本發(fā)明屬于監(jiān)控領域，具體地涉及一種基于數據采集傳輸的通訊系統及通訊方法。

背景技術：

現有的通訊系統，包括相互通訊連接的多個設備控制器-中央服務器-客戶端，其中服務器和客戶端都需要安裝本地化軟件，而且本地化軟件對硬件要求較高，對安裝和使用造成了限制。另外，其數據采集和通訊中，控制器根據服務器的指令實時采集和發(fā)送數據，數據的回傳與服務器指令發(fā)出之間存在時間滯后，服務器向客戶端發(fā)送數據緩慢，使得客戶端軟件在使用中出現數據加載緩慢的現象。

技術實現要素：

為了克服現有技術的缺陷，本發(fā)明的目的在于提供一種基于數據采集傳輸的通訊系統及通訊方法，其能夠減少冗余，對硬件要求也比較低，傳輸速度較快，并且通訊質量好。

本發(fā)明是這樣實現的：

具體地，本發(fā)明提供一種通訊系統，其包括多個控制器、中央服務器以及客戶端，所述控制器與所述中央服務器以及任意兩個控制器之間通過數據線通訊連接，所述中央服務器與所述客戶端通過網絡通訊連接，

所述控制器包括處理單元以及分別與所述處理單元通訊連接的人機交互單元、數據采集單元，存儲單元、編碼單元、優(yōu)先級排序單元以及第一通訊單元；所述中央服務器包括通訊連接的控制單元、解碼單元、檢測單元、組合單元、第二通訊單元以及網絡服務器；所述數據采集單元用于進行數據采集，所述優(yōu)先級排序單元用于根據設定的數據優(yōu)先級別對采集的數據進行優(yōu)先級排序；所述第一通訊單元與所述第二通訊單元進行通訊，并根據數據的優(yōu)先級優(yōu)先傳輸優(yōu)先級較高的數據；

所述控制器用于采集相關數據并根據設置的閾值條件主動向所述中央服務器發(fā)送相關數據；所述中央服務器接收相關數據并對相關數據進行處理檢測后，將相關數據發(fā)送至網絡服務器，所述客戶端借助于與網絡服務器的通訊查看相關數據。

優(yōu)選地，所述存儲單元設置有嵌入式數據庫，所述嵌入式數據庫為Berkeley DB。

優(yōu)選地，所述網絡服務器為B/S架構訪問。

優(yōu)選地，所述編碼單元對相關數據依次進行拆分、編號以及壓縮編碼處理，壓縮編碼后數據借助于第一通訊單元與第二通訊單元發(fā)送至解碼單元，所述解碼單元對數據進行解碼并按照編號進行排序后發(fā)送至檢測單元，所述檢測單元對接收的多段數據進行檢查，如發(fā)現某段數據缺失或錯誤，則向控制器發(fā)送該段數據的傳輸指令，所述組合單元用于將接收到的多段數據進行組合。

優(yōu)選地，所述數據壓縮算法為行程編碼壓縮算法和哈夫曼編碼算法，數據在從控制器向中央服務器傳輸時的壓縮比為8:1，從中央服務器向客戶端傳輸時的壓縮比為10:1。

優(yōu)選地，所述控制器設置有時鐘模塊，所述時鐘模塊為GPS授時模塊。

優(yōu)選地，所述人機交互單元包括顯示設備、外部輸入設備以及外部輸出設備，分別用于顯示工作狀態(tài)、輸入或輸出指令。

優(yōu)選地，所述閾值條件為時間閾值、溫度閾值、濕度閾值、煙霧報警閾值以及火災報警閾值中的一種或多種。

優(yōu)選地，本發(fā)明還提供一種通訊方法，其包括以下步驟：

S1、控制器采集數據并將數據存儲在數據庫內部，根據設定的閾值條件定時向中央服務器發(fā)送數據，在數據發(fā)送之前，優(yōu)先級排序單元首先對數據進行優(yōu)先級排序，然后按照相關數據的優(yōu)先級，依次將優(yōu)先級較高的數據發(fā)送至編碼單元；

S2、控制器的編碼單元對相關數據依次進行拆分、編號以及壓縮編碼處理，壓縮編碼后數據借助于第一通訊單元與第二通訊單元發(fā)送至解碼單元；

S3、中央服務器的解碼單元對數據進行解碼并按照編號進行排序后發(fā)送至檢測單元，檢測單元對接收的多段數據進行檢查，如發(fā)現某段數據缺失或錯誤，則向控制器發(fā)送該段數據的傳輸指令，控制器重新發(fā)送該段數據；

S4、多段數據均正確接收后，組合單元將接收到的多段數據進行組合；

S5、客戶端通過訪問網絡服務器瀏覽相關數據。

優(yōu)選地，所述網絡服務器采用TCP或UDP通訊協議，并提供訪問數據的API接口。

與現有技術相比，本發(fā)明具有以下有益效果：

①數據由控制器主動、定時或根據既定條件向服務器發(fā)送數據，例如控制器僅在設備狀態(tài)異常時發(fā)送異常數據并設置其他需要發(fā)送數據的閾值定時發(fā)送。從而，數據可以直接由控制器主動向服務器發(fā)送，減少了服務器發(fā)送指令以及數據回傳的通訊過程，使系統整體通訊效率提高；僅傳送異常數據，降低了傳輸的數據量，減少了冗余操作。

②數據在從控制器向中央服務器傳輸時壓縮比達到8:1，中央服務器向客戶端傳輸時壓縮比達到10:1，同時數據按一定的優(yōu)先級別排序，因此系統傳輸數據的負荷降低，提升系統的響應速度。

③由于以上設計，使得系統的通訊負荷極低，客戶端在無特殊需要時無需發(fā)出數據請求，由控制器直接推送數據，因此客戶端得以大大精簡，僅保留接收數據功能和遠程訪問和修改服務器軟件的功能，因此客戶端可以僅僅為訪問服務器的瀏覽器用戶界面或手機APP等，對安裝的軟硬件環(huán)境要求大大降低。

④如任意一個中央服務器出現問題，可自動查詢同級的或地址較小的中央服務器作為備用服務器，不影響系統的使用。

⑤在通信傳輸時，主動對數據進行拆分，進一步提高傳輸速度，減少數據通訊的時間，提高通訊的效率。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的結構示意圖；

圖2為本發(fā)明的結構示意框圖。

具體實施方式

以下將參考附圖詳細說明本發(fā)明的示例性實施例、特征和方面。附圖中相同的附圖標記表示功能相同或相似的元件。盡管在附圖中示出了實施例的各種方面，但是除非特別指出，不必按比例繪制附圖。

具體地，本發(fā)明提供一種通訊系統，如圖1所示，其包括多個控制器1、中央服務器2以及客戶端3，控制器1與中央服務器2以及任意兩個控制器1之間通過數據線通訊連接，中央服務器2與客戶端3通過網絡通訊連接。

中央服務器通過通訊線與各個控制器連接，每個控制機可能會級聯其他控制器，控制器是作為數據采集的節(jié)點，獲取相應的數據信息。

由于控制器數量較多，為了布線等方面，常采用單總線方式，這樣會出現總線競爭的問題，采用總線仲裁方式解決。

同時對數據進行壓縮，降低數據傳輸負荷，例如：

①對特殊的字段名進行簡寫，如溫度，不使用漢字編碼，temperature單詞簡寫為temp，有效減小數據量。

②對數據設置固定編碼結構，例如溫度濕度數據一起發(fā)送時，制定前者為溫度，后者為數據，用逗號間隔。

③采用數據壓縮算法，例如行程編碼壓縮算法和哈夫曼編碼算法。

簡化通訊協議，不采用服務器輪詢控制器方式獲取數據，采用控制器定時發(fā)送、條件發(fā)送方式，減少通訊交互，服務僅需要對控制器進行好設置，或者直接對控制器設置，其余大部分工作時間，都是由控制器主動上傳數據。

1、定時發(fā)送：控制器內設置時鐘模塊，由中央服務器進行同步，以保證時間的一致性，并設置發(fā)送周期，通過設定時間閾值，當到達時間閾值時，控制器主動將采集的數據向中央服務器進行推送，而不必像現有技術一樣等待接收中央服務器的指令再進行發(fā)送。

2、條件發(fā)送：例如溫度報警發(fā)送，當控制器獲取的溫度測量值超過設定的溫度閾值時，控制器主動將采集的數據向中央服務器進行推送，并向中央服務器發(fā)送報警信息。

如圖2所示，控制器1包括處理單元11以及分別與處理單元11通訊連接的人機交互單元12、數據采集單元16、存儲單元13、編碼單元14、優(yōu)先級排序單元17以及第一通訊單元15；中央服務器2包括通訊連接的控制單元21、解碼單元22、檢測單元23、組合單元24、第二通訊單元25以及網絡服務器26。

數據采集單元16用于進行數據采集，優(yōu)先級排序單元17用于根據設定的數據優(yōu)先級別對采集的數據進行優(yōu)先級排序；第一通訊單元與第二通訊單元進行通訊，并根據數據的優(yōu)先級優(yōu)先傳輸優(yōu)先級較高的數據。優(yōu)選級別可以根據監(jiān)控數據的重要程度進行設定。

優(yōu)選地，所述人機交互單元包括顯示設備、外部輸入設備以及外部輸出設備，分別用于顯示工作狀態(tài)、輸入或輸出指令。

控制器1用于采集相關數據并根據設置的閾值條件主動向中央服務器2發(fā)送相關數據；中央服務器2接收相關數據并對相關數據進行處理檢測后，將相關數據發(fā)送至網絡服務器，客戶端3借助于與網絡服務器的通訊查看相關數據。

優(yōu)選地，所述存儲單元設置有數據庫，所述數據庫為Berkeley DB數據庫，Berkeley DB是一個開放源代碼的內嵌式數據庫管理系統，能夠為應用程序提供高性能的數據管理服務。應用它程序員只需要調用一些簡單的API就可以完成對數據的訪問和管理。此外，還可以使用輕量級別數據庫SQLite、Empress數據庫、eXtremeDB數據庫、以及mSQL(mini SQL)中的任一種。

優(yōu)選地，網絡服務器為B/S架構訪問。

優(yōu)選地，編碼單元對相關數據依次進行拆分、編號以及壓縮編碼處理，壓縮編碼后數據借助于第一通訊單元與第二通訊單元發(fā)送至解碼單元，所述解碼單元對數據進行解碼并按照編號進行排序后發(fā)送至檢測單元，所述檢測單元對接收的多段數據進行檢查，如發(fā)現某段數據缺失或錯誤，則向控制器發(fā)送該段數據的傳輸指令，控制器重新向服務器發(fā)送該段數據，直至所有數據接收完整正確，組合單元將接收到的多段數據進行組合，得到完整數據。

優(yōu)選地，所述數據壓縮算法為行程編碼壓縮算法和哈夫曼編碼算法。數據在從控制器向服務器傳輸時壓縮比達到8:1，服務器向客戶端傳輸時壓縮比達到10:1，同時數據按一定的優(yōu)先級別排序，因此系統傳輸數據的負荷降低，提升系統的響應速度；

優(yōu)選地，控制器1還設置有時鐘模塊16，所述時鐘模塊為GPS授時模塊。通過設定時間閾值，在相應時間內，控制器1主動向中央服務器2發(fā)送數據?；蛘咭部梢栽O置其他的條件，當其余條件達到時，觸發(fā)報警，控制器1主動向中央服務器2發(fā)送數據。

在一個區(qū)域的多個中央服務器，如任意一個中央服務器出現問題，可自動查詢同級的或地址較小的中央服務器作為備用服務器，不影響系統的使用，通過備用服務器向客戶端發(fā)送數據并提供查詢接口。

優(yōu)選地，本發(fā)明還提供一種通訊方法，其包括以下步驟：

S1、控制器采集數據并將數據存儲在數據庫內部，根據設定的閾值條件定時向中央服務器發(fā)送數據；

S2、控制器的編碼單元對相關數據依次進行拆分、編號以及壓縮編碼處理，壓縮編碼后數據借助于第一通訊單元與第二通訊單元發(fā)送至解碼單元；

S3、中央服務器的解碼單元對數據進行解碼并按照編號進行排序后發(fā)送至檢測單元，檢測單元對接收的多段數據進行檢查，如發(fā)現某段數據缺失或錯誤，則向控制器發(fā)送該段數據的傳輸指令，控制器重新發(fā)送該段數據；

S4、多段數據均正確接收后，組合單元將接收到的多段數據進行組合；

S5、客戶端通過訪問網絡服務器瀏覽相關數據。

優(yōu)選地，所述網絡服務器采用TCP或UDP通訊協議，并提供訪問數據的API接口。

本發(fā)明中，數據由控制器主動、定時或根據既定條件向服務器發(fā)送數據，例如控制器僅在設備狀態(tài)異常時發(fā)送異常數據并設置其他需要發(fā)送數據的閾值定時發(fā)送。從而，數據可以直接由控制器主動向服務器發(fā)送，減少了服務器發(fā)送指令以及數據回傳的通訊過程，使系統整體通訊效率提高；僅傳送異常數據，降低了傳輸的數據量，減少了冗余操作。

具體實施例

本發(fā)明的通訊系統應用于樓宇空調系統的監(jiān)控，多個樓層均設置有控制器，通過設定時間閾值或者溫度閾值，中央服務器不再單獨向多個控制器發(fā)送采集指令，而是在時間閾值到達時，例如可以設置每天早上8點、中午12點、晚上6點定時發(fā)送，或者設置溫度閾值，在溫度監(jiān)控裝置監(jiān)控的溫度達到溫度閾值時，控制器主動將采集的數據向中央服務器進行數據發(fā)送，而不必像現有技術一樣等待接收中央服務器的指令再進行發(fā)送，并且在達到溫度閾值時，向中央服務器發(fā)送報警信息。同時，出去溫度閾值，也可以設置其余閾值，例如濕度、火災報警閾值等。

而平時，控制器則可以將采集到的樓宇監(jiān)控數據先存儲在嵌入式的數據庫中，在閾值條件達到時，控制器主動向中央服務器發(fā)送，中央服務器將數據推送至網絡服務器，而用戶通過用戶端借助于網絡接口即可快速訪問監(jiān)控數據。

在數據傳輸過程中，需要對數據進行壓縮，所述數據壓縮算法為行程編碼壓縮算法或哈夫曼編碼算法，數據在從控制器向中央服務器傳輸時的壓縮比為8:1，從中央服務器向客戶端傳輸時的壓縮比為10:1。同時，在數據傳輸時，用戶可以根據監(jiān)控數據的重要性對數據進行排序，數據按一定的優(yōu)先級別排序，對優(yōu)先級級別較高的數據進行優(yōu)先傳送，因此系統傳輸數據的負荷降低，提升系統的響應速度。

優(yōu)選級別可以根據監(jiān)控數據的重要程度進行設定。例如，樓宇監(jiān)控中，可以設定溫度數據優(yōu)先級別最高，濕度優(yōu)選級別較低等。

最后應說明的是：以上所述的各實施例僅用于說明本發(fā)明的技術方案，而非對其限制；盡管參照前述實施例對本發(fā)明進行了詳細的說明，本領域的普通技術人員應當理解：其依然可以對前述實施例所記載的技術方案進行修改，或者對其中部分或全部技術特征進行等同替換；而這些修改或替換，并不使相應技術方案的本質脫離本發(fā)明各實施例技術方案的范圍。