一种基于联邦学习的云边协同管控一体化平台制造技术

一种基于联邦学习的云边协同管控一体化平台，包括一体化平台，所述一体化平台采用B/S架构设计，所述一体化平台用于执行模型训练、设备管理、画面组态、逻辑组态、编译下装、模拟仿真的功能；所述一体化平台通过内网连接有云堡垒机，所述云堡垒机用于执行身份验证、账号管理、授权控制、安全审计的功能；在云堡垒机上通过公网IP连接有多个小型化DCS一体机，以通过分发公钥、加密传递、汇总结果和更新模型的步骤完成联邦学习功能。步骤完成联邦学习功能。步骤完成联邦学习功能。

【技术实现步骤摘要】
一种基于联邦学习的云边协同管控一体化平台

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[0001]本专利技术涉及一种基于联邦学习的云边协同管控一体化平台。

技术介绍
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[0002]随着人工智能技术的迅猛发展，将深度学习网络模型应用于设备故障检测具有很大优势，它能够在海量数据中挖掘有价值的信息，根据设备运行数据判断设备的运行状态。
[0003]而联邦学习方法能够在具有同种特征的设备之间展开模型的联合训练，扩充了数据规模，并能够增强模型在设备之间的迁移应用的泛化能力；但是现有的深度神经网络模型结构复杂训练和计算代价大，在工业的边缘设备中部署困难，同时其对时间特征域外的数据特征提取能力有限，在工业物联网末端设备的大规模普及的背景下，数据逐渐呈现海量异构、处理复杂、计算频度高等特点。
[0004]目前，常用的云计算架构往往是直接将感知层数据上传到云平台集中进行处理应用，由于数据的总量较大，实际传输过程中，会存在传输时延较大的现象，容易造成业务响应不及时、平台侧网络资源负担大的问题。

技术实现思路
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[0005]本专利技术实施例提供了一种基于联邦学习的云边协同管控一体化平台，结构设计合理，通过多个平台和功能部件的相互配合作用，能够准确快速的进行数据的传输或上传，即使数据的总量较大，也可以保持较高的工作效率，降低了传输时延和资源负担，使业务或操作按照用户的指令及时响应，同时减少了风险发生的概率，保证数据传输过程中的安全性，防止偏差的产生，解决了现有技术中存在的问题。
[0006]本专利技术为解决上述技术问题所采用的技术方案是：r/>[0007]一种基于联邦学习的云边协同管控一体化平台，包括一体化平台，所述一体化平台采用B/S架构设计，所述一体化平台用于执行模型训练、设备管理、画面组态、逻辑组态、编译下装、模拟仿真的功能；所述一体化平台通过内网连接有云堡垒机，所述云堡垒机用于执行身份验证、账号管理、授权控制、安全审计的功能；在云堡垒机上通过公网IP连接有多个小型化DCS一体机，以通过分发公钥、加密传递、汇总结果和更新模型的步骤完成联邦学习功能。
[0008]所述一体化平台通过EXSI部署于服务器，所述一体化平台中的虚拟DPU单独通过EXSI以硬件直连方式部署于服务器。
[0009]在云堡垒机上设有管控设备，所述管控设备用于完成设备激活从而打通一体化平台、云堡垒机和小型化DCS一体机的连接。
[0010]在一体化平台内使用Java编程语言实现逻辑组态功能，得到逻辑组态文件，所述逻辑组态文件经编译之后下装到一体化平台中的虚拟DPU内的JVM虚拟机，以实现逻辑组态的跨平台运行。
[0011]在一体化平台上还连接有上层大数据平台，以实现数据的远程通信。
[0012]在一体化平台上还连接有数字孪生仿真系统，以实现模拟仿真和数据高效传输。
[0013]在一体化平台内设有模型训练模块、设备管理模块、画面组态模块、逻辑组态模块、编译下装模块、用户管理模块、监控报警模块、操作监控模块、数据管理模块和模拟仿真模块。
[0014]在云堡垒机内设有身份验证模块、账号管理模块、授权控制模块和安全审计模块。
[0015]本专利技术采用上述结构，通过一体化平台来执行模型训练、设备管理、画面组态、逻辑组态、编译下装、模拟仿真的功能，以完成数据的传输和处理；通过云堡垒机来执行身份验证、账号管理、授权控制、安全审计的功能，以与用户建立人机交互，从而进行控制指令的输入；通过管控设备来完成设备激活来打通一体化平台、云堡垒机和小型化DCS一体机的连接；通过一体化平台内部使用Java编程语言实现逻辑组态功能得到逻辑组态文件，具有精准实用、安全可靠的优点。
附图说明：
[0016]图1为本专利技术的结构示意图。
[0017]图2为本专利技术的学习模型的训练流程图。
[0018]图3为本专利技术的一体化平台的功能模块示意图。
[0019]图4为本专利技术的云堡垒机的功能模块示意图。
具体实施方式：
[0020]为能清楚说明本方案的技术特点，下面通过具体实施方式，并结合其附图，对本专利技术进行详细阐述。
[0021]如图1
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4中所示，一种基于联邦学习的云边协同管控一体化平台，包括一体化平台，所述一体化平台采用B/S架构设计，所述一体化平台用于执行模型训练、设备管理、画面组态、逻辑组态、编译下装、模拟仿真的功能；所述一体化平台通过内网连接有云堡垒机，所述云堡垒机用于执行身份验证、账号管理、授权控制、安全审计的功能；在云堡垒机上通过公网IP连接有多个小型化DCS一体机，以通过分发公钥、加密传递、汇总结果和更新模型的步骤完成联邦学习功能。
[0022]所述一体化平台通过EXSI部署于服务器，所述一体化平台中的虚拟DPU单独通过EXSI以硬件直连方式部署于服务器。
[0023]在云堡垒机上设有管控设备，所述管控设备用于完成设备激活从而打通一体化平台、云堡垒机和小型化DCS一体机的连接。
[0024]在一体化平台内使用Java编程语言实现逻辑组态功能，得到逻辑组态文件，所述逻辑组态文件经编译之后下装到一体化平台中的虚拟DPU内的JVM虚拟机，以实现逻辑组态的跨平台。
[0025]在一体化平台上还连接有上层大数据平台，以实现数据的远程通信。
[0026]在一体化平台上还连接有数字孪生仿真系统，以实现模拟仿真和数据高效传输。
[0027]在一体化平台内设有模型训练模块、设备管理模块、画面组态模块、逻辑组态模块、编译下装模块、用户管理模块、监控报警模块、操作监控模块、数据管理模块和模拟仿真模块。
[0028]在云堡垒机内设有身份验证模块、账号管理模块、授权控制模块和安全审计模块。
[0029]本专利技术实施例中的一种基于联邦学习的云边协同管控一体化平台的工作原理为：通过多个平台和功能部件的相互配合作用，能够准确快速的进行数据的传输或上传，即使数据的总量较大，也可以保持较高的工作效率，降低了传输时延和资源负担，使业务或操作按照用户的指令及时响应，同时减少了风险发生的概率，保证数据传输过程中的安全性，防止偏差的产生，应用场景较为广泛，普及难度小，可以在工业生产的过程中快速推广。
[0030]在整体方案中，主要包括一体化平台和云堡垒机，一体化平台和云堡垒机之间通过内网相连接，在云堡垒机上通过公网IP连接有多个小型化DCS一体机，以通过分发公钥、加密传递、汇总结果和更新模型的步骤完成联邦学习功能，从而依托上述结构来实现大量数据精准快速传输；同时，整体结构采用低耦合组件库开发方式开发，各功能组件可以独立扩展升级，不会影响整体功能使用，提高平台应用的稳定性。
[0031]优选的，一体化平台采用B/S架构设计，一体化平台通过EXSI部署于服务器，一体化平台中的虚拟DPU单独通过EXSI以硬件直连方式部署于服务器；EXSI专为运行虚拟机、最大限度降低配置要求和简化部署而设计；只需几分钟时间，客户便可完成从安装到运行虚拟机的全过程，特别是在下载并安装预配置虚本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于联邦学习的云边协同管控一体化平台，其特征在于：包括一体化平台，所述一体化平台采用B/S架构设计，所述一体化平台用于执行模型训练、设备管理、画面组态、逻辑组态、编译下装、模拟仿真的功能；所述一体化平台通过内网连接有云堡垒机，所述云堡垒机用于执行身份验证、账号管理、授权控制、安全审计的功能；在云堡垒机上通过公网IP连接有多个小型化DCS一体机，以通过分发公钥、加密传递、汇总结果和更新模型的步骤完成联邦学习功能。2.根据权利要求1所述的一种基于联邦学习的云边协同管控一体化平台，其特征在于：所述一体化平台通过EXSI部署于服务器，所述一体化平台中的虚拟DPU单独通过EXSI以硬件直连方式部署于服务器。3.根据权利要求1所述的一种基于联邦学习的云边协同管控一体化平台，其特征在于：在云堡垒机上设有管控设备，所述管控设备用于完成设备激活从而打通一体化平台、云堡垒机和小型化DCS一体机的连接。4.根据权利要求1所述的一种基于联邦学习的云边协同管控一体化平台，...

【专利技术属性】
技术研发人员：石硕，刘秉哲，齐学海，刘彦华，赵强，
申请(专利权)人：石硕，
类型：发明
国别省市：