一种基于云端协同边缘节点自适应配置部署的报警系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了一种基于云端协同边缘节点自适应配置部署的报警系统及方法。本发明专利技术基于边云协同的三层架构，其中云端服务层提供实时响应边缘节点配置请求、定制化生成组合报警程序、报警方案库动态更新维护等服务，数据通信层提供连接云端服务层与边缘节点层的数据通信服务，边缘节点层提供动态发送报警配置请求、自动化部署报警程序以及环境监控等服务。本发明专利技术通过边缘节点动态向云端发送报警程序更新请求表，云端应答请求并按报警配置表从定制化报警文件库中提取对应报警文件，经过链接编译部署到边缘节点完成报警程序的自适应部署工作。云端服务层的报警文件库具备可更新能力。边缘设备支持动态部署和优化组合报警程序。

【技术实现步骤摘要】
一种基于云端协同边缘节点自适应配置部署的报警系统及方法
本专利技术属于工业物联网领域，涉及一种基于云端协同边缘节点自适应配置部署的报警系统及方法。
技术介绍
工业物联网，智能制造，工业4.0等概念背景下，工业环境监控成为了重要一环。在环境监控系统中，通过对各类数据源(各类传感器、控制器等)的监控，可以对环境异常及时预警。然后，随着监控系统的不断增长，海量异构数据源的报警系统出现了以下挑战：1、传统环境监控报警系统通过配置数据源的上下限进行监控报警，所有监控设备的报警方案是相同的不能实现复杂报警；2、缺乏定制化组合报警机制，缺乏动态的定制化报警方案的管理机制，不能实现海量设备情况下异构的定制化报警，针对设备报警方案升级，不具备实时动态的报警方案更新机制。以上问题导致大量无用同质报警的产生形成了报警洪流问题，使得售后技术人员无法对报警一一处理，甚至很多重要报警都被忽略，导致环境监控系统不能有效运行。
技术实现思路
为解决上述问题，本专利技术的目的在于提供一种基于云端协同边缘节点自适应配置部署的报警系统，其特征在于，通过边缘节点动态发送配置请求，云端服务器应答请求并按节点配置要求自适应的生成报警程序，分发到边缘节点，由边缘节点PLC完成报警程序部署工作。整个系统基于边云协同的三层架构，包括云端服务层、数据通信层和边缘节点层，其中，所述云端服务层提供实时响应边缘节点配置请求、定制化生成组合报警的监控管理程序、报警方案库更新维护等服务；所述数据通信层提供连接云端服务层与边缘节点层的数据通信服务；所述边缘节点层提供动态部署报警程序、优化组合报警程序以及环境监控等服务。优选地，所述云端服务层包括Web服务器、MySQL服务器、任务部署服务器和MQTT服务器；所述边缘节点层包括PLC、硬件设备和传感器；所述Web服务器为用户提供业务服务；所述MySQL服务器为数据库；所述任务部署服务器负责配置定制化组合报警程序、更新报警方案库等任务；所述MQTT是中间件服务器，负责缓冲云端服务层与边缘节点层的消息通信；边缘节点层设置PLC作为边缘节点，PLC用于自主部署执行报警程序，PLC与设备传感器连接，PLC根据传感器信息绘制信号ID表。优选地，所述任务部署服务器包括侦听线程、任务线程、更新线程、缓存队列和报警文件库，其中所述侦听线程保持工作状态，用于侦听MQTT服务器的消息；所述任务线程在没有任务时进入休眠状态，由侦听线程激活，开始工作，完成边缘节点请求的报警程序配置、链接、编译和分发工作；所述缓存队列用于缓存侦听线程获取的消息内容；所述更新线程只在有报警方案被更新后才被唤醒，处理已分发程序文件的更新任务；所述报警文件库用于存储预设的报警方案，针对不同的传感器配置清单以及不同的报警需求，由业内专家预设相应的报警方案文件，报警文件库保持动态更新，每个文件拥有唯一识别编号。优选地，所述PLC设备包括云层、定制化层、通信层和操作系统，云层负责本地设备与云端服务层的数据交互；定制化层负责部署由云端分发的方案文件；通信层用于连接硬件设备和传感器；操作系统用于支持设备的基本功能。优选地，所述云层包括B接口和M接口，B接口用于正常请求交互工作，M接口用于维护工作和监听更新请求。基于上述目的，本专利技术还提供了一种基于云端协同边缘节点自适应配置部署的报警系统的方法，所述任务部署服务器的报警部署方法包括以下步骤：S10，侦听线程订阅MQTT服务器的消息，接收来自边缘节点的请求配置报警方案的消息；S20，在接收消息后，侦听线程先将请求消息中的报警配置表存入请求队列中，进行缓存，同时唤起任务线程；S30，任务线程每次从请求队列中读取一个报警配置表，根据配置表中的请求，从报警文件库中取出符合条件的报警方案，针对组合报警的复杂情况，任务线程需要提取多个报警方案，对方案文件排列组合以达到要求；S40，在云端完成报警程序的链接编译步骤，并分发给请求边缘节点；S50，将本次操作记录存入数据库。优选地，所述边缘节点层的PLC所请求的定制化报警程序用于监控设备工作环境的复杂报警情况。定制化报警方案包括传感器的基础预警阈值和组合警报过滤，基础预警阈值为不同的问题场景设计了不同的过滤规则，组合报警则是组合多个场景问题的综合报警方案，通过组织多报警设备协同工作实现更高精度的报警控制。优选地，所述云端报警文件库中每个报警方案的索引值唯一，领域专家将云端报警文件库中原有报警方案进行更新升级后，更新线程被唤醒，更新线程根据索引值在MySQL数据库中找到使用过原报警方案的边缘节点，更新线程负责向所有被涉及的边缘节点发出信息，由边缘节点重新发送新的配置请求，再次执行配置报警方案的过程，完成报警程序的升级过程。与现有技术相比，本专利技术至少有以下有益效果：本专利技术在云端服务层设立定制化报警文件库，边缘设备可以动态地向云端服务器发送定制化报警请求，云端系统根据报警请求表从报警文件库提取对应报警方案，在云端编译链接打包后发送到边缘节点，自主部署到PLC设备上，实现对监控环境进行定制化报警。同时，领域专家可以借助云端通信方式远程协助边缘节点报警工作，根据实际情况对云端的报警文件库进行内容更新。云端服务器与边缘节点可交互操作，边缘节点能动态反馈请求以及更新报警方案；云端通过工作线程可以对边缘节点的报警方案进行部署和更新；领域专家通过配置PLC报警表，在云端服务器平台设立定制化报警方案库；设备硬件上的PLC向云端报警文件库请求获得对应定制化报警。当报警文件库中没有对应的方案时，专家可以针对应用场景定制化所需的报警方案。边缘节点层的PLC内的执行方案通过配置表的形式支持动态可更新，保证边缘节点在复杂环境下的高适应能力，可实现边缘设备的异构报警方案部署。云端报警文件库中每个定制化报警方案都以PLC方案存储，云端通过PLC编译器，对边缘请求配置表中报警方案顺序排序，依次读取报警方案，并加入跳转指令到下一个方案文件，依次递推完成链接过程，最后由完成编译后发送部署到边缘节点的PLC上。在云端设立配置请求侦听线程，每当有新的边缘请求配置上传到云端时，请求中的报警配置表会先被存入请求队列，同时任务线程被激活，顺序处理请求队列中的配置申请表，依次完成配置表需求的方案链接，在编译后分发部署到指定边缘节点，并向数据库记录本次操作。附图说明图1为本专利技术实施例的基于云端协同边缘节点自适应配置部署的报警系统的结构框图；图2为本专利技术具体实施例的基于云端协同边缘节点自适应配置部署的报警系统的结构框图；图3为本专利技术实施例的基于云端协同边缘节点自适应配置部署的报警系统的任务部署服务器执行链接工作示意图；图4为本专利技术实施例的基于云端协同边缘节点自适应配置部署的报警系统的可编程控制器(PLC)的结构框图。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于云端协同边缘节点自适应配置部署的报警系统，其特征在于，通过边缘节点动态发送配置请求，云端服务器应答请求并按节点配置要求自适应的生成报警程序，分发到边缘节点，由边缘节点完成报警程序部署工作。整个系统基于边云协同的三层架构，包括云端服务层、数据通信层和边缘节点层，其中，/n所述云端服务层提供实时响应边缘节点配置请求、定制化生成组合报警的监控管理程序、报警方案库更新维护等服务；所述数据通信层提供连接云端服务层与边缘节点层的数据通信服务；所述边缘节点层提供动态部署报警程序、优化组合报警程序以及环境监控等服务。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于云端协同边缘节点自适应配置部署的报警系统，其特征在于，通过边缘节点动态发送配置请求，云端服务器应答请求并按节点配置要求自适应的生成报警程序，分发到边缘节点，由边缘节点完成报警程序部署工作。整个系统基于边云协同的三层架构，包括云端服务层、数据通信层和边缘节点层，其中，
所述云端服务层提供实时响应边缘节点配置请求、定制化生成组合报警的监控管理程序、报警方案库更新维护等服务；所述数据通信层提供连接云端服务层与边缘节点层的数据通信服务；所述边缘节点层提供动态部署报警程序、优化组合报警程序以及环境监控等服务。


2.根据权利要求1所述的基于云端协同边缘节点自适应配置部署的报警系统，其特征在于，所述云端服务层包括Web服务器、MySQL服务器、任务部署服务器和MQTT服务器；所述边缘节点采用可编程控制器(PLC)；所述Web服务器为用户提供业务服务；所述MySQL服务器为数据库；所述任务部署服务器负责配置定制化组合报警程序、更新报警方案库等任务；所述MQTT是中间件服务器，负责缓冲云端服务层与边缘节点层的消息通信；边缘节点层设置PLC作为边缘节点，PLC用于自主部署执行报警程序，PLC与设备传感器连接，PLC根据传感器信息绘制信号ID表。


3.根据权利要求1所述的基于云端协同边缘节点自适应配置部署的报警系统，其特征在于，所述任务部署服务器包括侦听线程、任务线程、更新线程、缓存队列和报警文件库，其中所述侦听线程保持工作状态，用于侦听MQTT服务器的消息；所述任务线程在没有任务时进入休眠状态，由侦听线程激活，开始工作，完成边缘节点请求的报警程序配置、链接、编译和分发工作；所述缓存队列用于缓存侦听线程获取的消息内容；所述更新线程只在有报警方案被更新后才被唤醒，处理已分发程序文件的更新任务；所述报警文件库用于存储预设的报警方案，针对不同的传感器配置清单以及不同的报警需求，由业内专家预设相应的报警方案文件，报警文件库保持动态更新，每个文件拥有唯一识别编号。


4.根据权利要求1所述的基于云端协同边缘节点自适应配置部署的报警系统，其特征在于，所述PLC设备包括云层...

【专利技术属性】
技术研发人员：邬惠峰，陈焕昌，孙丹枫，
申请(专利权)人：杭州电子科技大学，
类型：发明
国别省市：浙江;33