面向大量独立设备流数据的多级系统架构的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种设备现场解决方案，尤其涉及一种面向大量独立设备流数据的多级系统架构。
【背景技术】
[0002]现代企业有大量的生产设备，对于设备的集中管理、监控、维护，需要采集和存储、处理大量的设备数据，称之为流数据，流数据来自于设备的控制系统，传感器，产生基于时间序列的模拟量和开关量。在该领域，现有的的技术架构是工业实时数据库，以及定制的数据采集器，用于实现现场数据的搜集，支持工业应用软件。当前，随着大数据技术，云计算技术的发展，设备流数据的采集和应用正在从传统的现场应用向互联网应用发展，传统的实时数据库+工业应用软件的模式已经不能满足新的发展要求。现有的主流技术是工业实时历史数据库，配套数据库提供的标准采集器实现对控制系统如PLC，DCS的数据采集，同时基于实时数据库实现多种工业应用软件的支撑，当设备的通讯协议不能被实时数据库的配套采集器所支持时，需要实施人员自行研发。主要的工业应用软件包括SCADA，MESS等厂级应用。当用户需要实现其他应用软件时，现有的方式是基于实时数据库接口进行开发。现有解决方案面向现场局域网，不能支持互联网应用，仅能实现监控画面发布到网上，特别是针对工厂生产线，现有的解决方案存在以下缺陷:
[0003]1、难以支持随机添加设备。
[0004]2、面向原始点位，不能有效区分设备。
[0005]3、当应用于成千上万台独立设备时，从采集到应用的实施开发成本极高，可变性极弱。
[0006]4、针对厂级规模，面对大量独立设备的数据，难以有效的扩展容量和性能，只能通过部署多个实时数据库来实现，但是多个实时数据库之间互相没有联系，无法保证数据的一致性。负载均衡也只能依靠人工开发协调机制来实现。
[0007]5、难以支持互联网业务，数据通过互联网无法访问。
[0008]6、大量独立设备难以实现分布式采集，多个实时数据库之间互相独立，管理难度很大。
[0009]7、不同的独立设备的采集存在现场采集和云端采集两种模式，现有技术方案难以适应。
[0010]8、面对大量设备数据时，本地处理能力有限，难以实现高级的计算需求。
【发明内容】
[0011]本发明旨在提供一种面向大量独立设备流数据的多级系统架构，实现了基于PaaS模式的工业大数据平台，运用了 Hadoop作为基础架构。同时，为了支持各种形态的设备，设计了基于“采集器-网关-数据中心-运营平台”的系统架构。本发明的系统架构中的每一层都同时支持实体化和虚拟化两种模式，能够极大的满足用户需求的变化。
[0012]为达到上述目的，本发明是采用的技术方案如下:
[0013]本发明公开的面向大量独立设备流数据的多级系统架构，包括:
[0014]用于采集设备数据的数据采集器；
[0015]用于适配不同通信协议的网关；
[0016]用于存储设备历史数据的数据中心；通过专门的数据中心来实现海量数据的存储，数据中心可以有效扩展，解决现有厂级实时数据库的局限性；
[0017]用于实现中间业务、封装原始点位、为操作者提供数据接口的运营平台；
[0018]所述数据采集器连接网关，所述网关连接数据中心，所述数据中心连接运营平台，所述运营平台具备云计算功能。
[0019]进一步的，所述运营平台连接至少2个数据中心，所述数据中心连接至少2个网关，所述网关连接至少2个数据采集器。能够随机的增加设备入网，通过网关可以创建大量的采集器，随机的加入设备，一个运营平台可以接入多个数据中心，每个数据中心又可以接入若干采集器，对大量独立设备按性质进行有效的分布式采集和管理。
[0020]优选的，所述数据采集器有线连接网关，所述网关有线和/或无线连接数据中心，所述数据中心有线和/或无线连接运营平台。
[0021 ] 优选的，所述网关为实体化网关或虚拟化网关、数据中心为实体化数据中心或虚拟化数据中心、运营平台为实体化运营平台或虚拟化运营平台。通过网关和采集器，针对独立设备的采集提供针对性方案。当设备必须在本地采集时，可以在本地独立部署网关，由网关的采集器来接入设备；当设备通过互联网接入时，可以使用云端虚拟化网关，让设备通过互联网和网关接入。
[0022]优选的，所述面向大量独立设备流数据的多级系统架构可以为完全实体化组网方式，现场部署独立的运营平台、数据中心和网关。
[0023]优选的，所述面向大量独立设备流数据的多级系统架构也可以为完全虚拟化组网，通过远程运营的云计算中心，获得虚拟化运营平台，创建虚拟化数据中心和虚拟化网关。
[0024]优选的，所述面向大量独立设备流数据的多级系统架构还可以为混合云组网方式:通过远程运营的云计算中心，获得虚拟化运营平台，现场部署实体化数据中心、实体化网关。使用虚拟运营平台在互联网开展业务，同时由能够在本地建设数据中心，形成混合云模式。以此在本地管理原始数据，同时获得互联网的高级云计算能力。
[0025]优选的，所述虚拟化运营平台为PaaS模式。
[0026]优选的，本发明中的接口和现有技术的基于DDE, DCOM的接口不同，是基于HTTP的接口，能够有效支持互联网应用访问。
[0027]本发明具有以下有益效果:
[0028]1、能够快速实施，用户使用虚拟化方案，可以不用建设任何本地设施，即可快速获得云平台账号，实现设备入网，采集，应用。
[0029]2、能够充分应对采集的灵活性，网关既可以本地部署，满足必须本地采集的设备要求，又可以在云平台虚拟化，满足通过互联网采集的设备要求
[0030]3、多个数据中心可以有效汇集和管理，满足大量设备的分类采集和管理
[0031]4、通过本地数据中心+云端的虚拟运营平台，用户既可以在本地管理数据，又能获得云计算的高性能计算能力，实现现有解决方案不具备的处理能力。
【附图说明】
[0032]图1为本发明的原理框图；
[0033]图2为一种数据中心的原理框图；
[0034]图3为一种运营中心的原理框图。