CN116016097B

CN116016097B - 一种用于边缘采集装置的分布式管理方法

Info

Publication number: CN116016097B
Application number: CN202211678789.7A
Authority: CN
Inventors: 李彦辉; 荆有波; 师聪雨; 盖兵; 邱昕; 冷永清; 周崟灏; 赵俊超
Original assignee: Zhengzhou Zhongke Integrated Circuit And System Application Research Institute
Current assignee: Zhengzhou Zhongke Integrated Circuit And System Application Research Institute
Priority date: 2022-12-27
Filing date: 2022-12-27
Publication date: 2024-04-23
Anticipated expiration: 2042-12-27
Also published as: CN116016097A

Abstract

本发明公开了一种用于边缘采集装置的分布式管理方法，所述方法通过组网配置工具对机房内边缘采集装置进行主、从网络信息配置，并生成对应的组网配置文件与监控点位配置，该配置可存储在本地存储器或云服务器中，并逐渐形成数据中心组网态势。当机房系统需要更换升级边缘采集装置或更新变更采集点位时，在监控中心侧直接下发至对应机房主单边缘采集装置即可，无需手动处理。

Description

一种用于边缘采集装置的分布式管理方法

技术领域

本发明涉及工业自动化及机房能耗管理领域，特别是涉及一种用于边缘采集装置的分布式管理方法。

背景技术

随着工业自动化与移动通信网络的发展，智能化工业设备与机房规模的日益扩大，新型数字化机房和智能化工业设备的数量呈现扩大增长态势，接入数字化机房的实时能耗管理系统及动力环境设备致使数据采集装置设备连接链路呈现复杂化，其中如何提高采集装置通信管理的可靠与实时性提出了较高要求。边缘采集装置的分布式通信与管理作为数据化机房与监控中心双方进行信息交互的基础，对于数据机房与智能工业设备的稳定运行起到至关重要的作用。

在数据中心机房能耗数据采集系统中，现场采集单元采集单个机房内列头柜电能数据与环境监测设备数据后，往往需要进行多种设备采集与路由转发到达监控中心内，考虑到单个数字化机房内与智能化工业自动化设备的灵活多变性，数据中心的监控室接入的现场采集单元数量多且数据多样化，较多的数量对监控中心内服务器造成资源与性能浪费，而且由于不同数字化机房内设备类型与数量的不同，致使单个数字化机房内存在多个现场监控单元。在工业自动化设备中，PLC主站在轮询子站数据后也往往需要进一步传输交换处理才能抵达监控中心内。因此，如何快速高效地接入采集区域数据点位，是当前机房通信与工业自动化监控技术领域中亟待解决的关键问题之一。

目前机房内和智能列头柜/动环设备与监控中心的通信方法往往采用直连交换机，由交换机转发至监控中心的方式，这种直连方法往往监控单元到中心的链路没有冗余备份，在网络故障时无法正常与中心通信，难以满足数据中心对现场监控单元的需求。大型数据中心与大型工业自动化项目中，多个数据采集装置被放置同一个机房内不同位置，若这时做到同机房统一向监控中心传输数据与管理，则简化了采集数据被交换机转发的同时又降低了数据采集通信延迟。然而，如今市场上对于边缘采集装置分布式通信与管理的研究少之又少，各个厂家的组网方法和功能也参差不齐，并没有一套完善的分布式管理方法和体系。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供一种用于边缘采集装置的分布式管理方法

具体方案如下：

一种用于边缘采集装置的分布式管理方法，包括如下步骤，

S1）：单元组网配置管理工具配置机房内多台边缘采集装置为主单元，配置机房内多台边缘采集装置为从单元；

S2）：单元组网配置管理工具统一配置主单元的基本信息和从单元的基本信息；

S3）：单元组网配置管理工具对主单元下连接的从单元进行组网配置与匹配；

S4）：单元组网管理配置工具对机房内单元进行组网校验确保配置无误后配置工具主动向监控中心上报最新边缘采集装置的连接拓扑配置；

S5）：监控中心发现机房边缘采集装置后，主动下方对应采集单元配置，若单元下方组网参数不正确或采集单元请求组网配置信息则监控中心下发对应最新配置；所述采集单元配置包括单元南向采集设备配置拓扑信息；

S6）：当边缘采集装置上电时自检配置，配置自检错误时监控单元主动向监控中心上报状态并问询本机当前配置是否正确；若不正确，则执行步骤S5）；若无，则执行步骤S7）；

S7）：从监控中心获取该边缘采集装置的南向配置信息，进行远程配置监测南向设备状态。

步骤S2）中主单元的基本信息和从单元的基本信息均包括安装位置、网络配置和服务器配置。

步骤S3）中所述组网匹配包括主设备动态生成唯一组网密钥、组网标识和从单元网络配置的修改；所述组网标识为边缘采集装置序列号信息，所述组网密钥为主单元序列号与标准UTC时间格式信息进行MD5的结果。

步骤S4）中上报最新边缘采集装置的连接拓扑配置包括如下步骤，

S41）：配置主单元组网基本信息；

S42）：配置从单元组网基本信息；

S43）：配置监控中心下发组网信息；

S44）：配置边缘采集装置南向设备信息；

S45）：生成组网态势信息。

所述上电自检配置包含组网态势自检、网络配置自检和监控中心通信自检。

本发明公开了一种用于边缘采集装置的分布式管理方法，所述方法可通过特定单元组网管理工具，实现数字化机房、机房动环监控系统、工业自动化设备多样化的运维与管理，且操作简单，可远程调整多个边缘采集装置的组网拓扑，提高了现场监控单元网络通信的冗余，提高了运维效率，增强了系统的安全性。

附图说明

图1是本发明的总体流程结构示意图。

图2是单元组网管理工具对组网配置处理的流程图。

图3是边缘采集装置与监控中心之间组网关系拓扑图。

具体实施方式

下面将结合本发明中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施，而不是全部的实施，基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

针对目前数据中心机房动的监控中心与边缘采集装置通信中，数据中心接入监控单元的数量众多、类型繁杂、采集数据量较大，以及大型机房与大型工业自动化项目难以单一接入与管理等问题，基于分布式管理的方式，本发明提供了一种用于边缘采集装置的分布式管理方法。该方法可通过所发明的单元组网管理工具，配置管理多样化的现场设备的通信，且操作简单方便，占用空间小，可远程改变多个设备的连接拓扑关系，提高了现场采集装置的网络通信的冗余，提高了运维效率，增强了系统的安全性。

本实施例以一种数字化机房内边缘采集装置方案为例并结合附图来进一步说明本发明的技术方案。

进一步地，在数字化机房内相关维护主设备正常工作的设备种诸如交流三相电能表、直流计量单元、智能交流列头柜、智能PDU、UPS、开关电源、具备通信功能的空调、在线蓄电池\锂电池监控系统等等。本实施例以采集二十列智能交流列头柜为例进行说明，其连接关系为每五列交流列头柜连接一个边缘采集装置，共使用四台边缘采集装置。

一种用于边缘采集装置的分布式管理方法，所述方法通过单元组网管理工具在数据中心区域监控中心内对接入现场监控单元的网络组网拓扑进行配置与监控采集数据点位的管理，并生成对应配置信息，生成的配置文件可存储在本地存储器或云服务器中，并逐渐形成绘制数据形成中心拓扑关系网，如图3所示。当采集现场需要更换损坏或更新升级边缘采集装置时，边缘采集装置自动向监控中心问询该单元的网络配置、组网态势与采集数据点位配置文件，监控中心自动下发对应的配置文件，无需运维人员配置操作。

数字化机房中多个边缘采集装置的连接，任意多台边缘采集装置通过发明的单元组网管理工具配置为机房主单元，其他单元为从单元。通过专用线缆与接口连接至主单元。由主单元汇总处理后统一传输至监控中心。此后便可以由监控中心统一管理，监控中心下发的配置指令中心下达至数字化机房中主单元，由主单元配置从单元。主单元与从单元存储组网配置信息。

如图1所示，所述方法具体包括以下步骤：

S1）：单元组网配置管理工具配置机房内多台边缘采集装置为主单元，配置机房内多台边缘采集装置为从单元；在本实施例中边缘采集装置与边缘采集装置之间通过特定线缆连接至专用组网专用接口上，配置机房内任意位置多台边缘采集装置为主单元，其余多台采集装置为从单元。

S2）：单元组网配置管理工具统一配置主单元的基本信息和从单元的基本信息，具体为，单元组网配置工具通过填写组网信息统一生成该机房的组网配置文件与网络配置信息，统一配置监控服务器基本的信息等，所述主单元的基本信息和从单元的基本信息均包括安装位置，网络配置和服务器配置信息；

进一步地，所诉组网信息包括不限于动态生成的组网密钥、组网标识、以太网配置信息、采集单元唯一识别码等信息。

进一步地，所诉监控服务器基本信息包括不限于网络物理地址、网络通信端口、通信网关地址等。

进一步地，所述组网匹配包括主设备动态生成唯一组网密钥、组网标识、从单元网络配置的修改；

进一步地，所述组网标识为边缘采集装置序列号信息，所述组网密钥为主单元序列号与标准UTC时间格式信息进行MD5的结果;

单元组网工具对机房内已连接的边缘采集装置进行一次网络通达测试与采集数据点位测试数据通信是否成功，无误后向监控中心上报该机房最新组网信息与数据采集点位信息，图2为单元组网工具进行处理的流程图。

步骤S4的具体操作如下：

S41）：配置主单元组网基本信息：可选择使用包括但不限于单元序列号、组网标识、组网密钥和组网方式等；

S42）：配置从单元组网基本信息：可选择使用包括但不限于单元序列号、组网标识、、主单元组网密钥、主单元组网标识、组网的物理接口等；

S43）：配置监控中心下发组网信息：可选择使用包括但不限于单元序列号、组网标识、组网密钥、主机密钥、主从模式、网络地址、生效时间等；

S44）：配置现场监控单元南向设备信息：可选择使用包括但不限于设备类型、设备厂家信息、设备协议类型、设备协议集编号、设备协议集子编号等；

S45）：生成组网态势信息：可选择使用包括但不限于设备序列号、设备安装位置、设备型号、最大网络路由数量、主从模式、网络地址、上级网络标识、下级网络标识等

S5）：监控中心发现机房边缘采集装置后，主动下方对应采集单元配置，若单元下方组网参数不正确或采集单元请求组网配置信息则监控中心下发对应最新配置；

进一步地，所诉采集单元配置包括单元南向采集设备配置拓扑信息；

监控中心收到组网配置工具发出的配置组网完成指令与对应配置信息后主动检查已经生成的组网态势与采集点位数据库后比较中心配置与组网配置工具发出的配置，判断是否进行了修改或新增。若组网配置工具发出的配置存在错误标志则监控中心进行下发配置操作，下发监控中心最新配置至机房主边缘采集装置。

进一步地，所述配置文件为.json格式的文件，包括装置序列号、型号、批次、组网标识、子节点数量、子节点序列号集合等。

进一步地，监控中心在收集组网配置信息后汇总上报的组网态势信息并汇总至区域机组网拓扑。

进一步地，所诉自检配置包含组网态势自检、网络配置自检、主单元扫描与组网通信自检、监控中心通信自检等。在出现更换或重启装置时无需再做其他配置。

边缘采集终端可主/被动地获取该终端数据采集点位配置信息，可实时地远程配更新装置的采集点位信息列表。

进一步地，本发明实施例对同一机房内多台边缘采集装置采用分布式管理的方式，可支持本地/远程组网参数、采集点位等信息的配置。

与市面上其他边缘采集装置的网络拓扑相比，本发明所具有的有益效果是：

1.分布式管理方法：在前期安装调试时使用单元组网管理工具对设备组网与设备数据路由转发路径进行优化调整处理，无需对安装到现场的边缘采集装置做任何配置即可完成高可用度的网络配置与降低传输延迟；

2.远程下发组网态势配置功能：可在监控中心进行边缘采集装置的通信地址以及数据传输路由进行配置操作；可在监控中心对设备进行一次性的升级配置，即可完成机房系统内设备统一调整；支持本地和远程多种操作模式；

3.远程配置边缘采集装置的南向设备配置：监控中心建立南向设备配置信息库，存储不同机房下不同单元的南向设备配置表；

4.数据中心组网态势的生成：建立了一种高可视化的设备管理手段，操作简单便捷，简化了机房内大量边缘采集装置管理模式；边缘采集装置采样分布式管理方法，后期无需进行任何配置即可无缝更新与更换边缘采集装置，减少了后期更换的时间与维护成本。

本发明方案所公开的技术手段不仅限于上述实施方式所公开的技术手段，还包括由以上技术特征任意组合所组成的技术方案。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。

Claims

1.一种用于边缘采集装置的分布式管理方法，其特征在于：包括如下步骤，

S5）：监控中心发现机房边缘采集装置后，主动下发对应采集单元配置，若单元下发组网参数不正确或采集单元请求组网配置信息则监控中心下发对应最新配置；所述采集单元配置包括单元南向采集设备配置拓扑信息；

S7）：从监控中心获取该边缘采集装置的南向配置信息，进行远程配置监测南向设备状态；

步骤S2）中主单元的基本信息和从单元的基本信息均包括安装位置、网络配置和服务器配置；

步骤S3）中所述组网匹配包括主设备动态生成唯一组网密钥、组网标识和从单元网络配置的修改；所述组网标识为边缘采集装置序列号信息，所述组网密钥为主单元序列号与标准UTC时间格式信息进行MD5的结果；

S41）：配置主单元组网基本信息；

S42）：配置从单元组网基本信息；

S43）：配置监控中心下发组网信息；

S44）：配置边缘采集装置南向设备信息；

S45）：生成组网态势信息。

2.根据权利要求1所述的用于边缘采集装置的分布式管理方法，其特征在于：所述上电自检配置包含组网态势自检、网络配置自检和监控中心通信自检。