CN117278637B - 基于工业物联网主服务平台的分布式数据反馈处理系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了负载均衡技术领域的基于工业物联网主服务平台的分布式数据反馈处理系统，包括对象平台、传感网络平台、管理平台、服务平台和用户平台；所述传感网络平台包括传感数据库和若干传感分平台；所述管理平台包括管理数据库和若干管理分平台；所述服务平台包括服务数据库和若干服务分数据库；所述服务分数据库用于根据预设判断规则判断第一服务数据的紧急程度，当第一服务数据的紧急程度超过阈值时，所述服务分数据库用于将第一服务数据标记为急需处理的数据信息，并发送至所述用户平台；本发明，服务分数据库同时对服务数据的紧急程度进行判断，实现对急需处理的数据信息的应急处理，以此达到物联网传输数据及时反馈处理的目的。

Description

基于工业物联网主服务平台的分布式数据反馈处理系统

技术领域

本发明属于负载均衡技术领域，具体是基于工业物联网主服务平台的分布式数据反馈处理系统。

背景技术

物联网运行体系结构包括物联网信息体系结构、物理体系结构和功能体系结构。其中，功能体系结构是信息体系以物理体系为支撑的运行所展现出来的外在功能体现，呈五平台结构，包括用户平台、服务平台、管理平台、传感网络平台和对象平台，分别对应信息体系结构中的用户域、服务域、传感域和对象域，以及物理体系结构中的用户层、服务层、管理层传感网络层和对象层。每个功能平台的功能均是对应信息域的信息在对应物理层的物理实体上运行的外在表现。物联网的运行体系结构是物联网信息、物理实体、功能三者相互关系的展现，实质上所有的物联网均以相同的运行体系结构运行并表现出各自不同的功能。

其中，用户平台是实现物联网体系运行主导的功能平台；服务平台是实现服务通信的功能平台；管理平台是实现物联网体系运行管理的功能平台；传感网络平台是实现传感通信的功能平台；对象平台是实现感知控制的功能平台。

目前在工业物联网领域，在工业物联网组网初期，由于成本控制等原因，通常会采用由一个服务平台统一接收处理各类数据信息，这种架构模式使得整个通信系统的负荷较大，且执行效率偏低，不便于用户的使用。

针对上述情况，现有的解决思路是将用户平台所发送的各类数据信息先统一接入一个数据库，再由数据库分类传输给各个子平台处理。采用这样的分布式架构进行数据处理，虽然能够将数据信息进行分流，从而减轻通信系统的执行压力，提高效率。但是，由于是数据库统一将各类数据信息分发给各个子平台，当进行数据信息分配时，通信系统无法对需要紧急处理的数据信息进行有效判断，在进行数据传输时，系统向每个子平台的数据传输速率是保持稳定的，因此如果有急需处理的数据信息时，存在通信系统难以及时将该数据信息进行反馈和处理的问题，从而影响工业物联网的运行质量。

发明内容

本发明的目的是提供基于工业物联网主服务平台的分布式数据反馈处理系统，解决通信系统难以对急需处理的数据信息进行有效判断，并进行快速反馈处理的问题

为了实现上述目的，本发明的技术方案如下：基于工业物联网主服务平台的分布式数据反馈处理系统，其特征在于，包括对象平台、传感网络平台、管理平台、服务平台和用户平台；

所述传感网络平台包括传感数据库和若干传感分平台，所述传感分平台内一一对应设置有传感分数据库，所述传感数据库用于获取所述对象平台发送的信息，所述传感分平台用于将所述对象平台发送的信息整理为第一传感数据，并将第一传感数据储存至对应设置的所述传感分数据库中，并反馈至所述传感数据库；

所述管理平台包括管理数据库和若干管理分平台，所述管理分平台内一一对应设置有管理分数据库，所述管理数据库用于接收所述传感数据库发送的第一传感数据，所述管理分平台用于将第一传感数据处理为第一管理数据，并将第一管理数据储存至对应设置的所述管理分数据库中，并反馈至所述管理数据库；

所述服务平台包括服务数据库和若干服务分数据库，所述服务分数据库一一对应设置有服务分平台，服务分数据库与对应的服务分平台通信，所述服务数据库用于接收所述管理数据库发送的第一管理数据，并将第一管理数据处理为第一服务数据，所述服务分数据库用于接收第一服务数据，并将第一服务数据处理为第二服务数据，所述服务分平台用于接收第二服务数据，并将第二服务数据处理为第三服务数据反馈至所述服务分数据库；

所述服务分数据库用于根据预设判断规则判断第一服务数据的紧急程度，当第一服务数据的紧急程度超过阈值时，所述服务分数据库用于将第一服务数据标记为急需处理的数据信息，并发送至所述用户平台；

所述用户平台与服务分数据库通信，用户平台用于接收用户的操作信息和服务分数据库上传的第三服务数据和急需处理的数据信息，并在接收到急需处理的数据信息后进行反馈。

进一步，所述服务分数据库内设有数据识别模块，所述数据识别模块与所述服务数据库、服务分数据库和服务分平台通信，所述数据识别模块预设有用于数据识别的训练后的神经网络模型，所述数据识别模块用于对来自于服务数据库的第一服务数据进行识别，并输出第一服务数据紧急程度，根据第一服务数据紧急程度判断是否将第一服务数据标记为急需处理的数据信息。

进一步，所述数据识别模块还用于监测被标记为急需处理的数据信息的第一服务数据是否处理，当所述第一服务数据处于未处理状态时，所述数据识别模块用于将第一服务数据当前状态通过服务分数据库反馈至所述服务数据库，所述服务数据库用于将处于未处理状态的第一服务数据撤回，并将该处于未处理状态的第一服务数据分发至任一空闲的服务分数据库进行数据处理。

进一步，所述数据识别模块监测到多个被标记为急需处理的数据信息的第一服务数据，且均处于未处理状态时，服务数据库用于获取各被标记为急需处理的数据信息的第一服务数据紧急程度，并按照紧急程度对其进行优先级排序，服务数据库用于按照优先级排序进行第一服务数据撤回和分发。

进一步，所述服务平台还包括传输监测模块和与所述传输监测模块通信的告警模块，所述传输监测模块与所述服务数据库、服务分数据库和服务分平台通信，所述传输监测模块用于获取第一管理数据、第一服务数据、第二服务数据和第三服务数据的传输速率；

传输监测模块还用于在传输第一管理数据、第一服务数据、第二服务数据或第三服务数据的传输速率低于第一速率阈值时发送第一传输信息至告警模块，告警模块用于根据第一传输信息发出告警信号。

进一步，传输监测模块还用于在传输第一管理数据、第一服务数据、第二服务数据或第三服务数据的传输速率低于第二速率阈值时发送第二传输信息至告警模块，告警模块用于根据第二传输信息发出异常信号，并通过所述服务数据库或服务分数据库取消第一管理数据、第一服务数据、第二服务数据或第三服务数据的传输，并通过所述服务数据库将第一管理数据、第一服务数据、第二服务数据或第三服务数据分发至服务分数据库。

进一步，所述传感网络平台、管理平台、服务平台和用户平台内均设置有检测模块，所述检测模块用于检测第一传感数据、第一管理数据、第一服务数据、第二服务数据和第三服务数据在数据传输过程中是否丢失，当检测模块检测到第一传感数据、第一管理数据、第一服务数据、第二服务数据或第三服务数据丢失时，所述传感网络平台、管理平台、服务平台和用户平台停止丢失数据所处传输链路的数据传输。

进一步，所述传感网络平台、管理平台、服务平台和用户平台用于提取停止丢失数据传输链路内丢失的第一传感数据、第一管理数据、第一服务数据、第二服务数据或第三服务数据，并通过所述传感网络平台、管理平台、服务平台或用户平台选择其它传输链路进行传输。

本方案的基本原理及有益效果在于：（1）本发明的传感网络平台和管理平台，通过传感数据库/管理数据库与其他平台进行交互，上下行传输的数据内容通过传感数据库/管理数据库能够优先获取数据情况，便于对数据的集中管控；对于服务平台采用服务数据库与管理平台内的管理数据库进行交互，再采用服务分数据库与用户平台进行交互，服务数据库对第一管理数据进行汇总后分发至各服务分数据库，服务分数据库进行运算处理，从而实现了对服务数据的统一汇总、分散处理，通过服务分数据库分担服务数据库的上下行数据传输压力，服务分平台处理后的服务数据能够快速的通过服务分数据库反馈至用户平台。

此外，相较于现有技术，本发明中的服务分数据库同时对服务数据的紧急程度进行判断，当服务分数据库判断某服务数据急需处理时，会将该服务数据标记为急需处理的数据信息并发送给用户平台，从而实现对急需处理的数据信息的应急处理，以此达到物联网传输数据及时反馈处理的目的。

（2）本发明，通过对被标记为急需处理的数据信息的第一服务数据的处理状态进行获取，在被标记的第一服务数据未及时进行处理时，通过服务数据库将被标记的第一服务数据发送至其余空闲的服务分数据库进行处理，确保了被标记的第一服务数据能够尽快得到处理和反馈；此外对于多个被标记的第一服务数据待处理时，根据被标记的第一服务数据紧急程度进行排序，并赋予被标记的第一服务数据优先级，按照被标记的第一服务数据优先级进行依次撤回和分发，确保了更加急需处理的被标记的第一服务数据能够尽快得到处理。

（3）本发明，通过对工业物联网内传输链路上的各数据传输情况进行检测，基于各数据的传输情况能够获取到各平台内部节点是否正常运行，当存在某一数据丢失时，停止该数据所述链路的数据传输，并保持其余链路正常运行，从而及时获取工业物联网内传输链路的异常，同时保持工业物联网下其他传输链路的正常运行，以及传输链路上的数据正常进行处理和反馈。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

图1为本发明基于工业物联网主服务平台的分布式数据反馈处理系统实施例的结构框图；

图2为本发明基于工业物联网主服务平台的分布式数据反馈处理系统实施例的服务分数据库结构框图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

下面通过具体实施方式进一步详细说明：

实施例一，如附图1-图2所示：基于工业物联网主服务平台的分布式数据反馈处理系统，包括对象平台、传感网络平台、管理平台、服务平台和用户平台，相邻的对象平台、传感网络平台、管理平台、服务平台和用户平台之间相互通信。

对象平台包括多个对象物理实体，对象物理实体为传感器。对象平台被配置为执行制造的生产线及其生产线设备、数据采集器等。生产线设备包括工业机器人、磨床、钻床、数控机床加工中心以及柔性制造系统、各类便携式移动工具、车床、铣床和刨床等，对象平台采集的数据包括生产设备的驱动方式、控制方式、工作速度、工作空间、工作载荷、工作精度、重复精度、运行速度、功率、日产量、故障情况和工作时长等情况。

传感网络平台包括传感数据库和若干传感分平台，传感分平台内一一对应设置有传感分数据库，传感数据库用于获取对象平台上传的信息，传感数据库将对象平台上传的信息进行汇总验证后进行分发。

传感分平台接收传感数据库分发的对象平台上传的信息，传感分平台用于将对象平台发送的信息整理为第一传感数据，第一传感数据包括传感器采集的传感数据，包括温度、湿度、压力等相关数据以及生产设备的驱动方式、控制方式、工作速度、工作空间、工作载荷、工作精度、重复精度、运行速度、功率、日产量、故障情况和工作时长等信息，并将第一传感数据储存至对应设置的传感分数据库中，并反馈至传感数据库，反馈至传感数据库的第一传感数据由传感数据库再次进行汇总验证，并在汇总验证后上传至管理平台。

管理平台包括管理数据库和若干管理分平台，管理分平台内一一对应设置有管理分数据库，管理数据库用于接收传感数据库上传的第一传感数据，管理数据库用于将传感数据库上传的第一传感数据进行汇总验证后进行分发。

管理分平台接收管理数据库分发的第一传感数据，管理分平台用于将第一传感数据处理为第一管理数据，第一管理数据为管理分平台将上述处理得到的第一传感数据经过处理后生成的数据，并将第一管理数据储存至对应设置的管理分数据库中，并反馈至管理数据库，反馈至管理数据库的第一管理数据由管理数据库再次进行汇总验证，并在汇总验证后上传至服务平台。

服务平台包括服务数据库和若干服务分数据库，服务分数据库一一对应设置有服务分平台，服务分数据库与对应的服务分平台通信，服务数据库用于接收管理数据库发送的第一管理数据，并将第一管理数据处理为第一服务数据，第一服务数据为服务数据库将上述处理得到的第一管理数据经过处理后生成的数据，服务分数据库用于接收第一服务数据，并将第一服务数据处理为第二服务数据，第二服务数据为服务分数据库将上述处理得到的第一服务数据经过处理后生成的数据，服务分平台用于接收第二服务数据，并将第二服务数据处理为第三服务数据反馈至的服务分数据库，第三服务数据为服务分平台将上述处理得到的第二服务数据经过处理后生成的数据，服务分数据库将第三服务数据上传至用户平台。

服务分数据库用于根据预设判断规则判断第一服务数据的紧急程度，当第一服务数据的紧急程度超过阈值时，服务分数据库用于将第一服务数据标记为急需处理的数据信息，并发送至用户平台。具体地：服务分数据库内设有数据识别模块，数据识别模块与服务数据库、服务分数据库和服务分平台通信，数据识别模块预设有用于数据识别的训练后的神经网络模型，数据识别模块用于对来自于服务数据库的第一服务数据进行识别，并输出第一服务数据紧急程度，根据第一服务数据紧急程度判断是否将第一服务数据标记为急需处理的数据信息。

用户平台包括用户终端，用户终端为人机交互界面、PC等设备，用户主要通过用户终端获取物联网运行情况并通过用户终端对物联网进行控制，用户平台与服务分数据库通信，用户平台用于接收用户的操作信息和服务分数据库上传的第三服务数据和急需处理的数据信息，并在接收到急需处理的数据信息后进行反馈。

此外，数据识别模块还用于监测被标记为急需处理的数据信息的第一服务数据是否处理，当第一服务数据处于未处理状态时，数据识别模块用于将第一服务数据当前状态通过服务分数据库反馈至服务数据库，服务数据库用于将处于未处理状态的第一服务数据撤回，并将该处于未处理状态的第一服务数据分发至任一空闲的服务分数据库进行数据处理。

结合附图1所示，例如，当被标记的第一服务数据处于等待服务分数据库1处理的未处理状态，数据识别模块监测到该被标记的第一服务数据后，将会向服务数据库反馈，服务数据库接收到数据识别模块的反馈后，将会把原分发至服务分数据库1的第一服务数据撤回，并将该被标记的第一服务数据分发至服务分数据库2进行处理，从而确保被标记的第一服务数据能够尽快得到处理，并尽快通过用户平台进行反馈。

此外，数据识别模块监测到多个被标记为急需处理的数据信息的第一服务数据，且均处于未处理状态时，服务数据库用于获取各被标记为急需处理的数据信息的第一服务数据紧急程度，并按照紧急程度对其进行优先级排序，服务数据库用于按照优先级排序进行第一服务数据撤回和分发，从而确保更紧急的第一服务数据能够更快的得到处理。

实施例二，与实施例一的不同之处在于，服务平台还包括传输监测模块和与传输监测模块通信的告警模块，传输监测模块与服务数据库、服务分数据库和服务分平台通信，传输监测模块用于获取第一管理数据、第一服务数据、第二服务数据和第三服务数据的传输速率；与服务分数据库相关联的第一管理数据，与服务分数据库和服务平台相关联的第一服务数据、第二服务数据和第三服务数据，传输监测模块通过在第一管理数据、第一服务数据、第二服务数据和第三服务数据的接收端进行传输速率监测。

传输监测模块还用于在传输第一管理数据、第一服务数据、第二服务数据或第三服务数据的传输速率低于第一速率阈值时发送第一传输信息至告警模块，告警模块用于根据第一传输信息发出告警信号。

传输监测模块还用于在传输第一管理数据、第一服务数据、第二服务数据或第三服务数据的传输速率低于第二速率阈值时发送第二传输信息至告警模块，告警模块用于根据第二传输信息发出异常信号，并通过服务数据库或服务分数据库取消第一管理数据、第一服务数据、第二服务数据或第三服务数据的传输，并通过服务数据库将第一管理数据、第一服务数据、第二服务数据或第三服务数据分发至服务分数据库。

例如，第一管理数据由服务数据库分发至服务分数据库过程中传输速率逐渐降低，当传输速率位于第一速率阈值与第二速率阈值之间时，告警模块即开始进行普通告警，当传输速率低于第二速率阈值时，告警模块即开始异常告警，在告警模块进行异常告警后，服务数据库将取消原分发的第一管理数据的分发，并将该第一管理数据分发至其余服务分数据库。

实施例三，与实施例二的不同之处在于，传感网络平台、管理平台、服务平台和用户平台内均设置有检测模块，相邻检测模块之间相互通信，检测模块用于检测第一传感数据、第一管理数据、第一服务数据、第二服务数据和第三服务数据在数据传输过程中是否丢失，具体地：任意数据被发出后，检测模块即开始检测接收端接收到相应数据的时延，当时延超过阈值时则判定数据传输过程中丢失。

当检测模块检测到第一传感数据、第一管理数据、第一服务数据、第二服务数据或第三服务数据丢失时，传感网络平台、管理平台、服务平台和用户平台停止丢失数据所处传输链路的数据传输。

传感网络平台、管理平台、服务平台和用户平台用于提取停止丢失数据传输链路内丢失的第一传感数据、第一管理数据、第一服务数据、第二服务数据或第三服务数据，并通过传感网络平台、管理平台、服务平台或用户平台选择其它传输链路进行传输。

以上的仅是本发明的实施例，方案中公知的具体结构和/或特性等常识在此未作过多描述。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。

Claims (6)

1.基于工业物联网主服务平台的分布式数据反馈处理系统，其特征在于：包括对象平台、传感网络平台、管理平台、服务平台和用户平台；

所述传感网络平台包括传感数据库和若干传感分平台，所述传感分平台内一一对应设置有传感分数据库，所述传感数据库用于获取所述对象平台发送的信息，所述传感分平台用于将所述对象平台发送的信息整理为第一传感数据，并将第一传感数据储存至对应设置的所述传感分数据库中，并反馈至所述传感数据库；

所述管理平台包括管理数据库和若干管理分平台，所述管理分平台内一一对应设置有管理分数据库，所述管理数据库用于接收所述传感数据库发送的第一传感数据，所述管理分平台用于将第一传感数据处理为第一管理数据，并将第一管理数据储存至对应设置的所述管理分数据库中，并反馈至所述管理数据库；

所述服务平台包括服务数据库和若干服务分数据库，所述服务分数据库一一对应设置有服务分平台，服务分数据库与对应的服务分平台通信，所述服务数据库用于接收所述管理数据库发送的第一管理数据，并将第一管理数据处理为第一服务数据，所述服务分数据库用于接收第一服务数据，并将第一服务数据处理为第二服务数据，所述服务分平台用于接收第二服务数据，并将第二服务数据处理为第三服务数据反馈至所述服务分数据库；

所述服务分数据库用于根据预设判断规则判断第一服务数据的紧急程度，当第一服务数据的紧急程度超过阈值时，所述服务分数据库用于将第一服务数据标记为急需处理的数据信息，并发送至所述用户平台；

所述用户平台与服务分数据库通信，用户平台用于接收用户的操作信息和服务分数据库上传的第三服务数据和急需处理的数据信息，并在接收到急需处理的数据信息后进行反馈；

所述服务分数据库内设有数据识别模块，所述数据识别模块与所述服务数据库、服务分数据库和服务分平台通信，所述数据识别模块预设有用于数据识别的训练后的神经网络模型，所述数据识别模块用于对来自于服务数据库的第一服务数据进行识别，并输出第一服务数据紧急程度，根据第一服务数据紧急程度判断是否将第一服务数据标记为急需处理的数据信息；

所述数据识别模块还用于监测被标记为急需处理的数据信息的第一服务数据是否处理，当所述第一服务数据处于未处理状态时，所述数据识别模块用于将第一服务数据当前状态通过服务分数据库反馈至所述服务数据库，所述服务数据库用于将处于未处理状态的第一服务数据撤回，并将该处于未处理状态的第一服务数据分发至任一空闲的服务分数据库进行数据处理。

2.根据权利要求1所述的基于工业物联网主服务平台的分布式数据反馈处理系统，其特征在于：所述数据识别模块监测到多个被标记为急需处理的数据信息的第一服务数据，且均处于未处理状态时，服务数据库用于获取各被标记为急需处理的数据信息的第一服务数据紧急程度，并按照紧急程度对其进行优先级排序，服务数据库用于按照优先级排序进行第一服务数据撤回和分发。

3.根据权利要求1所述的基于工业物联网主服务平台的分布式数据反馈处理系统，其特征在于：所述服务平台还包括传输监测模块和与所述传输监测模块通信的告警模块，所述传输监测模块与所述服务数据库、服务分数据库和服务分平台通信，所述传输监测模块用于获取第一管理数据、第一服务数据、第二服务数据和第三服务数据的传输速率；

传输监测模块还用于在传输第一管理数据、第一服务数据、第二服务数据或第三服务数据的传输速率低于第一速率阈值时发送第一传输信息至告警模块，告警模块用于根据第一传输信息发出告警信号。

4.根据权利要求3所述的基于工业物联网主服务平台的分布式数据反馈处理系统，其特征在于：传输监测模块还用于在传输第一管理数据、第一服务数据、第二服务数据或第三服务数据的传输速率低于第二速率阈值时发送第二传输信息至告警模块，告警模块用于根据第二传输信息发出异常信号，并通过所述服务数据库或服务分数据库取消第一管理数据、第一服务数据、第二服务数据或第三服务数据的传输，并通过所述服务数据库将第一管理数据、第一服务数据、第二服务数据或第三服务数据分发至服务分数据库。

5.根据权利要求1所述的基于工业物联网主服务平台的分布式数据反馈处理系统，其特征在于：所述传感网络平台、管理平台、服务平台和用户平台内均设置有检测模块，所述检测模块用于检测第一传感数据、第一管理数据、第一服务数据、第二服务数据和第三服务数据在数据传输过程中是否丢失，当检测模块检测到第一传感数据、第一管理数据、第一服务数据、第二服务数据或第三服务数据丢失时，所述传感网络平台、管理平台、服务平台和用户平台停止丢失数据所处传输链路的数据传输。

6.根据权利要求5所述的基于工业物联网主服务平台的分布式数据反馈处理系统，其特征在于：所述传感网络平台、管理平台、服务平台和用户平台用于提取停止丢失数据传输链路内丢失的第一传感数据、第一管理数据、第一服务数据、第二服务数据或第三服务数据，并通过所述传感网络平台、管理平台、服务平台或用户平台选择其它传输链路进行传输。