技术领域本发明涉及一种工业物联网数据传输技术，尤其涉及一种工业物联网自动接入和数据授权上报的管理技术。
背景技术：
物联网是指通过信息传感设备，按约定的协议，把任何物品与互联网连接起来，进行信息交换和通信，以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。工业领域是物联网应用的重要领域，具有环境感知能力的各类终端、基于泛在技术的计算模式、移动通信等不断融入到工业生产的各个环节，可大幅提高制造效率，改善产品质量，降低产品成本和资源消耗，将传统工业提升到智能工业的新阶段，形成新的智能化的制造体系。当前，物联网已经在许多工业应用领域发挥至关重要的作用。在环保领域，物联网与环保设备的融合实现了对工业生产过程中产生的各种污染源及污染治理各环节关键指标的实时监控。在重点排污企业排污口安装无线传感设备，不仅可以实时监测企业排污数据，而且可以根据监测结果远程关闭排污口，防止突发性环境污染事故的发生。在油气、矿业领域，把感应器嵌入和装备到矿山设备、油气管道、矿工设备中，并与物联网相融合，可以感知危险环境中工作人员、设备机器、周边环境等方面的安全状态信息，将现有分散、独立、单一的网络监管平台提升为系统、开放、多元的综合网络监管平台，实现实时感知、准确辨识、快捷响应、有效控制。工业环境监控物联网，一般分布广泛，可能分布在全国甚至全球的不同区域，具有多个子站点。每个子站点一般包含：底层传感节点，进行数据采集的二级工控设备，对数据进行实时监控、汇总和分析的子站监控中心；不同子站的监控中心通过网络(包括公共网络、专用网络等)最终接入总控制中心，构成无缝连接的一体化网络，从而能够通过总控制中心进行工业遥控遥测、工业现场环境监测，可自动化无线数据采集、自动仪表读取，可监控的信息量丰富，且24小时不间断采集、监控、分析。可见，在工业物联网领域，总控制中心要能够准确地进行分析、判断和管控，很大程度上依赖于子站数据的及时上报。而子站的数据采集是持续性的，且一个总控制中心下辖经常连接众多子站监控中心，因此如何有序、及时地向主站传输数据就显得尤为重要。现有技术中，子站监控中心要将数据上报到主站监控中心，一般有两种方式:1、在主站保存所有子站监控中心的连接方式(IP地址)，在主站需要使用某一子站的数据时，通过其IP地址与该子站监控中心建立连接，进行数据传输。该方式的优点是：主站监控中心可以根据实际的需求进行统一配置，优先接收当前最需要的数据。缺点是：每个子站监控中心都需要具备固定的IP地址；在增设子站时，需要专门对主站进行配置，扩容不便。2、主站监控中心具备固定IP地址，由子站监控中心作为客户端，在需要进行数据传输时，根据主站的IP地址，主动接入主站监控中心，上传数据。该方式的优点是：子站的扩容与主站无绝对关联，无须每次对主站进行配置。缺点是：主站监控中心无法自主控制各子站的数据传输时间，管控各子站上报数据的顺序，无法进行有效的负载均衡。
技术实现要素：
本发明主要解决的技术问题是提供一种工业物联网自动接入和数据授权的管理方法及系统，使得工业物联网中数据上传管控方便，且可以自主扩容。为了解决上述技术问题，本发明提供了一种工业物联网自动接入和数据授权的管理方法，包含分布于不同区域的子站监控中心以及一主监控中心，包含以下步骤：子站监控中心收集本区域的工业数据，需要进行数据上报时，在预先约定的广播通道广播本子站监控中心的IP地址；主监控中心通过广播通道接收子站监控中心的IP地址，保存该IP地址，以及该子站监控中心所对应的数据源信息；在主监控中心收到数据订阅请求时，根据所请求的数据源信息找到对应的子站监控中心的IP地址，通过主监控中心与该IP地址之间的通信连接，向对应的子站监控中心发送数据传输指令，指示该子站监控中心上传主监控中心当前所需数据。作为进一步改进，主监控中心通过广播通道接收子站监控中心的IP地址的步骤之后，还包含以下步骤：通过所收到的IP地址与该子站监控中心建立通信连接；在主监控中心收到数据订阅请求时，根据所请求的数据源信息找到对应的子站监控中心的IP地址后，直接通过已建立的主监控中心与该IP地址之间通信连接，向对应的子站监控中心发送数据传输指令。作为进一步改进，在主监控中心收到数据订阅请求时，根据所请求的数据源信息找到对应的子站监控中心的IP地址后，还包含以下步骤：根据所找到的IP地址与对应的子站监控中心建立通信连接。作为进一步改进，子站监控中心在预先约定的广播通道广播本子站监控中心的IP地址的同时，广播本子站监控中心所对应的数据源信息。作为进一步改进，主监控中心预先保存各子站监控中心所对应的数据源信息；子站监控中心在其所对应的数据源发生改变时，通过广播通道广播本子站监控中心所对应的数据源信息。作为进一步改进，数据源信息至少包含：所采集数据的数据源的ID和/或名称。作为进一步改进，主监控中心包含多个主机，每个主机包含多个网口，在主监控中心收到数据订阅请求时，根据预设的负载均衡机制，选择其中小负载的主机，由该小负载的主机与对应的子站监控中心建立通信连接，向该子站监控中心发送数据传输指令，指示该子站监控中心上传主监控中心当前所需数据。作为进一步改进，上述负载均衡机制为：预先为主机的不同CPU负荷、不同内存占用率和不同网口流量分别设定分值；并为网口流量分配高权重，为内存占用率和CPU负荷分配低权重；监测主监控中心各主机的CPU负荷、内存占用率、和网口流量，并转换为对应的分值，将转换得到的同一主机的CPU负荷分值、内存占用率分值、和网口流量分值乘以相应的权重后，进行求和，得到该主机的综合评估指标，根据各主机的综合评估指标，选择综合评估指标最佳的主机，作为小负载主机。作为进一步改进，该方法还可以包含以下步骤：在扩充子站监控中心时，新增的子站监控中心通过自动注册通道，将该扩充的子站的配置信息通过UDP数据包发送到主监控中心，进行注册。本发明还提供了一种工业物联网自动接入和数据授权的管理系统，包含分布于不同区域的子站监控中心以及一主监控中心，子站监控中心包含：数据采集模块，用于收集本区域的工业数据；广播模块，用于在需要进行数据上报时，在预先约定的广播通道广播本子站监控中心的IP地址；数据上报模块，用于在收到主监控中心的数据传输指令后，向主监控中心上报其所需的数据；主监控中心包含：广播接收模块，用于从预先约定的广播通道接收子站监控中心的IP地址；存储模块，用于保存广播模块收到的子站监控中心IP地址，以及该子站监控中心所对应的数据源信息；查找模块，用于在主监控中心收到数据订阅请求时，从存储模块中找到当前请求的数据源信息所对应的子站监控中心的IP地址；数据传输模块，用于通过主监控中心与该IP地址之间的通信连接，向对应的子站监控中心发送数据传输指令，指示该子站监控中心上传主监控中心当前所需数据；并从该子站监控中心接收数据。本发明实施方式与现有技术相比，主要区别及其效果在于：子站监控中心收集本区域的工业数据，需要进行数据上报时，在预先约定的广播通道广播本子站监控中心的IP地址；主监控中心通过广播通道接收子站监控中心的IP地址，保存该IP地址，以及该子站监控中心所对应的数据源信息；在主监控中心收到数据订阅请求时，根据所请求的数据源信息找到对应的子站监控中心的IP地址，通过主监控中心与该IP地址之间的通信连接，向对应的子站监控中心发送数据传输指令，指示该子站监控中心上传主监控中心当前所需数据。通过该方式，主站可以根据自身的需求以及系统繁忙程度，控制各子站数据的上报时间、上报内容和优先顺序，无须将所有数据上报并存储在主站后进行统一管控，只需要根据主站管控需求，按需上报数据。在满足主站管控需求的同时，节约主站的存储空间，提高管控效率。且在子站无须具备固定的IP地址，子站扩容方便。附图说明图1是本发明第一实施方式的工业物联网自动接入和数据授权的管理方法流程图；图2是本发明第四实施方式的工业物联网自动接入和数据授权的管理系统结构图。具体实施方式为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的实施方式作进一步地详细描述。本发明第一实施方式涉及一种工业物联网自动接入和数据授权的管理方法，包含分布于不同区域的子站的子站监控中心以及一主监控中心，主监控中心可以包含多台主机，每台主机可以包含多个网口，进行负载均衡。子站监控中心连接下辖底层传感设备和工控设备，从所连接的传感设备和工控设备接收本子站的工业数据，并根据主监控中心要求，将数据上报到主监控中心，主监控中心根据收到的工业数据进行监控、分析、判断，并根据结果进行整体管控。具体流程如图1所示。步骤101中，子站监控中心存在批量数据需要进行数据上报时，在预先约定的广播通道广播本子站监控中心的IP地址，以及本子站所采集的数据的数据源信息。这里的数据源信息可以包括数据源头量测点的ID或量测点名称。步骤102中，主监控中心接收广播信息，在收到子站监控中心的信息时，对其进行身份认证，身份认证的方式可以采用数字签名等方式，对于通过身份认证的信息，保存所收到的该子站监控中心的IP地址，以及该子站监控中心所对应的数据源信息，将这些信息保存在“IP地址-数据源”对应表中。步骤103中，主监控中心收到数据订阅请求后，根据请求中所包含的数据源信息、数据类别等信息，确定当前请求哪些数据源的哪些类别的数据，从“IP地址-数据源”对应表中，找到与请求的数据源所匹配的子站监控中心IP地址。所匹配的子站监控中心IP地址可能是一个，也可能是多个。在数据订阅请求所请求的数据范围很大时，其数据源信息可能包含多个子站的数据源，需要对所请求的数据源进行拆分(即对订阅请求进行拆分)，将属于不同子站监控中心的数据源拆分开，得到各子站监控中心各自对应的数据源信息。步骤104中，主监控中心根据预设的负载均衡机制，选择主监控中心中负载小的主机，由该负载小的主机根据匹配得到的子站监控中心IP与对应的子站监控中心建立的通信连接。具体的负载均衡机制可以如下：预先为主机的不同CPU负荷、不同内存占用率和不同网口流量分别设定分值；并为网口流量分配高权重，为内存占用率和CPU负荷分配低权重；监测主监控中心各主机的CPU负荷、内存占用率、和网口流量，并转换为对应的分值，将转换得到的同一主机的CPU负荷分值、内存占用率分值、和网口流量分值乘以相应的权重后，进行求和，得到该主机的综合评估指标，根据各主机的综合评估指标，选择综合评估指标最佳的主机，作为负载小的主机。对于一个数据订阅请求对应多个子站监控中心的数据源的情况，可以选择多个主机，分别与相应的子站监控中心建立通信连接，也可以由同一个主机分别与相应的子站监控中心建立通信连接。步骤105中，主监控中心的主机通过所建立的通信连接向对应的子站监控中心发送数据传输指令，在数据传输指令中包含所需的数据类型以及数据源信息，指示对应的子站监控中心上传主监控中心当前所需数据。步骤106中，相应的子站监控中心根据数据传输指令，将主监控中心所指定的数据源的相应类型的数据上报到主监控中心，供主监控中心进行数据的监控、分析、判断等操作。通过上述方式，主站可以根据自身的需求以及系统繁忙程度，控制各子站数据的上报时间、上报内容和优先顺序，无须将所有数据上报并存储在主站后进行统一管控，只需要根据主站管控需求，按需上报数据。在满足主站管控需求的同时，节约主站的存储空间，提高管控效率。且在子站无须具备固定的IP地址，子站扩容方便。在扩充子站监控中心时，新增的子站监控中心只需通过自动注册通道，将该扩充的子站的配置信息(包含子站通信端口等信息)通过UDP数据包发送到主监控中心，进行注册即可。本发明第二实施方式同样涉及一种工业物联网自动接入和数据授权的管理方法，与第一实施方式大致相同，其区别在于，第一实施方式中，主监控中心在收到订阅请求后，与相应的子站监控中心建立连接；本实施方式中，主监控中心通过广播通道接收子站监控中心的IP地址的步骤之后，即通过所收到的IP地址与对应子站监控中心建立通信连接。在主监控中心收到数据订阅请求时，根据所请求的数据源信息找到对应的子站监控中心的IP地址后，直接通过已建立的通信连接，向对应的子站监控中心发送数据传输指令。本发明第三实施方式同样涉及一种工业物联网自动接入和数据授权的管理方法，与第一实施方式大致相同，其区别在于，第一实施方式中，子站监控中心在预先约定的广播通道广播本子站监控中心的IP地址的同时，广播本子站监控中心所对应的数据源信息；而本实施方式中，主监控中心预先保存各子站监控中心所对应的数据源信息；子站监控中心在所对应的数据源发生改变时，通过广播通道广播本子站监控中心所对应的数据源信息。本发明第四实施方式涉及一种工业物联网自动接入和数据授权的管理系统，如图2所示，包含分布于不同区域的子站监控中心以及一主监控中心，其中子站监控中心包含：数据采集模块，用于收集本区域的工业数据；广播模块，用于在需要进行数据上报时，在预先约定的广播通道广播本子站监控中心的IP地址；数据上报模块，用于在收到主监控中心的数据传输指令后，向主监控中心上报其所需的数据。主监控中心包含：广播接收模块，用于从预先约定的广播通道接收子站监控中心的IP地址；存储模块，用于保存广播模块收到的子站监控中心IP地址，以及该子站监控中心所对应的数据源信息；查找模块，用于在主监控中心收到数据订阅请求时，从存储模块中找到所请求的数据源信息所对应的子站监控中心的IP地址；数据传输模块，用于通过主监控中心与该IP地址之间的通信连接，向对应的子站监控中心发送数据传输指令，指示该子站监控中心上传主监控中心当前所需数据；并从该子站监控中心接收数据。作为进一步改进，主监控中心还包含：连接建立模块，用于在广播接收模块通过广播通道接收子站监控中心的IP地址后，通过所收到的IP地址与该子站监控中心建立通信连接。数据传输模块可以直接通过已建立的通信连接，向对应的子站监控中心发送数据传输指令。或者，该连接建立模块在查找模块找到对应的子站监控中心的IP地址后，根据所找到的IP地址与对应的子站监控中心建立通信连接。数据传输模块通过新建立的通信连接，向对应的子站监控中心发送数据传输指令。作为进一步改进，子站监控中心的广播模块还可以用于在预先约定的广播通道广播本子站监控中心的IP地址的同时，广播本子站监控中心所对应的数据源信息。或者，由主监控中心的存储模块预先保存各子站监控中心所对应的数据源信息；广播模块还用于在其所对应的数据源发生改变时，通过广播通道广播本子站监控中心所对应的数据源信息。通过本实施方式，主站可以根据自身的需求以及系统繁忙程度，控制各子站数据的上报时间、上报内容和优先顺序，无须将所有数据上报并存储在主站后进行统一管控，只需要根据主站管控需求，按需上报数据。在满足主站管控需求的同时，节约主站的存储空间，提高管控效率。且在子站无须具备固定的IP地址，子站扩容方便。在扩充子站监控中心时，新增的子站监控中心只需通过自动注册通道，将注册信息通过UDP数据包发送到主监控中心，进行注册即可。虽然通过参照本发明的某些优选实施方式，已经对本发明进行了图示和描述，但本领域的普通技术人员应该明白，可以在形式上和细节上对其作各种改变，而不偏离本发明的精神和范围。