一种边云协同管控系统及方法

本发明涉及云计算技术领域，尤其涉及一种边云协同管控系统及方法。

背景技术：

现今对加油业务进行管控的过程中，往往利用物联网关通过边端感知设备采集站级加油站相关的各项数据，并将所采集的数据传输至云服务器，由云服务器进行相应的处理，以进行相应的加油业务。

上述方案缺乏业务弹性，但某一组件出现故障时，将会影响加油业务的进行，且当组件位于加油站现场时，需人工前往现场进行故障排除后再进行工作，耗时长。

技术实现要素：

本发明针对现有技术中的业务弹性不足的缺点，提供了一种能够提高业务弹性的边云协同管控技术。

为了解决上述技术问题，本发明通过下述技术方案得以解决：

本发明提出一种边云协同管控系统，其包括云端子系统和边端子系统，其中边端子系统用于执行基础业务，即，响应边端用户发起操作，如在加油站场景下响应边端用户的加油操作，云端子系统用于执行增值业务，即，进行大数据分析；

所述边端子系统包括边端代理模块和若干个边端服务组件；

所述边端代理模块分别与云端子系统和各边端服务组件信号相连，各边端服务组件还与云端子系统信号相连。

当所述边端代理模块工作正常时，各边端服务组件之间通过所述边端代理模块相通信，所述边端代理模块还收集各边端服务组件的通信数据并将该通信数据同步至云端子系统；

当所述边端代理模块工作异常时，各边端服务组件之间通过所述云端子系统相通信，且云端子系统保存相应的通信数据。各边端服务组件相交互，以完成基础业务，云端子系统基于所存储的通信数据进行大数据分析，以进行相应的增值业务。

作为一种可实施方式：

所述边端子系统还包括多个工业设备；

所述边端服务组件为第一服务组件或第二服务组件；所述第一服务组件与工业设备信号相连，用于采集该工业设备的工作数据，并通过边端代理模块或云端子系统将所述工作数据发送至相应的第二服务组件，所述第一服务组件还用于接收的边端代理模块或云端子系统所下发的反馈数据，并基于所述反馈数据控制所述工业设备工作；

所述第二服务组件，用于接收工作数据，还用于基于所述工作数据生成相应的反馈数据，并通过边端代理模块或云端子系统将所述反馈数据发送至相应的第一服务单元。

上述反馈数据用于反馈工作数据的接收结果，还用于反馈基于工作数据所生成的处理结果，如工作数据为加油机所采集的用户卡信息，以及该加油机所对应的油机信息，相应的第二服务组件基于所接收的数据进行黑白名单查询，并将查询结果作为反馈数据；如工作数据为交易流水，相应的第二服务组件接收并存储该交易流水，并生成反馈数据反馈成功接收该交易流水。作为一种可实施方式：

所述第一服务组件为工作组件或备用组件；

当所述工作组件工作异常时，由相应的备用组件采集相连的工业设备的工作数据，并控制所述工业设备工作。

作为一种可实施方式：

云端子系统包括云端代理模块和若干个业务服务单元；

所述云端代理模块与边端代理模块信号相连，还与各边端服务组件信号相连；

每个第二服务组件具有至少一个与其功能相对应的业务服务单元，当第二服务组件工作异常时，所述云端代理模块将所接收的工作数据发送至相对应的业务服务单元，由该业务服务单元基于所述工作数据生成相应的反馈数据。

作为一种可实施方式，边端子系统为加油站边端子系统，其包括：

作为工业设备的加油机和油罐；

作为第一服务组件的油机服务组件和油罐服务组件，其中油机服务组件和油罐服务组件的数量为至少两个(即，至少具有一个工作组件和一个备用组件)；

作为第二服务组件的站控服务组件和收银服务组件，所述站控服务组件用于进行油机参数设置(如对加油机所对应的油品、单价及油枪号进行配置)、黑白名单下发(用户黑白名单的管理下发)、流水交互(交易流水丢失时进行回叫)和班结日结管理，上述四个功能为加油站领域中常规处理工作，故本说明书中不对其进行详细介绍，所述收银服务组件用于存储交易流水。

作为一种可实施方式，云端子系统包括：

作为业务服务单元的第一单元、第二单元、第三单元、第四单元和第五单元；

所述第一单元与所述站控服务组件相对应，用于油机参数设置；

所述第二单元与所述站控服务组件相对应，用于黑白名单下发；

所述第三单元与所述站控服务组件相对应，用于流水交互；

所述第四单元与所述站控服务组件相对应，用于班结日结管理；

所述第五单元与所述收银服务组件相对应，用于存储交易流水；

本发明还提出一种边云协同管控方法，其包括以下步骤：

当云端子系统监测到边端代理模块工作正常时，云端子系统从所述边端代理模块处获取各边端服务组件所上传的数据；

当云端子系统监测到边端代理模块工作异常时，云端子系统向与所述边端代理模块信号相连的边端服务组件发送调整指令，令所述边端服务组件将数据上传至云端子系统。

作为一种可实施方式，还包括对工作组件进行管控的步骤，具体步骤为：

当云端子系统或边端代理模块监测到工作组件工作异常时，所述云端子系统或边端代理模块向所述工作组件相对应的备用组件发送执行指令，令所述备用组件代替所述工作组件开始工作。

作为一种可实施方式，还包括对第二服务组件进行管控的步骤，具体步骤为：

当云端子系统中的云端代理模块监测到第二服务组件工作异常时，所述云端代理模块接收所述第二服务组件所对应的待处理数据，并将所述待处理数据发送至相应的业务服务单元，由所述业务服务单元基于所述待处理数据生成相应的反馈数据。

作为一种可实施方式：

当边端代理模块工作正常时，由所述边端代理模块监测与其信号相连的第二服务组件的工作状态，并将所得监测结果发送至云端子系统；

当边端代理模块工作异常时，将与所述边端代理模块信号相连的第二服务组件作为待监测组件，由云端代理模块监测所述待监测组件的工作状态。

本发明由于采用了以上技术方案，具有显著的技术效果：

1、本发明中各边端服务组件之间可通过边端代理模块相通信，还可通过边端子系统进行通信，当边端代理模块工作异常时，不会影响基础业务和增值业务的执行，提高业务弹性。

2、本发明通过对第一服务组件的冗余设计，使得工作组件故障时，备用组件自动代替所述工作组件进行工作，降低工作组件故障所造成的影响，保证业务的正常执行。

3、本发明通过对业务服务单元的设计，使得第二服务组件故障时，由相应的业务服务单元代替所述第二服务组件进行数据处理，提高业务弹性，且本发明基于功能将第二服务组件与多个业务服务单元相映射，有效提高系统的扩展性和维护性能，避免单一业务服务单元故障导致大部分功能无法实现的情况发生。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明边云协同管控系统的结构示意图；

图2是实施例2中边云协同管控系统的结构示意图；

图3是边端代理模块110正常工作时的时序示意图；

图4是边端代理模块110故障时的时序示意图；

图5是站控服务组件1221故障时的时序示意图。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明做进一步的详细说明，以下实施例是对本发明的解释而本发明并不局限于以下实施例。

实施例1、一种边云协同管控系统，如图1所示，包括云端子系统200和边端子系统100；

所述边端子系统100用于执行基础业务，所述云端子系统200用于执行增值业务，如本实施例所提供的边云协同管控系统运用于加油站时，边端子系统100其用于执行加油、支付、班结等加油站基础业务，云端子系统200用于执行统计报表、趋势分析、用户画像等增值业务。

所述边端子系统100包括边端代理模块110和若干个边端服务组件；

所述边端代理模块110分别与云端子系统200和各边端服务组件信号相连，各边端服务组件还与云端子系统200信号相连。

当所述边端代理模块110工作正常时，各边端服务组件之间通过所述边端代理模块110相通信，所述边端代理模块110还收集各边端服务组件的通信数据并将该通信数据同步至云端子系统200；

当所述边端代理模块110工作异常时，各边端服务组件之间通过所述云端子系统200相通信，且云端子系统200保存相应的通信数据。

本领域技术人员可根据实际需要自行设定边端服务组件的数量，以及各边端服务组件的功能，使各边端服务组件通过边端代理模块110相通信，令所构成的边端子系统100能够单独实现相应的基础业务。

现今对工业设备的管控方案包括本地管控和云端管控，以下加油站为例对上述两种管控方案进行介绍：

本地管控：于加油站中设置工控机，令工控机与加油机131相联接与通信，由工控机对加油信息进行管理和控制；

云端管控：通过边端感知设备采集站级加油站相关的各项数据到物联网关，然后由物联网关传输至云服务器，云服务器对所得到的数据进行分析计算、推送、数据入库等一系列操作，为加油站的各项业务(如加油、支付、班结、统计报表等)提供数据支持。

上述两种方案的业务弹性不佳，仅能在各组件功能良好的前提下完成各项业务，在其中某一组件出现问题时，将对加油站业务产生影响，导致加油站无法正常运营。如本地管控方案中工控机故障时，无法对信息进行管控，导致对应加油站的基础业务停滞；云端管控方案中云服务器与物联网关的通信出现故障时，云服务器无法获得相应数据，导致位于该云服务器下面的多个站级加油站将业务停滞，不利于加油站相应业务的工作、实施与调整。

本实施例中各边端服务组件之间可通过边端代理模块110相通信，还可通过边端子系统100进行通信，当边端代理模块110工作异常时，不会影响基础业务和增值业务的执行，提高业务弹性。

进一步地：

所述边端子系统100还包括多个工业设备；

所述边端服务组件为第一服务组件121或第二服务组件122；

所述第一服务组件121与一工业设备信号相连，用于采集该工业设备的工作数据，并通过边端代理模块110或云端子系统200将所述工作数据发送至相应的第二服务组件122，所述第一服务组件121还用于接收的边端代理模块110或云端子系统200所下发的反馈数据，并基于所述反馈数据控制所述工业设备工作；

所述第二服务组件122，用于接收工作数据，还用于基于所述工作数据生成相应的反馈数据，并通过边端代理模块110或云端子系统200将所述反馈数据发送至相应的第一服务单元。

进一步地：

所述第一服务组件121为工作组件或备用组件，即，一个工业设备可同时于多个第一服务组件121信号相连，将当前对工业设备进行数据采集和控制的第一服务组件121作为工作组件，其他第一服务组件121作为备用组件。

当所述工作组件工作异常时，由相应的备用组件采集相连的工业设备的工作数据，并控制所述工业设备工作，即，利用相应的备用组件代替该工作组件，以保证对所述工业设备的管控。

进一步地：

参照图1，云端子系统200包括云端代理模块210和若干个业务服务单元220；

所述云端代理模块210与边端代理模块110信号相连，还与各边端服务组件信号相连，即，各第一服务组件121和第二服务组件122信号相连(为了图面的整洁，图1中未示出)；

每个第二服务组件122具有至少一个与其功能相对应的业务服务单元220，当所述第二服务组件122工作异常时，所述云端代理模块210将所接收的工作数据发送至相对应的业务服务单元220，由该业务服务单元220基于所述工作数据生成相应的反馈数据。

本实施例中对业务服务单元220的设计，使得第二服务组件122发生故障时，由于其相对应的业务服务单元220对相应的工作数据进行处理，以保证基础业务的执行。

本实施例中基于功能将第二服务组件122与多个业务服务单元220相映射，从而当多个边端子系统100中同一第二服务组件122发生故障时，可根据实际需要调用相应的业务服务单元220，加快数据处理的速度。

注：本领域技术人员可根据实际需要构建应用于对应业务场景下的边云协同管控系统，如加油站。

实施例2、一种应用于加油站的边云协同管控系统，如图2所示，其包括加油站边端子系统100，以及与所述加油站边端子系统100相对应的云端子系统200；

所述加油站边端子系统100包括：

边端代理模块110；

作为工业设备的加油机131和油罐132；

作为第一服务组件121的油机服务组件1211和油罐服务组件1212，具有至少两个油机服务组件1211，且具有至少两个油罐服务组件1212；

作为第二服务组件122的站控服务组件1221和收银服务组件1222，所述站控服务组件1221用于进行油机参数设置、黑白名单下发、流水交互和班结日结管理，所述收银服务组件1222用于存储交易流水。

所述云端子系统200包括：

云端代理模块210；

作为业务服务单元220的第一单元221、第二单元222、第三单元223、第四单元224和第五单元225；

所述第一单元221与所述站控服务组件1221相对应，用于油机参数设置；

所述第二单元222与所述站控服务组件1221相对应，用于黑白名单下发；

所述第三单元223与所述站控服务组件1221相对应，用于流水交互；

所述第四单元224与所述站控服务组件1221相对应，用于班结日结管理；

所述第五单元225与所述收银服务组件1222相对应，用于存储交易流水；

本领域技术人员可根据需要于云端子系统200中自行设定数据库227、区块链228、日志226等功能单元，本实施例中由数据库227存储各边端服务组件的通信数据，以便后续基于该类通信数据进行统计报表、趋势分析、用户画像等分析处理。

进一步地，所述边端代理模块110和云端代理模块210均为mqttborker。

进一步地，所述边端子系统100还包括bridge140，bridge140用于连接边端代理模块110和云端代理模块210。

本实施例中bridge140结构包括：in、payload和out。in和out用于储存address和topic信息，topic指的是消息的标签，in中的address表示的是发布消息给bridge140的mqttbroker地址；out中的address表示的是从bridge140中发布出去消息的mqttbroker地址；payload中储存待传输的加油站数据信息。

注，各边端服务组件亦基于mqtt技术通过bridge140将消息发布到云端代理模块210，或从云端代理模块210订阅消息。

当bridge140和云端代理模块210出现故障时，不会影响边端服务组件之间的信息交互，即，不影响加油站的基础业务，故只需待当bridge140或云端代理模块210恢复后，由云端代理模块210订阅将相应数据即可为相应的增值业务提供数据支持。

当边端代理模块110工作正常时，工作时序图如图3所示，加油机131将其所对应的油机信息，以及其采集的用户卡信息通过油机服务组件1211上传至边端代理模块110，由边端代理模块110转发至站控服务组件1221；站控服务组件1221基于用户卡信息进行黑白名单查询，并将查询结果由边端代理模块110转发至相应的油机服务组件1211；油机服务组件1211接收到查询结果为白名单时，控制对应加油机131开始加油，并在加油过程中采集加油实时数据和交易流水上传至边端代理模块110。

边端代理模块110将加油实时数据和交易流水发送至站控服务组件1221进行数据管理，还将交易数据发送至收银服务组件1222进行存储；

由上可知，即使bridge140和云端代理模块210故障，边端服务组件间通过边端代理模块110进行交互，仍能维持加油站基础任务，当bridge140和云端代理模块210恢复正常后，边端代理模块110还将所接收的油机信息、用户卡信息、黑白名单查询结果、加油实时数据和交易流水通过bridge140发送至云端代理模块210，并由云端代理模块210发送至数据库227进行存储，为后续大数据分析提供数据支撑。

实施例3、一种基于实施例1所提供边云协同管控系统所进行的管控方法，当遇到故障时，可根据业务类型对传输方式进行相应调整，以提高业务弹性，包括对边端代理模块110进行管控的步骤，具体为：

当云端子系统200监测到边端代理模块110工作正常时，云端子系统200从所述边端代理模块110处获取各边端服务组件所上传的数据，即，各边端服务组件通过边端代理模块110进行交互，以完成基础业务，且边端代理模块110将所接收的数据上传至云端子系统200，以便于云端子系统200基于所接收的数据实现增值业务。

当云端子系统200监测到边端代理模块110工作异常时，云端子系统200向与所述边端代理模块110信号相连的边端服务组件发送调整指令，令所述边端服务组件将数据上传至云端子系统200，即，当边端代理模块110故障时，调整传输方式，使云端子系统200代替边端代理模块110进行数据中转，保证基础业务不受影响。

本领域技术人员可根据实际需要，自行设定云端子系统200监测边端代理模块110的工作状态的技术方案，能够及时监测到边端代理模块110故障即可。

本实施例中云端子系统200与边端代理模块110基于mqtt(消息队列遥测传输)技术进行通信，当云端子系统200在预设的时间阈值内无法从边端代理模块110订阅到数据，即可判定边端代理模块110发生故障，此时令各边端服务组件通过云端子系统200发布订阅数据，从而使数据能够正常传输，保证业务正常进行。

进一步地，还包括对工作组件(即，当前对工业设备进行数据采集和控制的第一服务组件121)进行管控的步骤，具体步骤为：

当云端子系统200/边端代理模块110监测到工作组件工作异常时，所述云端子系统200/边端代理模块110向所述工作组件相对应的备用组件发送执行指令，令所述备用组件代替所述工作组件开始工作。

当边端代理模块110工作正常时，工作组件与边端代理模块110信号相连，故由边端代理模块110监测工作组件的工作状态，同理，当边端代理模块110工作异常时，由云端子系统200(云端代理模块210)监测工作组件的工作状态。

进一步地，还包括对第二服务组件122进行管控的步骤，具体步骤为：

当云端子系统200中的云端代理模块210监测到第二服务组件122工作异常时，所述云端代理模块210接收所述第二服务组件122所对应的待处理数据，并将所述待处理数据发送至相应的业务服务单元220，由所述业务服务单元220基于所述待处理数据生成相应的反馈数据。

其中云端代理模块210监测第二服务组件122工作状态的具体方式如下：

当边端代理模块110工作正常时，由所述边端代理模块110监测与其信号相连的第二服务组件122的工作状态，并将所得监测结果发送至云端子系统200；

当边端代理模块110工作异常时，将与所述边端代理模块110信号相连的第二服务组件122作为待监测组件，由云端代理模块210监测所述待监测组件的工作状态。

云端代理模块210及边端代理模块110对边端服务组件的工作状态进行监测的方法属于现有常规技术，故不再本说明中进行详细介绍。

实施例4、一种基于实施例2所提供边云协同管控系统所进行的管控方法，具体步骤为：

s100、云端代理模块210监测各边端代理模块110工作状态，获得工作正常的边端代理模块110(记为正常代理模块)和工作异常的边端代理模块110(记为异常代理模块)；

s200、云端代理模块210向与异常代理模块信号相连的边端服务组件发送调整指令，令所述边端服务组件将数据上传至云端子系统200。

工作时序图如图4所示，云端代理模块210代替异常代理模块进行数据收发，各边端服务组件直接将消息发布至云端代理模块210，并直接从云端代理模块210订阅消息，此时云端代理模块210将所接收的信息发送至数据库227进行保存。

s300、接收正常代理模块上传的待处理数据，并将所述待处理数据发送至相应的业务服务单元220，由所述业务服务单元220进行相应处理。

所述待处理数据获取方式为：

正常代理模块监测站控服务组件1221及收银服务组件1222的工作状态，提取工作异常的站控服务组件1221或收银服务组件1222的待处理数据。

参照图5，如站控服务组件1221超过预设的时间阈值仍未从边端代理模块110订阅油机服务组件1211发布的油机信息和用户卡信息，此时边端代理模块110判定站控服务组件1221故障，将站控服务组件1221待接收的数据作为待处理数据发送至云端代理模块210，此时第二单元222将获取上述油机信息和用户卡信息进行黑白名单查询，并将查询结果通过云端代理模块210发送至边端代理模块110，以保证加油业务正常进行。

同上，正常代理模块还监控作为工作组件的油机服务组件1211以及油罐服务组件1212的工作状态，当检测到工作状态为异常的油机服务组件1211或油罐服务组件1212时，控制对应的备选组件进行工作。

进一步地，云端代理模块210向与异常代理模块信号相连的边端服务组件发送调整指令后，还对所述边端服务组件进行管控，具体步骤如下。

将云端代理模块210代替步骤s300中的正常代理模块，监测所述边端服务组件的工作状态；当发生故障的所述边端服务组件为油机服务组件1211或油罐服务组件1212时，令对应的备选组件进行工作。

当发生故障的所述边端服务组件为站控服务组件1221或收银服务组件1222时，令对应的业务服务单元220进行数据处理。

综上，本实施例通过故障类型自动对边端服务组件、边端代理模块110、云端代理模块210和业务服务单元220的进行组合，以完成相应的业务功能，有效提高业务弹性。

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。

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。

本发明是参照根据本发明的方法、终端设备(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终端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终端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。

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终端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。

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终端设备上，使得在计算机或其他可编程终端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终端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。

需要说明的是：

说明书中提到的“一个实施例”或“实施例”意指结合实施例描述的特定特征、结构或特性包括在本发明的至少一个实施例中。因此，说明书通篇各个地方出现的短语“一个实施例”或“实施例”并不一定均指同一个实施例。

尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例做出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。

此外，需要说明的是，本说明书中所描述的具体实施例，其零、部件的形状、所取名称等可以不同。凡依本发明专利构思所述的构造、特征及原理所做的等效或简单变化，均包括于本发明专利的保护范围内。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离本发明的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。