CN113497832A - 远程维护系统、方法及服务器 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种远程维护系统、方法及服务器，所述系统包括：终端、基站、分流网关以及边缘云服务器；终端采集环境数据，并将环境数据发送至基站；基站将环境数据传输至分流网关；分流网关将环境数据发送至边缘云服务器；边缘云服务器对环境数据进行处理，以使运维人员根据处理后的数据对工业现场的设备进行远程维护。在本发明实施例中，通过将终端的运算功能部署到边缘云平台，实现了终端的轻量化部署，通过设置边缘云服务器实现对环境数据的处理和分析，提高了工业现场中远程维护系统对设备的维护效率。
Description
技术领域
本发明涉及基础设施运维管理技术领域，尤其涉及一种远程维护系统、方法及服务器。
背景技术
在工业生产环境中，若作业环境存在部分危险或环境恶劣的问题，且不适合维护人员现场操作，则需要维护人员远程操控设备运行以及远程对机器进行维修。
现有技术中，通常在工业生产环境中部署工业互联网系统，在工业现场采用能够实时采集环境数据的工业终端，并通过工业终端将采集的环境数据进行处理分析确定维护方案，使得维护人员根据维护方案实现对工业现场的远程监控和远程维护。
然而，由于工业终端运算能力的有限，通常需要将工业终端采集的数据传送到远程服务器进行处理和分析，导致远程维护系统的数据传输和运算存在时延，从而影响远程维护系统的效率。
发明内容
本发明的目的在于提供一种远程维护系统、方法及服务器，通过采用边缘云服务器实现环境数据分析和处理，提高了远程维护系统的维护效率。
第一方面，本发明提供一种远程维护系统，包括终端、基站、分流网关以及边缘云服务器，其中所述终端与所述基站通过通信网络建立连接，所述基站与所述分流网关通过通信网络建立连接，所述分流网关与所述边缘云服务器之间通过无线网络进行数据传输；
所述终端，用于采集环境数据，并将所述环境数据发送至所述基站；
所述基站，用于将所述环境数据传输至所述分流网关；
所述分流网关，用于将所述环境数据发送至所述边缘云服务器；
所述边缘云服务器，用于对所述环境数据进行处理，以使运维人员根据处理后的数据对工业现场的设备进行远程维护。
在一种可能的实现方式中，所述远程维护系统还包括管理服务器，其中所述管理服务器与所述边缘云服务器建立连接；
其中，所述边缘云服务器还用于将所述处理后的数据发送至所述管理服务器，所述管理服务器用于显示所述处理后的数据，使得运维人员根据显示的数据对工业现场的设备进行远程维护。
在一种可能的实现方式中，所述远程维护系统还包括多接入边缘平台操作服务器，所述多接入边缘平台操作服务器与所述边缘云服务器建立连接：
其中，所述多接入边缘平台操作服务器用于对所述边缘云服务器提供虚拟化资源管理、多接入边缘平台接入协同平台以及节点业务管理。
在一种可能的实现方式中，所述终端为视频采集终端、温度采集终端以及湿度采集终端中的至少一种；
相应地，所述终端还用于采集工业现场的视频数据、温度数据以及湿度数据的至少一种；
相应地，所述视频采集终端为增强现实采集终端、所述温度采集终端为温度传感器以及所述湿度采集终端为湿度传感器。
在一种可能的实现方式中，若所述环境数据为视频数据，则所述边缘云服务器还用于对视频数据进行编解码和渲染处理。
在一种可能的实现方式中，所述基站为5G通信基站。
第二方面，本发明实施例提供一种远程维护方法，应用于第一方面以及第一方面各种可能设计的所述远程维护系统，所述方法包括：
所述终端采集工业现场的环境数据，并将所述环境数据发送至所述基站；
所述基站将所述环境数据传输至所述分流网关；
所述分流网关将所述环境数据发送至所述边缘云服务器；
所述边缘云服务器对所述环境数据进行处理，以使运维人员根据处理后的数据对工业现场的设备进行远程维护。
第三方面，本发明实施例提供一种远程维护方法，应用于第一方面以及第一方面各种可能设计的远程维护系统中的边缘云服务器，所述方法包括：
接收分流网关发送的环境数据，其中所述环境数据是由终端在工业现场采集的，并由所述终端通过基站传输至分流网关的；
对所述环境数据进行处理，以使运维人员根据处理后的数据对工业现场的设备进行远程维护。
第四方面，本发明实施例提供一种服务器，包括存储器和至少一个处理器；
所述存储器用于存储计算机执行指令；
至少一个处理器，用于执行所述存储器存储的计算机执行指令，使得所述至少一个处理器执行如第三方面边缘云服务器执行的远程维护方法。
第五方面，本发明实施例提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质中存储有计算机执行指令，当处理器执行所述计算机执行指令时，实现如第三方面边缘云服务器执行的远程维护方法。
第六方面，本发明实施例提供一种计算机程序产品，包括计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时，实现如第三方面边缘云服务器执行的远程维护方法。
本发明实施例提供的一种远程维护系统、方法及服务器，通过设置远程维护系统包括终端、基站、分流网关以及边缘云服务器，通过将终端采集的环境数据经由分流网关转发至边缘云服务器，再利用边缘云服务器实现了对环境数据的处理和分析。通过将终端的运算功能部署到边缘云平台，实现了终端的轻量化部署，提高了工业现场中远程维护系统对设备的维护效率。
附图说明
此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本发明的实施例，并与说明书一起用于解释本发明的原理。
图1为本发明实施例提供的远程维护系统结构示意图一；
图2为本发明实施例提供的远程维护系统结构示意图二；
图3为本发明实施例提供的远程维护方法流程图一；
图4为本发明实施例提供的远程维护方法流程图二；
图5为本发明实施例提供的服务器的硬件结构示意图。
具体实施方式
通过上述附图，已示出本发明明确的实施例，后文中将有更详细的描述。这些附图和文字描述并不是为了通过任何方式限制本发明构思的范围，而是通过参考特定实施例为本领域技术人员说明本发明的概念。
在现代工业生产环境中，由于部分工作环境不适于人工操作，或者进入为较困难，尤其是在许多工业作业、质检、维修等工作环境中，都需要在制造工厂、维修车间等特殊的环境条件下现场操控，并且工业现场的作业环境还存在高温、高湿、噪声、粉尘的问题，因此需要维护人员远程操控设备或机器。现有技术中，通常在工业生产环境中部署工业互联网系统，通过在工业现场设置能够实时采集视频的工业终端，并通过工业终端将采集的视频数据进行处理，并将处理后的数据传输至后台管理系统，实现对工业现场的远程监控和远程维护。然而，由于工业终端运算能力的有限，工业终端需要数据传送到远程服务器进行处理，导致远程维护系统的数据传输和运算存在时延，从而影响远程维护系统的效率。
为了解决上述技术问题，本发明提供的一种远程维护系统，通过采用5G通信网络将终端采集的环境数据经由分流网关转发至边缘云服务器，再利用边缘云服务器实现了对环境数据的处理和分析。通过将终端的运算功能部署到边缘云平台，实现了终端的轻量化部署，提高了工业现场中远程维护系统对设备的维护效率。
图1为本发明实施例提供的远程维护系统结构示意图一。如图1所示，本发明实施例提供的远程维护系统包括终端、基站、分流网关以及边缘云服务器。其中终端与基站通过通信网络建立连接，基站与分流网关通过通信网络建立连接，分流网关与边缘云服务器之间通过无线网络进行数据传输；终端采集环境数据，并将环境数据发送至基站；基站将环境数据传输至分流网关；分流网关将环境数据发送至边缘云服务器；边缘云服务器对环境数据进行处理，以使运维人员根据处理后的数据对工业现场的设备进行远程维护。
在本发明实施例中，将采集工业环境数据的终端安置在工业现场，具体的，终端可以为视频采集终端、温度采集终端以及湿度采集终端中的至少一种，具体的，终端用于采集工业现场的视频数据、温度数据以及湿度数据的至少一种。例如视频采集终端为增强现实采集终端、温度采集终端为温度传感器以及湿度采集终端为湿度传感器。示例性的，基站为5G基站，终端与基站之间可以通过5G通信网络进行数据传输，且基站与分流网关之间也通过5G通信网络进行数据传输。分流网关与边缘云服务器之间也可以通过5G通信网络进行数据传输。将终端采集的环境数据通过基站发送至分流网关，再转发至边缘云服务器。其中，边缘云服务器中预设了用于分析和处理环境数据的算法和应用，通过设置边缘云服务器对环境数据进行处理，运维人员可以根据边缘云服务器中存储的处理后的数据对工业现场的设备进行远程维护。
现有的移动边缘计算(Mobile Edge Computing，MEC)架构中不同的功能实体可划分为三个层级，网络层、移动边缘主机层、移动边缘系统层。其中，移动边缘系统包括在运营商网络或运营商网络子集内运行移动边缘应用程序所需的移动边缘主机和移动边缘管理。移动边缘管理包括移动边缘系统级管理和移动边缘主机级管理。其中，移动边缘主机级管理包括移动边缘平台管理器和虚拟化基础设施管理器。移动边缘主机是一个实体，它包含一个移动边缘平台和一个虚拟化基础设施，后者提供计算、存储和网络资源，用于运行移动边缘应用程序。MEC的基础架构主要包括MEC硬件资源、MEC虚拟化层，应用平台由MEC虚拟化管理器和MEC应用平台服务组成。现有的MEC网络采用云化建设，采用以边缘数据中心(DataCenter，DC)、区域DC、核心DC、边缘DC、接入局所DC、基站机房为基础架构的分层DC化机房部署模式。具体的，区域DC为省层面机房，核心DC为本地网核心机房，边缘DC为本地网汇聚机房。在本发明实施例中，分流网元的用户面功能(User Plane Function，UPF)和/GW-U部署在本地网核心机房或者本地网汇聚机房，平台部署在客户侧接入局所机房或者本地边缘机房。UPF/GW-U与边缘平台之间采用承载网或者专线对接。
在本发明实施例中，示例性的，具体的，若视频采集终端采用增强现实AR眼镜，现场的维护工程师通过佩戴AR眼镜对关键维修环节摄像或拍照，并将采集的视频或者照片作为工作流程存档，实现工业设备的视频和图文等原始数据采集，通过基站和分流网关将现场的数据传输至边缘云服务器，将终端的数据运算功能迁移至边缘云服务器中，降低了终端的数据处理压力。
示例性的，若环境数据为视频数据，即视频采集终端为增强现实采集终端，则边缘云服务器用于对视频数据进行编解码和渲染处理。具体的，边缘云服务器中设置了用于视频处理的编解码以及对数据进行本地渲染等应用软件。将原有AR眼镜的处理及存储能力例如视频处理和多协议处理等功能迁移到边缘云服务器中，边缘云服务器具备大容量的数据存储和计算能力，还具备网络资源池、图形处理器和人工智能算法，为视频处理提供资源支持，将终端的现硬件和软件能力进行解耦，实现了终端轻量化部署，降低了工业终端的部署成本。
在本发明实施例中，示例性的，远程维护系统中的基站为5G通信基站。远程维护系统中数据传输过程对于网络带宽的压力。通过采用5G通信网络部署，借助于5G通信网路的大带宽、低时延网络特点，不仅满足了高清视频百兆带宽的网络需求，还在终端至边缘云服务器之间实现了毫秒级时延的数据传输，满足了远程维护系统的实时性业务需求。通过在边缘云结构中实现5G通信技术，使得UPF能够灵活的插入到网络的各个节点，使得远程维护系统的架构更加灵活。具体的，5G核心网采用上行分类器，基于目的地址进行本地分流UL-CL的机制，通过目的网络地址IP进行分流。通过在边缘云结构中实现5G通信技术，解决了现有网络中AR眼镜由于时延过长而导致的眩晕感，以及由于带宽和速率不够而导致的画面不流畅、画质不清晰的问题，还改善了远程维护系统中维护工程师的工作体验。
从上述实施例可知，通过将终端的运算功能部署到边缘云平台，实现了终端的轻量化部署，通过设置边缘云服务器实现对环境数据的处理和分析，提高了远程维护系统的数据处理效率，提高了工业现场中远程维护系统对设备的维护效率。
图2为本发明实施例提供的远程维护系统结构示意图二。如图2所示，远程维护系统还包括管理服务器和多接入边缘平台操作服务器，其中管理服务器以及多接入边缘平台操作服务器均与边缘云服务器建立连接。
在本发明实施例中，边缘云服务器还用于将处理后的数据发送至管理服务器，管理服务器用于显示处理后的数据，使得运维人员根据显示的数据对工业现场的设备进行远程维护。具体的，实现现场采集到的高清视频、图文信息等在异地专家端通过电脑、IPAD、大屏等各类终端在实时展示，远端专家可通过语音、文字、视频标识、多方协同、远程控制等指现场工程师作业，实现优质专家资源的共享，提升工业企业/车企维修效率，并降低成本。具体的，接收异地指挥中心的专家端的下行数据，后台专家通过语音、文字、视频标识、多方协同、远程控制等指现场工程师作业。
在本发明实施例中，多接入边缘平台操作服务器用于对边缘云服务器提供虚拟化资源管理、多接入边缘平台接入协同平台以及节点业务管理。具体的，存储编解码、渲染、AI分析等应用包，实现工业不同园区/不同车企内的一键式下发，同时可对边缘云的资源进行管理、应用远程部署、资源设备等远程维护。
图3为本发明实施例提供的远程维护方法流程图一。如图3所示，在上述实施例提供的远程维护系统基础上，本发明实施例提供的远程维护方法包括以下步骤：
S301：终端采集工业现场的环境数据，并将环境数据发送至基站。
S302：基站将环境数据传输至分流网关。
S303：分流网关将环境数据发送至边缘云服务器。
S304：边缘云服务器对环境数据进行处理，以使运维人员根据处理后的数据对工业现场的设备进行远程维护。
在本实施例中，该远程维护方法中终端、基站、分流网关以及边缘云服务器执行的方法与上述实施例中描述的终端、基站、分流网关以及边缘云服务器实现的技术方案及其技术效果相类似，此处不在赘述。
在一种可能的实现方式中，所述远程维护系统还包括管理服务器，所述远程维护方法还包括：所述边缘云服务器还用于将所述处理后的数据发送至所述管理服务器，所述管理服务器用于显示所述处理后的数据，使得运维人员根据显示的数据对工业现场的设备进行远程维护。
在一种可能的实现方式中，所述远程维护系统还包括多接入边缘平台操作服务器，所述远程维护方法还包括：所述多接入边缘平台操作服务器用于对所述边缘云服务器提供虚拟化资源管理、多接入边缘平台接入协同平台以及节点业务管理。
图4为本发明实施例提供的远程维护方法流程图二。其中，本实施例的执行主体可以为图1中的边缘云服务器。如图4所示，本发明实施例提供的远程维护方法包括以下步骤：
S401：接收分流网关发送的环境数据，其中环境数据是由终端在工业现场采集的，并由终端通过基站传输至分流网关的。
S402：对所述环境数据进行处理，以使运维人员根据处理后的数据对工业现场的设备进行远程维护。
在本实施例中，该远程维护方法中边缘云服务器执行的方法与上述实施例中描述的边缘云服务器实现的技术方案及其技术效果相类似，此处不在赘述。
在一种可能的实现方式中，若所述环境数据为视频数据，则所述方法还包括：所述边缘云服务器对视频数据进行编解码和渲染处理。
图5为本发明实施例提供的服务器的硬件结构示意图。如图5所示，本实施例的服务器包括：处理器501以及存储器502；其中，
存储器502，用于存储计算机执行指令；
处理器501，用于执行存储器存储的计算机执行指令，以实现上述实施例中边缘云服务器所执行的各个步骤。具体可以参见前述方法实施例中的相关描述。
可选地，存储器502既可以是独立的，也可以跟处理器501集成在一起。
当存储器502独立设置时，该服务器还包括总线503，用于连接所述存储器502和处理器501。
本发明实施例还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质中存储有计算机执行指令，当处理器执行所述计算机执行指令时，实现如上述实施例中边缘云服务器执行的远程维护方法。
本发明实施例还提供一种计算机程序产品，包括计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时，实现如上所述的远程维护方法。
在本发明所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的设备和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的设备实施例仅仅是示意性的，例如，所述模块的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个模块可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或模块的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。
所述作为分离部件说明的模块可以是或者也可以不是物理上分开的，作为模块显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案。
另外，在本发明各个实施例中的各功能模块可以集成在一个处理单元中，也可以是各个模块单独物理存在，也可以两个或两个以上模块集成在一个单元中。上述模块成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用硬件加软件功能单元的形式实现。
上述以软件功能模块的形式实现的集成的模块，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。上述软件功能模块存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)或处理器执行本申请各个实施例所述方法的部分步骤。
应理解，上述处理器可以是中央处理单元(Central Processing Unit，简称CPU)，还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(Digital Signal Processor，简称DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，简称ASIC)等。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。结合发明所公开的方法的步骤可以直接体现为硬件处理器执行完成，或者用处理器中的硬件及软件模块组合执行完成。
存储器可能包含高速RAM存储器，也可能还包括非易失性存储NVM，例如至少一个磁盘存储器，还可以为U盘、移动硬盘、只读存储器、磁盘或光盘等。
总线可以是工业标准体系结构(Industry Standard Architecture，简称ISA)总线、外部设备互连(Peripheral Component Interconnect，简称PCI)总线或扩展工业标准体系结构(Extended Industry Standard Architecture，简称EISA)总线等。总线可以分为地址总线、数据总线、控制总线等。为便于表示，本申请附图中的总线并不限定仅有一根总线或一种类型的总线。
上述存储介质可以是由任何类型的易失性或非易失性存储设备或者它们的组合实现，如静态随机存取存储器(SRAM)，电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)，可擦除可编程只读存储器(EPROM)，可编程只读存储器(PROM)，只读存储器(ROM)，磁存储器，快闪存储器，磁盘或光盘。存储介质可以是通用或专用计算机能够存取的任何可用介质。
一种示例性的存储介质耦合至处理器，从而使处理器能够从该存储介质读取信息，且可向该存储介质写入信息。当然，存储介质也可以是处理器的组成部分。处理器和存储介质可以位于专用集成电路(Application Specific Integrated Circuits，简称ASIC)中。当然，处理器和存储介质也可以作为分立组件存在于电子设备或主控设备中。
本领域普通技术人员可以理解：实现上述各方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成。前述的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中。该程序在执行时，执行包括上述各方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括：ROM、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
在以上描述中，参考术语"一个实施例"、"一些实施例"、"示例"、"具体示例"、或"一些示例"等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各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：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。
Claims (11)
1.一种远程维护系统，其特征在于，包括终端、基站、分流网关以及边缘云服务器，其中所述终端与所述基站通过通信网络建立连接，所述基站与所述分流网关通过通信网络建立连接，所述分流网关与所述边缘云服务器之间通过无线网络进行数据传输；
所述终端，用于采集环境数据，并将所述环境数据发送至所述基站；
所述基站，用于将所述环境数据传输至所述分流网关；
所述分流网关，用于将所述环境数据发送至所述边缘云服务器；
所述边缘云服务器，用于对所述环境数据进行处理，以使运维人员根据处理后的数据对工业现场的设备进行远程维护。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述远程维护系统还包括管理服务器，其中所述管理服务器与所述边缘云服务器建立连接；
其中，所述边缘云服务器还用于将所述处理后的数据发送至所述管理服务器，所述管理服务器用于显示所述处理后的数据，使得运维人员根据显示的数据对工业现场的设备进行远程维护。
3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述远程维护系统还包括多接入边缘平台操作服务器，所述多接入边缘平台操作服务器与所述边缘云服务器建立连接；
其中，所述多接入边缘平台操作服务器用于对所述边缘云服务器提供虚拟化资源管理、多接入边缘平台接入协同平台以及节点业务管理。
4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述终端为视频采集终端、温度采集终端以及湿度采集终端中的至少一种；
相应地，所述终端还用于采集工业现场的视频数据、温度数据以及湿度数据的至少一种；
相应地，所述视频采集终端为增强现实采集终端、所述温度采集终端为温度传感器以及所述湿度采集终端为湿度传感器。
5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，若所述环境数据为视频数据，则所述边缘云服务器还用于对视频数据进行编解码和渲染处理。
6.根据权利要求1至5任一项所述的系统，其特征在于，所述基站为5G通信基站。
7.一种远程维护方法，其特征在于，应用于权利要求1至6任一项所述的远程维护系统，所述方法包括：
所述终端采集工业现场的环境数据，并将所述环境数据发送至所述基站；
所述基站将所述环境数据传输至所述分流网关；
所述分流网关将所述环境数据发送至所述边缘云服务器；
所述边缘云服务器对所述环境数据进行处理，以使运维人员根据处理后的数据对工业现场的设备进行远程维护。
8.一种远程维护方法，其特征在于，应用于权利要求1至6任一项所述的远程维护系统中的边缘云服务器，所述方法包括：
接收分流网关发送的环境数据，其中所述环境数据是由终端在工业现场采集的，并由所述终端通过基站传输至分流网关的；
对所述环境数据进行处理，以使运维人员根据处理后的数据对工业现场的设备进行远程维护。
9.一种服务器，其特征在于，包括存储器和至少一个处理器；
所述存储器用于存储计算机执行指令；
至少一个处理器，用于执行所述存储器存储的计算机执行指令，使得所述至少一个处理器执行如权利要求8中边缘云服务器执行的远程维护方法。
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中存储有计算机执行指令，当处理器执行所述计算机执行指令时，实现如权利要求8中边缘云服务器执行的远程维护方法。
11.一种计算机程序产品，包括计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求8中边缘云服务器执行的远程维护方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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