一种基于共享模型树的分布式工业物联系统及工作方法技术方案

本发明专利技术提供了一种基于共享模型树的分布式工业物联系统及其工作方法，涉及物联网技术领域，包括调度单元、服务集群单元、服务注册中心单元、Redis集群单元、负载均衡单元和分布式文件服务单元，解决了现有工业物联系统采用中心化管理且需人工集中备份配置文件所带来的各种问题，利用共享式的分布式文件服务单元结合调度单元及各服务集群单元，将所有服务统一抽象成一棵大树，并根据调度单元实时监测到的各服务集群单元的具体载荷以及健康状态，做动态的提前量决策和调整；各服务集群单元无需直接与调度单元进行交互，只需实时监测分布式文件服务单元中的配置变化来抽离子树，从而动态地调整自己负责模块的职责范围。地调整自己负责模块的职责范围。地调整自己负责模块的职责范围。

【技术实现步骤摘要】
一种基于共享模型树的分布式工业物联系统及工作方法


[0001]本专利技术涉及物联网
，尤其涉及一种基于共享模型树的分布式工业物联系统及工作方法。

技术介绍

[0002]随着工业4.0的不断发展，对于工业现场设备端的数据采集及信息化控制显得尤为重要。特别是以AGV、RGV为代表的智能移动机器人单元的接入，使得物流、信息流、工艺流产生了融合，工业现场不再是静态的透明化，而是趋向于动态的多流融合控制。
[0003]工业物联系统作为支撑上层业务信息系统或调度系统的关键环节，其稳定性、可靠性以及实时性往往决定了整体生产的稳定。当前工业物联系统不再局限于传统的数据采集和展示，而更多地需要承担起局部调度、分析或决策的单元体系。
[0004]现有的工业物联系统方案基本采用中心化管理且需人工集中备份配置文件，这种方案容易出现以下问题：
[0005]1、每个单元独立运行，各自负责一块区域，整体系统的稳定性严重依赖于单体硬件的可靠性，往往容易出现单点故障，且修复响应慢，特别是系统中存在AGV、RGV等对实时性要求比较高的场合，易造成整体系统瘫痪，给生产带来严重损失；
[0006]2、单体设备文件不易维护，且容易因硬件设备或系统原因导致文件损坏，大量服务文件往往需要人工手动备份，且每次更改都需要重新备份，工作量大，且容易出错，使运维工作变得及其复杂；
[0007]3、各单元由于是人工单体配置，容易出现服务之间设备重复采集或遗漏，不便全局管理，且每个单元都有各自的接口，不便上层应用统一访问；/>[0008]4、整体系统无法实时监测各单元的负载及健康情况，从而无法及时地动态调整资源配置来达到系统最优；
[0009]5、各单元之间独立运行，无信息共享，故产线之间的决策控制需要第三方应用进行共享传递，不易做整厂级别的决策控制。

技术实现思路

[0010]本专利技术公开的一种基于共享模型树的分布式工业物联系统及工作方法，解决了现有工业物联系统采用中心化管理且需人工集中备份配置文件所带来的各种问题，利用共享式的分布式文件服务单元结合调度单元及各服务集群单元，将所有服务统一抽象成一棵大树，并根据调度单元实时监测到的各服务集群单元的具体载荷以及健康状态，做动态的提前量决策和调整；各服务集群单元无需直接与调度单元进行交互，只需实时监测分布式文件服务单元中的配置变化来抽离子树，从而动态地调整自己负责模块的职责范围。
[0011]为达到上述目的，本专利技术的技术方案具体是这样实现的：
[0012]本专利技术一方面公开一种基于共享模型树的分布式工业物联系统，包括调度单元、服务集群单元、服务注册中心单元、Redis集群单元、负载均衡单元和分布式文件服务单元。
其中，调度单元用以实时监控服务集群单元的状态，并根据服务集群单元的状态动态调整分布式文件服务单元中存储的整体设备配置模型树；每一个所述服务集群单元包括若干台数据采集服务器，若干台所述数据采集服务器通过服务的形式形成集群，各数据采集服务器连通设备组，所述调度单元为每个设备组动态分配设备配置模型子树，各数据采集服务器将采集的实时设备组数据存储至Redis集群单元，作为设备标签值模型子树；同时，实时监测分布式文件服务单元存储的整体设备配置模型树是否变更，若监测到分布式文件服务单元存储的整体设备配置模型树变更，则更新所对应的设备配置模型子树；服务注册中心单元用以完成所述调度单元和服务集群单元中的各数据采集服务器的注册；Redis集群单元用以存储若干个所述服务集群单元中的设备标签值模型子树，若干个设备标签值模型子树组成整体设备标签值模型树，并根据若干个所述服务集群单元采集到的实时设备组数据对所述整体设备标签值模型树进行更新；负载均衡单元用以对所述服务集群单元中的服务进行负载均摊；分布式文件服务单元用以存储若干个所述服务集群单元的整体设备配置模型树。
[0013]进一步地，同一个所述服务集群单元共享统一的设备配置模型子树。
[0014]进一步地，所述服务集群单元中各数据采集服务器以设备模型为基准，根据配置属性，创建相应的设备驱动模型、边缘计算模型和服务驱动模型。
[0015]进一步地，每一个所述服务集群单元共享的设备配置模型树是分布式文件服务单元存储的整体设备配置模型树的子树。
[0016]本专利技术另一方面公开一种基于共享模型树的分布式工业物联系统的工作方法，包括以下步骤：
[0017]S1：实时设备数据采集及服务动态调整；
[0018]将调度单元和服务集群单元中的各数据采集服务器统一注册至服务注册中心单元；
[0019]调度单元获取服务列表，根据所获取的服务列表对分布式文件服务单元存储的整体设备配置模型树进行职责属性分配；
[0020]服务集群单元实时监测分布式文件服务单元存储的整体设备配置模型树是否变更，若监测到分布式文件服务单元存储的整体设备配置模型树变更，则更新所对应的区域子树；
[0021]各数据采集服务器领取自身管辖群组，并根据配置属性建立对应的设备驱动模型、边缘计算模型和服务驱动模型；
[0022]各数据采集服务器连通下辖设备组，将实时采集的设备组各标签数据统一存储至Redis集群单元；
[0023]若调度单元监测到服务集群单元中数据采集服务器增加或出现故障，则对分布式文件服务单元中存储的整体设备配置模型树进行动态调整，相应的服务集群单元则同步实时更新所对应的设备配置模型子树；
[0024]调度单元实时监测各服务集群单元中的各个负载，并根据监测到的负载状态，作出优化调整。
[0025]S2：上层应用访问。
[0026]进一步地，所述上层应用访问的形式包括WebApi形式、消息中间件形式和数据库
形式。
[0027]进一步地，上层应用采用WebApi形式访问的过程包括：
[0028]调度单元作为网关暴露给第三方应用；
[0029]当上行应用并行访问量少时，由调度单元回复；当上行应用多并发访问时，调度单元回复其中一部分，剩余部分转发到各服务集群单元进行分摊处理回复。
[0030]进一步地，上层应用采用消息中间件形式访问的过程包括：
[0031]各服务集群单元以设备ID为区分标识进行Topic，并各自发布到统一Broker中进行对外暴露；
[0032]上层应用根据约定协议进行统一订阅读取。
[0033]进一步地，上层应用采用数据库形式访问的过程包括：
[0034]各服务集群单元接入同一个数据库服务；
[0035]建立对外统一的时序数据服务和关系数据服务。
[0036]有益技术效果：
[0037]1、本专利技术公开一种基于共享模型树的分布式工业物联系统，包括调度单元、服务集群单元、服务注册中心单元、Redis集群单元、负载均衡单元和分布式文件服务单元，解决了现有工业物联系统采用中心化管理且需人工集中备份配置文件所带来的各种问题，利用共享式的分布式文件服务单元结合调度单本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于共享模型树的分布式工业物联系统，其特征在于，包括：调度单元，用以实时监控服务集群单元的状态，并根据服务集群单元的状态动态调整分布式文件服务单元中存储的整体设备配置模型树；服务集群单元，每一个所述服务集群单元包括若干台数据采集服务器，若干台所述数据采集服务器通过服务的形式形成集群，各数据采集服务器连通设备组，所述调度单元为每个设备组动态分配设备配置模型子树，各数据采集服务器将采集的实时设备组数据存储至Redis集群单元，作为设备标签值模型子树；并实时监测分布式文件服务单元存储的整体设备配置模型树是否变更，若监测到分布式文件服务单元存储的整体设备配置模型树变更，则更新所对应的设备配置模型子树；服务注册中心单元，用以完成所述调度单元和服务集群单元中的各数据采集服务器的注册；Redis集群单元，用以存储若干个所述服务集群单元中的设备标签值模型子树，若干个设备标签值模型子树组成整体设备标签值模型树，并根据若干个所述服务集群单元采集到的实时设备组数据对所述整体设备标签值模型树进行更新；负载均衡单元，用以对所述服务集群单元中的服务进行负载均摊；分布式文件服务单元，用以存储若干个所述服务集群单元的整体设备配置模型树。2.根据权利要求1所述的一种基于共享模型树的分布式工业物联系统，其特征在于，同一个所述服务集群单元共享统一的设备配置模型子树。3.根据权利要求1所述的一种基于共享模型树的分布式工业物联系统，其特征在于，所述服务集群单元中各数据采集服务器以设备模型为基准，根据配置属性，创建相应的设备驱动模型、边缘计算模型和服务驱动模型。4.根据权利要求2所述的一种基于共享模型树的分布式工业物联系统，其特征在于，每一个所述服务集群单元共享的设备配置模型树是分布式文件服务单元存储的整体设备配置模型树的子树。5.根据权利要求1
‑
4任一项所述的一种基于共享模型树的分布式工业物联系统的工作方法，其特征在于，包括以下步骤：S1：实时设备数据采集及服务动态调整；将调度单元和服务集群单元中的各数...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑青山，甘中学，冯浩然，陈益飞，胡幸超，
申请(专利权)人：智昌科技集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：