述Gateway模块收到的数据报文格式正确，则解析数据包拿到所述SI-SDK模块的ID信息去MQ模块里面校验该SI-SDK模块的设备是否已经注册；
步骤SS5：经过所述Gateway模块校验的数据报文格式合法的，将消息路由传输给所述MQ模块中定义所述SI-SDK模块的标签；
步骤SS6：所述Application Server模块定义所有已经注册设备的标签，所有一旦有已经注册设备的信息传输过来，所述Application Server模块立刻得到通知；
步骤SS7：所述Application Server模块收到报文信息后，把该条报文信息发送给Shadow Server模块，然后再发送给Flink模块进行大数据的处理统计；
步骤SS8：所述Shadow Server模块收到报文信息后，首先把currentData的value，存入到lastData中去，然后再把最新收到的报文信息存入到currentData中去；
步骤SS9：所述Flink模块统计的结果直接存入到DB模块中；
步骤SS10：当Client模块发起请求来查看所述运维监控平台中科学仪器状态的时候，首先发送http请求给Web Server模块；
步骤SS11：所述Web Server模块对当前用户进行权限校验，然后再去所述ApplicationServer模块请求当前用户有权限查看的相关业务数据。
作为一种较佳的实施例，所述步骤SS1具体包括：所述注册的基本信息点击保存之后，所述Application Server模块会在所述MQ模块上面定义所述SI-SDK模块的标签。
作为一种较佳的实施例，所述步骤SS2具体包括：如果所述SI-SDK模块发出信息60s后没有收到回复，则判定为网络不通，并通过屏幕或者蜂鸣器或者信号输出接口给出网络连接有问题的提示。
作为一种较佳的实施例，所述步骤SS4具体包括：如果所述Gateway模块查询不到所述SI-SDK模块的ID信息，则判定该SI-SDK模块的设备没有注册，则直接返回“未注册”的信息给所述SI-SDK模块；
作为一种较佳的实施例，所述步骤SS11具体包括：所述相关业务数据中如果是查看当前科学仪器最新状态的请求，则直接从所述Shadow Server模块中获取；所述相关业务数据中如果是要获取一些统计分析的数据结果，则是从所述DB模块中加载。
本发明所达到的有益效果：本发明针对现有的科学仪器的集中监控缺乏统一的运维监控平台和监控方法来远程监控和维护所有科学仪器的运行情况的技术需求，通过研发科学仪器通用运维监控平台，具体采用SI-SDK模块采集科学仪器的各类数据然后通过网络发送到Application Server模块；Gateway模块接收来自所有所述SI-SDK模块发送的数据，将合法数据路由到MQ模块集群，非法数据将被丢弃，并检验数据报文是否是已经注册SI-SDK模块发过来的信息；MQ模块对来自Gateway模块的数据进行缓存后传输给ApplicationServer模块；Shadow Server模块缓存所有科学仪器的当前状态和上一次报送的状态信息；Flink模块对Application Server模块报送上来的大量科学仪器数据进行实时的处理累加和趋势分析并传输给DB模块；DB模块存储来自Flink模块的基本数据和对大量数据处理分析的结果并传输给Application Server模块；Web Server模块处理来自Client模块的请求，从Application Server模块上请求业务数据，形成页面，然后发送给Client模块；Client模块是跟用户交互用的客户端。Application Server模块接收所述MQ模块从科学仪器终端上传来的数据，把数据缓存到Shadow Server模块，然后把Shadow Server模块的上上次到数据删除掉；Application Server模块监测是否有报警事件，若有报警事件立刻推送到Web Server模块；Application Server模块用来处理来自Web Server模块的业务数据请求；更具体地说，Application Server模块处理来自Web Server模块的业务数据请求具体包括：如果是请求某个科学仪器的最新状态信息，则从Shadow Server模块中获取；如果需要获得与上次状态信息之间的差异即上升或者下降信息则从Shadow Server模块中获取；如果需要获得一段时间内的状态趋势则从DB模块中获取数据，从整体上彻底解决了现有的科学仪器的集中监控缺乏统一的运维监控平台和监控方法来远程监控和维护所有科学仪器的运行情况的技术缺陷。
附图说明
图1是本发明的科学仪器通用运维监控平台及监控方法的信号流向结构图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。
如图1所示的是本发明的科学仪器通用运维监控平台及监控方法的信号流向结构图，本发明提出科学仪器通用运维监控平台，包括SI-SDK模块、Gateway模块、MQ模块、Client模块、Web Server模块、Application Server模块、Shadow Server模块、Flink模块、DB模块，所述SI-SDK模块的输出端与所述Gateway模块的输入端相连接，所述Gateway模块的输出端与所述MQ模块的输入端相连接，所述MQ模块的输出端与所述Application Server模块的输入端相连接，所述Application Server模块的输入输出端与所述Shadow Server模块的输入输出端相连接，所述Application Server模块的输出端与所述Flink模块的输入端相连接，所述Flink模块的输出端与所述DB模块的输入端相连接，所述DB模块的输出端与所述Application Server模块的输入端相连接，所述Application Server模块的输入输出端与所述Web Server模块的输入输出端相连接，所述Web Server模块的输出端与所述Client模块的输入端相连接。
作为一种较佳的实施例，所述SI-SDK模块用于采集科学仪器的各类数据然后通过网络发送到Application Server模块；数据报送类型分为如下三种：
a. 正常心跳信号，内容包括：SI-SDK的唯一标识ID，消息类型，待机/故障/工作中，操作人，环境温度，环境湿度，机器温度，报文生成时间；
Request：
{ "id": "SI***********", //SI-SDK的唯一标识
"eventtype": "heartbeat", //消息类型
"status": "idle/working/error", //科学仪器当前状态
"operator": "Ben", //当前操作人
"envtemp": "28", //环境温度
"envhum": "32", //环境湿度
"mactemp": "52", //机器温度
"timestamp": "2019-04-20 16:40:43 332" //报文生成时间}；
Response：
{ "id": "SI***********", //SI-SDK的唯一标识
"result": "Success/Error", //响应结果
"code": "0/1/2/3", //如果出错，显示出错代码
"beattim": "30", //设置该设备的心跳时间
"timestamp": "2019-04-20 16:40:43 332" //报文生成时间}；
b. 触发类信号，内容包括：检验测试项目开始，检验测试项目结束，测试结果信息；
{ "id": "SI***********", //SI-SDK的唯一标识
"eventtype": "trigger", //消息类型
"action": "open/close", //当前所执行的动作
"operator": "Ben", //当前操作人
"projectName": "x-ray", //当前所进行的项目
"result": { //进行当前项目过程中所产生的相关数据；
{ "key": "value"，
"key1": "value1" }，
"envtemp": "28"，
"envhum": "32"，
"mactemp": "52"，
"timestamp": "2019-04-20 16:40:43 332"}；
c. 故障报警类，内容包括：ID，故障类型，详细信息，环境温度，环境湿度，机器温度，报文生成时间；
{ "id": "SI***********", //SI-SDK的唯一标识
"eventtype": "alarm", //消息类型
"part": "partcode", //出故障的模块代码
"operator": "Ben", //当前使用人
"status": "idle/working", //机器当前的状态
"detail": { //故障的详细信息描述
"key": "value"，
"key1": "value1" }；
"envtemp": "28"；
"envhum": "32"；
"mactemp": "52"；
"timestamp": "2019-04-20 16:40:43 332"。
所述Gateway模块用来接收来自所有所述SI-SDK模块发送的数据，将合法数据路由到所述MQ模块集群，非法数据将被丢弃，并检验数据报文是否是已经注册所述SI-SDK模块发过来的信息；所述MQ模块用来对来自所述Gateway模块的数据进行缓存后传输给Application Server模块；所述Shadow Server模块用来缓存所有科学仪器的当前状态和上一次报送的状态信息；所述Flink模块用来对所述Application Server模块报送上来的大量科学仪器数据进行实时的处理累加和趋势分析并传输给所述DB模块；所述DB模块用于存储来自所述Flink模块的基本数据和对大量数据处理分析的结果并传输给所述Application Server模块；所述Web Server模块用来处理来自所述Client模块的请求，从所述Application Server模块上请求业务数据，形成页面，然后发送给所述Client模块；所述Client模块是跟用户交互用的客户端。
作为一种较佳的实施例，所述Client模块采用手机微信APP客户端或者电脑浏览器客户端。
作为一种较佳的实施例，所述Application Server模块用来接收所述MQ模块从科学仪器终端上传来的数据，把数据缓存到所述Shadow Server模块，然后把所述ShadowServer模块的上上次到数据删除掉；所述Application Server模块用来监测是否有报警事件，若有报警事件立刻推送到所述Web Server模块；所述Application Server模块用来处理来自所述Web Server模块的业务数据请求。
作为一种较佳的实施例，所述Application Server模块用来处理来自所述WebServer模块的业务数据请求具体包括：如果是请求某个科学仪器的最新状态信息，则从所述Shadow Server模块中获取；如果需要获得与上次状态信息之间的差异即上升或者下降信息则从所述Shadow Server模块中获取；如果需要获得一段时间内的状态趋势则从所述DB模块中获取数据。
本发明还提出科学仪器通用运维监控平台的监控方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤SS1：首先在Application Server模块上面为所述SI-SDK模块进行注册，注册的基本信息为SI-SDK模块的ID号、负责人、所属单位、联系方式和设备功能描述；
步骤SS2：把所述SI-SDK模块与科学仪器进行整合然后开机运行，所述SI-SDK模块开始按照默认的时间间隔通过4G或5G来发送心跳信号到默认的Application Server模块的数据网关即Gateway模块；
步骤SS3：所述Gateway模块收到信号之后，首先对数据报文格式进行校验，对于不符合的数据报文格式直接丢弃掉，不予以回复；
步骤SS4：若所述Gateway模块收到的数据报文格式正确，则解析数据包拿到所述SI-SDK模块的ID信息去MQ模块里面校验该SI-SDK模块的设备是否已经注册；
步骤SS5：经过所述Gateway模块校验的数据报文格式合法的，将消息路由传输给所述MQ模块中定义所述SI-SDK模块的标签；
步骤SS6：所述Application Server模块定义所有已经注册设备的标签，所有一旦有已经注册设备的信息传输过来，所述Application Server模块立刻得到通知；
步骤SS7：所述Application Server模块收到报文信息后，把该条报文信息发送给Shadow Server模块，然后再发送给Flink模块进行大数据的处理统计；
步骤SS8：所述Shadow Server模块收到报文信息后，首先把currentData的value，存入到lastData中去，然后再把最新收到的报文信息存入到currentData中去；具体报文结构说明如下：
{ "id": "SI***********"，
"currentData": {
"key": "value"}，
"LastData": {
"key": "value"}
"timestamp":"2019-04-21 00:32:38 288"}；
步骤SS9：所述Flink模块统计的结果直接存入到DB模块中；
步骤SS10：当Client模块发起请求来查看所述运维监控平台中科学仪器状态的时候，首先发送http请求给Web Server模块；
步骤SS11：所述Web Server模块对当前用户进行权限校验，然后再去所述ApplicationServer模块请求当前用户有权限查看的相关业务数据。
作为一种较佳的实施例，所述步骤SS1具体包括：所述注册的基本信息点击保存之后，所述Application Server模块会在所述MQ模块上面定义所述SI-SDK模块的标签。
作为一种较佳的实施例，所述步骤SS2具体包括：如果所述SI-SDK模块发出信息60s后没有收到回复，则判定为网络不通，并通过屏幕或者蜂鸣器或者信号输出接口给出网络连接有问题的提示。
作为一种较佳的实施例，所述步骤SS4具体包括：如果所述Gateway模块查询不到所述SI-SDK模块的ID信息，则判定该SI-SDK模块的设备没有注册，则直接返回“未注册”的信息给所述SI-SDK模块；
作为一种较佳的实施例，所述步骤SS11具体包括：所述相关业务数据中如果是查看当前科学仪器最新状态的请求，则直接从所述Shadow Server模块中获取；所述相关业务数据中如果是要获取一些统计分析的数据结果，则是从所述DB模块中加载。
如图1所示，SI-SDK模块：负责采集科学仪器等各类指标信息，具体的存在形式可能为纯软件也可能为一个已经包含SI-SDK软件的一个硬件设备。Gateway模块：数据网关，负责接收来自大量科学仪器的信息收集。MQ模块：用于缓存来自SI-SDK的大量报送数据，保证所有的数据都被可靠的保存下来。Application Server模块：业务逻辑服务器，包括设备注册，权限校验，数据处理等。Shadow Server模块：缓存所有科学仪器上次状态和当前最新状态等信息。Flink模块：对实时对数据流进行实时的分析处理。DB模块：负责平台数据，以及大数据处理结果的存储。Web Server模块：负责把数据展现出来。Client模块：使用本平台的客户端。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.科学仪器通用运维监控平台，其特征在于，包括SI-SDK模块、Gateway模块、MQ模块、Client模块、Web Server模块、Application Server模块、Shadow Server模块、Flink模块、DB模块，所述SI-SDK模块的输出端与所述Gateway模块的输入端相连接，所述Gateway模块的输出端与所述MQ模块的输入端相连接，所述MQ模块的输出端与所述Application Server模块的输入端相连接，所述Application Server模块的输入输出端与所述Shadow Server模块的输入输出端相连接，所述Application Server模块的输出端与所述Flink模块的输入端相连接，所述Flink模块的输出端与所述DB模块的输入端相连接，所述DB模块的输出端与所述Application Server模块的输入端相连接，所述Application Server模块的输入输出端与所述Web Server模块的输入输出端相连接，所述Web Server模块的输出端与所述Client模块的输入端相连接。
2.根据权利要求1所述的科学仪器通用运维监控平台，其特征在于，所述SI-SDK模块用于采集科学仪器的各类数据然后通过网络发送到Application Server模块；所述Gateway模块用来接收来自所有所述SI-SDK模块发送的数据，将合法数据路由到所述MQ模块集群，非法数据将被丢弃，并检验数据报文是否是已经注册所述SI-SDK模块发过来的信息；所述MQ模块用来对来自所述Gateway模块的数据进行缓存后传输给Application Server模块；所述Shadow Server模块用来缓存所有科学仪器的当前状态和上一次报送的状态信息；所述Flink模块用来对所述Application Server模块报送上来的大量科学仪器数据进行实时的处理累加和趋势分析并传输给所述DB模块；所述DB模块用于存储来自所述Flink模块的基本数据和对大量数据处理分析的结果并传输给所述Application Server模块；所述WebServer模块用来处理来自所述Client模块的请求，从所述Application Server模块上请求业务数据，形成页面，然后发送给所述Client模块；所述Client模块是跟用户交互用的客户端。
3.根据权利要求2所述的科学仪器通用运维监控平台，其特征在于，所述Client模块采用手机微信APP客户端或者电脑浏览器客户端。
4.根据权利要求1所述的科学仪器通用运维监控平台，其特征在于，所述ApplicationServer模块用来接收所述MQ模块从科学仪器终端上传来的数据，把数据缓存到所述ShadowServer模块，然后把所述Shadow Server模块的上上次到数据删除掉；所述ApplicationServer模块用来监测是否有报警事件，若有报警事件立刻推送到所述Web Server模块；所述Application Server模块用来处理来自所述Web Server模块的业务数据请求。
5.根据权利要求4所述的科学仪器通用运维监控平台，其特征在于，所述ApplicationServer模块用来处理来自所述Web Server模块的业务数据请求具体包括：如果是请求某个科学仪器的最新状态信息，则从所述Shadow Server模块中获取；如果需要获得与上次状态信息之间的差异即上升或者下降信息则从所述Shadow Server模块中获取；如果需要获得一段时间内的状态趋势则从所述DB模块中获取数据。
6.基于权利要求1所述的科学仪器通用运维监控平台的监控方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤SS1：首先在Application Server模块上面为所述SI-SDK模块进行注册，注册的基本信息为SI-SDK模块的ID号、负责人、所属单位、联系方式和设备功能描述；
步骤SS2：把所述SI-SDK模块与科学仪器进行整合然后开机运行，所述SI-SDK模块开始按照默认的时间间隔通过4G或5G来发送心跳信号到默认的Application Server模块的数据网关即Gateway模块；
步骤SS3：所述Gateway模块收到信号之后，首先对数据报文格式进行校验，对于不符合的数据报文格式直接丢弃掉，不予以回复；
步骤SS4：若所述Gateway模块收到的数据报文格式正确，则解析数据包拿到所述SI-SDK模块的ID信息去MQ模块里面校验该SI-SDK模块的设备是否已经注册；
步骤SS5：经过所述Gateway模块校验的数据报文格式合法的，将消息路由传输给所述MQ模块中定义所述SI-SDK模块的标签；
步骤SS6：所述Application Server模块定义所有已经注册设备的标签，所有一旦有已经注册设备的信息传输过来，所述Application Server模块立刻得到通知；
步骤SS7：所述Application Server模块收到报文信息后，把该条报文信息发送给Shadow Server模块，然后再发送给Flink模块进行大数据的处理统计；
步骤SS8：所述Shadow Server模块收到报文信息后，首先把currentData的value，存入到lastData中去，然后再把最新收到的报文信息存入到currentData中去；
步骤SS9：所述Flink模块统计的结果直接存入到DB模块中；
步骤SS10：当Client模块发起请求来查看所述运维监控平台中科学仪器状态的时候，首先发送http请求给Web Server模块；
步骤SS11：所述Web Server模块对当前用户进行权限校验，然后再去所述ApplicationServer模块请求当前用户有权限查看的相关业务数据。
7.根据权利要求6所述的科学仪器通用运维监控平台的监控方法，其特征在于，所述步骤SS1具体包括：所述注册的基本信息点击保存之后，所述Application Server模块会在所述MQ模块上面定义所述SI-SDK模块的标签。
8.根据权利要求6所述的科学仪器通用运维监控平台的监控方法，其特征在于，所述步骤SS2具体包括：如果所述SI-SDK模块发出信息60s后没有收到回复，则判定为网络不通，并通过屏幕或者蜂鸣器或者信号输出接口给出网络连接有问题的提示。
9.根据权利要求6所述的科学仪器通用运维监控平台的监控方法，其特征在于，所述步骤SS4具体包括：如果所述Gateway模块查询不到所述SI-SDK模块的ID信息，则判定该SI-SDK模块的设备没有注册，则直接返回“未注册”的信息给所述SI-SDK模块。
10.根据权利要求6所述的科学仪器通用运维监控平台的监控方法，其特征在于，所述步骤SS11具体包括：所述相关业务数据中如果是查看当前科学仪器最新状态的请求，则直接从所述Shadow Server模块中获取；所述相关业务数据中如果是要获取一些统计分析的数据结果，则是从所述DB模块中加载。
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