一种基于资源模型的组态系统及设备

本发明涉及物联网工业监控领域，特别是涉及一种基于资源模型的组态系统及设备。

背景技术：

1、物联网技术是现代科技的产物，也是信息产业发展的第三次浪潮，正在被世界各地所广泛关注，相关应用更是如雨后春笋般层出不穷。物联网技术与传统产业融合渗透，让业态创新更加活跃，在加快经济发展方式转变，推动传统产业结构升级，服务和改善民生等方面发挥着重要作用。例如，工业体系中的设备监控和调度管理、智慧农业中的环境监测与调控、公共基础设施的运维管理和故障排查等。物联网技术与传统产业的紧密结合，必将带来更强劲的生产力和创造性。

2、在基于物联网的工业系统中，各种设备与传感器集成，在运行时不断产生监测数据；而运控人员则需要根据这些数据，来感知系统的整体运行状况，预判未来风险，及时定位和修复各种故障，来保障系统的安全稳定运行。监控平台作为信息传达的中间件，其重要性不言而喻，能否高效地收集和处理实时数据，汇总和展示系统状况，辅助运控人员保障系统正常运行，已成为监控平台的核心任务。目前，市面上主流的物联网监控系统，主要应用于电力、冶金、石油、化工、交通等各大领域，并涵盖了工业体系中的典型需求。

3、组态软件是一种用于开发、配置和管理工业自动化系统的专用软件，至今已有40多年的发展历史，业界以intouch、ifix、wincc、组态王等平台最为知名。现如今，随着工控自动化系统中新技术、新需求的出现，组态软件起到的作用日益突出，有着良好的发展前景。组态软件通常会提供：图库管理、组态界面的制作与运行、报警管理、图形报表、数据备份与恢复等多种实用功能，从而帮助运控人员提升监控工作的效率和质量。在国内，比较有影响力的组态软件是组态王(kingview)，它提供了资源管理式的操作界面，多种硬件驱动程序和通信协议，以及汉语编程脚本的支持。虽然这些工业软件为运控人员的工作提供了便利，但它们依然存在着诸多缺陷。由于对新技术的吸纳不足，目前市面上大多数组态软件都是基于c/s架构，安装和使用不便；这些软件在功能上相似，然而在不同的应用背景下，监控服务的定制化和专用化使得各系统之间相互隔离，难以实现通用；此外，在传统的监控平台中，绘制组态图往往需要大量的人工操作，过程繁琐且极易出错，存在很大的改进空间。

4、随着时代的发展，物联网工业系统中的设备规模日益庞大，对组态软件提出了更高的要求。而传统组态软件存在的安装与使用不便、绘图效率低下、可拓展性不足等缺陷。因此亟需提供一种新的组态软件能够智能生成组态图。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种基于资源模型的组态系统及设备，能够完成各类物联网设备的快速接入和集中管理；并且实现监控服务的终端编程。

2、为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

3、一种基于资源模型的组态系统，包括：物联网资源建模模块、组态设计模块、终端编程模块以及运行时监控子系统；

4、所述物联网资源建模模块与所述组态设计模块通讯；所述组态设计模块分别与所述终端编程模块以及所述运行时监控子系统通讯；所述终端编程模块与所述运行时监控子系统通讯；

5、物联网资源建模模块用于输出用户构建的资源模型文件；

6、组态图绘制模块用于根据资源模型文件输出监控组态图；

7、终端编程模块用于辅助用户根据组态图内容，以图形化方式完成预置脚本的编写；

8、运行时监控子系统用于根据组态图展示出站点资源结构，实现对硬件设备的实时监控，同时根据预置脚本完成用户定义的自动化任务。

9、可选地，所述物联网资源建模模块包括：资源模板管理单元、资源模型文件的解析转换单元以及在线资源建模单元；

10、所述资源模板管理单元用于管理用户设计的资源模板；基于protégé软件来完成资源模板的设计工作，包括：定义模板类、定义关系属性、定义数据属性等，从而形式化定义出构建资源模型时的约束；并基于protégé自带的保存功能生成为owl资源模型文件；提供上传、删除、启用资源模板的功能；

11、所述资源模型文件的解析转换单元用于将owl资源模型文件转化成json格式的站点资源信息；

12、所述在线资源建模单元用于根据资源模板中的定义信息，提供可视化交互界面，来辅助用户构建物联网资源模型。

13、可选地，所述组态设计模块包括：项目图库管理单元以及组态图绘制单元；

14、所述项目图库管理单元用于管理工业系统中所使用的各种图形资源；并提供图形资源的存储和管理空间；

15、所述组态图绘制单元用于基于组态图模板的匹配复用算法或基于力导向布局和路径规划算法的全自动构图算法绘制组态图。

16、可选地，所述终端编程模块包括：组态图分层管理单元和预置脚本单元；

17、所述组态图分层管理单元用于提供四种基于组态图缩放倍率的显示控制规则：通过表单组件来辅助设计者指定阈值；当组态图处于监控运行时，可由系统根据组态图当前的缩放倍率来展示不同图层的内容，或者也可由用户来设置指定显示的图层；所述基于组态图缩放倍率的显示控制规则包括：始终显示、区间规则、大于规则以及小于规则；

18、所述预置脚本单元用于根据若干监控指标组合为触发条件，并指定相应的系统行为，基于ifttt模式，形成自动运维脚本。

19、可选地，所述运行时监控子系统包括：组态图单元、监控数据展示单元、设备遥控单元和预置脚本执行单元；

20、所述组态图单元用于呈现用户绘制的站点组态图，从而展示工业系统的结构、各站点或设备间的拓扑关系、数据流向、关键监控指标等；

21、所述预置脚本执行单元用于驱动执行相应的运维脚本功能；

22、监控数据展示单元和设备遥控单元用于为运控人员提供实时监视和遥控操作。

23、可选地，所述组态图单元基于mxgraph封装的事件机制研发无极缩放、分层浏览功能。

24、一种电子设备，包括存储器及处理器，所述存储器用于存储计算机程序，所述处理器运行所述计算机程序以使所述电子设备执行所述的系统。

25、可选地，所述存储器为计算机可读存储介质。

26、根据本发明提供的具体实施例，本发明公开了以下技术效果：

27、本发明所提供的一种基于资源模型的组态系统及设备，基于本体技术为物联网工业系统构建了资源模型。本发明通过引入基于知识的本体模型，对资源进行统一规范的定义和描述，来解决大量设备接入所导致的信息多样性和数据异构性问题，进而实现资源的统一管理。基于资源模型文件智能生成组态图，能有效提升绘图效率，并应用于工业系统的实时监控。通过改造现有的应用体系架构，对外提供统一的服务接口，实现监控服务的终端编程，它能灵活适配于各种工业场景，具有较高的通用性和拓展性。

技术特征：

1.一种基于资源模型的组态系统，其特征在于，包括：物联网资源建模模块、组态设计模块、终端编程模块以及运行时监控子系统；

2.根据权利要求1所述的一种基于资源模型的组态系统，其特征在于，所述物联网资源建模模块包括：资源模板管理单元、资源模型文件的解析转换单元以及在线资源建模单元；

3.根据权利要求1所述的一种基于资源模型的组态系统，其特征在于，所述组态设计模块包括：项目图库管理单元以及组态图绘制单元；

4.根据权利要求1所述的一种基于资源模型的组态系统，其特征在于，所述终端编程模块包括：组态图分层管理单元和预置脚本单元；

5.根据权利要求1所述的一种基于资源模型的组态系统，其特征在于，所述运行时监控子系统包括：组态图单元、监控数据展示单元、设备遥控单元和预置脚本执行单元；

6.根据权利要求5所述的一种基于资源模型的组态系统，其特征在于，所述组态图单元基于mxgraph封装的事件机制研发无极缩放、分层浏览功能。

7.一种电子设备，其特征在于，包括存储器及处理器，所述存储器用于存储计算机程序，所述处理器运行所述计算机程序以使所述电子设备执行根据权利要求1至6中任一项所述的系统。

8.根据权利要求7所述的一种电子设备，其特征在于，所述存储器为计算机可读存储介质。

技术总结
本发明公开一种基于资源模型的组态系统及设备，涉及物联网工业监控领域，该系统中物联网资源建模模块与组态设计模块通讯；组态设计模块分别与终端编程模块以及运行时监控子系统通讯；终端编程模块与运行时监控子系统通讯；物联网资源建模模块用于输出用户构建的资源模型文件；组态设计模块用于根据资源模型文件输出监控组态图；终端编程模块用于辅助用户根据组态图内容，以图形化方式完成预置脚本的编写；运行时监控子系统用于根据组态图展示出站点资源结构，实现对硬件设备的实时监控，同时根据预置脚本完成用户定义的自动化任务。本发明能够完成各类物联网设备的快速接入和集中管理；并且实现监控服务的终端编程。

技术研发人员：程渤,章洋,王伟,陈俊亮
受保护的技术使用者：北京邮电大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15