CN111708765A - 基于大数据微服务的物联网云平台管理系统及方法 - Google Patents

基于大数据微服务的物联网云平台管理系统及方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开基于大数据微服务的物联网云平台管理系统，包括数据采集服务器模块、物联网管理云平台模块，所述数据采集服务器模块与所述物联网管理云平台模块相连接。本发明还提出基于大数据微服务的物联网云平台管理方法，采用微服务和大数据分析相结合的方式进行架构设计，采用先进的架构对数据的实时监控、告警更加及时、准确，有利于煤矿的安全生产。

Description

基于大数据微服务的物联网云平台管理系统及方法
技术领域
本发明涉及一种基于大数据微服务的物联网云平台管理系统及方法，属于大数据应用技术领域。
背景技术
现有系统存在的最大问题在于县（集团）与市局无“管理”权限，仅有“查阅”权限。大部分煤矿能将数据上报，但有延迟，无法进行回放追朔，县（集团）与市局仅能事后跟踪，无法做到事前预防，这给县（集团）与市局的管理造成较高的风险，事前预防的管理好过事后跟踪补漏。
现有系统在数据综合查询，报表等均无法满足县（集团）与市局现有管理的需求。
现有数据采集系统，是由各煤矿系统供应厂商各自生成相应的文件，分别向县（集团）与市局逐级传输，传输节点较多，容易造成数据丢失，这也是目前现有系统存在的重要问题之一。而且很多关键的数据可能并不上传，县（集团）与市局无法获得煤矿的完整数据，数据有缺失，导致煤矿管理时效性不强，从而造成管理人员无法进行准确的判定,所以需要充分利用大数据、微服务等比较先进的架构体系，增强信息化系统的运用，推动煤矿井下人员安全的高速且稳定的发展。
发明内容
针对以上缺陷，本发明提供的解决方案会更多的从“管理”的角度入手，解决好县（集团）与市局的管理要求。所以本系统会从管理的角度加大县（集团）与市局的权限，尤其是县（集团）与市局的审批权，从源头上将对安全的管控防范于未然。
本发明针对现有煤矿人员管理系统的不足，无法做到有效的管控而派生出的新的解决方案系统平台，可以实现对煤矿下井人员的实时监控，并加强了上级主管部门对煤矿管理的要求，强化了审批与管控的功能(审批权限)，该平台充分利用大数据分析，对煤矿人员联网管理的数据进行清洗，挖掘，并做出预警，分析，管控，同时能实时监控煤矿的违规操作，防风险与未然，充分利用物联网+大数据技术对煤矿人员做到实时监测。该系统是煤矿人员安全管理的有效工具，在防的同时也做到了管的要求，同时也为后续的智能分析与数据挖掘做好了充分的预留和扩展接口，使煤矿的安全预警更智能化。
为解决上述技术问题，本发明提供基于大数据微服务的物联网云平台管理系统，其特征在于，包括数据采集服务器模块、物联网管理云平台模块，所述数据采集服务器模块与所述物联网管理云平台模块相连接；
所述物联网管理云平台模块包括Vue Web前端模块、微服务架构模块、大数据平台模块，所述Vue Web前端模块通过API接口与所述数据采集服务器模块相连接，所述Vue Web前端模块通过微服务网关接口与所述微服务架构模块相连接，所述微服务架构模块通过微服务网关接口与所述大数据平台模块相连接，所述Vue Web前端模块通过API接口外接UI前端报警模块；
所述数据采集服务器模块包括NGINX外网网关模块、矿端数据采集模块，所述矿端数据采集模块通过所述NGINX外网网关模块与所述微服务架构模块相连接，所述NGINX外网网关模块外接用户端服务器。
作为一种较佳的实施例，所述数据采集服务器模块用于，在接收到矿端数据采集模块提供的数据以后，判断所接收的数据是否合法，如果合法则上传至NGINX外网网关模块；如果不合法，则记录相关LOG日志，结束流程；上传至NGINX外网网关模块以后判断是否上传成功，成功以后记录相关日志，结束相关流程；如果上传失败，则判断是否是网络异常，如果是网络异常，则启动“网络异常”语音告警，如果不是网络异常，则启动“云平台连接异常”语音报警，同步存入本地数据并记录LOG日志，从而结束流程。
作为一种较佳的实施例，所述物联网管理云平台模块用于，接收矿端数据采集模块将所需要上传的数据上传到NGINX外网网关模块，将数据存储到Mysql数据库以备查询，微服务架构模块通过微服务接口调用或者存储相关数据，大数据平台模块将微服务架构模块获取的到数据通过大数据存储接口，对数据进行清洗，挖掘，并做出预警，分析，管控，同时能实时监控煤矿的违规操作。
作为一种较佳的实施例，所述物联网管理云平台模块提供供前端访问的API接口，供所述Vue Web前端模块调用，所有存储数据，由所述数据采集服务器模块通过NGINX外网网关模块上传，调用所述微服务架构模块的微服务网关接口，经所述微服务架构模块分解后一部分报警数据通过大数据接口传入所述大数据平台模块进行数据存储，另一部分报警数据直接通知到所述UI前端报警模块进行报警信息提醒。
本发明还提出基于大数据微服务的物联网云平台管理方法，包括如下步骤：
数据采集服务器处理步骤；物联网管理云平台处理步骤。
作为一种较佳的实施例，所述数据采集服务器处理步骤具体包括：数据采集服务器模块在接收到矿端数据采集模块提供的数据以后，判断所接收的数据是否合法，如果合法则上传至NGINX外网网关模块；如果不合法，则记录相关LOG日志，结束流程；上传至NGINX外网网关模块以后判断是否上传成功，成功以后记录相关日志，结束相关流程；如果上传失败，则判断是否是网络异常，如果是网络异常，则启动“网络异常”语音告警，如果不是网络异常，则启动“云平台连接异常”语音报警，同步存入本地数据并记录LOG日志，从而结束流程。
作为一种较佳的实施例，所述矿端数据采集模块提供的数据包括：煤矿基站信息数据、识别卡信息数据、区域信息采集数据、报警数据、人员定位数据。
作为一种较佳的实施例，所述煤矿基站信息数据包括煤矿名称、分站编号、分站名称、分站位置、分站型号、安装日期、煤安证号、防爆合格证号、分站标识码；所述识别卡信息数据包括识别卡号、识别卡所属人员姓名、人员类型、工种信息；所述区域信息采集数据包括区域编号、区域名称、区域类型、区域核定人数；所述报警数据包括区域超时或超员报警数据；所述人员定位数据包括人员数据的轨迹回放坐标数据。
作为一种较佳的实施例，所述物联网管理云平台处理步骤具体包括：矿端数据采集模块将所需要上传的数据上传到NGINX外网网关模块，微服务架构模块接收并将数据存储到Mysql数据库以备查询，物联网管理云平台模块通过微服务接口调用或者存储相关数据，大数据平台模块将物联网管理云平台模块获取的到数据通过大数据存储接口，对数据进行清洗，挖掘，并做出预警，分析，管控，同时能实时监控煤矿的违规操作。
作为一种较佳的实施例，所述物联网管理云平台处理步骤具体还包括：所述物联网管理云平台模块提供供前端访问的API接口，供所述Vue Web前端模块调用，所有存储数据，由所述数据采集服务器模块上传，调用所述微服务架构模块的微服务网关接口，经所述微服务架构模块分解后一部分报警数据通过大数据接口传入所述大数据平台模块进行数据存储，另一部分报警数据直接通知到所述UI前端报警模块进行报警信息提醒。
本发明所达到的有益效果：第一，本发明以微服务架构方式进行设计基于大数据微服务的物联网云平台管理系统，这种架构的好处是扩展容易，开发运维效率更高；第二，本发明的基于大数据微服务的物联网云平台管理系统加大了市局的管理审批权限，有利于从源头上将风险防范于未然；第三，本发明结合大数据分析的处理和查询速度快，数据分析及挖掘和数据追溯非常完备；第四，本发明采用微服务和大数据分析相结合的方式进行架构设计，采用先进的架构对数据的实时监控、告警更加及时、准确，有利于煤矿的安全生产；第五，本发明从“管理”的角度入手，解决了市局的管理要求，加大了市局的管理权限，尤其是市局的审批权，有利于从源头上将风险防范于未然；第六，本发明有助于提高了煤矿井下人员的管理效率,能够保证煤矿井下人员的身体健康和生命安全；第七，通过大数据对矿端上传的数据进行研究分析,为煤矿井下人员管理和安全生产提供保障,进而实现煤矿企业经济与社会效益的最大化；第八，本发明的数据综合查询以及报表需求更满足管理的要求。
附图说明
图1是本发明实施例中数据采集服务器处理步骤的流程图。
图2是本发明实施例中的物联网管理云平台处理步骤的流程图。
图3是本发明的物联网管理云平台模块的拓扑图。
图4是本发明的基于大数据微服务的物联网云平台管理系统的审批权限功能流程图。
图5是本发明的基于大数据微服务的物联网云平台管理系统的优选实施例的架构示意图。
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3所示，本发明提供基于大数据微服务的物联网云平台管理系统，包括数据采集服务器模块、物联网管理云平台模块，所述数据采集服务器模块与所述物联网管理云平台模块相连接；
所述物联网管理云平台模块包括Vue Web前端模块、微服务架构模块、大数据平台模块，所述Vue Web前端模块通过API接口与所述数据采集服务器模块相连接，所述Vue Web前端模块通过微服务网关接口与所述微服务架构模块相连接，所述微服务架构模块通过微服务网关接口与所述大数据平台模块相连接，所述Vue Web前端模块通过API接口外接UI前端报警模块；
所述数据采集服务器模块包括NGINX外网网关模块、矿端数据采集模块，所述矿端数据采集模块通过所述NGINX外网网关模块与所述微服务架构模块相连接，所述NGINX外网网关模块外接用户端服务器。
作为一种较佳的实施例，所述数据采集服务器模块用于，在接收到矿端数据采集模块提供的数据以后，判断所接收的数据是否合法，如果合法则上传至NGINX外网网关模块；如果不合法，则记录相关LOG日志，结束流程；上传至NGINX外网网关模块以后判断是否上传成功，成功以后记录相关日志，结束相关流程；如果上传失败，则判断是否是网络异常，如果是网络异常，则启动“网络异常”语音告警，如果不是网络异常，则启动“云平台连接异常”语音报警，同步存入本地数据并记录LOG日志，从而结束流程。
作为一种较佳的实施例，所述物联网管理云平台模块用于，接收矿端数据采集模块将所需要上传的数据上传到NGINX外网网关模块，将数据存储到Mysql数据库以备查询，微服务架构模块通过微服务接口调用或者存储相关数据，大数据平台模块将微服务架构模块获取的到数据通过大数据存储接口，对数据进行清洗，挖掘，并做出预警，分析，管控，同时能实时监控煤矿的违规操作。
作为一种较佳的实施例，所述物联网管理云平台模块提供供前端访问的API接口，供所述Vue Web前端模块调用，所有存储数据，由所述数据采集服务器模块通过NGINX外网网关模块上传，调用所述微服务架构模块的微服务网关接口，经所述微服务架构模块分解后一部分报警数据通过大数据接口传入所述大数据平台模块进行数据存储，另一部分报警数据直接通知到所述UI前端报警模块进行报警信息提醒。
本发明还提出基于大数据微服务的物联网云平台管理方法，包括如下步骤：
数据采集服务器处理步骤，如图1所示；物联网管理云平台处理步骤，如图2所示。
作为一种较佳的实施例，所述数据采集服务器处理步骤具体包括：数据采集服务器模块在接收到矿端数据采集模块提供的数据以后，判断所接收的数据是否合法，如果合法则上传至NGINX外网网关模块；如果不合法，则记录相关LOG日志，结束流程；上传至NGINX外网网关模块以后判断是否上传成功，成功以后记录相关日志，结束相关流程；如果上传失败，则判断是否是网络异常，如果是网络异常，则启动“网络异常”语音告警，如果不是网络异常，则启动“云平台连接异常”语音报警，同步存入本地数据并记录LOG日志，从而结束流程。
作为一种较佳的实施例，所述矿端数据采集模块提供的数据包括：煤矿基站信息数据、识别卡信息数据、区域信息采集数据、报警数据、人员定位数据。
作为一种较佳的实施例，所述煤矿基站信息数据包括煤矿名称、分站编号、分站名称、分站位置、分站型号、安装日期、煤安证号、防爆合格证号、分站标识码；所述识别卡信息数据包括识别卡号、识别卡所属人员姓名、人员类型、工种信息；所述区域信息采集数据包括区域编号、区域名称、区域类型、区域核定人数；所述报警数据包括区域超时或超员报警数据；所述人员定位数据包括人员数据的轨迹回放坐标数据。
作为一种较佳的实施例，所述物联网管理云平台处理步骤具体包括：矿端数据采集模块将所需要上传的数据上传到NGINX外网网关模块，微服务架构模块接收并将数据存储到Mysql数据库以备查询，物联网管理云平台模块通过微服务接口调用或者存储相关数据，大数据平台模块将物联网管理云平台模块获取的到数据通过大数据存储接口，对数据进行清洗，挖掘，并做出预警，分析，管控，同时能实时监控煤矿的违规操作。
作为一种较佳的实施例，所述物联网管理云平台处理步骤具体还包括：所述物联网管理云平台模块提供供前端访问的API接口，供所述Vue Web前端模块调用，所有存储数据，由所述数据采集服务器模块上传，调用所述微服务架构模块的微服务网关接口，经所述微服务架构模块分解后一部分报警数据通过大数据接口传入所述大数据平台模块进行数据存储，另一部分报警数据直接通知到所述UI前端报警模块进行报警信息提醒。
如图4所示，用户端服务器包括：县局用户、市局用户、矿站用户，数据存储微服务接到煤矿信息采集数据，在将数据存储到微服务数据库的同时，自动创建一条待审批信息；县局用户或者市局用户能够获取待审批列表；点击审批信息，输入审批意见；即可完成审批；一旦完成审批，则将该数据刷新到大数据平台进行存储。
如图5所示，本发明的基于大数据微服务的物联网云平台管理系统及方法，主要采用微服务+大数据架构的解决方案，主要针对当前矿端数据采集量大，数据统计与分析复杂，业务较为分散的业务模型所采用的一种架构方式，该架构方式以大数据平台为依托提供数据清洗与数据导入和数据存储服务，微服务则主要处理数据呈现与业务审批相关的小规模单元业务，考虑到后期用户的扩展与高并发数据处理的需要，这种架构能完美的适用用户的业务需求。
本发明的架构比较先进，使用当前最新的技术与创新的业务模型，方案易扩展，查询与展现的速度快，数据分析及挖掘和数据追溯非常完备，除了应用大数据相关的实时流计算(spark streaming)， 还分别应用了GIS地图，Websocket数据推送的netty技术，前端采用最新的vue框架，更友好的为用户带来视觉上的数据体现。
API接口层，主要采用微服务架构，包括网关服务，注册中心微服务，审批服务，Web基本微服务。API接口层对接数据采集端的大并发数据量，并将海量的数据存入大数据平台中的Kafka消息中间介。
数据查询与分析，主要是消费Kafka的数据，并对数据进行清洗与分析，将分析与清洗后的数据存入hbase，mysql等，同时通过websocket将一部份数据推送至前端。同时，根据用户的需求生成相关的图文报表，用vue的展现方式呈现给终端用户。
目前这种架构模式，主要适用到的服务器有：MySql数据库+应用服务器+，Kafka服务器，Hadoop/Hbase/Spark集群 服务器（主节点+主节点备份+3台从节点）+两台微服务器。集群可以根据后期业务需求进行弹性扩展；标准大数据架构，集成Ambari、ganglia、Zookeeper等管理工具；存储硬盘可后期根据存储量及存储时间进行弹性扩展。
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 (9)

1.基于大数据微服务的物联网云平台管理系统，其特征在于，包括数据采集服务器模块、物联网管理云平台模块，所述数据采集服务器模块与所述物联网管理云平台模块相连接；
所述物联网管理云平台模块包括Vue Web前端模块、微服务架构模块、大数据平台模块，所述Vue Web前端模块通过API接口与所述数据采集服务器模块相连接，所述Vue Web前端模块通过微服务网关接口与所述微服务架构模块相连接，所述微服务架构模块通过微服务网关接口与所述大数据平台模块相连接，所述Vue Web前端模块通过API接口外接UI前端报警模块；
所述数据采集服务器模块包括NGINX外网网关模块、矿端数据采集模块，所述矿端数据采集模块通过所述NGINX外网网关模块与所述微服务架构模块相连接，所述NGINX外网网关模块外接用户端服务器；
所述数据采集服务器模块用于，在接收到矿端数据采集模块提供的数据以后，判断所接收的数据是否合法，如果合法则上传至NGINX外网网关模块；如果不合法，则记录相关LOG日志，结束流程；上传至NGINX外网网关模块以后判断是否上传成功，成功以后记录相关日志，结束相关流程；如果上传失败，则判断是否是网络异常，如果是网络异常，则启动“网络异常”语音告警，如果不是网络异常，则启动“云平台连接异常”语音报警，同步存入本地数据并记录LOG日志，从而结束流程。
2.根据权利要求1所述的基于大数据微服务的物联网云平台管理系统，其特征在于，所述物联网管理云平台模块用于，接收矿端数据采集模块将所需要上传的数据上传到NGINX外网网关模块，将数据存储到Mysql数据库以备查询，微服务架构模块通过微服务接口调用或者存储相关数据，大数据平台模块将微服务架构模块获取的到数据通过大数据存储接口，对数据进行清洗，挖掘，并做出预警，分析，管控，同时能实时监控煤矿的违规操作。
3. 根据权利要求1所述的基于大数据微服务的物联网云平台管理系统，其特征在于，所述物联网管理云平台模块提供供前端访问的API接口，供所述Vue Web前端模块调用，所有存储数据，由所述数据采集服务器模块通过NGINX外网网关模块上传，调用所述微服务架构模块的微服务网关接口，经所述微服务架构模块分解后一部分报警数据通过大数据接口传入所述大数据平台模块进行数据存储，另一部分报警数据直接通知到所述UI前端报警模块进行报警信息提醒。
4.如权利要求1所述的基于大数据微服务的物联网云平台管理系统的管理方法，其特征在于，包括如下步骤：
数据采集服务器处理步骤；物联网管理云平台处理步骤。
5.根据权利要求4所述的基于大数据微服务的物联网云平台管理方法，其特征在于，所述数据采集服务器处理步骤具体包括：数据采集服务器模块在接收到矿端数据采集模块提供的数据以后，判断所接收的数据是否合法，如果合法则上传至NGINX外网网关模块；如果不合法，则记录相关LOG日志，结束流程；上传至NGINX外网网关模块以后判断是否上传成功，成功以后记录相关日志，结束相关流程；如果上传失败，则判断是否是网络异常，如果是网络异常，则启动“网络异常”语音告警，如果不是网络异常，则启动“云平台连接异常”语音报警，同步存入本地数据并记录LOG日志，从而结束流程。
6.根据权利要求5所述的基于大数据微服务的物联网云平台管理方法，其特征在于，所述矿端数据采集模块提供的数据包括：煤矿基站信息数据、识别卡信息数据、区域信息采集数据、报警数据、人员定位数据。
7.根据权利要求6所述的基于大数据微服务的物联网云平台管理方法，其特征在于，所述煤矿基站信息数据包括煤矿名称、分站编号、分站名称、分站位置、分站型号、安装日期、煤安证号、防爆合格证号、分站标识码；所述识别卡信息数据包括识别卡号、识别卡所属人员姓名、人员类型、工种信息；所述区域信息采集数据包括区域编号、区域名称、区域类型、区域核定人数；所述报警数据包括区域超时或超员报警数据；所述人员定位数据包括人员数据的轨迹回放坐标数据。
8.根据权利要求4所述的基于大数据微服务的物联网云平台管理方法，其特征在于，所述物联网管理云平台处理步骤具体包括：矿端数据采集模块将所需要上传的数据上传到NGINX外网网关模块，微服务架构模块接收并将数据存储到Mysql数据库以备查询，物联网管理云平台模块通过微服务接口调用或者存储相关数据，大数据平台模块将物联网管理云平台模块获取的到数据通过大数据存储接口，对数据进行清洗，挖掘，并做出预警，分析，管控，同时能实时监控煤矿的违规操作。
9.根据权利要求8所述的基于大数据微服务的物联网云平台管理方法，其特征在于，所述物联网管理云平台处理步骤具体还包括：所述物联网管理云平台模块提供供前端访问的API接口，供所述Vue Web前端模块调用，所有存储数据，由所述数据采集服务器模块上传，调用所述微服务架构模块的微服务网关接口，经所述微服务架构模块分解后一部分报警数据通过大数据接口传入所述大数据平台模块进行数据存储，另一部分报警数据直接通知到所述UI前端报警模块进行报警信息提醒。
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