物联网设备运行状态管理方法及系统技术方案

本公开提供了一种物联网设备运行状态管理方法，包括：物联网拓扑结构建模，建立物联网数据采集过程中的设备隶属关联关系模型，主要涉及传感器、RTU、PLC、交换机等设备；传输网络状态诊断，选取网络性能评价指标，建立网络质量优劣量化诊断模型，确定网络质量的优劣等级；RTU/PLC状态诊断，将单个或多个设备采集的运行状态数据与数据采集业务流程相融合分析，建立带有业务特征的状态诊断模型；传感器状态诊断，对传感器采集的数据进行分类分析，建立无数据、仪表超限、数据不变、数据漂移等各类数据异常现象的诊断模型；以及诊断结果输出，将上述诊断过程中发现的物联网设备运行异常状态按照规范输出。本公开还提供了一种物联网设备运行状态管理系统。

The Method and System of Operation State Management of Internet of Things Equipment

This disclosure provides a method for managing the running state of Internet of Things equipment, including: modeling the topological structure of the Internet of Things, establishing the device membership relationship model in the process of data acquisition of the Internet of Things, mainly involving sensors, RTU, PLC, switches and other equipment; diagnosing the state of transmission network, selecting network performance evaluation indicators, and constructing the model. Establish a quantitative diagnosis model of network quality to determine the grade of network quality; RTU/PLC status diagnosis, which integrates the operation status data collected by one or more devices with the data acquisition business process, establishes a status diagnosis model with business characteristics; Sensor status diagnosis, which imports the data collected by sensors. Classification analysis is carried out to establish a diagnostic model without data, instrument overshoot, data invariance, data drift and other data anomalies; and the output of diagnostic results, the abnormal operation status of Internet of Things equipment found in the above diagnostic process is output in accordance with the norms. The present disclosure also provides a running state management system for Internet of Things equipment.

【技术实现步骤摘要】
物联网设备运行状态管理方法及系统
本公开涉及一种物联网设备运行状态管理方法及系统。
技术介绍
物联网建设的目的是把所有物品通过信息传感器设备与互联网连接起来，进行信息交换，即物物相息，以实现智能化识别和管理。目前物联网在智慧油田、智慧城市、智能家居、智能电网等行业均具有广泛的应用，建立了终端设备、传感器、RTU（RemoteTerminalUnit，远程终端单元）/PLC（ProgrammableLogicController，可编程逻辑控制器）、交换机网络各环节的信息传递通道和网络拓扑结构，实现了各行业中部分方向的智能化、网络化管理。在各行业构建物联网设备拓扑结构的过程中，主要是打通了数据采集与传输的通道。对于物联网建设过程中相关设备本身的管理，一方面是在建设时进行的校准与测试，另一方面在后续维护时采取没问题定期检查校准设备、有问题临时排查的方式进行管理。总体而言，缺乏专业的针对物联网设备拓扑结构运行状态进行一体化、自动化分析管理的手段。在传统的物联网设备运行状态管理中，无法充分利用实时采集的数据、设备的状态信息等进行自诊断分析，设备管理效率低下，无法保证物联网采集数据的稳定性和准确性，给后续的应用分析带来了极大的不确定性，使终端设备的安全管理也会存在较大的隐患。
技术实现思路
为了解决上述技术问题中的至少之一，本公开提供了一种物联网设备运行状态管理方法及系统。根据本公开的一个方面，一种物联网设备运行状态管理方法，包括：物联网拓扑结构建模，建立物联网数据采集过程中的设备隶属关联关系模型，主要涉及传感器、RTU、PLC、交换机等设备；传输网络状态诊断，选取网络性能评价指标，建立网络质量优劣量化诊断模型，确定网络质量的优劣等级；RTU/PLC状态诊断，将单个或多个设备采集的运行状态数据与数据采集业务流程相融合分析，建立带有业务特征的状态诊断模型；传感器状态诊断，对传感器采集的数据进行分类分析，建立无数据、仪表超限、数据不变、数据漂移等各类数据异常现象的诊断模型；以及诊断结果输出，将上述诊断过程中发现的物联网设备运行异常状态按照规范输出。根据本公开的至少一个实施方式，在建立物联网拓扑结构模型时，需要构建传感器、RTU、PLC、交换机等不同类型设备之间的从属关系，而RTU、交换机等设备本身还需要考虑同一类型间设备的从属关系。根据本公开的至少一个实施方式，在传输网络状态诊断时，通过ping的方式获取表征网络质量好坏的数据丢包率、数据往返时间等指标，并基于此类指标建立多级（优、正常、差、不通等）网络质量优劣量化诊断模型。根据本公开的至少一个实施方式，在RTU/PLC状态诊断时，基于对物联网拓扑结构所体现的业务逻辑认识，建立直接诊断法、多设备联动诊断法等有针对性的诊断模型。根据本公开的至少一个实施方式，基于建立的RTU/PLC诊断模型，实时读取该设备的运行状态，基于所读取状态的不同情况，选择其中一种或多种诊断方法确定该RTU/PLC是否处于异常状态。根据本公开的至少一个实施方式，在传感器状态诊断时，需要根据传感器所采集的数据特征（如瞬时值、累计值）不同、数据异常原因不同（如无数据、有数据但不准确）建立多种传感器状态诊断模型，诊断模型包括但不局限于无数据、仪表超限、数据不变、数据漂移四种类型。根据本公开的至少一个实施方式，传输网络状态诊断、RTU/PLC状态诊断、传感器状态诊断三个环节之间存在一定的关联，在诊断时充分考虑其它环节的诊断结果才能准确确定异常原因。根据本公开的至少一个实施方式，在诊断结果确定后，能够将诊断信息按照后续展示、分析所需的要求输出，比如输出诊断设备、诊断时间、设备状态数据、设备状态诊断结论等数据。根据本公开的另一方面，一种物联网设备运行状态管理系统，包括：物联网拓扑结构建模，建立物联网数据采集过程中的设备隶属关联关系模型，主要涉及传感器、RTU、PLC、交换机等设备；传输网络状态诊断，选取网络性能评价指标，建立网络质量优劣量化诊断模型，确定网络质量的优劣等级；RTU/PLC状态诊断，将单个或多个设备采集的运行状态数据与数据采集业务流程相融合分析，建立带有业务特征的状态诊断模型；传感器状态诊断，对传感器采集的数据进行分类分析，建立无数据、仪表超限、数据不变、数据漂移等各类数据异常现象的诊断模型；以及诊断结果输出，将上述诊断过程中发现的物联网设备运行异常状态按照规范输出。根据本公开的至少一个实施方式，首先，录入物联网拓扑结构数据，建立物联网拓扑结构模型；其次，结合网络环境和带宽大小情况确定传输网络状态诊断模型和最优的传输网络状态诊断频率；再次，结合所在行业需求建立RTU/PLC、传感器状态诊断模型，并通过获取RTU/PLC实时状态、传感器实时采集数据进行自动状态诊断；最后，将诊断信息实时输出。附图说明附图示出了本公开的示例性实施方式，并与其说明一起用于解释本公开的原理，其中包括了这些附图以提供对本公开的进一步理解，并且附图包括在本说明书中并构成本说明书的一部分。图1示出了根据本公开的一个实施方式的物联网设备运行状态管理流程的示意图。图2示出了根据本公开一个实施方式的传输网络状态诊断的示意图。图3示出了根据本公开一个实施方式的RTU/PLC状态诊断的示意图。图4示出了根据本公开一个实施方式的传感器状态诊断的示意图。具体实施方式下面结合附图和实施方式对本公开作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于解释相关内容，而非对本公开的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本公开相关的部分。需要说明的是，在不冲突的情况下，本公开中的实施方式及实施方式中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施方式来详细说明本公开。本公开提供了一种物联网设备运行状态管理方法。下面将对本方法的步骤进行详细的描述，本领域的技术人员应当理解，并不是所有的步骤均是必须的，本领域的技术人员可以根据实际情况选择其中的某些步骤来实现本公开的物联网设备运行状态管理方法。图1示出了本公开的物联网设备运行状态管理流程的示意图。在步骤S1中，建立物联网拓扑结构模型。在该步骤中，支持物联网设备属性信息录入、编辑，并实现传感器->RTU/PLC->交换机等设备在数据传输过程中的从属关系管理。在步骤S2中，进行传输网络状态诊断。在该步骤中，基于对网络质量好坏的评价指标的分析，建立多级网络质量优劣量化诊断模型，通过诊断模型实现网络质量的分级评价，等级数量、等级名称、等级划分标准可根据实际业务场景进行灵活配置。在该步骤中，基于建立的诊断模型，再结合ping后返回的数据即可进行当前网络状态的在线评价。在步骤S3中，进行RTU/PLC状态诊断。在该步骤中，根据RTU/PLC自身的运行状态、同一交换机节点下不同RTU/PLC的运行状态、同一RTU/PLC下连接的不同传感器采集的数据情况可建立多种不同的RTU/PLC运行状态诊断模型。在该步骤中，基于建立的诊断模型，利用实时采集的RTU/PLC状态数据、传感器数据进行多维度的诊断分析，确定RTU/PLC是否处于正常运行状态。在步骤S4中，进行传感器状态诊断。在该步骤中，结合实际业务应用场景，分析传感器的功能作用和数据特征，定义传感器故障类别本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种物联网设备运行状态管理方法，其特征在于，包括：物联网拓扑结构建模，建立物联网数据采集过程中的设备隶属关联关系模型，主要涉及传感器、RTU、PLC、交换机等设备；传输网络状态诊断，选取网络性能评价指标，建立网络质量优劣量化诊断模型，确定网络质量的优劣等级；RTU/PLC状态诊断，将单个或多个设备采集的运行状态数据与数据采集业务流程相融合分析，建立带有业务特征的状态诊断模型；传感器状态诊断，对传感器采集的数据进行分类分析，建立无数据、仪表超限、数据不变、数据漂移等各类数据异常现象的诊断模型；以及诊断结果输出，将上述诊断过程中发现的物联网设备运行异常状态按照规范输出。

【技术特征摘要】
1.一种物联网设备运行状态管理方法，其特征在于，包括：物联网拓扑结构建模，建立物联网数据采集过程中的设备隶属关联关系模型，主要涉及传感器、RTU、PLC、交换机等设备；传输网络状态诊断，选取网络性能评价指标，建立网络质量优劣量化诊断模型，确定网络质量的优劣等级；RTU/PLC状态诊断，将单个或多个设备采集的运行状态数据与数据采集业务流程相融合分析，建立带有业务特征的状态诊断模型；传感器状态诊断，对传感器采集的数据进行分类分析，建立无数据、仪表超限、数据不变、数据漂移等各类数据异常现象的诊断模型；以及诊断结果输出，将上述诊断过程中发现的物联网设备运行异常状态按照规范输出。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在建立物联网拓扑结构模型时，需要构建传感器、RTU、PLC、交换机等不同类型设备之间的从属关系，而RTU、交换机等设备还需要考虑同一类型间设备的从属关系。3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，在传输网络状态诊断时，通过ping的方式获取表征网络质量好坏的数据丢包率、数据往返时间等指标，并基于此类指标建立多级（优、正常、差、不通等）网络质量优劣量化诊断模型。4.如权利要求1至3任一项所述的方法，其特征在于，在RTU/PLC状态诊断时，基于对物联网拓扑结构所体现的业务逻辑认识，建立直接诊断法、多设备联动诊断法等有针对性的诊断模型。5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，基于建立的RTU/PLC诊断模型，实时读取该设备的运行状态，基于所读取状态的不同情况，选择其中一种或多种诊断方法确定该RTU/PLC是否处于异常状态。6.如权利要求1-5任一项所述的方法，其特征在于，在传感器状态诊断时，需要根据传感器所采集的不同数据特...

【专利技术属性】
技术研发人员：向安宇，
申请(专利权)人：北京天安智慧信息技术有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11