基于物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)自動化監(jiān)控的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

袁超 四川職業(yè)技術(shù)學(xué)院

前言

物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的發(fā)展給人們帶來極大便捷的同時也為自動化監(jiān)控帶來了不同的技術(shù)指標(biāo)。隨著接入物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)中的設(shè)備數(shù)量越來越多，對于它的擴(kuò)展也成為了其自動化監(jiān)控系統(tǒng)中的重大設(shè)計(jì)目標(biāo)。它可以極大程度上解決傳統(tǒng)監(jiān)控軟件中的弊端，實(shí)現(xiàn)全方位監(jiān)控，讓人們的生活與工作都享有舒適的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境。

一、自動化監(jiān)控的功能

自動化監(jiān)控系統(tǒng)主要具備以下功能：（1）實(shí)時性，在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下，信息傳遞應(yīng)當(dāng)具有一定的快速及實(shí)時性，它能夠在信息接收后的第一時間內(nèi)做出最準(zhǔn)確的反饋，以此最大化降低事故發(fā)生的可能性；（2）數(shù)據(jù)采集，在數(shù)據(jù)化時代，數(shù)據(jù)信息量較大，此時可通過應(yīng)用數(shù)字信號處理器對實(shí)際生產(chǎn)中的數(shù)據(jù)進(jìn)行合理的管控；（3）警示性，自動化監(jiān)控系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)全方位監(jiān)控，并且它能在24h 內(nèi)對各部分?jǐn)?shù)據(jù)的變化進(jìn)行管理，一旦出現(xiàn)較大偏差將直接進(jìn)行報(bào)警，以此保證生產(chǎn)區(qū)域人員的安全；（4）智能控制，自動化監(jiān)控系統(tǒng)可以自動調(diào)節(jié)受人為因素影響而產(chǎn)生的事故影響，并且它能極大程度上減少設(shè)備維修時間，提高生產(chǎn)過程中的安全性；（5）通信功能，自動化監(jiān)控系統(tǒng)具有傳輸速率高、測試成本低等特點(diǎn)，它可將實(shí)時數(shù)據(jù)準(zhǔn)確傳輸給工作人員或計(jì)算機(jī)設(shè)備，從而有效控制設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)，保證它在實(shí)際生產(chǎn)中得到最優(yōu)化實(shí)現(xiàn)效果。

二、基于物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)自動化監(jiān)控的設(shè)計(jì)要點(diǎn)

（一）實(shí)現(xiàn)自動化設(shè)計(jì)目標(biāo)

在物聯(lián)網(wǎng)自動化監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過程中，它需滿足以下設(shè)計(jì)目標(biāo)：（1）高度自動化，保證各項(xiàng)指標(biāo)工作如報(bào)警、監(jiān)控、數(shù)據(jù)分析等都實(shí)現(xiàn)自動化監(jiān)控，以此減少人工參與度，降低人為因素影響，提高設(shè)備運(yùn)行穩(wěn)定性；（2）配置性高，需要實(shí)現(xiàn)報(bào)警接收者、報(bào)警方式、閾值等參數(shù)的可配置性，實(shí)現(xiàn)監(jiān)控系統(tǒng)的可操作性；（3）拓展性強(qiáng)，隨著時代的進(jìn)步，需在監(jiān)控軟件中融入新的監(jiān)控目標(biāo)，所以它需要具備一定的可拓展性，讓其具備更大的應(yīng)用價(jià)值；（4）對物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)產(chǎn)生零入侵作用，即自動化監(jiān)控系統(tǒng)部隊(duì)會物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)造成任何不良影響，也無需對物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)進(jìn)行任何修改。如自動化藥房遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)，它主要包括藥物的入庫、分揀入架、處方出藥等三個階段，在實(shí)際應(yīng)用過程中，它需要利用皮帶機(jī)對藥物信息進(jìn)行圖像采集，然后準(zhǔn)確做到藥物歸類存儲。當(dāng)后期用戶需要找尋處方藥時，可立即根據(jù)系統(tǒng)提示找到對應(yīng)的藥槽。這樣可以更快速的完成藥物分配工作，提高實(shí)際生產(chǎn)效率。

（二）采用分布式架構(gòu)模式

1.自動化監(jiān)控模塊

（1）服務(wù)器資源

自動化監(jiān)控系統(tǒng)主要采用的是分布式架構(gòu)模式，它是由監(jiān)控模塊與監(jiān)控中心組成。其中自動化監(jiān)控模塊中的服務(wù)器資源模塊是指對服務(wù)器資源的使用狀況進(jìn)行監(jiān)控。具體實(shí)現(xiàn)辦法如下：首先，它需先行編寫Python 腳本，并以每分鐘一次的頻率確保它在物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)服務(wù)器中得到合理運(yùn)行；其次，對Linux下達(dá)的指令結(jié)果進(jìn)行解析，并將最終結(jié)果利用HTTP API 接口傳輸至監(jiān)控中心；最后，若監(jiān)控中心在檢測過程中發(fā)現(xiàn)某資源使用量超出固定閾值則實(shí)施自動報(bào)警，提醒工作人員定期檢查資源狀態(tài)。

（2）服務(wù)器進(jìn)程

自動化監(jiān)控系統(tǒng)的監(jiān)控模塊中還包括進(jìn)程監(jiān)控模塊，它主要是對服務(wù)器進(jìn)程的運(yùn)行狀態(tài)加以管理，以免發(fā)生程序崩潰現(xiàn)象。具體實(shí)現(xiàn)辦法其它同上，它只在監(jiān)控中心監(jiān)控環(huán)節(jié)判斷服務(wù)器進(jìn)程是否處于運(yùn)行狀態(tài)，如不在則實(shí)施自動報(bào)警行為。在實(shí)際工作中，它所包括的進(jìn)程有：①數(shù)據(jù)庫進(jìn)程關(guān)系數(shù)據(jù)庫、時間序列數(shù)據(jù)庫、緩存數(shù)據(jù)庫等；②網(wǎng)絡(luò)Server 進(jìn)程，如COAP Server、HTTP Server 等；③Kafka等中間件進(jìn)程；④消息處理程序的業(yè)務(wù)程序進(jìn)程等。

（3）網(wǎng)絡(luò)服務(wù)響應(yīng)時間

自動化監(jiān)控系統(tǒng)中還需對網(wǎng)絡(luò)服務(wù)響應(yīng)時間進(jìn)行監(jiān)控，具體實(shí)現(xiàn)辦法如下：首先，它需要先行編寫Java 程序，并利用模擬設(shè)備將數(shù)據(jù)包傳輸至遠(yuǎn)程物聯(lián)網(wǎng)服務(wù)器，同時完成回復(fù)數(shù)據(jù)包的接收工作；然后，借助回復(fù)數(shù)據(jù)包得出服務(wù)器響應(yīng)時間；最后，經(jīng)由HTTP API 接口將服務(wù)器反應(yīng)時間傳輸至監(jiān)控中心，由此完成自動報(bào)警工作。在此期間，為了防止出現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)傳輸延時現(xiàn)象，可設(shè)置每分鐘傳送一次數(shù)據(jù)包，當(dāng)監(jiān)控中心出現(xiàn)兩次以上超出閾值情況，將進(jìn)行自動報(bào)警。

2.監(jiān)控中心

監(jiān)控中心具體包括以下功能模塊：①HTTP API 網(wǎng)關(guān)，它主要是對監(jiān)控模塊提交的所有監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)進(jìn)行接收；②配置模塊，它可對自動化監(jiān)控系統(tǒng)中的報(bào)警方式、報(bào)警閾值等指標(biāo)進(jìn)行合理的調(diào)整，確保滿足實(shí)際需求；③報(bào)警模塊，它主要是完成自動報(bào)警工作，當(dāng)監(jiān)控的指標(biāo)超出固定閾值后將利用郵件、電話、短信等形式通知運(yùn)維工程師或管理員，提高設(shè)備運(yùn)行穩(wěn)定性；④報(bào)表生成模塊，監(jiān)控中心會在每天零點(diǎn)進(jìn)行運(yùn)維監(jiān)控報(bào)表的制作及記錄，并將PDF 形式的報(bào)表上傳給工程師或者管理員，將其保存在Grid FS 系統(tǒng)中，以此為后期工作人員查看歷史報(bào)表提供便利條件；⑤Dashboard 展示模塊，它是利用表格、柱形圖等形式直觀的展示出物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)自動化監(jiān)控的實(shí)時或；歷史監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)，同時，它會結(jié)合實(shí)際監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)的發(fā)展趨勢分析是否需要執(zhí)行擴(kuò)容計(jì)劃。如在配送服務(wù)領(lǐng)域中所應(yīng)用的自動化監(jiān)控系統(tǒng)，它主要包括送貨、發(fā)貨、車輛檢查等三個模塊，其中在基礎(chǔ)信息管理過程中，它能對車輛分配信息及配送狀況進(jìn)行妥善管理并將其記錄在業(yè)務(wù)系統(tǒng)中。通過該系統(tǒng)的應(yīng)用可以有效提高實(shí)際配送效率，減少配送失誤可能性，促進(jìn)物流配送領(lǐng)域的長遠(yuǎn)發(fā)展。

（三）應(yīng)用自動化漏洞檢測技術(shù)

自動化漏洞檢測技術(shù)在自動化監(jiān)控系統(tǒng)攝像頭中的實(shí)際應(yīng)用包括對固件漏洞、客戶端漏洞、云端漏洞等進(jìn)行檢測，并且還有流量分析模塊。其中固件漏洞檢測具體實(shí)現(xiàn)方式為：對匹配的固件類型加以提取，并將其分為幾種操作系統(tǒng)，待分析后根據(jù)預(yù)先設(shè)定好的風(fēng)險(xiǎn)模型進(jìn)行相應(yīng)的匹配，最終輸出風(fēng)險(xiǎn)列表。而客戶端漏洞檢測模塊實(shí)現(xiàn)方法與之相似，它是利用沙盒技術(shù)根據(jù)用戶輸入程序進(jìn)行模糊測試，最后同樣輸出風(fēng)險(xiǎn)列表。云端漏洞檢測是借助Web 滲透測試形式與數(shù)據(jù)庫預(yù)定義風(fēng)險(xiǎn)模型匹配后得出風(fēng)險(xiǎn)列表。至于流量分析模塊，它具體應(yīng)用的是模糊測試技術(shù)，對監(jiān)控系統(tǒng)中所使用的流量進(jìn)行模糊測試與分析，通過內(nèi)容分析最終可得出風(fēng)險(xiǎn)列表。當(dāng)對這四種模塊進(jìn)行全面整合時，可總結(jié)出風(fēng)險(xiǎn)安全報(bào)告，以此增強(qiáng)監(jiān)控效果。

三 結(jié)論

綜上所述，基于物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的自動化監(jiān)控能夠?qū)崿F(xiàn)全方位監(jiān)控效果，并且已經(jīng)充分應(yīng)用到各大領(lǐng)域中。由于該監(jiān)控系統(tǒng)擴(kuò)展性良好，所以在此基礎(chǔ)上，相關(guān)人員應(yīng)當(dāng)進(jìn)一步研發(fā)自動化監(jiān)控系統(tǒng)的日志監(jiān)控、數(shù)據(jù)庫管理等性能，并將其充分融入到系統(tǒng)運(yùn)行過程中，以此讓自動化監(jiān)控系統(tǒng)在物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境中得到更大的應(yīng)用效果。