一种文旅装备分布式黑匣子系统及其控制方法、存储介质与流程

1.本发明涉及数据处理技术领域，尤其涉及的是一种文旅装备分布式黑匣子系统及其控制方法、存储介质。


背景技术：

2.随着科技的发展和人民对美好生活的向往，越来越多的刺激体验型大型文旅装备在游乐行业涌现，不断满足人民群众的娱乐需求。随之而来的，对大型游乐装备安全监控的要求越来越高，传统的对文旅装备的安全监控存在滞后问题，适配性差，设备臃肿。
3.因此，现有技术还有待改进和发展。


技术实现要素：

4.本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种文旅装备分布式黑匣子系统，旨在解决现有技术中对文旅装备的安全监控存在滞后问题，适配性差，设备臃肿的问题。
5.本发明解决问题所采用的技术方案如下：
6.第一方面，本发明实施例提供一种文旅装备分布式黑匣子系统，其中，所述系统包括：
7.设备节点模块，用于收集文旅装备的环境数据和采集文旅装备的设备安全数据；
8.项目节点模块，用于收集项目内各文旅装备中的分布式设置的所有设备节点模块提供的设备安全数据和环境数据，以及项目总控软件提供的操作运营数据，将所述设备安全数据和环境数据进行格式化后上报，解析关键安全指标状态，确定各设备节点模块上安全策略的更新状态；
9.大数据分析模块，用于收集分布式设置的所有项目节点模块的项目运行数据。
10.在一种实现方式中，其中，所述设备节点模块适配若干通讯协议。
11.在一种实现方式中，其中，所述设备节点模块包括：
12.策略执行单元，用于接收所述项目节点模块下发的策略，并更新本地策略，对采集设备的数据进行监控，比对策略关注的数据，判定是否触发策略规定的执行指令；
13.数据采集单元，用于获取环境数据和设备数据。
14.在一种实现方式中，其中，所述获取环境数据和设备数据包括：
15.通过集成的环境数据传感器获取所述环境数据传感器对应的观测数据，得到环境数据；
16.通过设备协议通讯接口获取设备提供的监控数据，得到设备数据。
17.在一种实现方式中，其中，所述设备协议通讯接口包括网络接口，wifi,蓝牙，485，232串口。
18.在一种实现方式中，其中，所述将所述设备安全数据和环境数据进行格式化后上报具体为将所述设备安全数据和环境数据进行加密格式化后上报。
19.在一种实现方式中，其中，所述项目节点模块包括：
20.策略管理单元，用于接收大数据分析模块提供的风险预测信息，并识别所述风险预测信息对应的风险设备敏感数据，调整安全策略，下发策略给所述风险预测信息对应的设备节点模块；
21.数据汇总单元，用于汇总该项目包括的各设备节点模块上报的设备安全数据和环境数据以及项目总控软件上报的操作运营数据，并对所有数据统一格式化。
22.第二方面，本发明实施例还提供一种文旅装备分布式黑匣子系统的控制方法，其中，所述方法包括：
23.通过设备节点模块收集文旅装备的环境数据和采集文旅装备的设备安全数据；
24.将分布式设置的所有设备节点模块收集的所述环境数据和所述设备安全数据，以及项目总控软件提供的操作运营数据上报至项目节点模块，并通过所述项目节点模块将所述设备安全数据和环境数据进行格式化，解析关键安全指标状态，确定各设备节点模块上安全策略的更新状态，得到项目运行数据；
25.通过大数据分析模块收集分布式设置的所有项目节点模块的所述项目运行数据，并对所述项目运行数据进行统计分析，提供设备故障预警与风险预测，将调整策略和应对措施下发给各项目节点模块。
26.第三方面，本发明实施例还提供一种智能终端，包括有存储器，以及一个或者一个以上的程序，其中一个或者一个以上程序存储于存储器中，且经配置以由一个或者一个以上处理器执行所述一个或者一个以上程序包含用于执行如上述所述的文旅装备分布式黑匣子系统的控制方法。
27.第四方面，本发明实施例还提供一种非临时性计算机可读存储介质，当所述存储介质中的指令由电子设备的处理器执行时，使得电子设备能够执行如上述所述的文旅装备分布式黑匣子系统的控制方法。
28.本发明的有益效果：本发明系统包括：设备节点模块，用于收集文旅装备的环境数据和采集文旅装备的设备安全数据；项目节点模块，用于收集项目内各文旅装备中的分布式设置的所有设备节点模块提供的设备安全数据和环境数据，以及项目总控软件提供的操作运营数据，将所述设备安全数据和环境数据进行格式化后上报，解析关键安全指标状态，确定各设备节点模块上安全策略的更新状态；大数据分析模块，用于收集分布式设置的所有项目节点模块的项目运行数据；可见，本发明通过对设备节点模块和项目节点模块进行分布式设置，将策略执行权下放到各个设备中节点模块中，能及时响应安全监控中产生的数据，设备节点模块可以为不同的电气设备，故系统可以适配多种电气设备，并且，设备节点模块能统一采集环境数据，无需将传感器与设备节点模块中的每个设备集成在一起，减小了设备复杂度。
附图说明
29.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
30.图1为本发明实施例提供的文旅装备分布式黑匣子系统结构图。
31.图2为本发明实施例提供的项目节点结构及数据流向示意图。
32.图3为本发明实施例提供的设备节点结构及数据流向示意图。
33.图4为本发明实施例提供的文旅装备分布式黑匣子系统的控制方法流程示意图。
34.图5为本发明实施例提供的智能终端的内部结构原理框图。
具体实施方式
35.本发明公开了文旅装备分布式黑匣子系统及其控制方法、存储介质，为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
36.本技术领域技术人员可以理解，除非特意声明，这里使用的单数形式“一”、“一个”、“所述”和“该”也可包括复数形式。应该进一步理解的是，本发明的说明书中使用的措辞“包括”是指存在所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或组件，但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组。应该理解，当我们称元件被“连接”或“耦接”到另一元件时，它可以直接连接或耦接到其他元件，或者也可以存在中间元件。此外，这里使用的“连接”或“耦接”可以包括无线连接或无线耦接。这里使用的措辞“和/或”包括一个或更多个相关联的列出项的全部或任一单元和全部组合。
37.本技术领域技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)，具有与本发明所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语，应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样被特定定义，否则不会用理想化或过于正式的含义来解释。
38.由于现有技术中，传统的游乐设备安全监控系统，包括传感器，信号调节器，数据采集模块，记录模块等，通过对游乐设备现场运行的数据采集并记录存储，后续对运行数据进行分析，提供安全运营参考。
39.此方法相对会产生一定的滞后问题，对于正在运行的设备安全故障处理较难做出及时响应。仅起到安全监控记录的功能，不能及时做出应对措施；
40.游乐设备种类繁多，涉及的电气设备较多，因不同厂商因实现方案不同，传统游乐设备安全监控系统需要对接不同的电气设备，如plc，以及传感器；会导致监控系统难以普及，只能针对少数以及适配过的设备进行监控；
41.传统的安全监控系统涉及的数据采集模块，因为要支持多种数据的收集工作，将很多传感器及数据采集装置都集成到一起，造成设备臃肿，使用局限性大。
42.为了解决现有技术的问题，如图1所示，本实施例提供了文旅装备分布式黑匣子系统，通过对设备节点模块和项目节点模块进行分布式设置，将策略执行权下放到各个设备中节点模块中，能及时响应安全监控中产生的数据，设备节点模块可以为不同的电气设备，故系统可以适配多种电气设备，并且，设备节点模块能统一采集环境数据，无需将传感器与设备节点模块中的每个设备集成在一起，减小了设备复杂度。在本实施例中，系统包括：设备节点模块，用于收集文旅装备的环境数据和采集文旅装备的设备安全数据；项目节点模块，用于收集项目内各文旅装备中的分布式设置的所有设备节点模块提供的设备安全数据
和环境数据，以及项目总控软件提供的操作运营数据，将所述设备安全数据和环境数据进行格式化后上报，解析关键安全指标状态，确定各设备节点模块上安全策略的更新状态；大数据分析模块，用于收集分布式设置的所有项目节点模块的项目运行数据。优点如下：1.响应快；因采用分布式方案，策略执行权下放到各个设备节点模块中，可以及时响应对异常数据进行处理；2.适应性强；设备节点模块对数据进行合理划分，将环境数据传感器集成至模块中，涉及设备自身数据的，统一通过行业通用接口进行采集，减小模块的复杂度，减轻模块的负载，减小模块自身体积及重量，解决了现场部署，抗震等工程问题；3.应用范围广；该方案提供的设备节点模块可以灵活适配各类被监控的设备，如plc，投影机，pc等游乐装备常用设备；容易普及推广使用该方案到各类游乐装备项目上；4.成本低；因采用成熟的嵌入式方案，对需要采集的数据方式没有硬件成本的增加，适用范围广，整体方案成本更为优化。5.数据安全性高；该方案对采集到的数据实时上传到项目节点模块中，再由项目节点模块汇总到大数据分析平台上；在数据存储及传输过程中，都对数据进行了加密保护，防止数据篡改，同时，支持本地存储，确保网络异常时，仍可持续记录设备及环境数据；
43.实际中，采用分布式形式，设计一套通用的，可扩展的设备节点模块，由于文旅装备工作环境相对恶劣，有在户外，也有密闭空间的，设备出现故障有部分原因是长期所处的环境因素导致，如高低温和湿度，还有些设备在运行期间要经受很强的震动，也是影响设备是否能安全运行的一个重要因素。故该设备节点模块用于收集环境数据(如温度，湿度，三轴震动数据等)，此外还要采集plc设备及投影机设备等设备安全相关数据，本发明可以应用在多种文旅装备项目的数据收集，针对不同的项目收集的数据会有不同，但基本都是项目设备上关键数据，如监测安全带的信号状态，安全压杆的信号状态，运动限位信号量，投影机温度信息(如果温度过高会损坏投影机或影响使用寿命)。具体需要采集的参数，需要根据实际监控的文旅装备项目而定。在本实施例中，设备节点模块可以适配多种通讯协议(如倍福的ads，opc，西门子的s7，以及tcp/ip)。在本实施例中，多个分布式设备节点模块连接至上一级的项目节点模块，如以项目为节点，设计一套项目节点模块，用于收集项目内各个设备端分布式节点模块提供的设备安全和环境数据，以及项目总控软件提供的操作运营数据，将所收集的设备安全数据和环境数据在项目节点模块中进行格式化(带有加密功能)上报到大数据分析模块中，其中，对所收集的数据进行加密格式化，针对各类安全数据进行分类，采用json格式。加密步骤如下：1.生成一个随机数；2.在上报数据列表中，增加一项json对象，名称为seed，值为该随机数；3.利用该随机数对json格式列表中其他各项的值进行对称算法加密。同时项目节点模块解析关键安全指标状态是否正常，由于各文旅装备项目不同，会配有对应的数据格式解释文件，用于对该文旅装备项目的数据进行翻译，转换成便于理解的数据信息；解析关键安全指标状态具体步骤如下：
44.1.读取原始的设备数据和项目数据；
45.2.根据对应的数据解释文件，将原始数据进行转换；
46.3.对比转换后的明文数据和安全策略管理模块中参数安全阈值，看安全指标是否在规定范围内；如属于正常运行，否则，上报异常给大数据分析模块，并及时提醒预警给到项目操作人员。
47.如图2所示，项目节点模块还会确定各设备节点模块上安全策略的更新状态，也就是说判定是否需要更新安全策略到各设备节点模块上。安全策略，如文旅装备项目中某轴
承承受应力合理范围(《700mpa)；当监测该参数数据超出预定范围时，触发预警功能，通知项目操作人员及时停止运营，将出现问题的设备进行检修或更换。多个分布式项目节点模块连接至上一级的大数据分析模块，以整个运营的园区或所有同类设备的后台运营数据中心为基础，集成大数据分析模块，用于收集所有大型文旅装备的项目运行数据，在后台进行趋势分析，其中，趋势分析是后台机器分析完成，主要是将各项数据按时间轴进行统计，对比历史数据，筛查异常数据，与运营人工数据进行核对。大数据分析模块会校对运营人工数据，如运营人工数据是各园区运营团队人工上报的，其填报格式是按照大数据分析模块提供的模板进行；这样方便后续数据对比分析；本发明将运营人工数据对比历史数据，筛查出异常数据及对应实际点，与运营人工录入数据(如反馈的设备异常信息的时间段)进行模糊匹配，找出对应监控的哪些数据与运营反馈的异常进行关联。大数据分析模块还会通过众多同类装备的横向数据对比分析，预测可能发生的设备故障点，提前预警，并下发预测风险到各项目节点模块中，如以观光类小车为例：小车上安装有二维码读头，小车运行中，读头读取轨道上所贴有的二维码进行位置的识别，小车上安装有设备节点模块，通过设备节点模块可以采集到二维码读头的震动数据，还有读取的二维码原始数据，通过长期多次的数据累积和分析，可以生成在项目正常运行中的二维码读头的震动范围数据和二维码位置数据的曲线。当设备运行时，二维码读头出现故障，或者是因固定的螺丝松动导致二维码读取数据不准确，分布式黑匣子系统即可通过与正常的数据进行比较从而预判设备是否存在故障风险，从而进行报警提示，并将相应的报警预测风险下方到各项目节点模块中，用于项目节点模块优化自身安全策略，如：项目节点模块通过采集各个设备节点模块反馈的异常情况，进行策略优先级判断，再下发执行指令，以便及时响应可能出现的故障。如二维码读头只是震动异常，则在单次项目正常运行完对操作人员进行预警，而当二维码读取数据有误，则根据优先级判断直接下发故障指令，停止本次设备运行降低安全风险，将设备和人员的安全风险降至最低。大数据分析模块，通过对各个项目节点模块上报的项目设备运行数据进行长期统计分析，提供设备故障预警与风险预测，并下发给各项目节点模块进行策略调整和应对措施。
48.在一种实现方式中，为了避免数据篡改或泄密，增设加密模块和解密模块，用于对数据进行加密和解密，加密模块设置在设备节点模块，解密模块设置在项目节点模块中。
49.在一种实现方式中，如图3所示，所述设备节点模块包括策略执行单元和数据采集单元，策略执行单元，用于接收项目节点模块下发的策略，并更新本地策略；用于对采集设备的数据进行监控，比对策略关注的数据，判定是否触发策略规定的执行指令，用于防范安全事故发生。数据采集单元，包括对环境数据采集，和对设备数据采集。环境数据采集是通过集成的环境数据传感器获取对应的观测数据，如温度，湿度，震动数据。设备数据采集是通过设备协议通讯接口获取设备提供的监控数据。设备协议通讯接口，包括不限于,网络接口，wifi,蓝牙，485，232串口等。
50.在一种实现方式中，所述项目节点模块包括策略管理单元，数据汇总单元。策略管理单元，负责接收大数据分析模块提供的风险预测信息，并识别对应的风险设备敏感数据，调整安全策略，下发策略给对应的设备节点模块；数据汇总单元，负责汇总该项目包括的各设备节点上报设备数据和项目总控软件上报的项目数据，并对所有数据统一格式化以便上报给大数据分析模块进行统计分析。
51.示例性方法
52.本实施例提供文旅装备分布式黑匣子系统的控制方法，该方法可以应用于数据处理的智能终端。具体如图4所示，所述方法包括：
53.s100、通过设备节点模块收集文旅装备的环境数据和采集文旅装备的设备安全数据；
54.s200、将分布式设置的所有设备节点模块收集的所述环境数据和所述设备安全数据，以及项目总控软件提供的操作运营数据上报至项目节点模块，并通过所述项目节点模块将所述设备安全数据和环境数据进行格式化，解析关键安全指标状态，确定各设备节点模块上安全策略的更新状态，得到项目运行数据；
55.s300、通过大数据分析模块收集分布式设置的所有项目节点模块的所述项目运行数据，并对所述项目运行数据进行统计分析，提供设备故障预警与风险预测，将调整策略和应对措施下发给各项目节点模块。
56.本发明的文旅装备分布式黑匣子系统的实现以及应用步骤如下：
57.设备节点模块工作流程
58.1.设备启动，设备节点模块同步启动
59.2.连接设备，选择对应通讯协议
60.3.连接项目节点模块
61.4.启动策略执行单元，确定项目节点模块是否下发策略更新，如果没有，执行5；如果有，存储新策略到本地存储介质中，上报项目节点模块以及更新策略完毕。
62.5.获取本地策略，监控数据采集单元采集到的数据。如果有数据，检查策略描述关键参数项，判定是否触发策略，如需要触发，下发策略描述的指令给设备；如果没有数据，等待6执行；
63.6.启动数据采集单元，监听环境数据传感器提供的环境数据，监听设备通讯协议接口提供的设备数据。同步数据到策略执行单元。加密数据，同步加密后数据到项目节点模块，存储加密数据到存储介质中。
64.b.项目节点模块工作流程
65.1.项目节点模块启动
66.2.连接大数据分析模块
67.3.连接设备节点模块与项目总控软件
68.4.启动策略管理单元，判定是否有接收到大数据分析模块提供的风险预测，如果有，监控数据汇总单元的解析数据，匹配风险关键数据，确定策略调整方案，并下发新策略到设备节点单元
69.5.启动数据汇总单元，分别收集设备数据与项目数据
70.6.数据解密，数据解析，将解析后的数据同步到策略管理单元，对数据进行格式化，上报数据给大数据分析模块。
71.按照以上的步骤。结果显示，该分布式黑匣子系统有效保证文旅装备数据监控安全高效，以及预防措施快速响应。
72.本发明是通过分布式黑匣子方式将数据有效划分，减轻数据采集工作负荷，采用分布式的设备节点模块，简化单个节点功能，降低项目部署难度，降低监控成本，提升数据
采集与策略执行效率；增加策略执行单元，提供安全策略响应速度。主要的优点是：解决文旅装备数据长期汇总分析与及时响应设备异常处理之间的矛盾，既能满足设备及环境数据实时记录，又能及时上报设备数据到项目节点与数据中心，满足项目整体的健康状态观察分析使用；有效提高游乐设备安全监控质量及策略执行效率，扩大设备监控适用范围，提取预警，及时响应故障处理，保障游乐项目安全运营。
73.基于上述实施例，本发明还提供了一种智能终端，其原理框图可以如图5所示。该智能终端包括通过系统总线连接的处理器、存储器、网络接口、显示屏、温度传感器。其中，该智能终端的处理器用于提供计算和控制能力。该智能终端的存储器包括非易失性存储介质、内存储器。该非易失性存储介质存储有操作系统和计算机程序。该内存储器为非易失性存储介质中的操作系统和计算机程序的运行提供环境。该智能终端的网络接口用于与外部的终端通过网络连接通信。该计算机程序被处理器执行时以实现一种文旅装备分布式黑匣子系统的控制方法。该智能终端的显示屏可以是液晶显示屏或者电子墨水显示屏，该智能终端的温度传感器是预先在智能终端内部设置，用于检测内部设备的运行温度。
74.本领域技术人员可以理解，图5中的原理图，仅仅是与本发明方案相关的部分结构的框图，并不构成对本发明方案所应用于其上的智能终端的限定，具体的智能终端可以包括比图中所示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者具有不同的部件布置。
75.在一个实施例中，提供了一种智能终端，包括有存储器，以及一个或者一个以上的程序，其中一个或者一个以上程序存储于存储器中，且经配置以由一个或者一个以上处理器执行所述一个或者一个以上程序包含用于进行以下操作的指令：
76.通过设备节点模块收集文旅装备的环境数据和采集文旅装备的设备安全数据；
77.将分布式设置的所有设备节点模块收集的所述环境数据和所述设备安全数据，以及项目总控软件提供的操作运营数据上报至项目节点模块，并通过所述项目节点模块将所述设备安全数据和环境数据进行格式化，解析关键安全指标状态，确定各设备节点模块上安全策略的更新状态，得到项目运行数据；
78.通过大数据分析模块收集分布式设置的所有项目节点模块的所述项目运行数据，并对所述项目运行数据进行统计分析，提供设备故障预警与风险预测，将调整策略和应对措施下发给各项目节点模块。
79.本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一非易失性计算机可读取存储介质中，该计算机程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，本发明所提供的各实施例中所使用的对存储器、存储、数据库或其它介质的任何引用，均可包括非易失性和/或易失性存储器。非易失性存储器可包括只读存储器(rom)、可编程rom(prom)、电可编程rom(eprom)、电可擦除可编程rom(eeprom)或闪存。易失性存储器可包括随机存取存储器(ram)或者外部高速缓冲存储器。作为说明而非局限，ram以多种形式可得，诸如静态ram(sram)、动态ram(dram)、同步dram(sdram)、双数据率sdram(ddrsdram)、增强型sdram(esdram)、同步链路(synchlink)dram(sldram)、存储器总线(rambus)直接ram(rdram)、直接存储器总线动态ram(drdram)、以及存储器总线动态ram(rdram)等。
80.综上所述，本发明公开了一种文旅装备分布式黑匣子系统及其控制方法、存储介质，所述方法包括：通过设备节点模块收集文旅装备的环境数据和采集文旅装备的设备安
全数据；将分布式设置的所有设备节点模块收集的所述环境数据和所述设备安全数据，以及项目总控软件提供的操作运营数据上报至项目节点模块，并通过所述项目节点模块将所述设备安全数据和环境数据进行格式化，解析关键安全指标状态，确定各设备节点模块上安全策略的更新状态，得到项目运行数据；通过大数据分析模块收集分布式设置的所有项目节点模块的所述项目运行数据，并对所述项目运行数据进行统计分析，提供设备故障预警与风险预测，将调整策略和应对措施下发给各项目节点模块。本发明通过上述方法可以有效解决游乐项目设备数据长期汇总分析，与及时响应设备异常处理之间的矛盾；采用分布式的设备节点模块，简化单个节点功能，降低项目部署难度，降低监控成本，提升数据采集与策略执行效率；既能满足设备及环境数据实时记录，又能及时上报设备数据到项目节点与数据中心，满足项目整体的健康状态观察分析使用。
81.基于上述实施例，本发明公开了一种文旅装备分布式黑匣子系统及其控制方法、存储介质，应当理解的是，本发明的应用不限于上述的举例，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。