CN112468359B - 电力系统物联网边缘物联代理装置的日志采集系统及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种电力系统物联网边缘物联代理装置的日志采集系统以及日志采集方法，基于物联网通用的MQTT协议进行日志消息传输，能够保证日志消息可靠达到；支持实时日志消息传输，便于日志实时分析；支持装置本地日志文件上传，提高传输效率；支持多个边缘物联代理装置连接，实现日志的分布式采集。

Description

电力系统物联网边缘物联代理装置的日志采集系统及方法
技术领域
本发明涉及电力系统物联网相关技术领域，尤其涉及一种电力系统物联网边缘物联代理装置的日志采集系统及方法。
背景技术
物联网(internet of things,iot)是一种互联网、传统电信网的信息承载体，它能将万物与互联网、传统通信网络紧密联系在一起，让所有行使独立功能的普通物体实现互连互通。目前，物联网在各个行业，例如交通运输业、制造业、医疗行业等，有着广泛的应用，与此同时，它也正逐渐渗透到个人生活场景中，例如智能家居、pos机、报警监控设备等。
MQTT是一个物联网传输协议，它被设计用于轻量级的发布/订阅式消息传输，旨在为低带宽和不稳定的网络环境中的物联网设备提供可靠的网络服务。MQTT是专门针对物联网开发的轻量级传输协议。MQTT协议针对低带宽网络，低计算能力的设备，做了特殊的优化，使得其能适应各种物联网应用场景。
在物联网环境下，存在多种多样的边缘物联代理装置，每台装置中会存在日志文件。传统的日志文件是保存在装置本地，需要通过telnet或ssh等工具登录到装置本身进行查看，不仅效率低，而且操作繁琐，不利于日志信息的统一管理分析。当然也有一些专用的日志管理系统，但部署系统的成本过高，接入也相对比较复杂，而且占用资源比较多，传输过程中还有可能丢失日志消息。当物联网设备分布在多个地方运行时，为了排查特定环境下的问题，常常有想要获取设备端运行日志的需求。派一位工作人员出差去设备现场，成本往往很高。
发明内容
基于现有技术的上述情况，本发明的目的在于提供一种电力系统物联网边缘物联代理装置的日志采集系统及方法，由于边缘物联代理装置支持MQTT协议进行消息传输，从而基于MQTT协议实现采集远端设备日志，不仅便于开发，而且可靠性高、成本较低、兼容性好，便于扩展。
为达到上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种电力系统物联网边缘物联代理装置的日志采集系统，所述日志采集系统包括日志客户端、日志服务端、文件服务器、MQTT服务器、以及数据库；所述日志客户端和日志服务端均与所述MQTT服务器相互连接；其中，
所述日志客户端，采集边缘物联代理装置的日志信息，并以日志报文格式发布至所述MQTT服务器；
所述日志服务端，通过所述MQTT服务器接收所述日志客户端发送的日志报文，并存储至所述数据库；
所述文件服务器，响应所述日志客户端的文件上传请求，并进行日志文件的传输；
所述MQTT服务器，进行轻量级的发布/订阅式消息传输，在所述日志客户端和日志服务端之间进行日志消息传输；
所述数据库，存储所述日志信息。
所述日志服务端，通过所述MQTT服务器接收所述日志客户端发送的日志报文，包括订阅消息主题进行日志消息接收。
进一步的，所述日志客户端，包括两个日志接口，一个为日志消息接口，另一个为日志文件接口。
进一步的，所述日志消息接口，接收各应用程序产生的日志消息，并将日志消息以日志消息报文格式发布至所述MQTT服务器；所述日志文件接口，向所述文件服务器发起日志文件上传请求，待文件上传完成，将日志消息以日志文件报文格式发布至所述MQTT服务器。
进一步的，所述日志服务端，还对接收到的日志消息报文格式的日志消息进行解析，并将日志消息内容存储至所述数据库。
进一步的，所述日志服务端，对接收到的日志文件报文格式的日志消息进行解析，包括设备ID、文件名、文件大小和MD5值，并与已上传日志文件进行对比校验，将校验无误的日志文件进行处理并存储至所述数据库。
进一步的，所述数据库，以数据表形式存储日志信息，所述数据表包括设备ID、日志类型、日志级别、日志标题、日志内容和日志时间。
进一步的，所述日志客户端设置于边缘物联代理装置，所述日志服务端、文件服务器、MQTT服务器以及数据库设置于云服务器。
根据本发明的第二个方面，提供了一种电力系统物联网边缘物联代理装置的日志采集方法，日志客户端执行如下步骤：
通过日志消息接口接收应用程序产生的日志消息；
将所述日志消息以日志报文格式发布至MQTT服务器；
通过日志文件接口接收应用程序产生的日志文件；
向文件服务器发起文件上传请求，并传输所述日志文件；
文件传输完成后，计算所述日志文件的MD5值，并生成所述日志文件的报文发送至MQTT服务器。
根据本发明的第三个方面，提供了一种电力系统物联网边缘物联代理装置的日志采集方法，日志服务端执行如下步骤：
从MQTT服务器获得日志报文格式的日志消息,判断日志报文是日志消息类型，还是日志文件类型；
若所述日志报文为日志消息类型，对所述日志报文格式的日志消息进行解析，以得到设备ID；查询数据库中是否存在该设备ID的数据表；若存在，将该日志消息内容存储至所述数据表；若不存在，创建该设备ID的数据表，并将该日志消息内容存储至所述数据表；
若所述日志报文为日志文件类型，对所述日志文件的报文进行解析，以得到设备ID、文件名、文件大小和MD5值，并与已上传日志文件进行对比校验；若所述校验无误，查询数据库中是否存在该设备ID的数据表；若存在，将该日志文件内容存储至所述数据表；若不存在，创建该设备ID的数据表，并将该日志文件内容存储至所述数据表。
综上所述，本发明提供了一种电力系统物联网边缘物联代理装置的日志采集系统以及日志采集方法，基于物联网通用的MQTT协议进行日志消息传输，能够保证日志消息可靠达到；支持实时日志消息传输，便于日志实时分析；支持装置本地日志文件上传，提高传输效率；支持多个边缘物联代理装置连接，实现日志的分布式采集。
附图说明
图1是本发明电力系统物联网边缘物联代理装置的日志采集系统的结构框图；
图2是本发明电力系统物联网边缘物联代理装置的日志采集方法日志客户端的实施流程图；
图3是本发明电力系统物联网边缘物联代理装置的日志采集方法日志服务端的实施流程图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面结合具体实施方式并参照附图，对本发明进一步详细说明。应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本发明的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本发明的概念。
下面对结合附图对本发明的技术方案进行详细说明。根据本发明的一个实施例，提供了一种电力系统物联网边缘物联代理装置的日志采集系统，该系统的结构框图如图1所示，包括日志客户端、日志服务端、文件服务器、MQTT服务器、以及数据库。
日志客户端，采集边缘物联代理装置的日志信息，并以日志报文格式发布至所述MQTT服务器。该日志报文可以包括deviceId(设备ID)、timestamp、type、log、file等字段，各个字段的类型以及内容描述如表1所示。其中，字段log和字段file只能同时存在一个。当type为0时，为日志消息报文，此时log字段存在，对于log字段的类型以及描述如表2所示。log字段为array类型，可以包括一条或多条日志消息内容。当type为1时，为日志文件报文，此时file字段存在，对于log字段的类型以及描述如表3所示。file字段为object类型，包括一条日志文件内容。日志客户端，运行于边缘物联代理装置，提供两个日志接口，一是日志消息接口，二是日志文件接口。其他应用程序可以通过日志消息接口将实时日志消息以日志消息报文格式发布至MQTT服务器；也可以通过日志文件接口向文件服务发起日志文件上传请求，待文件上传完成后发送日志文件报文至MQTT服务器。
表1
字段 类型 描述
deviceId string 设备唯一标识
timestamp string 消息发送的时间戳，CST时间,精度到秒
type number 消息类型，0-日志消息，1-日志文件
log array 日志消息内容,仅当字段type为0时存在
file object 日志文件内容，仅当字段type为1时存在
表2
Figure BDA0002768975810000051
表3
字段 类型 描述
name string 文件的名字
size number 文件的大小，单位：Bytes
md5 string 文件的md5值，用于校验文件
所述日志服务端，运行于云服务器。主要提供两个功能：一、通过所述MQTT服务器接收所述日志客户端发送的日志消息报文，并存储至所述数据库；二、从接收到的日志文件报文中解析出文件名、文件大小和MD5值，并与已上传的日志文件进行对比校验，校验无误后对日志文件进行处理并存储至数据库。
所述文件服务器，运行于云服务器。主要响应所述日志客户端的文件上传请求，并进行日志文件的传输。该文件服务器可以为由http、ftp等提供文件传输服务的服务器。
所述MQTT服务器，进行轻量级的发布/订阅式消息传输，在所述日志客户端和日志服务端之间进行日志消息传输。日志客户端和日志服务端均与所述MQTT服务器相互连接，日志客户端通过消息主题发布日志消息，日志服务端订阅同一个消息主题进行日志消息接收。该MQTT服务器可以为mosquitto、EMQTT等MQTT服务器。
所述数据库，搭建于云服务器。主要用于存储日志信息，日志服务端程序依据设备ID创建数据表，每个数据表包括设备ID、日志类型、日志级别、日志标题、日志内容、日志时间等数据项。该数据库可以为mysql、SQLite、Oracle等数据库。
所述日志服务端，通过所述MQTT服务器接收所述日志客户端发送的日志报文，包括订阅消息主题进行日志消息接收。
根据本发明的第二个实施例，提供了一种电力系统物联网边缘物联代理装置的日志采集方法，该方法的实施流程图如图2和图3所示。下面以一个具体的实施过程来对该方法进行说明。
该日志采集方法实施前，需要申请云服务器,云服务器具备通过以太网访问的IP地址，同时为服务器申请固定的无线公网IP地址。在云服务器上部署数据库服务、MQTT服务、文件服务，运行日志服务端程序。将日志服务端程序连接至MQTT服务器，并订阅装置消息主题”/device/log”。
在边缘物联代理装置上运行日志客户端程序，日志客户端程序通过云服务器的公网IP地址连接至MQTT服务器。
在物联代理装置上运行modbus应用程序，modbus程序产生一条日志消息并调用日志消息接口传递给日志客户端程序，日志客户端程序产生一条日志消息报文发布至MQTT服务器。
日志服务端程序从MQTT服务器获得该日志消息报文，并解析出deviceId(设备ID)，查询数据库是否存在该deviceId(设备ID)的数据表。若存在，则将该日志消息内容存储至该数据表；否则创建该deviceId(设备ID)的数据表，并将该日志消息内容储存至数据表。
在物联代理装置上运行m104应用程序，m104程序产生一个日志文件并调用日志文件接口传递给日志客户端程序。日志客户端程序向文件服务器发起文件上传请求，文件传输完成后，计算日志文件MD5值，形成一条日志文件报文发送至MQTT服务器。
日志服务端程序从MQTT服务器获得该日志文件报文，解析出deviceId(设备ID)、文件名称、文件大小和MD5值，与已上传文件校验无误。查询数据库是否存在该deviceId(设备ID)的数据表。若存在，则将解析该日志文件内容存储至该数据表；否则创建该deviceId(设备ID)的数据表，并将该日志文件内容储存至数据表。
综上所述，本发明涉及一种电力系统物联网边缘物联代理装置的日志采集系统以及日志采集方法，基于物联网通用的MQTT协议进行日志消息传输，能够保证日志消息可靠达到；支持实时日志消息传输，便于日志实时分析；支持装置本地日志文件上传，提高传输效率；支持多个边缘物联代理装置连接，实现日志的分布式采集。
应当理解的是，本发明的上述具体实施方式仅仅用于示例性说明或解释本发明的原理，而不构成对本发明的限制。因此，在不偏离本发明的精神和范围的情况下所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。此外，本发明所附权利要求旨在涵盖落入所附权利要求范围和边界、或者这种范围和边界的等同形式内的全部变化和修改例。

Claims (10)

1.一种电力系统物联网边缘物联代理装置的日志采集方法，其特征在于，日志客户端执行如下步骤：
通过日志消息接口接收应用程序产生的日志消息；
将所述日志消息以日志消息报文格式生成MQTT消息；
通过日志文件接口接收应用程序产生的日志文件；
向文件服务器发起文件上传请求，并传输所述日志文件；
文件传输完成后，计算所述日志文件的MD5值，并以日志文件报文格式生成MQTT消息；
发布所述MQTT消息至MQTT服务器。
2.一种电力系统物联网边缘物联代理装置的日志采集系统，其特征在于，所述日志采集系统包括日志客户端、日志服务端、文件服务器、MQTT服务器、以及数据库；所述日志客户端和日志服务端均与所述MQTT服务器相互连接；其中，
所述日志客户端，用于采集边缘物联代理装置的日志信息，并以日志报文格式发布至所述MQTT服务器，所述日志客户端执行如权利要求1所述的方法；
所述日志服务端，用于通过所述MQTT服务器接收所述日志客户端发送的日志报文，并存储至所述数据库；
所述文件服务器，响应所述日志客户端的文件上传请求，并进行日志文件的传输；
所述MQTT服务器，进行轻量级的发布/订阅式消息传输，在所述日志客户端和日志服务端之间进行日志消息传输；
所述数据库，存储所述日志信息。
3.根据权利要求2所述的日志采集系统，其特征在于，所述日志服务端执行如下步骤：
从MQTT服务器获得日志报文,所述日志报文包括type字段，根据所述type字段判断日志报文是日志消息类型，还是日志文件类型；
若所述日志报文为日志消息类型，对所述日志报文格式的日志消息进行解析，以得到设备ID；查询数据库中是否存在该设备ID的数据表；若存在，将该日志消息的内容存储至所述数据表；若不存在，创建该设备ID的数据表，并将该日志消息的内容存储至所述数据表；
若所述日志报文为日志文件类型，对所述日志文件的报文进行解析，以得到设备ID、文件名、文件大小和MD5值，并与已上传日志文件进行对比校验；
若所述校验无误，查询数据库中是否存在该设备ID的数据表；
若存在，将该日志文件的内容存储至所述数据表；若不存在，创建该设备ID的数据表，并将该日志文件的内容存储至所述数据表。
4.根据权利要求3所述的日志采集系统，其特征在于，所述日志服务端，通过所述MQTT服务器接收所述日志客户端发送的日志报文，包括订阅消息主题进行日志消息接收。
5.根据权利要求4所述的日志采集系统，其特征在于，所述日志客户端，包括两个日志接口，一个为日志消息接口，另一个为日志文件接口。
6.根据权利要求5所述的日志采集系统，其特征在于，所述日志消息接口，接收各应用程序产生的日志消息，并将日志消息以日志消息报文格式发布至所述MQTT服务器；所述日志文件接口，向所述文件服务器发起日志文件上传请求，待文件上传完成，将日志消息以日志文件报文格式发布至所述MQTT服务器。
7.根据权利要求6所述的日志采集系统，其特征在于，所述日志服务端，还对接收到的日志消息报文格式的日志消息进行解析，并将日志消息内容存储至所述数据库。
8.根据权利要求7所述的日志采集系统，其特征在于，所述日志服务端，对接收到的日志文件报文格式的日志消息进行解析，包括设备ID、文件名、文件大小和MD5值，并与已上传日志文件进行对比校验，将校验无误的日志文件进行处理并存储至所述数据库。
9.根据权利要求8所述的日志采集系统，其特征在于，所述数据库，以数据表形式存储日志信息，所述数据表包括设备ID、日志类型、日志级别、日志标题、日志内容和日志时间。
10.根据权利要求9所述的日志采集系统，其特征在于，所述日志客户端设置于边缘物联代理装置，所述日志服务端、文件服务器、MQTT服务器以及数据库设置于云服务器。
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