一种基于特征码的仪器状态监测方法和系统

文献发布时间：2023-06-19 11:59:12

技术领域

本发明涉及设备运行状态监测技术领域，尤其涉及一种基于特征码的仪器状态监测方法和系统。

背景技术

为了实现实验室或者生产车间的设备仪器的智能化管理，需要实时监测仪器的工作状态，当前主要是通过监测仪器工作电流和功率的方法来判断仪器工作状态，非常不稳定。而且有些仪器工作时电流电压及功率的变化不大，很难精准有效地进行工作状态的有效识别。另外一种方式是通过在上位机监控软件运行状态来判断，这样需要在上位机安装软件，首先会存在系统兼容性问题，其次会侵犯用户的数据隐私。

发明内容

本发明的目的在于针对背景技术中的缺陷，提出一种基于特征码的仪器状态监测方法和系统。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一种基于特征码的仪器状态监测方法，包括：

获取并预存仪器的状态特征码；

获取仪器与上位机之间的通信数据；

采集通信数据中的数据频率和数据量；

比较所述数据频率、所述数据量同预测值的波动判断仪器的状态

获取通信数据中的数据特征码，比较数据特征码和状态特征码是否一致，若是，则仪器进入该状态特征码所对应的状态。

优选的，比较所述数据特征码和所述状态特征码是否一致包括：

判断所述数据特征码的数据字节是否与所述状态特征码一致，若是，则接着判断所述数据特征码的数据字节的位置是否与所述状态特征码一致，若是，则所述数据特征码与所述状态特征码一致。

优选的，包括获取预测值的过程如下：

在多段时间内采集仪器在待机状态下的数据频率和数据量；

平均所采集的数据频率和数据量获得所述预测值。

优选的，根据所述数据频率、所述数据量同预测值的波动判断仪器的工作状态包括：

判断所采集的数据频率和数据量是否为零，若是，则所述仪器处于关机状态；

判断所采集的数据频率和数据量是否小于或等于所述预测值且大于零，若是，则所述仪器处于待机状态；

判断所采集的数据频率和数据量是否大于所述预测值，若是，则所述仪器处于工作状态。

优选的，当所述仪器处于工作状态时，判断所述仪器的数据频率和数据量是否存在急剧波动，若是，则发出预警提示。

一种基于特征码的仪器状态监测系统，包括监测装置，所述监测装置安装于仪器与上位机之间，用于传输仪器与上位机之间的通信数据；

云平台，用于获取并预存仪器的状态特征码；

通信数据获取模块，用于获取监测装置与上位机之间的通信数据；

采集模块，用于采集通信数据中的数据频率和数据量；

特征码获取模块，用于获取通信数据中的数据特征码；

状态比较模块，用于比较所述数据频率、数据量与预测值之间的波动来判断所述仪器的状态；

特征码比较模块，用于比较数据特征码和状态特征码是否一致。

优选的，所述状态比较模块包括数据字节比较子单元和字节位置比较子单元；

所述数据字节比较子单元用于比较数据特征码的数据字节是否与所述状态特征码一致；

所述字节位置比较子单元用于比较数据特征码的字节位置是否与所述状态特征码一致。

优选的，所述采集模块包括预测值设定子单元；

所述预测值设定子单元用于在多段时间内采集仪器在待机状态下的数据频率和数据量，平均所述数据频率和数据量来设定所述预测值。

优选的，所述状态比较模块包括判断子单元；

所述判断子单元用于判断所采集的数据频率和数据量是否为零，若是，则所述仪器处于关机状态；判断所采集的数据频率和数据量是否小于或等于所述预测值且大于零，若是，则所述仪器处于待机状态；判断所采集的数据频率和数据量是否大于所述预测值，若是，则所述仪器处于工作状态。

优选的，所述状态比较模块还包括预警子单元；

所述判断子单元判断所述仪器处于工作状态时触发所述预警子单元，所述预警子单元用于判断所述仪器数据频率和数据量是否存在急剧波动，若是，则发出预警提示。

有益效果：

本发明通过数据频率和数据量来判断仪器的工作状态，相比基于仪器的电流电压来判断仪器的工作状态的方法，本申请更加稳定，同时监测效果更加精准；

本发明通过特征码来判断仪器的工作状态，在基于数据频率和数据量判断的基础上，利用特征码的高准确性来减少状态监测的误差，提高监测准确度；

本发明通过在仪器设备与上位机之间安装监测装置，监测装置作为独立工作的物联网部件，不需要在上位机安装任何软件，不存在因上位机的工作系统导致出现兼容性问题。

附图说明

图1是本发明的一个实施例的基于数据频率和数据量判断仪器状态监测流程图；

图2是本发明的一个实施例的基于特征码判断仪器状态的流程图。

具体实施方式

以下将参照附图，通过实施方式详细地描述本发明提供的一种基于特征码的仪器状态监测方法和系统。在以下实施例中仅以数据包个数和数据字节数作为示例进行本技术方案的描述，本领域普通技术人员可以理解的是，所描述的技术方案也适用于利用其他数据频率和数据量实现监测仪器状态。

本发明的一种基于特征码的仪器状态监测方法，如图1所示，所述监测方法包括：

获取并预存仪器的状态特征码；

获取仪器与上位机之间的通信数据；

采集通信数据中的数据频率和数据量；

比较所述数据频率、所述数据量同预测值的波动判断仪器的状态

获取通信数据中的数据特征码，比较数据特征码和状态特征码是否一致，若是，则仪器进入该状态特征码所对应的状态。

传统的技术中，主要是通过监测仪器工作电流和功率的方法来判断仪器工作状态，非常不稳定。而且有些仪器工作时电流电压及功率的变化不大，很难精准有效地进行工作状态的有效识别。另外一种方式是通过在上位机监控软件运行状态来判断，这样需要在上位机安装软件，首先会存在系统兼容性问题，其次会侵犯用户的数据隐私，因此本申请通过提出一种基于特征码的仪器状态监测方法，在实现对仪器状态监测的情况下，克服上述两种传统技术的缺陷，具体的：

本申请通过在所述仪器和上位机之间安装有监测装置，所述监测装置用于获取并传输所述仪器与所述上位机之间的通信数据，本申请通过采集仪器与上位机的通信数据(也可以是采集监测装置与上位机之间的通信数据)，来实时测得通信数据中数据频率和数据量，大多数仪器在工作状态和待机状态下的数据频率和数据量是不一样的，以此为基础来实现判断仪器的工作状态；

进一步的，单单依靠数据频率和数据量来判断仪器的工作状态仍然会存在一些误差，为了减少该误差的存在，本申请通过增加状态特征码来做进一步的判断，具体的，预先获取仪器在各个状态下的状态特征码，存储至云平台，当监测装置获取到通信数据时，确认开启特征码判断模式，则获取的通信数据中，提取出数据特征码，将数据特征码和预存的状态特征码进行比较，若是一致，则说明仪器进入了状态特征码所对应的状态。

优选的，如图2所示，比较所述数据特征码和所述状态特征码是否一致包括：

在开启特征码判断模式后，监测装置会不断的将采集到的数据与特征码进行对比，如果出现了相应的数据特征码，则监测装置跳转到相应的状态。例如某型号仪器的开始工作数据是“start to work！”，结束工作数据是“The work is finished！”，监测装置会将实时采集到的数据与特征码进行对比。对比过程如下：监测装置会将实时数据包中数据的每个数据字节和字节对应的位置与状态特征码进行比较，例如“start to work！”中s的位置为1，第1个t的位置为2，a的位置为3，第一个r的位置为4，第2个t的位置为5，第一个空格的位置为6，第3个t的位置为7，第一个o的位置为8，第二个空格的位置为9，w的位置为10，第二个o的位置为11，第二个r的位置为12，k的位置为13，！的位置为14,若监测装置实时采集的数据中包括“start to work！”数据字节内容且字节位置完全匹配的话则判断仪器正在运行。同理，若监测装置采集的数据中包括“The work is finished！”的数据字节内容且字节位置完全匹配的话则判断仪器待机。

进一步的，监测装置还可以根据仪器的故障特征码来对仪器进行远程诊断，若监测装置采集的数据中出现了故障特征码的数据字节且数据位置完全匹配的话，则可以此远程判断仪器的故障类型。

优选的，包括获取预测值的过程如下：

在多段时间内采集仪器在待机状态下的数据频率和数据量；

平均所采集的数据频率和数据量获得所述预测值。

优选的，根据所述数据频率、所述数据量同预测值的波动判断仪器的工作状态包括：

判断所采集的数据频率和数据量是否为零，若是，则所述仪器处于关机状态；

判断所采集的数据频率和数据量是否小于或等于所述预测值且大于零，若是，则所述仪器处于待机状态；

判断所采集的数据频率和数据量是否大于所述预测值，若是，则所述仪器处于工作状态。

大多数仪器在工作状态和待机状态的数据频率和数据量都是不一样的，大多数仪器在待机状态下的数据频率和数据量都会维持不变。首先我们会校准仪器采集一段时间内仪器在待机状态下的数据作为预测值，例如：仪器待机状态下每10s的数据包个数为m，每10s的数据字节数为n。在m和n都不为0的前提下，监测装置会不断采集仪器与上位机之间每10s的通信数据包个数m1、数据字节数n1，来与仪器待机状态下的m和n作比较，如果通信数据包个数m1>m、数据字节数n1>n则判断仪器进入工作状态，若m1、n1都等于0则判断仪器为关机状态，否则判断仪器为待机状态。在初次进行检测的时候，需要检测根据数据频率和数据量来判断仪器工作状态是否准确，检测需要人工操作仪器进行判断，人工操作仪器进入相应的状态，看仪器状态判断是否准确，初次进行检测是因为我们所获得的预测值受到仪器本身的影响，不一定是非常准确，而预测值是否准确则直接影响本发明中利用数据频率和数据量进行仪器状态判断的准确性。

本申请的监测装置作为独立工作的物联网部件存在，不需要在上位机安装任何软件，不存在因上位机采用不同的系统而出现兼容问题，同时所述监测装置也不需要接入上位机的工作站系统即可进行设备监控并获得所有数据，规避了潜在的信息泄露问题；

进一步的，本申请的监测装置采用接口板独立配置架构，可支持支持RS232、以太网、USB和GPIB四种常用的仪器接口，通用性强；在云盒子实时采集数据的同时，不会干扰仪器和上位机工作站之间的信号连接，保证仪器运行安全；

进一步的，本申请的监测装置通过不同仪器内部工作协议的对接，可以实时监控仪器运行状态，根据工作协议可以对仪器出现的故障信息执行远程诊断。

优选的，所述数据频率包括数据包个数；

所述数据量包括数据字节数。

在本申请中，所述数据频率采用的标准是数据包的个数，所述数据量采用的标准是数据字节数，在针对不同仪器时，所述数据频率和数据量可以是其他标准。