CN112702427A - 工业互联网数据同步系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种工业互联网数据同步系统，用于实时监测边缘侧网络的通断情况，并在边缘侧关系数据库的续传任务表中记录通断时间；当网络恢复后，根据续传任务表中边缘侧网络的通断时间，将边缘侧的关系数据和实时数据同步至中心侧；包括运行在边缘侧的发送端和运行在中心侧的接收端。本发明的方法及系统通过实时监测边缘侧的网络状况，当网络故障恢复后，能够自动将边缘侧的数据同步至中心侧，从而将在网络故障期间缺漏的数据补全，保持数据的完整性。用于解决工业互联网平台数据传输中由于网络故障期造成数据不完整的问题。

Description

工业互联网数据同步系统
技术领域
本发明属于工业互联网技术领域，具体涉及一种工业互联网数据同步系统。
背景技术
工业互联网(Industrial Internet)是一种开放、全球化的网络，将人、数据和机器连接起来，属于泛互联网的目录分类。它是全球工业系统与高级计算、分析、传感技术及互联网的高度融合。工业互联网的本质是通过开放的、全球化的工业级网络平台把设备、生产线、工厂、供应商、产品和客户紧密地连接和融合起来，高效共享工业经济中的各种要素资源，从而通过自动化、智能化的生产方式降低成本、增加效率，可以帮助制造业拉长产业链，形成跨设备、跨系统、跨厂区、跨地区的互联互通，从而提高效率，推动整个制造服务体系智能化。还有利于推动制造业融通发展，实现制造业和服务业之间的跨越发展，使工业经济各种要素资源能够高效共享。
现有的工业互联网平台已经完成应用层的主体功能开发，平台层和基础设施层均部署在本地。当数据采集软件所在的网络(统称为边缘侧)发生故障时，数据采集软件处理的数据将无法同步至公司服务端或云端(统称为中心侧)，从而导致网络故障期间的数据存在漏缺，存在数据传输中断造成的数据不完整的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种工业互联网数据同步系统，用于解决工业互联网平台数据传输中由于网络故障期造成数据不完整的问题。
为实现上述目的，本发明所采取的技术方案是：
一种工业互联网数据同步系统，其特征在于，用于实时监测边缘侧网络的通断情况，并在边缘侧关系数据库的续传任务表中记录通断时间；当网络恢复后，根据续传任务表中边缘侧网络的通断时间，将边缘侧的关系数据和实时数据同步至中心侧；包括运行在边缘侧的发送端和运行在中心侧的接收端；
所述发送端用于：
1、监测发送端与接收端之间的网络连通情况，并在边缘侧关系数据库的续传任务表中记录网络通断时间点；
2、在网络畅通的情况下，将边缘侧关系数据库中的关系数据发送到接收端，将边缘侧实时数据库中网络断开期间的实时数据发送到接收端；
所述接收端用于：
1、配合发送端进行网络监测；
2、接收发送端的关系数据和实时数据，并经处理后存入中心侧的关系数据库和实时数据库中。
进一步地，包括网络监测模块，主要是根据配置信息，监测发送端与接收端之间的网络通断情况，当网络状态有改变时，将中断时间与恢复时间存储到边缘侧关系数据库的续传任务表中，并标记出边缘侧实时数据库中网络断开期间的实时数据。
进一步地，所述网络监测模块包括分别运行在发送端和接收端的发送端网络监测模块和接收端网络监测模块，发送端网络监测模块和接收端网络监测模块采用TCP协议连接。
进一步地，
对发送端网络监测模块进行以下配置：
1)配置监测周期，
2)配置超时设置，
3)配置TCP接收端信息，
所述发送端网络监测模块的具体流程：
1)发送端网络监测模块启动一个监测线程，该线程按照指定的频率去执行监测任务；
2)监测任务创建一个TCP客户端去连接接收端网络监测模块的TCP服务端，并发送消息；
3)若TCP客户端无法连接到TCP服务端，或等待TCP服务端的响应消息超过超时设置设定的时间，则发送端所在的边缘侧网络与接收端所在的中心侧网络是中断的，发送端网络监测模块将存储当前系统时间到边缘侧关系数据库的续传任务表中，作为中断时间；
4)当网络恢复时，发送端网络监测模块将存储当前系统时间到边缘侧关系数据库的续传任务表中，作为恢复时间，并标记出边缘侧实时数据库中网络断开期间的实时数据；
对接收端网络监测模块进行以下配置：
1)配置超时设置，
2)配置TCP接收端信息，
所述接收端网络监测模块的具体流程：所述接收端网络监测模块创建TCP服务端接收发送端网络监测模块发送的消息，并立即进行响应；若在超时设置设定的时间内未接收到发送端的连接，则说明中心侧与边缘侧网络不通。
进一步地，包括关系数据同步模块，针对边缘侧关系数据库中的续传任务表，采取定时同步，每当有关系数据存入到该关系数据库时，就会对应生成一条同步任务记录存储在该关系数据库中的续传任务表内；在网络畅通的情况下，会按设置好的间隔时间轮巡该任务表，并将取到的关系数据发送到接收端，接收端接收到关系数据后，会同步至中心侧关系数据库内。
进一步地，所述关系数据同步模块包括分别运行在发送端和接收端的发送端关系数据同步模块和接收端关系数据同步模块，发送端关系数据同步模块和接收端关系数据同步模块采用TCP协议确认网络状态，并传输数据。
进一步地，
对发送端关系数据同步模块进行以下配置：
1)配置同步周期，
2)配置超时设置，
3)配置关系任务表信息，
4)配置TCP接收端信息，
所述发送端关系数据同步模块的具体流程：
1)发送端关系数据同步模块启动一个线程，该线程按照指定的延迟频率去执行数据同步任务；
2)创建一个TCP客户端去连接接收端关系数据同步模块的TCP服务端，并发送消息；
3)若TCP客户端无法连接到TCP服务端，或等待TCP服务端的响应消息超过超时设置设定的时间，则发送端所在的边缘侧网络与接收端所在的中心侧网络是中断的，不发送数据，继续等待下一轮的执行；
4)若TCP客户端连接到TCP服务端，则说明网络畅通，则从关系任务表中查询一定条数的记录，转换为json数据并进行加密后，通过TCP协议发送到接收端；
5)TCP客户端接收到响应消息后，从关系任务表中删除已传输的记录，继续等待下一轮的执行；
对接收端关系数据同步模块进行以下配置：
1)配置关系任务表信息，
2)配置TCP接收端信息，
所述接收端关系数据同步模块的具体流程：所述接收端关系数据同步模块创建TCP服务端，接收到数据后，首先对接收到的数据进行解密，再提取出SQL信息，最后使用JdbcTemplate执行到中心侧关系数据库中。
进一步地，包括实时数据续传模块，在网络畅通时，实时数据续传模块从续传任务表中查询任务记录，在边缘侧实时数据库中提取出边缘侧实时数据库中网络断开期间的实时数据，将实时数据发送到接收端；接收端收到实时数据后，根据同步路径，将实时数据同步到中心侧实时数据库。
进一步地，所述实时数据续传模块包括分别运行在发送端和接收端的发送端实时数据续传模块和接收端实时数据续传模块，发送端实时数据续传模块和接收端实时数据续传模块采用TCP协议确认网络状态，并传输数据。
进一步地，
对发送端实时数据续传模块进行以下配置：
1)配置同步周期，
2)配置超时设置，
3)配置传输频率，
4)配置TCP接收端信息，
5)配置实时数据库信息，
所述发送端实时数据续传模块的具体流程：
1)发送端实时数据续传模块启动一个线程，该线程按照指定的延迟频率去执行数据同步任务；
2)创建一个TCP客户端去连接接收端实时数据续传模块的TCP服务端，并发送消息；
3)若TCP客户端无法连接到TCP服务端，或等待TCP服务端的响应消息超过超时设置设定的时间，则发送端所在的边缘侧网络与接收端所在的中心侧网络是中断的，不发送数据，继续等待下一轮的执行；
4)若TCP客户端连接到TCP服务端，则说明网络畅通，从边缘侧实时数据库中查询断网时间后的第一条记录，根据断网时间和恢复时间，以一秒钟为查询范围，取出断网时间段内的实时数据，并转化为实时数据库接口需要的格式后，以TCP协议发送到接收端；之后，循环取出下一秒内的数据进行处理，直到恢复时间为止；
5)TCP客户端接收到响应消息后，从关系任务表中删除已处理的实时任务记录，继续等待下一轮的执行；
对接收端实时数据续传模块进行以下配置：
1)配置实时数据库接收接口，
2)配置TCP接收端信息，
所述接收端实时数据续传模块的具体流程：所述接收端实时数据续传模块创建TCP服务端，接收到数据后，调用实时数据库接收接口处理数据，实现实时数据的同步。
本发明的有益效果为：本发明的方法及系统通过实时监测边缘侧的网络状况，当网络故障恢复后，能够自动将边缘侧的数据同步至中心侧，从而将在网络故障期间缺漏的数据补全，保持数据的完整性。用于解决工业互联网平台数据传输中由于网络故障期造成数据不完整的问题。
附图说明
图1是工业互联网数据同步系统的示意图。
图2是发送端网络监测模块的具体流程示意图。
图3是发送端关系数据同步模块的具体流程示意图。
图4是发送端实时数据续传模块的具体流程示意图。
具体实施方式
为了更好地理解本发明，下面结合实施例对本发明的技术方案做进一步的说明。
一种工业互联网数据同步系统，如图1，用于实时监测边缘侧网络的通断情况，并在边缘侧关系数据库的续传任务表中记录通断时间(包括中断时间和恢复时间)；当网络恢复后，根据续传任务表中边缘侧网络的通断时间，将边缘侧的关系数据和实时数据同步至中心侧。
包括运行在边缘侧的发送端和运行在中心侧的接收端。
所述发送端用于：
1、监测发送端与接收端之间的网络连通情况，并在边缘侧关系数据库的续传任务表中记录网络通断时间点；
2、在网络畅通的情况下，将边缘侧关系数据库(MySQL)中的关系数据发送到接收端，将边缘侧实时数据库(InfluxDB)中网络断开期间的实时数据发送到接收端；
所述接收端用于：
1、配合发送端进行网络监测；
2、接收发送端的关系数据和实时数据，并经处理后存入中心侧的关系数据库和实时数据库中。
还可以包括网络监测模块、关系数据同步模块和实时数据续传模块。
网络监测模块
主要是根据配置信息，监测发送端与接收端之间的网络通断情况，当网络状态有改变时，将中断时间与恢复时间存储到边缘侧关系数据库的续传任务表中，并标记出边缘侧实时数据库中网络断开期间的实时数据。所述网络监测模块包括分别运行在发送端和接收端的发送端网络监测模块和接收端网络监测模块，发送端网络监测模块和接收端网络监测模块采用TCP协议连接。
对发送端网络监测模块进行以下配置：
1)配置监测周期，单位：秒，
2)配置超时设置，单位：秒，
3)配置TCP接收端信息：IP和端口号。
对接收端网络监测模块进行以下配置：
1)配置超时设置，单位：秒，
2)配置TCP接收端信息：IP和端口号。
所述发送端网络监测模块的具体流程(如图2)：
1)通过UI界面启动发送端网络监测模块，发送端网络监测模块启动一个监测线程，该线程按照指定的频率去执行监测任务；
2)监测任务创建一个TCP客户端去连接接收端网络监测模块的TCP服务端，并发送简单网络监测消息；
3)若TCP客户端无法连接到TCP服务端，或等待TCP服务端的响应消息超过超时设置设定的时间，则发送端所在的边缘侧网络与接收端所在的中心侧网络是中断的，发送端网络监测模块将存储当前系统时间到边缘侧关系数据库的续传任务表中，作为中断时间；
4)当网络恢复时，发送端网络监测模块将存储当前系统时间到边缘侧关系数据库的续传任务表中，作为恢复时间，并标记出边缘侧实时数据库中网络断开期间的实时数据；
5)当网络中断或恢复时，UI界面中以图标及文字的方式展示网络状态。
所述接收端网络监测模块的具体流程：
所述接收端网络监测模块创建TCP服务端接收发送端网络监测模块发送的消息，并立即进行响应；若在超时设置设定的时间内未接收到发送端的连接，则说明中心侧与边缘侧网络不通，接收端UI界面中以图标及文字的方式展示网络状态。
关系数据同步模块
关系数据同步模块，针对边缘侧关系数据库中的续传任务表，采取定时同步，每当有关系数据存入到该关系数据库时，就会对应生成一条同步任务记录存储在该关系数据库中的续传任务表内；在网络畅通的情况下，会按设置好的间隔时间轮巡该任务表，并将取到的关系数据发送到接收端，接收端接收到关系数据后，会同步至中心侧关系数据库内。所述关系数据同步模块包括分别运行在发送端和接收端的发送端关系数据同步模块和接收端关系数据同步模块，发送端关系数据同步模块和接收端关系数据同步模块采用TCP协议确认网络状态，并传输数据。
对发送端关系数据同步模块进行以下配置：
1)配置同步周期，单位：秒，
2)配置超时设置，单位：秒，
3)配置关系任务表信息：关系数据库IP和端口号，用户名和密码，
4)配置TCP接收端信息：IP和端口号。
对接收端关系数据同步模块进行以下配置：
1)配置关系任务表信息：关系数据库IP和端口号，用户名和密码，
2)配置TCP接收端信息：IP和端口号。
所述发送端关系数据同步模块的具体流程(如图3)：
1)通过UI界面启动发送端的关系数据同步模块，发送端关系数据同步模块启动一个线程，该线程按照指定的延迟频率去执行数据同步任务；
2)创建一个TCP客户端去连接接收端关系数据同步模块的TCP服务端，并发送简单网络监测消息；
3)若TCP客户端无法连接到TCP服务端，或等待TCP服务端的响应消息超过超时设置设定的时间，则发送端所在的边缘侧网络与接收端所在的中心侧网络是中断的，不发送数据，继续等待下一轮的执行；
4)若TCP客户端连接到TCP服务端，则说明网络畅通，则从关系任务表中查询一定条数的记录(最多40条)，转换为json数据并进行加密后，通过TCP协议发送到接收端；
5)接收端正常处理数据后，会给出响应；TCP客户端接收到响应消息后，从关系任务表中删除已传输的记录，继续等待下一轮的执行。
所述接收端关系数据同步模块的具体流程：
所述接收端关系数据同步模块创建TCP服务端，接收到数据后，首先对接收到的数据进行解密，再从解密后的数据中提取出SQL信息，最后使用JdbcTemplate执行到中心侧关系数据库中，从而实现数据的同步。
实时数据续传模块
在网络畅通时，实时数据续传模块从续传任务表中查询任务记录(记录指的是对标记出的边缘侧实时数据库中网络断开期间的实时数据的记录)，根据配置信息中在边缘侧实时数据库中提取出边缘侧实时数据库中网络断开期间的实时数据，并根据配置信息中的目标地址和端口，将实时数据发送到接收端；接收端收到实时数据后，根据接口配置信息中的同步路径，将实时数据同步到中心侧实时数据库。所述实时数据续传模块包括分别运行在发送端和接收端的发送端实时数据续传模块和接收端实时数据续传模块，发送端实时数据续传模块和接收端实时数据续传模块采用TCP协议确认网络状态，并传输数据。
对发送端实时数据续传模块进行以下配置：
1)配置同步周期，单位：秒，
2)配置超时设置，单位：秒，
3)配置传输频率，单位：秒，
4)配置TCP接收端信息：IP和端口号，
5)配置实时数据库信息：数据库IP和端口号，用户名和密码，数据库名和表名。
对接收端实时数据续传模块进行以下配置：
1)配置实时数据库接收接口，
2)配置TCP接收端信息：IP和端口号。
所述发送端实时数据续传模块的具体流程(如图4)：
1)通过UI界面启动发送端实时数据续传模块，发送端实时数据续传模块启动一个线程，该线程按照指定的延迟频率去执行数据同步任务；
2)创建一个TCP客户端去连接接收端实时数据续传模块的TCP服务端，并发送简单网络监测消息；
3)若TCP客户端无法连接到TCP服务端，或等待TCP服务端的响应消息超过超时设置设定的时间，则发送端所在的边缘侧网络与接收端所在的中心侧网络是中断的，不发送数据，继续等待下一轮的执行；
4)若TCP客户端连接到TCP服务端，则说明网络畅通，从边缘侧实时数据库中查询断网时间后的第一条记录，根据断网时间和恢复时间，以一秒钟为查询范围，取出断网时间段内的实时数据，并转化为实时数据库接口需要的格式后，以TCP协议发送到接收端；之后，循环取出下一秒内的数据进行处理，直到恢复时间为止；
5)接收端正常处理数据后，会给出响应；TCP客户端接收到响应消息后，从关系任务表中删除已处理的实时任务记录，继续等待下一轮的执行。
所述接收端实时数据续传模块的具体流程：
所述接收端实时数据续传模块创建TCP服务端，接收到数据后，调用实时数据库接收接口处理数据，实现实时数据的同步。
以上说明仅为本发明的应用实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明申请专利范围所作的等效变化，仍属本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种工业互联网数据同步系统，其特征在于，用于实时监测边缘侧网络的通断情况，并在边缘侧关系数据库的续传任务表中记录通断时间；当网络恢复后，根据续传任务表中边缘侧网络的通断时间，将边缘侧的关系数据和实时数据同步至中心侧；包括运行在边缘侧的发送端和运行在中心侧的接收端；
所述发送端用于：
1、监测发送端与接收端之间的网络连通情况，并在边缘侧关系数据库的续传任务表中记录网络通断时间点；
2、在网络畅通的情况下，将边缘侧关系数据库中的关系数据发送到接收端，将边缘侧实时数据库中网络断开期间的实时数据发送到接收端；
所述接收端用于：
1、配合发送端进行网络监测；
2、接收发送端的关系数据和实时数据，并经处理后存入中心侧的关系数据库和实时数据库中。
2.根据权利要求1所述的工业互联网数据同步系统，其特征在于，包括网络监测模块，主要是根据配置信息，监测发送端与接收端之间的网络通断情况，当网络状态有改变时，将中断时间与恢复时间存储到边缘侧关系数据库的续传任务表中，并标记出边缘侧实时数据库中网络断开期间的实时数据。
3.根据权利要求2所述的工业互联网数据同步系统，其特征在于，所述网络监测模块包括分别运行在发送端和接收端的发送端网络监测模块和接收端网络监测模块，发送端网络监测模块和接收端网络监测模块采用TCP协议连接。
4.根据权利要求3所述的工业互联网数据同步系统，其特征在于，
对发送端网络监测模块进行以下配置：
1)配置监测周期，
2)配置超时设置，
3)配置TCP接收端信息，
所述发送端网络监测模块的具体流程：
1)发送端网络监测模块启动一个监测线程，该线程按照指定的频率去执行监测任务；
2)监测任务创建一个TCP客户端去连接接收端网络监测模块的TCP服务端，并发送消息；
3)若TCP客户端无法连接到TCP服务端，或等待TCP服务端的响应消息超过超时设置设定的时间，则发送端所在的边缘侧网络与接收端所在的中心侧网络是中断的，发送端网络监测模块将存储当前系统时间到边缘侧关系数据库的续传任务表中，作为中断时间；
4)当网络恢复时，发送端网络监测模块将存储当前系统时间到边缘侧关系数据库的续传任务表中，作为恢复时间，并标记出边缘侧实时数据库中网络断开期间的实时数据；
对接收端网络监测模块进行以下配置：
1)配置超时设置，
2)配置TCP接收端信息，
所述接收端网络监测模块的具体流程：所述接收端网络监测模块创建TCP服务端接收发送端网络监测模块发送的消息，并立即进行响应；若在超时设置设定的时间内未接收到发送端的连接，则说明中心侧与边缘侧网络不通。
5.根据权利要求4所述的工业互联网数据同步系统，其特征在于，包括关系数据同步模块，针对边缘侧关系数据库中的续传任务表，采取定时同步，每当有关系数据存入到该关系数据库时，就会对应生成一条同步任务记录存储在该关系数据库中的续传任务表内；在网络畅通的情况下，会按设置好的间隔时间轮巡该任务表，并将取到的关系数据发送到接收端，接收端接收到关系数据后，会同步至中心侧关系数据库内。
6.根据权利要求5所述的工业互联网数据同步系统，其特征在于，所述关系数据同步模块包括分别运行在发送端和接收端的发送端关系数据同步模块和接收端关系数据同步模块，发送端关系数据同步模块和接收端关系数据同步模块采用TCP协议确认网络状态，并传输数据。
7.根据权利要求6所述的工业互联网数据同步系统，其特征在于，
对发送端关系数据同步模块进行以下配置：
1)配置同步周期，
2)配置超时设置，
3)配置关系任务表信息，
4)配置TCP接收端信息，
所述发送端关系数据同步模块的具体流程：
1)发送端关系数据同步模块启动一个线程，该线程按照指定的延迟频率去执行数据同步任务；
2)创建一个TCP客户端去连接接收端关系数据同步模块的TCP服务端，并发送消息；
3)若TCP客户端无法连接到TCP服务端，或等待TCP服务端的响应消息超过超时设置设定的时间，则发送端所在的边缘侧网络与接收端所在的中心侧网络是中断的，不发送数据，继续等待下一轮的执行；
4)若TCP客户端连接到TCP服务端，则说明网络畅通，则从关系任务表中查询一定条数的记录，转换为json数据并进行加密后，通过TCP协议发送到接收端；
5)TCP客户端接收到响应消息后，从关系任务表中删除已传输的记录，继续等待下一轮的执行；
对接收端关系数据同步模块进行以下配置：
1)配置关系任务表信息，
2)配置TCP接收端信息，
所述接收端关系数据同步模块的具体流程：所述接收端关系数据同步模块创建TCP服务端，接收到数据后，首先对接收到的数据进行解密，再提取出SQL信息，最后使用JdbcTemplate执行到中心侧关系数据库中。
8.根据权利要求4所述的工业互联网数据同步系统，其特征在于，包括实时数据续传模块，在网络畅通时，实时数据续传模块从续传任务表中查询任务记录，在边缘侧实时数据库中提取出边缘侧实时数据库中网络断开期间的实时数据，将实时数据发送到接收端；接收端收到实时数据后，根据同步路径，将实时数据同步到中心侧实时数据库。
9.根据权利要求8所述的工业互联网数据同步系统，其特征在于，所述实时数据续传模块包括分别运行在发送端和接收端的发送端实时数据续传模块和接收端实时数据续传模块，发送端实时数据续传模块和接收端实时数据续传模块采用TCP协议确认网络状态，并传输数据。
10.根据权利要求9所述的工业互联网数据同步系统，其特征在于，
对发送端实时数据续传模块进行以下配置：
1)配置同步周期，
2)配置超时设置，
3)配置传输频率，
4)配置TCP接收端信息，
5)配置实时数据库信息，
所述发送端实时数据续传模块的具体流程：
1)发送端实时数据续传模块启动一个线程，该线程按照指定的延迟频率去执行数据同步任务；
2)创建一个TCP客户端去连接接收端实时数据续传模块的TCP服务端，并发送消息；
3)若TCP客户端无法连接到TCP服务端，或等待TCP服务端的响应消息超过超时设置设定的时间，则发送端所在的边缘侧网络与接收端所在的中心侧网络是中断的，不发送数据，继续等待下一轮的执行；
4)若TCP客户端连接到TCP服务端，则说明网络畅通，从边缘侧实时数据库中查询断网时间后的第一条记录，根据断网时间和恢复时间，以一秒钟为查询范围，取出断网时间段内的实时数据，并转化为实时数据库接口需要的格式后，以TCP协议发送到接收端；之后，循环取出下一秒内的数据进行处理，直到恢复时间为止；
5)TCP客户端接收到响应消息后，从关系任务表中删除已处理的实时任务记录，继续等待下一轮的执行；
对接收端实时数据续传模块进行以下配置：
1)配置实时数据库接收接口，
2)配置TCP接收端信息，
所述接收端实时数据续传模块的具体流程：所述接收端实时数据续传模块创建TCP服务端，接收到数据后，调用实时数据库接收接口处理数据，实现实时数据的同步。
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