CN112751940A - 一种典型工业设备检测及监测云服务平台架构 - Google Patents

一种典型工业设备检测及监测云服务平台架构 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种典型工业设备检测及监测云服务平台架构，其特征在于，包括多个设置在不同区域的相互通信连接的服务节点，每个服务节点均包括流数据应用接口网关、事务数据应用接口网关、智能服务管理中心单元、存储库、事务数据服务模块及流数据服务模块。与现有技术相比，本发明基于微服务架构实现数据的分布式处理及存储，能够避免所有数据的集中处理，在保证云服务平台正常运行的前提下，降低了对服务器设备的硬件要求；通过智能服务管理中心，能够动态的调成不同区域的不同服务的服务能力，在保证服务质量的情况下，降低服务成本。

Description

一种典型工业设备检测及监测云服务平台架构
技术领域
本发明涉及工业设备远程检测及监测技术领域，具体涉及一种典型工业设备检测及监测云服务平台架构。
背景技术
典型工业设备指的是工业生产过程中的特种设备，有压力容器、承重设备等，比如电梯、起重机、锅炉、气瓶等设备。
为了便于管理，现有技术中，采用远程检测及监测技术，实现对设置在各处的工业设备的统一监测及检测。然而，如果将所有的数据都在某一处进行集中处理，会存在以下问题：（1）由于接入的用户以及工业生产设备的监测设备数量庞大，需要处理的数据量极大，对服务器硬件性能提出了极高的要求；（2）由于用户以及监测设备分布在各个地域，各地的网络带宽、区域的计算能力也不相同，需要采用分布式存储、分布式计算方式运行；（3）监测设备生成的实时监测的流数据与工业设备登记、工业设备变更、工业设备检测等事务处理数据并存，多种形态的数据导致对数据的处理方式要求不同；（4）由于各种工业设备的运行时间不同，造成数据流波动极大，可能会产生网络与计算服务器产生“浪涌”现象，导致阻塞甚至服务器局部崩溃。
因此，本发明公开了一种典型工业设备检测及监测云服务平台架构，基于微服务架构实现数据的分布式处理及存储，能够避免所有数据的集中处理，在保证云服务平台正常运行的前提下，降低了对服务器设备的硬件要求；通过智能服务管理中心，能够动态的调成不同区域的不同服务的服务能力，在保证服务质量的情况下，降低服务成本。
发明内容
针对上述现有技术的不足，本发明的目的是公开一种典型工业设备检测及监测云服务平台架构，基于微服务架构实现数据的分布式处理及存储，能够避免所有数据的集中处理，在保证云服务平台正常运行的前提下，降低了对服务器设备的硬件要求；通过智能服务管理中心单元，能够动态的调成不同区域的不同服务的服务能力，在保证服务质量的情况下，降低服务成本。
本发明采用了如下的技术方案：
一种典型工业设备检测及监测云服务平台架构，包括多个设置在不同区域的相互通信连接的服务节点，每个服务节点均包括流数据应用接口网关、事务数据应用接口网关、智能服务管理中心单元、存储库、事务数据服务模块及流数据服务模块，其中：
用户通过事务数据应用接口网关与事务数据服务模块通信连接；
工业设备及监测设备通过流数据应用接口网关与流数据服务模块通信连接；
存储库分别与事务数据服务模块及流数据服务模块通信连接；
智能服务管理中心单元分别与流数据应用接口网关、事务数据应用接口网关、存储库、事务数据服务模块及流数据服务模块通信连接。
优选地，每个服务节点还包括监测引擎，流数据应用接口网关通过监测引擎与流数据服务模块通信连接，监测引擎包括数据缓存模块、监测数据消息队列模块及代理模块，监测引擎通过数据缓存模块与流数据应用接口网关通信连接，监测引擎通过代理模块与流数据服务模块通信连接。
优选地，所述流数据服务模块包括监测数据持久化服务单元及目录存储服务单元，代理模块包括持久化存储代理单元及目录存储代理单元，存储库包括数据存储库及目录存储库；持久化存储代理单元通过监测数据持久化服务单元与数据存储库通信连接，目录存储代理单元通过目录存储服务单元与目录存储库通信连接。
优选地，所述流数据服务模块包括报警监测服务单元，所述代理模块还包括报警监测代理单元，报警监测代理单元通过报警监测服务单元与数据存储库通信连接。
综上所述，本发明与现有技术相比具有以下技术效果：
（1）基于微服务架构将整个云服务平台的数据存储、处理功能都设计成微服务。采用分布式服务及存储，可以设置在不同地区的机房作为服务节点，每个服务节点都能够实现数据的存储及处理工作，避免了所有数据的集中处理，在保证云服务平台正常运行的前提下，降低了对服务器设备的硬件要求。
（2）各个服务节点的智能服务管理中心单元实时进行信息交换，共同构成一个整体的智能服务管理中心，实现对所有服务节点的统一管理。智能服务管理中心可以实现服务的注册、发现、跟踪、负载均衡等功能，便于为服务的动态、智能的维护、调用提供支持。在分布式部署环境中，智能服务管理中心能动态的调成不同区域的不同服务的服务能力。在保证服务质量的情况下，降低服务成本。
（3）采用异步消息机制（监测数据消息队列）处理流数据，提高云平台的处理能力，避免由于工业设备运行状态的动态变化而产生的浪涌现象。为了防止消息队列溢出，还设置了数据缓存模块用于在服务节点进行流数据的本地缓存持久化。
（4）为了便于检索数据，提供了目录存储服务，在存储数据时，通过目录存储服务单元生成对应的存储目录并保存在目录存储库中。
附图说明
为了使发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步的详细描述，其中：
图1为本发明公开的一种典型工业设备检测及监测云服务平台架构的结构示意图；
图2为本发明公开的一种典型工业设备检测及监测云服务平台架构中的服务节点的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步的详细说明。
如图1及图2所示，本发明公开了一种典型工业设备检测及监测云服务平台架构，包括多个设置在不同区域的相互通信连接的服务节点，每个服务节点均包括流数据应用接口网关、事务数据应用接口网关、智能服务管理中心单元、存储库、事务数据服务模块及流数据服务模块，其中：
用户通过事务数据应用接口网关与事务数据服务模块通信连接；
工业设备及监测设备通过流数据应用接口网关与流数据服务模块通信连接；
存储库分别与事务数据服务模块及流数据服务模块通信连接；
智能服务管理中心单元分别与流数据应用接口网关、事务数据应用接口网关、存储库、事务数据服务模块及流数据服务模块通信连接。
如图1所示，本发明中，用户、工业设备及监测设备可与物理距离最近的服务节点通信连接，再通过服务节点之间的连接进行数据的传递。
本发明中，基于微服务架构将整个云服务平台的数据存储、处理功能都设计成微服务。采用分布式服务及存储，可以设置在不同地区的机房作为服务节点，每个服务节点都能够实现数据的存储及处理工作，避免了所有数据的集中处理，在保证云服务平台正常运行的前提下，降低了对服务器设备的硬件要求。本发明中，各个服务节点的智能服务管理中心单元实时进行信息交换，共同构成一个整体的智能服务管理中心，实现对所有服务节点的统一管理。智能服务管理中心可以实现服务的注册、发现、跟踪、负载均衡等功能（一般包括服务注册、服务发布、服务发现、服务申请、服务授权、服务使用等步骤，具体实现方法为现有技术，在此不再赘述，本发明主要是在现有技术框架上进行了优化，如：服务注册的分布式处理），便于为服务的动态、智能的维护、调用提供支持。例如在API层次的负载平衡，就需要服务跟踪数据。在服务跟踪数据的支持，智能服务管理中心能实时感知集群系统的运行状态，在服务能力不足时，动态新建服务实例，在服务资源闲置的时候，释放服务实例。在分布式部署环境中，智能服务管理中心能动态的调成不同区域的不同服务的服务能力。在保证服务质量的情况下，降低服务成本。总而言之，本发明公开的典型工业设备检测及监测云服务平台架构具有高性能、低成本、高可用、可扩展的特点。
此外，本发明中还针对数据类型的不同将数据划分为了流数据和事务数据，并对其进行分别处理，实现了对现有技术框架的优化，例如：服务注册的分布式处理，服务容器的负载均衡，这样，可以将不同类型数据区分，分布式存储；使得管理业务和检测监测业务分开；使得流式数据与结构化数据可以分开处理。
具体实施时，每个服务节点还包括监测引擎，流数据应用接口网关通过监测引擎与流数据服务模块通信连接，监测引擎包括数据缓存模块、监测数据消息队列模块及代理模块，监测引擎通过数据缓存模块与流数据应用接口网关通信连接，监测引擎通过代理模块与流数据服务模块通信连接。
实时监测工业设备的状态将产生大量的监测流数据，流数据的数据量大、种类丰富。由于工业设备运行状态的动态变化，产生的数据可能存在浪涌现象。为了提高云平台的处理能力，本发明采用异步消息机制（监测数据消息队列）处理流数据；此外，为了防止消息队列溢出，本发明中还设置了数据缓存模块用于在服务节点进行流数据的本地缓存持久化。
具体实施时，所述流数据服务模块包括监测数据持久化服务单元及目录存储服务单元，代理模块包括持久化存储代理单元及目录存储代理单元，存储库包括数据存储库及目录存储库；持久化存储代理单元通过监测数据持久化服务单元与数据存储库通信连接，目录存储代理单元通过目录存储服务单元与目录存储库通信连接。
本发明中，为了提供处理极其巨大的监测数据的能力，可以将一个工业设备的监测数据分布式存储在不同的数据存储库，因此，为了便于检索数据，本发明公开的典型工业设备检测及监测云服务平台架构还提供了目录存储服务，在存储数据时，通过目录存储服务单元生成对应的存储目录并保存在目录存储库中。当用户需要调用某项数据或用户需要使用的服务需要调用某项数据时，可根据目录存储库中的存储目录实现快速的数据检索及调用。
具体实施时，所述流数据服务模块包括报警监测服务单元，所述代理模块还包括报警监测代理单元，报警监测代理单元通过报警监测服务单元与数据存储库通信连接。
当预测或评估到设备健康状态有问题或即将出现问题时，将报警。制定预警规则，设置阈值参数，当监测值达到预警的阈值，则系统中报警。本发明中，监测设备健康状况的标准以及对应的阈值参数可根据不同的设备分别进行设置，具体方法为现有技术，在此不再赘述。
本发明公开的典型工业设备检测及监测云服务平台架构的具体工作流程如下：当用户提出服务需求，平台获取需求后，在平台中搜索服务；平台发现服务，与用户需求进行匹配，进行鉴权，发起数据请求，数据服务模块进行鉴权，发起数据共享服务；根据共享的数据，平台服务提供方提供监测、诊断、评估、预测等服务。
最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管通过参照本发明的优选实施例已经对本发明进行了描述，但本领域的普通技术人员应当理解，可以在形式上和细节上对其作出各种各样的改变，而不偏离所附权利要求书所限定的本发明的精神和范围。

Claims (4)

1.一种典型工业设备检测及监测云服务平台架构，其特征在于，包括多个设置在不同区域的相互通信连接的服务节点，每个服务节点均包括流数据应用接口网关、事务数据应用接口网关、智能服务管理中心单元、存储库、事务数据服务模块及流数据服务模块，其中：
用户通过事务数据应用接口网关与事务数据服务模块通信连接；
工业设备及监测设备通过流数据应用接口网关与流数据服务模块通信连接；
存储库分别与事务数据服务模块及流数据服务模块通信连接；
智能服务管理中心单元分别与流数据应用接口网关、事务数据应用接口网关、存储库、事务数据服务模块及流数据服务模块通信连接。
2.如权利要求1所述的典型工业设备检测及监测云服务平台架构，其特征在于，每个服务节点还包括监测引擎，流数据应用接口网关通过监测引擎与流数据服务模块通信连接，监测引擎包括数据缓存模块、监测数据消息队列模块及代理模块，监测引擎通过数据缓存模块与流数据应用接口网关通信连接，监测引擎通过代理模块与流数据服务模块通信连接。
3.如权利要求2所述的典型工业设备检测及监测云服务平台架构，其特征在于，所述流数据服务模块包括监测数据持久化服务单元及目录存储服务单元，代理模块包括持久化存储代理单元及目录存储代理单元，存储库包括数据存储库及目录存储库；持久化存储代理单元通过监测数据持久化服务单元与数据存储库通信连接，目录存储代理单元通过目录存储服务单元与目录存储库通信连接。
4.如权利要求3所述的典型工业设备检测及监测云服务平台架构，其特征在于，所述流数据服务模块包括报警监测服务单元，所述代理模块还包括报警监测代理单元，报警监测代理单元通过报警监测服务单元与数据存储库通信连接。
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