CN111181778A - 一种工业物联网系统及物联网设备的告警方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种工业物联网系统及物联网设备的告警方法，该系统由云平台、边缘网关和物联网设备构成，所述云平台上设有可视化的告警规则配置页面，生成由所述告警输入参数、规则体和输出参数构成告警规则；所述边缘网关用于接收告警规则，并根据所述规则体进行检测，必要时生成告警信息。该方法包括以下步骤：所述云平台通过可视化的告警规则配置页面对告警规则进行配置；云平台将配置好的告警规则下发到对应的边缘网关；所述物联网设备生成设备实时原始数据报文发送给边缘网关进行检测，并生成告警信息。本发明通过提高了告警规则的复杂度和直观性，缩短了数据传输路径，解决了告警生成和告警后控制实时性低的问题。

Description

一种工业物联网系统及物联网设备的告警方法

技术领域

本发明涉及一种工业物联网系统及物联网设备的告警方法，属于物联网应用技术领域。

背景技术

在工业物联网的告警应用中，通常通过云平台来管理接入云平台的工业物联网设备，在云平台上为物联网设备创建告警规则，在云平台检测到物联网设备的数据符合告警规则时生成告警数据，并向用户推送告警信息，提示用户采取相应的处理措施。

目前，为了实现上述功能，通常是在云平台上通过为物联网设备输入告警输入参数来创建告警规则，告警规则在云平台中运行，在物联网设备的数据上传到云平台后，云平台检测数据是否满足告警规则，进而生成告警信息。用户获取告警通知后，通过云平台下发设备的控制命令，来进行告警后的处理。

但是，通过上述方法实现的设备告警方法和实施告警处理措施的方法，存在以下缺点：

1.创建告警规则的方式是通过在云平台中输入告警输入参数来实现，而且单个告警规则通常只能以设备的单个数据通道作为输入而不能是多个数据通道同时作为输入，而且只能实现阈值告警，无法支持复杂的告警规则和判断过程的配置，这限制了告警规则的应用范围；

2.通过输入告警输入参数创建的告警规则呈现为一系列的规则参数，形成的告警规则不够直观，需要将各个规则参数组合后才能全面理解所创建的告警规则，增加了理解和后期维护的难度；

3.告警规则在云平台中运行，设备的数据需要上传到云平台后，由云平台来检测数据是否满足告警规则，进而生成告警数据并对设备实施控制。这样一方面当设备数量多时增加了云平台的计算压力；另一方面，端云之间较长的数据传输路径导致告警发生和告警后对设备控制的实时性降低。

发明内容

本发明要解决技术问题是：提供一种告警规则应用范围大、告警生成和告警后控制实时性高的工业物联网系统及物联网设备的告警方法。

为解决上述技术问题，本发明提出的技术方案之一是：一种工业物联网系统，由云平台、边缘网关和物联网设备构成，所述物联网设备通过边缘网关与云平台连接；

所述云平台上设有可视化的告警规则配置页面，所述告警规则配置页面中设有第一数据输入组件、第一函数运算组件和第一告警输出组件；所述第一数据输入组件用于从物联网设备上传的数据中选取部分数据作为告警输入参数；所述第一函数运算组件用于对告警输入参数进行布尔运算、逻辑运算、算术运算和时间窗口滤波运算从而生成规则体；所述第一告警输出组件用于对告警信息的类型和等级进行配置，从而生成输出参数；所述告警输入参数、规则体和输出参数构成告警规则；

所述物联网设备用于生成设备实时原始数据报文发送给所述边缘网关；

所述边缘网关上设有第二数据输入组件、第二函数运算组件和第二告警输出组件，分别用于接收所述物联网设备的设备实时原始数据报文、规则体和输出参数，所述边缘网关还用于根据所述规则体对接收到的设备实时原始数据报文进行检测，若满足所述规则体的要求，则第二告警输出组件根据所述输出参数生成告警信息。

为解决上述技术问题，本发明提出的技术方案之二是：一种技术方案之一所述的工业物联网系统中物联网设备的告警方法，包括以下步骤：

步骤一、所述云平台通过可视化的告警规则配置页面对告警规则进行配置，接收物联网设备支持上传的数据，所述第一数据输入组件从物联网设备支持上传的数据中选取部分数据作为告警输入参数；

所述第一函数运算组件对告警输入参数进行布尔运算、逻辑运算、算术运算和时间窗口滤波运算，生成规则体；

所述第一告警输出组件对告警信息的类型和等级进行配置，生成输出参数；

步骤二、所述云平台与所述边缘网关建立通信连接，将配置好的告警规则下发到对应的边缘网关，所述边缘网关上的第二数据输入组件、第二函数运算组件和第二告警输出组件，分别获得所述物联网设备的设备实时原始数据报文、规则体和输出参数；

步骤三、所述边缘网关与物联网设备建立通信连接；所述物联网设备生成设备实时原始数据报文并发送给所述边缘网关；

步骤四、所述边缘网关检测输入的设备实时原始数据报文是否满足所述规则体的要求，如果满足，则根据所述输出参数生成告警信息；所述边缘网关将告警信息推送至云平台，由云平台将该告警信息推送给终端用户。

本发明在云平台中提供可视化配置告警规则的页面，为物联网设备配置告警规则。物联网设备的所有数据通道都能够作为告警规则的数据输入来源，通过第一函数运算组件的组合形成复杂的告警规则，而且形成的告警规则能够在可视化页面中直观呈现，解决了告警规则应用范围小、不够直观的问题。

本发明通过将云平台创建的告警规则同步到边缘网关，并在靠近物联网设备的边缘网关中运行告警规则，缩短了数据传输路径，解决了告警生成和告警后控制实时性低的问题。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步说明。

图1是本发明实施例一的结构示意图。

图2是可视化的告警规则配置页面的示意图。

具体实施方式

实施例一

本实施例为一种工业物联网系统，如图1所示，由云平台、边缘网关和物联网设备构成，所述物联网设备经通过边缘网关与云平台连接。

其中，物联网设备是指工业现场中具有传感检测功能的设备或组件，比如支持温度检测的传感器设备或智能测量卡尺设备。

边缘网关是指就近部署在物联网设备附近的具有一定运算和存储能力的设备或组件，用户能够通过边缘网关访问云平台，并连接物联网设备获取数据，也能够给物联网设备下发控制命令等。本发明实施例涉及的边缘网关，可以是提供数据处理能力的、具有数据连通功能的设备或组件。

云平台是指统一管理物联网设备和边缘网关，支持物联网设备上报业务数据，与用户应用业务连接实现数据交互的平台，云平台为用户提供了操作界面，用来管理设备、配置告警规则等。

所述云平台上设有可视化的告警规则配置页面，如图2所示，所述告警规则配置页面中设有第一数据输入组件、第一函数运算组件和第一告警输出组件。

所述第一数据输入组件用于接收物联网设备支持上传的数据，并从物联网设备支持上传的数据中根据需要选取部分数据作为告警输入参数。所述第一数据输入组件可用于接收所述物联网设备上传数据中的模拟量值(数据值)，以及用于接收所述物联网设备上传数据中的数字量值(布尔值或状态值)。

所述第一函数运算组件用于对告警输入参数进行布尔运算、逻辑运算、算术运算和时间窗口滤波运算从而生成规则体；所述第一告警输出组件用于对告警信息的类型和等级进行配置，从而生成输出参数；所述告警输入参数、规则体和输出参数构成告警规则

所述第一函数运算组件用于对告警输入参数进行布尔运算、逻辑运算、算术运算和时间窗口滤波运算从而生成规则体。布尔运算，比如“非”运算；逻辑运算，比如“与”运算、比较运算等；算术运算，如四则运算等；所述时间窗口滤波运算则为输入的数据值进行滤波控制，防止数据突变所导致的虚警的发生。上述各函数运算实现了与其名字相同的运算功能，如图2所示，加法运算组件“ADD”实现了将输入的两个操作数(IN1和IN2)进行相加的运算(IN1+IN2)，“与”运算组件“AND”实现了将输入的两个操作数(IN1和IN2)进行逻辑“与”运算(IN1&IN2)。

所述第一告警输出组件用于对告警信息的类型和等级进行配置，从而生成输出参数。告警信息可以根据需要进行多种配置，包括告警类型的配置、告警等级的配置等，如“XX数据超上限告警”、“XX数据超下限告警”、“XX数据超上限一般告警”、“XX数据超上限严重告警”等。

所述告警输入参数、规则体和输出参数构成告警规则。

可见，告警规则配置页面中包含多个功能组件，用户可通过拖拽并连接各个功能组件的方法，来为物联网设备配置告警规则。告警规则配置页面能够将设备的多个数据通道同时输入告警规则中，并在告警规则中实现布尔运算、逻辑运算、算术运算和时间窗口滤波运算功能，也能够对生成的告警信息的种类和等级进行配置。

所述云平台发起通信连接请求并与所述边缘网关建立通信连接，将生成的告警规则下发给所述边缘网关。

所述物联网设备用于生成设备实时原始数据报文，在与所述边缘网关建立通信连接后发送给所述边缘网关。

所述边缘网关上设有第二数据输入组件、第二函数运算组件和第二告警输出组件，分别用于接收所述设备实时原始数据报文、规则体和输出参数，所述边缘网关还用于根据所述规则体对接收到的设备实时原始数据报文进行检测，若满足所述规则体的要求，则第二告警输出组件根据所述输出参数生成告警信息。

本实施例通过第一函数运算组件的组合形成复杂的告警规则，而且形成的告警规则能够在可视化页面中直观呈现，解决了告警规则应用范围小、不够直观的问题。

此外，本实施例中，所述告警规则配置页面还可以用于查看、修改和删除告警规则。

实施例二

本实施例是在实施例一的工业物联网系统中物联网设备的告警方法，包括以下步骤：

步骤一、所述云平台通过可视化的告警规则配置页面对告警规则进行配置，所述第一数据输入组件接收所述物联网设备的设备实时原始数据报文作为告警输入参数。

配置告警规则参数时，首先根据获取到的物联网设备的标识信息和物联网设备支持上传的数据，在云平台第一数据输入组件中根据需要选取部分物联网设备支持上传的数据配置生成告警输入参数。

本发明中，设备标识信息作为物联网设备的唯一标识，起到识别物联网设备的作用。

所述第一函数运算组件对告警输入参数进行布尔运算、逻辑运算、算术运算和时间窗口滤波运算，生成规则体；

所述第一告警输出组件对告警信息的类型和等级进行配置，生成输出参数。

如图2所示，在可视化的告警规则配置页面中配置好告警规则后，通过点击工具栏中的保存按钮，从告警规则图生成JSON格式的告警规则信息，存储在云平台的存储区中。在云平台中存储告警规则信息时，将告警规则信息与物联网设备在云平台中的设备标识关联。

在云平台中保存的告警规则信息，可以被可视化告警规则配置页面加载并直观展示，用于查看已配置完成的告警规则；也可以用于直观展示后由用户进行修改，修改完成后，将新的告警规则信息存储。

步骤二、所述云平台与所述边缘网关建立通信连接，将配置好的告警规则下发到对应的边缘网关，所述边缘网关上的第二数据输入组件、第二函数运算组件和第二告警输出组件，分别获得物联网设备的设备实时原始数据报文、规则体和输出参数。

云平台将创建好的告警规则JSON格式信息和物联网设备的设备标识组合形成JSON格式报文，通过该设备标识，边缘网关可唯一确认该告警规则适用的物联网设备。然后云平台将该JSON格式报文发送到边缘网关，所述边缘网关对接收到的所述告警规则进行存储。

告警输入参数用于指明使用物联网设备的设备实时原始数据报文中哪些数据作为告警规则的输入，规则体用于指明对各个输入参数采取的计算方法，输出参数用于指明告警规则生成的告警类型和告警等级。边缘网关将解析得到的参数和规则体加载到本地程序中运行。

步骤三、所述边缘网关与物联网设备建立通信连接；所述物联网设备生成设备实时原始数据报文并发送给所述边缘网关的第二数据输入组件。

步骤四、所述边缘网关的第二函数运算组件检测输入的设备实时原始数据报文是否满足所述规则体的要求，如果满足，则第二告警输出组件根据所述输出参数生成告警信息；所述边缘网关在生成告警信息后，将包含所述物联网设备标识的告警信息推送至云平台，由云平台将该告警信息通过短信或邮件的方式推送给终端用户。

本实施例还可以作以下改进：1）步骤三中，所述边缘网关根据获取到物联网设备的标识信息，与该标识信息对应的物联网设备建立通信连接；步骤四中，所述边缘网关将生成的告警信息与所述设备标识信息关联后，将所述告警信息进行存储。该告警信息存储在存储表中，当需要使用告警信息时，边缘网关读取该存储表获取告警信息

2）步骤四中，所述边缘网关在生成告警信息后，根据预设的业务逻辑生成控制命令，立即对物联网设备下发所述控制命令，完成告警后对设备的快速控制。这样就缩短了数据传输路径，解决了告警生成和告警后控制实时性低的问题。

本实施例中，云平台将告警规则下发给边缘网关存储，云平台和边缘网关中始终存储相同的告警规则，并且告警规则运行在边缘网关中，减轻了云平台的计算压力，缩短了数据传输路径，解决了告警生成和告警后控制实时性低的问题。

本发明不局限于上述实施例所述的具体技术方案，除上述实施例外，本发明还可以有其他实施方式。对于本领域的技术人员来说，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等形成的技术方案，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种工业物联网系统，由云平台、边缘网关和物联网设备构成，所述物联网设备通过边缘网关与云平台连接；其特征在于：

所述云平台上设有可视化的告警规则配置页面，所述告警规则配置页面中设有第一数据输入组件、第一函数运算组件和第一告警输出组件；所述第一数据输入组件用于从物联网设备上传的数据中选取部分数据作为告警输入参数；所述第一函数运算组件用于对告警输入参数进行布尔运算、逻辑运算、算术运算和时间窗口滤波运算从而生成规则体；所述第一告警输出组件用于对告警信息的类型和等级进行配置，从而生成输出参数；所述告警输入参数、规则体和输出参数构成告警规则；

所述物联网设备用于生成设备实时原始数据报文发送给所述边缘网关；

所述边缘网关上设有第二数据输入组件、第二函数运算组件和第二告警输出组件，分别用于接收所述物联网设备的设备实时原始数据报文、规则体和输出参数，所述边缘网关还用于根据所述规则体对接收到的设备实时原始数据报文进行检测，若满足所述规则体的要求，则第二告警输出组件根据所述输出参数生成告警信息。

2.根据权利要求1所述的一种工业物联网系统，其特征在于：所述告警规则配置页面还用于查看、修改和删除告警规则。

3.一种权利要求1所述的工业物联网系统中物联网设备的告警方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一、所述云平台通过可视化的告警规则配置页面对告警规则进行配置，接收物联网设备支持上传的数据，所述第一数据输入组件从物联网设备支持上传的数据中选取部分数据作为告警输入参数；

所述第一函数运算组件对告警输入参数进行布尔运算、逻辑运算、算术运算和时间窗口滤波运算，生成规则体；

所述第一告警输出组件对告警信息的类型和等级进行配置，生成输出参数；

步骤二、所述云平台与所述边缘网关建立通信连接，将配置好的告警规则下发到对应的边缘网关，所述边缘网关上的第二数据输入组件、第二函数运算组件和第二告警输出组件，分别获得所述物联网设备的设备实时原始数据报文、规则体和输出参数；

步骤三、所述边缘网关与物联网设备建立通信连接；所述物联网设备生成设备实时原始数据报文并发送给所述边缘网关；

步骤四、所述边缘网关检测输入的设备实时原始数据报文是否满足所述规则体的要求，如果满足，则根据所述输出参数生成告警信息；所述边缘网关将告警信息推送至云平台，由云平台将该告警信息推送给终端用户。

4.根据权利要求3所述的工业物联网系统中物联网设备的告警方法，其特征在于：步骤三中，所述边缘网关根据获取到物联网设备的标识信息，与该标识信息对应的物联网设备建立通信连接；

步骤四中，所述边缘网关将生成的告警信息与所述设备标识信息关联后，将所述告警信息进行存储。

5.根据权利要求3所述的工业物联网系统中物联网设备的告警方法，其特征在于：步骤二中，所述边缘网关对所述告警规则进行存储。

6.根据权利要求3所述的工业物联网系统中物联网设备的告警方法，其特征在于：步骤一中，配置告警输入参数时，首先云平台获取物联网设备的标识信息；在配置好告警规则后，将所述物联网设备的标识信息与告警规则关联后进行存储。

7.根据权利要求3或6所述的工业物联网系统中物联网设备的告警方法，其特征在于：步骤四中，所述边缘网关在生成告警信息后，根据预设的业务逻辑生成控制命令，立即对物联网设备下发所述控制命令。

8.根据权利要求6所述的工业物联网系统中物联网设备的告警方法，其特征在于：步骤四中，所述云平台将该告警信息通过短信或邮件的方式推送给终端用户。

Images