设备云监控管理平台

1 概要

设备云是在当前互联网急速发展的前提下产生的。其主要依托现今快速发展的互联网、移动网络、大数据处理、云平台等技术上发展而出的。其核心理念是利用当前互联网技术服务于工业，为工业生产提供进一步贴身化服务，是当前《互联网+》的一种工业化方向的应用。

设备云整体目标是通过现有的互联网技术、4G通讯技术、手机移动终端技术迅猛发展起来的，是一款符合当下技术发展的产物。

设备云使用智慧化终端作为终端设备采集汇总器，是一款服务于各种智能仪表的服务体系平台，其利用底层智慧仪表终端的自组网功能完成底层网络的部署，通过大设备汇聚技术将每个工业现场仪表的实际使用情况汇总到云平台，并进一步在云平台利用并发式数据库将数据汇总，利用产品所属客户、厂家客户、维护单位、研究院等级别将数据再次分发至各有效单位，为客户进行专家数据分析、生产能耗分析、产品分布调研、客户维护提供一个数据平台。

2 架构

系统总体采用我公司一体化云平台数据库为运行范本，并基于此系统上进行二次开发完成设备云，以符合客户的应用。远端智慧终端利用客户定制的Arm数据汇聚系统(需制作协议驱动完成数据转发)，远端智慧终端采用minibo-4G进行现场数据转化后向云端汇聚层发送采集数据、报警、配置信息、下置命令、参数等，做到远端配置，一键链接的智慧终端。

3 设备云-云端数据库

设备云因采集设备众多，并且地域性分布较广，因此需要一个专用的设备云云端数据库用于数据的汇聚、存储于分发。

设备云-云平台数据库(BVRDev-CLOUDDATABASE)顾名思义就是要在云平台上搭建全国性设备云数据存储体系。设备云的特点是设备众多，增减不一，设备量不定，全国分布，各类通讯网络都有(Internet、3G、4G、Gprs等)，而云平台数据库恰恰解决了这个问题.

（1） 设备云云端数据库特点

 大数据量存储处理，最大并行处理可大5万站点、200万数据点(服务器并行方案)

 多点并行化链接，可同步处理5万个以及更多的设备的数据处理。

 并行化拓展方式，根据企业产品发展可逐步拓展云端服务器的处理速度以及存储容量，减少试验期投资量。

 物联网特有的分布式引擎，专业化物联网数据架构。

 多重冗余备份方式，安全的数据存放。

 性价比高，产品采用双库方案解决互联网存储的问题。产品稳定可靠，价格低廉。

 兼容性高，跨平台使用，客户端可采用任意可访问数据产品去访问。我们的产品，对于程序员来说是透明的，程序员无需考虑数据到底存储到哪里，如何读取，一切不用考虑。

 云端负载均衡，根据客户需要，简单配置即可增加云端负载平衡服务器，达到服务器负载平衡。

 模块化云端采集器，十年的设备驱动积累，模块化的开发平台，你只需很少人工就能完成自由设备驱动的定制，如果您是通用的，这一起，都是免费提供给您的。

 终端上传服务模块，云智慧终端数据上传模块，汇聚本地数据，断线缓存功能上传终端数据,完善化的平台数据汇总方式,使得相同的服务器可以承载更多的物理设备,这一切基于我们十多年对行业应用的积累。

（2）云端数据汇聚服务器的特点

 云端数据汇聚服务，此服务是和客户最相关的模块，是一个汇聚客户5万台设备的数据汇聚中心，其作用为承上启下，一般安装于客户服务器或者云端服务器，将底层数据通讯协议转换为设备云云平台所能识别与存储的关键所在。为了保证数据大批量汇聚，必须将底层数据通讯修改为短数据连接模式，因上层系统应用服务器限制，长连接TCP服务不可以无限制开启，TCP每个连接将会占用一个通讯端口，系统为每个通讯端口都分配了相关的TCP资源,而TCP资源并不是无限制的,为此,当大数据量的通讯连接到来的时候,我们无法利用长连接保持其资源占用.但也并不是单单将长连接修改为类似Http协议一样的短连接就能完成如此大量设备的通讯,并要求实时性的情况下,这就是数据汇聚服务器的经典实用了,我们针对大量设备数据的集中汇入制作了我们独有的物联网云平台的数据接入方案,并经过实际测试,满足客户的BS、手机移动端的应用方案.

4 智慧接入终端

MiniBox-4G

各类现场Box

SmartBox系列产品为我公司市场主打产品，数据通讯终端，为工业现场必备，其工作模式为通过底层232/485以及TCP工业现场通讯总线将数据汇聚于数据网关，并通过相关的数据转发协议进行数据转发。该系列产品内置丰富的规约转换库非常适合于协议转换或现场通讯管理等应用；内置远程运维管理模块，可以对远程设备进行调试、跟踪、下载等功能。内置远端管理中心模块，可自动通过4G/Wifi/RJ45远程连接设备云管理中心，无缝进行远程管理。其中miniBox-4G版本转为远程设备管理制作，小巧便捷，提供一路RS485，一路RJ45网口，可选配2G、4G、Wifi。通过小型化的设备接入方案，进行云设备管理(含手机端)

主流协议库(以下展示为部分主流协议库，具体支持协议可关注公司网站相关产品下载目录)，minibox仅含有标注*的协议，量大客户可根据客户协议定制开发。

 DLT645* 

 Modbus* 

 OPC

 OPCUA*

 CDT91

 DNP3

 IEC60870_5_101

 IEC60870_5_102

 IEC60870_5_103

 IEC60870_5_104

 PLC_AB_DF1

 PLC_AB_ETH

 PLC_AB_LOGIX_CIP

 PLC_FUJI_SPH2000

 PLC_GE_ETHERNET

 PLC_MITSUBISHI_FX

 PLC_MITSUBISHI_Q_TCP

 PLC_OMRON_HOSTLINK

 PLC_SIEMENS_S7_200_PPI

 PLC_SIEMENS_S7_200_TCP

 PLC_SIEMENS_S7_300_TCP

 PLC_SIEMENS_S7_400_TCP

 PLC_SIEMENS_S7_1200_TCP

 PLC_SIEMENS_S7_1500_TCP

 PLC_SIEMENS_S7_SMART

 BACNET_MSTP

 BACNET_BIP

 BA_CJT1882004

 212环保规约 

 住建部能耗规约 

5 系统功能

5.1 SmartBox功能

1) 采集端配置

采用三层配置管理系统，通道-设备-点，可对系统的采集配置通讯协议、通讯参数、设备参数、点参数，完成数据点的单点采集工作。

2) 转发端配置

转发端是为了完成数据转发工作而配置的参数，系统采用通道-点的转发配置进行配置，系统可以按照客户指定，配置每个转发点与采集点的对应关系，并可进行简单的量程转换、数据计算等功能。

3) 数据中心配置

通过启用数据管理中心，box会自动连接连接设备运管理中心。Box在出厂时会自动获取唯一的设备ID用于区分设备，客户可对box进行简称管理设置box的简称(用于客户区分设备使用)。在管理中心配置界面，客户设置好参数后可以点击请求接入命令，通过查询设备授权状态可以看到设备云管理中心授权通过本设备状态。设备云服务器在收到请求后，经过客户界面授权同意后，可设备接入。

设备接入流程：填写客户box名称，所属项目ID+名称（界面远程获取）,服务器用户名+接入密码后可自动请求设备云接入。如果设备云拒绝接入设备，可提示拒绝原因。

设备云操作流程：客户查询对应项目请求接入设备，选择请求接入的设备，点击授权通过，点击获取设备点信息获取当前设备全点表并建立设备点接入。设备接入完成，建立数据通讯链路，数据上传。客户可根据系统接入设备所属分组进行分组管理。

5.2 云端设备管理功能

1) 公司组织管理

组织机构是设备云最大的客户维护系统，系统所有的权限操作是受制于用户的，权限分为：操作权限+设备权限，只有具备了某项功能的操作权限，和对应设备的设备权限的时候才能操作功能。设备上线后需要制定隶属机构，确定设备与组织机构的管理关系。

2) 用户/用户组管理

用户管理是在组织结构树下的用户管理，每个用户必须隶属于公司的组织机构，同时用户需要界面操作权限的角色管理挂钩，并制定相关设备权限(仅可操作组织结构下层的设备)

3) 角色/权限管理

设定界面用户的角色的操作权限，用户限制界面用户管理安全。

4) 设备分组管理

对设备进行分组管理，树形结构分组，方便客户管理现场设备，在实际应用中，常用城市/区域/工厂/项目进行管理

5) 设备管理

负责以设备组树形结构展现本客户授权下的所有设备，同步管理设备所属组织机构的设定。同时可以查看设备是否在线、最后在线时间、在线时长以及完成设备的远程管理(包含设备远程设备配置、校时、网络设置、报文查看、配置备份等操作)，同步完成设备模型的关联。默认按照设备模型关联点进行关联，客户可重新选择关联点。

6) 设备点管理

对接入设备的点进行维护，修改描述、量程转换、历史存储、报警设定等功能以及数据下置功能。

7) 设备模型/属性管理

通过对设备进行建模操作构建设备模型，同步构建设备属性信息。设备属性需要最高权限人员才可以设置。

当设备端请求接入时，授权接入设备/拒绝设备接入+拒绝原因。设备云操作流程：客户查询对应项目请求接入设备，选择请求接入的设备，点击授权通过，点击获取设备点信息获取当前设备全点表并建立设备点接入。设备接入完成，建立数据通讯链路，数据上传。客户可根据系统接入设备所属分组进行分组管理。同步可完成更新点操作，直接更新所有点信息。

8) 设备BS动态组态管理

每个设备模型可以关联一组设备BS组态界面，客户可以通过直观的组态界面了解设备的各类信息。选择界面后，客户可在不同的设备间切换数据。

9) 设备云监控

通过云平台客户进入对应项目后，获取项目对应所有设备的运行状态、报警、通讯状态等核心数据。可通过Gis地图，svg地图展现设备安装位置。

10) 设备在线监控

实时展现对应设备的实时数据、报警数据、故障记录、历史曲线等数据。快速设备间切换。

5.3 手机终端功能

1) 手机平台登录

图1-1                  图1-2

图1-3                  图1-4

在手机上打开设备云平台，弹出登陆界面，如图1-1。输入用户名和密码后点击“登陆”按钮，进入如图1-2显示的主界面。授权登录为授权本机使用登陆过的用户名实现一键登录的功能。主界面有“列表”、“地图模式”和“我的收藏”三个选项，从列表中进入功能模块，如图1-4显示，主要有“数据监控”、“实时报警”、“历史报警”、“帮助”、“返回主页”、“退出”六大模块。

2) 数据监控

 执行1中图1-4【数据监控】菜单，跳至图2-1所示的界面，该界面由“实时”和“历史”两部分组成，主要显示的是在查询时间内的实时数据与历史数据。

3) 实时数据

图2-1-1

执行图2-1中“实时”菜单，进入如图2-1-1所示的见面，它所显示的是当前时间的实时数据，每隔三秒钟数据变化一次，为用户查看当前数据提供方便。

4) 2-2历史数据

图2-2-1     

执行图2-1中“历史”菜单，进入如图2-2-1所示的界面，在界面上方的空白处点击，输入要查询的时间，点击“查询”按钮，跳至如图2-2-3所示的界面，来查看查询时间内的数据。

5) 实时历史报警

图3-1

执行1中图1-4【实时报警】菜单，进入如图3-1所示的界面，它显示的是当前时间报警的实时信息，每个3秒信息更新一次，方便用户查看当前的报警信息。

6) 历史报警

图4-1       

执行1中图1-4【历史报警】菜单，进入如图4-1所示的界面，点击“Search”按钮，输入要查询的点名和时间，点击“查询”按钮，显示的是要查询的时间范围内的报警数据。

7) 设备组态监控

通过选择设备，可进入到设备的组态监控画面，组态见面可以使用3D仿真图来作为背景图显示设备信息。同步可完成设备的开关控制。