CN109510720B - 基于工业互联网平台的光纤测试数据采集方法 - Google Patents

基于工业互联网平台的光纤测试数据采集方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种基于工业互联网平台的光纤测试数据采集方法，包括设置光纤的测试设备和边缘服务器，边缘服务器上安装双网卡和网线；将配置文件和数据采集程序拷贝到光纤测试设备中，配置文件的配置信息中包括边缘服务器网口A的IP地址；在光纤测试设备的光纤测试程序中加入执行数据采集程序的命令；在边缘服务器上部署转发程序；测试完成后，光纤测试程序执行数据采集程序命令，根据测试结果提取数据采集结果，将数据采集程序命令中的参数数据和数据采集结果相应附件文本上传到边缘服务器；应用程序接收边缘服务器上传的数据，根据业务需求进行计算，并将数据保存。本发明具有快速实现测试设备互联互通的优点，安全性高、实时性强。

Description

基于工业互联网平台的光纤测试数据采集方法
技术领域
本发明涉及工业互联网领域，具体涉及一种基于工业互联网平台的光纤测试数据采集方法。
背景技术
为实现智能制造，提高工艺分析的准确性和实时性，需要将各种测试设备的测试结果采集到生产管理系统中，进行数据解析、计算、判断光纤质量，并指导后续测试流程。
光纤测设设备种类较多，如CD400、PMD400、PK2300等等，而且设备厂商不断推出新设备。如果针对每一种测试设备开发数据和文件采集程序，需要花费大量的时间，不具备通用性。对于接口不开放的测试设备，只能采用人工录入和文件拷贝的方式，容易出错，实时性差，而且使用U盘拷贝文件容易造成信息安全事件。
光纤测试设备急需一种安全性高、可快速实现数据和文件采集的通用方法。
发明内容
本发明所要解决的问题是，本发明的目的是提供一种基于工业互联网平台的光纤测试数据采集方法，通过简单的配置，可快速实现将不同光纤测试设备中测试数据和结果文件通过网口上传到指定的边缘服务器，由边缘服务器进行初步的解析和计算，将中间结果数据转发到供应用系统，进行计算判断并保存到企业数据中心服务器。边缘服务器的双网卡配置和转发机制实现了硬件隔离和软件隔离，保障了信息安全。
本发明技术方案提供一种基于工业互联网平台的光纤测试数据采集方法，包括以下步骤，
步骤1，设置光纤测试设备和边缘服务器，包括在光纤测试设备中安装网卡和网线，接入车间局域网；在测试车间安装边缘服务器，边缘服务器上安装双网卡和网线，提供网口A和网口B，网口A接入车间局域网，和光纤测试设备建立通信，网口B接入企业内网，和中心机房服务器建立通信；
步骤2，将配置文件和数据采集程序拷贝到光纤测试设备中，配置文件的配置信息中包括边缘服务器网口A的IP地址；
步骤3，在光纤测试设备的光纤测试程序中加入执行数据采集程序的命令；
步骤4，在边缘服务器上部署转发程序；
步骤5，在通过光纤测试设备测试光纤完成后，光纤测试程序执行数据采集程序命令，根据测试结果提取数据采集结果，将数据采集程序命令中的参数和数据采集结果相应附件上传到边缘服务器；
步骤6，通过边缘服务器上的转发程序，网口A通过RESTFul服务接收数据采集程序命令中的参数，根据对应的流程进行处理，并接收光纤测试设备上传的附件，进行相应解析计算后将中间结果数据通过网口B上传到中心机房服务器的应用程序；
步骤7，应用程序接收边缘服务器上传的数据，根据业务需求进行计算，并将数据保存。
而且，步骤5中，数据采集程序使用socket方式实现附件上传，实现步骤如下，
a.读取配置文件set.ini的参数，包括测试设备编号、边缘服务器网口A的IP地址、边缘服务器端口号、web服务URL地址、边缘服务器用户名和密码、上传附件的路径和文件名；
b.读取测试设备的IP地址、子网掩码、网关、域名，初始化协议栈；
c.判断边缘服务器地址的合法性并向边缘服务器发送socket连接请求，当测试设备与边缘服务器建立socket连接后，发送配置文件的配置信息；
d.发送附件，包括附件的头信息和数据信息，头信息包括附件路径、附件名称、附件序号；
e.发送数据结束信息和结束符号。
而且，步骤7中，应用程序通过RESTFul服务接收边缘服务器上传的数据。
而且，数据采集程序命令中的参数包括指定边缘服务器程序对应的分支程序类型。
而且，设置多个光纤测试设备，快速实现不同光纤测试设备的数据采集。
本发明提供的一种基于工业互联网平台的光纤测试数据采集方法，通过简单的配置，可快速实现不同光纤测试设备的数据采集，显著减少了数据采集相关的软件开发工作。并通过配置了双网卡的边缘服务器实现了硬件隔离，通过边缘服务器中的转发程序实现了软件隔离，有效的保障了信息安全。
相比现有技术采用的针对每种测试设备定制开发数据采集方式，具有快速实现测试设备互联互通的优点；相比手工填写表单、录入数据的方法，具有实时性强、准确性高的优点；相比U盘拷贝测试结果数据文件的方法，具有实时性强、安全性高的优点；相对于测试设备直接接入企业内网实现数据采集的方法，具有安全性高、实时性强的优点。
附图说明
图1为本发明实施例的应用场景示意图。
具体实施方式
本发明提出可借鉴工业互联网平台的架构实现光纤数据采集，实施例提出的一种基于工业互联网平台的光纤测试数据采集方法包括以下过程：
1.设置光纤测试设备和边缘服务器：在测试设备中安装网卡和网线，接入车间局域网。在测试车间安装边缘服务器，边缘服务器上安装双网卡和网线，记双网卡提供网口A和网口B，网口A接入车间局域网，用于和测试设备建立通信，网口B接入企业内网，用于连接企业中心机房的服务器。
实施例中设置了2台光纤测试设备CD400，2台光纤测试设备PMD400，1台光纤测试设备LFS，CD400、PMD400、LFS均为长光纤测试设备，用于测试长光纤的工艺参数，如衰耗、均匀性、模场直径等。测试设备安装网卡，接入测试车间局域网。1台边缘服务器，安装双网卡，网口A接入测试车间局域网，网口B接入企业内网，用于和企业的中心机房服务器建立通信。具体实施时，企业通常已经设置中心机房服务器用于上位管理。
2.将配置文件和数据采集程序拷贝到光纤测试设备中。
实施例中，将配置文件set.ini和数据采集程序upfile.exe拷贝到测试设备中。在配置文件set.ini 中配置测试设备编号、边缘服务器网口A的IP地址、边缘服务器端口号、web服务URL地址、边缘服务器用户名和密码、上传附件路径及名称。
具体实施时，将数据采集程序upfile.exe，配置文件set.ini分别拷贝到各个测试设备任意同一目录下。以LFS为例，配置文件中配置了测试设备编号：LFS、边缘服务器网口A的IP 地址:192.168.0.201、边缘服务器端口号:80、web服务URL地址：webservice/dataupload/test、边缘服务器用户名和密码:admin:111、上传附件路径及名称C:/trace.txt。
3.光纤测试设备原有的光纤测试程序或脚本程序中加入执行数据采集程序的命令。例如执行数据采集程序的命令记为：upfile c:\set.ini“参数1”“参数2”“参数3”“参数4”…“参数n”。n为参数种类的数目。其中，“参数1”是边缘服务器用户名和密码，“参数2”是web服务URL地址，参数1或者参数2为空则采用步骤2中配置文件中的参数。“参数3”表示是否有附件上传，空或者y则检查配置文件。实施例中设置空或者y代表需要上传附件，此时需要检查配置文件中上传附件路径及名称。从第4个参数开始为可变参数，可省略，也可以根据实际需求进行设置。选择进行参数4到参数n的设置时，可由用户自定义设置，参数内容不同时，边缘服务器程序有不同的分支程序对上传的参数进行处理，对应的分支程序可由参数type进行映射。
例如还需要上传产品编号、产品长度、产品等级、边缘服务器程序对应分支程序时，在程序中对应的变量名分别为：productID、productLength、productLevel、type，则参数4为 productID，参数5为productLength，参数6为productLevel，参数7为type，这种情况下n 为7。
以LFS为例，测试程序中加入执行数据采集的命令：upfile c:\set.ini。
通过数据采集程序的命令，可以根据测试结果提取数据采集结果，通过附件形式上传。数据采集程序upfile.exe使用socket实现附件上传，步骤如下：
a.读取配置文件set.ini的参数，包括测试设备编号、边缘服务器网口A的IP地址、边缘服务器端口号、web服务URL地址、边缘服务器用户名和密码、上传附件的路径和文件名；
特殊的，如果在执行数据采集程序的命令中“参数1”“参数2”已有，则以命令中的参数为准无需从配置文件set.ini读取web服务URL地址、边缘服务器用户名和密码。
b.读取测试设备的IP地址、子网掩码、网关、域名，初始化协议栈，以用于网络通讯；
c.判断边缘服务器网口A的IP地址的合法性并向边缘服务器发送socket连接请求，当测试设备与边缘服务器建立socket连接后，发送配置信息，即步骤2中配置文件包含的信息；
d.发送附件，包括附件的头信息和数据信息(数据信息即测试设备所得测试结果)，头信息包括附件路径、附件名称、附件序号；
e.发送数据结束信息和结束符号。
socket是应用层与TCP/IP协议族通信的中间软件抽象层，它是一组接口。本发明选择采用socket方式实现附件上传，使用方便，通用性强。
4.在边缘服务器上部署转发程序。所述转发程序，用于接收测试设备上传的数据或文件并转发。上传的数据指执行数据采集程序的命令行中参数4到参数n，上传的文件指配置文件中的附件。
5.测试光纤，测试完成后，测试程序执行数据采集程序命令。
具体实施时，测试中测试程序(或脚本)自动执行数据采集程序命令，将数据和文本上传到边缘服务器，可根据测试设备屏幕上的显示观察数据是否上传成功。如果上传失败，则需要检查网络故障。
以LFS为例，附件trace.txt上传到边缘服务器，如果上传失败，测试设备LFS屏幕上将显示“上传失败”的提示对话框。
6.通过边缘服务器上的转发程序，边缘服务器网口A基于RESTFul(Representational State Transfer)服务接收测试设备上传的数据或文件并处理转发。
实施例中，通过边缘服务器上的转发程序，网口A通过RESTFul服务接收命令行中的参数(来自采用步骤a-步骤e上传的结果)，根据对应的流程进行处理，并接收测试设备上传的附件，解析、计算后将所得中间结果数据通过网口B转发上传到应用程序。具体实施时，命令行参数可以根据用户需要设置应用程序对应流程type，其作用是，若type的值为A，边缘服务器转发程序则调用流程A进行处理，若type的值为B，边缘服务器转发程序则调用流程 B进行处理，用户可根据需求灵活设置。
以LFS为例，边缘服务器接收到文件trace.txt，该文件中保存了LFS测试的原始数据，边缘服务器对文本进行解析和一致性、变点检测等工艺计算，通过网口B将计算结果上传到应用程序中。应用程序部署在企业中心机房的服务器上。
7，应用程序通过RESTFul服务接受边缘服务器上传的中间结果数据，根据业务需求进行后续计算，并将结果保存到企业数据中心的数据库中。
具体实施时，以上流程可采用计算机软件技术实现自动运行流程。
参见图1，建议应用本发明所提供光纤测试数据采集方法的场景如下：
预处理站，将光纤样品放入贴有RFID标签的托盘；传输线，用于运载待测样品(含托盘)；机械手，用于将待测样品(含托盘)搬运到对应的测试设备，将测试完成的样品(含托盘)从测试设备处取走并放回运输线；RFID读写头，设置于每台测试设备处，用于读取托盘上的标签信息；PLC，采集机械手和RFID的数据，并实现机械手的逻辑控制；测试设备，用于样品测试；边缘服务器，采集测试设备上产生的测试结果。最后还可以设置分拣站，将测试完成的样品送到下一工序。
每台测试设备附件可配备一台机械手，用于取光纤和耦合光纤。物流设备为传输线，机械手可从传输线取光纤。预处理站和分拣站各有一台上位机，分别用于显示预处理作业指导页面、分拣处理指导页面。自动化测试生产线配备一台边缘服务器用于边缘计算和数据缓存，配备大尺寸显示器显示整个生产线测试设备、物流设备的实时状态和告警信息，显示光纤的实时位置信息。
边缘服务器安装双网卡，分别提供网口A和网口B，网口A接入测试车间局域网，网口 B接入公司内网，各测试设备、PLC、机械手、RFID、预处理站和分拣站的上位机、大尺寸显示器的主机接入测试车间局域网，具体连接可采用交换机实现。PLC为可编程逻辑控制器，RFID为射频可识别标签，位置见图1。
具体实施时，可以设置多台OTDR测试设备，也可以设置其他测试设备。例如实施例中测试设备有多台PK8000，设备编号为PK8000-A、PK8000-B、PK8000-C…；2台PMD400，设备编号为PMD400-A、PMD400-B；1台CD400，设备编号为CD400-A。
尽管上文对本发明进行了详细说明，并举了实施例，但是本发明以及可应用的实施例不限于此，本技术领域技术人员可以根据本发明的原理进行各种修改，也可将本发明中的部分方法应用在其它系统中。因此，凡按照本发明原理所作的修改，都应当理解为落入本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种基于工业互联网平台的光纤测试数据采集方法，其特征在于：基于工业互联网平台的架构快速实现不同光纤测试设备的数据采集，并通过配置了双网卡的边缘服务器实现硬件隔离，通过边缘服务器中的转发程序实现软件隔离，保障信息安全，实现方式为，
预处理站，将光纤样品放入贴有RFID标签的托盘；传输线，用于运载待测样品；机械手，用于将待测样品搬运到对应的测试设备，将测试完成的样品从测试设备处取走并放回运输线；RFID读写头，设置于每台测试设备处，用于读取托盘上的标签信息；PLC，采集机械手和RFID的数据，并实现机械手的逻辑控制；测试设备，用于样品测试；边缘服务器，采集测试设备上产生的测试结果；最后设置分拣站，将测试完成的样品送到下一工序；
每台测试设备附件配备一台机械手，用于取光纤和耦合光纤；物流设备为传输线，机械手从传输线取光纤；预处理站和分拣站各有一台上位机，分别用于显示预处理作业指导页面、分拣处理指导页面；自动化测试生产线配备一台边缘服务器用于边缘计算和数据缓存，配备大尺寸显示器显示整个生产线测试设备、物流设备的实时状态和告警信息，显示光纤的实时位置信息；
边缘服务器安装双网卡，分别提供网口A和网口B，网口A接入测试车间局域网，网口B接入公司内网，各测试设备、PLC、机械手、RFID、预处理站和分拣站的上位机、大尺寸显示器的主机接入测试车间局域网，连接采用交换机实现；其中，PLC为可编程逻辑控制器，RFID为射频可识别标签；
数据采集过程包括以下步骤，
步骤1，设置光纤测试设备和边缘服务器，包括在光纤测试设备中安装网卡和网线，接入车间局域网；在测试车间安装边缘服务器，边缘服务器上安装双网卡和网线，提供网口A和网口B，网口A接入车间局域网，和光纤测试设备建立通信，网口B接入企业内网，和中心机房服务器建立通信；
步骤2，将配置文件和数据采集程序拷贝到光纤测试设备中，配置文件的配置信息中包括边缘服务器网口A的IP地址；
步骤3，在光纤测试设备的光纤测试程序中加入执行数据采集程序的命令；
步骤4，在边缘服务器上部署转发程序；
步骤5，在通过光纤测试设备测试光纤完成后，光纤测试程序执行数据采集程序命令，根据测试结果提取数据采集结果，将数据采集程序命令中的参数和数据采集结果相应附件上传到边缘服务器；
步骤6，通过边缘服务器上的转发程序，网口A通过RESTFul服务接收数据采集程序命令中的参数，根据对应的流程进行处理，并接收光纤测试设备上传的附件，进行相应解析计算后将中间结果数据通过网口B上传到中心机房服务器的应用程序；
步骤7，应用程序接收边缘服务器上传的数据，根据业务需求进行计算，并将数据保存。
2.根据权利要求1所述基于工业互联网平台的光纤测试数据采集方法，其特征在于：步骤5中，数据采集程序使用socket方式实现附件上传，实现步骤如下，
a.读取配置文件set.ini的参数，包括测试设备编号、边缘服务器网口A的IP地址、边缘服务器端口号、web服务URL地址、边缘服务器用户名和密码、上传附件的路径和文件名；
b.读取测试设备的IP地址、子网掩码、网关、域名，初始化协议栈；
c.判断边缘服务器地址的合法性并向边缘服务器发送socket连接请求，当测试设备与边缘服务器建立socket连接后，发送配置文件的配置信息；
d.发送附件，包括附件的头信息和数据信息，头信息包括附件路径、附件名称、附件序号；
e.发送数据结束信息和结束符号。
3.根据权利要求1所述基于工业互联网平台的光纤测试数据采集方法，其特征在于：步骤7中，应用程序通过RESTFul服务接收边缘服务器上传的数据。
4.根据权利要求1或2或3所述基于工业互联网平台的光纤测试数据采集方法，其特征在于：数据采集程序命令中的参数包括指定边缘服务器程序对应的分支程序类型。
5.根据权利要求1或2或3所述基于工业互联网平台的光纤测试数据采集方法，其特征在于：设置多个光纤测试设备，快速实现不同光纤测试设备的数据采集。
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