CN113703400B - 一种支持远程协同的设备状态监测***及其状态上报方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种支持远程协同的设备状态监测***及其状态上报方法，属于监测***技术领域。本发明针对工业生产现场或异地分布式环境下的多点监测且集中处理场景，存在现场状态感知信息不全面、状态上报不及时、异常告警处理响应慢以及不确定因素较多等问题与不足。通过对边缘侧应用的模块化组件化功能解耦与互操作交互协同，获得动作处理的可配置易组装重构、过程全自动无人值守化等能力，以及高效可靠的原始数据采集、数据预处理与即时发布，进而使得相关状态数据订阅者可以即时按需获取所关注的状态数据；本方法具有处理解耦可配置、过程低时延确定性强、支持全自动无人值守协同执行等优点。
Description
技术领域
本发明属于监测***技术领域，具体涉及一种支持远程协同的设备状态监测***及其状态上报方法。
背景技术
仪器设备状态监测***(Condition Monitoring System，CMS)及其应用解决方案，其监测对象一般都是关键或高价值仪器设备，如数控机床、机器人、检测设备、工艺设备、物流仓储设备、试验设施、电力设备等工业资产。CMS能够通过主动地、长期的、全面地对监测对象的运行相关参数指标进行监测，感知监测对象的当前工作状态及运行参数，预测其状态趋势，洞察故障发生的征兆，给出操作、应用、保养及日常维修等方面的预警及决策建议，以帮助用户进行预防性保养、装备健康管理与维护维修保障等工作，避免监测对象发生异常停机或灾难性故障，进而降低运营维护成本。
目前已有的监测对象，大多属于哑终端状态仪器设备，设备维护人员或现场管理人员无法获悉设备的工作状态及运行参数。多数情况下，仪器设备维护人员或现场操作人员借助人工观察比对、辅助工具检验等多种方式，才能够获取仪器设备状态数据并评估其性能参数指标情况。近年来，高端仪器设备的智能化、软件化与网络化程度越来越高。以电子测量仪器为例，其自身测试性大幅度提升，很多采用机内自测试(Built-In Test，BIT)技术实现了自测试功能，能够对自身的整机、软硬件模块单元乃至关键接口进行量化参数指标(如电压、温度、时域波形等)的通过/不通过/异常错误测试。针对自测试功能的执行而言，按照执行时机的不同，可以归为三类：加电自测试(Power BIT，PBIT)、连续自测试(Continuous BIT,CBIT)与指令自测试(Instruction BIT，IBIT)。其中，加电自测试PBIT在仪器开机启动后自动执行，其检测项目较为完整，涉及整机、软硬件模块单元乃至关键接口的状态检测；连续自测试CBIT，在仪器正常工作时周期性连续执行，需要不影响仪器的正常工作状态，检测项目相对较少，一般只针对关键敏感参数指标进行简单检测，并进行及时显示通知；指令自测试IBIT，通过由操作人员进行仪器面板人工操作的方式手动执行，或者接受第三方程控命令进行远程响应执行，检测项目相对灵活，多数仪器仅进行自身功能性能的简单测试并给出可存储记录的测试结果报告。具备互联接口(LAN或USB)的电子测量仪器通常具有IBIT功能：接收并响应自测试命令(如“*TST？”)，自动执行一次自测试功能，并返回自测试结果与异常错误信息。但是，这些仪器设备的IBIT自测试功能，通常需要切换至自测试模式才进行执行，中断或影响到仪器设备的当前运行状态。严格讲，只是间接反映仪器设备的部分运行状态。而设备维护保障人员与现场管理人员普遍关注的开关机记录、运行状态(在线运行|在线异常|在线待机|停机|计量检测|维修...)、环境状态(如位置、温度、湿度)以及性能参数指标(如时域波形|幅度|相位|驻波比...)等状态数据，往往还需要借助现场人工获取，或者传递状态测试结果报告，才能被获悉与响应处理，使得所获取的状态数据不够全面、状态上报处理不及时、异常告警响应慢以及自动化程度弱。总之，现场状态感知能力依然不足。
现有仪器设备状态监测***及其应用解决方案，整合多种传感资源(如温度湿度传感器、压力传感器、电压电流传感器、位置传感器、视觉传感器与智能化仪表设备等)，实现对设备运行状态的实时检测和依据设备运行参数对设备故障进行预警、诊断或其他维护决策处理，一般采用多种采集方式(代码埋点、探针程序、触发器、数据同步、消息通知或人工辅助等)进行状态数据采集，获取状态数据信息后主要进行数据预处理、记录存储与分析应用(如趋势分析、诊断评估、预测告警与决策处理等)等控制处理。
典型配置的CMS主要由管理中心节点、浏览分析节点、数据采集节点和通信网络四部分组成。部分CMS采用基于点到点(Peer to Peer，P2P)模式进行状态数据的直接上报处理，虽然低延迟实时性强，但仅支持单一消息消费、应用局限性受限。随着发布/订阅技术的引入，尤其是采用基于发布/订阅模式的消息队列产品，如MQTT(Message QueuingTelemetry Transport，消息队列遥测传输)、Rabbit MQ(Rabbit Message Queue，Rabbit公司的消息队列)、DDS(Data Distribution Service for Real-time Systems，实时***用数据分配业务)等，具有解耦易维护、异步执行避免高负载的优势，避免的P2P模式的局限性而且能够提供即时响应体验，因而在仪器设备状态监测***中得到越来越多的应用。
目前，部分高端仪器设备虽然具备了互联接口与自测试功能，但是其工作状态及运行参数情况大多依然借助现场人员的人工手动或人机协同上报，设备维护保养人员的定期巡检，甚至设备异常故障宕机等途径，才能够被相关人员获悉。尤其是，针对工业生产现场或异地分布式环境下的多点监测且集中处理场景(如电子产品数字化/智能化生产车间、电子装备综合环境试验场或武器装备逻辑靶场)，存在现场状态感知数据信息不全面、状态上报处理不及时、异常告警响应慢以及自动化程度弱等状态感知能力不足现象。
发明内容
针对现有技术中存在的上述技术问题，本发明提出了一种支持远程协同的设备状态监测***及其状态上报方法，设计合理，克服了现有技术的不足，具有良好的效果。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种支持远程协同的设备状态监测***，包括边缘终端、云平台和应用终端；
边缘终端，部署有状态数据监测程序CmBit；CmBit设置有包括原始数据采集、数据分类识别、状态异常处理、状态数据记录、状态数据发布与控制选项设置在内的功能模块；
云平台，基于商用主流基础设施搭建有大数据中心，基于局域网/互联网虚拟主机部署有数据库***、文件传输协议服务器软件及网络共享变量中间件；
应用终端，部署有远程状态监测应用程序，远程状态监测应用程序设置有包括设备状态总览、监测对象管理、设备状态监测、设备远程控制、历史数据查询以及状态数据管理在内的功能模块。
优选地，原始数据采集功能模块：能够通过规范化数据接口与所指定数据源进行数据交互，以获取所关注的原始状态数据；其中，所指定的数据源，包括但不限于包括自测试结果文件、运行界面截图文件、开关机记录、环境状态信息文件、参数测量结果文件在内的各类媒体数据文件，以便集成多种数据采集方式所获取的原始状态数据；其中，多种数据采集方式包括代码埋点、探针程序、触发器、数据同步、消息通知或人工辅助；
自测试结果文件，由监测对象机内固件或Bit软件生成，内容至少包括针对整机、软硬件模块和关键接口的量化指标参数、值域范围、当前测量值、测量结论及时间戳信息；
环境状态信息文件，由指定位置的传感资源进行数据采集后获取，包括地点位置、环境温度、环境湿度与空气尘埃相关数据信息；
参数测量结果文件，由指定的测量仪表针对监测点进行数据采集后获取，包括监测点所涉及到的参数指标体系，每项参数的名称、正常测量值域范围、当前测量值、测量结论及时间戳信息；若当前动作执行状态选中，则进行状态标记与日志记录；
数据分类识别功能模块：按照所设置的【启用】开关控制选项进行处理；对原始状态数据进行分类检查、模式识别、异常判定与状态评估处理，给出状态识别结果；允许指定状态识别算法，所给出的状态识别结果，包括但不限于在线运行、异常、待机、停机、计量检测、维修、未知；若当前状态识别结果为异常，则直接调用【状态异常处理】功能模块，若当前动作执行状态选中，则进行状态标记与日志记录；
状态异常处理功能模块：按照所设置的【启用】开关控制选项进行处理；若选中，则通过NV写者连接应用编程接口函数，依次发布当前状态数据、状态识别结果及时间戳全部状态数据信息，并自动产生异常处理消息事件；驻留内存的异常处理子线程，接收到异常处理消息事件后，能够调用预先注册的处理动作回调函数，进行异常响应处理与本地日志记录处理；所预先注册的异常处理动作，包括但不限于消息提示告警、声光设备报警、自定义强制动作；若当前动作执行状态选中，则进行状态标记与日志记录；
状态数据记录功能模块：按照所设置的【启用】开关控制选项进行处理；能够选择状态数据内容并记录存储到指定媒体数据文件或数据库中，并支持环境状态信息文件与参数测量结果文件的自动生成；所指定状态数据内容，包括但不限于运行界面截图文件、开关机记录、环境状态信息与参数测量结果；若当前动作执行状态选中，则进行状态标记与日志记录；
状态数据发布功能模块：按照所设置的【启用】开关控制选项进行处理；若选中，则通过NV写者连接API函数，依次发布当前状态数据、状态识别结果及时间戳信息；若当前动作执行状态选中，则进行状态标记与日志记录；
远程交互控制功能模块：驻留内存的子线程处理模块；按照所设置的“本地|远控”控制模式，进行控制命令的响应处理，并反馈响应处理结果；其中，“本地”模式下，若接收到程控命令，则自动切换至“远控”模式；用户能够通过CmBit所提供的人机界面进行人机交互；“远控”模式下，接收程控命令并进行语法解析与控制执行；用户能够通过【本控|远控】开关按钮，断开程控连接，并将控制模式切换至“本地”模式；所支持的程控命令，包括但不限于查询IDN、状态复位、自测试、错误信息查询和控制选项设置；
控制选项设置功能模块：至少提供基本控制选项、预处理动作控制选项、状态数据发布控制选项、程控接口配置、监测点资源管理与本地日志管理；其中，所提供基本控制选项，包括但不限于开机自动运行开关控制选项、缺省的异常处理动作选项、数据库连接地址选项；所提供的预处理动作控制选项，包括但不限于数据分类识别、状态异常处理、状态数据记录的动作处理执行【启用】开关控制选项与动作状态发布【标记】开关控制选项；所提供的状态数据发布控制选项，包括但不限于状态数据发布的动作处理执行【启用】开关控制选项与动作状态发布【标记】开关控制选项。
优选地，设备状态总览功能模块：提供状态概况显示界面，对已接入的所有监测对象的状态概况进行可视化显示；在概况显示界面中提供图标显示区、状态显示区、统计显示区与功能按钮区；其中，状态显示区按照图标列表的形式显示所有监测对象的小图标，选中单个监测对象的显示图标可更新状态显示区的相关内；状态显示区显示当前选中图标的设备图标、设备名称、设备编号、设备运行状态、地点位置、环境温度、环境湿度、空气尘埃以及运行状态的颜色突出显示；统计显示区显示所有监测对象的状态统计信息，按状态类别显示监测对象数量，包括在线运行数量、在线异常数量、在线待机数量、停机数量、计量检测数量、维修数量以及未知状态数量；其中，运行状态颜色突出显示：绿色-在线运行，灰色–在线待机，黄色–在线异常，红色–停机，深红色–维修，深绿–计量检测，白色-未知状态；功能按钮区提供〖监测对象管理...〗、〖设备状态监测...〗、〖历史数据查询...〗、〖设备远程控制...〗与〖状态数据管理...〗功能按钮，分别执行监测对象管理、设备状态监测、设备远程控制、历史数据查询与状态数据管理功能；
监测对象管理功能模块：对当前所监测目标设备的基本属性信息进行统一管理，包括添加、删除、修改、导入/导出与备份；
设备状态监测功能模块：查看当前监测对象的在线状态数据信息、状态监测执行状态及相关日志记录；其中，状态数据信息按类别显示，至少涵盖自测试结果、运行界面截图、开关机记录、环境状态信息与参数测量结果；
设备远程控制功能模块：基于当前控制参数与边缘侧监测点的CmBit进行远程控制交互，并显示响应处理结果；
历史数据查询功能模块：查询对应监测对象的历史状态数据；
状态数据管理功能模块：对当前监测对象的所有历史状态数据进行管理。
此外，本发明还提到一种支持远程协同的设备状态监测***的状态上报方法，该方法采用如上所述的支持远程协同的设备状态监测***，包括如下步骤：
步骤1：针对监测对象的状态感知研制配套CmBit软件；
首先，结合对监测对象状态感知能力的需求分析，明确状态监测点、状态数据源、状态数据项及参数指标体系，形成原始数据采集、状态识别、参数异常处理及状态数据发布设计方案；然后，按照模块化组件化原则，进行配套CmBit软件设计优化与功能实现；所实现的配套CmBit软件，包括但不限于原始数据采集模块、状态数据预处理模块、状态数据发布模块与控制选项设置模块；
步骤2：部署相关传感器硬件资源与互联网络环境；
结合监测对象周边环境，临近状态监测点布置状态感知前端资源，状态感知前端资源包括但不限于温湿度传感器、气压传感器、位置传感器和数据采集器；
步骤3：本地或远端虚拟主机内部署网络共享变量中间件，提供异步传输、低时延的数据交换通道；同时，公开其数据发布与数据订阅功能调用API，以方便CmBit软件进行功能服务调用；
步骤4：监测点本地部署原始数据采集模块，通过规范化数据接口与所指定数据源进行数据交互，以获取所关注的原始状态数据；
步骤5：监测点本地部署状态数据预处理模块，至少提供包括数据分类识别、状态异常处理和状态数据记录在内的动作控制项；
步骤6：监测点本地部署状态数据发布模块，利用NV数据发布功能调用API进行基于网络共享变量的高速稳定数据传输；通过NV数据发布功能连接API函数，依次发布当前状态数据、状态识别结果及时间戳信息；进行自身执行状态标记与执行日志记录。
本发明所带来的有益技术效果：
本发明针对工业生产现场或异地分布式环境下的多点监测且集中处理场景(如电子产品数字化/智能化生产车间、电子装备综合环境试验场或武器装备逻辑靶场)，存在现场状态感知信息不全面、状态上报不及时、异常告警处理响应慢以及不确定因素较多等问题与不足。通过对边缘侧应用的模块化组件化功能解耦与互操作交互协同，获得动作处理的可配置易组装重构、过程全自动无人值守化等能力，以及高效可靠的原始数据采集、数据预处理与即时发布，进而使得相关状态数据订阅者可以即时按需获取所关注的状态数据。
与现有技术相比，本方法具有处理解耦可配置、过程低时延确定性强、支持全自动无人值守协同执行等优点。
附图说明
图1为***协同处理框图。
图2为上传过程动作解耦处理流程示意图。
图3为本发明方法的流程图。
具体实施方式
下面结合附图以及具体实施方式对本发明作进一步详细说明：
本发明所述技术方案如图1所示，可分边缘侧、云平台与应用侧三部分。其中，在边缘侧针对临近监测对象的状态监测或数据采集点，部署状态数据监测程序CmBit，以便进行全面且高效的原始数据采集、数据分类识别、参数异常处理、状态数据发布、数据入库记录、远程交互控制与控制选项设置；云平台基于商用主流基础设施搭建大数据中心环境，基于局域网/互联网虚拟主机部署数据库***、文件传输协议(File Transfer Protocol，FTP)服务器软件及网络共享变量(Network Variable，NV)中间件，提供高效稳定且安全可靠的数据库管理服务、FTP文件上传/下载服务、基于发布/订阅模式的数据交换服务；在应用终端内，部署远程状态监测应用程序(以下简称CmWizard)，以便进行设备状态总览、监测对象管理、设备状态监测、设备远程控制、历史数据查询以及状态数据管理等处理。
其中边缘侧的CmBit，在不影响监测对象正常工作的情况下，视时间敏感程度尽可能临近监测对象进行驻留，也可以驻留于对监测对象进行数据采集的边缘终端内。CmBit主要提供原始数据采集、数据分类识别、参数异常处理、状态数据记录、状态数据发布与控制选项设置等功能模块，具体描述如下：
【原始数据采集】：可通过规范化数据接口与所指定数据源进行数据交互，以获取所关注的原始状态数据。其中，所指定的数据源，包括但不限于自测试结果文件、运行界面截图文件、开关机记录、环境状态信息文件、参数测量结果文件等各类媒体数据文件，以便集成多种数据采集方式(代码埋点、探针程序、触发器、数据同步、消息通知或人工辅助等)所获取的原始状态数据。自测试结果文件由监测对象机内固件或Bit软件生成，内容至少包括针对整机、软硬件模块和关键接口的量化指标参数、值域范围、当前测量值、测量结论及时间戳信息；环境状态信息文件由指定位置的传感资源进行数据采集后获取，一般包括地点位置、环境温度、环境湿度与空气尘埃等相关数据信息；参数测量结果文件由指定的测量仪表针对监测点进行数据采集后获取，通常因所监测对象类型不同，参数指标差异较大，一般包括监测点所涉及到的参数指标体系，每项参数的名称、正常测量值域范围、当前测量值、测量结论及时间戳信息。若当前动作执行状态选中，则进行状态标记与日志记录，以提高执行状态的透明度。
【数据分类识别】：按照所设置的【启用】开关控制选项进行处理。对原始状态数据进行分类检查、模式识别、异常判定与状态评估等处理，给出状态识别结果。允许指定状态识别算法，如人工检测确认、自动阈值判别或概率神经网络等，以提高识别准确率，避免状态误判。所给出的状态识别结果，包括但不限于在线运行、异常、待机、停机、计量检测、维修、未知。若当前状态识别结果为异常，则直接调用【状态异常处理】功能模块，以提高异常处理响应速度。若当前动作执行状态选中，则进行状态标记与日志记录，以提高执行状态的透明度。
【状态异常处理】：按照所设置的【启用】开关控制选项进行处理。若选中，则通过NV写者连接应用编程接口(Application Programming Interface，API)函数，依次发布当前状态数据、状态识别结果及时间戳等全部状态数据信息，并自动产生异常处理消息事件。驻留内存的异常处理子线程，接收到异常处理消息事件后，能够调用预先注册的处理动作回调函数，进行异常响应处理与本地日志记录处理。所预先注册的异常处理动作，包括但不限于消息提示告警、声光设备报警、自定义强制动作。若当前动作执行状态选中，则进行状态标记与日志记录，以提高执行状态的透明度。
【状态数据记录】：按照所设置的【启用】开关控制选项进行处理。可选择状态数据内容并记录存储到指定媒体数据文件或数据库中，并支持环境状态信息文件与参数测量结果文件的自动生成。所指定状态数据内容，包括但不限于运行界面截图文件、开关机记录、环境状态信息与参数测量结果。若当前动作执行状态选中，则进行状态标记与日志记录，以提高执行状态的透明度。
【状态数据发布】：按照所设置的【启用】开关控制选项进行处理。若选中，则通过NV写者连接API函数，依次发布当前状态数据、状态识别结果及时间戳信息。若当前动作执行状态选中，则进行状态标记与日志记录，以提高执行状态的透明度。
【远程交互控制】：驻留内存的子线程处理模块。按照所设置的“本地|远控”控制模式，进行控制命令的响应处理，并反馈响应处理结果。其中，“本地”模式下，若接收到程控命令，则自动切换至“远控”模式。用户可以通过CmBit所提供的人机界面进行人机交互；“远控”模式下，接收程控命令并进行语法解析与控制执行。用户可以通过【本控|远控】开关按钮，断开程控连接，并将控制模式切换至“本地”模式。所支持的程控命令，包括但不限于查询IDN(*IDN？)、状态复位(*RST)、自测试(*TST？)、错误信息查询(SYSTem:ERRor？)、控制选项设置(CONFigure:XXX)。
【控制选项设置】：至少提供基本控制选项、预处理动作控制选项、状态数据发布控制选项、程控接口配置、监测点资源管理与本地日志管理。其中，所提供基本控制选项，包括但不限于开机自动运行开关控制选项、缺省的异常处理动作选项、数据库连接地址选项；所提供的预处理动作控制选项，包括但不限于数据分类识别、状态异常处理、状态数据记录的动作处理执行【启用】开关控制选项与动作状态发布【标记】开关控制选项；所提供的状态数据发布控制选项，包括但不限于状态数据发布的动作处理执行【启用】开关控制选项与动作状态发布【标记】开关控制选项。
应用侧的CmWizard软件部署于应用终端，主要提供设备状态总览、监测对象管理、设备状态监测、设备远程控制、历史数据查询与状态数据管理等功能模块。具体功能描述如下：
【设备状态总览】：提供状态概况显示界面，对已接入的所有监测对象的状态概况进行可视化显示。在概况显示界面中提供图标显示区、状态显示区、统计显示区与功能按钮区。其中，状态显示区按照图标列表的形式显示所有监测对象的小图标，选中单个监测对象的显示图标可更新状态显示区的相关内；状态显示区显示当前选中图标的设备图标、设备名称、设备编号、设备运行状态、地点位置、环境温度、环境湿度、空气尘埃以及运行状态的颜色突出显示；统计显示区显示所有监测对象的状态统计信息，按状态类别显示监测对象数量，包括在线运行数量、在线异常数量、在线待机数量、停机数量、计量检测数量、维修数量以及未知状态数量。其中，运行状态颜色突出显示：绿色-在线运行，灰色–在线待机，黄色–在线异常，红色–停机，深红色–维修，深绿–计量检测，白色-未知状态；功能按钮区提供〖监测对象管理...〗、〖设备状态监测...〗、〖历史数据查询...〗、〖设备远程控制...〗与〖状态数据管理...〗等功能按钮，分别执行监测对象管理、设备状态监测、设备远程控制、历史数据查询与状态数据管理等功能。
【监测对象管理】：对当前所监测目标设备的基本属性信息进行统一管理，包括添加、删除、修改、导入/导出与备份等。
【设备状态监测】：查看当前监测对象的在线状态数据信息、状态监测执行状态及相关日志记录。其中，状态数据信息按类别显示，至少涵盖自测试结果、运行界面截图、开关机记录、环境状态信息与参数测量结果。
【设备远程控制】：基于当前控制参数与边缘侧监测点的CmBit进行远程控制交互，并显示响应处理结果。
【历史数据查询】：查询对应监测对象的历史状态数据。
【状态数据管理】：对当前监测对象的所有历史状态数据进行管理。
CmBit软件采用模块化、组件化设计原则，对整个处理过程的主体功能逻辑进行抽象简化，对各个子模块的功能调用接口进行统一定义，实现功能解耦与封装处理。如图2所示，工程实现时，改变以往的紧耦合设计方法，基于消息处理机制采用数据队列与多线程等多种技术措施，以原始状态数据为基础实现数据获取、分类识别、异常处理、记录存储至数据发布等动作过程的可设置与易组装抽象封装。
这样，在时间敏感应用场景下，可以通过灵活的设置选项与动作组装，选用上传过程所执行的系列动作控制项，比如数据分类识别、状态异常处理、数据记录存储，乃至状态数据发布，进而获得整个上传过程动作处理的低时延与强确定性。
在自动化应用场景下，可以通过预先设置的CmBit软件状态配置参数进行互操作协同。该状态参数可以通过“本控”或“远控”模式，设置CmBit软件的控制选项，并可保存为CmBit状态配置参数文件，以备后续进行直接调用，从而大幅度减少人工介入环节，提高无人值守状态监测能力。
综上，本发明公开的一种支持远程协同的设备状态监测***及其状态上报实现方法，其实现流程描述如下：
针对监测对象的状态感知研制配套CmBit软件。首先，结合对监测对象状态感知能力的需求分析，明确状态监测点、状态数据源、状态数据项及参数指标体系，形成原始数据采集、状态识别、参数异常处理及状态数据发布设计方案。然后，按照模块化组件化原则，进行配套CmBit软件设计优化与功能实现。所实现的配套CmBit软件，包括但不限于原始数据采集模块、状态数据预处理模块、状态数据发布模块与控制选项设置模块。
部署相关传感器硬件资源与互联网络环境。结合监测对象周边环境，临近状态监测点布置状态感知前端资源，状态感知前端资源包括但不限于温湿度传感器、气压传感器、位置传感器和数据采集器等，应避免影响监测对象的实际工作状态。
本地或远端虚拟主机内部署网络共享变量中间件，提供异步传输、低时延的高速数据交换通道。同时，公开其数据发布与数据订阅功能调用API，以方便CmBit软件进行功能服务调用。
监测点本地部署原始数据采集模块，可通过规范化数据接口与所指定数据源进行数据交互，以获取所关注的原始状态数据。其中，所指定的数据源，包括但不限于自测试结果文件、运行界面截图文件、开关机记录、环境状态信息文件、参数测量结果文件等各类媒体数据文件，以便集成多种数据采集方式(代码埋点、探针程序、触发器、数据同步、消息通知或人工辅助等)所获取的原始状态数据。自测试结果文件由监测对象机内固件或Bit软件生成，内容至少包括针对整机、软硬件模块和关键接口的量化指标参数、值域范围、当前测量值、测量结论及时间戳信息；环境状态信息文件由指定位置的传感资源进行数据采集后获取，一般包括地点位置、环境温度、环境湿度与空气尘埃等相关数据信息；参数测量结果文件由指定的测量仪表针对监测点进行数据采集后获取，通常因所监测对象类型不同，参数指标差异较大，一般包括监测点所涉及到的参数指标体系，每项参数的名称、正常测量值域范围、当前测量值、测量结论及时间戳信息。若当前动作执行状态选中，则进行状态标记与日志记录，以提高执行状态的透明度。
监测点本地部署状态数据预处理模块，至少提供数据分类识别、状态异常处理、状态数据记录等可选动作控制项，详见【数据分类识别】、【状态异常处理】与【状态数据记录】等动作控制项的功能描述。这些动作控制项均按照所设置的【启用】开关控制选项进行处理，并支持自身执行状态标记与执行日志记录，以提高执行过程的状态透明度。
监测点本地部署状态数据发布模块，利用NV数据发布功能调用API进行基于网络共享变量的高速稳定数据传输。可以通过NV写者连接API函数，依次发布当前状态数据、状态识别结果及时间戳信息。可以进行自身执行状态标记与执行日志记录，以提高执行过程的状态透明度。
本发明的关键点：
边缘侧CmBit软件的模块化组件化功能抽象、解耦封装与接口统一，基于原始状态数据进行数据获取、状态识别、异常处理、存储记录至数据发布等系列动作控制项的可设置与易组装抽象与封装；
边缘侧CmBit软件的“控制选项设置”与“远程交互控制”功能，提供可切换的“本地|远控”控制模式进行人机交互协同，并支持全过程无人值守应用。
本发明的保护点：
状态数据预处理模块与状态数据发布模块的功能解耦且可配置处理(处理解耦可配置、过程低时延确定性强)；支持本控与远控模式的“控制选项设置”与“远程交互控制”功能处理互操作协同交互(全自动无人值守)。
当然，上述说明并非是对本发明的限制，本发明也并不仅限于上述举例，本技术领域的技术人员在本发明的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也应属于本发明的保护范围。
Claims (2)
1.一种支持远程协同的设备状态监测***，其特征在于：包括边缘终端、云平台和应用终端；
边缘终端，部署有状态数据监测程序CmBit；CmBit设置有包括原始数据采集、数据分类识别、状态异常处理、状态数据记录、状态数据发布与控制选项设置在内的功能模块；
云平台，基于商用主流基础设施搭建有大数据中心，基于局域网/互联网虚拟主机部署有数据库***、文件传输协议服务器软件及网络共享变量中间件；
应用终端，部署有远程状态监测应用程序，远程状态监测应用程序设置有包括设备状态总览、监测对象管理、设备状态监测、设备远程控制、历史数据查询以及状态数据管理在内的功能模块；
原始数据采集功能模块：能够通过规范化数据接口与所指定数据源进行数据交互，以获取所关注的原始状态数据；其中，所指定的数据源，包括但不限于包括自测试结果文件、运行界面截图文件、开关机记录、环境状态信息文件、参数测量结果文件在内的各类媒体数据文件，以便集成多种数据采集方式所获取的原始状态数据；其中，多种数据采集方式包括代码埋点、探针程序、触发器、数据同步、消息通知或人工辅助；
自测试结果文件，由监测对象机内固件或Bit软件生成，内容至少包括针对整机、软硬件模块和关键接口的量化指标参数、值域范围、当前测量值、测量结论及时间戳信息；
环境状态信息文件，由指定位置的传感资源进行数据采集后获取，包括地点位置、环境温度、环境湿度与空气尘埃相关数据信息；
参数测量结果文件，由指定的测量仪表针对监测点进行数据采集后获取，包括监测点所涉及到的参数指标体系，每项参数的名称、正常测量值域范围、当前测量值、测量结论及时间戳信息；若当前动作执行状态选中，则进行状态标记与日志记录；
数据分类识别功能模块：按照所设置的启用开关控制选项进行处理；对原始状态数据进行分类检查、模式识别、异常判定与状态评估处理，给出状态识别结果；允许指定状态识别算法，所给出的状态识别结果，包括但不限于在线运行、异常、待机、停机、计量检测、维修、未知；若当前状态识别结果为异常，则直接调用状态异常处理功能模块，若当前动作执行状态选中，则进行状态标记与日志记录；
状态异常处理功能模块：按照所设置的启用开关控制选项进行处理；若选中，则通过NV写者连接应用编程接口函数，依次发布当前状态数据、状态识别结果及时间戳全部状态数据信息，并自动产生异常处理消息事件；驻留内存的异常处理子线程，接收到异常处理消息事件后，能够调用预先注册的处理动作回调函数，进行异常响应处理与本地日志记录处理；所预先注册的异常处理动作，包括但不限于消息提示告警、声光设备报警、自定义强制动作；若当前动作执行状态选中，则进行状态标记与日志记录；
状态数据记录功能模块：按照所设置的启用开关控制选项进行处理；能够选择状态数据内容并记录存储到指定媒体数据文件或数据库中，并支持环境状态信息文件与参数测量结果文件的自动生成；所指定状态数据内容，包括但不限于运行界面截图文件、开关机记录、环境状态信息与参数测量结果；若当前动作执行状态选中，则进行状态标记与日志记录；
状态数据发布功能模块：按照所设置的启用开关控制选项进行处理；若选中，则通过NV写者连接API函数，依次发布当前状态数据、状态识别结果及时间戳信息；若当前动作执行状态选中，则进行状态标记与日志记录；
远程交互控制功能模块：驻留内存的子线程处理模块；按照所设置的“本地|远控”控制模式，进行控制命令的响应处理，并反馈响应处理结果；其中，“本地”模式下，若接收到程控命令，则自动切换至“远控”模式；用户能够通过CmBit所提供的人机界面进行人机交互；“远控”模式下，接收程控命令并进行语法解析与控制执行；用户能够通过本控|远控开关按钮，断开程控连接，并将控制模式切换至“本地”模式；所支持的程控命令，包括但不限于查询IDN、状态复位、自测试、错误信息查询和控制选项设置；
控制选项设置功能模块：至少提供基本控制选项、预处理动作控制选项、状态数据发布控制选项、程控接口配置、监测点资源管理与本地日志管理；其中，所提供基本控制选项，包括但不限于开机自动运行开关控制选项、缺省的异常处理动作选项、数据库连接地址选项；所提供的预处理动作控制选项，包括但不限于数据分类识别、状态异常处理、状态数据记录的动作处理执行启用开关控制选项与动作状态发布标记开关控制选项；所提供的状态数据发布控制选项，包括但不限于状态数据发布的动作处理执行启用开关控制选项与动作状态发布标记开关控制选项；
设备状态总览功能模块：提供状态概况显示界面，对已接入的所有监测对象的状态概况进行可视化显示；在概况显示界面中提供图标显示区、状态显示区、统计显示区与功能按钮区；其中，状态显示区按照图标列表的形式显示所有监测对象的小图标，选中单个监测对象的显示图标可更新状态显示区的相关内；状态显示区显示当前选中图标的设备图标、设备名称、设备编号、设备运行状态、地点位置、环境温度、环境湿度、空气尘埃以及运行状态的颜色突出显示；统计显示区显示所有监测对象的状态统计信息，按状态类别显示监测对象数量，包括在线运行数量、在线异常数量、在线待机数量、停机数量、计量检测数量、维修数量以及未知状态数量；其中，运行状态颜色突出显示：绿色 - 在线运行，灰色 – 在线待机，黄色 – 在线异常，红色 – 停机，深红色 – 维修，深绿 –计量检测，白色 - 未知状态；功能按钮区提供监测对象管理、设备状态监测、历史数据查询、设备远程控制与状态数据管理功能按钮，分别执行监测对象管理、设备状态监测、设备远程控制、历史数据查询与状态数据管理功能；
监测对象管理功能模块：对当前所监测目标设备的基本属性信息进行统一管理，包括添加、删除、修改、导入/导出与备份；
设备状态监测功能模块：查看当前监测对象的在线状态数据信息、状态监测执行状态及相关日志记录；其中，状态数据信息按类别显示，至少涵盖自测试结果、运行界面截图、开关机记录、环境状态信息与参数测量结果；
设备远程控制功能模块：基于当前控制参数与边缘侧监测点的CmBit进行远程控制交互，并显示响应处理结果；
历史数据查询功能模块：查询对应监测对象的历史状态数据；
状态数据管理功能模块：对当前监测对象的所有历史状态数据进行管理。
2.一种支持远程协同的设备状态监测***的状态上报方法，其特征在于：采用如权利要求1所述的支持远程协同的设备状态监测***，包括如下步骤：
步骤1：针对监测对象的状态感知研制配套CmBit软件；
首先，结合对监测对象状态感知能力的需求分析，明确状态监测点、状态数据源、状态数据项及参数指标体系，形成原始数据采集、状态识别、参数异常处理及状态数据发布设计方案；然后，按照模块化组件化原则，进行配套CmBit软件设计优化与功能实现；所实现的配套CmBit软件，包括但不限于原始数据采集模块、状态数据预处理模块、状态数据发布模块与控制选项设置模块；
步骤2：部署相关传感器硬件资源与互联网络环境；
结合监测对象周边环境，临近状态监测点布置状态感知前端资源，状态感知前端资源包括但不限于温湿度传感器、气压传感器、位置传感器和数据采集器；
步骤3：本地或远端虚拟主机内部署网络共享变量中间件，提供异步传输、低时延的数据交换通道；同时，公开其数据发布与数据订阅功能调用API，以方便CmBit软件进行功能服务调用；
步骤4：监测点本地部署原始数据采集模块，通过规范化数据接口与所指定数据源进行数据交互，以获取所关注的原始状态数据；
步骤5：监测点本地部署状态数据预处理模块，至少提供包括数据分类识别、状态异常处理和状态数据记录在内的动作控制项；
步骤6：监测点本地部署状态数据发布模块，利用NV数据发布功能调用API进行基于网络共享变量的高速稳定数据传输；通过NV数据发布功能连接API函数，依次发布当前状态数据、状态识别结果及时间戳信息；进行自身执行状态标记与执行日志记录。
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