CN115550464B - 基于工业互联网云平台的系统监控方法、电子设备与介质 - Google Patents

Abstract

本公开的实施例公开了基于工业互联网云平台的系统监控方法、电子设备与介质。该方法的一具体实施方式包括：识别出目标可编程逻辑控制器中的控制通道；从控制通道中解析出控制通道的网际互连协议和端口特征；对网际互连协议和端口特征进行工业协议解析，以解析出协议标头、应用程数据传输协议、面向连接传输协议与协议数据单元；将协议标头、应用程数据传输协议、面向连接传输协议与协议数据单元存储至预设的存储区，以及将协议标头、应用程数据传输协议、面向连接传输协议与协议数据单元转换为消息队列遥测传输协议；将消息队列遥测传输协议上传至相关联的工业互联网云平台。该实施方式提升了检测效率，缩短了检测时间。

Description

基于工业互联网云平台的系统监控方法、电子设备与介质

技术领域

本公开的实施例涉及计算机技术领域，具体涉及基于工业互联网云平台的系统监控方法、电子设备与介质。

背景技术

目前，工业市场上存在着大量的小型且不规范的外部设备厂商，这使得生产出的工业现场外部设备中通讯协议(或格式)种类繁杂，没有固定的工业通讯协议标准格式，各种通信结构的协议互不兼容，从而导致数据在传输过程中的稳定性差，并有数据安全隐患，给数据上云带来了极大的挑战。目前，对工业控制网络设备中的通信协议进行检测，通常采用的方式为：通过技术人员去工业控制网络设备的现场，对工业控制网络设备进行检测。

然而，采用上述方式通常会存在以下技术问题：通过技术人员去现场检测，存在一定的局限性，检测效率低，检测时间较长。

发明内容

本公开的内容部分用于以简要的形式介绍构思，这些构思将在后面的具体实施方式部分被详细描述。本公开的内容部分并不旨在标识要求保护的技术方案的关键特征或必要特征，也不旨在用于限制所要求的保护的技术方案的范围。

本公开的一些实施例提出了基于工业互联网云平台的系统监控方法、电子设备与计算机可读介质，来解决以上背景技术部分提到的技术问题中的一项或多项。

第一方面，本公开的一些实施例提供了一种基于工业互联网云平台的系统监控方法，该方法包括：工业协议数据采集转换引擎识别出目标可编程逻辑控制器中的控制通道；上述工业协议数据采集转换引擎从上述控制通道中解析出上述控制通道的网际互连协议和端口特征；上述工业协议数据采集转换引擎对上述网际互连协议和上述端口特征进行工业协议解析，以解析出协议标头、应用程数据传输协议、面向连接传输协议与协议数据单元；上述工业协议数据采集转换引擎将上述协议标头、上述应用程数据传输协议、上述面向连接传输协议与上述协议数据单元存储至预设的存储区，以及将上述协议标头、上述应用程数据传输协议、上述面向连接传输协议与上述协议数据单元转换为消息队列遥测传输协议；上述工业协议数据采集转换引擎将上述消息队列遥测传输协议上传至相关联的工业互联网云平台。

第二方面，本公开的一些实施例提供了一种电子设备，包括：一个或多个处理器；存储装置，其上存储有一个或多个程序，当一个或多个程序被一个或多个处理器执行，使得一个或多个处理器实现上述第一方面任一实现方式所描述的方法。

第三方面，本公开的一些实施例提供了一种计算机可读介质，其上存储有计算机程序，其中，计算机程序被处理器执行时实现上述第一方面任一实现方式所描述的方法。

本公开的上述各个实施例具有如下有益效果：通过本公开的一些实施例的基于工业互联网云平台的系统监控方法，提升了检测效率，缩短了检测时间。具体来说，检测时间较长的原因在于：通过技术人员去现场检测，存在一定的局限性，检测效率低。基于此，本公开的一些实施例的基于工业互联网云平台的系统监控方法，首先，工业协议数据采集转换引擎识别出目标可编程逻辑控制器中的控制通道。由此，便于解析出上述目标可编程逻辑控制器中的各个通信协议。其次，上述工业协议数据采集转换引擎从上述控制通道中解析出上述控制通道的网际互连协议和端口特征。由此，为解析出上述目标可编程逻辑控制器中的各个通信协议，提供了数据支持。接着，上述工业协议数据采集转换引擎对上述网际互连协议和上述端口特征进行工业协议解析，以解析出协议标头、应用程数据传输协议、面向连接传输协议与协议数据单元。由此，可以解析出上述目标可编程逻辑控制器中的各个通信协议。然后，上述工业协议数据采集转换引擎将上述协议标头、上述应用程数据传输协议、上述面向连接传输协议与上述协议数据单元存储至预设的存储区，以及将上述协议标头、上述应用程数据传输协议、上述面向连接传输协议与上述协议数据单元转换为消息队列遥测传输协议。最后，上述工业协议数据采集转换引擎将上述消息队列遥测传输协议上传至相关联的工业互联网云平台。由此，可以使得检测人员直接在工业互联网云平台上检测/查看工业控制网络设备中的通信协议。从而，无需技术人员去现场检测。提升了检测效率，缩短了检测时间。

附图说明

结合附图并参考以下具体实施方式，本公开各实施例的上述和其他特征、优点及方面将变得更加明显。贯穿附图中，相同或相似的附图标记表示相同或相似的元素。应当理解附图是示意性的，元件和元素不一定按照比例绘制。

图1是根据本公开的基于工业互联网云平台的系统监控方法的一些实施例的流程图；

图2是适于用来实现本公开的一些实施例的电子设备的结构示意图。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本公开的实施例。虽然附图中显示了本公开的某些实施例，然而应当理解的是，本公开可以通过各种形式来实现，而且不应该被解释为限于这里阐述的实施例。相反，提供这些实施例是为了更加透彻和完整地理解本公开。应当理解的是，本公开的附图及实施例仅用于示例性作用，并非用于限制本公开的保护范围。

另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与有关发明相关的部分。在不冲突的情况下，本公开中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

需要注意，本公开中提及的“第一”、“第二”等概念仅用于对不同的装置、模块或单元进行区分，并非用于限定这些装置、模块或单元所执行的功能的顺序或者相互依存关系。

需要注意，本公开中提及的“一个”、“多个”的修饰是示意性而非限制性的，本领域技术人员应当理解，除非在上下文另有明确指出，否则应该理解为“一个或多个”。

本公开实施方式中的多个装置之间所交互的消息或者信息的名称仅用于说明性的目的，而并不是用于对这些消息或信息的范围进行限制。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本公开。

图1是根据本公开的基于工业互联网云平台的系统监控方法的一些实施例的流程图。示出了根据本公开的基于工业互联网云平台的系统监控方法的一些实施例的流程100。该基于工业互联网云平台的系统监控方法，包括以下步骤：

步骤101，工业协议数据采集转换引擎识别出目标可编程逻辑控制器中的控制通道。

在一些实施例中，工业协议数据采集转换引擎可以通过关联分析的检测识别技术识别出目标可编程逻辑控制器中的控制通道。这里，目标可编程逻辑控制器可以是指待检测的PLC（Programmable Logic Controller）设备。控制通道可以是指用于传送信令信息和短的分组数据的通道。工业协议数据采集转换引擎可以是用于解析出可编程逻辑控制器中的工业协议（通信协议），以及进行协议转换的协议转换引擎或协议转换器。

步骤102，上述工业协议数据采集转换引擎从上述控制通道中解析出上述控制通道的网际互连协议和端口特征。

在一些实施例中，上述工业协议数据采集转换引擎可以通过Wireshark抓包工具从上述控制通道中解析出上述控制通道的网际互连协议和端口特征。网际互连协议可以是指控制通道的IP。这里，端口特征可以包括：版本号、识别码、标头长度。标头长度可以是指协议标头的长度。

步骤103，上述工业协议数据采集转换引擎对上述网际互连协议和上述端口特征进行工业协议解析，以解析出协议标头、应用程数据传输协议、面向连接传输协议与协议数据单元。

在一些实施例中，上述工业协议数据采集转换引擎可以通过TCP（TransmissionControl Protocol，传输控制协议）/UDP（User Datagram Protocol，用户数据报协议）端口的识别技术对上述网际互连协议和上述端口特征进行工业协议解析，以解析出协议标头（Header）、应用程数据传输协议（TPKT协议，ISO transport services on top of the TCP(TPKT)协议）、面向连接传输协议（Connection-Oriented Transport Protocol，CPTP）与协议数据单元（Power Distribution Unit，PDU）。

步骤104，上述工业协议数据采集转换引擎将上述协议标头、上述应用程数据传输协议、上述面向连接传输协议与上述协议数据单元存储至预设的存储区，以及将上述协议标头、上述应用程数据传输协议、上述面向连接传输协议与上述协议数据单元转换为消息队列遥测传输协议。

在一些实施例中，上述工业协议数据采集转换引擎可以将上述协议标头、上述应用程数据传输协议、上述面向连接传输协议与上述协议数据单元存储至预设的存储区，以及将上述协议标头、上述应用程数据传输协议、上述面向连接传输协议与上述协议数据单元转换为消息队列遥测传输协议。这里，预设的存储区可以是预设的高速存储区。消息队列遥测传输协议可以是指MQTT（Message Queuing Telemetry Transport）协议。MQTT协议包含三部分：固定头（Fixed header）、可变头（Variable header）、消息体（payload）。固定头（Fixed header），存在于所有MQTT数据包中，表示数据包类型及数据包的分组类标识，如连接，发布，订阅，心跳等。其中，固定头是必须的，所有类型的MQTT协议中，都必须包含固定头。可变头（Variable header）存在于部分MQTT数据包中，数据包类型决定了可变头是否存在及其具体内容。可变头部不是可选的意思，而是指这部分在有些协议类型中存在，在有些协议中不存在。消息体（Payload），存在于部分MQTT数据包中，表示客户端收到的具体内容。与可变头一样，在有些协议类型中有消息内容，有些协议类型中没有消息内容。

步骤105，上述工业协议数据采集转换引擎将上述消息队列遥测传输协议上传至相关联的工业互联网云平台。

在一些实施例中，上述工业协议数据采集转换引擎可以将上述消息队列遥测传输协议上传至相关联的工业互联网云平台。这里，相关联的工业互联网云平台可以是与上述工业协议数据采集转换引擎通信连接的工业互联网云平台。

可选地，将上述工业互联网云平台设定为虚拟专用网络服务器，将包含可编程逻辑控制器组态软件的计算设备设定为虚拟专用网络客户端。

在一些实施例中，工业互联网中的服务器可以将上述工业互联网云平台设定为虚拟专用网络服务器（VPN Server），将包含可编程逻辑控制器（PLC）组态软件的计算设备设定为虚拟专用网络客户端（VPN Client）。

可选地，在上述虚拟专用网络客户端安装虚拟网卡，以接入上述虚拟专用网络服务器的虚拟专用网络。

在一些实施例中，工业互联网中的服务器可以在上述虚拟专用网络客户端安装虚拟网卡，以接入上述虚拟专用网络服务器的虚拟专用网络（VPN）。

可选地，上述工业协议数据采集转换引擎通过设定的通信方式接入上述虚拟专用网络。

在一些实施例中，上述工业协议数据采集转换引擎通过设定的通信方式（4G通信）接入上述虚拟专用网络（VPN）。

可选地，上述虚拟专用网络客户端响应于接收到对应上述目标可编程逻辑控制器的协议查询指令，向上述虚拟专用网络服务器发送上述协议查询指令。

在一些实施例中，上述虚拟专用网络客户端可以响应于接收到对应上述目标可编程逻辑控制器的协议查询指令，向上述虚拟专用网络服务器发送上述协议查询指令。这里，协议查询指令可以表示查询上述目标可编程逻辑控制器中的通信协议的指令。

可选地，上述虚拟专用网络服务器响应于接收到上述协议查询指令，将上述消息队列遥测传输协议发送至上述虚拟专用网络客户端。

在一些实施例中，上述虚拟专用网络服务器可以响应于接收到上述协议查询指令，将上述消息队列遥测传输协议发送至上述虚拟专用网络客户端。

由此，可以通过远程下载的方式，查看目标可编程逻辑控制器的通信协议。

本公开的上述各个实施例具有如下有益效果：通过本公开的一些实施例的基于工业互联网云平台的系统监控方法，提升了检测效率，缩短了检测时间。具体来说，检测时间较长的原因在于：通过技术人员去现场检测，存在一定的局限性，检测效率低。基于此，本公开的一些实施例的基于工业互联网云平台的系统监控方法，首先，工业协议数据采集转换引擎识别出目标可编程逻辑控制器中的控制通道。由此，便于解析出上述目标可编程逻辑控制器中的各个通信协议。其次，上述工业协议数据采集转换引擎从上述控制通道中解析出上述控制通道的网际互连协议和端口特征。由此，为解析出上述目标可编程逻辑控制器中的各个通信协议，提供了数据支持。接着，上述工业协议数据采集转换引擎对上述网际互连协议和上述端口特征进行工业协议解析，以解析出协议标头、应用程数据传输协议、面向连接传输协议与协议数据单元。由此，可以解析出上述目标可编程逻辑控制器中的各个通信协议。然后，上述工业协议数据采集转换引擎将上述协议标头、上述应用程数据传输协议、上述面向连接传输协议与上述协议数据单元存储至预设的存储区，以及将上述协议标头、上述应用程数据传输协议、上述面向连接传输协议与上述协议数据单元转换为消息队列遥测传输协议。最后，上述工业协议数据采集转换引擎将上述消息队列遥测传输协议上传至相关联的工业互联网云平台。由此，可以使得检测人员直接在工业互联网云平台上检测/查看工业控制网络设备中的通信协议。从而，无需技术人员去现场检测。提升了检测效率，缩短了检测时间。

下面参考图2，其示出了适于用来实现本公开的一些实施例的电子设备（例如工业协议数据采集转换引擎、工业互联网云平台、虚拟专用网络客户端、虚拟专用网络服务器、工业互联网中的服务器）200的结构示意图。本公开的一些实施例中的电子设备可以包括但不限于诸如移动电话、笔记本电脑、数字广播接收器、PDA（个人数字助理）、PAD（平板电脑）、PMP（便携式多媒体播放器）、车载终端（例如车载导航终端）等等的移动终端以及诸如数字TV、台式计算机等等的固定终端。图2示出的电子设备仅仅是一个示例，不应对本公开的实施例的功能和使用范围带来任何限制。

如图2所示，电子设备200可以包括处理装置（例如中央处理器、图形处理器等）201，其可以根据存储在只读存储器（ROM）202中的程序或者从存储装置208加载到随机访问存储器（RAM）203中的程序而执行各种适当的动作和处理。在RAM203中，还存储有电子设备200操作所需的各种程序和数据。处理装置201、ROM202以及RAM 203通过总线204彼此相连。输入/输出（I/O）接口205也连接至总线204。

通常，以下装置可以连接至I/O接口205：包括例如触摸屏、触摸板、键盘、鼠标、摄像头、麦克风、加速度计、陀螺仪等的输入装置206；包括例如液晶显示器（LCD）、扬声器、振动器等的输出装置207；包括例如磁带、硬盘等的存储装置208；以及通信装置209。通信装置209可以允许电子设备200与其他设备进行无线或有线通信以交换数据。虽然图2示出了具有各种装置的电子设备200，但是应理解的是，并不要求实施或具备所有示出的装置。可以替代地实施或具备更多或更少的装置。图2中示出的每个方框可以代表一个装置，也可以根据需要代表多个装置。

特别地，根据本公开的一些实施例，上文参考流程图描述的过程可以被实现为计算机软件程序。例如，本公开的一些实施例包括一种计算机程序产品，其包括承载在计算机可读介质上的计算机程序，该计算机程序包含用于执行流程图所示的方法的程序代码。在这样的一些实施例中，该计算机程序可以通过通信装置209从网络上被下载和安装，或者从存储装置208被安装，或者从ROM202被安装。在该计算机程序被处理装置201执行时，执行本公开的一些实施例的方法中限定的上述功能。

需要说明的是，本公开的一些实施例中记载的计算机可读介质可以是计算机可读信号介质或者计算机可读存储介质或者是上述两者的任意组合。计算机可读存储介质例如可以是——但不限于——电、磁、光、电磁、红外线、或半导体的系统、装置或器件，或者任意以上的组合。计算机可读存储介质的更具体的例子可以包括但不限于：具有一个或多个导线的电连接、便携式计算机磁盘、硬盘、随机访问存储器（RAM）、只读存储器（ROM）、可擦式可编程只读存储器（EPROM或闪存）、光纤、便携式紧凑磁盘只读存储器（CD-ROM）、光存储器件、磁存储器件、或者上述的任意合适的组合。在本公开的一些实施例中，计算机可读存储介质可以是任何包含或存储程序的有形介质，该程序可以被指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用。而在本公开的一些实施例中，计算机可读信号介质可以包括在基带中或者作为载波一部分传播的数据信号，其中承载了计算机可读的程序代码。这种传播的数据信号可以采用多种形式，包括但不限于电磁信号、光信号或上述的任意合适的组合。计算机可读信号介质还可以是计算机可读存储介质以外的任何计算机可读介质，该计算机可读信号介质可以发送、传播或者传输用于由指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用的程序。计算机可读介质上包含的程序代码可以用任何适当的介质传输，包括但不限于：电线、光缆、RF（射频）等等，或者上述的任意合适的组合。

在一些实施方式中，客户端、服务器可以利用诸如HTTP（HyperText TransferProtocol，超文本传输协议）之类的任何当前已知或未来研发的网络协议进行通信，并且可以与任意形式或介质的数字数据通信（例如，通信网络）互连。通信网络的示例包括局域网（“LAN”），广域网（“WAN”），网际网（例如，互联网）以及端对端网络（例如，ad hoc端对端网络），以及任何当前已知或未来研发的网络。

上述计算机可读介质可以是上述电子设备中所包含的；也可以是单独存在，而未装配入该电子设备中。上述计算机可读介质承载有一个或者多个程序，当上述一个或者多个程序被该电子设备执行时，使得该电子设备：工业协议数据采集转换引擎识别出目标可编程逻辑控制器中的控制通道；上述工业协议数据采集转换引擎从上述控制通道中解析出上述控制通道的网际互连协议和端口特征；上述工业协议数据采集转换引擎对上述网际互连协议和上述端口特征进行工业协议解析，以解析出协议标头、应用程数据传输协议、面向连接传输协议与协议数据单元；上述工业协议数据采集转换引擎将上述协议标头、上述应用程数据传输协议、上述面向连接传输协议与上述协议数据单元存储至预设的存储区，以及将上述协议标头、上述应用程数据传输协议、上述面向连接传输协议与上述协议数据单元转换为消息队列遥测传输协议；上述工业协议数据采集转换引擎将上述消息队列遥测传输协议上传至相关联的工业互联网云平台。

可以以一种或多种程序设计语言或其组合来编写用于执行本公开的一些实施例的操作的计算机程序代码，上述程序设计语言包括面向对象的程序设计语言—诸如Java、Smalltalk、C++，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机上执行、部分地在用户计算机上执行、作为一个独立的软件包执行、部分在用户计算机上部分在远程计算机上执行、或者完全在远程计算机或服务器上执行。在涉及远程计算机的情形中，远程计算机可以通过任意种类的网络——包括局域网（LAN）或广域网（WAN）——连接到用户计算机，或者，可以连接到外部计算机（例如利用因特网服务提供商来通过因特网连接）。

附图中的流程图和框图，图示了按照本公开各种实施例的系统、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段、或代码的一部分，该模块、程序段、或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在有些作为替换的实现中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个接连地表示的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或操作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。

本文中以上描述的功能可以至少部分地由一个或多个硬件逻辑部件来执行。例如，非限制性地，可以使用的示范类型的硬件逻辑部件包括：现场可编程门阵列（FPGA）、专用集成电路（ASIC）、专用标准产品（ASSP）、片上系统（SOC）、复杂可编程逻辑设备（CPLD）等等。

以上描述仅为本公开的一些较佳实施例以及对所运用技术原理的说明。本领域技术人员应当理解，本公开的实施例中所涉及的发明范围，并不限于上述技术特征的特定组合而成的技术方案，同时也应涵盖在不脱离上述发明构思的情况下，由上述技术特征或其等同特征进行任意组合而形成的其它技术方案。例如上述特征与本公开的实施例中公开的（但不限于）具有类似功能的技术特征进行互相替换而形成的技术方案。

Claims (6)

1.一种基于工业互联网云平台的系统监控方法，包括：

工业协议数据采集转换引擎识别出目标可编程逻辑控制器中的控制通道；

所述工业协议数据采集转换引擎从所述控制通道中解析出所述控制通道的网际互连协议和端口特征；

所述工业协议数据采集转换引擎对所述网际互连协议和所述端口特征进行工业协议解析，以解析出协议标头、应用程数据传输协议、面向连接传输协议与协议数据单元；

所述工业协议数据采集转换引擎将所述协议标头、所述应用程数据传输协议、所述面向连接传输协议与所述协议数据单元存储至预设的存储区，以及将所述协议标头、所述应用程数据传输协议、所述面向连接传输协议与所述协议数据单元转换为消息队列遥测传输协议；

所述工业协议数据采集转换引擎将所述消息队列遥测传输协议上传至相关联的工业互联网云平台。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述方法还包括：

将所述工业互联网云平台设定为虚拟专用网络服务器，将包含可编程逻辑控制器组态软件的计算设备设定为虚拟专用网络客户端；

在所述虚拟专用网络客户端安装虚拟网卡，以接入所述虚拟专用网络服务器的虚拟专用网络。

3.根据权利要求2所述的方法，其中，所述方法还包括：

所述工业协议数据采集转换引擎通过设定的通信方式接入所述虚拟专用网络。

4.根据权利要求3所述的方法，其中，所述方法还包括：

所述虚拟专用网络客户端响应于接收到对应所述目标可编程逻辑控制器的协议查询指令，向所述虚拟专用网络服务器发送所述协议查询指令；

所述虚拟专用网络服务器响应于接收到所述协议查询指令，将所述消息队列遥测传输协议发送至所述虚拟专用网络客户端。

5.一种电子设备，包括：

一个或多个处理器；

存储装置，其上存储有一个或多个程序；

当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行，使得所述一个或多个处理器实现如权利要求1-4中任一所述的方法。

6.一种计算机可读介质，其上存储有计算机程序，其中，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1-4中任一所述的方法。

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