嵌入式重大危險源自動控制系統主控機的製作方法
2023-12-04 17:57:21
專利名稱：嵌入式重大危險源自動控制系統主控機的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種自動控制系統，特別涉及一種嵌入式重大危險源自動控制系統的主控機。
背景技術：
目前，監控系統主要包括主機以及與該主機連接的顯示器和傳感器或探測器或視頻攝像頭等。該傳感器或探測器或視頻攝像頭獲得的監控信息，通過轉換器轉化成電信號後，傳給主機，然後通過顯示器來顯示該監控信息，從而達到監控的功能。
然而，由於該主機接口以及硬體的限制，從而導致監控點少、監控的範圍窄，動態擴展伸縮差，遠程監控能力差的缺點。而且該主機與傳感器或探測器或視頻攝像頭等之間為單向連接，因此，該傳感器或探測器或視頻攝像頭參數的設置不能通過該主機來實現，必須到監控點來設置該傳感器或探測器或視頻攝像頭，因此遠程設置性能差，系統技術升級、兼容性能較弱。
因此，提供一種克服以上缺陷的嵌入式重大危險源自動控制系統主控機成為目前有待解決的技術問題。
發明內容本發明的目的在於提供一種嵌入式重大危險源自動控制系統主控機，其可提高嵌入式重大危險源自動控制系統的監控範圍，增強動態擴展伸縮性能，便於系統技術升級和提高系統的兼容性，完全達到對智能控制終端相連的裝置設備進行自動控制。
本發明的目的是這樣實現的，提供一種嵌入式重大危險源自動控制系統主控機，其包括乙太網控制單元；終端接口，與該乙太網控制單元連接，可連接與信息收集裝置相連的智能控制終端，同時也可用於連接內網終端監控預警平臺；具有作業系統的處理器，與該乙太網控制單元連接，該處理器的作業系統連結應用程式裝置，其中該內網終端監控預警平臺可直通過與該內網終端監控預警平臺連接的終端接口，經過該乙太網控制單元，來周期地讀取從與該信息收集裝置連接的終端接口傳來的電信號數據，對該電信號數據進行分析並從而獲得報警信號；並可通過與該內網終端監控預警平臺連接的終端接口將該內網終端監控預警平臺發出的配置、讀取和設置指令信號傳給該乙太網控制單元，該乙太網控制單元通過與該信息收集裝置連接的終端接口將該配置、讀取和設置指令信號傳遞給該智能控制終端、該信息收集裝置，來配置、讀取和設置該智能控制終端、該信息收集裝置。
該嵌入式重大危險源自動控制系統主控機還包括遠程接口，該遠程接口與所述乙太網控制單元連接，用於連接遠程監控預警平臺，其中所述處理器通過所述應用程式裝置，經所述乙太網控制單元，可周期地從與該信息收集裝置連接的終端接口獲得的電信號數據並對該電信號數據進行分析，並將分析後的報警信號依次經所述乙太網控制單元和該遠程接口傳遞給該遠程監控預警平臺；並可通過該遠程接口將該遠程監控預警平臺發出的配置、讀取和設置指令信號依次通過所述乙太網控制單元和與該信息收集裝置連接的終端接口傳遞給該智能控制終端、該信息收集裝置，來配置、讀取和設置該智能控制終端、該信息收集裝置。
所述處理器通過該應用程式裝置，可對所述遠程監控預警平臺和所述乙太網控制單元之間的數據進行加密處理。
所述處理器還與備份裝置連接，所述處理器通過該應用程式裝置可將數據備份到該備份裝置。
該嵌入式重大危險源自動控制系統主控機還包括視頻信號收集裝置，該視頻信號收集裝置依次通過視頻轉換器和所述終端接口與所述乙太網控制單元連接。
所述智能控制終端通過CAN-BUS總線與所述信息收集裝置連接或通過交換機擴展連接所述信息收集裝置。
所述終端接口為電接口，該電接口為百兆或千兆RJ45接口，且該RJ45接口通過物理層與所述乙太網控制單元連接。
所述遠程接口為百兆或千兆電接口或光接口，並通過物理層與所述乙太網控制單元連接。
所述乙太網控制單元與所述處理器之間還連接有電壓轉換單元和防死機單元。
所述處理器還連接有USB接口和IDE硬碟接口。
與現有技術相比，在本發明嵌入式重大危險源自動控制系統主控機包括乙太網控制單元；終端接口，與該乙太網控制單元連接，可連接與信息收集裝置相連的智能控制終端，同時也可用於連接內網終端監控預警平臺；具有作業系統的處理器，與該乙太網控制單元連接，該處理器的作業系統連結應用程式裝置，其中該內網終端監控預警平臺可直通過與該內網終端監控預警平臺連接的終端接口，經過該乙太網控制單元，來周期地讀取從與該信息收集裝置連接的終端接口傳來的電信號數據，對該電信號數據進行分析並從而獲得報警信號；並可通過與該內網終端監控預警平臺連接的終端接口將該內網終端監控預警平臺發出的配置、讀取和設置指令信號傳給該乙太網控制單元，該乙太網控制單元通過與該信息收集裝置連接的終端接口將該配置、讀取和設置指令信號傳遞給該智能控制終端、該信息收集裝置，來配置、讀取和設置該智能控制終端、該信息收集裝置。藉此，可提高嵌入式重大危險源自動控制系統的監控範圍，增強動態擴展伸縮性能，便於系統技術升級和提高系統的兼容性，完全達到對智能控制終端相連的裝置設備進行自動控制。
圖1是本發明嵌入式重大危險源自動控制系統主控機的結構框示意圖。
圖2是報警處理模塊的工作流程示意圖。
圖3是終端通信任務模塊的工作流程示意圖。
圖4是應答子模塊的工作流程示意圖。
圖5是發送終端子模塊的工作流程示意圖。
圖6是遠程通信任務模塊的工作流程示意圖。
圖7是監測數據維護任務模塊的工作流程示意圖。
具體實施方式以下結合附圖對本發明進行詳細說明。
如圖1所示，本發明嵌入式重大危險源自動控制系統主控機10主要包括具有作業系統20的處理器11、與該處理器11連接的乙太網控制單元12、與該乙太網控制單元12連接的終端接口16和遠程接口14以及應用程式裝置21。在本實施例中，該處理器11為ARM9處理器。作業系統20為LINUX作業系統。
其中該終端接口16，也即電接口，以下詳細說明，一端連接智能控制終端13；另一端連接乙太網控制單元12。其中該終端接口16與該智能控制終端13是通過乙太網連接；該智能控制終端13是通過CAN-BUS總線與若干信息收集裝置15連接，或者通過交換機擴展地連接若干個信息收集裝置15，其傳輸協議為CAN-BUS協議。通過該智能控制終端13將CAN-BUS總線中通過CAN-BUS協議傳輸的數據轉化成乙太網協議數據，通過終端接口16傳到乙太網控制單元12。由於該智能控制終端13是通過CAN-BUS總線與若干信息收集裝置15連接，或者通過交換機擴展地連接若干個信息收集裝置15，從而可大大增多監控點。而且在本實施例中，該嵌入式重大危險源自動控制系統主控機10具有24個終端接口16，再加上十臺普通交換機的擴展功能，從而可動態擴展連接更多的信息收集裝置15，可形成4000個監控點，而且還便於系統技術升級和提高系統的兼容性。
在本實施例中，該信息收集裝置15將感測到的模擬信號或數位訊號轉化成電信號，通過CAN-BUS總線而傳給該智能控制終端13，該信息收集裝置15可為探測器或傳感器或無線智能監控或氣體傳感器或風電閉鎖控制器或紅外線監控等。在本實施例中，該終端接口16為電接口，例如千兆或百兆的RJ45接口，該千兆或百兆的RJ45接口可大大提高傳輸的速度。注意圖1中僅示意出一個終端接口框，但應理解為由若干個單個終端接口16組成。
為了便於觀察該RJ45接口的連接狀態，該RJ45接口與該乙太網控制單元12之間設置千兆或百兆的物理層17(PHY)，通過該物理層17發出的顏色，如黃色，來判斷該RJ45接口與該乙太網控制單元12之間的連接狀態。
此外，該終端接口16也可直接與內網終端監控預警平臺26連接，在本實施例中，該內網終端監控預警平臺26為PC電腦或終端工作站。其中當部分終端接口16連接信息收集裝置15；部分終端接口16連接內網終端監控預警平臺26時，該內網終端監控預警平臺26可通過與該內網終端監控預警平臺26連接的終端接口16，經過該乙太網控制單元12，直接周期地讀取從與該信息收集裝置15連接的終端接口16，也即智能控制終端13，傳來的電信號數據，對該電信號數據進行分析並從而獲得報警信號；同時，該內網終端監控預警平臺26也可通過與該內網終端監控預警平臺26連接的終端接口16將該內網終端監控預警平臺26發出的配置、讀取和設置指令信號傳給該乙太網控制單元12，然後該乙太網控制單元12通過與該信息收集裝置15連接的終端接口16將該配置、讀取和設置指令信號傳遞給該智能控制終端13，再通過該智能控制終端13將乙太網協議數據轉化成CAN-BUS協議數據傳遞給信息收集裝置15，進而來達到配置、讀取和設置該智能控制終端13、該信息收集裝置15的功能，從而可實現內部監控預警功能。
此外，該嵌入式重大危險源自動控制系統主控機10還具有遠程監控預警功能，具體來講，該遠程接口14用於連接遠程監控預警平臺18。在本實施例中，該遠程監控預警平臺18主要包括瀏覽器，來瀏覽和觀察報警信息、信號信息，並可設置各種配置參數，通過外部網絡，如Internet網，再通過路由與該遠程接口14連接，進而連接至乙太網控制單元12。在本實施例中，該遠程接口14為光接口，其也可為千兆或百兆。當然該遠程接口14也可為千兆或百兆的電口。當使用光接口時，需要光電轉換卡來連接至乙太網控制單元12，並通過光纖與遠程監控預警平臺18連接，從而可達到遠距離傳輸的功能；當使用電接口時，其傳輸的距離比較近，因此可根據需要來選擇該遠程接口14為光接口，還是電接口。為了便於觀察該遠程接口14的連接狀態，該遠程接口14與該乙太網控制單元12之間設置千兆或百兆的物理層19(PHY)，通過該物理層19發出的顏色，如黃色，來判斷該遠程接口14與該乙太網控制單元12之間的連接狀態。
該應用程式裝置21具有自動控制功能，因此該處理器11通過該應用程式裝置21，可周期地從與該信息收集裝置15連接的終端接口16，也即智能控制終端13，獲得的電信號數據並對該電信號數據進行分析，並將分析後的報警信號經乙太網控制單元12和該遠程接口14傳遞給該遠程監控預警平臺18；並可通過該遠程接口14將該遠程監控預警平臺18發出的配置、讀取和設置指令信號通過乙太網控制單元12和與該信息收集裝置15連接的終端接口16傳遞給該智能控制終端13，再通過該智能控制終端13將乙太網協議數據轉化成CAN-BUS協議數據傳遞給信息收集裝置15，進而來達到配置、讀取和設置該智能控制終端13、該信息收集裝置15的功能，從而實現遠程監控預警功能。
為了與遠程通訊安全，該應用程式裝置21具有安全功能，從而使得該嵌入式重大危險源自動控制系統主控機10還是一個安全中心。具體來講，該處理器11通過該應用程式裝置21，運用VPN或IPSEC對幀實施加密，進而對口令進行加密，對用戶數據進行認證，從而該遠程監控預警平臺和乙太網控制單元之間的數據進行加密處理，從而提高安全性能。
為了完成以上自動控制功能，該應用程式裝置21包括報警處理任務模塊30、終端通信任務模塊40、遠程通信任務模塊50和監測數據維護任務模塊60。
報警處理流程時，該終端通信任務模塊40可通過TCP/IP協議棧獲得智能控制終端13電信號數據報文，然後分析該電信號數據報文，得出報警事件信號並傳遞給該報警處理模塊30。該報警處理模塊30將得到的報警事件信號經過處理後，傳遞給遠程通訊模塊50，從而通過TCP/IP協議棧傳送給遠程監控預警平臺18或內網終端監控預警平臺26，從而便於確認監控。
配置、讀取和設置智能控制終端13、信息收集裝置15時，通過遠程監控預警平臺18或內網終端監控預警平臺26對智能控制終端13、信息收集裝置15的配置參數進行查詢、設置，該查詢、設置的指令通過該監測數據維護任務模塊60，傳輸到該終端通信任務模塊30，然後對該智能控制終端13、信息收集裝置15的配置參數進行查詢、設置，以下詳細說明。
圖2所示為報警處理模塊30的工作流程圖，該報警處理模塊啟動開始301後，運行該指向報警先入先出(FIFO)302指令，首先指向鏈首303，然後判斷是否到鏈尾304，若不是，則結束310；若是，則從鏈取下數據305，並將該數據拷貝到緩衝區306，來構造用戶數據報協議網口數據緩衝區307，並放到發送緩衝區308，發送給遠程監控預警平臺18，可從遠程瀏覽器中直觀觀察該報警。當完成放到發送緩衝區308的動作後，然後指向下一節點309，循環操作。
圖3所示為該終端通信任務模塊40的工作流程圖，該模塊啟動開始401後，首先從接受緩衝區取包402，然後判斷是否來自終端403，若是來自終端，判斷是否報警404。若是報警，則存放到報警緩衝區405，然後模塊任務結束408；若不是報警，則判斷是否是實時應答406。若是實時應答，則存放到實時監測緩衝區407，模塊任務結束408；若不是實時應答，則調用應答子模塊41(以下詳細說明)，模塊任務結束408。若不是來自終端，則從檢測緩衝區取包409，判斷是否發往終端410，若是發往終端，則調用發送終端子模塊42(以下詳細說明)，模塊任務結束408；若不是發往終端，則模塊任務結束408。
圖4所示為應答子模塊41的工作流程圖，該應答子模塊41啟動開始411後，首先指向監測緩衝區412，然後判斷是否為終端參數413。若是終端參數，然後判斷該終端參數是否正確414，若終端參數正確，則存放到監測緩衝區415，然後拷貝數據到監測緩衝區中終端確認416，模塊任務結束4111；若終端參數不正確，直接拷貝數據到監測緩衝區中終端確認416，模塊任務結束4111。當不是終端參數時，然後判斷是否為傳感器參數417，若是傳感器參數，則判斷該傳感器參數是否正確418，若傳感器參數正確，則存放到監測緩衝區419，然後拷貝數據到監測緩衝區中傳感器確認4110，模塊任務結束4111；若傳感器參數不正確，直接拷貝數據到監測緩衝區中傳感器確認4110，模塊任務結束4111。
圖5所示為發送終端子模塊42的工作流程圖，該發送終端子模塊啟動開始421後，首先指向監測緩衝區422，然後判斷是否為遠程實時命令423，若是遠程實時命令，則判斷參數是否正確424，若參數不正確，則模塊任務結束4214。若參數正確，則判斷是否為終端參數425，若是終端參數，則拷貝終端參數到緩衝區426，然後構造用戶數據報協議數據緩衝區427，模塊任務結束4214。若不是終端參數，則判斷是否為傳感器參數428，若是傳感器參數，則拷貝傳感器參數到緩衝區429，然後構造用戶數據報協議數據緩衝區427，模塊任務結束4214。若不是傳感器參數，則模塊任務結束4214。當不是遠程實時命令，則判斷是否為終端參數4210，若是終端參數，則拷貝終端參數到緩衝區426，然後構造用戶數據報協議數據緩衝區427，模塊任務結束4214。若不是終端參數，則判斷是否為傳感器參數4211，若是傳感器參數，則拷貝傳感器參數到緩衝區429，然後構造用戶數據報協議數據緩衝區427，模塊任務結束4214。若不是傳感器參數，則產生錯誤代碼到監測緩衝區4213，然後模塊任務結束4214。
圖6所示為遠程通信任務模塊50的工作流程圖，當該遠程通信任務模塊50啟動開始501後，首先從接受緩衝區取包502，然後判斷是否來自遠程503。若是來自遠程，則判斷是否為實時命令504，若是實時命令，則指向監測緩衝區505，然後拷貝數據到緩衝區506，模塊任務結束513；若不是實時命令，則判斷是否為查詢507。若為查詢，則拷貝數據到緩衝區508，構造用戶數據報協議網口數據緩衝區509，放到發送緩衝區510，模塊任務結束513；若不是查詢，則模塊任務結束513。當不是來自遠程時，則指向監測緩衝區511，然後判斷是否為實時應答512，若是實時應答，則拷貝數據到緩衝區508，構造用戶數據報協議網口數據緩衝區509，放到發送緩衝區510，模塊任務結束513；若不是實時應答，則模塊任務結束513。
圖7所示為監測數據維護任務模塊60的工作流程圖，當該模塊啟動開始601後，指向監測數據緩衝區602，然後將終端生命計時加一603，然後判斷該終端生命計時是否達到最大604，若是達到最大，則清空終端值605，然後刪除終端下面的傳感器值606，模塊任務結束610。當終端生命計時不是達到最大，則給該傳感器生命計時加一607，然後判斷該傳感器生命計時是否達到最大608，若是達到最大，則刪除該傳感器值609，模塊任務結束610，若該傳感器生命計時不是達到最大，則模塊任務結束610。
此外，如圖1所示，該嵌入式重大危險源自動控制系統10主控機還包括視頻信號收集裝置，該視頻信號收集裝置通過視頻轉換器23與乙太網控制單元12連接，該視頻轉換器23將該視頻信號收集裝置收集的視頻信號轉化成電信號並通過處理器11控制傳遞給遠程監控預警平臺18或內網終端監控預警平臺26。具體地講，在本實施例中，該視頻信號收集裝置為攝像頭22，該攝像頭22通過視頻接口連接在該視頻轉換器23上，以便於將該攝像頭22獲得的視頻轉化成電信號。然後該視頻轉換器23通過終端接口16與該乙太網控制單元12連接，當然為了便於觀察該終端接口16的連接狀態，該終端接口16與該乙太網控制單元12之間設置千兆或百兆的物理層17(PHY)，通過該物理層17發出的顏色，如黃色，來判斷該終端接口16與該乙太網控制單元12之間的連接狀態。該視頻電信號通過該處理器11以及作業系統20和該應用程式裝置21的控制，通過該乙太網控制單元12傳遞到遠程監控預警平臺18的瀏覽器上或內網終端監控預警平臺26，可直接顯示。
此外，該嵌入式重大危險源自動控制系統主控機10還包括備份裝置24，該備份裝置24通過與該處理器11連接，通過該應用程式裝置21控制，以備份數據信息資料和視頻數據。而且該乙太網控制單元12與該處理器11之間還連接有電壓轉換單元和防死機單元25，以提供電壓轉換功能和防止死機功能。而且該嵌入式重大危險源自動控制系統主控機10還配設有與該處理器11連接的兩個USB主機接口、一個硬碟IDE接口，來提高該嵌入式重大危險源自動控制系統主控機10的擴展功能。
儘管通過以上實施例對本發明進行了揭示，但是本發明的範圍並不局限於此，在不偏離本發明構思的條件下，以上各元件可用所屬技術領域人員了解的相似或等同元件來替換。
權利要求
1.一種嵌入式重大危險源自動控制系統主控機，其包括乙太網控制單元；終端接口，與該乙太網控制單元連接，可連接與信息收集裝置相連的智能控制終端，同時也可用於連接內網終端監控預警平臺；具有作業系統的處理器，與該乙太網控制單元連接，該處理器的作業系統連結應用程式裝置，其中該內網終端監控預警平臺可直通過與該內網終端監控預警平臺連接的終端接口，經過該乙太網控制單元，來周期地讀取從與該信息收集裝置連接的終端接口傳來的電信號數據，對該電信號數據進行分析並從而獲得報警信號；並可通過與該內網終端監控預警平臺連接的終端接口將該內網終端監控預警平臺發出的配置、讀取和設置指令信號傳給該乙太網控制單元，該乙太網控制單元通過與該信息收集裝置連接的終端接口將該配置、讀取和設置指令信號傳遞給該智能控制終端、該信息收集裝置，來配置、讀取和設置該智能控制終端、該信息收集裝置。
2.如權利要求1所述的嵌入式重大危險源自動控制系統主控機，其特徵在於，還包括遠程接口，該遠程接口與所述乙太網控制單元連接，用於連接遠程監控預警平臺，其中所述處理器通過所述應用程式裝置，經所述乙太網控制單元，可周期地從與該信息收集裝置連接的終端接口獲得的電信號數據並對該電信號數據進行分析，並將分析後的報警信號依次經所述乙太網控制單元和該遠程接口傳遞給該遠程監控預警平臺；並可通過該遠程接口將該遠程監控預警平臺發出的配置、讀取和設置指令信號依次通過所述乙太網控制單元和與該信息收集裝置連接的終端接口傳遞給該智能控制終端、該信息收集裝置，來配置、讀取和設置該智能控制終端、該信息收集裝置。
3.如權利要求2所述的嵌入式重大危險源自動控制系統主控機，其特徵在於，所述處理器通過該應用程式裝置，可對所述遠程監控預警平臺和所述乙太網控制單元之間的數據進行加密處理。
4.如權利要求1、2或3所述的嵌入式重大危險源自動控制系統主控機，其特徵在於，所述處理器還與備份裝置連接，所述處理器通過該應用程式裝置可將數據備份到該備份裝置。
5.如權利要求1、2或3所述的嵌入式重大危險源自動控制系統主控機，其特徵在於，還包括視頻信號收集裝置，該視頻信號收集裝置依次通過視頻轉換器和所述終端接口與所述乙太網控制單元連接。
6.如權利要求1、2或3所述的嵌入式重大危險源自動控制系統主控機，其特徵在於，所述智能控制終端通過CAN-BUS總線與所述信息收集裝置連接或通過交換機擴展連接所述信息收集裝置。
7.如權利要求1、2或3所述的嵌入式重大危險源自動控制系統主控機，其特徵在於，所述終端接口為電接口，該電接口為百兆或千兆RJ45接口，且該RJ45接口通過物理層與所述乙太網控制單元連接。
8.如權利要求2或3所述的嵌入式重大危險源自動控制系統主控機，其特徵在於，所述遠程接口為百兆或千兆電接口或光接口，並通過物理層與所述乙太網控制單元連接。
9.如權利要求1、2或3所述的嵌入式重大危險源自動控制系統主控機，其特徵在於，所述乙太網控制單元與所述處理器之間還連接有電壓轉換單元和防死機單元。
10.如權利要求1、2或3所述的嵌入式重大危險源自動控制系統主控機，其特徵在於，所述處理器還連接有USB接口和IDE硬碟接口。
全文摘要
一種嵌入式重大危險源自動控制系統主控機，其包括與乙太網控制單元連接的終端接口和具有作業系統的處理器，該處理器的作業系統連結應用程式裝置。其中該內網終端監控預警平臺可直通周期地讀取從與該信息收集裝置連接的終端接口傳來的電信號數據從而獲得報警信號；並可通過終端接口將該內網終端監控預警平臺發出的配置、讀取和設置指令信號傳給該智能控制終端、該信息收集裝置，來配置、讀取和設置該智能控制終端、該信息收集裝置。藉此，可提高嵌入式重大危險源自動控制系統的監控範圍，增強動態擴展伸縮性能，便於系統技術升級和提高系統的兼容性，完全達到對智能控制終端相連的裝置設備進行自動控制。
文檔編號G05B19/418GK1851582SQ200610060800
公開日2006年10月25日 申請日期2006年5月26日 優先權日2006年5月26日
發明者陳德元, 陳坤源 申請人:深圳市華威世紀科技發展有限公司