工业互联网的数据管理方法、电子装置及存储介质与流程

1.本技术涉及工业互联网技术领域，尤其涉及一种工业互联网的数据管理方法、电子装置及存储介质。


背景技术：

2.现如今，随着工业生产技术的快速发展，工业生产设备的类型越来越多，功能越来越智能，随之产生的生产数据也越来越多。因此，有必要对工业设备产生的数据进行运维管理，而传统的运维管理方式以单用户、单终端及服务器为基础，缺乏全局的运维管理方式，对紧急情况的反应速度较慢，从而影响工厂的生产效率。


技术实现要素：

3.有鉴于此，有必要提供一种工业互联网的数据管理方法、电子装置及存储介质，通过将应用相关的数据与标签关联而形成工业互联网的数据模型，从而进行全局的工业数据管理。
4.本技术提供一种工业互联网的数据管理方法，包括：
5.根据租户的应用确定工业互联网架构中对应的应用架构，其中，所述应用架构包括与所述应用关联的网关、边缘服务器及云平台资源；
6.在所述应用架构完成部署后，建立电子装置与所述应用架构中各个设备之间的通信连接，并接收所述设备的位置信息及配置信息；
7.根据所述位置信息及配置信息将采集脚本下载安装至所述设备，并设置每个设备的标签；
8.通过所述采集脚本采集所述设备的监控内容及日志内容；
9.将采集的所述应用架构中所述设备的监控内容及日志内容与所述标签相关联，以形成所述应用的数据模型；
10.将所述工业互联网架构中多个应用的数据模型组合形成所述工业互联网架构的数据模型，以对所述工业互联网架构的数据进行管理。
11.可选地，所述网关与所述租户的工业设备的传感设备及所述边缘服务器通信连接，用于传输所述传感设备侦测的现场数据及所述边缘服务器反馈的设备控制信息，所述边缘服务器用于对所述现场数据进行运算分析，并将分析结果上传至云平台，所述云平台用于存储及共享所述现场数据、设备控制信息及分析结果。
12.可选地，所述云平台还用于给所述应用提供虚拟机、虚拟层与资源层、中间件及软件服务。
13.可选地，所述云平台的标签包括租户名称、项目名称、资源类型及告警等级，所述网关及边缘服务器的标签包括租户名称、项目名称、设备类型及位置信息。
14.可选地，所述将采集的所述应用架构中所述设备的监控内容及日志内容与所述标签相关联，以形成所述应用的数据模型包括：
38.处理器
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10
39.存储器
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20
40.计算机程序
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30
41.工业设备
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201
43.网关
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501
47.容器管理平台
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502
48.平台服务
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503
49.软件服务
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504
50.如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本技术。
具体实施方式
51.为了能够更清楚地理解本技术的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施例对本技术进行详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本技术的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
52.在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本技术，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，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他实施例，都属于本技术保护的范围。
53.除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本技术的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本技术的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本技术。
54.请参阅图1所示，为本技术较佳实施方式提供的工业互联网的数据管理方法的应用环境架构示意图。
55.本技术中的工业互联网的数据管理方法应用在电子装置1中，所述电子装置1与多个网关3、多个边缘服务器4及云平台5通过网络建立通信连接。所述网关3与租户的工业设备2通过网络建立通信连接。所述网络可以是有线网络，例如工业总线，也可以是无线网络，例如无线电、无线保真(wireless fidelity,wifi)、蜂窝、卫星、广播等。蜂窝网络可以是4g网络或5g网络。
56.所述电子装置1可以为安装有数据管理程序的电子设备，例如个人电脑、服务器等，其中，所述服务器可以是单一的服务器、服务器集群等。
57.所述网关3为工业网关，支持plc协议，具有协议解析、数据采集以及数据传输等功能。所述边缘服务器4可以是单一的服务器、服务器集群等，用于提供边缘计算服务。所述云平台5可以是单一的服务器、服务器集群或云端服务器等。
58.请参阅图2所示，为本技术较佳实施方式提供的工业互联网的数据管理方法的流程图。根据不同的需求，所述流程图中步骤的顺序可以改变，某些步骤可以省略。
59.s201，根据租户的应用确定工业互联网架构中的应用架构。
60.在一实施方式中，所述租户为使用所述工业互联网架构的生产厂家。所述应用为所述租户基于所述工业互联网结构所实现的功能。例如，所述应用可以是物流管理应用、产品质量监控应用、设备管理应用等。
61.请参阅图3所示，在一实施方式中，所述工业互联网架构包括网关3、边缘服务器4及云平台5。所述网关3与所述租户的工业设备2的传感设备201及所述边缘服务器4通信连接，用于将所述传感设备201侦测的现场数据传输至所述边缘服务器4，以及将所述边缘服务器4反馈的设备控制信息传输至所述工业设备2。其中，所述现场数据可以包括所述工业设备2的温度、湿度、电流、电压、生产的产品图像等。所述边缘服务器4用于对所述现场数据进行运算分析，得到分析结果及设备控制信息，并将所述现场数据、分析结果及设备控制信息上传至所述云平台5。所述云平台5用于存储及共享所述现场数据、设备控制信息及分析结果。
62.在一实施方式中，所述应用对应的应用架构包括与所述应用关联的网关3、边缘服务器4及云平台资源，用于实现所述应用的功能。在一实施方式中，所述云平台5包括基础设施服务501、容器管理平台502、平台服务503及软件服务504。所述基础设施服务501用于提供多个虚拟机。所述容器管理平台502为kubernetes平台，用于给所述应用提供虚拟层与资源层，对所述虚拟机的硬件资源进行分配。所述平台服务503用于提供多个中间件，可选地，所述中间件为数据库。所述软件服务504用于通过网络提供所述应用对应的软件服务。例如，所述软件服务504可以是安装于用户终端的应用程序，通过所述应用程序可以查看所述应用的相关数据。所述应用对应的应用架构中的云平台资源包括所述云平台5中用以实现所述应用功能的虚拟机、容器管理平台502的虚拟层与资源层及数据库。
63.s202，在所述应用架构完成部署后，建立电子装置1与所述应用架构中各个设备之间的通信连接，并接收所述设备的位置信息及配置信息。
64.在一实施方式中，在所述应用架构确定后，可通过人工在所述工业互联网架构中部署所述应用架构。在所述应用架构部署完成后，建立电子装置1与所述工业互联网架构之间的通信连接，并接收所述网关3、边缘服务器4及云平台5发送的位置信息及配置信息。所述位置信息为地理位置信息，例如楼号、房号等，所述配置信息可以包括端口状态、硬件参数等。
65.s203，根据所述位置信息及配置信息将采集脚本下载安装至所述设备，并设置每个设备的标签。
66.在一实施方式中，所述采集脚本为zabbix脚本。所述采集脚本包括监控端和被监控端。将所述采集脚本的监控端安装至所述电子装置1，根据所述位置信息及配置信息将所述采集脚本的被监控端发送至所述设备，并发送控制指令以控制所述设备安装所述被监控端。
67.在一实施方式中，所述云平台5的标签包括租户名称、项目名称、资源类型及告警等级。其中，所述告警等级代表对应的资源出现异常时的严重程度。所述网关3及边缘服务器4的标签包括租户名称、项目名称、设备类型及位置信息。
68.例如，所述网关3、边缘服务器4及云平台5的租户名称可以是租户a或租户b，项目名称可以是smt(surface mounted technology，表面组装技术)、cnc(computerized numerical control，计算机数控)或qc(quality control，质量控制)，所述网关3的设备类
型可以是plc，所述边缘服务器4的设备可以是v001或v002，所述网关3及边缘服务器4的位置信息可以是e5(楼号)，所述云平台5中所述基础设施服务501的资源类型可以是vm01，告警等级可以是h(high，高等级)，所述云平台5中所述容器管理平台502的资源类型可以是pod01，告警等级可以是l(low，低等级)，所述云平台5中所述平台服务503的资源类型可以是mysql01，告警等级可以是h，所述云平台5中所述软件服务504的资源类型可以是s01，告警等级可以是l。
69.s204，通过所述采集脚本采集所述设备的监控内容及日志内容。
70.在一实施方式中，所述监控内容包括所述设备的硬件状态及工作时产生的数据，例如，所述硬件状态可以包括温度、湿度、cpu使用率、端口状态等，所述工作时产生的数据可以包括采集的数据、运算的数据、传输的数据等。例如，所述采集的数据为所述网关3采集的所述工业设备2的现场数据，所述运算的数据为所述边缘服务器4执行边缘计算时产生的数据，所述传输的数据为所述边缘服务器4传输至所述网关3的设备控制信息及传输至所述云平台5的分析结果。所述日志内容包括所述设备产生的事件，例如所述产生的事件可以包括测试事件、运算事件、分析事件等。
71.s205，将采集的所述应用架构中所述设备的监控内容及日志内容与所述标签相关联，以形成所述应用的数据模型。
72.在一实施方式中，将与所述标签相关联的监控内容及日志内容存储至所述电子装置1的存储器中，以形成所述应用的数据模型。
73.例如，所述应用的数据模型中的网关数据包括“租户a”、“smt”、“plc”、“e5”、“监控内容”及“租户a”、“smt”、“plc”、“e5”、“日志内容”，边缘服务器数据包括“租户a”、“smt”、“v001”、“e5”、“监控内容”及“租户a”、“smt”、“v001”、“e5”、“日志内容”，云平台虚拟机数据包括“租户a”、“smt”、“vm01”、“h”、“监控内容”及“租户a”、“smt”、“vm01”、“h”、“日志内容”，云平台容器管理平台数据包括“租户a”、“smt”、“pod01”、“h”、“监控内容”及“租户a”、“smt”、“pod01”、“h”、“日志内容”，云平台中间件数据包括“租户a”、“smt”、“mysql01”、“h”、“监控内容”及“租户a”、“smt”、“mysql01”、“h”、“日志内容”，云平台软件服务数据包括“租户a”、“smt”、“s01”、“h”、“监控内容”及“租户a”、“smt”、“s01”、“h”、“日志内容”。
74.s206，将所述工业互联网架构中多个应用的数据模型组合形成所述工业互联网架构的数据模型，以对所述工业互联网架构的数据进行管理。
75.在一实施方式中，根据每个应用所对应的应用架构的部署时间顺序对所述应用的数据模型进行排列，以组合形成所述工业互联网架构的数据模型，从而对所述工业互联网架构的数据进行管理。
76.在一实施方式中，接收用户输入的查询信息，根据所述查询信息在所述工业互联网架构的数据模型中进行数据查询，获取与所述查询信息相关联的数据，将获取的与所述查询信息相关联的数据显示在所述电子装置1的显示屏上。其中，所述查询信息为应用名称或标签信息。
77.例如，在用户输入应用名称为物流管理时，在所述工业互联网架构的数据模型中查询并获取物流管理应用的数据模型，并将物流管理应用的数据模型中的数据显示在所述显示屏上，其中，所述数据模型中的数据包括所述物料管理应用的应用架构及应用架构中每个设备的监控内容及日志内容。再例如，在用户输入标签信息为租户a时，在所述工业互
联网架构的数据模型中查询并获取与租户a对应的所有应用的数据模型，并将租户a对应的所有应用的数据模型中的数据显示在所述显示屏上。
78.在一实施方式中，在所述多个应用中的任一应用产生异常时，在所述工业互联网架构的数据模型中查询产生异常的所述应用的数据模型，对查询到的所述数据模型中的数据进行分析，以定位导致所述应用产生异常的设备或云平台资源，将所述导致所述应用产生异常的设备或云平台资源显示在所述显示屏上。
79.在一实施方式中，可以采用阈值比对或神经网络模型分析的方式对查询到的所述数据模型中的数据进行分析，以确定所述数据是否存在异常，若所述数据存在异常，则产生所述数据的设备或云平台资源导致所述应用产生异常。例如，将一数据与所述数据的阈值进行比对，若所述数据超出所述阈值，则确定所述数据存在异常。再例如，将一数据输入一卷积神经网络模型，根据所述卷积神经网络模型提取所述数据的特征，并对所述数据的特征进行分类，以判断所述数据是否存在异常，在确定所述数据的特征不属于正常数据的特征时，确定所述数据存在异常。
80.请参阅图4所示，为本技术较佳实施方式提供的电子装置的结构示意图。
81.所述电子装置1包括，但不仅限于，处理器10、存储器20、存储在所述存储器20中并可在所述处理器10上运行的计算机程序30及显示屏40。例如，所述计算机程序30为数据管理程序。所述处理器10执行所述计算机程序30时实现工业互联网的数据管理方法中的步骤，例如图2所示的步骤s201～s206。
82.示例性的，所述计算机程序30可以被分割成一个或多个模块/单元，所述一个或者多个模块/单元被存储在所述存储器20中，并由所述处理器10执行，以完成本技术。所述一个或多个模块/单元可以是能够完成特定功能的一系列计算机程序指令段，所述指令段用于描述所述计算机程序30在所述电子装置1中的执行过程。
83.本领域技术人员可以理解，所述示意图仅仅是电子装置1的示例，并不构成对电子装置1的限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件，例如所述电子装置1还可以包括输入输出设备、网络接入设备、总线等。
84.所称处理器10可以是中央处理单元(central processing unit，cpu)，还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(digital signal processor，dsp)、专用集成电路(application specific integrated circuit，asic)、现成可编程门阵列(field-programmable gate array，fpga)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器或者所述处理器10也可以是任何常规的处理器等，所述处理器10是所述电子装置1的控制中心，利用各种接口和线路连接整个电子装置1的各个部分。
85.所述存储器20可用于存储所述计算机程序30和/或模块/单元，所述处理器10通过运行或执行存储在所述存储器20内的计算机程序和/或模块/单元，以及调用存储在存储器20内的数据，实现所述电子装置1的各种功能。所述存储器20可主要包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需的应用程序(比如声音播放功能、图像播放功能等)等；存储数据区可存储根据电子装置1的使用所创建的数据(比如音频数据、电话本等)等。此外，存储器20可以包括易失性和非易失性存储器，例如硬盘、内存、插接式硬盘，智能存储卡(smart media card,smc)，安全数字(secure digital,sd)卡，闪
存卡(flash card)、至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他存储器件。所述显示屏40为lcd显示屏幕。
86.所述电子装置1集成的模块/单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本技术实现上述实施例方法中的全部或部分流程，也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计算机可读存储介质中，所述计算机程序在被处理器执行时，可实现上述各个方法实施例的步骤。其中，所述计算机程序包括计算机程序代码，所述计算机程序代码可以为源代码形式、对象代码形式、可执行文件或某些中间形式等。所述计算机可读介质可以包括：能够携带所述计算机程序代码的任何实体或装置、记录介质、u盘、移动硬盘、磁碟、光盘、计算机存储器、只读存储器(rom，read-only memory)、随机存取存储器(ram，random access memory)。
87.本技术提供的工业互联网的数据管理方法、电子装置及存储介质可以根据工业互联网架构生成工业互联网数据模型，进行全局的工业数据运维，有效提高生产效率，快速定位问题和解决问题。
88.对于本领域技术人员而言，显然本技术不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本技术的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本技术。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本技术的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化涵括在本技术内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。此外，显然“包括”一词不排除其他单元或步骤，单数不排除复数。装置权利要求中陈述的多个单元或装置也可以由同一个单元或装置通过软件或者硬件来实现。第一，第二等词语用来表示名称，而并不表示任何特定的顺序。
89.以上实施例仅用以说明本技术的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本技术进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本技术的技术方案进行修改或等同替换，而不脱离本技术技术方案的精神和范围。