CN113820967A - 一种基于Modbus协议的网管系统 - Google Patents

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周建平
付志强
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Abstract

本发明提供了一种基于Modbus协议的网管系统,该发明包括采集信息点与modbus地址生成模块,modbus采集模块,modbus服务器模块,数据采集模块,数据转储模块,报警管理模块,信息展示模块,配置模块,设备管理模块。本发明能够在保证网管系统的实时性的同时,大大地增加可同时监控的设备数量,借助于modbus服务器模块,本发明能实时的将软硬件设备的运行数据分享给网管系统的同级系统。

Description

一种基于Modbus协议的网管系统
技术领域
本发明涉及轨道交通监控系统网络或轨道交通线网的网络管理技术领域。具体地,涉及一种基于Modbus协议的网管系统。
背景技术
网络管理系统(以下简称网管系统)对网络系统内主要或所有的软硬件设备进行监控,采集和存储软硬件设备信息并进行处理,将处理结果报告给用户,提醒用户及时处理,保障系统稳定运行。
目前市面上流行的网管系统在采集设备信息方面主要有两种方式,一、通过在网管服务器上集中采集设备信息,当有大量软硬件设备需要监控的时候,这种方式的实时性很差,支持同时采集的设备数量有限;二、采用分布的agent采集设备信息,但这些agent大多不直接对第三方开放接口,第三方如果需要获得网管系统采集到的数据的话需要在网管系统的平台层面进行处理,降低了网管系统对外提供数据的实时性。
本发明将采集到的信息放入一个modbus服务器模块,该modbus服务器模块对网管系统modbus采集模块提供信息的同时也可给网管系统的同级系统提供实时数据。该发明在采集软硬件设备信息方面采用了冗余配置,大大的提高了网管系统的健壮性。该发明分布式采集软硬件设备信息,并通过modbus协议将信息交付出去,在保证系统实时性的同时也大大提高了可同时监控的软硬件设备数量。
专利文献CN110048883A(申请号:201910267506.1)公开了一种基于微服务云架构实现综合网络管理的方法,提供一综合网管系统及搭载在综合网管系统中的基础平台模块、指标采集微服务模块、数据传输微服务模块、规则引擎微服务模块和指标数据应用模块;指标采集微服务模块对基础平台模块中的指标数据进行采集,并分别传输到规则引擎微服务模块和数据传输微服务模块中;规则引擎微服务模块对指标数据进行传输规则和告警规则的归类,并将传输规则推送到数据传输微服务模块中;数据传输微服务模块利用传输规则对指标采集微服务发送的指标数据进行处理,并将处理后的数据发送到指标数据应用模块。
发明内容
针对现有技术中的缺陷,本发明的目的是提供一种基于Modbus协议的网管系统。为轨道交通综合监控系统网络和轨道交通线网网络提供一套实时性高,稳定性好,同时可监控软硬件设备数量大的网管系统。同时该网管系统可将数据实时分享给与其同级的系统,如应急系统。
根据本发明提供的一种基于Modbus协议的网管系统,包括:采集信息点与modbus地址生成模块,modbus采集模块,modbus服务器模块,数据采集模块,报警管理模块,数据转储模块,信息展示模块,配置模块,设备管理模块。
优选地,所述采集信息点与modbus地址生成模块根据用户准备好的基础信息自动生成整个网管系统的采集信息点与modubs地址耦合的数据结构以及含有该耦合的数据结构的配置文件。
优选地,所述用户准备好的基础信息包括:
设备基础信息:设备编号、设备IP、设备通信端口以及modbus配置等信息;
每种设备要采集的信息:服务器设备要采集的信息、交换机设备要采集的信息。
优选地,所述modbus采集模块加载、解析采集信息点与modbus地址生成模块生成的配置文件,然后通过modbus协议轮询modbus服务器模块以实时接收网管系统数据采集模块采集到的数据;
modbus采集模块还具有冗余采集功能,在一个modbus服务器模块崩溃的情况下,modbus采集模块会去采集另一个modbus服务器模块的数据。
优选地,所述modbus服务器模块在计算机内存中生成和初始化modbus寄存器和线圈数组,并实时接收数据采集模块采集到的数据,同时该模块还可直接将数据提供给网管系统的同级系统;
modbus寄存器和线圈数组是modbus协议中存放数据结构,modbus服务器模块接收到数据采集模块采集到的数据之后会往寄存器和线圈数组中写数据;
modbus服务器模块成对部署,提供冗余功能;
modbus服务器模块与数据采集模块一一对应。
优选地,所述数据采集模块首先加载、解析采集信息点与modbus地址生成模块生成的配置文件,然后采集各类网络设备,各类应用服务的运行信息,并根据与采集信息耦合的modbus地址实时推送给modbus服务器模块;
数据采集模块成对部署,提供冗余功能;
数据采集模块与modbus服务器模块一一对应。
优选地,所述报警管理模块对modbus采集模块采集到的数据进行报警条件匹配,如采集到的信息满足报警条件则产生报警信息并实时推送到数据转储模块以及信息展示模块。
优选地,所述数据转储模块将modbus采集模块从modbus服务器中获取到的数据以及报警管理模块产生的报警信息转储到关系型数据库进行持久化保存。
优选地,所述信息展示模块实时展示获取到的modbus采集模块推送过来的信息以及报警管理模块产生的报警信息,
优选地,所述配置模块提供在线更改报警管理模块中报警条件以及数据采集模块采集周期的功能;
所述设备管理模块提供修改设备配置的功能。
与现有技术相比,本发明具有如下的有益效果:
1、本发明将采集到的信息放入一个modbus服务器模块,该modbus服务器模块对网管系统modbus采集模块提供信息的同时也可给网管系统的同级系统提供实时数据。该发明在采集软硬件设备信息方面采用了冗余配置,大大的提高了网管系统的健壮性。该发明分布式采集软硬件设备信息,并通过modbus协议将信息交付出去,在保证系统实时性的同时也大大提高了可同时监控的软硬件设备数量。
2、本发明分布式采集软硬件设备运行时信息,并将采集到的信息放入modbus服务器模块中,modbus服务器模块一方面提供数据给网管系统的modbus采集模块,一方面通过工控领域常用的modbus协议精准地提供某一或某些数据给网管系统的同级系统,提高了网管系统分享出去数据的实时性。通过分布式采集软硬件设备信息并放入对应modbus服务器模块中,在保证采集信息实时性的同时,大大提高了可同时监控的设备的数量。modbus采集模块在数据采集方面,提供了冗余部署,大大提高了网管系统的健壮性,保证了网管系统长时间的稳定运行与对所监视系统的不间断监视。适合轨道交通网络监控。
附图说明
通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述,本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显:
图1为一种基于Modbus协议的网管系统部署示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明,但不以任何形式限制本发明。应当指出的是,对本领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明构思的前提下,还可以做出若干变化和改进。这些都属于本发明的保护范围。
根据本发明提供的一种基于Modbus协议的网管系统,包括:采集信息点与modbus地址生成模块,modbus采集模块,modbus服务器模块,数据采集模块,报警管理模块,数据转储模块,信息展示模块,配置模块,设备管理模块。
具体地,所述采集信息点与modbus地址生成模块根据用户准备好的基础信息自动生成整个网管系统的采集信息点与modubs地址耦合的数据结构以及含有该耦合的数据结构的配置文件。
具体地,所述用户准备好的基础信息包括:
设备基础信息:设备编号、设备IP、设备通信端口以及modbus配置等信息;
每种设备要采集的信息:服务器设备要采集的信息、交换机设备要采集的信息。
具体地,所述modbus采集模块加载、解析采集信息点与modbus地址生成模块生成的配置文件,然后通过modbus协议轮询modbus服务器模块以实时接收网管系统数据采集模块采集到的数据;
modbus采集模块还具有冗余采集功能,在一个modbus服务器模块崩溃的情况下,modbus采集模块会去采集另一个modbus服务器模块的数据。
具体地,所述modbus服务器模块在计算机内存中生成和初始化modbus寄存器和线圈数组,并实时接收数据采集模块采集到的数据,同时该模块还可直接将数据提供给网管系统的同级系统;
modbus寄存器和线圈数组是modbus协议中存放数据结构,modbus服务器模块接收到数据采集模块采集到的数据之后会往寄存器和线圈数组中写数据;
modbus服务器模块成对部署,提供冗余功能;
modbus服务器模块与数据采集模块一一对应。
具体地,所述数据采集模块首先加载、解析采集信息点与modbus地址生成模块生成的配置文件,然后采集各类网络设备,各类应用服务的运行信息,并根据与采集信息耦合的modbus地址实时推送给modbus服务器模块;
数据采集模块成对部署,提供冗余功能;
数据采集模块与modbus服务器模块一一对应。
具体地,所述报警管理模块对modbus采集模块采集到的数据进行报警条件匹配,如采集到的信息满足报警条件则产生报警信息并实时推送到数据转储模块以及信息展示模块。
具体地,所述数据转储模块将modbus采集模块从modbus服务器中获取到的数据以及报警管理模块产生的报警信息转储到关系型数据库进行持久化保存。
具体地,所述信息展示模块实时展示获取到的modbus采集模块推送过来的信息以及报警管理模块产生的报警信息,
具体地,所述配置模块提供在线更改报警管理模块中报警条件以及数据采集模块采集周期的功能;
所述设备管理模块提供修改设备配置的功能。
下面通过优选例,对本发明进行更为具体地说明。
优选例1:
在监控领域,实时性,稳定性,可同时监控的软硬件设备数量是监控系统的重要指标。轨道交通综合监控系统和轨道交通线网网络的管理系统对实时性,稳定性和全网络设备监控有较高的要求。轨道交通综合监控系统和轨道交通线网网络内部的应急系统对网络内设备的运行情况有天然的需求,通过网管系统给应急系统提供实时数据是十分必要的。
为解决上述技术问题,本发明是通过以下技术方案实现的:
本发明包括:采集信息点与modbus地址生成模块,modbus采集模块,modbus服务器模块,数据采集模块,报警管理模块,数据转储模块,信息展示模块,配置模块,设备管理模块。
采集信息点与modbus地址生成模块根据用户准备好的基础信息自动生成整个网管系统采集信息点与含有采集信息点与modubs地址耦合的数据结构(如含有这样的信息:CpUsage:400001,其中CpUsage为采集信息点,400001为modbus地址)以及含有该数据结构的配置文件。
modbus采集模块加载、解析采集信息点与modbus地址生成模块生成的配置文件并轮询modbus服务器模块。当一个modbus服务器模块崩溃之后,该模块会采集另一个modbus服务器模块的数据。然后将数据一方面推送给报警管理模块进行报警条件匹配以判断是否产生报警,一方面将数据推送给信息展示模块进行展示和数据转储模块进行持久化,便于以后的故障诊断和设备的运行性能分析。
modbus服务器模块在计算机内存中分配足够的空间存放modbus寄存器和线圈数据,并实时接收和响应modbus采集模块(解析采集模块发送过来的modbus请求消息,获得所请求的数据存放的地址,并将数据从寄存器或线圈数组中取出,然后将获得的数据打包成modbus响应消息,发送给采集模块)或与网管系统同级的系统的modbus请求消息和实时接收数据采集模块推送过来的数据。该模块分布式部署在系统内的主机上且成对部署,以提供冗余功能。该模块与数据采集模块一一对应。系统内的主机都需要部署一个服务器模块,一方面存放采集到的主机信息;一方面存放采集到的其他软硬件设备的信息,同时接受和相应modbus请求消息。
数据采集模块加载、解析采集信息点与modbus地址生成模块生成的配置文件,实时采集系统内主要或所有的网络设备与应用软件的运行时信息(实时采集服务器,工作站,交换机,路由器,PDU,Oracle,MySQL,数据仓库等软硬件设备的信息),并实时地结合与采集信息点耦合的modbus地址将信息推送给modbus服务器模块。该模块同时接收和响应修改采集周期的modbus请求(该模块解析收到的modbus消息,并将收到的采集周期数据放入内存中,采集模块会轮询对应内存,并将采集周期更新为设置的采集周期)。该模块分布式部署在系统内的主机上且成对部署,以提供冗余功能。该模块与modbus服务器模块一一对应。
报警管理模块接收modbus采集模块推送过来的采集信息,以判断是否产生报警信息,如果产生报警信息,则将报警信息实时推送到信息展示模块并根据报警优先级以可闻可视的方式通知系统用户(如出现紧急报警,信息展示模块中的报警界面将会出现该报警信息并闪烁,同时使电脑发出提示声音。如果出现一般报警,则报警信息仅做显示展示,不发出提示声音),同时将数据推送给数据转储模块。
数据转储模块将modbus采集模块推送过来的数据和报警管理模块推送过来的报警信息转储到关系型数据库,便于故障诊断与设备运行性能分析。如可根据CPU,内存报警以及趋势信息诊断主机故障和分析主机运行性能。根据网口异常流量或错包丢包异常情况分析交换机设备的故障情况。
信息展示模块展示modbus采集模块推送过来的数据与报警管理模块推送过来的报警信息,并以可闻可视的方式展示报警信息。如出现紧急报警,信息展示模块中的报警界面将会出现该报警信息并闪烁,同时使电脑发出提示声音。如果出现一般报警,则报警信息仅做显示展示,不发出提示声音。
配置模块提供在线更改报警管理模块中采集信息报警条件以及数据采集模块采集周期的功能,改变采集周期的消息被打包成modbus消息下发到数据采集模块。该模块解析收到的modbus消息,并将收到的采集周期数据放入内存中,采集模块会轮询对应内存,并将采集周期更新为设置的采集周期
设备管理模块提供修改设备配置的功能。
在本申请的描述中,需要理解的是,术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本申请和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本申请的限制。
本领域技术人员知道,除了以纯计算机可读程序代码方式实现本发明提供的系统、装置及其各个模块以外,完全可以通过将方法步骤进行逻辑编程来使得本发明提供的系统、装置及其各个模块以逻辑门、开关、专用集成电路、可编程逻辑控制器以及嵌入式微控制器等的形式来实现相同程序。所以,本发明提供的系统、装置及其各个模块可以被认为是一种硬件部件,而对其内包括的用于实现各种程序的模块也可以视为硬件部件内的结构;也可以将用于实现各种功能的模块视为既可以是实现方法的软件程序又可以是硬件部件内的结构。
以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是,本发明并不局限于上述特定实施方式,本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变化或修改,这并不影响本发明的实质内容。在不冲突的情况下,本申请的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。

Claims (10)

1.一种基于Modbus协议的网管系统,其特征在于,包括:采集信息点与modbus地址生成模块,modbus采集模块,modbus服务器模块,数据采集模块,报警管理模块,数据转储模块,信息展示模块,配置模块,设备管理模块。
2.根据权利要求1所述的一种基于Modbus协议的网管系统,其特征在于,所述采集信息点与modbus地址生成模块根据用户准备好的基础信息自动生成整个网管系统的采集信息点与modubs地址耦合的数据结构以及含有该耦合的数据结构的配置文件。
3.根据权利要求1所述的一种基于Modbus协议的网管系统,其特征在于,所述用户准备好的基础信息包括:
设备基础信息:设备编号、设备IP、设备通信端口以及modbus配置等信息;
每种设备要采集的信息:服务器设备要采集的信息、交换机设备要采集的信息。
4.根据权利要求1所述的一种基于Modbus协议的网管系统,其特征在于,所述modbus采集模块加载、解析采集信息点与modbus地址生成模块生成的配置文件,然后通过modbus协议轮询modbus服务器模块以实时接收网管系统数据采集模块采集到的数据;
modbus采集模块还具有冗余采集功能,在一个modbus服务器模块崩溃的情况下,modbus采集模块会去采集另一个modbus服务器模块的数据。
5.根据权利要求1所述的一种基于Modbus协议的网管系统,其特征在于,所述modbus服务器模块在计算机内存中生成和初始化modbus寄存器和线圈数组,并实时接收数据采集模块采集到的数据,同时该模块还可直接将数据提供给网管系统的同级系统;
modbus寄存器和线圈数组是modbus协议中存放数据结构,modbus服务器模块接收到数据采集模块采集到的数据之后会往寄存器和线圈数组中写数据;
modbus服务器模块成对部署,提供冗余功能;
modbus服务器模块与数据采集模块一一对应。
6.根据权利要求1所述的一种基于Modbus协议的网管系统,其特征在于,所述数据采集模块首先加载、解析采集信息点与modbus地址生成模块生成的配置文件,然后采集各类网络设备,各类应用服务的运行信息,并根据与采集信息耦合的modbus地址实时推送给modbus服务器模块;
数据采集模块成对部署,提供冗余功能;
数据采集模块与modbus服务器模块一一对应。
7.根据权利1所述的一种基于Modbus协议的网管系统,其特征在于,所述报警管理模块对modbus采集模块采集到的数据进行报警条件匹配,如采集到的信息满足报警条件则产生报警信息并实时推送到数据转储模块以及信息展示模块。
8.根据权利1所述的一种基于Modbus协议的网管系统,其特征在于,所述数据转储模块将modbus采集模块从modbus服务器中获取到的数据以及报警管理模块产生的报警信息转储到关系型数据库进行持久化保存。
9.根据权利1所述的一种基于Modbus协议的网管系统,其特征在于,所述信息展示模块实时展示获取到的modbus采集模块推送过来的信息以及报警管理模块产生的报警信息。
10.根据权利1所述的一种基于Modbus协议的网管系统,其特征在于,所述配置模块提供在线更改报警管理模块中报警条件以及数据采集模块采集周期的功能;
所述设备管理模块提供修改设备配置的功能。
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CN104052631A (zh) * 2014-05-22 2014-09-17 中兴通讯股份有限公司 一种设备信息的采集方法、装置以及系统

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