CN205249280U - 基于云存储的远程设备健康管理*** - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种基于云存储的远程设备健康管理***，属于远程管理技术领域，包括局域网内的数据采集装置、公网内的云端服务器和用户终端，局域网内数据采集装置包括：用于对终端设备各项数据进行实时采集的就地控制装置、用于读取就地控制装置采集到的数据的数据传输模块、用于汇总各数据传输模块上传的各项数据的集中器，数据传输模块同时连接就地控制装置和集中器，云端服务器的一端连接数据传输模块和集中器，云端服务器的另一端连接用户终端，该***可以达到多点大数据的远程存储、对已发生或即将发生的故障进行诊断预警，对终端设备的健康数据进行统计汇总，方便用户对终端设备的健康状况及时了解维护，保障终端设备的安全运行。

Description

基于云存储的远程设备健康管理***

技术领域

本实用新型涉及一种远程设备健康管理***，尤其涉及一种基于云存储的远程设备健康管理***，属于远程管理技术领域。

背景技术

1999年，全球互联网的兴起带动了工业自动化产业向互联网方向的靠近。美国Broadwin公司研发的国际组态软件Webaccess软件，开创了组态软件产品从客户端/服务器(C/S模式)的网络架构向浏览器/服务器(B/S模式)转变的先河。

随着中国经济的持续、稳定发展以及未来亚太地区基础设施建设广阔的发展前景，矿山开采、港口码头、电力、建材、钢铁、隧道工程等领域的散料搬运输送量将持续增加，现代化的散料输送设备将迎来广阔的市场需求空间。科学技术的不断发展，推动着散料输送装备向大运量，长距离，大功率，多功能方向发展。

为了保证输送设备运转可靠，最主要的是及时发现和排除可能发生的故障，为此操作人员必须随时观察输送设备的工作情况，如发现异常应及时处理，机械工人应定期巡视和检查任何需要注意的情况或部件，例如一个托辊，并不显得十分重要，但输送磨损物料的高速输送带可能很快把它的外壳磨穿，出现一个刀刃，这个刀刃就可能严重地损坏一条价格昂贵的输送带，受过训练的工人或有经验的工作人员能及时发现即将发生的事故，并防患于未然，为了减少更换和维修输送设备的费用，必须重视对操作人员和维修人员进行输送设备的运行和维修知识的培训，这将大大增加人力物力资源的投入。

传统的远程管理***，尤其是矿用的，其功能简单，一般分为三种情况：

局域网内的多套终端设备的远程管理，这种远程管理局限在单独的局域网内，不能及时地将数据汇总传输至公网。

指定静态IP的公网内的一套终端设备的远程管理，需要具有固定地址的公网IP，公网IP资源较少，申请及维护费用高，不便于用户使用，对于电力、石油、化工等网络IP资源集中管理的行业，服务器公网IP的获得和使用受到很大的限制。

数据存储受到限制，不能实现大量数据的存储和管理，大量各种不同类型的终端设备不能通过应用软件集合起来。

此三种情况都有一定的局限性，不能实现多套终端设备公网内的远程管理。

云存储是在云计算概念上延伸和发展出来的一个新的概念，是一种新兴的网络存储技术，云存储是基于云端服务器实现的，云端服务器将网络中大量各种不同类型的终端设备通过应用软件集合起来协同工作，共同对外提供数据存储和业务访问功能，云端服务器运算和处理的核心是大量数据的存储和管理。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种基于云存储的远程设备健康管理***，不要求终端设备提供固定IP及管理机房，只需要一根任意IP的能够连入公网的网线或能够被无线通讯通信信号覆盖，就能够使终端设备的设备信息传输、存储、归纳和分析，将故障点消除在萌芽状态，以保障终端设备的安全、高效、健康运行。

本实用新型所述的基于云存储的远程设备健康管理***，包括：局域网内的数据采集装置、公网内的云端服务器和用户终端，用户终端通过公网内的云端服务器与局域网内的数据采集装置实现数据通讯，局域网内数据采集装置包括：至少一台用于对终端设备的设备信息进行实时采集的就地控制装置、至少一台用于读取就地控制装置采集到的设备信息的数据传输模块，数据传输模块连接就地控制装置，公网内的云端服务器的一端与数据传输模块实现数据通讯，公网内的云端服务器的另一端与用户终端实现数据通讯。

就地控制装置为基础装置，对终端设备进行常规的自动化控制，并对终端设备的各项数据参数进行实时采集，通过通讯端口与数据传输模块进行通讯，数据传输模块负责读取就地控制装置采集到的设备信息并直接上传到云端服务器，当局域网异常时，数据传输模块还可以缓存就地控制装置采集的设备信息，待网络修复后上传到云端服务器，云端服务器对设备信息进行存储、运算后，以实时参数、仪表盘、数据报表、曲线报表等形式展现给用户终端。

所述的数据采集装置还包括至少一台在局域网内汇总各数据传输模块上传的设备信息的集中器，集中器连接数据传输模块，且与公网内的云端服务器实现数据通讯。

当局域网内的终端设备较多时，数据传输模块负责读取就地控制装置采集到的设备信息，并上传给集中器，当局域网异常时，数据传输模块还可以缓存就地控制装置采集的设备信息，待网络修复后上传到集中器，集中器汇总局域网内的数据传输模块上传的设备信息，并上传到公网内的云端服务器，如果网络异常则缓存汇总的设备信息，待网络修复后上传到公网内云端服务器。

所述的集中器包括主控芯片、内存模块、以太网接口和USB接口，一个局域网内的集中器包括两台，一台集中器用于局域网内的数据收集及传输，另一台集中器仅保持在线状态作为备用。

集中器的主控芯片采用工业级ARM芯片IMX6，可以在-40～105摄氏度的范围内正常工作；集中器采用“一用一备”的调度策略，正常情况下，A集中器负责局域网内的数据收集及传输，B集中器仅保持在线状态，当A集中器出现故障时，B集中器取代A集中器的工作，此时工作人员可以对A集中器进行检修，既能减轻云端服务器的负担，又能提高***的管理效率，每个服务区域只需要与云端服务器维持一条或两条网络链接，可以大大的减轻云端服务器的工作负担，云端服务器只需要统一管理集中器，而不需要关注具体的就地控制装置，集中器负责就地控制装置的管理；强大的数据缓存能力，配有2G内存、以太网接口、USB接口等常用外设，还可以通过SD卡或者硬盘扩展存储空间，有足够的数据缓存能力，公网正常时，集中器可以将收集到的数据传输模块的数据直接上传到云端服务器，公网异常时，集中器可以将收集到的数据传输模块的数据缓存到扩展存储器，待网络修复后上传到云端服务器，同时，云端服务器可以检测到集中器的异常行为，并可以通过特定的通信方式通知相应的负责人；安全的公网数据传输。集中器搭载稳定开源的Linux操作***，支持完整的网络协议栈，可以通过SSL、HTTPS安全的连接方式与云端服务器通信，可以有效防止他人恶意伪造数据，提高服务质量；强大的并行、并发处理能力，集中器搭支持多进程、多线程协作，可以同时处理多项任务。

所述的数据传输模块包括由核心模块统一连接管理的串口通讯模块、无线通讯模块、以太网模块和SD卡模块，数据传输模块支持DHCP协议。

数据传输模块可以自动获取IP并可访问局域网内核及公网上的任意目标IP；支持标准以太网通信协议，如TCP、UDP及其它常用协议；支持移动无线通讯协议；可以选择合理的加密方案对数据进行加密，如SSL、HTTPS；具有数据缓存功能，在局域网堵塞的情况下缓存就地控制装置采集到的设备信息，待网络恢复后将缓存的设备信息发送到集中器或云端服务器，且保证数据不丢失；可根据现场需求自由选择组网方式，对于现场终端设备较少的情况，数据传输模块可以将就地控制装置采集到的设备信息直接传送到云端服务器。

所述的云端服务器包括云端数据采集存储服务器、云端算法处理服务器和云端显示交互服务器，各个服务器之间相互连接通讯，云端数据采集存储服务器与数据采集装置实现数据通讯，云端显示交互服务器与用户终端实现数据通讯。

云端数据采集存储服务器负责采集存储局域网内的数据采集装置传送到公网内的数据，云端算法处理服务器用于对数据进行运算分析，对已发生或即将发生的故障提出专家级诊断、预警，对终端设备的健康数据进行统计汇总，形成实时参数、仪表盘、数据报表、曲线报表等形式，云端显示交互服务器用于将分析处理的结果展现给用户终端。

所述的云端数据采集存储服务器、云端算法处理服务器和云端显示交互服务器采用LNMP组合。

云端服务器需要长期运行并处理大量的数据，考虑后台的稳定性、性能及运营成本，云端数据采集存储服务器、云端算法处理服务器和云端显示交互服务器采用成熟的LNMP组合，达到多点大数据的远程存储，对已发生或即将发生的故障进行诊断、预警，对终端设备的健康数据进行统计汇总，并提供给客户，达到故障点提前预知并避免故障的扩大，可以实现远程实时监控的目的，方便用户对终端设备的健康状况及时了解、维护和保障终端设备的安全运行。

所述的用户终端包括管理员账号终端和用户账号终端，管理员账号终端包括Web应用和手机APP，通过上述工具内的“管理员账号”登录***，对***进行管理维护，用户账号终端包括包括Web应用和手机APP，通过上述工具内的“用户账号”登录***，查看自己权限下的相关终端设备的运行状态。

管理员使用PC机如台式机、笔记本电脑和掌上电脑或手机内的Web应用或手机APP，通过“管理员账号”登录***，对***的各项终端设备、各种账号等进行管理、配置，“管理员账号”是唯一的；用户使用PC机如台式机、笔记本电脑和掌上电脑或手机内的Web应用或手机APP，通过“管理员账号”分配的“用户账号”登录***，查看自己权限下的相关终端设备的运行状态等，同时，***将已发生或即将发生的故障诊断后，发出预警信息，并通过手机短信或Email发送到主要负责人的手机或PC机上，达到故障点提前预知并避免故障的扩大，实现远程实时管理的目的，方便用户对终端设备的健康状况及时了解，维护和保障终端设备的安全运行。

本实用新型与现有技术相比，具有如下有益效果：

提供一种基于云存储的远程设备健康管理***，不要求终端设备提供固定IP及管理机房，只需要一根任意IP的能够连入公网的网线或能够被无线通讯通信信号覆盖，就能够将终端设备数据传输至云端服务器，云端服务器对参数进行存储、归纳和分析后提出专家诊断，将故障点消除在萌芽状态，以保障终端设备的安全、高效、健康运行，通过该***的研制，实现多套终端设备公网内的远程管理，可以达到多点大数据的远程存储、对已发生或即将发生的故障进行诊断、预警，对终端设备的健康数据进行统计汇总，并提供给客户，达到故障点提前预知并避免故障的扩大，可以实现远程实时监控的目的，用户可以在任何时间、任何地方，通过任何可连网的装置连接到云端服务器上存取数据，方便用户对终端设备的健康状况及时了解、维护和保障终端设备的安全运行，真正克服了目前市场上对于输送设备即终端设备的运行状态的监控不全面，并对于出现的故障不能进行及时有效的分析和从而避免大事故的发生等方面的现状，可广泛应用于矿山开采、港口码头、电力、建材、钢铁、隧道工程等领域。

附图说明

图1为本实用新型实施例1的连接框图；

图2为本实用新型实施例2的连接框图；

图中：1、终端设备；2、数据采集装置；3、云端服务器；4、用户终端；21、就地控制装置；22、数据传输模块；23、集中器；31、云端数据采集存储服务器；32、云端算法处理服务器；33、云端显示交互服务器；41、管理员账号终端；42、用户账号终端。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的说明：

实施例1:

如图1所示，本实用新型所述的基于云存储的远程设备健康管理***，包括：局域网内的数据采集装置2、公网内的云端服务器3和用户终端4，用户终端4通过公网内的云端服务器3与局域网内数据采集装置2实现数据通讯，数据采集装置2用于采集终端设备1的设备信息并传送至公网，公网内的云端服务器3将设备信息进行远程存储、诊断、预警，对终端设备1的健康数据进行统计汇总后传送至用户终端4，局域网内数据采集装置2包括：至少一台用于对终端设备1的设备信息进行实时采集的就地控制装置21、至少一台用于读取就地控制装置21采集到的设备信息的数据传输模块22，就地控制装置21为基础装置，对终端设备1进行常规的自动化控制，并对终端设备1的设备信息进行实时采集，通过通讯端口与数据传输模块22进行通讯，数据传输模块22与就地控制装置21实现数据通讯，公网内的云端服务器3的一端与数据传输模块22实现数据通讯，公网内的云端服务器3的另一端与用户终端4实现数据通讯，数据传输模块22负责读取就地控制装置21采集到的设备信息，并上传至公网内的云端服务器3，当局域网异常时，数据传输模块22缓存就地控制装置21采集的设备信息，待网络恢复后再上传至公网内的云端服务器3，云端服务器3对设备信息进行存储、运算后，以实时参数、仪表盘、数据报表、曲线报表等形式展现给用户终端4。

为了进一步说明实施例1，数据采集装置2还包括至少一台在局域网内汇总各数据传输模块22上传的设备信息的集中器23，集中器23连接数据传输模块22，且与公网内的云端服务器3实现数据通讯。

可根据现场需求自由选择组网方式，对于终端设备1较多的情况，集中器23汇总局域网内的数据传输模块22上传的设备信息，并上传到云端服务器3，如果网络异常则缓存汇总的设备信息，待网络修复后上传到云端服务器3。

为了进一步说明实施例1，集中器23包括主控芯片、内存模块、以太网接口和USB接口，集中器23包括两台，一台集中器23用于局域网内的数据收集及传输，另一台集中器23仅保持在线状态作为备用。

集中器的主控芯片采用工业级ARM芯片IMX6，可以在-40～105摄氏度的范围内正常工作；集中器采用“一用一备”的调度策略，正常情况下，A集中器负责局域网内的数据收集及传输，B集中器仅保持在线状态，当A集中器出现故障时，B集中器取代A集中器的工作，此时工作人员可以对A集中器进行检修，既能减轻云端服务器专家级后台的负担，又能提高***的管理效率，每个服务区域只需要与云端服务器3维持一条或两条网络链接，可以大大的减轻云端服务器3的工作负担。云端服务器3只需要统一管理集中器23，而不需要关注具体的就地控制装置21，集中器23负责就地控制装置21的管理；强大的数据缓存能力，有足够的数据缓存能力，公网正常时，集中器23可以将收集到的数据传输模块22的数据直接上传到云端服务器3，公网异常时，集中器23可以将收集到的数据传输模块22的数据缓存到扩展存储器，待网络修复后上传到云端服务器3，同时，云端服务器3可以检测到集中器23的异常行为，并可以通过特定的通信方式通知相应的负责人；安全的公网数据传输，集中器23搭载稳定开源的Linux操作***，支持完整的网络协议栈，可以通过SSL、HTTPS等安全的连接方式与云端服务器通信，可以有效防止他人恶意伪造数据，提高服务质量；强大的并行、并发处理能力，支持多进程、多线程协作，可以同时处理多项任务。

为了进一步说明实施例1，数据传输模块22包括由核心模块统一连接管理的串口通讯模块、无线通讯模块、以太网模块和SD卡模块，数据传输模块22支持DHCP协议，数据传输模块22可以自动获取IP并可访问局域网内核及公网上的任意目标IP；支持标准以太网通信协议；支持移动无线通讯协议；可以选择合理的加密方案对数据进行加密；具有数据缓存功能，在局域网堵塞的情况下缓存就地控制装置21采集到的数据，待网络恢复后将缓存的数据发送到集中器23或云端服务器3，且保证数据不丢失。

为了进一步说明实施例1，云端服务器3包括云端数据采集存储服务器31、云端算法处理服务器32和云端显示交互服务器33，各个服务器之间相互连接通讯，云端数据采集存储服务器31与数据采集装置2实现数据通讯，云端显示交互服务器33与用户终端4实现数据通讯。

云端数据采集存储服务器31负责采集存储局域网内的数据采集装置2传送到公网内的设备信息，云端算法处理服务器32用于对设备信息进行运算分析，对已发生或即将发生的故障提出专家级诊断、预警，对终端设备1的健康数据进行统计汇总，云端显示交互服务器33用于将分析处理结果以实时参数、仪表盘、数据报表、曲线报表等形式展现给用户终端4。

云端数据采集存储服务器31、云端算法处理服务器32和云端显示交互服务器33采用LNMP组合，云端服务器3需要长期运行并处理大量的数据，考虑后台的稳定性、性能及运营成本，云端数据采集存储服务器31、云端算法处理服务器32和云端显示交互服务器33采用成熟的LNMP组合，达到多点大数据的远程存储，对已发生或即将发生的故障进行诊断、预警，对终端设备1的健康数据进行统计汇总，并提供给用户终端4，达到故障点提前预知并避免故障的扩大，可以实现远程实时监控的目的，方便用户对终端设备1的健康状况及时了解、维护和保障终端设备1的安全运行。

用户终端4包括管理员账号终端41和用户账号终端42，管理员账号终端41包括Web应用和手机APP，通过上述工具内的“管理员账号”登录***，对***进行管理维护，用户账号终端42包括Web应用和手机APP，通过上述工具内的“用户账号”登录***，查看自己权限下的相关终端设备1的运行状态。

管理员使用PC机如台式机、笔记本电脑和掌上电脑或手机内的Web应用或手机APP，通过“管理员账号”登录***，对***的各终端设备1、各种账号等进行管理、配置，“管理员账号”是唯一的；用户使用PC机如台式机、笔记本电脑和掌上电脑或手机内的Web应用或手机APP，通过“管理员账号”分配的“用户账号”登录***，查看自己权限下的相关终端设备1的运行状态等，同时，***将已发生或即将发生的故障诊断后，发出预警信息，并通过手机短信或Email发送到主要负责人的手机或PC机上，达到故障点提前预知并避免故障的扩大，实现远程实时管理的目的，方便用户对终端设备1的健康状况及时了解，维护和保障终端设备1的安全运行。

实施例2:

如图2所示，如图2所示，对应n台终端设备A1—An，n取整数且n≥1，一个局域网内的数据采集装置2设有n台就地控制装置A1—An，就地控制装置A1—An与数据传输模块A1—An实现数据通讯，每个数据传输模块22具备3个通讯端口，1个数据传输模块22可以同时和多个就地控制装置21实现数据通讯，可以有效减少数据传输模块22的数量，就地控制装置A1—An对终端设备A1—An进行常规的自动化控制，并对终端设备A1—An的各项数据参数进行实时采集，就地控制装置A1—An通过通讯端口与数据传输模块A1—An进行通讯，数据传输模块A1—An可以自动获取IP并可访问局域网内核及公网上的任意目标IP，数据传输模块A1—An读取就地控制装置A1—An采集到的数据，并上传到集中器A1，特殊情况下可以直接上传到云端服务器3，集中器A1负责局域网内的数据收集及传输，集中器A2仅保持在线状态，当集中器A1出现故障时，集中器A2取代集中器A1的工作，此时工作人员可以对集中器A1进行检修，既能减轻云端服务器3的负担，又能提高***的管理效率，云端服务器3只需要统一管理集中器A1—A2，而不需要关注具体的就地控制装置A1—An，集中器A1—A2负责就地控制装置A1—An的管理，集中器A1将汇总后的数据传送至公网内的云端服务器3，云端数据采集存储服务器31负责采集存储局域网内的集中器A1或数据传输模块A1—An传送到公网内的数据，云端算法处理服务器32用于对数据进行运算分析，对已发生或即将发生的故障提出专家级诊断、预警，对终端设备A1—An的健康数据进行统计汇总，云端显示交互服务器33用于将结果以实时参数、仪表盘、数据报表、曲线报表等形式展现给用户终端4，用户终端4包括管理员账号终端41和用户账号终端42，管理员账号终端41包括Web应用或手机APP，通过上述工具内的“管理员账号”登录***，对***进行管理维护，用户账号终端42包括Web应用或手机APP，通过上述工具内的“用户账号”登录***，查看自己权限下的相关终端设备A1—An的运行状态，同时，***会将已发生或即将发生的故障进行诊断、预警，并通过手机短信或Email发送到主要负责人的手机或PC机上，达到故障点提前预知并避免故障的扩大，实现远程实时管理的目的，方便用户对终端设备A1—An的健康状况及时了解，维护和保障终端设备A1—An的安全运行。

本***可以同时管理另一局域网内的n台终端设备N1-Nn，n取整数且n≥1，原理与上述一致，云端服务器3需要长期运行并处理大量的数据，考虑后台的稳定性、性能及运营成本，云端数据采集存储服务器31、云端算法处理服务器32采用成熟的LNMP组合，达到多点大数据的远程存储，对已发生或即将发生的故障进行诊断、预警，对终端设备A1—An和终端设备N1—Nn的健康数据进行统计汇总，并提供给用户终端4，用户可以通过Web应用或手机APP访问云端服务器3，***管理员可通过实时数据库管理工具对云端服务器3内的实时存储数据库管理维护，用户终端4可以在任何时间、任何地方，透过任何可连网的装置连接到云端服务器3上方便地存取数据，达到故障点提前预知并避免故障的扩大，可以实现远程实时监控的目的，方便用户对终端设备A1—An和终端设备N1—Nn的健康状况及时了解、维护和保障终端设备A1—An和终端设备N1—Nn的安全运行。

采用以上结合附图描述的本实用新型的实施例的基于云存储的远程设备健康管理***，可以实现远程实时监控的目的，方便用户对终端设备1的健康状况及时了解、维护和保障终端设备1的安全运行，真正克服了目前市场上对于输送设备即终端设备1的运行状态的监控不全面，并对于出现的故障不能进行及时有效的分析和从而避免大事故的发生等方面的现状，但本实用新型不局限于所描述的实施方式。在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下这些对实施方式进行的变化、修改、替换和变形仍落入本实用新型的保护范围内。

Claims (6)

1.一种基于云存储的远程设备健康管理***，其特征在于：包括局域网内的数据采集装置(2)、公网内的云端服务器(3)和用户终端(4)，用户终端(4)通过公网内的云端服务器(3)与局域网内的数据采集装置(2)实现数据通讯，所述的局域网内数据采集装置(2)包括：至少一台用于对终端设备(1)的设备信息进行实时采集的就地控制装置(21)、至少一台用于读取就地控制装置(21)采集到的设备信息的数据传输模块(22)，数据传输模块(22)连接就地控制装置(21)，所述的公网内的云端服务器(3)的一端与数据传输模块(22)实现数据通讯，公网内的云端服务器(3)的另一端与用户终端(4)实现数据通讯。

2.根据权利要求1所述的基于云存储的远程设备健康管理***，其特征在于：所述的数据采集装置(2)还包括至少一台在局域网内汇总各数据传输模块(22)上传的设备信息的集中器(23)，集中器(23)连接数据传输模块(22)，且与公网内的云端服务器(3)实现数据通讯。

3.根据权利要求2所述的基于云存储的远程设备健康管理***，其特征在于：所述的集中器(23)包括主控芯片、内存模块、以太网接口和USB接口，一个局域网内的集中器(23)包括两台，一台集中器(23)用于局域网内的数据收集及传输，另一台集中器(23)仅保持在线状态作为备用。

4.根据权利要求1所述的基于云存储的远程设备健康管理***，其特征在于：所述的数据传输模块(22)包括由核心模块统一连接管理的串口通讯模块、无线通讯模块、以太网模块和SD卡模块，数据传输模块(22)支持DHCP协议。

5.根据权利要求1所述的基于云存储的远程设备健康管理***，其特征在于：所述的云端服务器(3)包括云端数据采集存储服务器(31)、云端算法处理服务器(32)和云端显示交互服务器(33)，各个服务器之间相互连接通讯，云端数据采集存储服务器(31)与数据采集装置(2)实现数据通讯，云端显示交互服务器(33)与用户终端(4)实现数据通讯。

6.根据权利要求5所述的基于云存储的远程设备健康管理***，其特征在于：所述的云端数据采集存储服务器(31)、云端算法处理服务器(32)和云端显示交互服务器(33)采用LNMP组合。