一种边缘网关的远程运维方法和系统与流程

1.本发明涉及工业自动化控制技术领域，特别涉及一种边缘网关的远程运维方法系统。


背景技术：

2.当前，在云计算、互联网等新技术的推动下，工业互联网正在加速助力企业朝着数字化和智能化方向转型升级。在我国，由于现阶段产业结构的原因，工业领域存在着大量缺乏规范的小型设备制造商，它们往往会在厂商内部发展和采用私有协议，这进一步加大了我国实现设备广泛连接的困难，成为了我国发展工业互联网的一大技术瓶颈。此外，当在大量工业设备接入工业互联网后，企业将面临着异构设备间协同困难、海量设备接入管理复杂的问题。为解决这一问题，目前市面上主要采用网关产品来实现工业数据的协议解析及数据转换。然而，随着大量网关设备接入工业现场，面对大规模的设备和网关，如果由工程师亲自到现场查看设备状态和处理问题，是极其低效和浪费成本的传统方式，在信息化和智能化时代显然已不可行。为此，为解决工业现场大量设备及网关接入的运维困难，迫切需要一个能够通过互联网，远程对网关设备和工业设备进行配置、维护、监控和管理的中心系统。
3.鉴于此，本发明提出了一种边缘网关的远程运维方法和系统，提供了远程监控、在线运维等远程管理功能，能够帮助用户远程实现设备数据或通讯链路的状态监控、在线诊断，与现有国内外同类产品需要现场维护或回厂升级的模式不同，可以极大地降低协议解析网关部署、运行和维护的难度，降低制造业企业融入工业互联网的门槛。


技术实现要素：

4.本发明要解决的技术问题，在于提供一种边缘网关的远程运维方法和系统，具有远程监控、在线运维等远程管理功能，无需现场维护或回厂升级，极大地降低协议解析网关部署、运行和维护的难度，降低制造业企业融入工业互联网的门槛。
5.第一方面，本发明提供了一种边缘网关的远程运维方法，包括：
6.通过部署于边缘网关内部的运维数据客户端，运行主程序、站点心跳程序和动态数据程序，负责将边缘网关设备的相关信息上送至云服务器；其中，所述主程序主要用于实现登录与静态数据的发送；所述站点心跳程序负责上送设备的心跳值，累加每次心跳值，并根据回包判断并上送云服务器缺失的静态数据；所述动态数据程序主要负责间隔性地发送动态数据给云服务器；
7.通过浏览器打开的web前端供用户登录后，进行设备信息查看及控制指令的输入；
8.通过安装在云服务器上web后端接收所述web前端和所述运维数据客户端的数据，并结合数据库中的数据对数据进行处理后，将数据通过网络及接口完成与所述web前端及所述运维数据客户端之间的互动。
9.第二方面，本发明提供了一种边缘网关的远程运维系统，包括：
10.运维数据客户端，部署于边缘网关内部，用于运行主程序、站点心跳程序和动态数据程序，负责将边缘网关的相关数据上送至云服务器；其中，所述主程序主要用于实现登录与静态数据的发送；所述站点心跳程序负责上送设备的心跳值，累加每次心跳值，并根据回包判断并上送云服务器缺失的静态数据；所述动态数据程序主要负责间隔性地发送动态数据给云服务器；
11.web前端，用于用户登录后，进行设备信息查看及控制指令的输入，由浏览器打开；
12.web后端，安装在云服务器上，用于接收web前端和运维数据客户端的数据，并结合数据库中的数据对数据进行处理后，将数据通过网络及接口完成与web前端及运维数据客户端之间的互动。
13.本发明实施例中至少具有如下技术效果或优点：通过部署于边缘网关内部的运维数据客户端，将边缘网关设备的相关信息上送至云服务器；用户可由浏览器登录web前端，进行设备信息查看及控制指令的输入；通过安装在云服务器上web后端接收所述web前端和所述运维数据客户端的数据，并结合数据库中的数据对数据进行处理后，将数据通过网络及接口完成与所述web前端及所述运维数据客户端之间的互动。从而实现将分布于边缘侧的网关采用远程运维的方法和理念进行统一的管理和运维，通过边缘网关的硬件设备信息的读取实时了解当前网关和设备的运行状态，对于边缘侧大量的网关和设备的应用前景下，能够帮助用户远程实现设备数据或通讯链路的状态监控、在线诊断，可以大大降低人工运维的成本。
14.上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本发明的具体实施方式。
附图说明
15.下面参照附图结合实施例对本发明作进一步的说明。
16.图1为本发明系统的框架示意图；
17.图2为本发明实施例一中方法中的流程图；
18.图3为本发明实施例的主程序的具体流程图；
19.图4为本发明实施例的设备心跳程序的具体流程图；
20.图5为本发明实施例的动态数据程序的具体流程图。
具体实施方式
21.本技术实施例通过提供一种边缘网关的远程运维方法和系统，具有远程监控、在线运维等远程管理功能，无需现场维护或回厂升级，极大地降低协议解析网关部署、运行和维护的难度，降低制造业企业融入工业互联网的门槛。
22.本技术实施例中的技术方案，总体思路如下：通过部署于边缘网关内部的运维数据客户端，将边缘网关设备的相关信息上送至云服务器；用户可由浏览器登录web前端，进行设备信息查看及控制指令的输入；通过安装在云服务器上web后端接收所述web前端和所述运维数据客户端的数据，并结合数据库中的数据对数据进行处理后，将数据通过网络及接口完成与所述web前端及所述运维数据客户端之间的互动。从而实现将分布于边缘侧的
网关采用远程运维的方法和理念进行统一的管理和运维，通过边缘网关的硬件设备信息的读取实时了解当前网关和设备的运行状态，对于边缘侧大量的网关和设备的应用前景下，能够帮助用户远程实现设备数据或通讯链路的状态监控、在线诊断，可以大大降低人工运维的成本。
23.在介绍具体实施例之前，先介绍本技术实施例方法所对应的系统框架，如图1所示，系统大概分三个部分：
24.运维数据客户端，部署于边缘网关内部，用于运行主程序、站点心跳程序和动态数据程序，负责将边缘网关的相关数据上送至云服务器；其中，所述主程序主要用于实现登录与静态数据的发送；所述站点心跳程序负责上送设备的心跳值，累加每次心跳值，并根据回包判断并上送云服务器缺失的静态数据；所述动态数据程序主要负责间隔性地发送动态数据给云服务器；
25.web前端，用于用户登录后，进行设备信息查看及控制指令的输入，由浏览器打开；具体功能包括：登录、设备列表、添加用户、添加设备、基本信息、硬件状态、软件状态、通信组态、安全模块、数据监视、系统管理、配置管理、日志查询、账户信息；
26.web后端，安装在云服务器上，用于接收web前端和运维数据客户端的数据，并结合数据库中的数据对数据进行处理后，将数据通过网络及接口完成与web前端及运维数据客户端之间的互动。
27.实施例一
28.如图2所示，本实施例提供一种边缘网关的远程运维方法，包括：
29.通过部署于边缘网关内部的运维数据客户端，运行主程序、站点心跳程序和动态数据程序，负责将边缘网关设备的相关信息上送至云服务器；其中，所述主程序主要用于实现登录与静态数据的发送；所述站点心跳程序负责上送设备的心跳值，累加每次心跳值，并根据回包判断并上送云服务器缺失的静态数据；所述动态数据程序主要负责间隔性地发送动态数据给云服务器；
30.通过浏览器打开的web前端供用户登录后，进行设备信息查看及控制指令的输入；
31.通过安装在云服务器上web后端接收所述web前端和所述运维数据客户端的数据，并结合数据库中的数据对数据进行处理后，将数据通过网络及接口完成与所述web前端及所述运维数据客户端之间的互动。
32.其中，作为本实施例的一种更优或更为具体的实现方式，主程序、设备心跳与动态数据均为周期性无限循环，除非发生致命错误才退出；以上三个循环的间隔周期均为3秒。
33.如图3所示，所述主程序具体流程包括：
34.s11、打开边缘网关共享内存和通信组态共享内存；
35.s12、获取远程运维服务器的配置信息；
36.s13、创建设备心跳和动态数据发送线程；
37.s14、判断是否已登录，如是，则结束；如否，则获取加密编码后的产品序列号；
38.s15、判断序列号是否为空，如是，则结束；如否，则将序列号作为密钥进行登录，登录成功后设置相应的标志位，并发送静态数据给云服务器，结束。
39.如图4所示，所述设备心跳程序具体流程包括：
40.s21、获取远程运维服务器接口api地址；
41.s22、判断是否已登录，如是，则进入s23，心跳值每次发包前 1，最大值不超过9999；如否，则结束；
42.s23、封装心跳数据包并发送至云服务器；
43.s24、判断是否发送成功，如是，则进入s25；如否，则进入s26；
44.s25、判断回包是否要求发送静态数据，若是，则发送相应的静态数据，结束；
45.s26、判断发送未成功的原因，若为未登录，这重新进行登录，若是其他原因，将错误写入日志，结束；
46.如图5所示，所述动态数据程序具体流程包括：
47.s31、获取远程运维服务器接口api地址；
48.s32、判断是否已登录，如是，则进入s33；如否，则结束；
49.s33、封装动态数据包并发送至云服务器；
50.s34、判断是否发送成功，如是，则结束；如否，则进入s35；
51.s35、判断发送未成功的原因，若为未登录，则重新进行登录，若是其他原因，将错误写入日志，结束。
52.再如图1所示，所述web前端提供功能具体包括：登录、设备列表、添加用户、添加设备、基本信息、硬件状态、软件状态、通信组态、安全模块、数据监视、系统管理、配置管理、日志查询、账户信息；
53.所述登录是指边缘网关运维管理系统的入口，登录进入运维界面，账户类型不同，可查看的内容有所差异；
54.所述设备列表是指查看当前所属设备，及所属设备的在线状态或离线状态信息；
55.所述添加用户是指在root权限下新增普通用户类型的账户；
56.所述添加设备是指在root权限下新增设备，并将新增的设备与用户的关联绑定；
57.所述基本信息包括系统版本信息、硬件模块信息、网络配置信息，以及边缘网关的软件版本信息；
58.所述硬件状态主要呈现硬件模块以及各网卡的使用情况，系统的累计运行时间，4g网卡的累计流量数据；
59.所述软件状态包括通信链路状态与各软件的运行情况，若异常则提示用户；
60.所述通信组态为通信节点配置，包括通信类型、ip地址配置、任务序号及返回值；
61.所述安全模块是指root权限下查看重要模块的安全开关状态；
62.所述数据监视，即通过配置io区域、起始地址与数据长度读取边缘网关的内存数据并呈现给用户；
63.所述系统管理用于系统对时、系统更新与系统操作；
64.所述配置管理为边缘网关各配置项的配置界面，主要功能模块有文件操作、本地网络配置、plc配置、数据缓存配置、http服务配置；
65.所述日志查询提供按基于起止时间、等级或权限中至少任意之一的查询条件的查询操作，日志内容能在web界面直接查看或导出成文件；
66.所述账户信息是为普通账户实现修改密码的功能。
67.基于同一发明构思，本技术还提供了与实施例一中的方法对应的装置，详见实施例二。
68.实施例二
69.如图1所示，在本实施例中提供了一种边缘网关的远程运维系统，包括：
70.运维数据客户端，部署于边缘网关内部，用于运行主程序、站点心跳程序和动态数据程序，负责将边缘网关的相关数据上送至云服务器；其中，所述主程序主要用于实现登录与静态数据的发送；所述站点心跳程序负责上送设备的心跳值，累加每次心跳值，并根据回包判断并上送云服务器缺失的静态数据；所述动态数据程序主要负责间隔性地发送动态数据给云服务器；
71.web前端，用于用户登录后，进行设备信息查看及控制指令的输入，由浏览器打开；
72.web后端，安装在云服务器上，用于接收web前端和运维数据客户端的数据，并结合数据库中的数据对数据进行处理后，将数据通过网络及接口完成与web前端及运维数据客户端之间的互动。
73.如图3所示，所述主程序具体流程包括：
74.s11、打开边缘网关共享内存和通信组态共享内存；
75.s12、获取远程运维服务器的配置信息；
76.s13、创建设备心跳和动态数据发送线程；
77.s14、判断是否已登录，如是，则结束；如否，则获取加密编码后的产品序列号；
78.s15、判断序列号是否为空，如是，则结束；如否，则将序列号作为密钥进行登录，登录成功后设置相应的标志位，并发送静态数据给云服务器，结束。
79.如图4所示，所述设备心跳程序具体流程包括：
80.s21、获取远程运维服务器接口api地址；
81.s22、判断是否已登录，如是，则进入s23，心跳值每次发包前 1，最大值不超过9999；如否，则结束；
82.s23、封装心跳数据包并发送至云服务器；
83.s24、判断是否发送成功，如是，则进入s25；如否，则进入s26；
84.s25、判断回包是否要求发送静态数据，若是，则发送相应的静态数据，结束；
85.s26、判断发送未成功的原因，若为未登录，这重新进行登录，若是其他原因，将错误写入日志，结束；
86.如图5所示，所述动态数据程序具体流程包括：
87.s31、获取远程运维服务器接口api地址；
88.s32、判断是否已登录，如是，则进入s33；如否，则结束；
89.s33、封装动态数据包并发送至云服务器；
90.s34、判断是否发送成功，如是，则结束；如否，则进入s35；
91.s35、判断发送未成功的原因，若为未登录，则重新进行登录，若是其他原因，将错误写入日志，结束。
92.如图1所示，所述web前端提供功能具体包括：登录、设备列表、添加用户、添加设备、基本信息、硬件状态、软件状态、通信组态、安全模块、数据监视、系统管理、配置管理、日志查询、账户信息；
93.所述登录是指边缘网关运维管理系统的入口，登录进入运维界面，账户类型不同，可查看的内容有所差异；
94.所述设备列表是指查看当前所属设备，及所属设备的在线状态或离线状态信息；
95.所述添加用户是指在root权限下新增普通用户类型的账户；
96.所述添加设备是指在root权限下新增设备，并将新增的设备与用户的关联绑定；
97.所述基本信息包括系统版本信息、硬件模块信息、网络配置信息，以及边缘网关的软件版本信息；
98.所述硬件状态主要呈现硬件模块以及各网卡的使用情况，系统的累计运行时间，4g网卡的累计流量数据；
99.所述软件状态包括通信链路状态与各软件的运行情况，若异常则提示用户；
100.所述通信组态为通信节点配置，包括通信类型、ip地址配置、任务序号及返回值；
101.所述安全模块是指root权限下查看重要模块的安全开关状态；
102.所述数据监视，即通过配置io区域、起始地址与数据长度读取边缘网关的内存数据并呈现给用户；
103.所述系统管理用于系统对时、系统更新与系统操作；
104.所述配置管理为边缘网关各配置项的配置界面，主要功能模块有文件操作、本地网络配置、plc配置、数据缓存配置、http服务配置；
105.所述日志查询提供按基于起止时间、等级或权限中至少任意之一的查询条件的查询操作，日志内容能在web界面直接查看或导出成文件；
106.所述账户信息是为普通账户实现修改密码的功能。
107.由于本发明实施例二所介绍的系统，为实施本发明实施例一的方法所采用的系统，故而基于本发明实施例一所介绍的方法，本领域所属人员能够了解该系统的具体结构及变形，故而在此不再赘述。凡是本发明实施例一的方法所采用的装置都属于本发明所欲保护的范围。
108.本技术实施例中提供的技术方案，至少具有如下技术效果或优点：通过部署于边缘网关内部的运维数据客户端，将边缘网关设备的相关信息上送至云服务器；用户可由浏览器登录web前端，进行设备信息查看及控制指令的输入；通过安装在云服务器上web后端接收所述web前端和所述运维数据客户端的数据，并结合数据库中的数据对数据进行处理后，将数据通过网络及接口完成与所述web前端及所述运维数据客户端之间的互动。从而实现将分布于边缘侧的网关采用远程运维的方法和理念进行统一的管理和运维，通过边缘网关的硬件设备信息的读取实时了解当前网关和设备的运行状态，对于边缘侧大量的网关和设备的应用前景下，能够帮助用户远程实现设备数据或通讯链路的状态监控、在线诊断，可以大大降低人工运维的成本。
109.本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、装置或系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、cd-rom、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
110.本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序
指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
111.这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
112.这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
113.虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是熟悉本技术领域的技术人员应当理解，我们所描述的具体的实施例只是说明性的，而不是用于对本发明的范围的限定，熟悉本领域的技术人员在依照本发明的精神所作的等效的修饰以及变化，都应当涵盖在本发明的权利要求所保护的范围内。