CN112199396A - 一种面向mes的工业互联网标识查询方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种面向MES的工业互联网标识查询方法及系统。该方法包括：获取用户输入的待查询标识；采用布隆过滤器查询待查询标识在二进制数组中的位置；根据待查询标识在二进制数组中的位置，获取二进制数组中待查询标识对应位置的数值；当二进制数组中待查询标识对应位置的数值为0时，确定标识数据库中不存在待查询标识对应的产品描述信息；当二进制数组中待查询标识对应位置的数值为1时，判断第二辅助容器中是否存在待查询标识对应的标识信息；若存在，确定标识数据库中不存在待查询标识对应的产品描述信息；若不存在，从标识数据库中查找待查询标识对应的产品描述信息。本发明可以降低数据库的访问压力，提高标识查询的效率。

Description

一种面向MES的工业互联网标识查询方法及系统

技术领域

本发明涉及工业互联网查询领域，特别是涉及一种面向MES的工业互联网标识查询方法及系统。

背景技术

随着工业互联网的发展，面向MES的标识越来越多，用户的访问量也会快速增长。用户访问量增加意味着标识查询量的增加，现有技术中直接根据用户输入的标识从数据库中查询相关的产品描述信息，导致数据库访问量增加，标识查询效率低，严重时会导致系统崩溃。

发明内容

本发明的目的是提供一种面向MES的工业互联网标识查询方法及系统，以降低数据库的访问压力，提高标识查询的效率。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种面向MES的工业互联网标识查询方法，包括：

获取用户输入的待查询标识；

采用布隆过滤器查询所述待查询标识在二进制数组中的位置；所述布隆过滤器包括二进制数组、哈希函数、第一辅助容器和第二辅助容器；所述哈希函数用于计算每个标识在二进制数组中的位置；所述二进制数组初始值为0，当在标识数据库中存储第i个标识对应的产品描述信息时，所述第i个标识在二进制数组中的位置对应数值置1，所述标识数据库用于存储每个标识对应的产品描述信息；所述第一辅助容器用于存储标识数据库中部分产品描述信息对应的标识信息，所述第二辅助容器用于存储从所述标识数据库中删除的标识信息，所述标识信息包括标识在二进制数组中的位置和标识数据；

根据所述待查询标识在二进制数组中的位置，获取二进制数组中所述待查询标识对应位置的数值；

当所述二进制数组中所述待查询标识对应位置的数值为0时，确定所述标识数据库中不存在所述待查询标识对应的产品描述信息；

当所述二进制数组中所述待查询标识对应位置的数值为1时，判断所述第二辅助容器中是否存在所述待查询标识对应的标识信息；

当所述第二辅助容器中存在所述待查询标识对应的标识信息时，确定所述标识数据库中不存在所述待查询标识对应的产品描述信息；

当所述第二辅助容器中不存在所述待查询标识对应的标识信息时，从所述标识数据库中查找所述待查询标识对应的产品描述信息。

可选的，所述第一辅助容器和所述第二辅助容器均采用键值对的方式存储标识信息；所述键值对的键为标识在二进制数组中的位置，所述键值对的值为标识数据列表，一个键值对用于存储在二进制数组中的位置相同的多个标识信息。

可选的，所述获取用户输入的待查询标识，之前还包括：

获取待存储标识；

根据所述哈希函数计算所述待存储标识在二进制数组中的位置；

根据所述待存储标识在二进制数组中的位置，确定所述二进制数组中所述待存储标识对应位置的数值；

当所述二进制数组中所述待存储标识对应位置的数值为0时，将所述二进制数组中所述待存储标识对应位置的数值置为1，将所述待存储标识对应的产品描述信息存储至所述标识数据库；

当所述二进制数组中所述待存储标识对应位置的数值为1时，将所述待存储标识对应的产品描述信息存储至所述标识数据库；根据所述待存储标识在二进制数组中的位置，将所述待存储标识的标识信息存储至所述第一辅助容器中对应的键值对中；并判断所述第二辅助容器中是否存储有所述待存储标识的标识信息；当所述第二辅助容器中存储有所述待存储标识的标识信息时，将所述待存储标识的标识信息从所述第二辅助容器中删除。

可选的，所述获取用户输入的待查询标识，之前还包括：

获取待删除标识；

根据所述哈希函数计算所述待删除标识在二进制数组中的位置；

根据所述待删除标识在二进制数组中的位置，判断所述第一辅助容器中是否存在第一键值对；所述第一键值对的键为所述待删除标识在二进制数组中的位置；

当所述第一辅助容器中不存在第一键值对时，将所述待删除标识对应的产品描述信息从所述标识数据库中删除；并将所述二进制数组中所述待删除标识对应位置的数值置0；

当所述第一辅助容器中存在第一键值对时，将所述待删除标识对应的产品描述信息从所述标识数据库中删除；并判断所述第一键值对的值中是否包括所述待删除标识的标识数据；

当所述第一键值对的值中包括所述待删除标识的标识数据时，将所述待删除标识的标识数据从所述第一键值对的值中删除，并将所述待删除标识的标识信息存储至所述第二辅助容器；

当所述第一键值对的值中不包括所述待删除标识的标识数据时，将所述待删除标识的标识信息存储至所述第二辅助容器。

可选的，所述获取用户输入的待查询标识，之后还包括：

判断所述用户是否在黑名单中；

当所述用户在黑名单中时，拒绝响应所述用户的输入；

当所述用户不在黑名单中时，存储所述用户的登录信息，并判断所述用户输入的待查询标识是否符合格式要求；所述用户的登录信息包括用户账号、用户IP地址、用户端口号、用户输入的待查询标识和用户访问时间；

当所述用户输入的待查询标识不符合格式要求时，拒绝响应所述用户的输入；

根据所述用户的登录信息生成非法访问记录，并存储所述非法访问记录；

当所述用户输入的待查询标识符合格式要求时，判断所述用户的角色是否为普通用户；

当所述用户的角色为普通用户时，判断所述用户输入的待查询标识是否为敏感标识；

当所述用户输入的待查询标识为敏感标识时，拒绝响应所述用户的输入，并根据所述用户的登录信息生成非法访问记录，存储所述非法访问记录。

可选的，所述当所述第二辅助容器中不存在所述待查询标识对应的标识信息时，从所述标识数据库中查找所述待查询标识对应的产品描述信息，具体包括：

判断缓存中是否包括所述待查询标识对应的产品描述信息；

当所述缓存中包含所述待查询标识对应的产品描述信息时，将缓存中所述待查询标识对应的产品描述信息返回给用户，并将所述缓存中所述待查询标识对应的产品描述信息的过期时间重置为初始时间段；所述待查询标识对应的产品描述信息在所述初始时间段内存储于所述缓存中，当所述过期时间归零后，从所述缓存中删除所述待查询标识对应的产品描述信息；

当所述缓存中不包含所述待查询标识对应的产品描述信息时，从所述标识数据库中查找所述待查询标识对应的产品描述信息；

当从所述标识数据库中查找到所述待查询标识对应的产品描述信息时，将所述标识数据库中所述待查询标识对应的产品描述信息返回给用户；

将所述待查询标识对应的产品描述信息存储至所述缓存中，并将所述缓存中所述待查询标识对应的产品描述信息的过期时间置为初始时间段。

可选的，所述当所述缓存中不包含所述待查询标识对应的产品描述信息时，从所述标识数据库中查找所述待查询标识对应的产品描述信息，之后还包括：

当从所述标识数据库中未查找到所述待查询标识对应的产品描述信息时，将所述待查询标识的标识信息存储至所述第二辅助容器中。

可选的，所述当从所述标识数据库中未查找到所述待查询标识对应的产品描述信息时，将所述待查询标识的标识信息存储至所述第二辅助容器中，具体包括：

判断所述第二辅助容器中是否存在第二键值对；所述第二键值对的键为所述待查询标识在二进制数组中的位置；

当所述第二辅助容器中存在第二键值对时，将所述待查询标识的标识数据存储至所述第二键值对的值中；

当所述第二辅助容器中不存在第二键值对时，创建第三键值对；所述第三键值对的键为所述待查询标识在二进制数组中的位置；

将所述待查询标识的标识数据存储至所述第三键值对的值中。

可选的，当所述第二辅助容器中不存在所述待查询标识对应的标识信息时，从所述标识数据库中查找所述待查询标识对应的产品描述信息，之后还包括：

获取所述用户最近三次输入的待查询标识，得到查询标识集合；

查找所述查询标识集合中每个待查询标识所在标识组中查询数量最高的标识，得到待推荐标识集合；每个标识组中包括产品描述信息相关的多个标识；

判断所述待推荐集合中的标识是否在所述查询标识集合中；

当所述待推荐集合中的所有标识均不在所述查询标识集合中时，将所述待推荐集合中的所有标识推荐给用户，供用户选择；

当所述待推荐集合中的第i个标识在所述查询标识集合中时，查找所述第i个标识所在标识组中查询数量次高的标识，并用所述第i个标识所在标识组中查询数量次高的标识替换所述第i个标识，得到更新后的待推荐集合；

将所述更新后的待推荐集合中的所有标识推荐给用户，供用户选择。

本发明还提供一种面向MES的工业互联网标识查询系统，包括：

待查询标识获取模块，用于获取用户输入的待查询标识；

布隆过滤器查询模块，用于采用布隆过滤器查询所述待查询标识在二进制数组中的位置；所述布隆过滤器包括二进制数组、哈希函数、第一辅助容器和第二辅助容器；所述哈希函数用于计算每个标识在二进制数组中的位置；所述二进制数组初始值为0，当在标识数据库中存储第i个标识对应的产品描述信息时，所述第i个标识在二进制数组中的位置对应数值置1，所述标识数据库用于存储每个标识对应的产品描述信息；所述第一辅助容器用于存储标识数据库中部分产品描述信息对应的标识信息，所述第二辅助容器用于存储从所述标识数据库中删除的标识信息，所述标识信息包括标识在二进制数组中的位置和标识数据；

数值获取模块，用于根据所述待查询标识在二进制数组中的位置，获取二进制数组中所述待查询标识对应位置的数值；

不存在产品描述信息确定模块，用于当所述二进制数组中所述待查询标识对应位置的数值为0时，确定所述标识数据库中不存在所述待查询标识对应的产品描述信息；

第二辅助容器判断模块，用于当所述二进制数组中所述待查询标识对应位置的数值为1时，判断所述第二辅助容器中是否存在所述待查询标识对应的标识信息；

所述不存在产品描述信息确定模块，还用于当所述第二辅助容器中存在所述待查询标识对应的标识信息时，确定所述标识数据库中不存在所述待查询标识对应的产品描述信息；

标识数据库查找模块，用于当所述第二辅助容器中不存在所述待查询标识对应的标识信息时，从所述标识数据库中查找所述待查询标识对应的产品描述信息。

根据本发明提供的具体实施例，本发明公开了以下技术效果：

本发明采用了改进的布隆过滤器，目前常用的布隆过滤器，都是采用一个二进制数组和多个哈希函数来判断某个数据一定存在于集合中或者可能存在于集合中，虽然在空间效率和查询时间都要比一般的算法要好的多。但是存在两个缺点：一是会出现误报，也就说某个数据可能并不存在于集合中，但是却判断它存在于集合中；二是没法删除数据，因为不能保证要删除的数据一定存在于集合中，而且如果直接将要删除的数据所对应的多个二进制数组的下标的值都置为0，很可能会影响到其它的数据是否存在于集合的判断。本发明对布隆过滤器算法进行改进，采用多个哈希函数来确定待查询标识在二进制数组中的位置；同时，加入了第一辅助容器和第二辅助容器两个辅助存储容器，来降低误报率，支持删除操作，弥补了现有的布隆过滤器不支持删除操作的缺陷。第二辅助容器用来存储数据库中不存在的数据，这样可以降低误报率，也就是降低了数据不存在却误以为它存在的概率，提高标识查询的准确度。

此外，现有标识查询系统都是用户输入标识后，直接返回标识对应的信息。不会进行相关的标识的推荐，本发明通过对标识进行分组，然后根据用户最近的三次的查询标识，依次去系统中查询标识所属的组中的被查询次数最多的标识进行返回，返回三个推荐标识，提升用户的查询体验。

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，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明面向MES的工业互联网标识查询方法的流程示意图；

图2为本发明面向MES的工业互联网标识查询系统的结构示意图；

图3为本发明具体实施例中请求拦截的流程示意图；

图4为本发明具体实施例中标识判别的流程示意图；

图5为本发明具体实施例中用户角色判别的流程示意图；

图6为本发明具体实施例中标识查询的流程示意图。

具体实施方式

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，都属于本发明保护的范围。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

图1为本发明面向MES的工业互联网标识查询方法的流程示意图。如图1所示，本发明面向MES的工业互联网标识查询方法包括以下步骤：

步骤100：获取用户输入的待查询标识。

步骤200：采用布隆过滤器查询待查询标识在二进制数组中的位置。本发明的布隆过滤器包括二进制数组、哈希函数、第一辅助容器和第二辅助容器。所述哈希函数用于计算每个标识在二进制数组中的位置，本发明的布隆过滤器中包括多个哈希函数，每个标识由标识数据组成，标识数据为一串数字或数字与字母的组合，将标识的标识数据按照顺序依次将标识输入给多个哈希函数，得到多个哈希值，多个哈希值排序起来的结果即为该标识在二进制数组中的位置，也称为二级制数组的下标。所述二进制数组初始值为0，即每个位置的数值均为0，当在标识数据库中存储第i个标识对应的产品描述信息时，所述第i个标识在二进制数组中的位置对应数值置1。所述标识数据库用于存储每个标识对应的产品描述信息，标识数据库中每一行代表一个标识对应的产品描述信息，第一列为标识的标识数据，其他列每一列代表一个产品的属性，例如生产厂商、生产地、生产日期等。所述第一辅助容器用于存储标识数据库中部分产品描述信息对应的标识信息，所述第二辅助容器用于存储从所述标识数据库中删除的标识信息，所述标识信息包括标识在二进制数组中的位置和标识数据。本发明第一辅助容器和第二辅助容器均采用键值对的方式存储标识信息，所述键值对的键为标识在二进制数组中的位置，所述键值对的值为标识数据列表，即键相同的多个标识的标识数据以列表的形式存储至同一个键值对中，一个键值对存储在二进制数组中的位置相同的多个标识信息。

本发明采用布隆过滤器可以实现标识数据库中标识插入功能和标识删除功能。标识插入功能实现过程如下：

(1)获取待存储标识。

(2)根据所述哈希函数计算所述待存储标识在二进制数组中的位置。

(3)根据所述待存储标识在二进制数组中的位置，确定所述二进制数组中所述待存储标识对应位置的数值。

(4)当所述二进制数组中所述待存储标识对应位置的数值为0时，将所述二进制数组中所述待存储标识对应位置的数值置为1，将所述待存储标识对应的产品描述信息存储至所述标识数据库。

(5)当所述二进制数组中所述待存储标识对应位置的数值为1时，首先，将所述待存储标识对应的产品描述信息存储至所述标识数据库。然后，根据所述待存储标识在二进制数组中的位置，将所述待存储标识的标识信息存储至所述第一辅助容器中对应的键值对中，对应的键值对是指以该待存储标识在二进制数组中的位置为键的键值对。将标识信息进行存储时，若第一辅助容器中包括该键值对，只需要将标识数据存储至该键值对的值中，更新标识数据列表，即更新该键值对的值即可；若第一辅助容器中不包括该键值对，则以该待存储标识在二进制数组中的位置为键、以该待存储标识的标识数据为值创建新的键值对进行存储。最后，判断所述第二辅助容器是否存在键为该待存储标识在二进制数组中的位置的键值对，如果没有，则确定第二辅助容器中未存储该待存储标识的标识信息；如果有，进一步判断该键值对的值中是否包括该待存储标识的标识数据，如果有，则说明第二辅助容器中存储有所述待存储标识的标识信息，直接将待存储标识的标识数据从该键值对的值中删除，即从该键值对的标识数据列表中删除，完成从第二辅助容器中删除待存储标识的标识信息的过程。

标识删除功能实现过程如下：

(1)获取待删除标识。

(2)根据所述哈希函数计算所述待删除标识在二进制数组中的位置。

(3)根据所述待删除标识在二进制数组中的位置，判断所述第一辅助容器中是否存在第一键值对；所述第一键值对的键为所述待删除标识在二进制数组中的位置。

(4)当所述第一辅助容器中不存在第一键值对时，说明在存储该待删除标识时，该待删除标识在二进制数组中的位置与其他已存储的标识在二进制数组中的位置都不相同，此时直接将所述待删除标识对应的产品描述信息从所述标识数据库中删除，并将所述二进制数组中所述待删除标识对应位置的数值置0，完成删除动作。

(5)当所述第一辅助容器中存在第一键值对时，说明该待删除标识在二进制数组中的位置与其他已存储的标识在二进制数组中的位置有相同，此时将待删除标识对应的产品描述信息从所述标识数据库中删除之后，需要继续判断第一键值对的值中是否包括所述待删除标识的标识数据。

(6)当所述第一键值对的值中包括所述待删除标识的标识数据时，说明在存储该待删除标识时，该待删除标识在二进制数组中的位置与其他已存储的标识在二进制数组中的位置有相同。此时将所述待删除标识的标识数据从所述第一键值对的值中删除，并将所述待删除标识的标识信息存储至所述第二辅助容器。将该待删除标识的标识信息存储至第二辅助容器中时，若第一辅助容器中包括以该待删除标识在二进制数组中的位置为键的键值对，只需要将该待删除标识的标识数据存储至该键值对的值中，更新标识数据列表，即更新该键值对的值即可；若第二辅助容器中不包括该键值对，则以该待删除标识在二进制数组中的位置为键、以该待删除标识的标识数据为值创建新的键值对进行存储。

(7)当所述第一键值对的值中不包括所述待删除标识的标识数据时，直接将所述待删除标识的标识信息存储至所述第二辅助容器，存储方法与上述(6)中相同。

步骤300：根据待查询标识在二进制数组中的位置，获取二进制数组中待查询标识对应位置的数值。

步骤400：当二进制数组中待查询标识对应位置的数值为0时，确定标识数据库中不存在待查询标识对应的产品描述信息。二进制数组中待查询标识对应位置的数值为0，说明该待查询标识未在标识数据库中存储，因此直接将“标识数据库中不存在待查询标识对应的产品描述信息”的查询结果返回给用户。

步骤500：当二进制数组中待查询标识对应位置的数值为1时，判断第二辅助容器中是否存在待查询标识对应的标识信息。二进制数组中待查询标识对应位置的数值为1，说明标识数据库中有可能存储了待查询标识对应的产品描述信息，也有可能只存储了与该待查询标识在二进制数组中位置相同的标识。

步骤600：当第二辅助容器中存在待查询标识对应的标识信息时，确定标识数据库中不存在待查询标识对应的产品描述信息。第二辅助容器中存储待查询标识对应的标识信息，说明该待查询标识对应的产品描述信息已从标识数据库中删除，或者该待查询标识对应的产品描述信息已从标识数据库中查询过，且查询结果为标识数据库中不包括待查询标识对应的产品描述信息。

步骤700：当第二辅助容器中不存在待查询标识对应的标识信息时，从标识数据库中查找待查询标识对应的产品描述信息。第二辅助容器中不存在待查询标识对应的标识信息，说明该待查询标识对应的产品描述信息未被删除，或者未被查询过，或者历史查询中在标识数据库中查询到该待查询标识对应的产品描述信息。

为了节约查询时间，本发明采用缓存来存储近期被查询到的标识的产品描述信息，并对每次查询到的标识的产品描述信息设置一个初始时间段作为过期时间，在该过期时间内，该标识的产品描述信息一直存储在缓存内，当该过期时间归零时，缓存自动删除该标识的产品描述信息。具体的，结合缓存从标识数据库中查找待查询标识对应的产品描述信息的过程如下：

(1)判断缓存中是否包括所述待查询标识对应的产品描述信息。

(2)当所述缓存中包含所述待查询标识对应的产品描述信息时，将缓存中所述待查询标识对应的产品描述信息返回给用户，并将所述缓存中所述待查询标识对应的产品描述信息的过期时间重置为初始时间段。

(3)当所述缓存中不包含所述待查询标识对应的产品描述信息时，从所述标识数据库中查找所述待查询标识对应的产品描述信息。

(4)当从所述标识数据库中查找到所述待查询标识对应的产品描述信息时，将所述标识数据库中所述待查询标识对应的产品描述信息返回给用户。并将所述待查询标识对应的产品描述信息存储至所述缓存中，并将所述缓存中所述待查询标识对应的产品描述信息的过期时间置为初始时间段。

(5)当从所述标识数据库中未查找到所述待查询标识对应的产品描述信息时，将所述待查询标识的标识信息存储至所述第二辅助容器中。具体的，先判断所述第二辅助容器中是否存在第二键值对；所述第二键值对的键为所述待查询标识在二进制数组中的位置。当所述第二辅助容器中存在第二键值对时，将所述待查询标识的标识数据存储至所述第二键值对的值中；当所述第二辅助容器中不存在第二键值对时，创建第三键值对；所述第三键值对的键为所述待查询标识在二进制数组中的位置。将所述待查询标识的标识数据存储至所述第三键值对的值中。

本发明还具备标识推荐功能，即可以根据用户的历史查询记录，自动推荐多个标识供用户选择。具体过程如下：

(1)获取所述用户最近三次输入的待查询标识，得到查询标识集合。

(2)查找所述查询标识集合中每个待查询标识所在标识组中查询数量最高的标识，得到待推荐标识集合；每个标识组中包括产品描述信息相关的多个标识。

(3)判断所述待推荐集合中的标识是否在所述查询标识集合中。

(4)当所述待推荐集合中的所有标识均不在所述查询标识集合中时，将所述待推荐集合中的所有标识推荐给用户，供用户选择。

(5)当所述待推荐集合中的第i个标识在所述查询标识集合中时，查找所述第i个标识所在标识组中查询数量次高的标识，并用所述第i个标识所在标识组中查询数量次高的标识替换所述第i个标识，得到更新后的待推荐集合；将所述更新后的待推荐集合中的所有标识推荐给用户，供用户选择。

对应图1，本发明还提供一种面向MES的工业互联网标识查询系统，图2为本发明面向MES的工业互联网标识查询系统的结构示意图。如图2所示，本发明面向MES的工业互联网标识查询系统包括以下结构：

待查询标识获取模块201，用于获取用户输入的待查询标识。

布隆过滤器查询模块202，用于采用布隆过滤器查询所述待查询标识在二进制数组中的位置；所述布隆过滤器包括二进制数组、哈希函数、第一辅助容器和第二辅助容器；所述哈希函数用于计算每个标识在二进制数组中的位置；所述二进制数组初始值为0，当在标识数据库中存储第i个标识对应的产品描述信息时，所述第i个标识在二进制数组中的位置对应数值置1，所述标识数据库用于存储每个标识对应的产品描述信息；所述第一辅助容器用于存储标识数据库中部分产品描述信息对应的标识信息，所述第二辅助容器用于存储从所述标识数据库中删除的标识信息，所述标识信息包括标识在二进制数组中的位置和标识数据。

数值获取模块203，用于根据所述待查询标识在二进制数组中的位置，获取二进制数组中所述待查询标识对应位置的数值。

不存在产品描述信息确定模块204，用于当所述二进制数组中所述待查询标识对应位置的数值为0时，确定所述标识数据库中不存在所述待查询标识对应的产品描述信息。

第二辅助容器判断模块205，用于当所述二进制数组中所述待查询标识对应位置的数值为1时，判断所述第二辅助容器中是否存在所述待查询标识对应的标识信息。

所述不存在产品描述信息确定模块204，还用于当所述第二辅助容器中存在所述待查询标识对应的标识信息时，确定所述标识数据库中不存在所述待查询标识对应的产品描述信息。

标识数据库查找模块206，用于当所述第二辅助容器中不存在所述待查询标识对应的标识信息时，从所述标识数据库中查找所述待查询标识对应的产品描述信息。

对应图1和图2所示的方案，下面提供一个具体实施案例进一步说明上述的方案。本实施例中包括用户请求拦截、标识判别、用户角色判别、标识查询等过程。具体步骤如下：

步骤1：用户输入的访问请求，先经过请求拦截模块进行拦截。

如图3所示，用户输入待查询标识之后，系统收到用户的访问请求，首先在请求拦截模块中判断用户有没有在黑名单中。如果是已注册的用户，判断用户账号是否在黑名单中；如果是未注册的用户，判断用户的IP地址是否在黑名单中。如果在黑名单中查到了用户账号或者用户的IP地址，则不进行后续的任何访问和操作，即拒绝用户访问请求。如果在黑名单中没有查到用户账号或者用户的IP地址，则将用户账号、用户IP地址、用户端口号、用户输入的待查询标识和用户访问时间等登录信息存储到访问记录模块中，来保存本次访问信息。

步骤2：用户的标识被传到标识判别模块，在这里进行标识的格式判别和判断是否存在于标识数据库中。

如图4所示，首先，对标识进行格式判断，通过正则表达式来进行判断。不符合格式要求的，不进行后续的操作，并将当前访问视为非法访问，根据用户的登录信息生成非法访问记录，将访问记录添加到非法访问模块中。

然后，通过改进的布隆过滤器来判断标识是否存在于数据库中。改进的布隆过滤器包含一个二进制数组和多个哈希函数，同时加入了两个辅助存储容器，第一辅助容器用来存储数据库中部分存在的标识，第二辅助容器(辅助容器2)用来存储数据库中不存在的标识。两个辅助容器均采用键值对的存储方式，键存储的是二进制数组的下标，值的类型是一个列表类型，用来存储一个或者多个标识号即标识数据。具体操作如下：

(1)按照顺序依次将标识输入给多个哈希函数，得到多个哈希值，多个哈希值排序起来的结果作为二级制数组的下标。每个哈希值的范围是0到99，如果哈希结果是个位数，需要在值的前面加一个0。例如，如果有三个哈希函数，且它们的哈希结果为：25，7，15，则得到的二级制数组的下标就是250715。如果哈希结果为15，8，2，则得到的二级制数组的下标就是150802。通过这种方式，就得到了二进制数组的下标，即该标识在二进制数组中的位置。

(2)查看步骤(1)得到的二进制数组的下标对应的数值是0还是1，即二进制数组中该位置的取值时0还是1。如果值为0，则说明数据库中不存在这个数据，也就不需要后续的查询操作了。如果值为1，则查看第二辅助容器中是否存储有这个二进制下标，如果有，查看第二辅助容器的值中是否包含当前要查询的标识，如果包含，则说明数据库中已经不含有这个标识了，也就不需要进行后续的查询了。

步骤3：通过权限管理模块对用户角色进行判别。

如图5所示，判断用户的角色是管理员、超级管理员还是普通用户。如果是管理员或者超级管理员，则直接放行。并且，管理员和超级管理员拥有添加标识和删除标识的权限。如果是普通用户，则需要进一步判断请求的标识是否是敏感标识。权限管理模块中存储着敏感标识，将请求的标识与存储的敏感标识进行比对，如果是敏感标识，则将本次查询记录到非法访问记录模块中，如果不是敏感标识，则进行后续的查找过程。

步骤4：进行数据的查询。

经过步骤2和3后，判断出标识可能存在于标识数据库中，并且具有这个标识的访问权限，那么就行正式的查询流程，具体过程如图6所示：

先查询缓存中是否含有这个标识。

如果从缓存中查询到了，重置这个标识的过期时间，也就是将缓存中的该标识的过期时间设置为初始时间段。比如初始时间段为10分钟，那么此时将标识的过期时间重置为10分钟。

如果缓存中不存在，则从标识数据库中进行查询。如果从标识数据库中查询到了，将查询的结果存储到缓存中，并设置过期时间为初始时间段，比如10分钟，10分钟后缓存会自动删除这个数据。如果从标识数据库中没有查询到，则往第二辅助容器中添加这个标识，如果第二辅助容器中已经存储了这个标识对应的二进制数组的下标，则找到键为该二进制数组的下标的键值对对应的值，也就是找到存储该下标所对应的已经删除的标识的列表，将当前标识加入到列表中，如果之前没有存在这个标识对应的二进制数组下标，则在第二辅助容器中新添加这个下标作为键，并且创建一个列表，将当前标识存储到列表中，作为键对应的值。如果没有从标识数据库中查找到这个标识，还要将这个访问记录存储到非法访问记录模块中。

步骤5：查询结束后，用户回到登录页面，系统为用户推荐标识供用户选择。系统每次推荐给用户三个相关标识。

首先，每次更新标识数据库时，对数据库中的所有标识提前进行分组，人为的将有关联关系的标识分为一组，或者根据产品描述信息中的某个属性自动将有关联关系的标识分为一组。

然后，根据用户的最近三次输入的标识和被查询次数最多的标识为用户进行标识的推荐。具体的，系统对所有的标识查询进行计数，每被查询一次，计数就加1。根据用户最近的三次标识查询，找到三次标识查询的每个标识所在组中查询最高的标识进行返回。如果查询得到的最高的标识在最近的三次标识查询中，就继续找后面的次于这个查询次数最高的标识，这样就为用户推荐了三个相关标识，三个相关标识有可能相同，有可能不同。当确定的三个待推荐的相关标识都相同时，可以只推荐一次，即只推荐一个标识给用户。当确定的三个待推荐的相关标识中有两个相同时，可以将相同的标识只推荐一次，即只推荐两个不同的标识给用户。

本实施例采用了改进的布隆过滤器，采用多个哈希函数来确定二进制下标的位置，同时加入了两个辅助存储容器，第一辅助容器和第二辅助容器，来降低误报率，支持删除操作。第二辅助容器用来存储数据库中不存在的数据，这样可以降低误报率，也就是降低了数据不存在却误以为它存在的概率；当同一个二进制下标的位置对应的数据的个数多于一个的时候，将后面的数据加入到第一辅助容器中，这样在删除数据的时候，先通过多个哈希函数得到它对应的下标，然后查看第一辅助容器中是否含有这个下标，如果没有，直接将二进制数组的该下标位置为0即可。如果第一辅助容器中有这个下标，则判断这个下标对应的值中，是否含有该标识，如果存在该标识，则将标识从第一辅助容器中移除，并添加到第二辅助容器中；如果第一辅助容器中没有这个标识，则直接将这个标识添加到第二辅助容器中即可，这样就实现了删除操作，弥补了现有的布隆过滤器不支持删除操作的缺陷。

此外，现有标识查询系统都是用户输入标识后，直接返回标识对应的信息。不会进行相关的标识的推荐，本发明通过对标识进行分组，然后根据用户最近的三次的查询标识，依次去系统中查询标识所属的组中的被查询次数最多的标识进行返回，返回三个推荐标识，提升用户的查询体验。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的系统而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (10)

1.一种面向MES的工业互联网标识查询方法，其特征在于，包括：

获取用户输入的待查询标识；

采用布隆过滤器查询所述待查询标识在二进制数组中的位置；所述布隆过滤器包括二进制数组、哈希函数、第一辅助容器和第二辅助容器；所述哈希函数用于计算每个标识在二进制数组中的位置；所述二进制数组初始值为0，当在标识数据库中存储第i个标识对应的产品描述信息时，所述第i个标识在二进制数组中的位置对应数值置1，所述标识数据库用于存储每个标识对应的产品描述信息；所述第一辅助容器用于存储标识数据库中部分产品描述信息对应的标识信息，所述第二辅助容器用于存储从所述标识数据库中删除的标识信息，所述标识信息包括标识在二进制数组中的位置和标识数据；

根据所述待查询标识在二进制数组中的位置，获取二进制数组中所述待查询标识对应位置的数值；

当所述二进制数组中所述待查询标识对应位置的数值为0时，确定所述标识数据库中不存在所述待查询标识对应的产品描述信息；

当所述二进制数组中所述待查询标识对应位置的数值为1时，判断所述第二辅助容器中是否存在所述待查询标识对应的标识信息；

当所述第二辅助容器中存在所述待查询标识对应的标识信息时，确定所述标识数据库中不存在所述待查询标识对应的产品描述信息；

当所述第二辅助容器中不存在所述待查询标识对应的标识信息时，从所述标识数据库中查找所述待查询标识对应的产品描述信息。

2.根据权利要求1所述的面向MES的工业互联网标识查询方法，其特征在于，所述第一辅助容器和所述第二辅助容器均采用键值对的方式存储标识信息；所述键值对的键为标识在二进制数组中的位置，所述键值对的值为标识数据列表，一个键值对用于存储在二进制数组中的位置相同的多个标识信息。

3.根据权利要求1所述的面向MES的工业互联网标识查询方法，其特征在于，所述获取用户输入的待查询标识，之前还包括：

获取待存储标识；

根据所述哈希函数计算所述待存储标识在二进制数组中的位置；

根据所述待存储标识在二进制数组中的位置，确定所述二进制数组中所述待存储标识对应位置的数值；

当所述二进制数组中所述待存储标识对应位置的数值为0时，将所述二进制数组中所述待存储标识对应位置的数值置为1，将所述待存储标识对应的产品描述信息存储至所述标识数据库；

当所述二进制数组中所述待存储标识对应位置的数值为1时，将所述待存储标识对应的产品描述信息存储至所述标识数据库；根据所述待存储标识在二进制数组中的位置，将所述待存储标识的标识信息存储至所述第一辅助容器中对应的键值对中；并判断所述第二辅助容器中是否存储有所述待存储标识的标识信息；当所述第二辅助容器中存储有所述待存储标识的标识信息时，将所述待存储标识的标识信息从所述第二辅助容器中删除。

4.根据权利要求3所述的面向MES的工业互联网标识查询方法，其特征在于，所述获取用户输入的待查询标识，之前还包括：

获取待删除标识；

根据所述哈希函数计算所述待删除标识在二进制数组中的位置；

根据所述待删除标识在二进制数组中的位置，判断所述第一辅助容器中是否存在第一键值对；所述第一键值对的键为所述待删除标识在二进制数组中的位置；

当所述第一辅助容器中不存在第一键值对时，将所述待删除标识对应的产品描述信息从所述标识数据库中删除；并将所述二进制数组中所述待删除标识对应位置的数值置0；

当所述第一辅助容器中存在第一键值对时，将所述待删除标识对应的产品描述信息从所述标识数据库中删除；并判断所述第一键值对的值中是否包括所述待删除标识的标识数据；

当所述第一键值对的值中包括所述待删除标识的标识数据时，将所述待删除标识的标识数据从所述第一键值对的值中删除，并将所述待删除标识的标识信息存储至所述第二辅助容器；

当所述第一键值对的值中不包括所述待删除标识的标识数据时，将所述待删除标识的标识信息存储至所述第二辅助容器。

5.根据权利要求1所述的面向MES的工业互联网标识查询方法，其特征在于，所述获取用户输入的待查询标识，之后还包括：

判断所述用户是否在黑名单中；

当所述用户在黑名单中时，拒绝响应所述用户的输入；

当所述用户不在黑名单中时，存储所述用户的登录信息，并判断所述用户输入的待查询标识是否符合格式要求；所述用户的登录信息包括用户账号、用户IP地址、用户端口号、用户输入的待查询标识和用户访问时间；

当所述用户输入的待查询标识不符合格式要求时，拒绝响应所述用户的输入；

根据所述用户的登录信息生成非法访问记录，并存储所述非法访问记录；

当所述用户输入的待查询标识符合格式要求时，判断所述用户的角色是否为普通用户；

当所述用户的角色为普通用户时，判断所述用户输入的待查询标识是否为敏感标识；

当所述用户输入的待查询标识为敏感标识时，拒绝响应所述用户的输入，并根据所述用户的登录信息生成非法访问记录，存储所述非法访问记录。

6.根据权利要求1所述的面向MES的工业互联网标识查询方法，其特征在于，所述当所述第二辅助容器中不存在所述待查询标识对应的标识信息时，从所述标识数据库中查找所述待查询标识对应的产品描述信息，具体包括：

判断缓存中是否包括所述待查询标识对应的产品描述信息；

当所述缓存中包含所述待查询标识对应的产品描述信息时，将缓存中所述待查询标识对应的产品描述信息返回给用户，并将所述缓存中所述待查询标识对应的产品描述信息的过期时间重置为初始时间段；所述待查询标识对应的产品描述信息在所述初始时间段内存储于所述缓存中，当所述过期时间归零后，从所述缓存中删除所述待查询标识对应的产品描述信息；

当所述缓存中不包含所述待查询标识对应的产品描述信息时，从所述标识数据库中查找所述待查询标识对应的产品描述信息；

当从所述标识数据库中查找到所述待查询标识对应的产品描述信息时，将所述标识数据库中所述待查询标识对应的产品描述信息返回给用户；

将所述待查询标识对应的产品描述信息存储至所述缓存中，并将所述缓存中所述待查询标识对应的产品描述信息的过期时间置为初始时间段。

7.根据权利要求6所述的面向MES的工业互联网标识查询方法，其特征在于，所述当所述缓存中不包含所述待查询标识对应的产品描述信息时，从所述标识数据库中查找所述待查询标识对应的产品描述信息，之后还包括：

当从所述标识数据库中未查找到所述待查询标识对应的产品描述信息时，将所述待查询标识的标识信息存储至所述第二辅助容器中。

8.根据权利要求7所述的面向MES的工业互联网标识查询方法，其特征在于，所述当从所述标识数据库中未查找到所述待查询标识对应的产品描述信息时，将所述待查询标识的标识信息存储至所述第二辅助容器中，具体包括：

判断所述第二辅助容器中是否存在第二键值对；所述第二键值对的键为所述待查询标识在二进制数组中的位置；

当所述第二辅助容器中存在第二键值对时，将所述待查询标识的标识数据存储至所述第二键值对的值中；

当所述第二辅助容器中不存在第二键值对时，创建第三键值对；所述第三键值对的键为所述待查询标识在二进制数组中的位置；

将所述待查询标识的标识数据存储至所述第三键值对的值中。

9.根据权利要求1所述的面向MES的工业互联网标识查询方法，其特征在于，当所述第二辅助容器中不存在所述待查询标识对应的标识信息时，从所述标识数据库中查找所述待查询标识对应的产品描述信息，之后还包括：

获取所述用户最近三次输入的待查询标识，得到查询标识集合；

查找所述查询标识集合中每个待查询标识所在标识组中查询数量最高的标识，得到待推荐标识集合；每个标识组中包括产品描述信息相关的多个标识；

判断所述待推荐集合中的标识是否在所述查询标识集合中；

当所述待推荐集合中的所有标识均不在所述查询标识集合中时，将所述待推荐集合中的所有标识推荐给用户，供用户选择；

当所述待推荐集合中的第i个标识在所述查询标识集合中时，查找所述第i个标识所在标识组中查询数量次高的标识，并用所述第i个标识所在标识组中查询数量次高的标识替换所述第i个标识，得到更新后的待推荐集合；

将所述更新后的待推荐集合中的所有标识推荐给用户，供用户选择。

10.一种面向MES的工业互联网标识查询系统，其特征在于，包括：

待查询标识获取模块，用于获取用户输入的待查询标识；

布隆过滤器查询模块，用于采用布隆过滤器查询所述待查询标识在二进制数组中的位置；所述布隆过滤器包括二进制数组、哈希函数、第一辅助容器和第二辅助容器；所述哈希函数用于计算每个标识在二进制数组中的位置；所述二进制数组初始值为0，当在标识数据库中存储第i个标识对应的产品描述信息时，所述第i个标识在二进制数组中的位置对应数值置1，所述标识数据库用于存储每个标识对应的产品描述信息；所述第一辅助容器用于存储标识数据库中部分产品描述信息对应的标识信息，所述第二辅助容器用于存储从所述标识数据库中删除的标识信息，所述标识信息包括标识在二进制数组中的位置和标识数据；

数值获取模块，用于根据所述待查询标识在二进制数组中的位置，获取二进制数组中所述待查询标识对应位置的数值；

不存在产品描述信息确定模块，用于当所述二进制数组中所述待查询标识对应位置的数值为0时，确定所述标识数据库中不存在所述待查询标识对应的产品描述信息；

第二辅助容器判断模块，用于当所述二进制数组中所述待查询标识对应位置的数值为1时，判断所述第二辅助容器中是否存在所述待查询标识对应的标识信息；

所述不存在产品描述信息确定模块，还用于当所述第二辅助容器中存在所述待查询标识对应的标识信息时，确定所述标识数据库中不存在所述待查询标识对应的产品描述信息；

标识数据库查找模块，用于当所述第二辅助容器中不存在所述待查询标识对应的标识信息时，从所述标识数据库中查找所述待查询标识对应的产品描述信息。

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