一种基于微服务的工业边缘管控平台制造技术

本发明专利技术提供一种基于微服务的工业边缘管控平台，包括：基础设施层、基础服务层、聚合业务层、API网关层以及用户展示层；所述基础设施层用于对平台运行提供基础环境、网络、存储功能；所述基础服务层用于对平台需求进行拆解和抽象；所述聚合业务层用于对所述基础服务进行的聚合，每个聚合服务会涉及到多个基础服务，通过对基础服务的拼接，共同构建一个完整的抽象业务；所述API网关层用于对所述工业边缘管控平台提供API网关服务，所述用户展示层用于部署前端服务以及实现与用户进行Web交互。本申请通过基础设施层、基础服务层、聚合业务层、API网关层、用户展示层构建基于微服务的工业边缘管控平台，有效提高了平台的资源利用率。有效提高了平台的资源利用率。有效提高了平台的资源利用率。

【技术实现步骤摘要】
一种基于微服务的工业边缘管控平台


[0001]本专利技术涉及工业边缘管控平台领域，具体为一种基于微服务的工业边缘管控平台。

技术介绍

[0002]近年来随着技术的进步，我国的工业制造水平得到快速的发展，尤其是随着工业4.0的提出，工业产品的精度要求越来越高，其制造工艺也越来越复杂，因此，种类繁多的工业生产设备被广泛应用于工业产品的连续生产，工业生产设备的增多给生产管理提出了诸多挑战，随着物联网技术的发展工业管理平台被应用于多种工业生产设备的管理中。
[0003]但现有工业管控平台存在对工业生产设备监控的不完善、平台的资源利用率低、多种设备间的管理接口不统一等技术问题。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的就是提供一种基于微服务的工业边缘管控平台技术实现方案。
[0005]本专利技术提出的技术方案包括基础设施层、基础服务层、聚合业务层、API网关层以及用户展示层；
[0006]所述基础设施层用于对平台运行提供基础环境、网络、存储功能；
[0007]所述基础服务层用于对平台需求进行拆解和抽象，从各类需求中挖掘出公共基础服务以及具备自闭环属性的独立服务；
[0008]所述聚合业务层用于对所述基础服务进行的聚合，每个聚合服务会涉及到多个基础服务，通过对基础服务的拼接，共同构建一个完整的抽象业务；
[0009]所述API网关层用于对所述工业边缘管控平台提供API网关服务，同时配合Nginx进行负载均衡，实现对外部请求的路由和分发，所述API网关服务包括实现平台的前端请求和后端服务集群的对接，对外通过规范统一的HTTP接口向前端提供服务，同时借助相关中间件实现对请求的拦截和校验，保障平台后端服务的安全；对内监控和管理平台各业务接口的健康状态，以保证请求能得到正确分发和迅速响应；
[0010]所述用户展示层用于部署前端服务以及实现与用户进行Web交互。
[0011]进一步，所述基础设施层包括微服务封装与部署模块、数据存储模块；
[0012]所述微服务封装与部署模块采用Docker进行打包和发布，采用Harbor镜像仓库实现平台镜像的管理，采用Kubernetes进行容器的编排和调度，实现对各业务的快速部署和高效运维；
[0013]所述数据存储模块包括用于对工业设备及传感器数据、边缘节点资源及容器数据进行存储的influxdb时序数据库，用于对平台内部元数据进行存储的MySQL数据库，用于对平台内部资源数据进行存储的Ceph数据库，用于构建平台镜像仓库并存储所述微服务的容器镜像数据的Harbor。
[0014]进一步，所述基础服务层包括信息采集模块、消息同步模块、邮件服务模块、日志
服务模块、权限认证模块、服务治理模块；
[0015]所述信息采集模块用于对流入平台的数据进行采集，为平台相关计算任务提供数据支持；平台的数据包括：工业设备及传感器数据、边缘节点资源及容器数据、平台内部元数据、平台内部资源数据、微服务的容器镜像数据；
[0016]所述消息同步模块包括用于平台向用户Web端主动推送任务状态、故障报警实时消息，所述同步原理基于Websocket长连接实现，所述消息同步服务模块包括WebSocket服务端、消息队列，所述消息队列作为消费者，订阅一个同步消息路由，所述消息路由采用订阅和发布模式；
[0017]所述邮件服务模块用于平台向指定用户发送邮件通知，所述邮件服务模块采用网易126邮箱的SMTP服务进行构建；
[0018]所述日志服务模块用于收集系统运行日志信息，对各服务日志的统一收集与管理，所述日志服务模块采用消息队列进行设计，所述日志服务模块包括一个全局日志路由以及若干针对一级服务的日志队列，所述全局日志路由为RabbitMQ基础路由模式；
[0019]所述权限认证模块采用JWT方式进行用户授权，所述JWT的加密算法采用非对称加密的RS256算法；
[0020]所述服务治理模块包括容器服务模组和业务服务模组，所述容器服务模组采用K8S进行提供和管理，所述业务服务模组采用go
‑
micro微服务插件实现服务注册与发现、限流以及熔断。
[0021]进一步，所述聚合业务层包括用户基础服务模块、个人信息维护服务模块、权限管理服务模块、资源管理服务模块、任务管理服务模块、算法服务模块、设备监控服务模块；
[0022]所述用户基础服务模块包括用户注册、用户登陆以及用户基础信息修改模组，所述用户基础服务模块其数据信息统一存储在MySQL数据库的user表中；
[0023]所述个人信息维护服务模块用于用户对个人信息的修改和管理，用户个人信息包括用户基础信息与用户角色信息，所述用户基础信息的修改即刻生效，所述用户角色信息为提出升级角色权限的修改申请时，申请提出后平台自动向权限管理员发送邮件；
[0024]所述权限管理服务模块采用Core RBAC模型进行构建，所述权限管理服务模块包括用户管理模组、角色管理模组、权限管理模组，所述用户管理模组用于添加用户、删除用户、封禁用户、修改用户信息，所述角色管理模组用于添加角色、删除角色、用户角色分配、修改角色信息，所述权限管理模组用于查询权限列表、查询角色权限、分配角色权限、删除角色权限；
[0025]所述资源管理服务模块用于对用户操作Ceph分布式对象存储中的文件资源提供一个操作接口，以便用户通过Web界面直接管理平台现有资源数据，所述资源管理服务模块包括文件传输与存储模组以及文件元数据管理模组，所述文件传输与存储模组基于Ceph集群构建，所述文件元数据管理模组基于MySQL数据库服务构建；所述文件传输与存储模组用于对平台中的数据文件、模型文件以及配置文件进行文件上传、文件下载、文件删除、文件秒传，所述文件元数据管理模组用于查询文件元列表、修改文件元信息、分角色文件管理、操作日志管理；
[0026]所述任务管理服务模块用于对已部署的平台计算服务进行实时管控以及对新任务的实时部署，所述任务管理服务模块包括实时任务管理模组、在线任务部署模组、离线任
务部署模组；所述实时任务管理模组用于获取实时任务列表、编辑实时任务属性、控制实时任务状态、捕获实时任务报警、操作日志管理，所述实时任务管理模组基于MySQL数据库进行构建，采用RabbitMQ消息队列设计任务数据通道；所述在线任务部署模组用于获取配置参数值、在线任务资源预校验、输入与应答通道、在线计算初始化；所述离线任务部署模组用于获取配置参数值、离线任务资源预校验、消息应答通道、离线计算初始化。
[0027]所述算法服务模块包括算法服务管理模组、在线计算模组以及离线计算模组，所述算法服务模组基于Python进行构建，并通过gRPC和RabbitMQ实现异构语言的服务调用与消息通讯；所述算法服务管理模组用于算法任务监听、任务计划解析、任务环境初始化、计算任务控制，所述在线计算模组用于任务数据解析、应答通道构建、模块算法初始化、计算任务控制，所述离线计算模组用本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于微服务的工业边缘管控平台，其特征在于，包括：基础设施层、基础服务层、聚合业务层、API网关层以及用户展示层；所述基础设施层用于对平台运行提供基础环境、网络、存储功能；所述基础服务层用于对平台需求进行拆解和抽象，从各类需求中挖掘出公共基础服务以及具备自闭环属性的独立服务；所述聚合业务层用于对所述基础服务进行的聚合，每个聚合服务会涉及到多个基础服务，通过对基础服务的拼接，共同构建一个完整的抽象业务；所述API网关层用于对所述工业边缘管控平台提供API网关服务，同时配合Nginx进行负载均衡，实现对外部请求的路由和分发，所述API网关服务包括实现平台的前端请求和后端服务集群的对接，对外通过规范统一的HTTP接口向前端提供服务，同时借助相关中间件实现对请求的拦截和校验，保障平台后端服务的安全；对内监控和管理平台各业务接口的健康状态，以保证请求能得到正确分发和迅速响应；所述用户展示层用于部署前端服务以及实现与用户进行Web交互。2.如权利要求1所述的一种基于微服务的工业边缘管控平台，其特征在于，所述基础设施层包括微服务封装与部署模块、数据存储模块；所述微服务封装与部署模块采用Docker进行打包和发布，采用Harbor镜像仓库实现平台镜像的管理，采用Kubernetes进行容器的编排和调度，实现对各业务的快速部署和高效运维；所述数据存储模块包括用于对工业设备及传感器数据、边缘节点资源及容器数据进行存储的influxdb时序数据库，用于对平台内部元数据进行存储的MySQL数据库，用于对平台内部资源数据进行存储的Ceph数据库，用于构建平台镜像仓库并存储所述微服务的容器镜像数据的Harbor。3.如权利要求1所述的一种基于微服务的工业边缘管控平台，其特征在于，所述基础服务层包括信息采集模块、消息同步模块、邮件服务模块、日志服务模块、权限认证模块、服务治理模块；所述信息采集模块用于对流入平台的数据进行采集，为平台相关计算任务提供数据支持；平台的数据包括：工业设备及传感器数据、边缘节点资源及容器数据、平台内部元数据、平台内部资源数据、微服务的容器镜像数据；所述消息同步模块包括用于平台向用户Web端主动推送任务状态、故障报警的实时消息，所述同步原理基于Websocket长连接实现，所述消息同步服务模块包括WebSocket服务端、消息队列，所述消息队列作为消费者，订阅一个同步消息路由，所述消息路由采用订阅和发布模式；所述邮件服务模块用于平台向指定用户发送邮件通知，所述邮件服务模块采用网易126邮箱的SMTP服务进行构建；所述日志服务模块用于收集系统运行日志信息，对各服务日志进行统一收集与管理，所述日志服务模块采用消息队列进行设计，所述日志服务模块包括一个全局日志路由以及若干针对一级服务的日志队列，所述全局日志路为RabbitMQ基础路由模式；所述权限认证模块采用JWT方式进行用户授权，所述JWT的加密算法采用非对称加密的RS256算法；
所述服务治理模块包括容器服务模组和业务服务模组，所述容器服务模组采用K8S进行提供和管理，所述业务服务模组采用go
‑
micro微服务插件实现服务注册与发现、限流以及熔断。4.如权利要求1所述的一种基于微服务的工业边缘管控平台，其特征在于，所述聚合业务层包括用户基础服务模块、个人信息维护服务模块、权限管理服务模块、资源管理服务模块、任务管理服务模块、算法服务模块、设备监控服务模块；所述用户基础服务模块包括用户注册、用户登陆以及用户基础信息修改模组，所述用户基础服务模块其数据信息统一存储在MySQL数据库的user表中；所述个人信息维护服务模块用于用户对个人信息的修改和管理，用户个人信息包括用户基础信息与用户角色信息，所述用户基础信息的修改即刻生效，所述用户角色信息为提出升级角色权限...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘切，曾建学，柴毅，段海超，
申请(专利权)人：重庆大学，
类型：发明
国别省市：