專利名稱：分布式網(wǎng)絡(luò)化即插即用測控系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種分布式網(wǎng)絡(luò)化測控系統(tǒng)，尤其涉及一種基于可擴展標識語言的分布式網(wǎng)絡(luò)化測控系統(tǒng)即插即用方法及其裝置，屬于計算機測控領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
近幾年來，融入了計算機技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的互聯(lián)網(wǎng)得到了飛速發(fā)展，與此同時，基于網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的軟件技術(shù)發(fā)展給其他領(lǐng)域技術(shù)的發(fā)展也帶來了深刻的影響。尤其在測控領(lǐng)域，測控技術(shù)正向網(wǎng)絡(luò)化的方向發(fā)展，使得測控系統(tǒng)進一步向分布式、開放式體系結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變。測控系統(tǒng)廣泛用于遠程數(shù)據(jù)采集、過程控制系統(tǒng)、能源管理、安全系統(tǒng)、實驗室自動化、樓宇自動化、產(chǎn)品性能測試以及航空航天等領(lǐng)域。隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，測控系統(tǒng)將要求突破區(qū)域的限制，實現(xiàn)真正意義上的遠程控制。
目前的測控系統(tǒng)一般只針對特定場合單獨設(shè)計，不同公司產(chǎn)品的兼容性和測控系統(tǒng)的可擴展性都比較差，盡管很多公司都在為測控系統(tǒng)節(jié)點的即插即用技術(shù)做出努力，但其通用性并不強。當需要增加新的節(jié)點時整個系統(tǒng)都需要做較大的改動，可擴展的復(fù)雜性比較大，且大大增加了系統(tǒng)的擴展和維護成本，故實現(xiàn)測控系統(tǒng)節(jié)點的即插即用將有利于克服現(xiàn)有的技術(shù)缺陷。
基于XML(可擴展標識語言)技術(shù)的測控數(shù)據(jù)的交換比傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)交換方式具有明顯的優(yōu)勢，其表現(xiàn)在XML是一種靈活的、動態(tài)的、可擴展的，并得到廣泛支持的數(shù)據(jù)表示語言，將信息按照文檔模式來存放和管理是XML的一大特點，這種模式非常接近人們對信息的組織和管理模式。一方面XML提供了豐富的、自描述、統(tǒng)一的信息表述；另一方面這種信息表示能夠被人們和計算機理解。信息一旦采用XML表示，就可以方便地被其他系統(tǒng)共享和利用。然而，將XML技術(shù)應(yīng)用于分布式測控系統(tǒng)中還沒有實現(xiàn)過。本發(fā)明將結(jié)合XML技術(shù)的優(yōu)點，解決分布式網(wǎng)絡(luò)化測控系統(tǒng)的即插即用問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明一種分布式網(wǎng)絡(luò)化即插即用測控系統(tǒng)，其目的是利用XML技術(shù)的特點，解決分布式網(wǎng)絡(luò)化測控系統(tǒng)節(jié)點的即插即用問題。它可以動態(tài)發(fā)現(xiàn)測控節(jié)點的接入或移除的情況，對接入或移除的測控節(jié)點進行動態(tài)管理和實時監(jiān)控，大大提高了系統(tǒng)的可擴展性，同時節(jié)省了系統(tǒng)的安裝和維護成本。
本發(fā)明一種分布式網(wǎng)絡(luò)化即插即用測控系統(tǒng)，它由工控總線網(wǎng)絡(luò)、監(jiān)控計算機和若干個測控節(jié)點組成。該工控總線可以為工控以太網(wǎng)、CAN總線、Profibus總線或1553B總線；監(jiān)控計算機和測控節(jié)點均有自己的處理器(CPU)模塊和網(wǎng)絡(luò)接口模塊，測控節(jié)點還包含具體的測控模塊。監(jiān)控計算機與測控節(jié)點間的數(shù)據(jù)以XML(可擴展標識語言)的格式進行交換。監(jiān)控計算機與測控節(jié)點間的網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)為總線型。測控節(jié)點可以隨意從總線網(wǎng)絡(luò)上接入或移除，監(jiān)控計算機將根據(jù)其所維護的設(shè)備列表對這些測控節(jié)點進行管理，當有測控節(jié)點接入網(wǎng)絡(luò)時，將由監(jiān)控計算機對其進行統(tǒng)一的IP地址的分配，并將該測控節(jié)點的設(shè)備信息添加到當前設(shè)備列表中。當有節(jié)點移除時，將在歷史設(shè)備列表中做有記錄。
為實現(xiàn)對動態(tài)接入或移除的節(jié)點進行實時監(jiān)控和管理，監(jiān)控計算機主要包含如下模塊a)初始化模塊實現(xiàn)對監(jiān)控計算機的硬件資源、用戶界面及數(shù)據(jù)庫進行初始化，啟動相應(yīng)的測控程序，使系統(tǒng)進入工作狀態(tài)。
b)節(jié)點動態(tài)管理模塊其維護了一個當前設(shè)備列表和一個歷史設(shè)備列表，它們一起對接入或移除的測控節(jié)點進行記錄和管理。具體地，當有新節(jié)點接入時，測控節(jié)點在初始化后將向監(jiān)控計算機發(fā)送該節(jié)點的設(shè)備描述信息及IP請求，監(jiān)控計算機將先在歷史設(shè)備列表中的設(shè)備唯一標識里查找該設(shè)備是否曾存在，若存在則將該設(shè)備歷史列表中的信息轉(zhuǎn)移到當前設(shè)備列表中，否則將根據(jù)該設(shè)備的描述信息在當前設(shè)備列表中為其創(chuàng)建設(shè)備信息；然后再根據(jù)當前的設(shè)備列表中已有的IP地址，為該設(shè)備分配獨立的IP地址及通信端口。這樣設(shè)備將與監(jiān)控計算機建立起了固定的連接。當有節(jié)點從網(wǎng)絡(luò)上移除時，連接將中斷，這時將會刷新當前的設(shè)備列表，并把失去連接的設(shè)備信息轉(zhuǎn)移到歷史設(shè)備列表中。
c)數(shù)據(jù)讀寫模塊監(jiān)控計算機具備XML文件的讀寫功能。通過XML文件解析器，可對測控節(jié)點發(fā)送到監(jiān)控計算機的XML文件進行解析，并根據(jù)解析結(jié)果提取有用的測控數(shù)據(jù)。同時可將控制指令或IP分配信息用XML來標識，以便更好的為測控節(jié)點所解析和獲取。
d)實時監(jiān)控模塊其負責測控信息的實時獲取、存儲和顯示，主界面包含當前的設(shè)備列表以及歷史設(shè)備表的信息。用戶可以切換到當前設(shè)備列表中某個測控節(jié)點的監(jiān)控界面，實時顯示其監(jiān)控狀態(tài)或?qū)ζ浒l(fā)送測控指令，同時可以將用戶所關(guān)心的數(shù)據(jù)存儲到數(shù)據(jù)庫，測控狀態(tài)信息將以實時數(shù)據(jù)、實時圖像和實時曲線的形式呈現(xiàn)給用戶；另外，用戶可以切換到歷史設(shè)備列表，查看其中的監(jiān)控結(jié)果。系統(tǒng)支持歷史曲線顯示和報表查詢及打印功能，對于圖像信息將具有回放的功能。測控節(jié)點發(fā)送過來的測量數(shù)據(jù)將被XML所標識，監(jiān)控計算機將調(diào)用數(shù)據(jù)讀寫模塊對測量數(shù)據(jù)進行解析和獲取，并存入數(shù)據(jù)庫。同時，監(jiān)控計算機所發(fā)送的控制指令也調(diào)用數(shù)據(jù)讀寫模塊將指令用XML來標識。
e)遠程監(jiān)控模塊監(jiān)控計算機可以作為互聯(lián)網(wǎng)的服務(wù)器，便于遠程監(jiān)控用戶的訪問。且由于XML是基于Internet的技術(shù)和標準，所以本地的XML格式化的監(jiān)控數(shù)據(jù)可以方便的與遠程用戶進行交互。
f)異常處理模塊可對監(jiān)控系統(tǒng)的異常進行處理，當有未注冊的節(jié)點介入網(wǎng)絡(luò)且在網(wǎng)絡(luò)上有動作時，監(jiān)控計算機將獲得其IP地址并給該節(jié)點發(fā)送復(fù)位信號；保證該節(jié)點不再占用網(wǎng)絡(luò)帶寬。
以上前a)，b)，c)，d)為必備模塊；e)，f)為可選模塊。
同時，為了使測控節(jié)點具備即插即用，即節(jié)點的接入或移除能夠被監(jiān)控計算機所檢測到，測控節(jié)點主要包含以下模塊a)初始化模塊可初始化測控節(jié)點的網(wǎng)絡(luò)接口模塊及測控模塊，初始化后的設(shè)備將一直處于向監(jiān)控計算機發(fā)出IP請求的狀態(tài)，當收到監(jiān)控計算機的IP分配XML文件后，該測控節(jié)點將根據(jù)監(jiān)控計算機為其分配的IP地址重置本機IP，進入工作狀態(tài)。
b)測控模塊由測控接口模塊和傳感單元組成。測控接口模塊是連接測控節(jié)點的CPU模塊和傳感單元的通道，是實現(xiàn)傳感單元到CPU模塊的接口，傳感單元則由測控對象和測控任務(wù)共同決定。測控對象和測控任務(wù)不同其測控模塊也不同，如當測控任務(wù)是測試溫度時，則測控模塊的傳感單元為溫度傳感器，測控接口模塊為模擬量采集通道，測控節(jié)點的CPU模塊通過模擬量采集通道便可以采集到該溫度信號；當測控任務(wù)是實現(xiàn)一個開關(guān)動作的控制時，測控模塊的傳感單元可為一個繼電器，測控接口模塊為數(shù)字量輸出通道，測控節(jié)點的CUP模塊通過網(wǎng)絡(luò)接口模塊收到監(jiān)控計算機的開關(guān)指令后，便可以由CPU模塊的向測控接口模塊的數(shù)字量通道發(fā)出信號，控制該繼電器的開關(guān)動作。
c)數(shù)據(jù)讀寫模塊其功能同監(jiān)控計算機的數(shù)據(jù)讀寫模塊，通過XML文件解析器，可對監(jiān)控計算機發(fā)送到測控節(jié)點的控制指令和IP分配的XML文件進行解析，并根據(jù)解析結(jié)果提取控制信號和IP地址等有用信息。同時具備XML文件的寫操作能力，可將IP請求及設(shè)備描述信息和測量數(shù)據(jù)標識為XML文件，以便更好的為監(jiān)控計算機所解析和獲取。
本發(fā)明一種分布式網(wǎng)絡(luò)化測控系統(tǒng)，具有如下優(yōu)點1、應(yīng)用XML技術(shù)實現(xiàn)數(shù)據(jù)及注冊信息的傳遞，每個數(shù)據(jù)信息都通過其標簽屬性來標識，這樣很大程度上提高了系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性。由于應(yīng)用了XML技術(shù)，方便數(shù)據(jù)在以太網(wǎng)上傳輸，通過本地監(jiān)控計算機所開放的網(wǎng)關(guān)，可被遠程計算機所訪問，突破地域的限制，真正實現(xiàn)遠程監(jiān)控。
2、可以對原有測控系統(tǒng)、現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)進行模塊化升級，使其支持基于XML技術(shù)實現(xiàn)即插即用，節(jié)約成本。
3、利用XML技術(shù)實現(xiàn)測控節(jié)點的即插即用功能使得測控系統(tǒng)的連接和使用更為方便，且系統(tǒng)的可擴展性好，大大方便了安裝使用人員的操作，突破了傳統(tǒng)技術(shù)的局限性。
4、利用XML技術(shù)實現(xiàn)測控節(jié)點即插即用功能可以作為分布式網(wǎng)絡(luò)化測控系統(tǒng)的一個標準，這樣不同設(shè)備廠家根據(jù)該標準所生產(chǎn)的產(chǎn)品便可以通用。


圖1為本發(fā)明的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖；圖2為本發(fā)明中監(jiān)控計算機的基本程序流程圖；圖3為本發(fā)明中測控節(jié)點的基本程序流程圖；圖4為本發(fā)明中測控節(jié)點的溫控設(shè)備連接圖。
具體實施例方式
下面結(jié)合附圖與實施例對本發(fā)明作進一步說明圖1即為該分布式測控系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖，包含有工控總線網(wǎng)絡(luò)1，監(jiān)控計算機2和若干個測控節(jié)點3。監(jiān)控計算機2和測控節(jié)點3均有自己的處理器及網(wǎng)絡(luò)接口，測控節(jié)點3-1、3-2、3-3等還包含具體的測控模塊。監(jiān)控計算機2與測控節(jié)點3間的數(shù)據(jù)以XML的格式進行交換。為了提高網(wǎng)絡(luò)的可靠性，可以設(shè)置多條總線網(wǎng)絡(luò)1或多臺監(jiān)控計算機2，它們之間互為備份。
為實現(xiàn)對動態(tài)接入或移除的測控節(jié)點3進行實時監(jiān)控和管理，監(jiān)控計算機2的模塊基本程序流程圖如圖2所示。監(jiān)控計算機2的初始化模塊實現(xiàn)對監(jiān)控計算的硬件資源、用戶界面及數(shù)據(jù)庫進行初始化，并啟動相應(yīng)的測控程序，使系統(tǒng)進入工作狀態(tài)。初始化后主程序?qū)⑸蓛蓚€循環(huán)運行模塊，即實時監(jiān)控模塊和節(jié)點動態(tài)管理模塊。實時監(jiān)控模塊負責測控信息的實時獲取、存儲和顯示。測控總線網(wǎng)絡(luò)1上傳輸?shù)臄?shù)據(jù)都是XML格式化后的，所以當實時監(jiān)控模塊收到測控節(jié)點3的測量數(shù)據(jù)時必須先通過數(shù)據(jù)讀寫模塊對XML數(shù)據(jù)文件進行解析，解析出來的信息將包含節(jié)點信息和監(jiān)控數(shù)據(jù)。這樣，監(jiān)控計算機2將可根據(jù)這些信息判斷是否存在異常，當節(jié)點信息或監(jiān)控數(shù)據(jù)出現(xiàn)異常時，將轉(zhuǎn)入異常處理模塊進行異常處理。否則將匹配當前設(shè)備列表，將監(jiān)控數(shù)據(jù)存入與之匹配的節(jié)點的指定存儲位置。同時，該模塊還能響應(yīng)用戶的界面操作，用戶主界面包含當前的設(shè)備列表以及歷史設(shè)備表的信息。用戶可以切換到當前設(shè)備列表中的某個測控節(jié)點的監(jiān)控界面，實時顯示其監(jiān)控狀態(tài)或?qū)ζ浒l(fā)送測控指令，同時可以將用戶所關(guān)心的數(shù)據(jù)存儲到數(shù)據(jù)庫，測控狀態(tài)信息將以實時數(shù)據(jù)、實時圖像和實時曲線的形式呈現(xiàn)給用戶；另外，用戶可以切換到歷史設(shè)備列表，查看其中的監(jiān)控結(jié)果。系統(tǒng)支持歷史曲線顯示和報表查詢及打印功能，對于圖像信息將具有回放的功能。節(jié)點動態(tài)管理模塊負責對從網(wǎng)絡(luò)上接入或移除的節(jié)點進行動態(tài)管理。當有新節(jié)點接入時，測控節(jié)點3將會在設(shè)備初始化后向監(jiān)控計算機2發(fā)送該設(shè)備的描述信息及IP請求的XML文件。監(jiān)控計算機2將先在歷史設(shè)備列表中的設(shè)備唯一標識里查找該設(shè)備是否曾存在，若存在則將該設(shè)備歷史列表中的信息轉(zhuǎn)移到當前設(shè)備列表中，否則將根據(jù)該設(shè)備的描述信息在當前設(shè)備列表中為其創(chuàng)建設(shè)備信息；然后再根據(jù)當前的設(shè)備列表中已有的IP地址，為該設(shè)備分配獨立的IP地址及通信端口。這樣設(shè)備將與監(jiān)控計算機2建立起了固定的連接。當有節(jié)點3從網(wǎng)絡(luò)上移除時，連接將中斷，這時將會刷新當前的設(shè)備列表，并把失去連接的設(shè)備轉(zhuǎn)移到歷史設(shè)備列表中。
為了實現(xiàn)監(jiān)控系統(tǒng)的即插即用，測控節(jié)點3的軟件模塊基本程序流程圖如圖3所示。測控節(jié)點3的初始化模塊先對該測控節(jié)點3的網(wǎng)絡(luò)接口模塊和測控模塊進行初始化。然后該測控節(jié)點3就一直處于向監(jiān)控計算機2發(fā)出IP請求的狀態(tài)。當收到監(jiān)控計算機2的IP分配后，該測控節(jié)點3將按監(jiān)控計算機2為其分配的IP地址重設(shè)該節(jié)點的IP地址，進入工作狀態(tài)。隨后啟動測控模塊開始采集數(shù)據(jù)。由于在工控總線網(wǎng)絡(luò)1上傳輸?shù)臄?shù)據(jù)都是XML格式化后的，所以當數(shù)據(jù)經(jīng)過網(wǎng)絡(luò)發(fā)送出去之前必須先由數(shù)據(jù)讀寫模塊將其格式化為XML文件，也就是給數(shù)據(jù)做上標識。另外測控節(jié)點3還可接收來自監(jiān)控計算機2的控制指令。當收到控制指令后，也先調(diào)用數(shù)據(jù)讀寫模塊解析該控制指令。最后由測控模塊完成具體的測控任務(wù)。
測控系統(tǒng)根據(jù)不同的測控任務(wù)其測控節(jié)點3也不同，圖4為一個簡單的測控節(jié)點3-4的具體實現(xiàn)，其任務(wù)是實現(xiàn)溫度的測量及控制一個繼電器的開關(guān)。工控總線1選用工控以太網(wǎng)，測控模塊5的傳感單元為溫度傳感器6和繼電器7，測控接口模塊8為模擬量輸入通道和數(shù)字量輸出通道。進入工作狀態(tài)后，測控模塊5通過其測控接口模塊8與測控節(jié)點3-4的CPU模塊9進行連接。CPU模塊9通過測控接口模塊8的模擬量采集通道便可以采集到該溫度傳感器6上的信息，然后利用數(shù)據(jù)讀寫模塊將數(shù)據(jù)做上標識，以XML的格式送至監(jiān)控計算機2；當測控節(jié)點3-4的CUP模塊通過網(wǎng)絡(luò)接口模塊10收到監(jiān)控計算機2的開關(guān)指令后，便可以由CPU模塊9通過測控接口模塊8的數(shù)字通道發(fā)出控制信號，控制該繼電器7的開關(guān)動作。測控節(jié)點3-4的網(wǎng)絡(luò)接口模塊10選用普通的以太網(wǎng)卡，CPU模塊9的運行環(huán)境為WindowsCE操作系統(tǒng)，軟件編程工具使用Mircosoft’s.Net平臺，該運行和編程環(huán)境共同為XML的讀寫提供了支持。通過調(diào)用其XML的應(yīng)用程序接口(API)便能實現(xiàn)對XML文件的讀寫能力，監(jiān)控計算機2和測控節(jié)點3-4的數(shù)據(jù)讀寫模塊即可通過該API來實現(xiàn)。測控節(jié)點3-4初始化后即將該節(jié)點的設(shè)備描述信息通過數(shù)據(jù)讀寫模塊做成XML文件，其XML文件格式如下所示<？xml version＝″1.0″encoding＝″GB2312″standalone＝″yes″？>
-<節(jié)點設(shè)備描述信息 節(jié)點狀態(tài)＝“IP請求”>
<節(jié)點名稱>溫度測控儀001</節(jié)點名稱>
<節(jié)點IP>192.168.0.2</節(jié)點IP>
<節(jié)點標識>00-0a-e4-df</節(jié)點標識>
-<測量數(shù)據(jù)>
<單位>度</單位>
<類型>Double</類型>
<量程>-20～150</量程>
<采樣周期 單位＝“ms”>10</采樣周期>
</測量數(shù)據(jù)>
-<控制指令>
<數(shù)據(jù)類型>BOOL</數(shù)據(jù)類型>
<指令>關(guān)</指令>
</控制指令>
</節(jié)點設(shè)備描述信息>
節(jié)點設(shè)備描述信息包含節(jié)點狀態(tài)、節(jié)點名稱、節(jié)點IP、節(jié)點標識、測量數(shù)據(jù)和控制指令等。當監(jiān)控計算機2收到該IP請求XML文件后，便可以通過數(shù)據(jù)讀寫模塊解析該XML文件從而獲得該節(jié)點的設(shè)備信息，并為其建立存儲空間和分配IP地址。監(jiān)控計算機2響應(yīng)測控節(jié)點3-4的IP請求的XML文件格式如下所示<？xml version＝″1.0″encoding＝″GB2312″standalone＝″yes″？>
-<監(jiān)控算機反饋信息 狀態(tài)＝“節(jié)點IP分配”>
<監(jiān)控計算機IP>192.168.0.1</監(jiān)控計算機IP>
<通信端口>5500</通信端口>
<節(jié)點IP分配>192.168.0.23</節(jié)點IP分配>
<節(jié)點名稱>溫度測試儀001</節(jié)點名稱>
<節(jié)點標識>00-0a-e4-df</節(jié)點標識>
-<控制指令>
<數(shù)據(jù)類型>BOOL</數(shù)據(jù)類型>
<指令>關(guān)</指令>
</控制指令>
</監(jiān)控算機反饋信息>
其包括監(jiān)控計算機反饋信息狀態(tài)、監(jiān)控計算機IP、通信端口、節(jié)點IP分配、節(jié)點名稱、節(jié)點標識和控制指令等。通過測控節(jié)點3-4的數(shù)據(jù)讀寫模塊便可獲得監(jiān)控計算機2為其分配的IP地址及控制指令。然而，根據(jù)所采用的總線協(xié)議及測控模塊5的不同，其XML文件格式也略有不同。
權(quán)利要求
1.一種分布式網(wǎng)絡(luò)化即插即用測控系統(tǒng)，該系統(tǒng)由工控總線網(wǎng)絡(luò)，監(jiān)控計算機和若干個測控節(jié)點組成；其特征在于監(jiān)控計算機和測控節(jié)點均有各自的處理器模塊及網(wǎng)絡(luò)接口模塊，測控節(jié)點還包含具體的測控模塊，監(jiān)控計算機與測控節(jié)點間的數(shù)據(jù)以可擴展標識語言XML的格式進行交換，監(jiān)控計算機與測控節(jié)點間的網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)為總線型。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種分布式網(wǎng)絡(luò)化即插即用測控系統(tǒng)，其特征在于所述測控節(jié)點可以隨意從總線網(wǎng)絡(luò)上接入或移除；所述監(jiān)控計算機根據(jù)其所維護的設(shè)備列表對這些測控節(jié)點進行管理。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種分布式網(wǎng)絡(luò)化即插即用測控系統(tǒng)，其特征在于所述監(jiān)控計算機包括如下模塊a)初始化模塊實現(xiàn)對監(jiān)控計算的硬件資源、用戶界面及數(shù)據(jù)庫進行初始化，啟動相應(yīng)的測控程序，使系統(tǒng)進入工作狀態(tài)；b)節(jié)點動態(tài)管理模塊其維護了一個當前設(shè)備列表和一個歷史設(shè)備列表，它們一起對接入或移除的測控節(jié)點進行記錄和管理；具體地，當有新節(jié)點接入時，測控節(jié)點在初始化后將向監(jiān)控計算機發(fā)送該節(jié)點的設(shè)備描述信息及IP請求，監(jiān)控計算機將先在歷史設(shè)備列表中的設(shè)備唯一標識里查找該設(shè)備是否曾存在，若存在則將該設(shè)備歷史列表中的信息轉(zhuǎn)移到當前設(shè)備列表中，否則將根據(jù)該設(shè)備的描述信息在當前設(shè)備列表中為其創(chuàng)建設(shè)備信息；然后根據(jù)當前的設(shè)備列表中已有的IP地址，為該設(shè)備分配獨立的IP地址及通信端口，這樣設(shè)備將與監(jiān)控計算機建立起了固定的連接；當有節(jié)點從網(wǎng)絡(luò)上移除時，連接將中斷，這時將會刷新當前的設(shè)備列表，并把失去連接的設(shè)備信息轉(zhuǎn)移到歷史設(shè)備列表中；c)數(shù)據(jù)讀寫模塊監(jiān)控計算機具備XML文件的讀寫功能，通過XML文件解析器，可對測控節(jié)點發(fā)送到監(jiān)控計算機的XML文件進行解析，并根據(jù)解析結(jié)果提取有用的測控數(shù)據(jù)；同時可將控制指令或IP分配信息用XML來標識，以便更好的為測控節(jié)點所解析和獲??；d)實時監(jiān)控模塊其負責測控信息的實時獲取、存儲和顯示，主界面包含當前的設(shè)備列表以及歷史設(shè)備表的信息；用戶可以切換到當前設(shè)備列表中某個測控節(jié)點的監(jiān)控界面，實時顯示其監(jiān)控狀態(tài)或?qū)ζ浒l(fā)送測控指令，同時可以將用戶所關(guān)心的數(shù)據(jù)存儲到數(shù)據(jù)庫，測控狀態(tài)信息將以實時數(shù)據(jù)、實時圖像和實時曲線的形式呈現(xiàn)給用戶；另外，用戶可以切換到歷史設(shè)備列表，查看其中的監(jiān)控結(jié)果；系統(tǒng)支持歷史曲線顯示和報表查詢及打印功能，對于圖像信息將具有回放的功能；測控節(jié)點發(fā)送過來的測量數(shù)據(jù)將被XML所標識，監(jiān)控計算機將調(diào)用數(shù)據(jù)讀寫模塊對測量數(shù)據(jù)進行解析和獲取，并存入數(shù)據(jù)庫；同時，監(jiān)控計算機所發(fā)送的控制指令也調(diào)用數(shù)據(jù)讀寫模塊將指令用XML來標識；e)遠程監(jiān)控模塊監(jiān)控計算機可以作為互聯(lián)網(wǎng)的服務(wù)器，便于遠程監(jiān)控用戶的訪問，且由于XML是基于Internet的技術(shù)和標準，所以本地的XML格式化的監(jiān)控數(shù)據(jù)可以方便的與遠程用戶進行交互；f)異常處理模塊可對監(jiān)控系統(tǒng)的異常進行處理，當有未注冊的節(jié)點介入網(wǎng)絡(luò)且在網(wǎng)絡(luò)上有動作時，監(jiān)控計算機將獲得其IP地址并給該節(jié)點發(fā)送復(fù)位信號；保證該節(jié)點不再占用網(wǎng)絡(luò)帶寬。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種分布式網(wǎng)絡(luò)化即插即用測控系統(tǒng)，其特征在于所述測控節(jié)點為了配合所述監(jiān)控計算機實現(xiàn)即插即用，其包括如下模塊a)初始化模塊可初始化測控節(jié)點的網(wǎng)絡(luò)接口模塊及測控模塊，初始化后的設(shè)備將一直處于向監(jiān)控計算機發(fā)出IP請求的狀態(tài)，當收到監(jiān)控計算機的IP分配XML文件后，該測控節(jié)點將根據(jù)監(jiān)控計算機為其分配的IP地址重置本機IP，進入工作狀態(tài)；b)測控模塊由測控接口模塊和傳感單元組成；測控接口模塊是連接測控節(jié)點的CPU模塊和傳感單元的通道，是實現(xiàn)傳感單元到CPU模塊的接口，傳感單元則由測控對象和測控任務(wù)共同決定；測控對象和測控任務(wù)不同其測控模塊也不同；c)數(shù)據(jù)讀寫模塊其功能同監(jiān)控計算機的數(shù)據(jù)讀寫模塊，通過XML文件解析器，可對監(jiān)控計算機發(fā)送到測控節(jié)點的控制指令和IP分配的XML文件進行解析，并根據(jù)解析結(jié)果提取控制信號和IP地址等有用信息；同時具備XML文件的寫操作能力，可將IP請求及設(shè)備描述信息和測量數(shù)據(jù)標識為XML文件，以便更好的為監(jiān)控計算機所解析和獲取。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種分布式網(wǎng)絡(luò)化即插即用測控系統(tǒng)，其特征在于所述工控總線網(wǎng)絡(luò)上的數(shù)據(jù)都以XML文件的格式進行傳輸，所述監(jiān)控計算機與網(wǎng)絡(luò)節(jié)點通過數(shù)據(jù)讀寫模塊來標識數(shù)據(jù)生成XML文件或解析XML文件獲取有用信息。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種分布式網(wǎng)絡(luò)化即插即用測控系統(tǒng)，其特征在于所述工控總線網(wǎng)絡(luò)可以為工控以太網(wǎng)、CAN總線、Profibus總線或1553B總線。
全文摘要
一種分布式網(wǎng)絡(luò)化即插即用測控系統(tǒng)，利用XML技術(shù)的特點，解決分布式網(wǎng)絡(luò)化測控系統(tǒng)節(jié)點的即插即用問題。該系統(tǒng)可以動態(tài)發(fā)現(xiàn)測控節(jié)點的接入或移除的情況，對接入或移除的測控節(jié)點進行動態(tài)管理和實時監(jiān)控。該系統(tǒng)由一種工控總線網(wǎng)絡(luò)、監(jiān)控計算機和若干個測控節(jié)點組成。監(jiān)控計算機和測控節(jié)點均有自己的處理器(CPU)模塊和網(wǎng)絡(luò)接口模塊，測控節(jié)點還包含具體的測控模塊，測控節(jié)點可根據(jù)測控對象和測控任務(wù)不同而接入不同的測控模塊。監(jiān)控計算機與測控節(jié)點間的數(shù)據(jù)以XML(可擴展標識語言)的格式進行交換。測控節(jié)點可以隨意從總線網(wǎng)絡(luò)上接入或移除，監(jiān)控計算機將根據(jù)其所維護的設(shè)備列表對這些測控節(jié)點進行管理。本發(fā)明提高了分布式網(wǎng)絡(luò)化測控系統(tǒng)的可擴展性、并可被遠程計算機所訪問，同時節(jié)省了系統(tǒng)的安裝和維護成本。
文檔編號G06F11/00GK101018165SQ20071006401
公開日2007年8月15日 申請日期2007年2月16日 優(yōu)先權(quán)日2007年2月16日
發(fā)明者董朝陽, 徐利杰, 原泉 申請人:北京航空航天大學(xué)