基于工业互联网的远程故障诊断及修复系统的制作方法

1.本发明属于工业互联网领域，涉及远程故障诊断修复技术，具体是基于工业互联网的远程故障诊断及修复系统。


背景技术：

2.工业互联网是新一代信息通信技术与工业经济深度融合的新型基础设施、应用模式和工业生态，通过对人、机、物、系统等的全面连接，构建起覆盖全产业链、全价值链的全新制造和服务体系，为工业乃至产业数字化、网络化、智能化发展提供了实现途径，是第四次工业革命的重要基石。工业互联网不是互联网在工业的简单应用，而是具有更为丰富的内涵和外延。它以网络为基础、平台为中枢、数据为要素、安全为保障，既是工业数字化、网络化、智能化转型的基础设施，也是互联网、大数据、人工智能与实体经济深度融合的应用模式，同时也是一种新业态、新产业，将重塑企业形态、供应链和产业链。
3.现有技术中，在使用工业互联网时，没有依据文件传输要求采用相应性能的工业互联网传输，导致文件传输效率差，同时，在文件传输前，也没有将工业互联网进行诊断分析，为此，我们提出基于工业互联网的远程故障诊断及修复系统。


技术实现要素：

4.针对现有技术存在的不足，本发明目的是提供基于工业互联网的远程故障诊断及修复系统。
5.本发明所要解决的技术问题为：
6.(1)如何基于文件传输要求匹配相应性能工业互联网；
7.(2)如何在传输前对工业互联网进行诊断修复。
8.本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
9.基于工业互联网的远程故障诊断及修复系统，包括数据采集模块、传输定级模块、智能匹配模块、传输分析模块、网络诊断模块、智能修复模块、数据库、用户终端以及服务器，所述用户终端用于输入工业互联网所传输文件的文件数据并发送至服务器；
10.所述数据采集模块用于采集工业互联网的传输性能数据并发送至服务器，所述服务器将文件数据发送至传输定级模块、性能数据发送至传输分析模块；
11.所述传输定级模块用于对工业互联网所传输文件的传输需要进行定级，得到工业互联网所传输文件的文件传输等级反馈至服务器；
12.所述传输分析模块用于对工业互联网的网络情况进行分析，得到工业互联网的传输性能等级反馈至服务器，所述服务器将工业互联网所传输文件的文件传输等级和工业互联网的传输性能等级发送至智能匹配模块；所述智能匹配模块用于对工业互联网的传输性能等级与所传输文件的文件传输等级进行智能匹配，生成等级匹配信号或等级调整信号；
13.所述数据采集模块还用于在诊断时段内采集工业互联网的实时网络数据并发送至服务器，所述服务器将实时网络数据发送至网络诊断模块；
14.所述数据库存储有不同传输性能等级下工业互联网的标准网络数据，所述网络诊断模块用于对工业互联网进行网络诊断，得到网络正常信号或网络故障信号反馈至服务器，若服务器接收到网络故障信号，则不进行任何操作，若服务器接收到网络故障信号，则生成网络修复指令加载至智能修复模块；
15.所述智能修复模块用于将工业互联网进行智能修复。
16.进一步地，文件数据为文件的内存大小、加密等级和预设传输时长；
17.传输性能数据为工业互联网的传输次数、传输误差次数以及每次传输时的传输速率、传输时长；
18.实时网络数据为工业互联网的实时上传网速值和实时下载网速值；
19.用户终端接收到传输指令时至文件上传至工业互联网时的时间段标定为诊断时段。
20.进一步地，所述传输定级模块的定级过程具体如下：
21.获取工业互联网所传输文件的内存大小和加密等级，依据加密等级得到对应的加密系数；
22.同时获取工业互联网所传输文件对应的预设传输时长；
23.计算工业互联网所传输文件的传输等级值；
24.依据传输等级值得到工业互联网所传输文件的文件传输等级，判定工业互联网所传输文件的文件传输等级为第三文件传输等级、第二文件传输等级或第一文件传输等级。
25.进一步地，加密等级包括第一加密等级、第二加密等级和第三加密等级；
26.第一加密等级的等级高于第二加密等级的等级，第二加密等级的等级高于第三加密等级的等级；
27.第一加密等级对应第一加密系数，第二加密等级对应第二加密系数，第三加密等级对应第三加密系数；
28.第一加密系数大于第二加密系数，第二加密系数大于第三加密系数；
29.第一文件传输等级的等级高于第二文件传输等级的等级，第二文件传输等级的等级高于第三文件传输等级的等级。
30.进一步地，所述传输分析模块的分析过程具体如下：
31.获取工业互联网的传输次数和传输误差次数，计算工业互联网的传输误差率；
32.而后获取工业互联网每次传输时的传输速率，每次传输时的传输速率相加求和取平均值得到工业互联网的传输均速率；
33.获取工业互联网每次传输时的传输时长，每次传输时的传输时长相加求和取平均值得到工业互联网的传输均时长；
34.计算工业互联网的传输性能值；
35.传输性能值比对传输性能阈值，判定工业互联网的传输性能等级为第三传输性能等级、第二传输性能等级或第一传输性能等级。
36.进一步地，第一传输性能等级的等级高于第二传输性能等级的等级，第二传输性能等级的等级高于第三传输性能等级的等级。
37.进一步地，所述智能匹配模块的工作过程具体如下：
38.第一文件传输等级对应第一传输性能等级；
39.第二文件传输等级对应第二传输性能等级；
40.第三文件传输等级对应第三传输性能等级；
41.若等级匹配则生成等级匹配信号，若等级不匹配则生成等级调整信号。
42.进一步地，所述智能匹配模块将等级匹配信号或等级调整信号反馈至服务器；
43.若服务器接收到等级匹配信号，则生成传输指令加载至用户终端，用户终端处的使用人员将需要传输的文件进行传输；
44.若服务器接收到等级调整信号，则切换至对应传输性能等级的工业互联网。
45.进一步地，所述网络诊断模块的工作过程具体如下：
46.步骤p1：依据传输性能等级得到工业互联网的标准网络数据；
47.其中，标准网络数据包括工业互联网的标准上传网速值区间和标准下载网速值区间、标准上传网速变化速率和标准下载网速变化速率；
48.步骤p2：在诊断时段内设定若干个时间点，并将在若干个时间点时采集工业互联网的实时上传网速值和实时下载网速值；
49.步骤p3：若实时上传网速值未处于标准上传网速值区间，且实时下载网速值未处于标准下载网速值区间，则生成网络异常信号；
50.若实时上传网速值处于标准上传网速值区间，且实时下载网速值处于标准下载网速值区间，则生成网络正常信号；
51.若实时上传网速值未处于标准上传网速值区间或实时下载网速值未处于标准下载网速值区间，则进入下一步骤；
52.步骤p4：计算相邻时间点的实时上传网速差值和实时下载网速差值，相邻时间点的实时上传网速差值和实时下载网速差值分别处以相邻时间点的时间差值得到相邻时间点的实时上传网速变化速率和实时下载网速变化速率；
53.步骤p5：若干个相邻时间点的实时上传网速变化速率相加求和得到工业互联网的上传网速变化速率；
54.若干个相邻时间点的实时下载网速变化速率相加求和得到工业互联网的下载网速变化速率；
55.步骤p6：若上传网速变化速率处于标准上传网速变化速率区间，且下载网速变化速率处于标准下载网速变化速率区间，则生成网络正常信号；
56.若上传网速变化速率未处于标准上传网速变化速率区间或下载网速变化速率未处于标准下载网速变化速率区间，则生成网络故障信号。
57.进一步地，所述智能修复模块的智能修复过程具体如下：
58.对工业互联网的修复人员进行筛选，计算修复人员的修复值；
59.结合修复值选定工业互联网的修复人员；
60.修复人员依据传输性能等级，获取工业互联网的标准网络数据；
61.依据标准网络数据将工业互联网进行修复。
62.与现有技术相比，本发明的有益效果是：
63.1、本发明通过传输定级模块对工业互联网所传输文件的传输需要进行定级，得到工业互联网所传输文件的文件传输等级，再通过传输分析模块对工业互联网的网络情况进行分析，分析得到工业互联网的传输性能等级，文件传输等级和传输性能等级发送至智能
匹配模块，智能匹配模块对工业互联网的传输性能等级与所传输文件的文件传输等级进行智能匹配，生成等级匹配信号或等级调整信号，本发明结合文件传输要求，进而匹配相应性能的工业互联网将文件进行有效传输；
64.2、本发明文件还通过网络诊断模块对工业互联网进行网络诊断，分析生成网络正常信号或网络故障信号，并利用智能修复模块将工业互联网进行智能修复，本发明在传输前对工业互联网进行诊断分析，并对出现问题的工业互联网进行用前修复。
附图说明
65.为了便于本领域技术人员理解，下面结合附图对本发明作进一步的说明。
66.图1为本发明的整体系统框图。
具体实施方式
67.下面将结合实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
68.在一实施例中，请参阅图1所示，基于工业互联网的远程故障诊断及修复系统，包括数据采集模块、传输定级模块、智能匹配模块、传输分析模块、网络诊断模块、智能修复模块、数据库、用户终端以及服务器；
69.在本实施例中，所述用户终端使用人员输入个人信息后注册登录系统，并将个人信息发送至服务器内存储；
70.其中，个人信息包括使用人员的姓名、实名认证的手机号码等；
71.在注册登录成功后，所述用户终端用于输入工业互联网所传输文件的文件数据，并将文件数据发送至服务器；
72.所述数据采集模块用于采集工业互联网的传输性能数据，并将性能数据发送至服务器，所述服务器将文件数据发送至传输定级模块，所述服务器将性能数据发送至传输分析模块；
73.需要具体说明的是，文件数据为文件的内存大小、类型、加密等级、预设传输时长等；传输性能数据为工业互联网的传输次数、传输误差次数以及每次传输时的传输速率、传输时长等；
74.所述传输定级模块用于对工业互联网所传输文件的传输需要进行定级，定级过程具体如下：
75.步骤一：将工业互联网所传输文件标记为u，u＝1，2，
……
，z，z为正整数；获取工业互联网所传输文件的内存大小，并将内存大小标记为ncu；
76.步骤二：获取工业互联网所传输文件的加密等级，依据加密等级得到对应的加密系数，并将加密系数标记为jxu；
77.其中，加密等级包括第一加密等级、第二加密等级和第三加密等级，第一加密等级的等级高于第二加密等级的等级，第二加密等级的等级高于第三加密等级的等级，第一加密等级对应第一加密系数，第二加密等级对应第二加密系数，第三加密等级对应第三加密
系数，且第一加密系数大于第二加密系数、第二加密系数大于第三加密系数；
78.步骤三：获取工业互联网所传输文件对应的预设传输时长，并将预设传输时长标记为ytu；
79.步骤四：通过公式计算得到工业互联网所传输文件的传输等级值cdu；式中，a1、a2和a3均为固定数值的比例系数，且a1、a2和a3的取值均大于零；
80.步骤五：依据传输等级值得到工业互联网所传输文件的文件传输等级，具体如下：
81.若cdu＜x1，则工业互联网所传输文件的文件传输等级为第三文件传输等级；
82.若x1≤cdu＜x2，则工业互联网所传输文件的文件传输等级为第二文件传输等级；
83.若x2≤cdu，则工业互联网所传输文件的文件传输等级为第一文件传输等级；其中，x1和x2均为固定数值的传输等级阈值，且x1＜x2；
84.可理解的是，第一文件传输等级的等级高于第二文件传输等级的等级，第二文件传输等级的等级高于第三文件传输等级的等级；
85.所述传输定级模块将工业互联网所传输文件的文件传输等级反馈至服务器；
86.所述传输分析模块用于对工业互联网的网络情况进行分析，分析过程具体如下：
87.步骤s1：将工业互联网标记为i，i＝1，2，
……
，x，x为正整数；
88.步骤s2：获取工业互联网的传输次数，并将传输次数标记为cci；
89.步骤s3：获取工业互联网的传输误差次数，并将传输误差次数标记为wci；
90.步骤s4：通过公式wli＝wci/cci计算得到工业互联网的传输误差率wli；
91.步骤s5：获取工业互联网每次传输时的传输速率，每次传输时的传输速率相加求和取平均值得到工业互联网的传输均速率jsli；
92.步骤s6：获取工业互联网每次传输时的传输时长，每次传输时的传输时长相加求和取平均值得到工业互联网的传输均时长jtci；
93.步骤s7：通过公式计算得到工业互联网的传输性能值cxi；式中，b1和b2均为固定数值的比例系数，且b1和b2的取值均大于零；
94.步骤s8：若cxi＜y1，则工业互联网的传输性能等级为第三传输性能等级；
95.若y1≤cxi＜y2，则工业互联网的传输性能等级为第二传输性能等级；
96.若y2≤cxi，则工业互联网的传输性能等级为第一传输性能等级；其中，y1＜y2；其中，y1和y2均为固定数值的传输性能阈值，且y1＜y2；
97.可理解的是，第一传输性能等级的等级高于第二传输性能等级的等级，第二传输性能等级的等级高于第三传输性能等级的等级；
98.所述将传输分析模块将工业互联网的传输性能等级反馈至服务器；
99.在本实施例中，所述服务器将工业互联网所传输文件的文件传输等级和工业互联网的传输性能等级发送至智能匹配模块；
100.所述智能匹配模块用于对工业互联网的传输性能等级与所传输文件的文件传输等级进行智能匹配，具体为：
101.第一文件传输等级对应第一传输性能等级；
102.第二文件传输等级对应第二传输性能等级；
103.第三文件传输等级对应第三传输性能等级；
104.若等级匹配则生成等级匹配信号，若等级不匹配则生成等级调整信号；
105.所述智能匹配模块将等级匹配信号或等级调整信号反馈至服务器；
106.若服务器接收到等级匹配信号，则生成传输指令加载至用户终端，用户终端处的使用人员将需要传输的文件进行传输；
107.若服务器接收到等级调整信号，则切换至对应传输性能等级的工业互联网；
108.在本实施例中，文件进行传输时，在用户终端接收到传输指令时至文件上传至工业互联网时这一时间段时，并将这一时间段标记为诊断时段，所述数据采集模块用于在诊断时段内采集工业互联网的实时网络数据，并将实时网络数据发送至服务器，所述服务器将实时网络数据发送至网络诊断模块；
109.需要具体说明的是，实时网络数据为工业互联网的实时上传网速值、实时下载网速值等；
110.所述数据库分别与智能修复模块、网络诊断模块相连接，所述数据库存储有不同传输性能等级下工业互联网的标准网络数据，所述网络诊断模块用于对工业互联网进行网络诊断，工作过程具体如下：
111.步骤p1：依据传输性能等级得到工业互联网的标准网络数据；
112.其中，标准网络数据包括工业互联网的标准上传网速值区间和标准下载网速值区间、标准上传网速变化速率和标准下载网速变化速率；
113.步骤p2：在诊断时段内设定若干个时间点，并将在若干个时间点时采集工业互联网的实时上传网速值和实时下载网速值；
114.步骤p3：若实时上传网速值未处于标准上传网速值区间，且实时下载网速值未处于标准下载网速值区间，则生成网络异常信号；
115.若实时上传网速值处于标准上传网速值区间，且实时下载网速值处于标准下载网速值区间，则生成网络正常信号；
116.若实时上传网速值未处于标准上传网速值区间或实时下载网速值未处于标准下载网速值区间，则进入下一步骤；
117.步骤p4：计算相邻时间点的实时上传网速差值和实时下载网速差值，相邻时间点的实时上传网速差值和实时下载网速差值分别处以相邻时间点的时间差值得到相邻时间点的实时上传网速变化速率和实时下载网速变化速率；
118.例如：时间点t1、t2和t3，时间点t1、t2和t3对应的实时上传网速值为wst1、wst2和wst3，时间点t1、t2和t3对应的实时下载网速值为wxt1、wxt2和wxt3，相邻时间点的实时上传网速变速速率为(wxt2-wxt1)/(t2-t1)、(wxt3-wxt2)/(t3-t2)；
119.步骤p5：若干个相邻时间点的实时上传网速变化速率相加求和得到工业互联网的上传网速变化速率；
120.若干个相邻时间点的实时下载网速变化速率相加求和得到工业互联网的下载网速变化速率；
121.步骤p6：若上传网速变化速率处于标准上传网速变化速率区间，且下载网速变化速率处于标准下载网速变化速率区间，则生成网络正常信号；
122.若上传网速变化速率未处于标准上传网速变化速率区间或下载网速变化速率未
处于标准下载网速变化速率区间，则生成网络故障信号；
123.所述网络诊断模块网络正常信号或网络故障信号反馈至服务器；
124.若服务器接收到网络故障信号，则不进行任何操作；
125.若服务器接收到网络故障信号，则生成网络修复指令加载至智能修复模块；
126.所述智能修复模块用于将工业互联网进行智能修复，智能修复过程具体如下：
127.对工业互联网的修复人员进行筛选，依据修复人员的修复时长、修复达到时长、修复次数等参数计算修复人员的修复值；
128.结合修复值选定工业互联网的修复人员；
129.修复人员依据传输性能等级，获取工业互联网的标准网络数据；
130.依据标准网络数据将工业互联网进行修复。
131.在另一实施例中，基于工业互联网的远程故障诊断及修复系统的实施方法，工作时：
132.步骤s101，用户终端输入工业互联网所传输文件的文件数据，并将文件数据发送至服务器，同时，数据采集模块采集工业互联网的传输性能数据，并将性能数据发送至服务器，服务器将文件数据发送至传输定级模块、将性能数据发送至传输分析模块；
133.步骤s102，通过传输定级模块对工业互联网所传输文件的传输需要进行定级，将工业互联网所传输文件标记为u，获取工业互联网所传输文件的内存大小ncu、加密系数jxu和预设传输时长ytu，通过公式计算得到工业互联网所传输文件的传输等级值cdu，依据传输等级值得到工业互联网所传输文件的文件传输等级，若cdu＜x1，则工业互联网所传输文件的文件传输等级为第三文件传输等级，若x1≤cdu＜x2，则工业互联网所传输文件的文件传输等级为第二文件传输等级，若x2≤cdu，则工业互联网所传输文件的文件传输等级为第一文件传输等级，传输定级模块将工业互联网所传输文件的文件传输等级反馈至服务器；
134.步骤s103，通过传输分析模块对工业互联网的网络情况进行分析，将工业互联网标记为i，获取工业互联网的传输次数cci和传输误差次数wci，通过公式wli＝wci/cci计算得到工业互联网的传输误差率wli，而后获取工业互联网每次传输时的传输速率，每次传输时的传输速率相加求和取平均值得到工业互联网的传输均速率jsli，最后获取工业互联网每次传输时的传输时长，每次传输时的传输时长相加求和取平均值得到工业互联网的传输均时长jtci，通过公式计算得到工业互联网的传输性能值cxi，若cxi＜y1，则工业互联网的传输性能等级为第三传输性能等级，若y1≤cxi＜y2，则工业互联网的传输性能等级为第二传输性能等级，若y2≤cxi，则工业互联网的传输性能等级为第一传输性能等级，将传输分析模块将工业互联网的传输性能等级反馈至服务器；
135.步骤s104，服务器将工业互联网所传输文件的文件传输等级和工业互联网的传输性能等级发送至智能匹配模块，智能匹配模块用于对工业互联网的传输性能等级与所传输文件的文件传输等级进行智能匹配，第一文件传输等级对应第一传输性能等级，第二文件传输等级对应第二传输性能等级，第三文件传输等级对应第三传输性能等级，若等级匹配则生成等级匹配信号，若等级不匹配则生成等级调整信号，智能匹配模块将等级匹配信号
或等级调整信号反馈至服务器，若服务器接收到等级匹配信号，则生成传输指令加载至用户终端，用户终端处的使用人员将需要传输的文件进行传输，若服务器接收到等级调整信号，则切换至对应传输性能等级的工业互联网；
136.步骤s105，文件进行传输时，数据采集模块在诊断时段内采集工业互联网的实时网络数据，并将实时网络数据发送至服务器，服务器将实时网络数据发送至网络诊断模块；
137.步骤s106，通过网络诊断模块对工业互联网进行网络诊断，依据传输性能等级得到工业互联网的标准上传网速值区间和标准下载网速值区间、标准上传网速变化速率区间和标准下载网速变化速率区间，在诊断时段内设定若干个时间点，并将在若干个时间点时采集工业互联网的实时上传网速值和实时下载网速值，若实时上传网速值未处于标准上传网速值区间，且实时下载网速值未处于标准下载网速值区间，则生成网络异常信号，若实时上传网速值处于标准上传网速值区间，且实时下载网速值处于标准下载网速值区间，则生成网络正常信号，若实时上传网速值未处于标准上传网速值区间或实时下载网速值未处于标准下载网速值区间，则计算相邻时间点的实时上传网速差值和实时下载网速差值，相邻时间点的实时上传网速差值和实时下载网速差值分别处以相邻时间点的时间差值得到相邻时间点的实时上传网速变化速率和实时下载网速变化速率，若干个相邻时间点的实时上传网速变化速率相加求和得到工业互联网的上传网速变化速率，若干个相邻时间点的实时下载网速变化速率相加求和得到工业互联网的下载网速变化速率，若上传网速变化速率处于标准上传网速变化速率区间，且下载网速变化速率处于标准下载网速变化速率区间，则生成网络正常信号，若上传网速变化速率未处于标准上传网速变化速率区间或下载网速变化速率未处于标准下载网速变化速率区间，则生成网络故障信号，网络诊断模块网络正常信号或网络故障信号反馈至服务器，若服务器接收到网络故障信号，则不进行任何操作，若服务器接收到网络故障信号，则生成网络修复指令加载至智能修复模块；
138.步骤s107，智能修复模块将工业互联网进行智能修复，对工业互联网的修复人员进行筛选，依据修复人员的修复时长、修复达到时长、修复次数等参数计算修复人员的修复值，结合修复值选定工业互联网的修复人员，修复人员依据传输性能等级，获取工业互联网的标准网络数据，依据标准网络数据将工业互联网进行修复。
139.上述公式均是去量纲取其数值计算，公式是由采集大量数据进行软件模拟得到最近真实情况的一个公式，公式中的预设参数由本领域的技术人员根据实际情况进行设置，权重系数和比例系数的大小是为了将各个参数进行量化得到的一个具体的数值，便于后续比较，关于权重系数和比例系数的大小，只要不影响参数与量化后数值的比例关系即可。
140.以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。