一种CPS节点故障检测装置与方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种CPS节点故障检测装置与方法，装置包括状态采集模块、检测信息汇聚模块、检测信息展示模块；状态采集模块对所连接的CPS应用系统进行节点状态监测，并通过网络互联设备传送给检测信息汇聚模块；检测信息汇聚模块对从状态采集模块获取的监控数据进行记录存储，通过对监控数据进行分析，当CPS应用系统某CPS节点出现故障异常事件时，通过检测信息汇聚模块将分析得到CPS节点故障异常事件传送检测信息展示模块，检测信息展示模块通过显示终端实现故障异常展示。本发明专利技术能够提高CPS应用系统节点状态监控准确率、监控粒度、监控实时性。

A CPS Node Fault Detection Device and Method

The invention relates to a CPS node fault detection device and method, which comprises a state acquisition module, a detection information aggregation module and a detection information display module; a state acquisition module monitors the node status of the connected CPS application system and transmits it to the detection information aggregation module through the network interconnection equipment; and a detection information aggregation module monitors the acquisition of the status acquisition module. The data is recorded and stored, and the monitoring data is analyzed. When a CPS node in the CPS application system has an abnormal event, the abnormal event transmission detection information display module of the CPS node is obtained through the detection information aggregation module. The detection information display module realizes the abnormal event display of the CPS node through the display terminal. The invention can improve the accuracy, granularity and real-time performance of node status monitoring of CPS application system.

【技术实现步骤摘要】
一种CPS节点故障检测装置与方法
本专利技术涉及CPS信息系统节点的状态在线监控技术，具体涉及一种CPS节点故障检测装置与方法。
技术介绍
信息物理系统(Cyber-PhysicalSystems，CPS)能够集感知、计算、通信和控制能力于一体技术，其本质是通过软件对物理实体及环境进行状态感知、计算分析，并最终控制到物理实体，构建最基本的数据自动流动的闭环，形成物理世界和信息世界的融合交互。随着嵌入式技术、计算机技术和网络技术的发展，硬件产品性能、数据处理能力和网络通信性能不断提升。计算机系统的信息化与智能化，使得人们对于各种工程系统和计算设备的需求，已不仅仅局限于系统功能的扩充，而是更关注系统资源的合理有效分配和系统性能效能的优化，以及服务个性化与用户满意度的提升。在这种需求的引导下，CPS作为一种新型智能系统应运而生，已引起了各国政府、学术界和工业界的高度重视。CPS通过一系列计算单元和物理对象在网络环境下的高度集成与交互，来提高系统在信息处理、实时通信、远程精准控制以及组件自动协调等方面的能力，是时空多维异构的混杂自治系统，具有实时、安全、可靠、高性能等特点。与嵌入式系统的不同之处在于，CPS把通信放在与计算同等地位上，强调在分布式应用系统中物理设备之间的协调是离不开通信的。此外，CPS对于异构信息具有很好的适应能力，同时允许系统中部分部件动态的退出和接入，具有很好的可扩展性和容错性。CPS与人类的生活和社会的发展息息相关，是涵盖了小到纳米级生物机器人，大到全球能源协调与管理系统等涉及人类基础设施建设的复杂大系统。目前相关研究和应用方向包括医疗健康与救治、航空导航、交通智能、环境监测等国民生产生活重要领域，随着其技术的成熟，未来将应用于更多的领域。随着CPS任务应用越来越复杂，包括大量应用任务、网络设备、主机、数据库、中间件、存储、安全设备、传感器、执行器。CPS任务应用环境的特点是：厂商多、设备多、应用多，属于典型的异构环境平台，其中，每个设备和子系统都需要进行监控运维，并且需要监控维护的内容也越来越多。传统的监控运维与保障模式以人工现场操作为主，缺少统一集中的监控工具，存在维护工作量及复杂度不断增加、设备分散、缺少自动化监控工具、主动监控运维能力亟待提高、无法对系统任务可用性状态进行有效记录和检测、对系统资源状态信息缺乏全局掌握、监控数据的科学分析和有效利用程度较低等问题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种CPS节点故障检测装置与方法，提高CPS应用系统中节点状态监控准确率、监控粒度、监控实时性。实现本专利技术目的的技术方案为：一种CPS节点故障检测装置，包括状态采集模块、检测信息汇聚模块、检测信息展示模块；状态采集模块对所连接的CPS应用系统进行节点状态监测，并通过网络互联设备传送给检测信息汇聚模块；检测信息汇聚模块对所连接的状态采集模块获取到的状态数据进行数据汇总；检测信息汇聚模块对从状态采集模块获取的监控数据进行记录存储，通过对监控数据进行分析，当CPS应用系统某CPS节点出现故障异常事件时，通过检测信息汇聚模块将分析得到CPS节点故障异常事件传送检测信息展示模块，检测信息展示模块通过显示终端实现故障异常展示。一种CPS节点故障检测方法，包括以下步骤：步骤一、通过网络互联设备，将状态采集模块和检测信息汇聚模块加入可与CPS应用系统通信的网络，将检测信息汇聚模块和检测信息展示模块连接；步骤二、将CPS应用系统纳入状态监控，状态采集模块对所连接的CPS应用系统进行节点状态监测，并通过网络互联设备传送给检测信息汇聚模块；步骤三、检测信息汇聚模块对所连接的状态采集模块获取到的状态数据进行数据汇总；步骤四、检测信息汇聚模块对从状态采集模块获取的监控数据进行记录存储，通过对监控数据进行分析，当CPS应用系统某CPS节点出现故障异常事件时，通过检测信息汇聚模块，将分析得到CPS节点故障异常事件传送检测信息展示模块，检测信息展示模块通过显示终端实现故障异常展示。与现有技术相比，本专利技术的显著优点为：(1)支持服务器的软/硬件故障检测；(2)支持存储设备故障检测；(3)支持网络设备故障检测；(4)支持中间件软件故障检测；(5)支持数据库软件故障检测；(6)支持顶层应用软件故障检测；(7)支持通过SNMP、WMI、Telnet、SSH等协议，收集Windows、Linux操作系统的监控指标；(8)支持通过专用协议，收集非Windows、Linux操作系统的监控指标，如VXworks操作系统；(9)支持根据具体逻辑架构，定制系统的任务视图，直观显示系统的故障及健康状况；(10)支持分布式部署，可按照需求进行规模化扩展，维护简单。附图说明图1是本专利技术提供的第一种CPS节点故障检测装置结构示意图。图2是本专利技术提供的第一种CPS节点故障检测装置部署示意图。图3是本专利技术提供的第二种CPS节点故障检测装置结构示意图。图4是本专利技术提供的第二种CPS节点故障检测装置部署示意图。图5是本专利技术提供的CPS节点故障检测方法示意图。图6是本专利技术提供的CPS节点故障检测设备进行故障检测的方法流程图。具体实施方式如图1、图2所示，一种CPS节点故障检测装置，所述装置包括状态采集模块、检测信息汇聚模块、检测信息展示模块；所述状态采集模块用于状态采集，支持扩展至多台，所述检测信息汇聚模块用于实现状态采集模块与检测信息展示模块间的通讯；所述状态采集模块、检测信息汇聚模块、检测信息展示模块安装对应的数据采集、数据融合和信息展示软件，用于CPS节点故障检测。状态采集模块对所连接的CPS应用系统进行节点状态监测，并通过网络互联设备传送给检测信息汇聚模块；检测信息汇聚模块对所连接的状态采集模块获取到的状态数据进行数据汇总；检测信息汇聚模块对从状态采集模块获取的监控数据进行记录存储，通过对监控数据进行分析，当CPS应用系统某CPS节点出现故障异常事件时，通过检测信息汇聚模块将分析得到CPS节点故障异常事件传送检测信息展示模块，检测信息展示模块通过显示终端实现故障异常展示。如图5所示，一种使用上述节点故障检测装置进行故障检测的方法，包括以下步骤：步骤一、通过网络互联设备，将状态采集模块和检测信息汇聚模块加入可跟CPS应用系统通信的网络，将检测信息汇聚模块和检测信息展示模块连接；步骤二、将CPS应用系统纳入状态监控，状态采集模块对所连接的CPS应用系统进行节点状态监测，并通过网络互联设备传送给检测信息汇聚模块；“状态监控”为CPS节点健康状态监控，通过状态采集模块监测所连接的CPS节点状态数据，包括监测CPS节点的硬件状态、网络状态、存储状态、关键数据等；“节点状态监测”为通过被监控CPS节点上部署的软/硬件探针(Agent)状态采集模块获取节点的硬件状态、网络状态、存储状态、关键数据等。步骤三、检测信息汇聚模块对所连接的状态采集模块获取到的状态数据进行数据汇总；“数据汇总”为格式化和合并状态采集模块获取的数据，数据汇总用于实现：将多个状态采集模块获取的状态数据进行汇聚、处理。步骤四、检测信息汇聚模块对从状态采集模块获取的监控数据进行记录存储，通过对监控数据进行分析，当CPS应用系统某CPS节点出现故障异常事件时，通过检测信息汇聚模块，将分析得到本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种CPS节点故障检测装置，其特征在于，包括状态采集模块、检测信息汇聚模块、检测信息展示模块；状态采集模块对所连接的CPS应用系统进行节点状态监测，并通过网络互联设备传送给检测信息汇聚模块；检测信息汇聚模块对所连接的状态采集模块获取到的状态数据进行数据汇总；检测信息汇聚模块对从状态采集模块获取的监控数据进行记录存储，通过对监控数据进行分析，当CPS应用系统某CPS节点出现故障异常事件时，通过检测信息汇聚模块将分析得到CPS节点故障异常事件传送检测信息展示模块，检测信息展示模块通过显示终端进行故障异常展示。

【技术特征摘要】
1.一种CPS节点故障检测装置，其特征在于，包括状态采集模块、检测信息汇聚模块、检测信息展示模块；状态采集模块对所连接的CPS应用系统进行节点状态监测，并通过网络互联设备传送给检测信息汇聚模块；检测信息汇聚模块对所连接的状态采集模块获取到的状态数据进行数据汇总；检测信息汇聚模块对从状态采集模块获取的监控数据进行记录存储，通过对监控数据进行分析，当CPS应用系统某CPS节点出现故障异常事件时，通过检测信息汇聚模块将分析得到CPS节点故障异常事件传送检测信息展示模块，检测信息展示模块通过显示终端进行故障异常展示。2.根据权利要求1所述的CPS节点故障检测装置，其特征在于，对监控数据进行分析的过程为：检测信息汇聚模块将各监控数据项与数据知识库中的故障模式进行对比，若有效匹配度达到设定的阈值，则判定该监控数据项对应的CPS节点出现故障异常事件。3.根据权利要求1所述的CPS节点故障检测装置，其特征在于，检测信息展示模块通过B/S或C/S模式，通过图形或列表方式对被监控CPS节点的故障警告信息进行多维度展现。4.一种基于权利要求1所述装置的CPS节点故障检测方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一、通过网络互联设备，将状态采集模块和检测信息汇聚模块加入可与CPS应用系...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐振朋，李韦韦，徐国强，殷进勇，方新茂，张鹏，杨建，
申请(专利权)人：中国船舶重工集团公司第七一六研究所，
类型：发明
国别省市：江苏,32