基于物联网监测的工业设备大数据存储系统的制作方法
本发明涉及数据存储技术领域，尤其涉及基于物联网监测的工业设备大数据存储系统。
背景技术：
工业设备用在生产过程中会产生许多数据，包括产量、配件型号等；数据不断的被收集和存储，当前数据都是一种被动式的收集和存储，存在不能根据工业设备产生的数据的存储值进行分类存储并合理的选取员工进行无线传输的问题；且收集的数据难免夹杂着缺损数据或无用数据，占用存储空间；
而且目前都是通过单个或者多个服务器进行同时存储，通过单个服务器存储时单个服务器的存储能力有限，多个服务器时容易造成服务器资源的浪费，这一问题一直没有得到合理解决。
技术实现要素：
针对现有技术存在的不足，本发明目的是提供基于物联网监测的工业设备大数据存储系统，解决了不能根据工业设备产生的数据的存储值进行分类存储并合理的选取员工进行无线传输的问题；并且对采集的数据进行初步处理，对缺损数据进行修复，删除无用数据；去除采集到的数据内含有的乱码和重复部分，以及对采集到的数据进行长度控制，实现数据标准化，大大减少了冗余数据；
本发明根据两个数据存储服务器的历史数据存储状态，通过备用存储服务器进行辅助存储，保证了数据存储的高效性；同时本发明可以在获取历史数据存储状态的时间内通过备用数据存储服务器保证数据存储不受影响。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现：基于物联网监测的工业设备大数据存储系统，包括数据采集模块、数据处理模块、数据传输模块、第一数据存储服务器、第二数据存储服务器、备用数据存储服务器以及任务分配模块；
所述数据采集模块用于采集工业设备产生的设备信息并进行分析；具体步骤为：
步骤一：将工业设备标记为qi；设定工业设备的所有的型号均对应一个预设值，将设备信息内的型号与所有型号进行匹配获取得到对应的预设值并标记为x1qi；
步骤二：将预设时间段内工业设备运行数据被采集的次数标记为cqi，将工业设备运行数据被采集的时间标记为tqia；
步骤三:将系统当前时间标记为a，利用公式
步骤四：利用公式
步骤五：设定工业设备产生的运行数据包括若干个数据类型，数据采集模块将采集的工业设备运行数据与若干个数据类型进行匹配，得到对应的数据类型，将同一类型下的数据进行集合，并将其标记为集合类型数据，用符号qij表示；
步骤六：设定所有的数据类型均对应一个设定值，将集合类型数据对应的数据类型与所有的数据类型进行匹配，匹配成功后，获取得到对应的设定值，并标记为x2pij；
步骤七：利用公式wpij＝mqi×b1+x2pij×b2获取得到集合类型数据的存储值wpij；其中，b1和b2均为预设比例系数；
所述数据处理模块用于将集合处理数据传输到数据传输模块；所述数据传输模块用于对工业设备的集合处理数据进行传输，具体传输步骤为：
s1：当集合处理数据的存储值大于设定阈值，则数据传输模块通过光纤将集合处理数据传输到第一数据存储服务器进行存储，同时将该集合处理数据标记为光纤数据；
s2：当集合处理数据的存储值小于等于设定阈值，则数据传输模块将集合处理数据进行分配传输，同时将该集合处理数据标记为分配数据；
s3：数据传输模块将分配数据对应的工业设备的位置发送至传输人员的手机终端上，传输人员到达分配数据对应的工业设备的位置后，通过手机终端发送实时位置至数据传输模块；
s4：数据传输模块接收到传输人员发送的实时位置并进行验证，当传输人员的实时位置与分配数据对应的工业设备的位置相同，则验证成功，数据传输模块控制分配数据对应的工业设备与传输人员的手机终端进行蓝牙连接，同时工业设备将分配数据通过蓝牙传输到传输人员的手机终端上；
传输人员将分配数据通过手机终端发送至第二数据存储服务器内存储，同时传输人员的传输次数增加一次。
进一步地，所述数据处理模块用于对集合类型数据进行处理，得到集合处理数据；所述数据处理模块包括数据预处理单元、数据清洗单元和数据聚合单元；所述数据预处理单元用于对集合类型数据中的缺损数据进行修复，删除无用数据；所述数据清洗单元用于去除采集到的集合类型数据内含有的乱码和重复部分，以及对采集到的集合类型数据进行长度控制，实现数据标准化；所述数据聚合单元用于将清洗后的集合类型数据进行聚合；具体处理过程如下：
x1：根据数据后缀对数据类型进行分类，生成数据类型库；
x2：数据预处理单元对集合类型数据中的缺损数据进行修复，将数据类型库中的具体数据后缀作为缺损数据的后缀替换掉原有的数据后缀，删除无用数据；
x3：经过预处理的集合类型数据进入到数据清洗单元，所述数据清洗单元用于去除采集到的集合类型数据内含有的乱码和重复部分，以及对采集到的集合类型数据进行长度控制，实现数据标准化；
x4：所述数据聚合单元用于将清洗后的集合类型数据进行聚合；得到集合处理数据；所述集合处理数据的存储值即为集合类型数据的存储值。
进一步地，所述步骤s2中具体分配步骤包括：
s21：获取当前时间上班的工作人员并将其标记为初选人员；
s22：将初选人员的位置与集合处理数据对应工业设备的位置进行距离差计算得到人员间距并标记为sd；
s23：将无线传输人员的注册时间与系统当前时间进行时间差计算获取得到注册时长并标记为sa；
s24：设定初选人员的年龄为sf；设定初选人员的传输次数为sg；
s25：获取初选人员的传输信息，所述传输信息手机终端型号、手机终端的剩余套餐流量、手机终端上传速率和手机终端剩余内存；对初选人员的传输信息进行分析计算，具体步骤为：
s251：设定所有手机终端型号均对应一个预设终端值，将初选人员的手机终端型号与所有手机终端型号进行匹配获取得到对应的预设终端值并标记为z1；
s252：获取初选人员手机终端的剩余套餐流量并标记为z2；获取初选人员的手机终端上传速率并标记为z3；获取初选人员手机终端剩余内存并标记为z4；
s253：将预设终端值、剩余套餐流量、上传速率以及剩余内存进行去量化处理并取其数值；
s254：利用公式zs＝z1×c1+z2×c2+z3×c3+z4×c4获取得到初选人员的终端值zs；
s26：将人员间距、注册时长、年龄、传输次数和终端值进行去量化处理并取其数值；
s27：利用公式
获取得到初选人员的传输值ws；其中，β为修正系数，取值为0.9535；d1、d2、d3、d4和d5均为预设比例系数；
s28：选取传输值ws最大的初选人员为传输人员。
进一步地，还包括注册登录模块；所述注册登录模块用于工业设备对应企业的员工通过手机终端提交注册信息进行注册并将注册成功的注册信息发送至第一数据存储服务器内进行存储；第一数据存储服务器将接收到注册信息的时刻标记为该员工的注册时间；其中注册信息包括姓名、手机号、手机终端的型号、手机额定内存和手机剩余内存。
进一步地，所述任务分配模块用于接收数据传输模块传输的集合处理数据并向第一数据存储服务器、第二数据存储服务器和备用数据存储服务器分配待存储的集合处理数据；具体分配步骤如下：
ss1：所述第一数据存储服务器和第二数据存储服务器将实时的数据存储进度发送至所述任务分配模块，所述第一数据存储服务器、第二数据存储服务器至少连续工作48小时，所述任务分配模块以24小时为一个周期以1小时为记录频率记录第一数据存储服务器、第二数据存储服务器的数据存储进度；
ss2：所述任务分配模块记录至少两个周期内第一数据存储服务器、第二数据存储服务器的数据存储进度，并对比两个周期内第一数据存储服务器、第二数据存储服务器在相同的记录时间点的存储进度；
ss3：若两个周期内在同一个记录时间点第一数据存储服务器都高于第二数据存储服务器的存储进度，在下一个周期内在该数据记录点第二数据存储服务器将接收到的数据发送一半至备用数据存储服务器，若两个周期内在同一个记录时间点第二数据存储服务器都高于第一数据存储服务器的存储进度，在下一个周期内该时间记录点第一数据存储服务器将接收到的数据发送一半至备用数据存储服务器。
进一步地，在第一数据存储服务器、第二数据存储服务器连续工作时间未满48小时时，若第一数据存储服务器、第二数据存储服务器中的任一数据存储进度低于30％，则该数据存储进度低于30％的服务器将接收到的数据的一半发送至所述备用数据存储服务器。
进一步地，所述设备信息包括工业设备的位置、型号、运行状态、生产配件的名称及产量、工业设备的负责人姓名和手机号；所述运行状态包括预设时间段内该设备的运行数据被采集的时间和被采集的次数。
本发明的有益效果是：
(1)本发明通过数据采集模块采集工业设备产生的设备信息并进行分析；结合相关算法获取得到集合类型数据的存储值；数据处理模块用于对集合类型数据进行处理，得到集合处理数据；集合处理数据的存储值即为集合类型数据的存储值；数据处理模块用于对集合类型数据中的缺损数据进行修复，删除无用数据；用于去除采集到的集合类型数据内含有的乱码和重复部分，以及对采集到的集合类型数据进行长度控制，实现数据标准化；大大减少了冗余数据；
(2)数据传输模块对工业设备的集合处理数据进行传输，当集合处理数据的存储值大于设定阈值，则数据传输模块通过光纤将集合处理数据传输到第一数据存储服务器进行存储，当集合处理数据的存储值小于等于设定阈值，则数据传输模块将集合处理数据进行分配传输；获取当前时间上班的工作人员并将其标记为初选人员；将初选人员的位置与集合处理数据对应工业设备的位置进行距离差计算得到人员间距；将无线传输人员的注册时间与系统当前时间进行时间差计算获取得到注册时长；获取初选人员的年龄和传输次数；获取初选人员的传输信息，对初选人员的传输信息进行分析计算，得到初选人员的终端值；将人员间距、注册时长、年龄、传输次数和终端值进行去量化处理并取其数值；利用公式得到初选人员的传输值，选取传输值最大的初选人员为传输人员；传输人员将分配数据通过手机终端发送至第二数据存储服务器内存储；通过存储值将集合处理数据分配至第一数据存储服务器和第二数据存储服务器分开存储，缓解了存储压力，通过对分配数据进行无线传输并选取对应的员工进行手机终端传输；提高存储效率；
(3)任务分配模块用于接收数据传输模块传输的集合处理数据并向第一数据存储服务器、第二数据存储服务器和备用数据存储服务器分配待存储的集合处理数据；根据两个数据存储服务器的历史数据存储状态，通过备用存储服务器进行辅助存储，保证了数据存储的高效性；同时本发明可以在获取历史数据存储状态的时间内通过备用数据存储服务器保证数据存储不受影响。
附图说明
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。
图1为本发明的系统框图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中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作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。
如图1所示，基于物联网监测的工业设备大数据存储系统，包括数据采集模块、数据处理模块、数据传输模块、第一数据存储服务器、第二数据存储服务器、备用数据存储服务器以及任务分配模块；
所述数据采集模块用于采集工业设备产生的设备信息并进行分析，所述设备信息包括工业设备的位置、型号、运行状态、生产配件的名称及产量、工业设备的负责人姓名和手机号；所述运行状态包括预设时间段内该设备的运行数据被采集的时间和被采集的次数；具体步骤为：
步骤一：将工业设备标记为qi；设定工业设备的所有的型号均对应一个预设值，将设备信息内的型号与所有型号进行匹配获取得到对应的预设值并标记为x1qi；
步骤二：将预设时间段内工业设备运行数据被采集的次数标记为cqi，将工业设备运行数据被采集的时间标记为tqia；
步骤三:将系统当前时间标记为a，利用公式
步骤四：利用公式
步骤五：设定工业设备产生的运行数据包括若干个数据类型，数据采集模块将采集的工业设备运行数据与若干个数据类型进行匹配，得到对应的数据类型，将同一类型下的数据进行集合，并将其标记为集合类型数据，用符号qij表示；
步骤六：设定所有的数据类型均对应一个设定值，将集合类型数据对应的数据类型与所有的数据类型进行匹配，匹配成功后，获取得到对应的设定值，并标记为x2pij；
步骤七：利用公式wpij＝mqi×b1+x2pij×b2获取得到集合类型数据的存储值wpij；其中，b1和b2均为预设比例系数；
所述数据处理模块用于对集合类型数据进行处理，得到集合处理数据；所述数据处理模块包括数据预处理单元、数据清洗单元和数据聚合单元；所述数据预处理单元用于对集合类型数据中的缺损数据进行修复，删除无用数据；所述数据清洗单元用于去除采集到的集合类型数据内含有的乱码和重复部分，以及对采集到的集合类型数据进行长度控制，实现数据标准化；所述数据聚合单元用于将清洗后的集合类型数据进行聚合；具体处理过程如下：
x1：根据数据后缀对数据类型进行分类，生成数据类型库；
x2：数据预处理单元对集合类型数据中的缺损数据进行修复，将数据类型库中的具体数据后缀作为缺损数据的后缀替换掉原有的数据后缀，删除无用数据；
x3：经过预处理的集合类型数据进入到数据清洗单元，所述数据清洗单元用于去除采集到的集合类型数据内含有的乱码和重复部分，以及对采集到的集合类型数据进行长度控制，实现数据标准化；
x4：所述数据聚合单元用于将清洗后的集合类型数据进行聚合；得到集合处理数据；所述集合处理数据的存储值即为集合类型数据的存储值；
所述数据处理模块用于将集合处理数据传输到数据传输模块；所述数据传输模块用于对工业设备的集合处理数据进行传输，具体传输步骤为：
s1：当集合处理数据的存储值大于设定阈值，则数据传输模块通过光纤将集合处理数据传输到第一数据存储服务器进行存储，同时将该集合处理数据标记为光纤数据；
s2：当集合处理数据的存储值小于等于设定阈值，则数据传输模块将集合处理数据进行分配传输，同时将该集合处理数据标记为分配数据；具体分配步骤为：
s21：获取当前时间上班的工作人员并将其标记为初选人员；
s22：将初选人员的位置与集合处理数据对应工业设备的位置进行距离差计算得到人员间距并标记为sd；
s23：将无线传输人员的注册时间与系统当前时间进行时间差计算获取得到注册时长并标记为sa；
s24：设定初选人员的年龄为sf；设定初选人员的传输次数为sg；
s25：获取初选人员的传输信息，所述传输信息手机终端型号、手机终端的剩余套餐流量、手机终端上传速率和手机终端剩余内存；对初选人员的传输信息进行分析计算，具体步骤为：
s251：设定所有手机终端型号均对应一个预设终端值，将初选人员的手机终端型号与所有手机终端型号进行匹配获取得到对应的预设终端值并标记为z1；
s252：获取初选人员手机终端的剩余套餐流量并标记为z2；获取初选人员的手机终端上传速率并标记为z3；获取初选人员手机终端剩余内存并标记为z4；
s253：将预设终端值、剩余套餐流量、上传速率以及剩余内存进行去量化处理并取其数值；
s254：利用公式zs＝z1×c1+z2×c2+z3×c3+z4×c4获取得到初选人员的终端值zs；
s26：将人员间距、注册时长、年龄、传输次数和终端值进行去量化处理并取其数值；
s27：利用公式
s28：选取传输值ws最大的初选人员为传输人员；
s3：数据传输模块将分配数据对应的工业设备的位置发送至传输人员的手机终端上，传输人员到达分配数据对应的工业设备的位置后，通过手机终端发送实时位置至数据传输模块；
s4：数据传输模块接收到传输人员发送的实时位置并进行验证，当传输人员的实时位置与分配数据对应的工业设备的位置相同，则验证成功，数据传输模块控制分配数据对应的工业设备与传输人员的手机终端进行蓝牙连接，同时工业设备将分配数据通过蓝牙传输到传输人员的手机终端上；
传输人员将分配数据通过手机终端发送至第二数据存储服务器内存储，同时传输人员的传输次数增加一次；
该系统还包括注册登录模块；所述注册登录模块用于工业设备对应企业的员工通过手机终端提交注册信息进行注册并将注册成功的注册信息发送至第一数据存储服务器内进行存储；第一数据存储服务器将接收到注册信息的时刻标记为该员工的注册时间；其中注册信息包括姓名、手机号、手机终端的型号、手机额定内存和手机剩余内存；
所述任务分配模块用于接收数据传输模块传输的集合处理数据并向第一数据存储服务器、第二数据存储服务器和备用数据存储服务器分配待存储的集合处理数据；具体分配步骤如下：
ss1：所述第一数据存储服务器和第二数据存储服务器将实时的数据存储进度发送至所述任务分配模块，所述第一数据存储服务器、第二数据存储服务器至少连续工作48小时，所述任务分配模块以24小时为一个周期以1小时为记录频率记录第一数据存储服务器、第二数据存储服务器的数据存储进度；
ss2：所述任务分配模块记录至少两个周期内第一数据存储服务器、第二数据存储服务器的数据存储进度，并对比两个周期内第一数据存储服务器、第二数据存储服务器在相同的记录时间点的存储进度；
ss3：若两个周期内在同一个记录时间点第一数据存储服务器都高于第二数据存储服务器的存储进度，在下一个周期内在该数据记录点第二数据存储服务器将接收到的数据发送一半至备用数据存储服务器，若两个周期内在同一个记录时间点第二数据存储服务器都高于第一数据存储服务器的存储进度，在下一个周期内该时间记录点第一数据存储服务器将接收到的数据发送一半至备用数据存储服务器；
在第一数据存储服务器、第二数据存储服务器连续工作时间未满48小时时，若第一数据存储服务器、第二数据存储服务器中的任一数据存储进度低于30％，则该数据存储进度低于30％的服务器将接收到的数据的一半发送至所述备用数据存储服务器；根据两个数据存储服务器的历史数据存储状态，通过备用存储服务器进行辅助存储，保证了数据存储的高效性；同时本发明可以在获取历史数据存储状态的时间内通过备用数据存储服务器保证数据存储不受影响。
基于物联网监测的工业设备大数据存储系统，在工作时，首先数据采集模块采集工业设备产生的设备信息并进行分析；结合相关算法获取得到集合类型数据的存储值；数据处理模块用于对集合类型数据进行处理，得到集合处理数据；集合处理数据的存储值即为集合类型数据的存储值；数据处理模块包括数据预处理单元、数据清洗单元和数据聚合单元；所述数据预处理单元用于对缺损数据进行修复，删除无用数据；所述数据清洗单元用于去除采集到的数据内含有的乱码和重复部分，以及对采集到的数据进行长度控制，实现数据标准化，所述数据聚合单元用于将清洗后的数据进行聚合；对数据进行初步处理，大大减少了冗余数据；
数据处理模块将集合处理数据传输到数据传输模块；数据传输模块对工业设备的集合处理数据进行传输，当集合处理数据的存储值大于设定阈值，则数据传输模块通过光纤将集合处理数据传输到第一数据存储服务器进行存储，当集合处理数据的存储值小于等于设定阈值，则数据传输模块将集合处理数据进行分配传输：获取当前时间上班的工作人员并将其标记为初选人员；将初选人员的位置与集合处理数据对应工业设备的位置进行距离差计算得到人员间距；将无线传输人员的注册时间与系统当前时间进行时间差计算获取得到注册时长；获取初选人员的年龄和传输次数；获取初选人员的传输信息，对初选人员的传输信息进行分析计算，得到初选人员的终端值；将人员间距、注册时长、年龄、传输次数和终端值进行去量化处理并取其数值；利用公式得到初选人员的传输值，选取传输值最大的初选人员为传输人员；传输人员将分配数据通过手机终端发送至第二数据存储服务器内存储；通过存储值将集合处理数据分配至第一数据存储服务器和第二数据存储服务器分开存储，缓解了存储压力，通过对分配数据进行无线传输并选取对应的员工进行手机终端传输；提高存储效率；
任务分配模块用于接收数据传输模块传输的集合处理数据并向第一数据存储服务器、第二数据存储服务器和备用数据存储服务器分配待存储的集合处理数据；若两个周期内在同一个记录时间点第一数据存储服务器都高于第二数据存储服务器的存储进度，则在下一个周期内在该数据记录点第二数据存储服务器将接收到的数据发送一半至备用数据存储服务器，若两个周期内在同一个记录时间点第二数据存储服务器都高于第一数据存储服务器的存储进度，则在下一个周期内该时间记录点第一数据存储服务器将接收到的数据发送一半至备用数据存储服务器；根据两个数据存储服务器的历史数据存储状态，通过备用存储服务器进行辅助存储，保证了数据存储的高效性；同时本发明可以在获取历史数据存储状态的时间内通过备用数据存储服务器保证数据存储不受影响。
上述公式均是由采集大量数据进行软件模拟及相应专家进行参数设置存储，得到与真实结果符合的公式。
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。
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