本發(fā)明涉及數(shù)據(jù)安全防護，具體為一種制造業(yè)設(shè)備數(shù)據(jù)采集和處理系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、隨著工業(yè)化時代的到來，智能工廠已成為制造業(yè)發(fā)展的重要趨勢。在智能工廠中，各類傳感器、設(shè)備和系統(tǒng)不斷產(chǎn)生大量的數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)對于優(yōu)化生產(chǎn)流程、提高生產(chǎn)效率、保證產(chǎn)品質(zhì)量至關(guān)重要。然而，數(shù)據(jù)的采集與備份作為智能工廠數(shù)據(jù)管理的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，其重要性不容忽視。數(shù)據(jù)泄露、非法訪問、惡意篡改等安全事件頻發(fā)，嚴重威脅著企業(yè)和采集器的利益。目前，市場上已存在多種數(shù)據(jù)安全備份技術(shù)，如快照、數(shù)據(jù)鏡像、raid、異地備份等。然而，這些技術(shù)在應對大數(shù)據(jù)備份需求時仍存在諸多局限性：備份效率低下，面對海量數(shù)據(jù)，傳統(tǒng)備份方法往往耗時過長，難以滿足快速恢復的需求；資源消耗大，備份過程需要占用大量存儲空間和計算資源，增加了企業(yè)的運營成本；靈活性不足，無法根據(jù)數(shù)據(jù)的實時變更情況和重要性進行智能備份，導致備份數(shù)據(jù)冗余或關(guān)鍵數(shù)據(jù)遺漏；安全性有待提高，備份數(shù)據(jù)在存儲和傳輸過程中仍存在被竊取或篡改的風險。

2、在申請公布號為cn118277164a的中國發(fā)明申請中，公開了一種基于云計算的數(shù)據(jù)備份與恢復方法及系統(tǒng)，包括步驟s1：獲取待備份文件的分配參數(shù)；將待備份文件分為寫熱數(shù)據(jù)、讀熱數(shù)據(jù)和冷數(shù)據(jù)；步驟s2：獲取本地參數(shù)；根據(jù)待備份文件的文件大小，把寫熱數(shù)據(jù)或讀熱數(shù)據(jù)備份到本地；步驟s3：根據(jù)本地參數(shù)，配置非本地服務器計算平臺，備份冷數(shù)據(jù)；為待備份文件創(chuàng)建快照；判斷待備份文件是否完整；若不完整，則根據(jù)快照恢復待備份文件，得到對照文件；若待備份文件數(shù)據(jù)完整，則不處理；步驟s4：匯總對照文件，并反饋給采集器；

3、在以上發(fā)明申請中，根據(jù)采集器對數(shù)據(jù)的使用頻率，把數(shù)據(jù)分為重要數(shù)據(jù)（讀熱數(shù)據(jù)和寫熱數(shù)據(jù)）和冷數(shù)據(jù)，把重要數(shù)據(jù)（讀熱數(shù)據(jù)和寫熱數(shù)據(jù)）備份到本地服務器，把冷數(shù)據(jù)備份到非本地服務器，又根據(jù)服務器的數(shù)據(jù)處理速率，調(diào)整非本地服務器的數(shù)據(jù)發(fā)送速率，提升采集器的使用體驗，但在實際備份過程中，當更改數(shù)據(jù)量大且網(wǎng)速慢時，有些寫熱數(shù)據(jù)在上傳服務器前就可能經(jīng)過多次變更，此時若優(yōu)先上傳此類數(shù)據(jù)，會導致數(shù)據(jù)頻繁上傳，造成該數(shù)據(jù)在高峰期占用過多資源，而其余數(shù)據(jù)一直等待無法上傳服務器備份，導致整體備份效率低下，對系統(tǒng)資源（如cpu、內(nèi)存、磁盤i/o等）的占用也會增加，導致系統(tǒng)整體性能下降，影響其他業(yè)務的正常運行。

4、為此，本發(fā)明提供了一種制造業(yè)設(shè)備數(shù)據(jù)采集和處理系統(tǒng)。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、（一）解決的技術(shù)問題

2、針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供了一種制造業(yè)設(shè)備數(shù)據(jù)采集和處理系統(tǒng)，本發(fā)明通過分析采集器實時備份狀態(tài)，標記為新備份、實時備份和非實時備份，并采取不同的備份策略，根據(jù)采集器數(shù)據(jù)的變化情況動態(tài)調(diào)整，以適應不同的備份需求，可以更有效地利用云端ems系統(tǒng)的存儲和帶寬資源，這使得系統(tǒng)能夠更智能地決定哪些數(shù)據(jù)需要優(yōu)先備份，哪些數(shù)據(jù)可以稍后處理，從而提高了備份的整體效率，避免在高峰期占用過多資源，從而解決了背景技術(shù)中記載的技術(shù)問題。

3、（二）技術(shù)方案

4、為實現(xiàn)以上目的，本發(fā)明通過以下技術(shù)方案予以實現(xiàn)：一種制造業(yè)設(shè)備數(shù)據(jù)采集和處理系統(tǒng)，包括：

5、數(shù)據(jù)采集模塊，將采集器數(shù)據(jù)劃分為一個個子數(shù)據(jù)，獲取每個子數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)量、歷史訪問時間和歷史變更時間，計算每個子數(shù)據(jù)的初始備份系數(shù)，若云端ems系統(tǒng)無該采集器的備份數(shù)據(jù)，則該采集器標記為新備份采集器，將每個子數(shù)據(jù)依據(jù)初始備份系數(shù)從大到小排序依次上傳云端ems系統(tǒng)備份；

6、數(shù)據(jù)分析模塊，若云端ems系統(tǒng)已有該采集器的備份信息，對比云端ems系統(tǒng)備份數(shù)據(jù)與采集器數(shù)據(jù)，獲得每個子數(shù)據(jù)的差異數(shù)據(jù)量，計算預測備份完成時間 tt。

7、第一更新模塊，若預測備份完成時間 tt小于預設(shè)備份時間，則本次備份采取實時備份策略，依據(jù)每個子數(shù)據(jù)的差異數(shù)據(jù)量和初始備份系數(shù)計算每個子數(shù)據(jù)的實時更新系數(shù)，將每個子數(shù)據(jù)的差異數(shù)據(jù)依據(jù)實時更新系數(shù)從大到小排序依次上傳云端ems系統(tǒng)，對采集器備份數(shù)據(jù)進行更新；

8、第二更新模塊，預測備份完成時間 tt大于預設(shè)備份時間，則本次備份采取非實時備份策略，依據(jù)每個子數(shù)據(jù)的實時變更時間和實時變更差異數(shù)據(jù)量，計算每個子數(shù)據(jù)的實時變更系數(shù)，并計算每個子數(shù)據(jù)的非實時更新系數(shù)，依據(jù)非實時更新系數(shù)從大到小排序依次上傳云端ems系統(tǒng)，對采集器備份數(shù)據(jù)進行更新。

9、進一步的，獲取采集器數(shù)據(jù)，并依據(jù)數(shù)據(jù)存儲目錄對采集器數(shù)據(jù)進劃分為一個個子數(shù)據(jù)，通過數(shù)據(jù)庫管理工具（如mysql?workbench、navicat等）獲取每個子數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)量，并使用系統(tǒng)監(jiān)控工具（如nagios、zabbix、prometheus等）獲取每個子數(shù)據(jù)的歷史訪問時間和歷史變更時間。

10、數(shù)據(jù)庫管理工具（如mysql?workbench、navicat等）是數(shù)據(jù)庫管理員和開發(fā)人員在進行數(shù)據(jù)庫管理和維護時的重要工具。這些工具通常提供圖形化界面，方便采集器進行數(shù)據(jù)庫的創(chuàng)建、修改、刪除、備份、還原、優(yōu)化和監(jiān)控等操作。

11、系統(tǒng)監(jiān)控工具（如nagios、zabbix、prometheus等）系統(tǒng)監(jiān)控工具是it運維中不可或缺的重要組成部分，它們能夠?qū)崟r監(jiān)控系統(tǒng)的性能、健康狀況和安全性，為系統(tǒng)管理員提供必要的數(shù)據(jù)支持，以確保系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。

12、進一步的，獲取每個子數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)量、歷史訪問時間和歷史變更時間，進行無量綱化處理后，計算每個子數(shù)據(jù)的初始備份系數(shù)：

13、

14、其中， i表示每個子數(shù)據(jù)的編號， i=1、2、…、 k， a表示同一子數(shù)據(jù)每次訪問的時間順序編號， a=1、2、…、 m， b表示同一子數(shù)據(jù)每次歷史變更的時間順序編號， b=1、2、…、 n。

15、進一步的，在云端ems系統(tǒng)中查看是否有該采集器的設(shè)備備份列表，查看是否有該采集器的設(shè)備備份列表，若云端ems系統(tǒng)無該采集器的備份數(shù)據(jù)，則該采集器標記為新備份采集器，將每個子數(shù)據(jù)依據(jù)初始備份系數(shù)從大到小排序依次上傳云端ems系統(tǒng)備份。

16、進一步的，若云端ems系統(tǒng)已有該采集器的備份信息，使用數(shù)據(jù)庫比對工具（如dbeaver、toad?data?point等）或數(shù)據(jù)比對軟件（如beyond?compare、winmerge等）對比云端ems系統(tǒng)備份數(shù)據(jù)與采集器數(shù)據(jù)，獲得每個子數(shù)據(jù)的差異數(shù)據(jù)量。并使用網(wǎng)絡(luò)性能測試工具（如iperf、psping等）檢測采集器的最大網(wǎng)絡(luò)通信量 tx。

17、網(wǎng)絡(luò)性能測試工具（如iperf、psping等）是用于評估和優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)性能的重要工具，它們可以幫助采集器了解網(wǎng)絡(luò)的傳輸速度、延遲、丟包率等關(guān)鍵指標，從而發(fā)現(xiàn)潛在的網(wǎng)絡(luò)問題并進行優(yōu)化。

18、進一步的，獲取每個子數(shù)據(jù)的差異數(shù)據(jù)量和最大網(wǎng)絡(luò)通信量 tx，計算預測備份完成時間 tt：

19、

20、對應的預測備份完成時間 tt的計算公式如上。

21、進一步的，若預測備份完成時間 tt小于預設(shè)備份時間，則本次備份采取實時備份策略，獲取每個子數(shù)據(jù)的差異數(shù)據(jù)量和初始備份系數(shù)，進行線性歸一化處理后，計算每個子數(shù)據(jù)的實時更新系數(shù)：

22、

23、其中，預設(shè)備份時間由采集器預先設(shè)置或采用默認備份時間。

24、進一步的，采取實時備份策略時，將每個子數(shù)據(jù)的差異數(shù)據(jù)依據(jù)實時更新系數(shù)從大到小排序依次上傳云端ems系統(tǒng)，對采集器備份數(shù)據(jù)進行更新。

25、進一步的，若預測備份完成時間 tt大于預設(shè)備份時間，則本次備份采取非實時備份策略，使用系統(tǒng)監(jiān)控工具獲取采集器從本次開始備份之后每個子數(shù)據(jù)的實時變更時間和實時變更差異數(shù)據(jù)量，計算每個子數(shù)據(jù)的實時變更系數(shù)：

26、

27、其中， c表示同一子數(shù)據(jù)每次實時變更的時間順序編號， c=1、2、…、 w。

28、進一步的，獲取每個子數(shù)據(jù)的實時變更系數(shù)和初始備份系數(shù)，進行線性歸一化處理后，計算每個子數(shù)據(jù)的非實時更新系數(shù)：

29、

30、采取非實時備份策略時，將每個子數(shù)據(jù)的差異數(shù)據(jù)依據(jù)非實時更新系數(shù)從大到小排序依次上傳云端ems系統(tǒng)，對采集器備份數(shù)據(jù)進行更新。

31、進一步的，上傳云端ems系統(tǒng)的數(shù)據(jù)包括通用網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)和低功耗網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)；且云端ems系統(tǒng)與erp進行雙向數(shù)據(jù)傳輸通信。

32、通用網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)包括wifi、4g、5g和wan數(shù)據(jù)，通過通用通訊數(shù)據(jù)采集器來輸入總線信號，通用計數(shù)采集器輸入脈沖、電平信號并輸出安燈和蜂鳴器信號，通用網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)輸入總線信號包括can、rs232、rs485、ethernet、usb，通用網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)輸入脈沖、電平信號包括生產(chǎn)制造總數(shù)量計數(shù)脈沖、生產(chǎn)制造合格數(shù)計數(shù)脈沖、設(shè)備供電信號、異常觸發(fā)信號；

33、低功耗網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)通過低功耗計數(shù)采集器輸入脈沖、電平信號，低功耗網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)輸入脈沖、電平信號包括生產(chǎn)制造總數(shù)量計數(shù)脈沖、生產(chǎn)制造合格數(shù)計數(shù)脈沖、設(shè)備供電信號、異常觸發(fā)信號，通過低功耗通訊數(shù)據(jù)采集器輸入總線信號，低功耗網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)輸入總線信號包括can、rs232、rs485。

34、（三）有益效果

35、本發(fā)明提供了一種制造業(yè)設(shè)備數(shù)據(jù)采集和處理系統(tǒng)，具備以下有益效果：

36、1、將采集器數(shù)據(jù)劃分為一個個子數(shù)據(jù)，獲取每個子數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)量、歷史訪問時間和歷史變更時間，計算每個子數(shù)據(jù)的初始備份系數(shù)，若云端ems系統(tǒng)無該采集器的備份數(shù)據(jù)，則該采集器標記為新備份采集器，將每個子數(shù)據(jù)依據(jù)初始備份系數(shù)從大到小排序依次上傳云端ems系統(tǒng)備份，能夠識別出哪些數(shù)據(jù)對于采集器來說更為關(guān)鍵或活躍，這有助于優(yōu)先備份那些重要或經(jīng)常變化的數(shù)據(jù)，確保數(shù)據(jù)的時效性和完整性，即使在初始數(shù)據(jù)備份中斷的情況下，采集器的關(guān)鍵數(shù)據(jù)也能得到安全保障。

37、2、若云端ems系統(tǒng)已有該采集器的備份信息，對比云端ems系統(tǒng)備份數(shù)據(jù)與采集器數(shù)據(jù)，獲得每個子數(shù)據(jù)的差異數(shù)據(jù)量，計算預測備份完成時間 tt，若預測備份完成時間 tt小于預設(shè)備份時間，則本次備份采取實時備份策略，依據(jù)每個子數(shù)據(jù)的差異數(shù)據(jù)量和初始備份系數(shù)計算每個子數(shù)據(jù)的實時更新系數(shù)，將每個子數(shù)據(jù)的差異數(shù)據(jù)依據(jù)實時更新系數(shù)從大到小排序依次上傳云端ems系統(tǒng)，對采集器備份數(shù)據(jù)進行更新，可以更有效地利用云端ems系統(tǒng)的存儲和帶寬資源，重要數(shù)據(jù)優(yōu)先上傳，而較不重要的數(shù)據(jù)則可以在資源更充裕時備份，避免在高峰期占用過多資源，并根據(jù)采集器數(shù)據(jù)的變化情況動態(tài)調(diào)整，以適應不同的備份需求。

38、3、預測備份完成時間 tt大于預設(shè)備份時間，則本次備份采取非實時備份策略，依據(jù)每個子數(shù)據(jù)的實時變更時間和實時變更差異數(shù)據(jù)量，計算每個子數(shù)據(jù)的實時變更系數(shù)，并計算每個子數(shù)據(jù)的非實時更新系數(shù)，依據(jù)非實時更新系數(shù)從大到小排序依次上傳云端ems系統(tǒng)，對采集器備份數(shù)據(jù)進行更新，這使得系統(tǒng)能夠更智能地決定哪些數(shù)據(jù)需要優(yōu)先備份，哪些數(shù)據(jù)可以稍后處理，從而提高了備份的整體效率。