本發(fā)明涉及通信領(lǐng)域，具體涉及一種動態(tài)振動信號數(shù)據(jù)跨網(wǎng)閘傳輸方法方法。

背景技術(shù)：

2015年12月23日，烏克蘭至少三個區(qū)域的電力系統(tǒng)遭到網(wǎng)絡(luò)攻擊，伊萬諾-弗蘭科夫斯克地區(qū)部分變電站的控制系統(tǒng)遭到破壞，造成大面積停電，電力中斷3～6小時，約140萬人受到影響。曾幾何時，黑客還只是潛伏在網(wǎng)絡(luò)世界竊取信息的影子。而步入“互聯(lián)網(wǎng)+”時代，技術(shù)與產(chǎn)業(yè)融合激發(fā)創(chuàng)新活力的同時，也給信息安全帶來更大挑戰(zhàn)。

根據(jù)電力二次系統(tǒng)的特點，為了防范黑客及惡意代碼等對電力二次系統(tǒng)的攻擊侵害及由此引發(fā)電力系統(tǒng)事故，建立了電力二次系統(tǒng)安全防護(hù)體系，以保障電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行。將電力安全區(qū)劃分為生產(chǎn)控制大區(qū)和管理信息大區(qū)，生產(chǎn)控制大區(qū)又分為控制區(qū)(Ⅰ安全區(qū))和非控制區(qū)(Ⅱ安全區(qū))，信息管理大區(qū)分為生產(chǎn)管理區(qū)(Ⅲ安全區(qū))和管理信息區(qū)(Ⅳ安全區(qū))。各種防護(hù)與隔離措施也被廣泛使用，如防火墻技術(shù)、多重安全網(wǎng)關(guān)、網(wǎng)閘、交換網(wǎng)絡(luò)等。這些防護(hù)措施在保護(hù)了電力系統(tǒng)的同時，又給數(shù)據(jù)傳輸和共享帶來了阻礙。

上述的網(wǎng)閘又叫安全隔離與信息交換系統(tǒng)，是位于內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)與外部網(wǎng)絡(luò)之間的一個安全防護(hù)裝置，它可以識別非法請求并阻止超越權(quán)限的數(shù)據(jù)訪問和操作，從而有效地抵御病毒、黑客等的惡意破壞和攻擊活動，保護(hù)網(wǎng)絡(luò)的安全。網(wǎng)閘技術(shù)在物理隔離技術(shù)基礎(chǔ)上，實現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)間物理層和網(wǎng)絡(luò)協(xié)議斷開的同時進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。

網(wǎng)閘是由軟件和硬件組成，其硬件設(shè)備由三部分組成：外部處理單元、內(nèi)部處理單元、專用隔離與交換控制單元，如圖1所示。內(nèi)網(wǎng)和外網(wǎng)通過網(wǎng)閘連接起來，其中，內(nèi)部處理單元連接內(nèi)網(wǎng)，外部處理單元連接外網(wǎng)。專用隔離與交換控制單元由硬件開關(guān)和數(shù)據(jù)交換區(qū)組成，硬件開關(guān)從硬件層面上實現(xiàn)了數(shù)據(jù)交換區(qū)在任一時刻只與內(nèi)部處理單元或外部處理單元相連，這樣便能保證在任一時刻內(nèi)網(wǎng)與外網(wǎng)沒有物理上的直接連通，從而實現(xiàn)了物理隔離。

當(dāng)有數(shù)據(jù)需要從內(nèi)網(wǎng)傳輸?shù)酵饩W(wǎng)時，硬件開關(guān)S首先與內(nèi)部處理單元的A點連接，進(jìn)行第一次數(shù)據(jù)擺渡。此時，專用隔離交換單元的數(shù)據(jù)交換區(qū)與內(nèi)網(wǎng)連通，與外網(wǎng)斷開，內(nèi)網(wǎng)中需要交換的數(shù)據(jù)被通過命令寫入到數(shù)據(jù)交換區(qū)。之后，硬件開關(guān)S斷開與A點的連接，轉(zhuǎn)而與外部處理單元的B點連接，外部就可以從數(shù)據(jù)交換區(qū)中讀取數(shù)據(jù)，從而實現(xiàn)由內(nèi)網(wǎng)向外網(wǎng)的數(shù)據(jù)傳輸。反之，由外網(wǎng)向內(nèi)網(wǎng)的數(shù)據(jù)傳輸，過程剛好相反。內(nèi)外網(wǎng)之間所有的TCP/IP連接在經(jīng)過網(wǎng)閘時都要進(jìn)行協(xié)議剝離，即在網(wǎng)閘的一端將數(shù)據(jù)剝離至原始數(shù)據(jù)，然后根據(jù)用戶制訂的規(guī)則對原始數(shù)據(jù)進(jìn)行強制檢查，再以格式化數(shù)據(jù)塊的形式擺渡至網(wǎng)閘的另一端，另一端的主機(jī)系統(tǒng)在發(fā)送前需完成逆向的數(shù)據(jù)封裝工作，即實現(xiàn)“協(xié)議落地、內(nèi)容檢查”，這樣能夠?qū)崿F(xiàn)最高級別的安全。

網(wǎng)閘傳輸數(shù)據(jù)的常用形式是文件擺渡，即將數(shù)據(jù)保存在文件中，傳輸?shù)骄W(wǎng)閘一側(cè)，由網(wǎng)閘搬運到另一側(cè)，如圖2所示。

上述文件搬運存在明顯不足：(1)如果有大量文件需要搬運(例如實時振動監(jiān)測采集系統(tǒng)，7×24小時不間斷產(chǎn)生波形頻譜數(shù)據(jù)文件)，則存在頻繁讀寫內(nèi)外網(wǎng)主機(jī)磁盤的問題，時間久了容易導(dǎo)致磁盤損壞。(2)文件搬運通常是在成功搬運后才刪除源文件，一旦網(wǎng)閘或網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)故障，則可能導(dǎo)致內(nèi)網(wǎng)主機(jī)磁盤被寫滿系統(tǒng)崩潰而影響正常運行。(3)對于振動信號需傳輸頻譜和波形這種大容量數(shù)據(jù)，搬運程序經(jīng)常在網(wǎng)閘兩側(cè)出現(xiàn)數(shù)據(jù)文件讀寫速度不一致的情況，例如，數(shù)據(jù)文件沒有寫完，搬運程序就要讀取拷貝，因此出現(xiàn)讀寫沖突錯誤，搬運程序停止運行。因此有必要改進(jìn)傳統(tǒng)的文件搬運方式，采用內(nèi)存緩存數(shù)據(jù)(無文件)、收發(fā)雙方直接通信的方式(經(jīng)網(wǎng)閘隔離)跨網(wǎng)閘傳輸動態(tài)振動信號數(shù)據(jù)。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明實施例的目的是提一種不產(chǎn)生任何磁盤文件動態(tài)振動信號數(shù)據(jù)跨網(wǎng)閘傳輸系統(tǒng)及其方法。

為達(dá)上述目的，本發(fā)明提供一種動態(tài)振動信號數(shù)據(jù)跨網(wǎng)閘傳輸系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括通過內(nèi)網(wǎng)相互連接的網(wǎng)閘、網(wǎng)閘客戶端、網(wǎng)閘服務(wù)端，所述網(wǎng)閘客戶端包括前端服務(wù)器和若干采集裝置；網(wǎng)閘服務(wù)端包括鏡像服務(wù)器；

所述前端服務(wù)器，用于接收和存儲若干采集裝置和實時數(shù)據(jù)庫發(fā)送數(shù)據(jù)，所述數(shù)據(jù)包括動態(tài)振動信號數(shù)據(jù)和生產(chǎn)過程量數(shù)據(jù)；

所述網(wǎng)閘，用于接收采集裝置和前端服務(wù)器發(fā)送的數(shù)據(jù)并將所述數(shù)據(jù)通過網(wǎng)閘擺渡至鏡像服務(wù)器；

所述鏡像服務(wù)器，用于連接外網(wǎng)并且存儲由網(wǎng)閘擺渡出的前端服務(wù)器的數(shù)據(jù)和采集裝置的數(shù)據(jù)。

優(yōu)選的，上述采集裝置，用于采集原始振動信號數(shù)據(jù)，所述動態(tài)振動信號數(shù)據(jù)由原始數(shù)據(jù)通過預(yù)設(shè)的算法分析得出。

優(yōu)選的，上述采集裝置具有采集分析緩沖區(qū)，通過內(nèi)網(wǎng)分別與前端服務(wù)器、及網(wǎng)閘連接，用于存儲所述原始振動信號數(shù)據(jù)并且進(jìn)行振動信號階比跟蹤分析形成所述動態(tài)振動信號數(shù)據(jù)，將所述動態(tài)振動信號數(shù)據(jù)發(fā)送至前端服務(wù)器和網(wǎng)閘。

優(yōu)選的，上述采集分析緩沖區(qū)，還用于將動態(tài)振動信號數(shù)據(jù)分成第一路動態(tài)振動信號數(shù)據(jù)形成分析庫隊列通過網(wǎng)閘客戶端程序?qū)懭肭岸朔?wù)器，和第二路動態(tài)振動信號數(shù)據(jù)形成分析網(wǎng)閘隊列，通過網(wǎng)閘客戶端程序按照自定義協(xié)議寫入所述網(wǎng)閘的內(nèi)網(wǎng)端口并由網(wǎng)閘內(nèi)部機(jī)制傳輸?shù)骄W(wǎng)閘外網(wǎng)端口。

優(yōu)選的，上述系統(tǒng)還包括通過內(nèi)網(wǎng)分別與鏡像服務(wù)器和網(wǎng)閘連接的數(shù)據(jù)緩沖區(qū)；鏡像服務(wù)器包括監(jiān)聽端口和線程，所述監(jiān)聽端口用于接收所述網(wǎng)閘外網(wǎng)端口數(shù)據(jù)并寫入數(shù)據(jù)緩沖區(qū),線程讀取數(shù)據(jù)緩沖區(qū)的數(shù)據(jù)并通過服務(wù)端程序按照自定義協(xié)議寫入所述鏡像服務(wù)器的數(shù)據(jù)庫。

優(yōu)選的，上述動態(tài)振動信號數(shù)據(jù)包括波形、頻譜、振動向量其中至少其中之一。

優(yōu)選的，上述自定義協(xié)議為基于UDP的自定義傳輸協(xié)議。

優(yōu)選的，上述生產(chǎn)過程量數(shù)據(jù)包括生產(chǎn)過程量溫度、負(fù)荷、壓力至少其中之一。

優(yōu)選的，上述網(wǎng)閘客戶端和網(wǎng)閘服務(wù)端分別包括心跳端口，用于通過網(wǎng)閘接收或者發(fā)送心跳數(shù)據(jù)包，根據(jù)發(fā)送或者接收的心跳數(shù)據(jù)包感知對方的狀態(tài)。

優(yōu)選的，上述動態(tài)振動信號數(shù)據(jù)包括波形、頻譜、振動向量其中至少其中之一。

為達(dá)上述目的，本發(fā)明還提供一種動態(tài)振動信號數(shù)據(jù)跨網(wǎng)閘傳輸方法，其特征在于，所述方法包括：

前端服務(wù)器連接內(nèi)網(wǎng)并且接收若干采集裝置和實時數(shù)據(jù)庫發(fā)送的數(shù)據(jù)，所述數(shù)據(jù)包括動態(tài)振動信號數(shù)據(jù)和生產(chǎn)過程量數(shù)據(jù)；

網(wǎng)閘連接內(nèi)網(wǎng)并且接收若干采集裝置和前端服務(wù)器發(fā)送的數(shù)據(jù)并將所述數(shù)據(jù)通過網(wǎng)閘擺渡至鏡像服務(wù)器；

鏡像服務(wù)器連接外網(wǎng)并且存儲由網(wǎng)閘擺渡出的采集裝置和前端服務(wù)器數(shù)據(jù)。

為達(dá)上述目的，本發(fā)明提供方法之前還包括：所述采集裝置采集原始振動信號數(shù)據(jù)；

采集裝置分析緩沖區(qū)，存儲所述原始振動信號數(shù)據(jù)并且進(jìn)行振動信號階比跟蹤分析形成所述動態(tài)振動信號數(shù)據(jù)，將所述動態(tài)振動信號數(shù)據(jù)發(fā)送至前端服務(wù)器和網(wǎng)閘。

優(yōu)選的，上述將所述動態(tài)振動信號數(shù)據(jù)發(fā)送至前端服務(wù)器和網(wǎng)閘，包括：將動態(tài)振動信號數(shù)據(jù)分成第一路動態(tài)振動信號數(shù)據(jù)形成分析庫隊列通過網(wǎng)閘客戶端程序?qū)懭肭岸朔?wù)器，和第二路動態(tài)振動信號數(shù)據(jù)形成分析網(wǎng)閘隊列，通過網(wǎng)閘客戶端程序按照自定義協(xié)議寫入所述網(wǎng)閘的內(nèi)網(wǎng)端口并由網(wǎng)閘內(nèi)部機(jī)制傳輸?shù)酵饩W(wǎng)端口。

優(yōu)選的，上述鏡像服務(wù)器存儲由網(wǎng)閘擺渡出的采集裝置和前端服務(wù)器數(shù)據(jù)，包括：

鏡像服務(wù)器監(jiān)聽端口接收所述網(wǎng)閘外網(wǎng)端口數(shù)據(jù)并寫入數(shù)據(jù)緩沖區(qū)；

線程讀取數(shù)據(jù)緩沖區(qū)的數(shù)據(jù)并通過服務(wù)端程序按照自定義協(xié)議寫入所述鏡像服務(wù)器的數(shù)據(jù)庫。

優(yōu)選的，上述方法還包括：網(wǎng)閘客戶端(采集裝置、前端服務(wù)器)心跳端口接收網(wǎng)閘服務(wù)端(鏡像服務(wù)器)心跳端口發(fā)送的心跳數(shù)據(jù)包，根據(jù)所述心跳數(shù)據(jù)包判斷收發(fā)雙方的的當(dāng)前狀態(tài)。

優(yōu)選的，上述自定義協(xié)議為基于UDP的自定義傳輸協(xié)議。

優(yōu)選的，上述網(wǎng)閘客戶端心跳端口接收網(wǎng)閘服務(wù)端心跳端口發(fā)送的心跳數(shù)據(jù)包，根據(jù)所述心跳數(shù)據(jù)包判斷網(wǎng)閘服務(wù)端的當(dāng)前狀態(tài)；和/或網(wǎng)閘服務(wù)端心跳端口接收網(wǎng)閘客戶端心跳端口發(fā)送的心跳數(shù)據(jù)包，根據(jù)所述心跳數(shù)據(jù)包判斷網(wǎng)閘客戶端的當(dāng)前狀態(tài)。

本發(fā)明實施例的有益效果是：本方面在電力系統(tǒng)常用的網(wǎng)閘設(shè)備基礎(chǔ)上，設(shè)計并實現(xiàn)了一個基于網(wǎng)閘的動態(tài)振動信號數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)，采用自定義傳輸協(xié)議，可以將任意結(jié)構(gòu)性數(shù)據(jù)進(jìn)行序列化傳輸，整個過程中不產(chǎn)生任何磁盤文件。

附圖說明

圖1為傳統(tǒng)網(wǎng)閘內(nèi)部原理圖；

圖2為傳統(tǒng)網(wǎng)閘文件搬運圖；

圖3為振動在線監(jiān)測系統(tǒng)數(shù)據(jù)流圖；

圖4為振動量跨網(wǎng)閘設(shè)計結(jié)構(gòu)圖；

圖5網(wǎng)閘心跳設(shè)計圖；

圖6系統(tǒng)測試網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖

圖7網(wǎng)閘配置圖；

圖8網(wǎng)閘客戶端和服務(wù)端運行狀態(tài)圖。

具體實施方式

為了便于本領(lǐng)域技術(shù)人員的理解，下面結(jié)合實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步的描述，并不能用來限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。需要說明的是，在不沖突的情況下，本申請中的實施例中的各種方式可以相互組合。

下面將參照附圖更詳細(xì)地描述本公開的示例性實施例。雖然附圖中顯示了本公開的示例性實施例，然而應(yīng)當(dāng)理解，可以以各種形式實現(xiàn)本公開而不應(yīng)被這里闡述的實施例所限制。相反，提供這些實施例是為了能夠更透徹地理解本公開，并且能夠?qū)⒈竟_的范圍完整的傳達(dá)給本領(lǐng)域的技術(shù)人員。

如圖3所示，本發(fā)明第一實施例揭示了一種動態(tài)振動信號數(shù)據(jù)跨網(wǎng)閘傳輸系統(tǒng)，包括:通過內(nèi)網(wǎng)相互連接的網(wǎng)閘、網(wǎng)閘客戶端(網(wǎng)閘client)、網(wǎng)閘服務(wù)端(網(wǎng)閘sever)；網(wǎng)閘客戶端包括前端服務(wù)器和若干采集裝置；網(wǎng)閘服務(wù)端包括鏡像服務(wù)器；前端服務(wù)器，用于接收和存儲采集裝置和實時數(shù)據(jù)庫發(fā)送數(shù)據(jù)，所述數(shù)據(jù)包括動態(tài)振動信號數(shù)據(jù)和生產(chǎn)過程量數(shù)據(jù)；網(wǎng)閘，用于接收采集裝置和前端服務(wù)器發(fā)送的數(shù)據(jù)并將所述數(shù)據(jù)通過網(wǎng)閘擺渡至鏡像服務(wù)器；鏡像服務(wù)器，用于存儲由網(wǎng)閘擺渡出的前端服務(wù)器的數(shù)據(jù)和采集裝置的數(shù)據(jù)。本實施例中的前端服務(wù)器和鏡像服務(wù)器都可以為MySQL服務(wù)器或者Tomcat服務(wù)器；動態(tài)振動信號數(shù)據(jù)包括波形、頻譜、振動向量等等。本實施例中前端服務(wù)器還用于連接內(nèi)網(wǎng)實時數(shù)據(jù)庫(PI、EDNA)接收過程量數(shù)據(jù)，其中，過程量數(shù)據(jù)包括生產(chǎn)過程量溫度、負(fù)荷、壓力等等。若干采集裝置，用于采集原始振動信號數(shù)據(jù)，其中動態(tài)振動信號數(shù)據(jù)由原始數(shù)據(jù)通過預(yù)設(shè)的算法分析得出。本實施例中采集裝置包括1號采集裝置、2號采集裝置、及3號采集裝置；網(wǎng)閘客戶端程序為GapClient程序，如圖所示顯示了多個客戶端GapClient，本發(fā)明實施例程序設(shè)計支持多個前端服務(wù)器同時向網(wǎng)閘端口發(fā)送數(shù)據(jù)，按照自定義的協(xié)議寫入網(wǎng)閘的內(nèi)網(wǎng)端口。本實施例中自定義協(xié)議為基于UDP的自定義傳輸協(xié)議，將結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)序列化后傳輸，能夠保障通信的實時性，整個過程中不產(chǎn)生任何磁盤文件。

本實施例動態(tài)振動信號數(shù)據(jù)跨網(wǎng)閘傳輸系統(tǒng)，將網(wǎng)閘客戶端與網(wǎng)閘之間基于UDP的自定義傳輸協(xié)議建立連接，將結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)序列化后通過網(wǎng)閘客戶端程序?qū)⒕W(wǎng)閘客戶端讀取的數(shù)據(jù)按照自定義的協(xié)議寫入網(wǎng)閘的內(nèi)網(wǎng)端口并發(fā)送至前端服務(wù)器，寫入網(wǎng)閘內(nèi)網(wǎng)端口的數(shù)據(jù)經(jīng)網(wǎng)閘內(nèi)部數(shù)據(jù)擺渡到網(wǎng)閘外網(wǎng)端口，整個過程中不產(chǎn)生任何磁盤文件，避免傳統(tǒng)搬運方式造成的主機(jī)寫滿系統(tǒng)崩潰問題，拷貝文件讀寫沖突程序停止運行，以及磁盤損壞的問題。

根據(jù)電力二次系統(tǒng)的特點，為了防范黑客及惡意代碼等對電力二次系統(tǒng)的攻擊侵害及由此引發(fā)電力系統(tǒng)事故，通過上述系統(tǒng)建立了電力二次系統(tǒng)安全防護(hù)體系，以保障電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行。本發(fā)明動態(tài)振動信號數(shù)據(jù)跨網(wǎng)閘傳輸系統(tǒng)將電力安全區(qū)劃分為生產(chǎn)控制大區(qū)和管理信息大區(qū)，生產(chǎn)控制大區(qū)又分為控制區(qū)(Ⅰ安全區(qū))和非控制區(qū)(Ⅱ安全區(qū))，信息管理大區(qū)分為生產(chǎn)管理區(qū)(Ⅲ安全區(qū))和管理信息區(qū)(Ⅳ安全區(qū))；其中，采集裝置與前端服務(wù)器之間形成Ⅰ安全區(qū)；前端服務(wù)器與網(wǎng)閘內(nèi)網(wǎng)端口之間形成Ⅱ安全區(qū)；網(wǎng)閘外網(wǎng)端口與鏡像服務(wù)器之間形成Ⅲ安全區(qū)；鏡像服務(wù)器與外網(wǎng)用戶之間形成Ⅳ安全區(qū)。

如圖4所示，本實施例中若干采集裝置具有采集分析緩沖區(qū)通過內(nèi)網(wǎng)分別與前端服務(wù)器、及網(wǎng)閘連接，用于存儲所述原始振動信號數(shù)據(jù)并且進(jìn)行振動信號階比跟蹤分析形成所述動態(tài)振動信號數(shù)據(jù)，將所述動態(tài)振動信號數(shù)據(jù)發(fā)送至前端服務(wù)器和網(wǎng)閘。采集分析緩沖區(qū)，還用于將動態(tài)振動信號數(shù)據(jù)分成第一路動態(tài)振動信號數(shù)據(jù)形成分析庫隊列通過網(wǎng)閘客戶端程序?qū)懭肭岸朔?wù)器，和第二路動態(tài)振動信號數(shù)據(jù)形成分析網(wǎng)閘隊列，通過網(wǎng)閘客戶端程序按照協(xié)議寫入所述網(wǎng)閘的內(nèi)網(wǎng)端口并由網(wǎng)閘內(nèi)部機(jī)制傳輸?shù)骄W(wǎng)閘外網(wǎng)端口。動態(tài)振動信號數(shù)據(jù)跨網(wǎng)閘傳輸系統(tǒng)還包括通過內(nèi)網(wǎng)分別與鏡像服務(wù)器和網(wǎng)閘連接的數(shù)據(jù)緩沖區(qū)；鏡像服務(wù)器包括監(jiān)聽端口和線程，監(jiān)聽端口用于接收所述網(wǎng)閘服務(wù)器端口數(shù)據(jù)并寫入數(shù)據(jù)緩沖區(qū),線程讀取數(shù)據(jù)緩沖區(qū)的數(shù)據(jù)并通過服務(wù)端程序按照協(xié)議寫入所述鏡像服務(wù)器的數(shù)據(jù)庫。

優(yōu)選的，網(wǎng)閘客戶端和網(wǎng)閘服務(wù)端分別包括心跳端口，用于相互接收對方發(fā)送的心跳數(shù)據(jù)包，根據(jù)接收到的心跳數(shù)據(jù)包判斷對方的當(dāng)前狀態(tài)。

具體的，本實施例給出了振動量跨網(wǎng)閘的設(shè)計結(jié)構(gòu)圖，網(wǎng)閘兩端的服務(wù)器上分別運行了跨網(wǎng)閘傳輸客戶端程序(圖4中的saPro Client)和服務(wù)端程序(圖4中的saPro Server)。客戶端程序?qū)⒁獋鬏數(shù)臄?shù)據(jù)通過基于UDP的自定義協(xié)議直接發(fā)送到網(wǎng)閘內(nèi)網(wǎng)端口，網(wǎng)閘擺渡數(shù)據(jù)到外網(wǎng)，由服務(wù)端程序接收并寫入前端服務(wù)器MySQL數(shù)據(jù)庫。

本實施例的系統(tǒng)還包括通過內(nèi)網(wǎng)分別與鏡像服務(wù)器和網(wǎng)閘連接的數(shù)據(jù)緩沖區(qū)；鏡像服務(wù)器包括監(jiān)聽端口和線程，監(jiān)聽端口用于接收所述網(wǎng)閘服務(wù)器端口數(shù)據(jù)并寫入數(shù)據(jù)緩沖區(qū),線程讀取數(shù)據(jù)緩沖區(qū)的數(shù)據(jù)并通過服務(wù)端程序按照協(xié)議寫入所述鏡像服務(wù)器的數(shù)據(jù)庫。

具體的，采集裝置為采集卡，采集裝置的采集程序Cardlet，從采集卡讀取原始振動信號數(shù)據(jù)，采集的原始振動信號數(shù)據(jù)存入采集分析緩沖區(qū)，然后由signal Process程序進(jìn)行振動信號階比分析，信號分析后形成的動態(tài)振動信號數(shù)據(jù)，包括波形、頻譜、振動向量等，這些大數(shù)據(jù)分兩路：

第一路形成分析庫隊列通過DBThread線程寫入前端服務(wù)器的MySQL數(shù)據(jù)庫，以上程序流程為客戶端采集程序saPro(client)。

第二路動態(tài)振動信號數(shù)據(jù)形成分析網(wǎng)閘隊列，通過網(wǎng)閘客戶端程序GapClient(圖中顯示了多個客戶端GapClient，也就是程序設(shè)計支持多個前端服務(wù)器同時向網(wǎng)閘內(nèi)網(wǎng)端口發(fā)送數(shù)據(jù))按照自定義UDP協(xié)議寫入網(wǎng)閘內(nèi)網(wǎng)端口。寫入網(wǎng)閘內(nèi)網(wǎng)端口的數(shù)據(jù)經(jīng)網(wǎng)閘內(nèi)部數(shù)據(jù)擺渡到網(wǎng)閘外網(wǎng)端口。鏡像服務(wù)器的上的線程GapServer監(jiān)聽網(wǎng)閘內(nèi)網(wǎng)端口，接受內(nèi)網(wǎng)端口數(shù)據(jù)并寫入數(shù)據(jù)緩沖區(qū)Gap2DB，然后由線程DBThread讀取并寫入鏡像服務(wù)器的數(shù)據(jù)庫(MySQL數(shù)據(jù)庫)。以上程序流程為服務(wù)器端采集程序saPro(Server)。

客戶端程序處理流程：

(1)從交換緩沖區(qū)(與信號分析線程共享的)中讀一組數(shù)據(jù)，無數(shù)據(jù)可讀則阻塞；

(2)序列化，將結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為一維數(shù)組；

(3)構(gòu)造開始報文，發(fā)送；

(4)循環(huán)構(gòu)造若干數(shù)據(jù)報文(根據(jù)具體的數(shù)據(jù)量)，發(fā)送；

(5)構(gòu)造結(jié)束報文，發(fā)送；

(6)轉(zhuǎn)(1)。

服務(wù)端程序處理流程：

(1)監(jiān)聽指定的若干個端口，每個端口對應(yīng)一個客戶端(Gap Client)；

(2)收到開始報文，暫存，無數(shù)據(jù)則阻塞；

(3)循環(huán)收到若干個數(shù)據(jù)報文，暫存；

(4)收到結(jié)束報文，觸發(fā)解析，重組數(shù)據(jù)報文，保存到一維數(shù)組中；

(5)反序列化，將一維數(shù)組轉(zhuǎn)換為結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)，并保存到交換緩沖區(qū)中(供數(shù)據(jù)庫線程來讀取)；

(6)轉(zhuǎn)(2)。

需要說明的，過程量跨網(wǎng)閘結(jié)構(gòu)相似，區(qū)別僅在于數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)不同，數(shù)據(jù)來源不同(過程量直接讀實時數(shù)據(jù)庫PI和eDNA)。

優(yōu)選的，所述網(wǎng)閘客戶端和網(wǎng)閘服務(wù)端分別包括心跳端口，用于通過網(wǎng)閘接收或者發(fā)送心跳數(shù)據(jù)包，根據(jù)發(fā)送或者接收的心跳數(shù)據(jù)包收發(fā)雙方都可以感知對方的狀態(tài)。

本發(fā)明第二實施例揭示了一種動態(tài)振動信號數(shù)據(jù)跨網(wǎng)閘傳輸方法，所述方法包括：

S102：前端服務(wù)器連接內(nèi)網(wǎng)并且接收存儲若干采集裝置和實時數(shù)據(jù)庫發(fā)送的數(shù)據(jù)，所述數(shù)據(jù)包括動態(tài)振動信號數(shù)據(jù)和生產(chǎn)過程量數(shù)據(jù)；其中，動態(tài)振動信號數(shù)據(jù)包括波形、頻譜、振動向量等等；生產(chǎn)過程量數(shù)據(jù)包括生產(chǎn)過程量溫度、負(fù)荷、壓力等等。

S103：網(wǎng)閘連接內(nèi)網(wǎng)并且接收若干采集裝置和前端服務(wù)器發(fā)送的數(shù)據(jù)并將所述數(shù)據(jù)通過網(wǎng)閘擺渡至鏡像服務(wù)器；

S104：鏡像服務(wù)器連接外網(wǎng)并且存儲由網(wǎng)閘擺渡出的采集裝置和前端服務(wù)器數(shù)據(jù)。

其中步驟S102之前還包括步驟S101：采集裝置采集原始振動信號數(shù)據(jù)；采集裝置分析緩沖區(qū)，存儲所述原始振動信號數(shù)據(jù)并且進(jìn)行振動信號階比跟蹤分析形成所述動態(tài)振動信號數(shù)據(jù)，將所述動態(tài)振動信號數(shù)據(jù)發(fā)送至前端服務(wù)器和網(wǎng)閘。

進(jìn)一步的，步驟S101中，將所述動態(tài)振動信號數(shù)據(jù)發(fā)送至前端服務(wù)器和網(wǎng)閘，具體包括：將動態(tài)振動信號數(shù)據(jù)分成第一路動態(tài)振動信號數(shù)據(jù)形成分析庫隊列通過網(wǎng)閘客戶端程序?qū)懭肭岸朔?wù)器，和第二路動態(tài)振動信號數(shù)據(jù)形成分析網(wǎng)閘隊列，通過網(wǎng)閘客戶端程序按照自定義協(xié)議寫入所述網(wǎng)閘的內(nèi)網(wǎng)端口并由網(wǎng)閘內(nèi)部機(jī)制傳輸?shù)酵饩W(wǎng)端口。

進(jìn)一步的，步驟S104中所述鏡像服務(wù)器存儲由網(wǎng)閘擺渡出的采集裝置和前端服務(wù)器數(shù)據(jù)，具體包括：鏡像服務(wù)器監(jiān)聽端口接收所述網(wǎng)閘外網(wǎng)端口數(shù)據(jù)并寫入數(shù)據(jù)緩沖區(qū)；線程讀取數(shù)據(jù)緩沖區(qū)的數(shù)據(jù)并通過服務(wù)端程序按照自定義協(xié)議寫入所述鏡像服務(wù)器的數(shù)據(jù)庫。

優(yōu)選的，上述方法還包括網(wǎng)閘客戶端心跳端口接收網(wǎng)閘服務(wù)端心跳端口發(fā)送的心跳數(shù)據(jù)包，根據(jù)所述心跳數(shù)據(jù)包判斷網(wǎng)閘服務(wù)端的當(dāng)前狀態(tài)；和/或網(wǎng)閘服務(wù)端心跳端口接收網(wǎng)閘客戶端心跳端口發(fā)送的心跳數(shù)據(jù)包，根據(jù)所述心跳數(shù)據(jù)包判斷網(wǎng)閘客戶端的當(dāng)前狀態(tài)。

優(yōu)選的，上述方法還包括方法還包括前端服務(wù)器連接內(nèi)網(wǎng)實時數(shù)據(jù)庫接收過程量數(shù)據(jù)，所述數(shù)據(jù)包括生產(chǎn)過程量溫度、負(fù)荷、壓力至少其中之一。

上述第一和第二實施例可以相互支持，在此不再贅述。

本發(fā)明實施例中，主要數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)如：//振動量數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)typedef struct {long long timestamp；//時間戳int millisecond；//毫秒float speed；//轉(zhuǎn)速//PARAM段float gap；//間隙電壓float direct；//通頻值float amplitude_1X；//1倍頻幅值float phase_1X；//1倍頻相位float amplitude_2X；//可選倍頻幅值float phase_2X；//可選倍頻相位float amplitude_3X；//可選倍頻幅值float phase_3X；//可選倍頻相位//WAVE段int waveLength；//壓縮后的波形長度byte*pWave；//壓縮后的波形動態(tài)值//SPECTRUM段int spectLength；//壓縮后的頻譜長度byte*pSpect；//壓縮后的頻譜動態(tài)值//采集參數(shù)int sampleRateOrder；//階比數(shù)float deltaOrder；//階比分辨率}VibraData；

本發(fā)明實施例中的，自定義通信協(xié)議如下表所示：

表1開始報文

Tab.1 Start Package

表2數(shù)據(jù)報文

Tab.2 Data Package

表3終止報文

Tab.3 Stop Package

如圖5所示，本發(fā)明實施例中的心跳端口設(shè)計，客戶端1、客戶端2、客戶端3與服務(wù)器都設(shè)有心跳端口。傳統(tǒng)文件搬運方式解決的是正向數(shù)據(jù)傳輸，即數(shù)據(jù)都是從內(nèi)網(wǎng)發(fā)往外網(wǎng)，客戶端只發(fā)送數(shù)據(jù)而不接收服務(wù)器的反饋，因此無法判斷服務(wù)器是否在運行中。本發(fā)明動態(tài)振動信號跨網(wǎng)閘傳輸系統(tǒng)增加了心跳數(shù)據(jù)包，如圖5所示，收發(fā)雙方都可以感知對方的狀態(tài)。

本發(fā)明實施例中，網(wǎng)閘設(shè)備可以采用了南瑞信息的SysKeeper-2000網(wǎng)絡(luò)安全隔離設(shè)備，網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)如圖6所示，三臺振動信號在線監(jiān)測采集器1、2、3，采集到的數(shù)據(jù)經(jīng)信號分析后，寫入前端服務(wù)器(MySQL)，同時將數(shù)據(jù)發(fā)送到網(wǎng)閘內(nèi)網(wǎng)端口，網(wǎng)閘轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)到外網(wǎng)。

如圖7所示，描述了本發(fā)明實施例中網(wǎng)閘配置，客戶端與服務(wù)端的通信，是通過虛擬IP地址來進(jìn)行的，在圖7的配置中，客戶端網(wǎng)卡的IP地址是10.144.1.1，目標(biāo)(鏡像)服務(wù)器的地址是10.144.1.4(虛擬IP地址)，鏡像服務(wù)端網(wǎng)卡的真實IP地址是202.102.1.4，端口設(shè)置為0，表示允許所有端口數(shù)據(jù)通過，協(xié)議類型為UDP。

如圖8所示，描述了本發(fā)明實施例中網(wǎng)閘客戶端和服務(wù)端運行狀態(tài)。

以上內(nèi)容是結(jié)合具體的優(yōu)選實施方式對本發(fā)明所作的進(jìn)一步詳細(xì)說明，不能認(rèn)定本發(fā)明的具體實施方式僅限于此，對于本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干簡單的推演或替換，都應(yīng)當(dāng)視為屬于本發(fā)明由所提交的權(quán)利要求書確定專利保護(hù)范圍。