CN113438309A - 基于物联网技术的工业级可视化系统和方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种基于物联网技术的工业级可视化系统和方法，涉及工业物联网技术领域，该系统包括：数据源处理端和可视化页面处理端，数据源处理端与可视化页面处理端通过网关连接；该数据源处理端包括配置模块和数据推送模块；其中，配置模块用于确定用户的权限，数据推送模块用于将业务数据根据用户的权限进行分配，并通过网关将分配后的业务数据推送至可视化页面处理端；该可视化页面处理端用于基于数据源处理端发送的业务数据，配置并发布目标组态界面。通过上述系统可以方便快捷地使用并展示工业级设备数据，实现了降低工业级软件使用难度的效果。

Description

基于物联网技术的工业级可视化系统和方法

技术领域

本发明涉及工业物联网技术领域，尤其是涉及一种基于物联网技术的工业级可视化系统和方法。

背景技术

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，帮助制造业延长产业链，推动制造业转型发展。基于工业互联网大背景下，web端数字可视化和组态软件被广泛使用来实现自动化过程和设备远程监控，能够充分展示设备自动化生产全过程，以及呈现工业数据源互联网化数据分析结果。

目前，传统工业软件对工业级设备产生的数据进行呈现时，通常采用可用于电子设备的安装型软件，但是由于受限于不同种类安装型软件的功能和安装途径，导致现有工业级设备数据的展示技术中，存在软件使用不够便捷、时间成本较高等问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于物联网技术的工业级可视化系统和方法，以缓解现有技术中存在的软件使用不够便捷、时间成本较高的技术问题。

为了实现上述目的，本发明实施例采用的技术方案如下：

第一方面，本发明实施例提供了一种基于物联网技术的工业级可视化系统，该系统包括：数据源处理端和可视化页面处理端，所述数据源处理端与所述可视化页面处理端通过网关连接；

所述数据源处理端包括配置模块和数据推送模块；其中，所述配置模块用于确定用户的权限，所述数据推送模块用于将业务数据根据所述用户的权限进行分配，并通过所述网关将分配后的所述业务数据推送至所述可视化页面处理端；

所述可视化页面处理端用于基于所述数据源处理端发送的所述业务数据，配置并发布目标组态界面。

在一些可能的实施方式中，所述配置模块包括：项目权限单元、鉴权配置单元和组态配置单元；所述项目权限单元，用于确定用户的第一权限；所述第一权限用于判断所述用户是否有权查看、编辑一级项目；所述鉴权配置单元，用于确定所述用户的第二权限；所述第二权限用于判断所述用户是否有权查看、编辑一级项目中的分级内容。

在一些可能的实施方式中，所述数据推送模块包括：实时推送单元、状态获取单元和数据同步单元；所述状态获取单元用于监测设备数据更新状态，并将更新的所述设备数据发送至数据库进行存储；所述实时推送单元用于将更新的所述设备数据推送至所述网关；所述数据同步单元用于将多个项目中对应的更新的所述设备数据进行同步。

在一些可能的实施方式中，所述可视化页面处理端包括功能模块，所述功能模块包括：项目子模块、编辑态子模块、用户子模块、发布子模块；所述项目子模块用于基于所述用户的第一权限，配置相应的一级项目；所述编辑态子模块用于配置所述一级项目的目标组态；所述用户子模块用于基于所述用户的第二权限，配置所述一级项目中的分级内容；所述发布子模块用于发布目标组态界面。

在一些可能的实施方式中，所述可视化页面处理端还包括辅助模块；所述辅助模块与所述功能模块通过远程加载单元连接，所述辅助模块用于辅助所述功能模块构建目标组态界面。

在一些可能的实施方式中，所述辅助模块包括：组件库单元和服务单元；所述组件库单元用于辅助所述功能模块配置所述目标组态界面的属性栏；所述服务单元用于提供所述用户不可见的共用服务和数据源服务。

在一些可能的实施方式中，所述可视化页面处理端还包括静态资源模块，所述静态资源模块用于加载图片和外部数据库资源。

第二方面，本发明实施例提供了一种基于物联网技术的工业级可视化方法，该方法应用于上述任意一种实施方式中的基于物联网技术的工业级可视化系统，包括：

数据源处理端对预先获得的工业级设备的业务数据进行预处理；

所述数据源处理端基于用户的权限，将预先存储的业务数据进行权限分配；

所述数据源处理端将权限分配后的所述业务数据通过网关推送至可视化页面处理端；

所述可视化页面处理端将所述业务数据发送至相应的功能模块进行配置，并将配置好的目标组态界面发布在显示器上。

第三方面，本发明实施例提供了一种电子设备，包括存储器、处理器，所述存储器中存储有可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述第一方面任一项所述的方法的步骤。

第四方面，本发明实施例提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有机器可运行指令，所述计算机可运行指令在被处理器调用和运行时，所述计算机可运行指令促使所述处理器运行上述第一方面任一项所述的方法。

本发明提供了一种基于物联网技术的工业级可视化系统和方法，该系统包括：数据源处理端和可视化页面处理端，数据源处理端与可视化页面处理端通过网关连接；该数据源处理端包括配置模块和数据推送模块；其中，配置模块用于确定用户的权限，数据推送模块用于将业务数据根据用户的权限进行分配，并通过网关将分配后的业务数据推送至可视化页面处理端；该可视化页面处理端用于基于数据源处理端发送的业务数据，配置并发布目标组态界面。通过上述系统可以方便快捷地使用并展示工业级设备数据，实现了降低工业级软件使用难度的效果。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的一种基于物联网技术的工业级可视化系统的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的一种基于物联网技术的工业级可视化系统的数据源处理端的结构示意图；

图3为本发明实施例提供的一种基于物联网技术的工业级可视化系统的可视化页面处理端的结构示意图；

图4为本发明实施例提供的一种基于物联网技术的工业级可视化方法的流程示意图；

图5为本发明实施例提供的一种电子设备的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作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。

基于工业互联网大背景下，web端数字可视化和组态软件被广泛使用来实现自动化过程和设备远程监控，能够充分展示设备自动化生产全过程，以及呈现工业数据源互联网化数据分析结果。目前，传统工业软件对工业级设备产生的数据进行呈现时，通常采用可用于电子设备的安装型软件，但是由于受限于不同种类安装型软件的功能和安装途径，导致现有工业级设备数据的展示技术中，存在软件使用不够便捷、时间成本较高等问题。

基于此，本发明实施例提供了一种基于物联网技术的工业级可视化系统和方法以缓解现有技术中存在的软件使用不够便捷、时间成本较高的技术问题。

为便于对本实施例进行理解，首先对本发明实施例所公开的一种基于物联网技术的工业级可视化系统进行详细介绍，参见图1所示的一种基于物联网技术的工业级可视化系统的结构示意图，该系统包括：数据源处理端120和可视化页面处理端140，数据源处理端与可视化页面处理端通过网关130连接。

数据源处理端120包括配置模块121和数据推送模块122；其中，配置模块121用于确定用户的权限，数据推送模块122用于将业务数据根据用户的权限进行分配，并通过网关130将分配后的业务数据推送至可视化页面处理端140；可视化页面处理端140用于基于数据源处理端120发送的业务数据，配置并发布目标组态界面。

其中，数据源处理端120相当于该系统的后端，可视化页面处理端140相当于该系统的前端；大量的工业级数据从数据库或者云端获取后，在系统的后端经过处理和配置后，经由网关发送至系统的前端；系统的前端再将数据发送至不同的模块，生成可视化页面的组件，最后将生成的各个组件构建成一个完整的页面，并加以展示。

作为一个具体的示例，参见图2，上述数据源处理端中的配置模块121可以包括：项目权限单元2101、鉴权配置单元2102和组态配置单元2103；项目权限单元2101可以用于确定用户的第一权限；第一权限用于判断用户是否有权查看、编辑一级项目；鉴权配置单元2102可以用于确定用户的第二权限；第二权限用于判断用户是否有权查看、编辑一级项目中的分级内容。

上述数据推送模块122可以包括：实时推送单元2201、状态获取单元2202和数据同步单元2203；状态获取单元2202可以用于监测设备数据更新状态，并将更新的设备数据发送至数据库进行存储；实时推送单元2201可以用于将更新的设备数据推送至网关；数据同步单元2203可以用于将多个项目中对应的更新的设备数据进行同步。

作为一个具体的示例，实时推送单元2201可以基于Websocket协议，依赖用户鉴权配置模块，向系统实时广播设备数据，设备数据依赖用户自身对设备访问权限控制；状态获取单元2202可以基于API请求获取远程字典服务(Remote Dictionary Server，Redis)；数据同步单元2203可以基于MongoDB数据库进行数据同步服务，以同步多个项目中对应的设备数据的更新。

上述实施例中提供的数据源处理端可以支持多类型数据源的接入，更方便接入工业数据平台提供的数据，也能够支持接入客户业务数据；数据源处理端中的数据权限体系能够保护用户项目以及数据的安全性。

在一种实施例中，参见图3，上述可视化页面处理端140可以包括功能模块141，功能模块包括：项目子模块301、编辑态子模块302、用户子模块303、发布子模块304；项目子模块301用于基于用户的第一权限，配置相应的一级项目；编辑态子模块302用于配置一级项目的目标组态；用户子模块303用于基于用户的第二权限，配置一级项目中的分级内容；发布子模块304用于发布目标组态界面。也就是说，上述实施例中提供的可视化页面处理端可以支持项目Web化组态，无需安装任何插件，能够直接在浏览器端进行编辑，并完成项目发布。

另外，上述功能模块还可以包括用于实现其他功能的子模块，例如：概览子模块305、素材子模块306、数据源子模块307、超管子模块308、帮助子模块309、角色子模块310、模板子模块311等。也就是说，在一个具体的示例中，功能模块141根据业务架构分为11个主模块(module)，每个主模块之间可以通过App Router 300应用路由器连接在一起，并且模块之间的通讯可以采用全局Service进行数据交互。其中，所有子模块均设置延迟加载(Lazy-Load)，可以实现按需获取，提升了系统性能。

在另一种实施例中，上述可视化页面处理端140还可以包括辅助模块142；辅助模块与功能模块通过远程加载单元144(Remote-Load)连接，辅助模块142用于辅助上述功能模块141构建目标组态界面。

作为一个具体的示例，该辅助模块142可以包括：组件库单元312和服务单元314；组件库单元312用于辅助上述功能模块配置目标组态界面的属性栏；服务单元314用于提供用户不可见的共用服务(Common Service)、数据源服务(Datasource Service)、基础服务(Http Service)等等。

在另一种实施例中，上述可视化页面处理端140还可以包括静态资源模块143，静态资源模块用于加载图片和外部数据库资源。通加载图片和外部资源库的数据资源，可以提供大量的专业模板与行业素材，帮助用户快速建立数字呈现页面。

本发明实施例所提供的可视化页面处理端采用微前端服务架构，使用Nginx服务器进行部署，基于Angular Cli对项目进行打包。该可视化页面处理端包括：功能模块、辅助模块和静态资源模块，模块之间采用remote load远程负载模式进行加载。其中，功能模块根据业务架构分为11个主模块(module)，每个主模块之间可以通过App router应用路由器连接在一起，并且模块之间的通讯可以采用全局Service进行数据交互。本发明实施例提供了一种基于物联网技术的工业级可视化系统，该系统包括数据源处理端和可视化页面处理端。该系统可以实现以下功能：支持项目编辑状态记录，允许用户找回已删除项目；支持一次编辑，多端适配，降低客户编辑次数，可选择呈现端更多；支持工业数据与业务数据合并计算，支持更多工业数据与业务数据合并展现；支持大量图形图像组件做数据集呈现，丰富页面效果，强化用户与界面交互；支持设备实时数据，历史数据，报警数据，设备位置数据呈现。上述功能均可以由数据源处理端实现，在一个具体的示例中，可以由该数据源处理端中负责项目的模块和负责授权的模块同时参与，记录用户操作过程。

另外，在一些实施例中可以在另外一台前端服务器中部署远程模块，项目之间可以同时依赖nginx proxy进行加载，提供统一服务；其中，前端服务器可以使用SpringCloud实现模块化服务，提供数据处理与存储服务。还可以在数据源处理端设置数据存储模块，例如，数据存储模块采用云版mysql与Greenplum对业务数据与项目进行分别存储。此外，数据源处理端还可以提供鉴权Api微服务，以主动请求第三方数据Api等。

此外，本发明实施例还提供了一种基于物联网技术的工业级可视化方法，参见图4，该方法应用于上述任意一种实施方式的基于物联网技术的工业级可视化系统，包括以下步骤S410至S440：

S410：数据源处理端对预先获得的工业级设备的业务数据进行预处理；

S420：数据源处理端基于用户的权限，将预先存储的业务数据进行权限分配；

S430：数据源处理端将权限分配后的业务数据通过网关推送至可视化页面处理端；

S440：可视化页面处理端将业务数据发送至相应的功能模块进行配置，并将配置好的目标组态界面发布在显示器上。

通过上述步骤，可以帮助用户快速完成数据界面的编辑与发布，本申请实施例提供的基于物联网技术的工业级可视化系统，能够基于工业物联网平台和大量机器学习和大数据分析平台，将设备最有价值数据呈现给用户。

并且本申请实施例提供的系统在web技术的基础上，结合angular8，svg，websocket，webpack，java等技术手段，在传统的组态软件基础上，制作了一款纯web端软件，无需安装任何插件，可以直接在浏览器上直接运行。该系统可以针对不同的web终端兼容，支持将组态最终结果发布在web端，手机端，微信端，app端等。

该系统兼容Api，Mysql，Oracle，Mongodb，Sqlserver，Excel，csv等，可以支持不同数据源的接入；深度与物联网平台Api集成，能够获取网联网平台实时数据，历史数据，报警数据等大量工业级数据。该系统支持大量图形化组件，包括标准组件，曲线组件，地图组件，报表组件，柱图组件，svg，视频，音频，3D等大量呈现方式。

该系统对用户的项目编辑权限和项目的发布权限进行了严格的控制，让用户的数字可视化内容安全性更有保证；并且该系统支持对设备的反向控制，允许用户在权限允许的情况下，对设备进行指令下发，反向控制设备的运行状态。

本申请实施例还提供了一种电子设备，具体的，该电子设备包括处理器和存储装置；存储装置上存储有计算机程序，计算机程序在被所述处理器运行时执行如上所述实施方式的任一项所述的方法。

图5为本申请实施例提供的一种电子设备的结构示意图，该电子设备500包括：处理器50，存储器51，总线52和通信接口53，所述处理器50、通信接口53和存储器51通过总线52连接；处理器50用于执行存储器51中存储的可执行模块，例如计算机程序。

其中，存储器51可能包含高速随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)，也可能还包括非不稳定的存储器(non-volatile memory)，例如至少一个磁盘存储器。通过至少一个通信接口53(可以是有线或者无线)实现该系统网元与至少一个其他网元之间的通信连接，可以使用互联网，广域网，本地网，城域网等。

总线52可以是ISA总线、PCI总线或EISA总线等。所述总线可以分为地址总线、数据总线、控制总线等。为便于表示，图5中仅用一个双向箭头表示，但并不表示仅有一根总线或一种类型的总线。

其中，存储器51用于存储程序，所述处理器50在接收到执行指令后，执行所述程序，前述本发明实施例任一实施例揭示的流过程定义的装置所执行的方法可以应用于处理器50中，或者由处理器50实现。

处理器50可能是一种集成电路芯片，具有信号的处理能力。在实现过程中，上述方法的各步骤可以通过处理器50中的硬件的集成逻辑电路或者软件形式的指令完成。上述的处理器50可以是通用处理器，包括中央处理器(Central Processing Unit，简称CPU)、网络处理器(Network Processor，简称NP)等；还可以是数字信号处理器(Digital SignalProcessing，简称DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，简称ASIC)、现成可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，简称FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。可以实现或者执行本发明实施例中的公开的各方法、步骤及逻辑框图。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。结合本发明实施例所公开的方法的步骤可以直接体现为硬件译码处理器执行完成，或者用译码处理器中的硬件及软件模块组合执行完成。软件模块可以位于随机存储器，闪存、只读存储器，可编程只读存储器或者电可擦写可编程存储器、寄存器等本领域成熟的存储介质中。该存储介质位于存储器51，处理器50读取存储器51中的信息，结合其硬件完成上述方法的步骤。

对应于上述方法，本申请实施例还提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有机器可运行指令，所述计算机可运行指令在被处理器调用和运行时，所述计算机可运行指令促使所述处理器运行上述方法的步骤。

应注意到：相似的标号和字母在附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释，此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

最后应说明的是：以上所述实施例，仅为本发明的具体实施方式，用以说明本发明的技术方案，而非对其限制，本发明的保护范围并不局限于此，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种基于物联网技术的工业级可视化系统，其特征在于，包括：数据源处理端和可视化页面处理端，所述数据源处理端与所述可视化页面处理端通过网关连接；

所述数据源处理端包括配置模块和数据推送模块；其中，所述配置模块用于确定用户的权限，所述数据推送模块用于将业务数据根据所述用户的权限进行分配，并通过所述网关将分配后的所述业务数据推送至所述可视化页面处理端；

所述可视化页面处理端用于基于所述数据源处理端发送的所述业务数据，配置并发布目标组态界面。

2.根据权利要求1所述的基于物联网技术的工业级可视化系统，其特征在于，所述配置模块包括：项目权限单元、鉴权配置单元和组态配置单元；

所述项目权限单元，用于确定用户的第一权限；所述第一权限用于判断所述用户是否有权查看、编辑一级项目；

所述鉴权配置单元，用于确定所述用户的第二权限；所述第二权限用于判断所述用户是否有权查看、编辑一级项目中的分级内容。

3.根据权利要求2所述的基于物联网技术的工业级可视化系统，其特征在于，所述数据推送模块包括：实时推送单元、状态获取单元和数据同步单元；

所述状态获取单元用于监测设备数据更新状态，并将更新的所述设备数据发送至数据库进行存储；所述实时推送单元用于将更新的所述设备数据推送至所述网关；所述数据同步单元用于将多个项目中对应的更新的所述设备数据进行同步。

4.根据权利要求2所述的基于物联网技术的工业级可视化系统，其特征在于，所述可视化页面处理端包括功能模块，所述功能模块包括：项目子模块、编辑态子模块、用户子模块、发布子模块；

所述项目子模块用于基于所述用户的第一权限，配置相应的一级项目；

所述编辑态子模块用于配置所述一级项目的目标组态；

所述用户子模块用于基于所述用户的第二权限，配置所述一级项目中的分级内容；

所述发布子模块用于发布目标组态界面。

5.根据权利要求4所述的基于物联网技术的工业级可视化系统，其特征在于，所述可视化页面处理端还包括辅助模块；所述辅助模块与所述功能模块通过远程加载单元连接，所述辅助模块用于辅助所述功能模块构建目标组态界面。

6.根据权利要求5所述的基于物联网技术的工业级可视化系统，其特征在于，所述辅助模块包括：组件库单元和服务单元；

所述组件库单元用于辅助所述功能模块配置所述目标组态界面的属性栏；所述服务单元用于提供所述用户不可见的共用服务和数据源服务。

7.根据权利要求4所述的基于物联网技术的工业级可视化系统，其特征在于，所述可视化页面处理端还包括静态资源模块，所述静态资源模块用于加载图片和外部数据库资源。

8.一种基于物联网技术的工业级可视化方法，其特征在于，应用于上述权利要求1～7任意一项所述的基于物联网技术的工业级可视化系统，包括：

数据源处理端对预先获得的工业级设备的业务数据进行预处理；

所述数据源处理端基于用户的权限，将预先存储的业务数据进行权限分配；

所述数据源处理端将权限分配后的所述业务数据通过网关推送至可视化页面处理端；

所述可视化页面处理端将所述业务数据发送至相应的功能模块进行配置，并将配置好的目标组态界面发布在显示器上。

9.一种电子设备，包括存储器、处理器，所述存储器中存储有可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述权利要求8所述的方法的步骤。

10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质存储有机器可运行指令，所述计算机可运行指令在被处理器调用和运行时，所述计算机可运行指令促使所述处理器运行所述权利要求8所述的方法。

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