CN111031137A - 一种基于故障状态遥感技术的可视化远程运维方法及系统 - Google Patents

Abstract

一种基于故障状态遥感技术的可视化远程运维方法，该方法包括：移动终端通过自带的通信接口或扩展接口与现场故障装置连接，并与私有云服务器连接，进行实时双向数据流传输；私有云服务器与移动终端和远端运维人员的PC装置通信，将通过PC装置发出的信息同步至移动终端，将移动终端转发的信息同步至PC装置；PC装置上传指令至私有云服务器，接收、处理、展示私有云服务器传来的数据，对现场故障装置进行运维管理。还包括一种基于故障状态遥感技术的可视化远程运维系统。可以直接看到现场情况，问题定位更高效；本发明实施例能够直接与现场故障装置通信，问题处理更快速；无需购买专用远程维护支持装置，成本更低。

Description

一种基于故障状态遥感技术的可视化远程运维方法及系统

技术领域

本发明涉及设备运维技术领域，具体地说是一种基于故障状态遥感技术的可视化远程运维方法及系统。

背景技术

智能手机已成为人们现实生活中随身携带的智能设备，其通常具有高清摄像头，以及多种通信接口，包括蓝牙、WLAN、移动蜂窝通信、USB、NFC等，经过开发还能支持串口通信；同时，还拥有丰富的传感器，包括GPS/北斗、红外传感器、陀螺仪、光线感应器、压力传感器等，能获取多类型数据。

随着智能电网建设的逐步深入，各类自动化、信息化电力终端装置的数量快速增长，终端装置的运维(运行维护)工作持续增加。然而，在短期内无法培养出大量技术过硬、经验丰富的(高素质)运维工程师，来满足现场的运维工作要求。远程运维支持技术，使得现场运维工程师能够便捷地向身处远端的高素质运维工程师寻求技术支持，减少了对高素质运维工程师的数量需求，很好地满足了现场的运维工作需求。目前，进行远程运维支持的主要方式包括：

1、拨打电话或社交软件

当现场运维工程师需要远程技术支持时，通过打电话、发短信或社交软件，向身处远端的高素质运维工程师寻求支持，现场工程师和支持工程师通过电话、短信或社交软件进行交流，并辅以图片或视频进行补充说明。通常：a、现场人员描述现场的问题，b、支持人员对问题进行分析并提出解决方案，c、现场人员按照解决方案进行调试操作，d、问题解决则结束此次协助，否则重复进行a～c的步骤。这种方法存在着以下问题：

1)远端支持人员身处远端无法看到现场的实时画面，对现场情况的了解完全依靠现场人员的转述，以语言、文字、图片或短视频的形式进行信息获取、信息描述、信息传递和信息解析过程引起的信息损耗和偏差，常常导致需要较长时间的交流才能完全掌握现场的真实情况，技术支持效率较低，降低高素质运维工程师的时间效率；

2)远端支持人员不能直接与现场的待维护装置通信，在支持人员依据现场情况和经验，经过分析、判断得出解决方法后，是由支持人员转述给现场人员进行操作验证的，支持人员无法与装置形成直接交互。

2、基于专用远程运维装置的运维支持系统

这种方法的原理是，通过专用的远程运维装置在现场待维护设备与运维支持系统服务器之间建立数据透传通道，支持人员再通过电脑端的维护软件与运维支持系统服务器连接，建立从现场待运维装置到支持人员维护软件间的数据透传通道，让身处远端的支持人员能够直接与现场待维护设备进行通信。这种方法通过建立数据透传通道，解决了在支持与被支持方之间进行多次信息交换的问题，同时也使得支持人员能够与现场设备进行通信，一定程度提高了支持效率。同时，也有部分装置通过加装摄像装置，使得远端运维支持人员能够看到现场的画面，综合进行运维决策。但仍然存在着以下问题：

1)成本较高，通常专用的远程运维装置价格较贵，进行视频传输的网络通信费用也较高，造成总经济成本较高，使得该方案的普及程度较低；

2)基于上述经济成本的考虑，通常选择的是舍弃视频通信，又使得远端支持人员无法看到现场的实时画面，支持效率降低；

3)现场运维工程师负担重，通常专用的远程运维装置的体积和重量较大，而电力系统的一些设备所在的位置较为偏远、交通不便，在携带、搬运运维装置上都不方便，增加了现场运维工程师的工作负担。

发明内容

为了解决远端运维支持人员不能实时掌握现场的环境和状态变化、远端运维支持人员得到的现场环境参数单一、数据传输可靠性差效率低、代价高昂的问题，本发明提供了一种基于故障状态遥感技术的可视化远程运维方法及系统，本发明实施例公开了如下技术方案：

本发明第一方面提供了一种基于故障状态遥感技术的可视化远程运维方法，该方法包括：

移动终端通过自带的通信接口或扩展接口与现场故障装置连接，并与私有云服务器连接，进行实时双向数据流传输；

私有云服务器与移动终端和远端运维人员的PC装置通信，将通过PC装置发出的信息同步至移动终端，将移动终端转发的信息同步至PC装置；

PC装置上传指令至私有云服务器，接收、处理、展示私有云服务器传来的数据，对现场故障装置进行运维管理。

结合第一方面，在第一方面第一种可能实现的方式中，进行双向数据流传输包括以下方法：

移动终端实时接收由私有云服务器转发的PC装置的下行调试指令并转发给现场装置；

移动终端通过私有云服务器将现场故障装置的故障状态数据流传至PC装置。

结合第一方面，在第一方面第二种可能实现的方式中，所述的现场故障装置的故障状态数据流包括双向调试数据流、视频流、环境参数流；所述的双向调试数据流用于故障信息遥感交互，视频流用于故障现场画面遥感交互，环境参数流用于故障现场环境参数遥感交互。

结合第一方面，在第一方面第三种可能实现的方式中，所述的移动终端通过H264编码对视频流进行编码操作，所述的PC装置对编码后的视频流进行解码操作并显示。

结合第一方面，在第一方面第四种可能实现的方式中，移动终端通过自带的通信接口或扩展接口与现场的装置和私有云服务器连接的实现方法包括：

基于移动终端操作系统的USB通信接口，建立串口通信libies_serial_port.so动态库，实现移动终端串口通信；

基于套接字通信，分别开启一个读数据线程、一个写数据线程，实现下行及上行数据的接收、转发。

结合第一方面，在第一方面第五种可能实现的方式中，对数据流进行实时传输具体包括以下多种方法：

方法一：建立守护线程，对读数据线程和写数据线程进行实时监测；

如果守护线程发现异常，则立刻重新建立连接；

或/和，方法二：建立数据缓存队列；

将读数据线程读取的数据存放至数据缓存队列；

确认数据写出成功后，将该读取的数据从数据缓存队列里删除。

结合第一方面，在第一方面第六种可能实现的方式中，所述实现下行数据的接收及转发具体包括以下方法：由PC装置端的写数据线程，协同私有云服务器端与PC装置通信的读数据线程、与移动终端通信的写数据线程及下行数据缓存队列，以及移动终端侧与私有云服务器通信的读数据线程、与现场装置通信的写数据线程及下行数据缓存队列共同完成；

所述实现对上行数据的接收及转发具体包括以下方法：由移动终端侧与现场装置通信的读数据线程、与私有云服务器通信的写数据线程和上行数据缓存队列，协同私有云服务器端与移动终端通信的读数据线程、与PC装置通信的写数据线程和上行数据缓存队列，以及PC装置端的读数据线程共同完成。

本发明第二方面提供了一种基于故障状态遥感技术的可视化远程运维系统，该系统包括现场故障装置；和，

移动终端，用于感知现场故障装置的故障状态，将故障状发送至私有云服务器，并接收私有云服务器端传来的操作指令，并传送至故障装置；和，

私有云服务器，用于接收移动终端传来的数据，传送至远端PC装置，并接收远端PC装置的指令，并发送至移动终端；和，

远端PC装置，用于对私有云服务器传来的数据进行处理与展示，实现对现场故障装置的可视化运维调试操作；并发送指令给私有云服务器。

结合第二方面，在第二方面第一种可能实现的方式中，在所述的移动终端中还包括故障遥感模块，用于与故障装置进行通信交互，实时获取故障状态数据流；和/或，编码模块，用于对故障状态视频流进行H264编码；

在所述的私有云服务器中还包括数据透传通道模块，用于对数据进行实时双向传输；

在所述的PC装置中还包括解码模块，用于调用解码库，对私有云服务器传来的编码后的视频流进行解码操作；和/或，故障运维工具模块，用于可视化运维指令下发及结果接收。

本发明第二方面的所述系统能够实现第一方面及第一方面的各实现方式中的方法，并取得相同的效果。

由以上技术方案可见，本发明提出的基于“故障状态遥感技术”的可视化远程运维方法及系统，相对于已有的远程运维方法，具有以下优点：

(1)可以直接看到现场情况，问题定位更高效：

使用手机自带摄像头和传感器，使得身处远端的运维支持人员能够实时监视现场的情况，对现场情况和问题现象的了解，不再需要现场人员的转述，略去了以语言和文字形式进行信息获取、信息描述、信息传递和信息解析过程引起的信息损耗和偏差，使得问题定位更高效。

(2)能够直接与现场故障装置通信，问题处理更快速：

通过建立现场故障装置到运维支持工程师的数据透传通道，使得运维支持工程师能够直接与现场故障装置通信，并取得并解析编码后的视频流，结合获取的视频信息，有助于更快地找到问题所在，并解决问题。

(3)无需购买专用远程维护支持装置，成本更低：

智能手机已经是人们日常工作、生活随身携带必须品，无需额外携带其他装置，不会增加现场维护工程师的负担。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为一种基于故障状态遥感技术的可视化远程运维方法流程示意图；

图2为本发明实施例所应用的一种基于故障状态遥感技术的可视化远程运维系统结构示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明中的技术方案，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，所描述的实施例仅仅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，都应当属于本发明保护的范围。

如图1所示，一种基于故障状态遥感技术的可视化远程运维方法，该方法包括：

移动终端通过自带的通信接口或扩展接口与现场故障装置和私有云服务器连接，进行实时双向数据流传输；

私有云服务器与移动终端和远端运维人员的PC装置通信，将通过PC装置发出的信息同步至移动终端，将移动终端转发的信息同步至PC装置；

PC装置上传指令至私有云服务器，接收、处理、展示私有云服务器传来的数据，对现场故障装置进行运维管理。

进行双向数据流传输包括以下方法：

S11、移动终端实时接收由私有云服务器转发的PC装置的下行调试指令并转发给现场装置；

S12、移动终端通过私有云服务器将现场故障装置的故障状态的数据流传至PC装置。

现场故障装置的状态的数据流包括双向调试数据流、视频流、环境参数流；所述的双向调试数据流用于故障信息遥感交互，视频流用于故障现场画面遥感交互，环境参数流用于故障现场环境参数遥感交互。移动终端通过H264编码对视频流进行编码操作，PC装置对编码后的视频流进行解码操作并显示。

故障信息遥感交互可分为以下几个步骤：

A1、现场准备。现场结合移动终端和故障装置的通信接口，在USB、蓝牙(现场装置端借助串口/USB转蓝牙模块)、WI-FI(现场装置端借助串口/USB转WI-FI模块)、串口(手机端借助自定义libies_serial_port.so动态库)等通信方式中选择一项，通过故障遥感模块与现场装置建立通信连接；同时，移动终端发起远程运维求助；此时，移动终端自动建立与私有云服务器的通信连接，并将求助信息同步至远端运维支持人员PC端。

B1、远端接入。远端运维支持人员通过PC端查看运维求助，选择要支持的运维求助信息，开始运维支持(此时，建立运维支持人员PC端与现场装置间的通信连接)，完成双向实时数据透传通道的建立。

C1、直接交互。直接交互包括运维支持人员调试指令的下发与装置响应数据包的回传。指令下发：远端运维支持人员向故障装置下发调试指令，指令依次经由私有云服务器和现场的移动终端(如，智能手机)，传输至现场的故障装置；响应回传：装置的响应数据包，依次经由现场的移动终端和私有云服务器，传输至PC装置中，供运维支持人员进行分析、决策，实现直接的通信交互。

故障现场画面遥感交互可以分为以下几个步骤：

A2、远端开启。运维支持人员通过PC端开启获取故障现场实时画面的请求，请求经由私有云服务器，传输至维护现场的移动终端。

B2、现场响应。移动终端接收到请求后，自动调用系统的摄像机应用相应(Camera)接口获取视频，并通过媒体记录(MediaRecorder)类对视频数据进行H264编码。注：此处的编码是一个长期的过程，即只要有视频数据产生，就一直进行编码。

C2、码流传输。将编码后的视频数据流上传至私有云服务器，私有云服务器将接受到的视频数据流转发至PC装置。

D2、解码并显示。PC装置在接收到视频数据流后，调用FFmpeg的视频解码库，进行视频解析并显示，供运维支持人员查看、参考。

故障现场环境参数遥感交互可以分为以下几个步骤：

A3、远端开启。运维支持人员通过PC装置开启获取故障现场实时环境参数的请求，请求经由私有云服务器，传输至维护现场的移动终端。

B3、现场响应。移动终端接收到请求后，自动调用移动终端的位置管理服务类(LocationManager)获取位置信息、传感器管理类(SensorManager)获取光线明暗情况、通过天气预报应用获取温度/湿度/风力等数据，并进行数据组包。

C3、数据传递及显示。组包完成后，将组织的参数数据包上传至私有云服务器，私有云服务器将接受到的数据包转发至支持人员PC装置，PC装置进行显示，供运维支持人员查看、参考。

移动终端通过自带的通信接口或扩展接口与现场的装置和私有云服务器连接的实现方法包括：

基于移动终端操作系统的USB通信接口，建立串口通信libies_serial_port.so动态库，实现移动终端串口通信；

分别开启一个读数据线程、一个写数据线程，实现下行及上行数据的接收、转发。

对数据流进行实时传输具体包括以下多种方法：

方法一：建立守护线程，对读数据线程和写数据线程进行实时监测；

如果守护线程发现异常，则立刻重新建立连接；

或/和，方法二：建立数据缓存队列；

将读数据线程读取的数据存放至数据缓存队列；

确认数据写出成功后，将该读取的数据从数据缓存队列里删除。

实现下行数据的接收及转发具体包括以下方法：由PC装置端的写数据线程，协同私有云服务器端与PC装置通信的读数据线程、与移动终端通信的写数据线程及下行数据缓存队列，以及移动终端侧与私有云服务器通信的读数据线程、与现场装置通信的写数据线程及下行数据缓存队列共同完成；

实现对上行数据的接收及转发具体包括以下方法：由移动终端侧与现场装置通信的读数据线程、与私有云服务器通信的写数据线程和上行数据缓存队列，协同私有云服务器端与移动终端通信的读数据线程、与PC装置通信的写数据线程和上行数据缓存队列，以及PC装置端的读数据线程共同完成。

如图2所示，一种基于故障状态遥感技术的可视化远程运维系统，利该系统包括现场故障装置；和，移动终端，用于感知现场故障装置的故障状态，并对故障状发送至私有云服务器；和，私有云服务器，用于接收移动终端传来的数据，并传送至远端PC装置，接收远端PC装置的指令，发送至移动终端；和，远端PC装置，用于对私有云服务器传来的数据进行处理，实现现场故障装置的可视化操作；并发送指令给私有云服务器。

在所述的移动终端中还包括故障遥感模块，用于与故障装置进行通信交互，实时获取故障状态数据流；和/或，编码模块，用于对故障状态视频流进行H264编码；在所述的私有云服务器中还包括数据透传通道模块，用于对数据进行实时双向传输；在所述的PC装置中还包括解码模块，用于调用解码库，对私有云服务器传来的编码后的视频流进行解码操作；和/或，故障运维工具模块，用于可视化运维指令下发及结果接收。

本发明实施例的私有云服务器可购买私有云服务器厂商的产品，如阿里云。

以上所述仅是本发明的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (9)

1.一种基于故障状态遥感技术的可视化远程运维方法，其特征是，该方法包括：

移动终端通过自带的通信接口或扩展接口与现场故障装置连接，并与私有云服务器连接，进行实时双向数据流传输；

私有云服务器与移动终端和远端运维人员的PC装置通信，将通过PC装置发出的信息同步至移动终端，将移动终端转发的信息同步至PC装置；

PC装置上传指令至私有云服务器，接收、处理、展示私有云服务器传来的数据，对现场故障装置进行运维管理。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征是，进行双向数据流传输包括以下方法：

移动终端实时接收由私有云服务器转发的PC装置的下行调试指令并转发给现场装置；

移动终端通过私有云服务器将现场故障装置的故障状态数据流传至PC装置。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征是，所述的现场故障装置的故障状态数据流包括双向调试数据流、视频流、环境参数流；所述的双向调试数据流用于故障信息遥感交互，视频流用于故障现场画面遥感交互，环境参数流用于故障现场环境参数遥感交互。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征是，所述的移动终端通过H264编码对视频流进行编码操作，所述的PC装置对编码后的视频流进行解码操作并显示。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征是，移动终端通过自带的通信接口或扩展接口与现场的装置和私有云服务器连接的实现方法包括：

基于移动终端操作系统的USB通信接口，建立串口通信libies_serial_port.so动态库，实现移动终端串口通信；

基于套接字通信，分别开启一个读数据线程、一个写数据线程，实现下行及上行数据的接收、转发。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征是，对数据流进行实时传输具体包括以下多种方法：

方法一：建立守护线程，对读数据线程和写数据线程进行实时监测；

如果守护线程发现异常，则立刻重新建立连接；

或/和，方法二：建立数据缓存队列；

将读数据线程读取的数据存放至数据缓存队列；

确认数据写出成功后，将该读取的数据从数据缓存队列里删除。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征是，所述实现下行数据的接收及转发具体包括以下方法：由PC装置端的写数据线程，协同私有云服务器端与PC装置通信的读数据线程、与移动终端通信的写数据线程及下行数据缓存队列，以及移动终端侧与私有云服务器通信的读数据线程、与现场装置通信的写数据线程及下行数据缓存队列共同完成；

所述实现对上行数据的接收及转发具体包括以下方法：由移动终端侧与现场装置通信的读数据线程、与私有云服务器通信的写数据线程和上行数据缓存队列，协同私有云服务器端与移动终端通信的读数据线程、与PC装置通信的写数据线程和上行数据缓存队列，以及PC装置端的读数据线程共同完成。

8.一种基于故障状态遥感技术的可视化远程运维系统，利用权利要求1-7任意一项所述的方法，其特征是，该系统包括现场故障装置；和，

移动终端，用于感知现场故障装置的故障状态，将故障状发送至私有云服务器，并接收私有云服务器端传来的操作指令，并传送至故障装置；和，

私有云服务器，用于接收移动终端传来的数据，传送至远端PC装置，并接收远端PC装置的指令，并发送至移动终端；和，

远端PC装置，用于对私有云服务器传来的数据进行处理与展示，实现对现场故障装置的可视化运维调试操作；并发送指令给私有云服务器。

9.根据权利要求8所述的系统，其特征是，在所述的移动终端中还包括故障遥感模块，用于与故障装置进行通信交互，实时获取故障状态数据流；和/或，编码模块，用于对故障状态视频流进行H264编码；

在所述的私有云服务器中还包括数据透传通道模块，用于对数据进行实时双向传输；

在所述的PC装置中还包括解码模块，用于调用解码库，对私有云服务器传来的编码后的视频流进行解码操作；和/或，故障运维工具模块，用于可视化运维指令下发及结果接收。

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