CN113010379B - 电子设备监控系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种电子设备监控系统，为不同的电子设备创建一一对应的虚拟处理器，各虚拟处理器以异步方式工作，这样可以支持大规模电子设备的接入,每个虚拟处理器均可以处理复杂逻辑，虚拟处理器根据健康报告实时计算对应电子设备的健康状态，若健康状态有问题，则实时报警，这样提升了报警的实时性，并且通过健康报告判断健康状态，更加准确。

Description

电子设备监控系统

技术领域

本发明属于物联网技术领域，尤其涉及一种电子设备监控系统。

背景技术

随着IoT行业的发展，机器、设备之间的互联逐渐成为主流应用，一个自动化的流水线可能需要上百个功能模块之间相互配合，在这些系统中，各功能和模块已经没有主要和次要之分，任何一个流程出现故障都会导致整个流水线停止。因此，对这些电子设备的监控正在变的越来越重要。目前已经有专门针对电子设备的监控系统，如图3所示，实现思路如下：

设备定期向服务器发送心跳，服务器端则在收到心跳后在数据库中更新最新连接时间，以识别设备在正常运作。

服务器在后台以轮询的方式定期查询每个设备的最近连接时间是否已经过去很久，如果过期，则会发出警告。

这一实现方案可以实现简单的监控功能，但也有明显劣势：

1、单一服务器程序处理所有的设备请求，随着数据库中的设备数量越来越多，不能支持大规模接入，通过扩展服务器数量的方式应对增长的业务量也比较困难；

2、服务器通过轮询的方式识别设备状态，实时性较差；

3、服务端轮询机制不能处理复杂逻辑，否则每次轮询处理时间过长；

4、状态识别不准确。

发明内容

基于此，针对上述技术问题，提供一种支持大规模接入、可处理复杂逻辑、报警实时性强以及状态识别更加准确的电子设备监控系统。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

一种电子设备监控系统，包括：

设于电子设备中的设备端程序，所述设备端程序被配置为根据预设的健康报告周期周期性生成电子设备的健康报告，并发送给服务器；

设于服务器上的服务端程序，所述服务端程序被配置为：

创建与电子设备一一对应的虚拟处理器，各虚拟处理器以异步方式工作；

由所述虚拟处理器根据健康报告实时计算对应电子设备的健康状态，若健康状态有问题，则实时报警。

本发明为不同的电子设备创建一一对应的虚拟处理器，各虚拟处理器以异步方式工作，这样可以支持大规模电子设备的接入,每个虚拟处理器均可以处理复杂逻辑，虚拟处理器根据健康报告实时计算对应电子设备的健康状态，若健康状态有问题，则实时报警，这样提升了报警的实时性，并且通过健康报告判断健康状态，更加准确。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式本发明进行详细说明：

图1为本发明的原理图；

图2为本发明的异步方式工作示意图；

图3为传统监控系统的原理图。

具体实施方式

如图1所示，本说明书实施例提供一种电子设备监控系统，包括：

一、设备端程序。

设备端程序设于电子设备2中，设备端程序被配置为：

S101、根据预设的健康报告周期周期性生成电子设备的健康报告，并发送给服务器3。

二、服务端程序。

服务端程序设于服务器3中，服务端程序被配置为：

S201、创建与电子设备2一一对应的虚拟处理器，各虚拟处理器以异步方式工作，可以支持复杂逻辑的处理。

如图2所示，异步方式工作为以流水线的方式对设备请求进行接收与处理，以支持大规模设备接入的并发请求。而传统监控系统的服务器端程序会按照请求到达的先后顺序，逐次处理每一个请求，无法支持大规模接入。

S202、由虚拟处理器根据健康报告实时计算对应电子设备的健康状态，若健康状态有问题，则实时报警,提升了报警的实时性。

较佳地，在步骤S101中，可以根据预设的健康指标从电子设备中获取相应的健康参数，根据获取的健康参数生成健康报告。不同的健康指标对应不同的健康参数，这样每台电子设备的健康报告都可以进行个性化的定制。

在本实施例中，设备端程序为SDK,其内具有参数表，参数表内的参数包括健康报告周期、健康指标、服务器地址以及重试次数等，当电子设备与服务器连接失败后，可以根据重试次数进行重试。SDK在出厂前还可以内置证书，从而支持安全传输。

其中，参数表内的参数可以为出厂前的默认值，也可以由服务端程序配置，过程如下：

设备端程序在电子设备上电后向服务器发送建立连接请求，连接建立后接收服务器发送的参数设置指令，根据参数设置指令对参数表中的参数进行重新配置。其中，建立连接请求中包括电子设备的唯一识别信息，如设备ID，当然，也可以使用内置序列号等用以识别电子设备。

服务端程序根据来自电子设备的建立连接请求，与该电子设备建立连接，连接建立后向电子设备发送参数设置指令。

通过如上过程由服务端程序配置健康报告周期，支持设备个性化健康报告周期。

具体地，服务端程序由如下组件构成：网关、上行队列、下行队列、虚拟处理器、平台功能模块、数据库以及管理模块。以上各组件可以部署在一台服务器上，也可以分别部署在不同的服务器上。

对于网关服务器，由于大规模并发请求需要保存在磁盘，因此对磁盘容量有一定要求。

对于虚拟处理器，可以根据系统负荷部署在一台或多台服务器上，随着接入设备的增加，也可以通过增加服务器的方式支持增加的设备。

对于数据库服务器，由于同时会有大规模设备的数据存取，对cpu性能和io性能有一定要求。

网关作为服务器端程序的边界，负责与电子设备和平台功能模块进行交互和安全连接。网关与电子设备之间采用TCP协议交互。

由于服务器支持大规模电子设备同时在线，网关维护了一个连接ID与设备ID的映射表，以支持服务器主动向电子设备发送消息。当网关接收到来自电子设备的建立连接请求后会在映射表中添加相应的记录，并将建立连接请求发送给平台功能模块；将电子设备之后发送的其它请求转发到上行队列中；接收下行队列中的消息，根据消息中的设备ID从映射表中获取连接ID并将消息发送给相应电子设备；网关与管理模块交互采用http(s)协议，管理模块的实现为B/S架构，网关接收来自管理模块的管理请求，将管理请求转发给平台功能模块，并将来自平台功能模块的处理结果返回给管理模块。

由于网关需要向上行队列转发消息和从下行队列获取消息，网关需作为消息队列服务的客户端，其使用相应的sdk与服务方通信(如rabbitMQ服务方、kafka服务方等等)，同时，在启动之后需要订阅下行队列的内容。

上行队列是一个先进先出的队列，队列中每一条数据为电子设备发送的一条消息，消息经由网关接收和转发进入到上行队列，然后经由出口转发给相应的虚拟处理器，上行队列中每个电子设备拥有一个独立topic。作为实现方式，上行队列可以使用rabbitMQ、kafka等开源软件实现。为了防止数据丢失，队列数据需要磁盘存储，已经过期的数据可以根据配置选择丢弃或保存。

下行队列也是一个先进先出的队列，队列中每一条数据为虚拟处理器准备发送给对应电子设备的消息，消息体中含有对应电子设备的设备ID用于网关寻址，下行队列中所有电子设备共享同一个topic。下行队列对过期数据的处理策略与上行队列保持一致。

虚拟处理器用于处理相应电子设备的业务逻辑。连接到服务器的每一台电子设备都会绑定一个特定的虚拟处理器。

虚拟处理器按照预设的处理逻辑工作，处理逻辑可以根据配置模板定义，模板参数如健康报告中需要处理的参数、处理规则以及报警阈值等，这样虚拟处理器可以支持复杂的定制化逻辑。在计算健康状态时，虚拟处理器按照处理逻辑，根据健康报告进行健康状态的计算，若健康状态在预设阈值之下(代表健康状态有问题)，则将健康状态保存到数据库，并根据配置途径发送报警(报警的途径可以通过接口发送到第三方系统中)；若健康状态大于等于预设阈值(代表健康状态没有问题)，则将健康状态保存到数据库。

当健康报告中的重要参数偏离正常值或者缺失，或者判断电子设备行为错误的情况下，虚拟处理器可以要求电子设备上报指定的参数，具体过程如下：

设备端程序接收服务器3发送的上报参数命令，将上报参数命令中指定的参数上报给服务器3。

服务端程序向电子设备发送上报参数命令，接收电子设备上报的参数。

判断上报的参数是否属于正常范围，若否，则触发报警。

虚拟处理器在第一次接收到健康报告后创建一定时器，定时器的到期时间与健康报告周期相等；若在定时器的到期时间之内接收到新的健康报告，则重置定时器，以开启下一轮健康报告上报周期；若在定时器的到期时间之外接收到新的健康报告，代表健康状态有问题，则将健康状态保存到数据库，并根据配置途径发送报警，同时重置定时器以开启下一轮健康报告上报周期。

平台功能模块：用于根据建立连接请求为相应的电子设备创建一个虚拟处理器；根据来自网关的管理请求进行处理，并经网关将处理结果返回给管理模块。

数据库：用于保存各电子设备的健康状态数据以及管理模块的管理数据。管理数据是指通过管理模块设定的参数，如配置模板中的参数，虚拟处理器的参数，或者参数设置指令中的参数。

管理模块：用于响应系统管理员在浏览器的操作，向平台功能模块发送相应的管理请求。如系统管理员可以通过管理模块设定上述配置模板，对某个虚拟处理器的参数进行改变、调整等，也可以设定参数设置指令等。

可以以一种或多种程序设计语言的任意组合来编写用于执行本发明操作的程序代码，程序设计语言包括面向对象的程序设计语言—诸如Java、C++等，还包括常规的过程式程序设计语言—诸如“C”语言或类似的程序设计语言。程序代码可以完全地在用户计算设备上执行、部分地在用户设备上执行、作为一个独立的软件包执行、部分在用户计算设备上部分在远程计算设备上执行、或者完全在远程计算设备或服务器上执行。在涉及远程计算设备的情形中，远程计算设备可以通过任意种类的网络，包括局域网(LAN)或广域网(WAN)，连接到用户计算设备，或者，可以连接到外部计算设备(例如利用因特网服务提供商来通过因特网连接)。

但是，本技术领域中的普通技术人员应当认识到，以上的实施例仅是用来说明本发明，而并非用作为对本发明的限定，只要在本发明的实质精神范围内，对以上所述实施例的变化、变型都将落在本发明的权利要求书范围内。

Claims (8)

1.一种电子设备监控系统，其特征在于，包括：

设于电子设备中的设备端程序，所述设备端程序被配置为根据预设的健康报告周期周期性生成电子设备的健康报告，并发送给服务器；

设于服务器上的服务端程序，所述服务端程序被配置为：

创建与电子设备一一对应的虚拟处理器，各虚拟处理器以异步方式工作；

由所述虚拟处理器根据健康报告实时计算对应电子设备的健康状态，若健康状态有问题，则实时报警；

所述服务端程序包括：

负责与电子设备和平台功能模块进行交互和安全连接的网关：网关维护了一个连接ID与设备ID的映射表，当接收到来自电子设备的建立连接请求后会在所述映射表中添加相应的记录，并将建立连接请求发送给平台功能模块；将电子设备之后发送的其它请求转发到上行队列中；接收下行队列中的消息，根据消息中的设备ID从所述映射表中获取连接ID并将消息发送给相应电子设备；接收来自管理模块的管理请求，转发给平台功能模块，并将来自平台功能模块的处理结果返回给管理模块；

先进先出的上行队列：队列中每一条数据为电子设备发送的一条消息，消息经由网关接收和转发进入到上行队列，然后经由出口转发给相应的虚拟处理器；上行队列中每个电子设备拥有一个独立topic；

先进先出的下行队列：队列中每一条数据为虚拟处理器准备发送给对应电子设备的消息，消息体中含有对应电子设备的设备ID用于网关寻址；下行队列中所有电子设备共享同一个topic；

平台功能模块：用于根据建立连接请求为相应的电子设备创建一个虚拟处理器；根据来自网关的管理请求进行处理，并经网关将处理结果返回给管理模块；

数据库：用于保存各电子设备的健康状态数据以及管理模块的管理数据；

管理模块：用于响应系统管理员在浏览器的操作，向平台功能模块发送相应的管理请求。

2.根据权利要求1所述的一种电子设备监控系统，其特征在于，所述周期性生成电子设备的健康报告，进一步包括：

根据预设的健康指标从所述电子设备中获取健康参数，根据获取的健康参数生成健康报告。

3.根据权利要求2所述的一种电子设备监控系统，其特征在于，所述设备端程序为SDK,其内具有参数表，所述参数表内的参数包括健康报告周期、健康指标以及服务器地址。

4.根据权利要求3所述的一种电子设备监控系统，其特征在于，所述设备端程序还被配置为：

上电后向服务器发送建立连接请求，所述请求包括电子设备的唯一识别信息；

连接建立后接收所述服务器发送的参数设置指令；

根据参数设置指令对参数表中的参数进行重新配置；

所述服务端程序还被配置为：

根据来自电子设备的建立连接请求，与该电子设备建立连接；

连接建立后向所述电子设备发送参数设置指令。

5.根据权利要求4所述的一种电子设备监控系统，其特征在于，所述设备端程序还被配置为：

接收服务器发送的上报参数命令；

将所述上报参数命令中指定的参数上报给所述服务器；

所述服务端程序还被配置为：

当健康报告中的重要参数偏离正常值或者缺失，或者判断电子设备行为错误的情况下，向所述电子设备发送上报参数命令；

接收电子设备上报的参数；

判断上报的参数是否属于正常范围，若否，则触发报警。

6.根据权利要求1或5所述的一种电子设备监控系统，其特征在于，所述虚拟处理器按照预设的处理逻辑工作，所述处理逻辑根据配置模板定义。

7.根据权利要求6所述的一种电子设备监控系统，其特征在于，所述由所述虚拟处理器根据健康报告计算对应电子设备的健康状态，进一步包括：

所述虚拟处理器按照所述处理逻辑，根据健康报告计算对应电子设备的健康状态；

若健康状态在预设阈值之下，则将所述健康状态保存到数据库，并根据配置途径发送报警；

若健康状态大于等于预设阈值，则将所述健康状态保存到数据库。

8.根据权利要求7所述的一种电子设备监控系统，其特征在于，所述虚拟处理器在第一次接收到健康报告后创建一定时器，所述定时器的到期时间与健康报告周期相等；

若在定时器的到期时间之内接收到新的健康报告，则重置所述定时器；

若在定时器的到期时间之外接收到新的健康报告，则将健康状态保存到数据库，并根据配置途径发送报警，同时重置定时器。