專利名稱：一種遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)系統(tǒng)和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)系統(tǒng)和方法，尤其是涉及一種面向船隊(duì)、車隊(duì)、機(jī)隊(duì)或生產(chǎn)裝備等設(shè)備集群的遠(yuǎn)程在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)和方法。
背景技術(shù)：
船舶是一種離岸移動(dòng)作業(yè)的交通運(yùn)輸工具或作業(yè)平臺(tái)，運(yùn)行時(shí)分散在不同的地理區(qū)域。通常情況下，船載設(shè)備的技術(shù)狀態(tài)和作業(yè)情況并不為岸基部門及時(shí)掌握，為克服這一問題，多年來發(fā)展了船岸通訊以及遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)技術(shù)。其它交通運(yùn)輸工具，如火車、汽車和飛機(jī)， 以及一些生產(chǎn)作業(yè)裝備，如數(shù)控機(jī)床和工程機(jī)械等也面臨著類似的問題。這些交通運(yùn)輸工具或者生產(chǎn)作業(yè)裝備的集群，根據(jù)具體對(duì)象的不同可稱之為船隊(duì)、機(jī)隊(duì)、車隊(duì)、機(jī)(器)群或者設(shè)備群，在英語中統(tǒng)稱為Fleet。遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)系統(tǒng)正從面向單機(jī)轉(zhuǎn)向面向集群，希望在統(tǒng)一的技術(shù)平臺(tái)上實(shí)現(xiàn)中心站集中監(jiān)測(cè)。在船舶遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)中，有2種工作模式可供選擇船舶中心式和岸基中心式。船舶中心式就是以船載系統(tǒng)作為服務(wù)器，接受用戶的遠(yuǎn)程連接，提供本船的各種實(shí)時(shí)和歷史參數(shù)，是一種面向特定船舶的單船工作方式，如挪威康士博(Kongsberg)公司的
Web系統(tǒng)，以及德國西門子公司的SISHIP IMAC集成監(jiān)控系統(tǒng)。岸基中心式就是在岸基部門建立中心服務(wù)器，接收并存儲(chǔ)船端發(fā)送的數(shù)據(jù)，為用戶提供在線船舶的實(shí)時(shí)和歷史數(shù)據(jù)，良好設(shè)計(jì)的中心站系統(tǒng)能夠面向整個(gè)船隊(duì)，進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)和管理，例如Transas公司的 FleetVIewOnline (FVO)，是一套基于 WEB 的系統(tǒng)，能夠監(jiān)聽 SSAS(Ship Security Alert System，船舶安全報(bào)警系統(tǒng))消息，并在海圖上實(shí)時(shí)顯示船舶航跡。日本三井造船株式會(huì)社的Maritime-SOL系統(tǒng)，通過因特網(wǎng)提供綜合性的船隊(duì)管理解決方案，其中的 Fleet Monitor模塊用于船位、航向、航速等航行數(shù)據(jù)，以及發(fā)動(dòng)機(jī)工況報(bào)警等數(shù)據(jù)的監(jiān)測(cè)； e-GICS (electronic Global Internet Customer Support)模塊用于船舶柴油機(jī)的運(yùn)行性能和維修性遠(yuǎn)程故障診斷。在飛機(jī)機(jī)隊(duì)管理方面，美國波音公司開發(fā)了 MyBoeingFleet平臺(tái)，其中的 AHM(Aircraft Health Managment)系統(tǒng)集成了遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)、數(shù)據(jù)采集和分析、狀態(tài)評(píng)估、故障診斷和維修管理；歐洲空客公司推出了 e-Solutions套件，其中的AIRMAN-web提供了實(shí)時(shí)健康監(jiān)測(cè)和故障診斷，F(xiàn)lySmart with Airbus用于優(yōu)化飛行效率。在陸路運(yùn)輸車隊(duì)管理方面，蘇州金龍公司為大客車開發(fā)了海格G-BOS系統(tǒng)，包括安全駕駛管理、油耗管理、遠(yuǎn)程故障報(bào)警管理、維保管理、車線匹配管理、3G視頻監(jiān)控管理、GPS定位管理7大功能。許多用于小轎車的telematics (車載信息服務(wù))系統(tǒng)提供了網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)收集車輛的行駛里程和診斷信息，用于客戶服務(wù)，如福特公司的SYNC和豐田公司的GBook系統(tǒng)。其它方面有現(xiàn)代重工開發(fā)的Hi-mate遠(yuǎn)程管理系統(tǒng)，通過衛(wèi)星通訊遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)工程機(jī)械的實(shí)時(shí)狀況，功能包括監(jiān)測(cè)位置、工況、損傷報(bào)警和燃油消耗等信息。美國GE公司提供了 VeriWise資產(chǎn)智能(Asset Intelligence)解決方案，為船舶、貨車和火車提供了船隊(duì)、車隊(duì)和貨物的遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。 Solar Turbines公司研制了燃?xì)廨啓C(jī)遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，具有整個(gè)燃?xì)廨啓C(jī)集群的管理能力；在中心站設(shè)立了中心數(shù)據(jù)庫，遠(yuǎn)程設(shè)備的數(shù)據(jù)每日自動(dòng)上傳1次，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)則通過XML 文件的方式提供。船舶、貨車等交通運(yùn)輸或作業(yè)平臺(tái)移動(dòng)作業(yè)，需要利用移動(dòng)通訊網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。在陸地上可以使用費(fèi)用低、速率高的3G或2G移動(dòng)通訊技術(shù)，內(nèi)河船舶可能航行進(jìn)入信號(hào)盲區(qū)、汽車可能進(jìn)入隧道或者偏遠(yuǎn)地區(qū)，導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)連接丟失；海船或者飛機(jī)可以利用衛(wèi)星進(jìn)行數(shù)據(jù)通訊，速率相對(duì)較慢，可能出現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸中斷的情況。遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)系統(tǒng)必須考慮這種網(wǎng)絡(luò)不穩(wěn)定的狀況，確保重要數(shù)據(jù)不丟失。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明面向船隊(duì)、車隊(duì)、機(jī)隊(duì)或生產(chǎn)裝備等設(shè)備集群的遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)，實(shí)現(xiàn)集群中的所有遠(yuǎn)程設(shè)備，例如船舶的實(shí)時(shí)和準(zhǔn)實(shí)時(shí)測(cè)點(diǎn)數(shù)據(jù)，連續(xù)的集中上傳到中心站，所要解決的技術(shù)問題是在考慮數(shù)據(jù)通訊鏈路不完全可靠的情況下，提供一種遠(yuǎn)程在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，具有更好的實(shí)時(shí)性，能更及時(shí)的監(jiān)測(cè)到遠(yuǎn)程設(shè)備測(cè)點(diǎn)數(shù)據(jù)的變化情況；具有更好的可擴(kuò)展性，能夠更方便的接入更多的遠(yuǎn)程設(shè)備，以及更多的測(cè)點(diǎn)；具有更好的可靠性，確保在通訊網(wǎng)絡(luò)不穩(wěn)定的狀況下重要數(shù)據(jù)不丟失。在這種集群式遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中，設(shè)置中心站系統(tǒng)，在船舶、飛機(jī)、數(shù)控機(jī)床或者生產(chǎn)車間、制造工廠設(shè)置遠(yuǎn)程終端系統(tǒng)，上傳測(cè)點(diǎn)數(shù)據(jù)到中心站。本發(fā)明解決其技術(shù)問題采用以下的技術(shù)方案一種遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)系統(tǒng)(參見圖1)，包括遠(yuǎn)程終端10和中心站20兩大類系統(tǒng)，遠(yuǎn)程終端與中心站采用文件傳輸?shù)姆绞浇粨Q數(shù)據(jù)，特別是用于連續(xù)的傳輸實(shí)時(shí)和準(zhǔn)實(shí)時(shí)的測(cè)點(diǎn)數(shù)據(jù)；其中遠(yuǎn)程終端10包括測(cè)點(diǎn)編碼101、數(shù)據(jù)打包102和文件傳輸103三大模塊，三個(gè)模塊順序相連；中心站20包括文件接收201、文件解析202、測(cè)點(diǎn)解碼203、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫204、歷史數(shù)據(jù)庫205和TOB服務(wù)器206，所述的文件接收模塊、文件解析模塊、測(cè)點(diǎn)解碼模塊順序相連，測(cè)點(diǎn)解碼模塊一路通過實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫模塊與WEB服務(wù)器模塊相連，一路通過歷史數(shù)據(jù)庫模塊與TOB服務(wù)器模塊相連。本發(fā)明的遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中，所述的測(cè)點(diǎn)編碼模塊的編碼方法，采用整數(shù)格式的測(cè)點(diǎn)編碼方式，測(cè)點(diǎn)編碼的計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)和網(wǎng)絡(luò)傳輸采用二進(jìn)制方式，包括2字節(jié)、4字節(jié)或8字節(jié)的整數(shù)類型；測(cè)點(diǎn)的編碼采用十進(jìn)制位數(shù)固定的方式；在十進(jìn)制下，測(cè)點(diǎn)的編碼分成幾個(gè)部分，每一部分的十進(jìn)制位數(shù)固定。本發(fā)明的遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中，所述的測(cè)點(diǎn)編碼方法，代表測(cè)點(diǎn)類型的部分居前，代表特定設(shè)備的順序號(hào)居后。本發(fā)明的遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中，所述的數(shù)據(jù)打包模塊工作方法，將測(cè)點(diǎn)數(shù)據(jù)打包成測(cè)點(diǎn)數(shù)據(jù)文件，測(cè)點(diǎn)數(shù)據(jù)文件中包含所述的遠(yuǎn)程終端系統(tǒng)編碼，或者與所述的遠(yuǎn)程終端系統(tǒng)一一對(duì)應(yīng)的一種編碼；所述的編碼采用整數(shù)格式，編碼的計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)和網(wǎng)絡(luò)傳輸采用二進(jìn)制方式，包括2字節(jié)、4字節(jié)或8字節(jié)的整數(shù)類型；所述的編碼具有固定的十進(jìn)制位數(shù)；在十進(jìn)制下，所述的編碼分成幾個(gè)部分，每一部分的十進(jìn)制位數(shù)固定。本發(fā)明的遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中，所述的遠(yuǎn)程終端系統(tǒng)的工作方法，(1)將測(cè)點(diǎn)數(shù)據(jù)先打包成本地?cái)?shù)據(jù)文件，其數(shù)據(jù)文件是計(jì)算機(jī)內(nèi)存文件，或者是計(jì)算機(jī)外存儲(chǔ)文件；( 定時(shí)獲取的數(shù)據(jù)直接打包存儲(chǔ)到所述數(shù)據(jù)文件中；C3)非定時(shí)獲取的數(shù)據(jù)先存儲(chǔ)到計(jì)算機(jī)內(nèi)存中，再打包存儲(chǔ)到數(shù)據(jù)文件中；(4)本地?cái)?shù)據(jù)文件有2個(gè)或者多個(gè)，分別用于測(cè)點(diǎn)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和遠(yuǎn)程傳輸，其用途可以交換。本發(fā)明的遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的工作方法，所述的文件傳輸模塊，傳輸測(cè)點(diǎn)數(shù)據(jù)文件到中心站系統(tǒng)，中心站系統(tǒng)接收過程中采用不同于最終文件的名稱保存。本發(fā)明的遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的工作方法，所述的中心站系統(tǒng)，將未完成的測(cè)點(diǎn)數(shù)據(jù)文件以不同于最終文件后綴的特殊后綴標(biāo)識(shí)。本發(fā)明的遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中，所述的文件傳輸模塊和文件接收模塊，采用FTP協(xié)議傳輸測(cè)點(diǎn)數(shù)據(jù)文件。本發(fā)明的遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中，所述的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫204只存儲(chǔ)各測(cè)點(diǎn)時(shí)間上最新的一條記錄。本發(fā)明的遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫的工作方法，采用2級(jí)字典的方式存儲(chǔ)測(cè)點(diǎn)數(shù)據(jù)，同時(shí)采用遠(yuǎn)程終端編碼和測(cè)點(diǎn)編碼識(shí)別測(cè)點(diǎn)數(shù)據(jù)。測(cè)點(diǎn)編碼有文本編碼和數(shù)字編碼兩大類方法，考慮遠(yuǎn)程終端測(cè)點(diǎn)數(shù)據(jù)的遠(yuǎn)程傳輸，本發(fā)明采用整數(shù)格式的數(shù)字編碼方式。數(shù)字編碼的計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)和網(wǎng)絡(luò)傳輸采用二進(jìn)制格式或者文本格式，二進(jìn)制格式的優(yōu)勢(shì)在于存儲(chǔ)空間大小固定，易于解析；文本方式的優(yōu)勢(shì)在于可讀性好，編碼空間大，不限于數(shù)字，但是其存儲(chǔ)空間大小不定，解析困難，網(wǎng)絡(luò)傳輸復(fù)雜。例如，2個(gè)測(cè)點(diǎn)編碼12345和1234567，如果采用標(biāo)準(zhǔn)整數(shù)格式G字節(jié))的二進(jìn)制表示，則占用的存儲(chǔ)空間大小都固定為4個(gè)字節(jié)；如果采用文本格式存儲(chǔ)，則先將數(shù)字中的每一位按照一定的規(guī)則編碼為二進(jìn)制，例如ASCII編碼或者UNICODE編碼，每一位數(shù)字占用1 個(gè)或者2個(gè)字節(jié)，這樣，2個(gè)測(cè)點(diǎn)編碼的計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)空間分別為5位和7位，或者10位和14 位。為提高可管理性，測(cè)點(diǎn)編碼遵循一定的格式，將測(cè)點(diǎn)分為幾個(gè)部分，各占用一定的位數(shù)，而不是在所有可用的范圍內(nèi)平鋪。為提高可讀性，各測(cè)點(diǎn)編碼賦值采用10進(jìn)制方式。 以船舶為例，對(duì)船舶主柴油機(jī)的燃油系統(tǒng)的燃油進(jìn)機(jī)壓力的測(cè)量值和報(bào)警進(jìn)行編碼，可以將主柴油機(jī)編碼為01 (10進(jìn)制)，其中的燃油系統(tǒng)編碼為01 (10進(jìn)制)，燃油進(jìn)機(jī)壓力編碼為01 (10進(jìn)制)，測(cè)量值編碼為1 (10進(jìn)制)，壓力低報(bào)警編碼為3 (10進(jìn)制)，這樣，主柴油機(jī)的燃油系統(tǒng)的燃油進(jìn)機(jī)壓力的測(cè)量值可以編碼為0101011 (10進(jìn)制)，主柴油機(jī)的燃油系統(tǒng)的燃油進(jìn)機(jī)壓力的壓力低報(bào)警可以編碼為0101013(10進(jìn)制)。上述的測(cè)點(diǎn)編碼為測(cè)點(diǎn)的類型碼，沒有指向特定的設(shè)備。因?yàn)榇按d設(shè)備的數(shù)量并不固定，對(duì)于主柴油機(jī)來說，有的配備1臺(tái)，有的配備2臺(tái)，指定特定設(shè)備的序號(hào)可以放置在類型碼的后面。例如左主機(jī)編碼為1(10進(jìn)制)，右主機(jī)編碼為2 (10進(jìn)制)，左主機(jī)的燃油系統(tǒng)的燃油進(jìn)機(jī)壓力的壓力測(cè)量值可以編碼為01010111，右主機(jī)的燃油系統(tǒng)的燃油進(jìn)機(jī)壓力的壓力測(cè)量值可以編碼為01010112 ；左主機(jī)的燃油系統(tǒng)的燃油進(jìn)機(jī)壓力的壓力低報(bào)警可以編碼為01010131，右主機(jī)的燃油系統(tǒng)的燃油進(jìn)機(jī)壓力的壓力低報(bào)警可以編碼為 01010132。采用類型碼居前，順序號(hào)局后的方式，一是可以方便的將測(cè)點(diǎn)編碼擴(kuò)展到多個(gè)設(shè)備，二是可以方便的區(qū)分分類碼和設(shè)備碼，便于面向測(cè)點(diǎn)類型或者特定設(shè)備進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。 本例中的測(cè)點(diǎn)01010131，十進(jìn)制數(shù)為8位數(shù)字，采用ASCII文本格式存儲(chǔ)為8個(gè)字節(jié)，采用整數(shù)格式的二進(jìn)制存儲(chǔ)時(shí)，則只需要占用4位即可，用16進(jìn)制表示為0x000F69D3。設(shè)備也可以不單獨(dú)進(jìn)行面向類型的類型編碼，直接進(jìn)行面向特定設(shè)備進(jìn)行順序編碼。例如直接將左主機(jī)編碼為01，右主機(jī)編碼為02，其后為設(shè)備內(nèi)部的其它編碼。左主機(jī)的燃油系統(tǒng)的燃油進(jìn)機(jī)壓力的壓力測(cè)量值可以編碼為0101011，右主機(jī)的燃油系統(tǒng)的燃油進(jìn)機(jī)壓力的壓力測(cè)量值可以編碼為0201011，這種編碼的優(yōu)點(diǎn)在于節(jié)約位數(shù)，但是由于不具有完整嚴(yán)格的類型碼，因此進(jìn)行某些方面的統(tǒng)計(jì)匯總較為復(fù)雜。遠(yuǎn)程終端代表船舶、飛機(jī)上傳數(shù)據(jù)，需要進(jìn)行編碼以區(qū)分測(cè)點(diǎn)數(shù)據(jù)的來源，并打包在數(shù)據(jù)文件里。遠(yuǎn)程終端的編碼方案與測(cè)點(diǎn)類似，采用10進(jìn)制的編碼方案，采用整數(shù)格式的計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)和網(wǎng)絡(luò)打包傳輸方法。為提高傳輸效率，遠(yuǎn)程終端采用多個(gè)測(cè)點(diǎn)批量傳輸?shù)哪Ｊ?。測(cè)點(diǎn)數(shù)據(jù)先打包成本地?cái)?shù)據(jù)文件，可以是計(jì)算機(jī)內(nèi)存文件，也可以是計(jì)算機(jī)外存儲(chǔ)文件；定時(shí)獲取的數(shù)據(jù)，如船舶機(jī)艙設(shè)備工況數(shù)據(jù)、航行作業(yè)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)或者匯總數(shù)據(jù)直接存儲(chǔ)到所述數(shù)據(jù)文件中；非定時(shí)獲取的數(shù)據(jù)，如事件報(bào)警類數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)產(chǎn)生的時(shí)間不定，而這些重要的信息不能遺漏，因此不能采取定時(shí)獲取的方式，以防間隔過長丟失重要報(bào)警；可以采用監(jiān)聽器的機(jī)制監(jiān)聽事件，并將數(shù)據(jù)先存儲(chǔ)到計(jì)算機(jī)內(nèi)存中，再按照一定的邏輯，如定時(shí)打包存儲(chǔ)到數(shù)據(jù)文件中。 為提高效率，本地?cái)?shù)據(jù)文件分為2類或者2個(gè)，1類(個(gè))用于測(cè)點(diǎn)數(shù)據(jù)打包，另1類(個(gè)) 用于遠(yuǎn)程傳輸；這樣數(shù)據(jù)打包和遠(yuǎn)程傳輸可以同時(shí)進(jìn)行。2類(個(gè))文件的用途可以交換， 測(cè)點(diǎn)數(shù)據(jù)打包完成后，可以轉(zhuǎn)換為用于遠(yuǎn)程傳輸?shù)奈募?，遠(yuǎn)程傳輸完成后，清除數(shù)據(jù)文件的內(nèi)容，用于另一個(gè)循環(huán)的測(cè)點(diǎn)數(shù)據(jù)打包。在航行過程中，船舶可能進(jìn)入信號(hào)盲區(qū)，網(wǎng)絡(luò)可能中斷，因此上傳的數(shù)據(jù)可能不完整；不完整的數(shù)據(jù)還可能來自于正在進(jìn)行還未完成的上傳過程。為了防止數(shù)據(jù)不完整以及重復(fù)解析，只有傳輸完成的數(shù)據(jù)才能進(jìn)行的解析，否則會(huì)增加解析的困難和不確定性，為了很好的解決這一問題，本發(fā)明采用文件傳輸?shù)姆绞?，在上傳完成前，?shù)據(jù)文件采用不同于最終文件的特殊后綴，傳輸完成后則更改為正式的后綴名，用以標(biāo)識(shí)文件的完整性。特別的， 測(cè)點(diǎn)數(shù)據(jù)文件采用FTP文件傳輸協(xié)議傳輸。中心站系統(tǒng)20，同時(shí)設(shè)置了實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫205和歷史數(shù)據(jù)庫206，而不是利用關(guān)系型數(shù)據(jù)庫，采用一張數(shù)據(jù)表存儲(chǔ)所有同類測(cè)點(diǎn)數(shù)據(jù)，利用SQL語言查詢最新數(shù)據(jù)，或者利用單獨(dú)的數(shù)據(jù)表存儲(chǔ)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)。實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫為各遠(yuǎn)程終端存儲(chǔ)各測(cè)點(diǎn)在時(shí)間上最新的一條記錄。本發(fā)明的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)205，采用2級(jí)字典的方式存儲(chǔ)測(cè)點(diǎn)數(shù)據(jù)，同時(shí)采用遠(yuǎn)程終端編碼和測(cè)點(diǎn)編碼識(shí)別測(cè)點(diǎn)。1級(jí)字典根據(jù)遠(yuǎn)程終端編碼定位指定遠(yuǎn)程終端的測(cè)點(diǎn)數(shù)據(jù)字典 (2級(jí)字典)，2級(jí)字典根據(jù)測(cè)點(diǎn)編碼提取測(cè)點(diǎn)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)。


圖1為本發(fā)明系統(tǒng)框2為船舶測(cè)點(diǎn)編碼方案圖3為船舶測(cè)點(diǎn)報(bào)文格式圖4為船舶測(cè)點(diǎn)報(bào)文數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)-設(shè)備工況圖5為船舶測(cè)點(diǎn)報(bào)文數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)-事件報(bào)警圖6為中心站實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫方案圖7為船載系統(tǒng)測(cè)點(diǎn)數(shù)據(jù)文件打包遠(yuǎn)傳方案
具體實(shí)施例方式本發(fā)明以船舶為例，說明遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的實(shí)施方式?？梢岳霉た貦C(jī)作為遠(yuǎn)程終端，作為船載系統(tǒng)，一條船舶設(shè)置一個(gè)，與中心站通過3G/2G移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)建立因特網(wǎng)鏈路。系統(tǒng)組成具體實(shí)現(xiàn)時(shí)的總體方案和系統(tǒng)組成如圖1所示，作為遠(yuǎn)程終端10的船舶系統(tǒng)中包括測(cè)點(diǎn)編碼101、數(shù)據(jù)打包102和文件傳輸103三大模塊，自行開發(fā)各自相應(yīng)的軟件，這些軟件可以直接與船舶設(shè)備通信獲取測(cè)點(diǎn)數(shù)據(jù)，或者與OPC軟件通訊獲取測(cè)點(diǎn)數(shù)據(jù)，或者與機(jī)艙監(jiān)控軟件通訊獲取測(cè)點(diǎn)數(shù)據(jù)。文件傳輸103模塊可以利用FTP協(xié)議傳輸文件，可以直接利用編程語言如C/C++，C#或者Java提供的API進(jìn)行文件傳輸。船舶向中心站傳輸測(cè)點(diǎn)數(shù)據(jù)文件，在傳輸過程中，以不同于最終文件的名稱存儲(chǔ)， 例如可以在正式文件名之后添加.tmp后綴，傳輸完成后，再更改為最終的文件名。中心站系統(tǒng)不對(duì)沒有最終完成的數(shù)據(jù)文件進(jìn)行解析。在采用TCP模式傳輸數(shù)據(jù)文件時(shí)，采用FTP協(xié)議，船舶系統(tǒng)會(huì)感知到文件的傳輸狀態(tài)，未傳輸完成的文件保存在船舶計(jì)算機(jī)中，擇機(jī)再傳。傳輸完成的數(shù)據(jù)文件則刪除文件或者清除數(shù)據(jù)，防止重復(fù)傳輸。岸基中心站20中的文件接收201可以使用商用的FTP服務(wù)器軟件，文件解析模塊202和測(cè)點(diǎn)解碼模塊203可以編制為一套軟件，定時(shí)監(jiān)控FTP服務(wù)器的文件目錄，在監(jiān)測(cè)到完整傳輸?shù)臄?shù)據(jù)文件后，需根據(jù)定義的數(shù)據(jù)文件格式和測(cè)點(diǎn)編碼解析出測(cè)點(diǎn)的數(shù)據(jù)和時(shí)間。實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫204可以自行開發(fā)，歷史數(shù)據(jù)庫205可以使用支持SQL語言的關(guān)系型數(shù)據(jù)庫，WEB服務(wù)器206可以利用商用的服務(wù)器軟件，如微軟公司的IIS。測(cè)點(diǎn)編碼實(shí)施方案假設(shè)采用4字節(jié)的無符號(hào)整數(shù)進(jìn)行編碼和存儲(chǔ)，其編碼空間的范圍為 O-OxFFFFFFFF (16進(jìn)制)，轉(zhuǎn)換為十進(jìn)制的范圍為0_似94967四5，其范圍的上限為10位 10進(jìn)制數(shù)字。編碼方案可以是XXXXXXXXXX，每個(gè)χ代表一個(gè)10進(jìn)制數(shù)字，位次依次為 10-9-8-7-6-5-4-3-2-1，其第10位可以取值0_4，其它各位次可以取值0_9。也可以只用部分10進(jìn)制位數(shù)，從低位次開始，例如只用1-8位次。按照船級(jí)社的要求，船載系統(tǒng)需要監(jiān)測(cè)大量參數(shù)，例如中國船級(jí)社CCS “鋼質(zhì)海船入級(jí)規(guī)范”第4分冊(cè)第7篇“自動(dòng)控制和遙控”中提供了自動(dòng)化系統(tǒng)的監(jiān)測(cè)項(xiàng)目表，按照設(shè)備、子系統(tǒng)等進(jìn)行了分類。采用本發(fā)明的編碼方法，測(cè)點(diǎn)采用層次化編碼方案，每一層次占用幾個(gè)10進(jìn)制位數(shù)；每一層次的位數(shù)按照所在層次所需的編碼空間確定。1位10進(jìn)制數(shù)字的范圍為0-9，2位10進(jìn)制數(shù)字的范圍為0-99，3位10進(jìn)制數(shù)字的范圍為0-999。，例如可以采用設(shè)備0位)_子系統(tǒng)0位)_測(cè)點(diǎn)O位)_信號(hào)類型(1位)_設(shè)備序列號(hào)(1位)的 5部分的層次化編碼方法，共占用8位10進(jìn)制數(shù)字，在4位無符號(hào)整數(shù)的范圍內(nèi)。圖2顯示了除設(shè)備序列號(hào)的一種編碼方案，主柴油機(jī)編碼為01，輔柴油機(jī)編碼為 02。主柴油機(jī)的燃油子系統(tǒng)編碼為01，滑油子系統(tǒng)編碼為02 ；輔機(jī)相對(duì)簡單，不細(xì)分成多個(gè)子系統(tǒng)，其子系統(tǒng)部分的編碼設(shè)置為01。測(cè)點(diǎn)占用2位，這樣每一子系統(tǒng)最多有100個(gè)測(cè)點(diǎn)， 如果某些特別的子系統(tǒng)測(cè)點(diǎn)多于100，可以通過另外設(shè)置子系統(tǒng)的編碼方式，再開辟100個(gè)測(cè)點(diǎn)編碼空間。在船舶設(shè)備監(jiān)測(cè)中，經(jīng)常需要監(jiān)測(cè)信號(hào)具體數(shù)值和報(bào)警信息，報(bào)警有多種類型，為了區(qū)分信號(hào)類型，將信號(hào)具體數(shù)值編碼為1，低報(bào)警編碼為3，過低報(bào)警編碼為5，其它如高報(bào)警、過高報(bào)警以及數(shù)字信號(hào)0-1和1-0等均可單獨(dú)編碼。設(shè)備序列號(hào)根據(jù)需要編碼， 最多可為同一類型編碼10臺(tái)設(shè)備。將設(shè)備序列號(hào)單獨(dú)編碼并置后的好處在于只受制于編碼空間，而不限制具體數(shù)量，并且可以靈活的跟類型分割，便于對(duì)測(cè)點(diǎn)進(jìn)行分類統(tǒng)計(jì)、匯總和比較。船舶編碼也可以采用類似的方案，按整數(shù)進(jìn)行計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)和網(wǎng)絡(luò)傳輸，并在編碼空間內(nèi)，按可讀性好的十進(jìn)制進(jìn)行編碼。例如可以按照公司-分公司-部門-船型-序列號(hào)的方案進(jìn)行船舶編碼，當(dāng)然各部分順序可根據(jù)需要調(diào)整。測(cè)點(diǎn)數(shù)據(jù)的遠(yuǎn)程報(bào)文需要可采用如圖3所示的格式，包括船舶編碼，與遠(yuǎn)程終端一一對(duì)應(yīng)，以及測(cè)點(diǎn)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，依不同的類型有不同的具體結(jié)構(gòu)，例如設(shè)備工況測(cè)點(diǎn)的數(shù)據(jù)為浮點(diǎn)數(shù)，可以采用圖4所示的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)；事件報(bào)警的數(shù)據(jù)為開關(guān)量，只需一個(gè)字節(jié)即可， 可以采用圖5所示的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。多個(gè)測(cè)點(diǎn)數(shù)據(jù)可以連續(xù)打包成一個(gè)報(bào)文。實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫方案實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫為各船舶存儲(chǔ)各測(cè)點(diǎn)在時(shí)間上最新的一條記錄。實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng) O05)，采用2級(jí)字典的方式存儲(chǔ)測(cè)點(diǎn)數(shù)據(jù)，同時(shí)采用船舶編碼和測(cè)點(diǎn)編碼識(shí)別測(cè)點(diǎn)，其實(shí)施可如圖6所示。1級(jí)字典根據(jù)船舶編碼定位到指定船舶的測(cè)點(diǎn)數(shù)據(jù)字典O級(jí)字典)，2級(jí)字典再根據(jù)測(cè)點(diǎn)編碼提取測(cè)點(diǎn)數(shù)據(jù)。測(cè)點(diǎn)數(shù)據(jù)可以采用較為復(fù)雜的面向?qū)ο蟮姆绞酱鎯?chǔ)， 從而能夠存儲(chǔ)多種類型的數(shù)據(jù)，包括浮點(diǎn)數(shù)、整數(shù)或者自定義的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。船舶測(cè)點(diǎn)數(shù)據(jù)打包實(shí)施方案船舶測(cè)點(diǎn)編碼打包采用圖7所示的方案。在船舶端，測(cè)點(diǎn)數(shù)據(jù)先打包成本地?cái)?shù)據(jù)文件，考慮到測(cè)點(diǎn)數(shù)據(jù)量不確定，采用計(jì)算機(jī)外存儲(chǔ)文件；考慮到遠(yuǎn)程傳輸情況復(fù)雜，可能中斷和超時(shí)，耗時(shí)較多，因此設(shè)置2個(gè)文件671和672，分別用于測(cè)點(diǎn)數(shù)據(jù)打包和數(shù)據(jù)傳輸， 2個(gè)數(shù)據(jù)文件的功能或者用途可以交換，例如傳輸完成的情況下。為提高測(cè)點(diǎn)數(shù)據(jù)的遠(yuǎn)傳效率，采用批量傳輸?shù)姆绞健６〞r(shí)獲取的數(shù)據(jù)批量采集，如設(shè)備運(yùn)行工況602、航行作業(yè)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)603和航行作業(yè)匯總數(shù)據(jù)604，可以直接存儲(chǔ)到所述數(shù)據(jù)文件中；非定時(shí)獲取的數(shù)據(jù)，如設(shè)備事件報(bào)警數(shù)據(jù)601，數(shù)據(jù)時(shí)間不定，不能批量采集， 先存儲(chǔ)到計(jì)算機(jī)內(nèi)存611，可以是內(nèi)存文件的方式，或是自定義的方式，再按照一定的邏輯， 如不超過2秒鐘，或者報(bào)警量不超過10條的準(zhǔn)則打包存儲(chǔ)到測(cè)點(diǎn)數(shù)據(jù)文件671或者672 中；因?yàn)樯婕暗蕉喾綘幱脭?shù)據(jù)文件的情況，必須提供同步機(jī)制621和641，保證數(shù)據(jù)的完整性。文件功能交換661的作用是在合適的情況下交換2個(gè)測(cè)點(diǎn)數(shù)據(jù)文件671和672的功能或者說用途，例如，在某一文件，假設(shè)672遠(yuǎn)程傳輸完成后，就需要傳輸另一數(shù)據(jù)文件 671，通過文件功能交換，671將用于下一循環(huán)的數(shù)據(jù)傳輸，672用于下一循環(huán)的數(shù)據(jù)采集打包。
權(quán)利要求
1.一種遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，包括遠(yuǎn)程終端系統(tǒng)(10)和中心站系統(tǒng)00)；所述的遠(yuǎn)程終端系統(tǒng)包括測(cè)點(diǎn)編碼(101)、數(shù)據(jù)打包(10 和文件傳輸(10 三個(gè)模塊，三個(gè)模塊順序相連；所述的中心站系統(tǒng)包括文件接收001)、文件解析002)、測(cè)點(diǎn)解碼003)、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫004)、歷史數(shù)據(jù)庫(20 和TOB服務(wù)器(206)六個(gè)模塊，所述的文件接收模塊、文件解析模塊、測(cè)點(diǎn)解碼模塊順序相連，測(cè)點(diǎn)解碼模塊(20 —路通過實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫模塊O04) 與冊(cè)B服務(wù)器模塊(206)相連，一路通過歷史數(shù)據(jù)庫模塊(20 與TOB服務(wù)器模塊相連，遠(yuǎn)程終端系統(tǒng)通過文件傳輸?shù)姆绞?，連續(xù)的上傳實(shí)時(shí)和準(zhǔn)實(shí)時(shí)的測(cè)點(diǎn)數(shù)據(jù)到中心站系統(tǒng)。
2.權(quán)利要求1所述的遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中測(cè)點(diǎn)編碼模塊的編碼方法，其特征在于，采用整數(shù)格式的測(cè)點(diǎn)編碼方式，測(cè)點(diǎn)編碼的計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)和網(wǎng)絡(luò)傳輸采用二進(jìn)制方式，包括2字節(jié)、 4字節(jié)或8字節(jié)的整數(shù)類型；測(cè)點(diǎn)的編碼采用十進(jìn)制位數(shù)固定的方式；在十進(jìn)制下，測(cè)點(diǎn)的編碼分成幾個(gè)部分，每一部分的十進(jìn)制位數(shù)固定。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中測(cè)點(diǎn)編碼模塊的編碼方法，其特征在于，代表測(cè)點(diǎn)類型的部分居前，代表特定設(shè)備的順序號(hào)居后。
4.權(quán)利要求1所述的遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中數(shù)據(jù)打包模塊的工作方法，其特征在于，將測(cè)點(diǎn)數(shù)據(jù)打包成測(cè)點(diǎn)數(shù)據(jù)文件，測(cè)點(diǎn)數(shù)據(jù)文件中包含所述的遠(yuǎn)程終端系統(tǒng)編碼，或者與所述的遠(yuǎn)程終端系統(tǒng)一一對(duì)應(yīng)的一種編碼；所述的編碼采用整數(shù)格式，編碼的計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)和網(wǎng)絡(luò)傳輸采用二進(jìn)制方式，包括2字節(jié)、4字節(jié)或8字節(jié)的整數(shù)類型；所述的編碼具有固定的十進(jìn)制位數(shù)；在十進(jìn)制下，所述的編碼分成幾個(gè)部分，每一部分的十進(jìn)制位數(shù)固定。
5.權(quán)利要求1所述的遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中遠(yuǎn)程終端系統(tǒng)的工作方法，其特征在于，(1)將測(cè)點(diǎn)數(shù)據(jù)先打包成本地?cái)?shù)據(jù)文件，其數(shù)據(jù)文件是計(jì)算機(jī)內(nèi)存文件，或者是計(jì)算機(jī)外存儲(chǔ)文件； (2)定時(shí)獲取的數(shù)據(jù)直接打包存儲(chǔ)到所述數(shù)據(jù)文件中；C3)非定時(shí)獲取的數(shù)據(jù)先存儲(chǔ)到計(jì)算機(jī)內(nèi)存中，再打包存儲(chǔ)到數(shù)據(jù)文件中；(4)本地?cái)?shù)據(jù)文件有2個(gè)或者多個(gè)，分別用于測(cè)點(diǎn)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和遠(yuǎn)程傳輸，其用途可以交換。
6.據(jù)權(quán)利要求1所述的一種遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的工作方法，其特征在于，所述的文件傳輸模塊，傳輸測(cè)點(diǎn)數(shù)據(jù)文件到中心站系統(tǒng)，中心站系統(tǒng)接收過程中采用不同于最終文件的名稱保存。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的工作方法，其特征在于，所述的中心站系統(tǒng)，將未完成的測(cè)點(diǎn)數(shù)據(jù)文件以不同于最終文件后綴的特殊后綴標(biāo)識(shí)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述的文件傳輸模塊和文件接收模塊，采用FTP協(xié)議傳輸測(cè)點(diǎn)數(shù)據(jù)文件。
9.權(quán)利要求1所述的遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫的工作方法，其特征在于，只存儲(chǔ)各測(cè)點(diǎn)時(shí)間上最新的一條記錄。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫的工作方法，其特征在于，所述的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫，采用2級(jí)字典的方式存儲(chǔ)測(cè)點(diǎn)數(shù)據(jù)，同時(shí)采用遠(yuǎn)程終端編碼和測(cè)點(diǎn)編碼識(shí)別測(cè)點(diǎn)數(shù)據(jù)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)系統(tǒng)和方法，尤其是涉及一種面向船隊(duì)、車隊(duì)、機(jī)隊(duì)或生產(chǎn)裝備等設(shè)備集群的遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)系統(tǒng)和方法。所要解決的技術(shù)問題是在考慮數(shù)據(jù)通訊鏈路不可靠的情況下，提供一種遠(yuǎn)程在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，具有更好的實(shí)時(shí)性、可擴(kuò)展性和可靠性。遠(yuǎn)程終端以文件的形式連續(xù)的上傳實(shí)時(shí)和準(zhǔn)實(shí)時(shí)測(cè)點(diǎn)數(shù)據(jù)到中心站，測(cè)點(diǎn)編碼的計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)和網(wǎng)絡(luò)傳輸采用整數(shù)格式，并采用十進(jìn)制位數(shù)固定的方式，既具有良好的存儲(chǔ)、傳輸和解析性能，又具有很好的可讀性；遠(yuǎn)程終端或者與之對(duì)應(yīng)的一一對(duì)應(yīng)的編碼也采用類似的方式，并包含在數(shù)據(jù)文件中。測(cè)點(diǎn)數(shù)據(jù)文件在上傳完成前采用不同于最終文件的名稱命名，用以識(shí)別傳輸過程是否完成。
文檔編號(hào)G05B19/418GK102495594SQ201110359490
公開日2012年6月13日 申請(qǐng)日期2011年11月14日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月14日
發(fā)明者嚴(yán)新平, 盛晨興, 袁成清, 趙江濱 申請(qǐng)人:武漢理工大學(xué)