CN117666493B - 一种应用于工业物联网的数据交互方法和系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种应用于工业物联网的数据交互方法和系统，涉及数据交互技术领域，包括：基于获取的所有传感器和工业设备的监测数据选取有效传感器和有效工业设备并构建节点网络，对节点网络每个节点与其余节点之间的数据传输状态进行数值赋分；基于所有赋值结果构建传输状态矩阵，并基于传输状态矩阵计算有效传感器和有效工业设备的状态值并判断有效传感器和有效工业设备的综合传输状态，将综合传输状态异常的有效传感器与有效工业设备进行标注；将标注的设备从节点网络移除，基于获得的无异常节点网络对待传输数据进行传输，获得数据交互结果。本发明实现工业物联网不同传感器和不同工业设备之间更高效地数据交互。

Description

一种应用于工业物联网的数据交互方法和系统

技术领域

本发明涉及数据交互技术领域，特别涉及一种应用于工业物联网的数据交互方法和系统。

背景技术

目前，现代工厂中包含各种传感设备与工业设备，智能工厂是利用各种现代化的技术，实现工厂的设备之间的互联互通，达到提高工业生产效率、减少工作失误、进行安全生产等目的。

但是，现有的应用于工业物联网的数据交互方法和系统只是对采集的数据信息进行存储，并基于存储信息制作工作报表，并未对应用工业物联网的工业生产平台上的设备进行综合传输状态判断，未获取待执行数据交互任务的设备之间的最短可传输路径，难以更高效地对工业生产平台内不同设备之间进行数据交互。例如公开号为“CN115618828B”、专利名称为“一种应用于工业物联网的数据交互方法和系统”，其方法包括以下步骤：接收互联网设备上传的设备数据，对设备数据进行存储，每份设备数据上均标记有设备数据信息；接收工作人员上传的处理数据，每份处理数据上均标记有处理数据信息，对处理数据进行存储；接收工作人员输入的待制作工作报表信息，自动生成若干个数据链接，所述数据链接用于访问制作工作报表所需的设备数据或者处理数据。应用本发明实施例，用户点击生成的数据链接即可读取所需的所有设备数据或者处理数据，快速方便，大幅度提高了制作工作报表的效率。但是该专利只是对采集的数据信息进行存储，并基于存储信息制作工作报表，存在没有对应用工业物联网的工业生产平台上的设备进行传输状态的判断，进而无法保证数据交互过程可以成功的缺陷，也没有保证待执行数据交互任务时采用最短可传输路径进行数据交互传输，导致数据交互效率有待提高。

因此，本发明提出了一种应用于工业物联网的数据交互方法和系统，用以对工业物联网中的不同传感器和不同工业设备之间的传输状态进行判断，不仅提高了数据交互过程的传输成功概率，并在实现传输状态判断的基础上准确确定出待执行数据交互任务的传感器或工业设备之间的最短可传输路径，提高了工业物联网的数据交互传输效率。

发明内容

本发明提供一种应用于工业物联网的数据交互方法和系统，用以根据工业生产平台上所有传感器监测数据和工业设备监测数据精准选取当前时刻的有效传感器和有效工业设备，将不参与节点网络构建的传感器进行筛除，便于后续节点网络的构建，根据有效传感器和有效工业设备作为节点构建出节点网络，有针对性的确定工业生产平台上可能需要进行后续处理的传感器和工业设备，根据节点网络在当前时刻的数据传输流向数据对节点网络每个节点与其余节点之间的数据传输状态进行精准地数值赋分，获得节点网络上两两节点之间的数据传输状态的赋值结果，实现对节点之间的数据传输状态进行量化表示，根据赋值结果精确地构建节点网络的传输状态矩阵，并根据传输状态矩阵计算反映每个有效传感器和有效工业设备综合传输状态的状态值，实现对有效传感器和有效工业设备综合传输状态的量化，根据每个有效传感器和有效工业设备的状态值精确地判断出每个有效传感器和有效工业设备的综合传输状态，将综合传输状态为异常的有效传感器与有效工业设备进行标注并从节点网络移除，获得无异常节点网络，实现了对综合传输状态异常的传感器或工业设备的筛除，根据无异常节点网络实现对当前时刻的待传输数据进行传输，确保传输过程中的数据线路安全且线路最短。

本发明提供一种应用于工业物联网的数据交互方法，包括：

S1：实时获取工业生产平台上所有传感器监测数据和工业设备监测数据，并基于所有传感器监测数据选取当前时刻的有效传感器，将所有工业设备作为当前时刻的有效工业设备；

S2：基于当前时刻的有效传感器和有效工业设备构建节点网络，基于传感器监测数据和工业设备监测数据获取节点网络在当前时刻的数据传输流向数据，基于数据传输流向数据对节点网络每个节点与其余节点之间的数据传输状态进行数值赋分，获得节点网络上两两节点之间的数据传输状态的赋值结果；

S3：基于所有赋值结果构建节点网络的传输状态矩阵，并基于传输状态矩阵计算每个有效传感器和有效工业设备的状态值，基于每个有效传感器和有效工业设备的状态值判断出每个有效传感器和有效工业设备的综合传输状态，将综合传输状态为异常的有效传感器与有效工业设备进行标注，获得标注结果；

S4：将标注结果中所有综合传输状态为异常的有效传感器和有效工业设备从节点网络移除，获得无异常节点网络，基于无异常节点网络对当前时刻的待传输数据进行传输，获得数据交互结果。

优选的，应用于工业物联网的数据交互方法，S1：实时获取工业生产平台上所有传感器监测数据和工业设备监测数据，并基于所有传感器监测数据选取当前时刻的有效传感器，将所有工业设备作为当前时刻的有效工业设备，包括：

S101：实时获取工业生产平台上的所有传感器监测数据和工业设备监测数据，其中传感器监测数据包括传感器的检测数据、传感器的位置数据及与传感器有关的数据传输流向数据，工业设备监测数据为工业设备位置数据和与工业设备有关的数据传输流向数据；

S102：基于多传感器之间的优化配置策略和所有传感器监测数据以及所有工业设备监测数据对所有传感器进行选取，获得当前时刻的有效传感器；

S103：将所有工业设备作为当前时刻的有效工业设备。

优选的，应用于工业物联网的数据交互方法，S102：基于多传感器之间的优化配置策略和所有传感器监测数据以及所有工业设备监测数据对所有传感器进行选取，获得当前时刻的有效传感器，包括：

S1021：对当前时刻工业生产平台上的所有传感器监测数据进行组合，获得总传感器监测数据组，对总传感器监测数据组中所有传感器采集的传感器监测数据组合后的数据进行去重处理，获得工业生产平台的整体信息；

S1022：基于整体信息确定出多个传感器组合，其中，传感器组合中所有传感器的传感器监测数据进行组合与去重处理之后获得的信息与工业生产平台的整体信息一致；

S1023：将传感器组合中包含的传感器数量最少的传感器组合作为有效传感器组合；

S1024：判断出有效传感器组合的总数是否为1，若是，则将唯一的有效传感器组合中包含的所有传感器当作当前时刻的有效传感器，否则，基于传感器监测数据和工业设备监测数据确定出每个有效传感器组合中的每个传感器的所在位置与工业生产平台中的每个工业设备之间的实际距离，并获得每个有效传感器组合的所有实际距离中的最大值作为对应有效传感器组合的影响距离，将所有有效传感器组合中最小影响距离对应的有效传感器组合中包含的所有传感器，当作当前时刻的有效传感器。

优选的，应用于工业物联网的数据交互方法，S2：基于当前时刻的有效传感器和有效工业设备构建节点网络，基于传感器监测数据和工业设备监测数据获取节点网络在当前时刻的数据传输流向数据，基于数据传输流向数据对节点网络每个节点与其余节点之间的数据传输状态进行数值赋分，获得节点网络上两两节点之间的数据传输状态的赋值结果，包括：

S201：将每个有效传感器和有效工业设备都作为一个单独节点，将每个节点进行相互连接构建节点网络；

S202：基于传感器监测数据和工业设备监测数据获取节点网络在当前时刻的数据传输流向数据，基于数据传输流向数据确定出节点网络上每个节点在当前时刻的数据传输流向数据，基于数据传输流向数据对节点网络中每个节点与其余节点之间的数据传输状态进行数值赋分，获得节点网络上两两节点之间的数据传输状态的赋值结果。

优选的，应用于工业物联网的数据交互方法，基于数据传输流向数据对节点网络中每个节点与其余节点之间的数据传输状态进行数值赋分，获得节点网络上两两节点之间的数据传输状态的赋值结果，包括：

基于数据传输流向数据，确定出两个节点之间的数据传输状态；

当两个节点之间的数据传输状态为不可传输时，对两个节点之间的数据传输状态赋值为1，获得对应两个节点之间的数据传输状态的赋值结果；

当两个节点之间的数据传输状态为可单向传输时，对两个节点之间的数据传输状态赋值为2，获得对应两个节点之间的数据传输状态的赋值结果；

当两个节点之间的数据传输状态为可双向传输时，则将两个节点之间的数据传输状态赋值为3，获得对应两个节点之间的数据传输状态的赋值结果。

优选的，应用于工业物联网的数据交互方法，S3：基于所有赋值结果构建节点网络的传输状态矩阵，并基于传输状态矩阵计算每个有效传感器和有效工业设备的状态值，基于每个有效传感器和有效工业设备的状态值判断出每个有效传感器和有效工业设备的综合传输状态，将综合传输状态为异常的有效传感器与有效工业设备进行标注，获得标注结果，包括：

S301：将所有赋值结果作为矩阵元素，构建出节点网络的传输状态矩阵；

S302：基于传输状态矩阵计算每个有效传感器和有效工业设备的状态值，基于每个有效传感器和有效工业设备的状态值判断出每个有效传感器和有效工业设备的综合传输状态；

S303：将节点网络中包含的综合传输状态为异常的有效传感器与有效工业设备进行标注，获得标注结果。

优选的，应用于工业物联网的数据交互方法，S301：将所有赋值结果作为矩阵元素，构建出节点网络的传输状态矩阵，包括：

对节点网络上所有节点进行从1开始的序数定义，获得所有节点的序数，基于所有节点的序数，同时，将赋值结果作为矩阵元素，构建出节点网络的传输状态矩阵，如下：

其中，E为节点网络的传输状态矩阵，a₁₂为序数为1的节点与序数为2的节点之间的数据传输状态的赋值结果，α_1n为序数为1的节点与序数为n的节点之间的数据传输状态的赋值结果，n为节点网络中的节点数，α₂₁为序数为2的节点与序数为1的节点之间的数据传输状态的赋值结果，α_2n为序数为2的节点与序数为n的节点之间的数据传输状态的赋值结果，α_n1为序数为n的节点与序数为1的节点之间的数据传输状态的赋值结果，α_n2为序数为n的节点与序数为2的节点之间的数据传输状态的赋值结果。

优选的，应用于工业物联网的数据交互方法，S302：基于传输状态矩阵计算每个有效传感器和有效工业设备的状态值，基于每个有效传感器和有效工业设备的状态值判断出每个有效传感器和有效工业设备的综合传输状态，包括：

基于传输状态矩阵中的所有元素值计算出有效传感器或有效工业设备的状态值，包括：

其中，Q_i为序数为i的有效传感器或有效工业设备的状态值，α_ij为序数为i的节点与序数为j的节点之间的数据传输状态赋值结果，S_ii为节点网络的传输状态矩阵中第i行第i列的元素的所有相邻矩阵元素之和，ln为以e为底的对数函数，e取值2.718；

将每个有效传感器和有效工业设备的状态值与每个有效传感器和有效工业设备的预设状态值进行求差，获得每个传感器和工业设备的差值，将差值大于预设差值的有效传感器或有效工业设备判定为综合传输状态异常，将差值不大于预设差值的有效传感器或有效工业设备判定为综合传输状态正常。

优选的，应用于工业物联网的数据交互方法，S4：将标注结果中所有综合传输状态为异常的有效传感器和有效工业设备从节点网络移除，获得无异常节点网络，基于无异常节点网络对当前时刻的待传输数据进行传输，获得数据交互结果，包括：

将所有综合传输状态为异常的有效传感器和有效工业设备从节点网络移除，获得无异常节点网络；

在无异常节点网络中选出待执行数据交互任务的两个节点之间的最短可传输路径，基于最短可传输路径进行数据传输，获得数据交互结果。

本发明提供了一种应用于工业物联网的数据交互系统，用于执行实施例1至9中任一一种应用于工业物联网的数据交互方法，包括：

获取模块，用于实时获取工业生产平台上所有传感器监测数据和工业设备监测数据，并基于所有传感器监测数据选取当前时刻的有效传感器，将所有工业设备作为当前时刻的有效工业设备；

赋值模块，用于基于当前时刻的有效传感器和有效工业设备构建节点网络，基于传感器监测数据和工业设备监测数据获取节点网络在当前时刻的数据传输流向数据，基于数据传输流向数据对节点网络每个节点与其余节点之间的数据传输状态进行数值赋分，获得节点网络上两两节点之间的数据传输状态的赋值结果；

矩阵模块，用于基于所有赋值结果构建节点网络的传输状态矩阵，并基于传输状态矩阵计算每个有效传感器和有效工业设备的状态值，基于每个有效传感器和有效工业设备的状态值判断出每个有效传感器和有效工业设备的综合传输状态，将综合传输状态为异常的有效传感器与有效工业设备进行标注，获得标注结果；

重新传输模块，用于将标注结果中所有综合传输状态为异常的有效传感器和有效工业设备从节点网络移除，获得无异常节点网络，基于无异常节点网络对当前时刻的待传输数据进行传输，获得数据交互结果。

本发明相对于现有技术产生的有益效果为：根据工业生产平台上所有传感器监测数据和工业设备监测数据精准选取当前时刻的有效传感器和有效工业设备，将不参与节点网络构建的传感器进行筛除，便于后续节点网络的构建，根据有效传感器和有效工业设备作为节点构建出节点网络，有针对性的确定工业生产平台上可能需要进行后续处理的传感器和工业设备，根据节点网络在当前时刻的数据传输流向数据对节点网络每个节点与其余节点之间的数据传输状态进行精准地数值赋分，获得节点网络上两两节点之间的数据传输状态的赋值结果，实现对节点之间的数据传输状态进行量化表示，根据赋值结果构建节点网络的传输状态矩阵，并根据传输状态矩阵计算出反映每个有效传感器和有效工业设备之间的传输状态的数值(即状态值)，实现对有效传感器和有效工业设备的综合传输状态的量化，根据每个有效传感器和有效工业设备的状态值精确地判断出每个有效传感器和有效工业设备的综合传输状态，将综合传输状态为异常的有效传感器与有效工业设备进行标注并从节点网络移除，获得无异常节点网络，实现了对综合传输状态异常的传感器或工业设备的筛除，根据无异常节点网络实现对当前时刻的待传输数据进行传输，确保了数据交互传输过程中的成功概率，也提高了工业物联网中传感器和工业设备之间的数据交互的传输效率。

本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的本申请文件中所特别指出的结构来实现和获得。

下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1为本发明实施例中一种应用于工业物联网的数据交互方法流程图；

图2为本发明实施例中一种应用于工业物联网的数据交互方法中流程步骤S3的具体流程图；

图3为本发明实施例中一种应用于工业物联网的数据交互系统示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例1：

本发明提供了一种应用于工业物联网的数据交互方法，参考图1，包括：

S1：实时获取工业生产平台上所有传感器监测数据和工业设备监测数据，并基于所有传感器监测数据选取当前时刻的有效传感器，将所有工业设备作为当前时刻的有效工业设备；

S2：基于当前时刻的有效传感器和有效工业设备构建节点网络，基于传感器监测数据和工业设备监测数据获取节点网络在当前时刻的数据传输流向数据，基于数据传输流向数据对节点网络每个节点与其余节点之间的数据传输状态进行数值赋分，获得节点网络上两两节点之间的数据传输状态的赋值结果；

S3：基于所有赋值结果构建节点网络的传输状态矩阵，并基于传输状态矩阵计算每个有效传感器和有效工业设备的状态值，基于每个有效传感器和有效工业设备的状态值判断出每个有效传感器和有效工业设备的综合传输状态，将综合传输状态为异常的有效传感器与有效工业设备进行标注，获得标注结果；

S4：将标注结果中所有综合传输状态为异常的有效传感器和有效工业设备从节点网络移除，获得无异常节点网络，基于无异常节点网络对当前时刻的待传输数据进行传输，获得数据交互结果。

该实施例中，工业生产平台为采用工业物联网实现传感器和工业设备之间的数据传输过程的包含大量工业传感器和工业设备及其之间的数据传输链路的平台。

该实施例中，传感器监测数据为工业生产平台上的传感器的检测数据、传感器的位置数据及与传感器有关的数据传输流向数据(传感器的数据传输至其余设备的数据流向情况，例如a传感器获得的数据传输至b工业设备)。

该实施例中，工业设备为工业生产平台上除去传感器之外的其余设备，包括执行设备、控制器等。

该实施例中，工业设备监测数据为工业生产平台上的工业设备的位置数据及与工业设备有关的数据传输流向数据(工业设备上的数据传输至其余设备的数据流向情况等，例如a工业设备的数据传输至a工业设备)。

该实施例中，有效传感器为所有传感器中可以被用来搭建节点网络的传感器。

该实施例中，有效工业设备为工业生产平台上的所有工业设备。

该实施例中，节点网络为将每个有效传感器和有效工业设备都作为一个单独节点进行相互连接构建的网络。

该实施例中，数据传输流向数据为每个有效传感器和有效工业设备上的数据传输流向信息(每个有效传感器和有效工业设备的数据传输至其余传感器或工业设备的数据流向情况，例如a传感器获得的数据传输至b工业设备)。

该实施例中，数据传输状态包括节点网络上每个节点与其余节点之间不可传输、单向传输、双向传输三种情况。

该实施例中，数值赋分为基于节点网络上每个节点与其余节点之间的数据传输的情况来对每个节点与其余节点之间的数据传输状态进行赋分的过程。

该实施例中，赋值结果为节点网络上每个节点与其余节点之间的数据传输状态进行赋分后获得的结果。

该实施例中，传输状态矩阵为将赋值结果作为矩阵元素，构建出表示节点网络传输状态的矩阵。

该实施例中，有效传感器和有效工业设备的综合传输状态为有效传感器和有效工业设备与工业生产平台上的其他有效传感器和有效工业设备之间的传输状态的综合情况，包括正常和异常。

该实施例中，状态值为基于传输状态矩阵计算出的能代表每个有效传感器和有效工业设备综合传输状态的数值。

该实施例中，标注为对综合传输状态为异常的有效传感器与有效工业设备进行定位和记录入工业生产平台主控计算机。

该实施例中，标注结果为对工业生产平台上所有传感器和工业设备进行标注的结果。

该实施例中，无异常节点网络为将节点网络中综合传输状态为异常的有效传感器和有效工业设备从节点网络移除，获得的所有节点的综合传输状态都无异常的新网络。

该实施例中，待传输数据为当前时刻无异常节点网络上的节点表示的传感器或工业设备之间需要进行传输的数据。

该实施例中，数据交互结果为当前时刻无异常节点网络上需要进行数据传输的至少两个节点之间进行数据传输的结果。

以上技术的有益效果为：根据工业生产平台上所有传感器监测数据和工业设备监测数据精准选取当前时刻的有效传感器和有效工业设备，将不参与节点网络构建的传感器进行筛除，便于后续节点网络的构建，根据有效传感器和有效工业设备作为节点构建出节点网络，有针对性的确定工业生产平台上可能需要进行后续处理的传感器和工业设备，根据节点网络在当前时刻的数据传输流向数据对节点网络每个节点与其余节点之间的数据传输状态进行精准地数值赋分，获得节点网络上两两节点之间的数据传输状态的赋值结果，实现对节点之间的数据传输状态进行量化表示，根据赋值结果构建节点网络的传输状态矩阵，并根据传输状态矩阵计算出反映每个有效传感器和有效工业设备之间的传输状态的数值(即状态值)，实现对有效传感器和有效工业设备的综合传输状态的量化，根据每个有效传感器和有效工业设备的状态值精确地判断出每个有效传感器和有效工业设备的综合传输状态，将综合传输状态为异常的有效传感器与有效工业设备进行标注并从节点网络移除，获得无异常节点网络，实现了对综合传输状态异常的传感器或工业设备的筛除，根据无异常节点网络实现对当前时刻的待传输数据进行传输，确保了数据交互传输过程中的成功概率，也提高了工业物联网中传感器和工业设备之间的数据交互的传输效率。

实施例2：

在实施例1的基础上，应用于工业物联网的数据交互方法，S1：实时获取工业生产平台上所有传感器监测数据和工业设备监测数据，并基于所有传感器监测数据选取当前时刻的有效传感器，将所有工业设备作为当前时刻的有效工业设备，包括：

S101：实时获取工业生产平台上的所有传感器监测数据和工业设备监测数据，其中传感器监测数据包括传感器的检测数据、传感器的位置数据及与传感器有关的数据传输流向数据，工业设备监测数据为工业设备位置数据和与工业设备有关的数据传输流向数据；

S102：基于多传感器之间的优化配置策略和所有传感器监测数据以及所有工业设备监测数据对所有传感器进行选取，获得当前时刻的有效传感器；

S103：将所有工业设备作为当前时刻的有效工业设备。

该实施例中，优化配置策略为从全部传感器中选取部分传感器作为有效传感器的策略(具体为实施例3中的S1021-S1024)。

以上技术的有益效果为：根据工业生产平台上所有传感器监测数据和工业设备监测数据精准选取当前时刻的有效传感器和有效工业设备，将不参与节点网络构建的传感器进行筛除，便于后续节点网络的构建。

实施例3：

在实施例2的基础上，应用于工业物联网的数据交互方法，S102：基于多传感器之间的优化配置策略和所有传感器监测数据以及所有工业设备监测数据对所有传感器进行选取，获得当前时刻的有效传感器，包括：

S1021：对当前时刻工业生产平台上的所有传感器监测数据进行组合，获得总传感器监测数据组，对总传感器监测数据组中所有传感器采集的传感器监测数据组合后的数据进行去重处理，获得工业生产平台的整体信息；

S1022：基于整体信息确定出多个传感器组合，其中，传感器组合中所有传感器的传感器监测数据进行组合与去重处理之后获得的信息与工业生产平台的整体信息一致；

S1023：将传感器组合中包含的传感器数量最少的传感器组合作为有效传感器组合；

S1024：判断出有效传感器组合的总数是否为1，若是，则将唯一的有效传感器组合中包含的所有传感器当作当前时刻的有效传感器，否则，基于传感器监测数据和工业设备监测数据确定出每个有效传感器组合中的每个传感器的所在位置与工业生产平台中的每个工业设备之间的实际距离，并获得每个有效传感器组合的所有实际距离中的最大值作为对应有效传感器组合的影响距离，将所有有效传感器组合中最小影响距离对应的有效传感器组合中包含的所有传感器，当作当前时刻的有效传感器。

该实施例中，总传感器监测数据组为对当前时刻工业生产平台上的所有传感器监测数据进行组合后获得的信息组。

该实施例中，去重处理为对当前时刻工业生产平台上的所有传感器监测数据进行信息比对，对其中不同传感器监测数据中出现重复的部分数据进行筛除。

该实施例中，工业生产平台的整体信息为对当前时刻工业生产平台上的总传感器监测数据组进行重复数据的筛除后获得的关于工业生产平台的整体信息。

该实施例中，传感器组合为对工业生产平台中所有传感器进行随机组合获得的其包含的所有传感器对应的传感器监测数据的总和为工业生产平台的整体信息的传感器组合。

该实施例中，有效传感器组合为所有传感器组合中包含的传感器数量最少的组合。

该实施例中，实际距离为每个传感器在实际空间中的所在位置与工业生产平台中的每个工业设备在实际空间中的所在位置之间的实际距离。

该实施例中，影响距离为每个有效传感器组合包含的所有传感器的实际距离中的最大值。

以上技术的有益效果为：对所有传感器监测数据进行去重，获得关于工业生产平台的整体信息，根据工业生产平台的整体信息精确获得多个传感器组合，根据所有传感器组合内的传感器与工业生产平台中的每个工业设备之间的实际距离确定出有效传感器，本实施例给出了一个步骤严密的一个获得有效传感器的方法。

实施例4：

在实施例1的基础上，应用于工业物联网的数据交互方法，S2：基于当前时刻的有效传感器和有效工业设备构建节点网络，基于传感器监测数据和工业设备监测数据获取节点网络在当前时刻的数据传输流向数据，基于数据传输流向数据对节点网络每个节点与其余节点之间的数据传输状态进行数值赋分，获得节点网络上两两节点之间的数据传输状态的赋值结果，包括：

S201：将每个有效传感器和有效工业设备都作为一个单独节点，将每个节点进行相互连接构建节点网络；

S202：基于传感器监测数据和工业设备监测数据获取节点网络在当前时刻的数据传输流向数据，基于数据传输流向数据确定出节点网络上每个节点在当前时刻的数据传输流向数据，基于数据传输流向数据对节点网络中每个节点与其余节点之间的数据传输状态进行数值赋分，获得节点网络上两两节点之间的数据传输状态的赋值结果。

该实施例中，单独节点为代表一个有效传感器或一个有效工业设备的、节点网络中包含的单个节点。

以上技术的有益效果为：根据有效传感器和有效工业设备作为节点构建出节点网络，有针对性的确定工业生产平台上可能需要进行后续处理的传感器和工业设备，根据节点网络在当前时刻的数据传输流向数据对节点网络每个节点与其余节点之间的数据传输状态便能进行数值赋分，获得节点网络上两两节点之间的数据传输状态的赋值结果，实现对节点之间的数据传输状态进行量化表示。

实施例5：

在实施例4的基础上，应用于工业物联网的数据交互方法，基于数据传输流向数据对节点网络中每个节点与其余节点之间的数据传输状态进行数值赋分，获得节点网络上两两节点之间的数据传输状态的赋值结果，包括：

基于数据传输流向数据，确定出两个节点之间的数据传输状态；

当两个节点之间的数据传输状态为不可传输时，对两个节点之间的数据传输状态赋值为1，获得对应两个节点之间的数据传输状态的赋值结果；

当两个节点之间的数据传输状态为可单向传输时，对两个节点之间的数据传输状态赋值为2，获得对应两个节点之间的数据传输状态的赋值结果；

当两个节点之间的数据传输状态为可双向传输时，则将两个节点之间的数据传输状态赋值为3，获得对应两个节点之间的数据传输状态的赋值结果。

该实施例中，不可传输为代表两个节点的传感器或工业设备之间不存在数据传输。

该实施例中，可单向传输为代表两个节点的传感器或工业设备之间存在数据单向的传输。

该实施例中，可双向传输为代表两个节点的传感器或工业设备之间存在数据双向的传输。

以上技术的有益效果为：实现了对节点网络每个节点与其余节点之间的数据传输状态便能进行数值赋分，获得节点网络上两两节点之间的数据传输状态的赋值结果，实现对节点之间的数据传输状态进行量化表示。

实施例6：

在实施例1的基础上，应用于工业物联网的数据交互方法，S3：基于所有赋值结果构建节点网络的传输状态矩阵，并基于传输状态矩阵计算每个有效传感器和有效工业设备的状态值，基于每个有效传感器和有效工业设备的状态值判断出每个有效传感器和有效工业设备的综合传输状态，将综合传输状态为异常的有效传感器与有效工业设备进行标注，获得标注结果，参考图2，包括：

S301：将所有赋值结果作为矩阵元素，构建出节点网络的传输状态矩阵；

S302：基于传输状态矩阵计算每个有效传感器和有效工业设备的状态值，基于每个有效传感器和有效工业设备的状态值判断出每个有效传感器和有效工业设备的综合传输状态；

S303：将节点网络中包含的综合传输状态为异常的有效传感器与有效工业设备进行标注，获得标注结果。

该实施例中，矩阵元素为传输状态矩阵中的元素。

以上技术的有益效果为：根据赋值结果精确地构建节点网络的传输状态矩阵，并根据传输状态矩阵计算反映每个有效传感器和有效工业设备综合传输状态的状态值，实现对有效传感器和有效工业设备综合传输状态的量化，根据每个有效传感器和有效工业设备的状态值精确地判断出每个有效传感器和有效工业设备的综合传输状态。

实施例7：

在实施例6的基础上，应用于工业物联网的数据交互方法，S301：将所有赋值结果作为矩阵元素，构建出节点网络的传输状态矩阵，包括：

对节点网络上所有节点进行从1开始的序数定义，获得所有节点的序数，基于所有节点的序数，同时，将赋值结果作为矩阵元素，构建出节点网络的传输状态矩阵，如下：

其中，E为节点网络的传输状态矩阵，α₁₂为序数为1的节点与序数为2的节点之间的数据传输状态的赋值结果，a_1n为序数为1的节点与序数为n的节点之间的数据传输状态的赋值结果，n为节点网络中的节点数，α₂₁为序数为2的节点与序数为1的节点之间的数据传输状态的赋值结果，a_2n为序数为2的节点与序数为n的节点之间的数据传输状态的赋值结果，α_n1为序数为n的节点与序数为1的节点之间的数据传输状态的赋值结果，α_n2为序数为n的节点与序数为2的节点之间的数据传输状态的赋值结果。

以上技术的有益效果为：根据赋值结果构建节点网络的传输状态矩阵，便于后续计算能反映出每个有效传感器和有效工业设备综合传输状态的状态值。

实施例8：

在实施例6的基础上，应用于工业物联网的数据交互方法，S302：基于传输状态矩阵计算每个有效传感器和有效工业设备的状态值，基于每个有效传感器和有效工业设备的状态值判断出每个有效传感器和有效工业设备的综合传输状态，包括：

基于传输状态矩阵中的所有元素值计算出有效传感器或有效工业设备的状态值，包括：

其中，Q_i为序数为i的有效传感器或有效工业设备的状态值，α_ij为序数为i的节点与序数为j的节点之间的数据传输状态赋值结果，S_ii为节点网络的传输状态矩阵中第i行第i列的元素的所有相邻矩阵元素之和，ln为以e为底的对数函数，e取值2.718；

将每个有效传感器和有效工业设备的状态值与每个有效传感器和有效工业设备的预设状态值进行求差，获得每个传感器和工业设备的差值，将差值大于预设差值的有效传感器或有效工业设备判定为综合传输状态异常，将差值不大于预设差值的有效传感器或有效工业设备判定为综合传输状态正常。

该实施例中，预设状态值为预先采集工业生产平台所有传感器和工业设备在综合传输状态正常时对应的状态值。

该实施例中，差值为每个有效传感器和有效工业设备的状态值与每个有效传感器和有效工业设备的预设状态值在数值上的差，差值越大代表综合传输状态越差。

该实施例中，预设差值为预先设置的每个有效传感器和有效工业设备的状态值与每个有效传感器和有效工业设备的预设状态值在数值上的合理差值。

以上技术的有益效果为：获得每个有效传感器和有效工业设备综合传输状态的状态值，实现对有效传感器和有效工业设备综合传输状态的量化，根据每个有效传感器和有效工业设备的状态值精确地判断出每个有效传感器和有效工业设备的综合传输状态。

实施例9：

在实施例1的基础上，应用于工业物联网的数据交互方法，S4：将标注结果中所有综合传输状态为异常的有效传感器和有效工业设备从节点网络移除，获得无异常节点网络，基于无异常节点网络对当前时刻的待传输数据进行传输，获得数据交互结果，包括：

将所有综合传输状态为异常的有效传感器和有效工业设备从节点网络移除，获得无异常节点网络；

在无异常节点网络中选出待执行数据交互任务的两个节点之间的最短可传输路径，基于最短可传输路径进行数据传输，获得数据交互结果。

该实施例中，待执行数据交互任务的两个节点即为需要将待传输数据进行传输的两个节点，其中，待执行数据交互任务即为需要将待传输数据按要求进行传输的这一任务。

该实施例中，最短可传输路径为基于无异常节点网络得到的两个节点间可进行数据传输的最短路径。

以上技术的有益效果为：把存在异常的节点从节点网络移除，获得无异常节点网络，实现了对综合传输状态异常的传感器或工业设备的筛除，根据无异常节点网络实现对当前时刻的待传输数据进行传输，确保数据交互过程中的数据传输成功率，也提高了工业物联网中传感器和工业设备之间的数据交互的传输效率。

实施例10：

本发明提供了一种应用于工业物联网的数据交互系统，用于执行实施例1至9中任一一种应用于工业物联网的数据交互方法，参考图3，包括：

获取模块，用于实时获取工业生产平台上所有传感器监测数据和工业设备监测数据，并基于所有传感器监测数据选取当前时刻的有效传感器，将所有工业设备作为当前时刻的有效工业设备；

赋值模块，用于基于当前时刻的有效传感器和有效工业设备构建节点网络，基于传感器监测数据和工业设备监测数据获取节点网络在当前时刻的数据传输流向数据，基于数据传输流向数据对节点网络每个节点与其余节点之间的数据传输状态进行数值赋分，获得节点网络上两两节点之间的数据传输状态的赋值结果；

矩阵模块，用于基于所有赋值结果构建节点网络的传输状态矩阵，并基于传输状态矩阵计算每个有效传感器和有效工业设备的状态值，基于每个有效传感器和有效工业设备的状态值判断出每个有效传感器和有效工业设备的综合传输状态，将综合传输状态为异常的有效传感器与有效工业设备进行标注，获得标注结果；

重新传输模块，用于将标注结果中所有综合传输状态为异常的有效传感器和有效工业设备从节点网络移除，获得无异常节点网络，基于无异常节点网络对当前时刻的待传输数据进行传输，获得数据交互结果。

以上技术的有益效果为：根据工业生产平台上所有传感器监测数据和工业设备监测数据精准选取当前时刻的有效传感器和有效工业设备，将不参与节点网络构建的传感器进行筛除，便于后续节点网络的构建，根据有效传感器和有效工业设备作为节点构建出节点网络，有针对性的确定工业生产平台上可能需要进行后续处理的传感器和工业设备，根据节点网络在当前时刻的数据传输流向数据对节点网络每个节点与其余节点之间的数据传输状态进行精准地数值赋分，获得节点网络上两两节点之间的数据传输状态的赋值结果，实现对节点之间的数据传输状态进行量化表示，根据赋值结果构建节点网络的传输状态矩阵，并根据传输状态矩阵计算出反映每个有效传感器和有效工业设备之间的传输状态的数值(即状态值)，实现对有效传感器和有效工业设备的综合传输状态的量化，根据每个有效传感器和有效工业设备的状态值精确地判断出每个有效传感器和有效工业设备的综合传输状态，将综合传输状态为异常的有效传感器与有效工业设备进行标注并从节点网络移除，获得无异常节点网络，实现了对综合传输状态异常的传感器或工业设备的筛除，根据无异常节点网络实现对当前时刻的待传输数据进行传输，确保了数据交互传输过程中的成功概率，也提高了工业物联网中传感器和工业设备之间的数据交互的传输效率。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (8)

1.一种应用于工业物联网的数据交互方法，其特征在于，包括：

S1：实时获取工业生产平台上所有传感器监测数据和工业设备监测数据，并基于所有传感器监测数据选取当前时刻的有效传感器，将所有工业设备作为当前时刻的有效工业设备；

S2：基于当前时刻的有效传感器和有效工业设备构建节点网络，基于传感器监测数据和工业设备监测数据获取节点网络在当前时刻的数据传输流向数据，基于数据传输流向数据对节点网络每个节点与其余节点之间的数据传输状态进行数值赋分，获得节点网络上两两节点之间的数据传输状态的赋值结果；

S3：基于所有赋值结果构建节点网络的传输状态矩阵，并基于传输状态矩阵计算每个有效传感器和有效工业设备的状态值，基于每个有效传感器和有效工业设备的状态值判断出每个有效传感器和有效工业设备的综合传输状态，将综合传输状态为异常的有效传感器与有效工业设备进行标注，获得标注结果；

S4：将标注结果中所有综合传输状态为异常的有效传感器和有效工业设备从节点网络移除，获得无异常节点网络，基于无异常节点网络对当前时刻的待传输数据进行传输，获得数据交互结果；

其中，S1：实时获取工业生产平台上所有传感器监测数据和工业设备监测数据，并基于所有传感器监测数据选取当前时刻的有效传感器，将所有工业设备作为当前时刻的有效工业设备，包括：

S101：实时获取工业生产平台上的所有传感器监测数据和工业设备监测数据，其中传感器监测数据包括传感器的检测数据、传感器的位置数据及与传感器有关的数据传输流向数据，工业设备监测数据为工业设备位置数据和与工业设备有关的数据传输流向数据；

S102：基于多传感器之间的优化配置策略和所有传感器监测数据以及所有工业设备监测数据对所有传感器进行选取，获得当前时刻的有效传感器；

S103：将所有工业设备作为当前时刻的有效工业设备；

其中，S102：基于多传感器之间的优化配置策略和所有传感器监测数据以及所有工业设备监测数据对所有传感器进行选取，获得当前时刻的有效传感器，包括：

S1021：对当前时刻工业生产平台上的所有传感器监测数据进行组合，获得总传感器监测数据组，对总传感器监测数据组中所有传感器采集的传感器监测数据组合后的数据进行去重处理，获得工业生产平台的整体信息；

S1022：基于整体信息确定出多个传感器组合，其中，传感器组合中所有传感器的传感器监测数据进行组合与去重处理之后获得的信息与工业生产平台的整体信息一致；

S1023：将传感器组合中包含的传感器数量最少的传感器组合作为有效传感器组合；

S1024：判断出有效传感器组合的总数是否为1，若是，则将唯一的有效传感器组合中包含的所有传感器当作当前时刻的有效传感器，否则，基于传感器监测数据和工业设备监测数据确定出每个有效传感器组合中的每个传感器的所在位置与工业生产平台中的每个工业设备之间的实际距离，并获得每个有效传感器组合的所有实际距离中的最大值作为对应有效传感器组合的影响距离，将所有有效传感器组合中最小影响距离对应的有效传感器组合中包含的所有传感器，当作当前时刻的有效传感器。

2.根据权利要求1所述的一种应用于工业物联网的数据交互方法，其特征在于，S2：基于当前时刻的有效传感器和有效工业设备构建节点网络，基于传感器监测数据和工业设备监测数据获取节点网络在当前时刻的数据传输流向数据，基于数据传输流向数据对节点网络每个节点与其余节点之间的数据传输状态进行数值赋分，获得节点网络上两两节点之间的数据传输状态的赋值结果，包括：

S201：将每个有效传感器和有效工业设备都作为一个单独节点，将每个节点进行相互连接构建节点网络；

S202：基于传感器监测数据和工业设备监测数据获取节点网络在当前时刻的数据传输流向数据，基于数据传输流向数据确定出节点网络上每个节点在当前时刻的数据传输流向数据，基于数据传输流向数据对节点网络中每个节点与其余节点之间的数据传输状态进行数值赋分，获得节点网络上两两节点之间的数据传输状态的赋值结果。

3.根据权利要求2所述的一种应用于工业物联网的数据交互方法，其特征在于，基于数据传输流向数据对节点网络中每个节点与其余节点之间的数据传输状态进行数值赋分，获得节点网络上两两节点之间的数据传输状态的赋值结果，包括：

基于数据传输流向数据，确定出两个节点之间的数据传输状态；

当两个节点之间的数据传输状态为不可传输时，对两个节点之间的数据传输状态赋值为1，获得对应两个节点之间的数据传输状态的赋值结果；

当两个节点之间的数据传输状态为可单向传输时，对两个节点之间的数据传输状态赋值为2，获得对应两个节点之间的数据传输状态的赋值结果；

当两个节点之间的数据传输状态为可双向传输时，则将两个节点之间的数据传输状态赋值为3，获得对应两个节点之间的数据传输状态的赋值结果。

4.根据权利要求1所述的一种应用于工业物联网的数据交互方法，其特征在于，S3：基于所有赋值结果构建节点网络的传输状态矩阵，并基于传输状态矩阵计算每个有效传感器和有效工业设备的状态值，基于每个有效传感器和有效工业设备的状态值判断出每个有效传感器和有效工业设备的综合传输状态，将综合传输状态为异常的有效传感器与有效工业设备进行标注，获得标注结果，包括：

S301：将所有赋值结果作为矩阵元素，构建出节点网络的传输状态矩阵；

S302：基于传输状态矩阵计算每个有效传感器和有效工业设备的状态值，基于每个有效传感器和有效工业设备的状态值判断出每个有效传感器和有效工业设备的综合传输状态；

S303：将节点网络中包含的综合传输状态为异常的有效传感器与有效工业设备进行标注，获得标注结果。

5.根据权利要求4所述的一种应用于工业物联网的数据交互方法，其特征在于，S301：将所有赋值结果作为矩阵元素，构建出节点网络的传输状态矩阵，包括：

对节点网络上所有节点进行从1开始的序数定义，获得所有节点的序数，基于所有节点的序数，同时，将赋值结果作为矩阵元素，构建出节点网络的传输状态矩阵，如下：

其中，E为节点网络的传输状态矩阵，α₁₂为序数为1的节点与序数为2的节点之间的数据传输状态的赋值结果，α_1n为序数为1的节点与序数为n的节点之间的数据传输状态的赋值结果，n为节点网络中的节点数，α₂₁为序数为2的节点与序数为1的节点之间的数据传输状态的赋值结果，α_2n为序数为2的节点与序数为n的节点之间的数据传输状态的赋值结果，α_n1为序数为n的节点与序数为1的节点之间的数据传输状态的赋值结果，α_n2为序数为n的节点与序数为2的节点之间的数据传输状态的赋值结果。

6.根据权利要求4所述的一种应用于工业物联网的数据交互方法，其特征在于，S302：基于传输状态矩阵计算每个有效传感器和有效工业设备的状态值，基于每个有效传感器和有效工业设备的状态值判断出每个有效传感器和有效工业设备的综合传输状态，包括：

基于传输状态矩阵中的所有元素值计算出有效传感器或有效工业设备的状态值，包括：

其中，Q_i为序数为i的有效传感器或有效工业设备的状态值，α_ij为序数为i的节点与序数为j的节点之间的数据传输状态赋值结果，S_ii为节点网络的传输状态矩阵中第i行第i列的元素的所有相邻矩阵元素之和，ln为以e为底的对数函数，e取值2.718；

将每个有效传感器和有效工业设备的状态值与每个有效传感器和有效工业设备的预设状态值进行求差，获得每个传感器和工业设备的差值，将差值大于预设差值的有效传感器或有效工业设备判定为综合传输状态异常，将差值不大于预设差值的有效传感器或有效工业设备判定为综合传输状态正常。

7.根据权利要求1所述的一种应用于工业物联网的数据交互方法，其特征在于，S4：将标注结果中所有综合传输状态为异常的有效传感器和有效工业设备从节点网络移除，获得无异常节点网络，基于无异常节点网络对当前时刻的待传输数据进行传输，获得数据交互结果，包括：

将所有综合传输状态为异常的有效传感器和有效工业设备从节点网络移除，获得无异常节点网络；

在无异常节点网络中选出待执行数据交互任务的两个节点之间的最短可传输路径，基于最短可传输路径进行数据传输，获得数据交互结果。

8.一种应用于工业物联网的数据交互系统，其特征在于，用于执行权利要求1至7中任一所述的一种应用于工业物联网的数据交互方法，包括：

获取模块，用于实时获取工业生产平台上所有传感器监测数据和工业设备监测数据，并基于所有传感器监测数据选取当前时刻的有效传感器，将所有工业设备作为当前时刻的有效工业设备；

赋值模块，用于基于当前时刻的有效传感器和有效工业设备构建节点网络，基于传感器监测数据和工业设备监测数据获取节点网络在当前时刻的数据传输流向数据，基于数据传输流向数据对节点网络每个节点与其余节点之间的数据传输状态进行数值赋分，获得节点网络上两两节点之间的数据传输状态的赋值结果；

矩阵模块，用于基于所有赋值结果构建节点网络的传输状态矩阵，并基于传输状态矩阵计算每个有效传感器和有效工业设备的状态值，基于每个有效传感器和有效工业设备的状态值判断出每个有效传感器和有效工业设备的综合传输状态，将综合传输状态为异常的有效传感器与有效工业设备进行标注，获得标注结果；

重新传输模块，用于将标注结果中所有综合传输状态为异常的有效传感器和有效工业设备从节点网络移除，获得无异常节点网络，基于无异常节点网络对当前时刻的待传输数据进行传输，获得数据交互结果。