CN103149899B - 粮库智能传感器集成终端 - Google Patents

Abstract

本发明实施例提供了一种粮库智能传感器集成终端，主要包括：服务管理单元、服务单元、消息解析单元和硬件驱动层单元，服务管理单元接收服务单元上报的业务数据，通过规则引擎配置业务规则，利用业务规则对业务数据进行初步加工处理，形成具有业务特性的数据，向服务单元下发各个硬件设备的控制命令；消息解析单元接收硬件驱动层单元发送的来自各个硬件设备的具体服务的业务数据，通过异构整合技术将不同消息格式的业务数据进行消息解析后，转换为具有统一消息协议格式的业务数据。本发明实施例中的智能传感器集成终端可以对粮库中的各类传感器和控制设备进行统一数据采集和管理控制等操作，能够实现传感器和可控设备之间的自主联动控制。

Description

粮库智能传感器集成终端

技术领域

本发明涉及计算机应用技术领域，尤其涉及一种粮库智能传感器集成终端。

背景技术

根据国家统计局公布的2011年粮食产量数据显示，初步统计，2011年全国粮食总产量达到57121万吨，创造了新的历史纪录，比2010年增产2473万吨，增长4.5％。粮食产量的增长带来直接影响就是剩余粮食的储存量也将大幅度的提高。

我国粮食行业和粮食系统的信息化水平一直比较低，尤其是信息化建设发展不均衡，而且最近几年的粮食系统调整改革，使得原有的信息监管基础设施已不适应新的形势，信息采集分散、多种设施并存、接口和交换独立、标准不统一、信息孤岛现象严重。

“数字粮库”工程，是国家粮食局在“十二五”期间实施“数字粮食”工程的背景下，重点以粮库的作业与管理实现信息化、自动化和智能化为建设目标，通过数字粮库管理平台与数字粮库系统，实现对储备粮集中监管，增强政府对粮食宏观调控能力的专项工程，是“数字粮食”工程的重要组成部分。

目前粮库中的粮食仓储管理工作存在以下问题：

粮库信息采集手段落后，数据信息化程度不高。现有系统对温度、湿度、虫害、气体、水分等数据取样采集手段发展不平衡，除温度、湿度外，其他数据的采集绝大部分仍然采用人工手段进行现场采集。同时，管理人员对数据的查看往往停留在纸质表单或者业务系统电力列表，不能对当前粮库信息进行直观的了解，建立不了形象化的概念。大量设备更需要工作人员进行现场操作，比如出入库、货车入仓卸货和行车路径管理、通风设备、制冷设备等。

粮库各控制系统相对独立，缺乏统一联动机制。目前粮库管理所涉及到的控制系统或者设备都是相对独立的，前端的各个传感器的接入没有形成统一的接口标准和协议，无法对设备进行统一接入和规范化管理。多数设备或系统功能单一，且各系统之间缺乏协调，无法完成复杂调控任务。

发明内容

本发明的实施例提供了一种粮库智能传感器集成终端，以实现对粮库中的各类传感器和控制设备进行统一数据采集和管理控制。

一种粮库智能传感器集成终端，包括：

服务管理单元，用于通过操作系统统一配置和管理服务单元中的各功能模块的参数、运行状态以及相互之间的数据交换，接收服务单元上报的业务数据，通过规则引擎配置业务规则，利用所述业务规则对所述业务数据进行初步加工处理，形成具有业务特性的数据，向服务单元下发各个硬件设备的控制命令；

服务单元，包括多个功能模块，每个功能模块对应一种具体服务，负责实现各个功能模块的业务流程，各个功能模块对消息解析单元发送过来的具体服务的业务数据进行处理后，发送给服务管理单元，并将服务管理单元下发的控制命令发送给消息解析单元；

消息解析单元，用于接收硬件驱动层单元发送的来自各个硬件设备的具体服务的业务数据，通过异构整合技术将不同消息格式的业务数据进行消息解析后，转换为具有统一消息协议格式的业务数据，再将业务数据发送给服务单元；将服务单元下发的控制命令转换成各类硬件设备能够识别的特殊指令，并发送给硬件驱动层单元；

硬件驱动层单元，用于直接与硬件设备进行交互，对各种硬件设备进行驱动，使得硬件设备能够被服务管理单元的操作系统正常识别，将硬件设备发送的具体服务的业务数据上报给消息解析单元，将消息解析单元下发的特殊指令发送给各个硬件设备。

由上述本发明的实施例提供的技术方案可以看出，本发明实施例中的采用嵌入式架构的智能传感器集成终端，可以成为连接前端感知网络与后台应用管理的纽带，可以实现感知网络与通信网络，以及不同类型感知网络之间的协议转换，可以对粮库中的各类传感器和控制设备进行统一数据采集和管理控制等操作，能够实现传感器和可控设备之间的自主联动控制。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例一提供的一种粮库智能传感器集成终端的具体结构如图；

图2为本发明实施例一提供的一种硬件驱动层单元的具体结构图；

图3为本发明实施例一提供的一种硬件驱动层单元中的传感器驱动模块的具体结构图；

图4为本发明实施例提供的一种消息解析单元的具体结构图；

图5为本发明实施例提供的一种服务单元的具体结构图。

具体实施方式

为便于对本发明实施例的理解，下面将结合附图以几个具体实施例为例做进一步的解释说明，且各个实施例并不构成对本发明实施例的限定。

实施例一

该实施例提供的一种粮库智能传感器集成终端的具体结构如图1所示，包括如下的模块：

服务管理单元11，用于通过操作系统统一配置和管理服务单元中的各功能模块的参数、运行状态以及相互之间的数据交换。接收服务单元上报的业务数据，对该业务数据进行存储和处理，向服务单元下发各个硬件设备的控制命令。该单元通过规则引擎配置每项业务对应的业务规则，利用所述业务规则对所述业务数据进行初步加工处理，形成具有业务特性的数据。

上述业务规则以驱动文件的形式存储在粮库智能传感器集成终端的存储器上，驱动文件中包含了一系列自定义的操作指令和参数。服务管理单元在粮库智能传感器集成终端启动时读取每项业务对应的驱动文件中的指令和参数，得知每项业务预定的运行时间，以及消息编号、前端接口与业务之间的映射关系，当到达预定时间或收到数据指令时，调用相应的服务单元处理具体业务。服务管理单元收到服务单元上报的某项业务的业务数据后，会根据该某项业务对应的驱动文件中的指令参数对业务数据进行初步加工处理，去掉消息编号、消息首尾等多余字段，得到具有业务特性的数据内容。上述驱动文件中的指令和参数可以通过远程更新的方式进行增删改，实现对业务规则的配置修改。

服务管理单元还对业务数据中的噪音数据进行过滤，从而提高业务数据信噪比，提高业务数据的有效性、准确性。该单元在具体实现上采用基于嵌入式架构的高性能工业级的嵌入式处理芯片，负责内部数据运算处理和各模块的协调工作，在低成本、低功耗的前提下，保证了足够的处理性能和系统稳定性。上述嵌入式处理器目前主要有两种类型：一种是使用Intel公司的Atom处理器及其架构，一种是使用ARM处理器及其架构，两种处理器各有特点。比如，可以采用使用ARM Cortex-M3架构CPU，LM3S9B96，满足工业级设计性能。

服务单元12，包括多个功能模块，每个功能模块对应一种具体服务，比如，温度、湿度等各种传感器服务、RFID(Radio Frequency Identification，射频识别)服务、摄像服务和网络通信服务等。该单元主要负责实现各个功能模块的业务流程，各个功能模块对消息解析单元发送过来的具体服务的业务数据进行处理后，发送给服务管理单元。并将服务管理单元下发的控制命令发送给消息解析单元。

消息解析单元13，用于接收硬件驱动层单元发送的来自各个硬件设备的具体服务的业务数据，由于各个硬件设备所执行的通信协议不同，上述来自各个硬件设备的具体服务的业务数据的消息格式也不同，该单元通过异构整合技术将不同消息格式的业务数据进行消息解析后，转换为具有统一消息协议格式的业务数据，再将业务数据发送给服务单元。

统一的消息协议以TCP(Transmission Control Protocol，传输控制协议)字节流的形式发送，具体格式如下：

消息头

PSAM标识

消息编号

消息内容长度

消息内容

消息尾

其中，消息头和消息尾字段始终固定，用于标识一条消息的开始与结束；PSAM(消费安全存取模块，Purchase Secure Access Module)标识是每台粮库智能传感器集成终端的唯一标识；消息编号字段对应了该消息所属的业务类型；消息内容长度字段说明了消息内容的长度；消息内容字段包含了与具体业务相关的数据内容，该字段长度不定。

粮库智能传感器集成终端的存储器中存放了每项服务的消息协议解析规则，消息解析单元根据每项服务的消息协议解析规则就可获取来自各个硬件设备的具体服务的业务数据消息中各字段代表的含义，再根据上述统一消息协议的具体格式确定具体服务的业务数据消息中各字段在统一协议格式中对应的位置与表示形式，从而实现异构消息协议与统一消息协议之间的相互转换。

并将服务单元下发的控制命令转换成各类硬件设备能够识别的特殊指令，并发送给硬件驱动层单元。

硬件驱动层单元14，用于直接与硬件设备进行交互，对各种硬件设备进行驱动，使得硬件设备能够被服务管理单元的操作系统正常识别，将硬件设备发送的具体服务的业务数据上报给消息解析单元，将消息解析单元下发的特殊指令发送给各个硬件设备。上述硬件设备可以为温度、湿度等各种传感器、通风设备、温度调节设备等。

进程监控单元15，和上述服务管理单元连接，是粮库智能传感器集成终端的一个守护进程，它独立于服务管理单元之外，时刻监视着服务管理单元的运行状态。一旦服务管理单元出现崩溃、阻塞等故障，进程监控单元会对服务管理单元进行重启操作。该单元从很大程度上保证了服务管理单元运行的稳定性，为粮库智能传感器集成终端24小时无人值守提供了保障。

进程监控单元分为硬件和软件两个部分。硬件部分采用了处理器自带的看门狗定时器，当系统内核运行出现崩溃、死循环等故障时，看门狗会发送复位信号，通知粮库智能传感器集成终端进行复位重启；软件部分采用一个独立的通信模块，定期与主进程进行心跳包通信，当通信发生异常时，说明主进程运行出现故障，这时通知操作系统重启主进程。

总线控制器16，包含并行总线接口、同步串行总线接口、异步串行总线接口、GPIO总线接口等，和上述服务管理单元、服务单元、消息解析单元、硬件驱动层单元连接，用于协调粮库智能传感器集成终端内部的各个单元的通讯、数据交换等功能。

存储器17，和上述服务管理单元连接，用于保存服务管理单元处理后的业务数据、传感器等硬件设备采集的原始业务数据、运行日志等，使得出现网络异常等情况，智能传感器集成终端无法与监管中心通信时，重要数据不至于丢失。该存储器采用固态结构，抗冲击、震荡，有利于数据保存。卡槽结构，便于替换维护。

该智能传感器集成终端还包括供电系统，提供不同的电源接入方式，提供备用电源，并对各部分独立供电。还包括I/O拓展、USB、RJ45接入、安全、调试烧录等功能模块，以满足智能传感器集成终端的各项功能设计要求。

具体的，该实施例提供的一种上述的硬件驱动层单元的具体结构如图2所示，包括如下的模块：

传感器驱动模块21，主要用于连接和驱动温度、湿度等各种有线或者无线传感器。传统粮库中的传感器是以有线方式安置在粮库各处的，安装过程中需要进行复杂的布线、测算等工作，对仓库地形和设施位置的依赖性较强。粮食入仓、出仓的过程往往会对有线接入的传感器造成物理性破坏，致使传感器成为一次性用品，造成资源浪费。有线接入的传感器通过物理接口与管理端连接，物理接口的数量限制使得整个系统的扩展能力不够强。此外有线传感器一旦发生通讯故障，无法判断故障线路的具体位置，增加了故障排查、检修维护的难度。

为了解决以上这些固有缺陷，我们引入了有线、无线相结合的方式对各类传感器进行接入。在保留一部分的有线传感器的基础上，利用ZigBee技术在粮库中组建一个无线传感网络，即可接入大量带有ZigBee模块的无线传感器。ZigBee技术除了具有低成本、低功耗等优点外，还拥有自组网的特性，即使传感网中的某个节点出现故障，无线传感器仍可以自动寻找其他正常节点，保证传感网络的正常运转。

ZigBee还拥有节点定位功能，通过固定在粮库中各处的若干节点，即可对分布在粮库中的无线传感器进行定位，获得传感器在粮库中的三维位置，以实现对粮库各处信息的准确监控。该模块还将各种传感器发送的具体服务的业务数据上报给消息解析单元，将消息解析单元下发的特殊指令发送给各种传感器。该模块的一种具体结构如图3所示，包括ZigBee驱动模块31、有线驱动模块32，其中，ZigBee驱动模块31，用于驱动ZigBee无线传感器，将ZigBee无线传感器发送的具体服务的业务数据上报给消息解析单元，将消息解析单元下发的特殊指令发送给ZigBee无线传感器。有线驱动模块32，用于驱动有线传感器，将有线传感器发送的具体服务的业务数据上报给消息解析单元，将消息解析单元下发的特殊指令发送给有线传感器。

串口驱动模块22，包括232、485串口，用于连接和驱动RFID标签、RFID读写器、门窗控制器、虫情和霉变监测设备、气体环境条件监测设备、通风装置、计算机等串口控制类设备。该模块还将串口控制类设备发送的具体服务的业务数据上报给消息解析单元，将消息解析单元下发的特殊指令发送给串口控制类设备。该模块还包括串口扩展板，用于扩展与其他前端设备的通讯接口。

视频采集卡驱动模块23，支持1-4路模拟摄像头接入，用于连接和驱动摄像头等视频采集设备。该模块还将视频采集设备发送的具体服务的业务数据上报给消息解析单元，将消息解析单元下发的特殊指令发送给视频采集设备。

网卡驱动模块24，支持网线连接局域网或公网，主要用于连接和驱动有线或无线网卡、路由器等网络通信设备。该模块还将网络通信设备发送的具体服务的业务数据上报给消息解析单元，将消息解析单元下发的特殊指令发送给网络通信设备。在粮库内需要同时搭建有线通信网络和3G、Zigbee、WiFi、RFID等多种无线网络，以满足不同传感器和其他设备的接入要求。这些网络之间存在着通讯机制、频段上的冲突，极易产生传输干扰问题，因此它们之间的异构并存问题值得研究。

I/O接口驱动模块25，具备多路输入、输出接口，通过高低电平可读取或控制门禁、报警、指示灯等元器件的状态，实现自动化联动报警。

USB接口驱动模块26，用于连接和驱动USB摄像头、鼠标、键盘等即插即拔式设备，也可通过U盘进行数据拷贝、系统升级等功能。

具体的，该实施例提供的一种上述消息解析单元的具体结构如图4所示，包括如下的模块：

传感器消息解析模块41，用于接收硬件驱动层单元发送的来自各个传感器的具体服务的业务数据，根据所述存储器中存储的各个传感器的具体服务的消息协议解析规则获取各个传感器的具体服务的业务数据消息中各字段代表的含义，再根据所述统一消息协议的具体格式确定各个传感器的具体服务的业务数据消息中各字段在统一协议格式中对应的位置与表示形式，将所述各个传感器的具体服务的业务数据转换为具有统一消息协议格式的业务数据，再将业务数据发送给服务单元；将服务单元下发的控制命令转换成各类传感器能够识别的特殊指令，并发送给硬件驱动层单元；

串口消息解析模块42，用于接收硬件驱动层单元发送的来自RFID标签、RFID读写器、门窗控制器、通风装置、计算机等串口控制类设备的具体服务的业务数据，根据所述存储器中存储的串口控制类设备的具体服务的消息协议解析规则获取串口控制类设备的具体服务的业务数据消息中各字段代表的含义，再根据所述统一消息协议的具体格式确定串口控制类设备的具体服务的业务数据消息中各字段在统一协议格式中对应的位置与表示形式，将所述串口控制类设备的具体服务的业务数据转换为具有统一的消息协议格式的业务数据，再将业务数据发送给服务单元；将服务单元下发的控制命令转换成串口控制类设备能够识别的特殊指令，并发送给硬件驱动层单元；

摄像消息解析模块43，用于接收硬件驱动层单元发送的来自摄像设备的具体服务的业务数据，根据所述存储器中存储的摄像设备的具体服务的消息协议解析规则获取摄像设备的具体服务的业务数据消息中各字段代表的含义，再根据所述统一消息协议的具体格式确定摄像设备的具体服务的业务数据消息中各字段在统一协议格式中对应的位置与表示形式，将所述摄像设备的具体服务的业务数据转换为具有统一消息协议格式的业务数据，再将业务数据发送给服务单元；将服务单元下发的控制命令转换成摄像设备能够识别的特殊指令，并发送给硬件驱动层单元；

网络消息解析模块44，用于接收硬件驱动层单元发送的来自网络通信设备的具体服务的业务数据，根据所述存储器中存储的网络通信设备的具体服务的消息协议解析规则获取网络通信设备的具体服务的业务数据消息中各字段代表的含义，再根据所述统一消息协议的具体格式确定网络通信设备的具体服务的业务数据消息中各字段在统一协议格式中对应的位置与表示形式，将所述网络通信设备的具体服务的业务数据转换为具有统一消息协议格式的业务数据，再将业务数据发送给服务单元；将服务单元下发的控制命令转换成网络通信设备能够识别的特殊指令，并发送给硬件驱动层单元。

具体的，该实施例提供的一种上述服务单元的具体结构如图5所示，包括如下的模块：

传感器服务模块51，用于对应温度、湿度等各种传感器服务，实现各种传感器服务的业务流程。对消息解析单元发送过来的各种传感器服务的业务数据进行处理后，发送给服务管理单元。并将服务管理单元下发的控制命令发送给消息解析单元。

串口服务模块52，用于对应RFID标签、RFID读写器、门窗控制器、通风装置、计算机等串口控制类设备服务，实现串口控制类设备服务的业务流程。对消息解析单元发送过来的各种传感器服务的业务数据进行处理后，发送给服务管理单元，并将服务管理单元下发的控制命令发送给消息解析单元。

摄像服务模块53，用于对应摄像服务，实现摄像服务的业务流程。对消息解析单元发送过来的摄像服务的业务数据进行处理后，发送给服务管理单元。并将服务管理单元下发的控制命令发送给消息解析单元。

网络通信服务模块54，用于对应网络通信服务，实现网络通信服务的业务流程。对消息解析单元发送过来的网络通信服务的业务数据进行处理后，发送给服务管理单元，并将管理平台下发的控制命令发送给消息解析单元。

粮库中由于存在各类传感器和控制设备，且不同设备存在独立的控制管理系统，对这些设备的管理工作既复杂又容易出错，然而粮库中有限的空间和相对恶劣的环境使我们难以将普通计算机作为粮库前端管理系统的一部分。因此，基于嵌入式架构的系统通常具有低功耗、体积小、集成度高、稳定性好，以及在专项功能上的高效性等特点，本发明实施例中的粮库智能传感器集成终端采用嵌入式结构。

Web Server中包含有粮库智能传感器集成终端的远程配置页面，以及相关的一些控件。用户或维护人员可以通过浏览器访问到设备的远程配置页面并下载所需控件，实现对设备的配置管理。

考虑到系统的稳定性、安全性等因素，本发明实施例采用在嵌入式领域广泛应用的Linux系统作为智能传感器集成终端的操作系统。利用Linux系统强大的可移植性、可裁剪性、开源性和跨平台性等特点，使得在智能传感器集成终端上可以很方便的进行各类设备的接入以及应用的开发、扩展，小巧的系统体积使得整个系统的低成本、高可靠性得到保障。

本领域普通技术人员可以理解：附图只是一个实施例的示意图，附图中的模块或流程并不一定是实施本发明所必须的。

本领域普通技术人员可以理解：实施例中的设备中的模块可以按照实施例描述分布于实施例的设备中，也可以进行相应变化位于不同于本实施例的一个或多个设备中。上述实施例的模块可以合并为一个模块，也可以进一步拆分成多个子模块。

综上所述，本发明实施例中的采用嵌入式架构的智能传感器集成终端，可以成为连接前端感知网络与后台应用管理的纽带，可以实现感知网络与通信网络，以及不同类型感知网络之间的协议转换，既可以实现广域互联，也可以实现局域互联。可以对粮库中的各类传感器和控制设备进行统一数据采集和管理控制等操作，能够实现传感器和可控设备之间的自主联动控制，减少传统粮食监管中大量的人为操作，从一定程度上实现无人监管，降低了人工干预，大大降低了监管难度和人力消耗。

本发明实施例中的智能传感器集成终端具体具有如下的优点：

1：广泛的接入能力：目前用于近程通信的技术标准很多，仅常见的传感网络技术就包括ZigBee、Z-Wave、RUBEE、Wireless HART、ANT/ANT+等。各类技术主要针对某一类应用展开，之间缺乏兼容性和体系规划。智能传感器集成终端通过采用标准的适配层、不同技术标准开发相应的接口，实现各种通信技术标准的互联互通，从而实现广泛的接入能力。其中，利用有线方式可以接入各种开关量、模拟量输入、输出；利用自身的无线传感网络组织能力可以接入大范围、大量的无线传感器。

2：可管理性：强大的管理能力，对于任何大型复杂网络都是必不可少的。智能传感器集成终端可以管理底层的各感知节点，进行设备运行状态的监测和预警，并能够对设备进行远程控制、故障诊断和设备自修复等。

3：协议转换能力：从不同的感知网络到接入网络的协议转换、将下层的标准格式的数据统一封装、保证不通的感知网络的协议能够变成统一的数据和信令；将上层下发的数据包解析成感知层协议可以识别的信令和控制指令。

4：数据加工处理：智能传感器集成终端通过规则引擎可以进行业务规则的配置，从而对前端感知节点采集的数据进行初步加工处理，对噪音数据进行过滤从而提高业务数据信噪比，并且可以对原始采集数据进行加工后形成具有业务特性的数据。

5:本地存储能力：智能传感器集成终端提供一定的本地存储能力，在出现网络故障时可将前端采集的数据进行本地存储，并待网络恢复后再进行上传，从而保障前端感知网络的可靠性。本地存储能力还让智能传感器集成终端具有双码流功能，例如根据网络带宽限制以低码流实时传输数据，并将高码流数据进行本地存储，以备数据回溯或者是根据管理中心的需要进行非实时传输。

6:访问控制：智能传感器集成终端可实现基于权限的访问控制配置清单，对前端感知节点进行统一的访问控制管理，从而实现设备安全和数据安全。

7:多样化配置：智能传感器终端拥有强大的前端数据采集设备接入能力，可根据不同的环境、任务需要进行多样化的配置模式，包括：视频采集模式、数据采集模式、综合应用模式。视频采集模式——可用于视频采集需求较大的场合；数据采集模式——可用于数据采集量大、数据采集种类多的应用场合，综合应用模式——可用于较为平衡的采集需求场合。

8:自动化采集：智能传感终端一旦部署到位，可自动监测各个接入的传感设备，按照设定的数据采集规则自动进行数据的采集和处理，对于不同的采集数据类型，终端会自动进行归类。

9:数字化分析：汇聚对前端传感设备，分布状态态势分析，如：温度和湿度实时数据分析，接收来自集成传感的信息，通过集成环境设备，获取来自目标设备和环境各类信息，资源分布状态等多类信息，整合多要素快速分析决策提供必要支撑条件。

10:智能化联动：对前端的多类型传感器设备和各个系统的接入，有机关联起来。如：传感系统、粮情监测、以及温室保温、降温、通风系统等接入。系统做到设备与设备、设备与系统等全自动化、智能化联动管理。

11:智能化监测：先进的综合集成模式，通过无线通讯、信息网络，协调执行所需各类系统和资源。全面实现无人值守、识别技术、自动报警多种动态数据视频分析管理。

12:网络化部署：作为网络中间件设备，智能化终端定位清晰，具有灵活的网络接入特性，不仅可形成有终端和传感器组成的前端数据采集网络，终端与终端之间还可进行数据互通，共享采集数据，进行分布式数据处理，形成由终端联网形成的数据处理网络，每个粮库智能传感器集成终端充当类似于神经元的角色，和数据服务后台共同形成一个数据处理中枢神经网络，提高数据的处理能力。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (11)

1.一种粮库智能传感器集成终端，其特征在于，包括：

服务管理单元，用于通过操作系统统一配置和管理服务单元中的各功能模块的参数、运行状态以及相互之间的数据交换，接收服务单元上报的业务数据，通过规则引擎配置业务规则，利用所述业务规则对所述业务数据进行初步加工处理，形成具有业务特性的数据，向服务单元下发各个硬件设备的控制命令；

服务单元，包括多个功能模块，每个功能模块对应一种具体服务，负责实现各个功能模块的业务流程，各个功能模块对消息解析单元发送过来的具体服务的业务数据进行处理后，发送给服务管理单元，并将服务管理单元下发的控制命令发送给消息解析单元；

消息解析单元，用于接收硬件驱动层单元发送的来自各个硬件设备的具体服务的业务数据，通过异构整合技术将不同消息格式的业务数据进行消息解析后，转换为具有统一消息协议格式的业务数据，再将业务数据发送给服务单元；将服务单元下发的控制命令转换成各类硬件设备能够识别的特殊指令，并发送给硬件驱动层单元；

硬件驱动层单元，用于直接与硬件设备进行交互，对各种硬件设备进行驱动，使得硬件设备能够被服务管理单元的操作系统正常识别，将硬件设备发送的具体服务的业务数据上报给消息解析单元，将消息解析单元下发的特殊指令发送给各个硬件设备。

2.根据权利要求1所述的粮库智能传感器集成终端，其特征在于，所述粮库智能传感器集成终端还包括：

进程监控单元，和所述服务管理单元连接，监视服务管理单元的运行状态，当所述服务管理单元出现故障时，对服务管理单元进行重启操作。

3.根据权利要求2所述的粮库智能传感器集成终端，其特征在于，所述粮库智能传感器集成终端还包括：

总线控制器，包含并行总线接口、同步串行总线接口、异步串行总线接口、GPIO总线接口，所述总线控制器和所述服务管理单元、服务单元、消息解析单元、硬件驱动层单元连接，用于协调粮库智能传感器集成终端内部的各个单元的通讯、数据交换功能；

存储器，和所述服务管理单元连接，用于保存服务管理单元处理后的业务数据，硬件设备采集的原始业务数据、运行日志、以驱动文件的形式存储每项业务对应的业务规则和消息协议解析规则，所述业务规则中包含了一系列自定义的操作指令和参数。

4.根据权利要求3所述的粮库智能传感器集成终端，其特征在于：

所述服务管理单元，具体用于在粮库智能传感器集成终端启动时读取所述存储器中存储的每项业务对应的业务规则的指令和参数，得知每项业务预定的运行时间，以及消息编号、前端接口与业务之间的映射关系，当到达预定时间或收到数据指令时，调用相应的服务单元处理具体业务；收到服务单元上报的某项业务的业务数据后，根据该某项业务的业务规则中的指令参数对业务数据进行初步加工处理，去掉包括消息编号、消息首尾在内的多余字段，得到具有业务特性的数据内容；

通过远程更新的方式对每项业务的业务规则对应的驱动文件中的指令和参数进行增删改，实现对业务规则的配置修改。

5.根据权利要求2所述的粮库智能传感器集成终端，其特征在于：

所述进程监控单元，包括硬件和软件两个部分，硬件部分采用了处理器自带的看门狗定时器，当系统内核运行出现故障时，看门狗会发送复位信号，通知粮库智能传感器集成终端进行复位重启；软件部分采用一个独立的通信模块，该通信模块定期与服务管理单元进行心跳包通信，当该心跳包通信发生异常时，说明服务管理单元运行出现故障，通知操作系统重启服务管理单元。

6.根据权利要求1至5任一项所述的粮库智能传感器集成终端，其特征在于，所述硬件驱动层单元包括：

传感器驱动模块，用于连接和驱动各种有线或者无线传感器，所述无线传感器包括带有ZigBee模块的无线传感器，将各种传感器发送的具体服务的业务数据上报给消息解析单元，将消息解析单元下发的特殊指令发送给各种传感器；

串口驱动模块，包括232、485串口，用于连接和驱动串口控制类设备，将串口控制类设备发送的具体服务的业务数据上报给消息解析单元，将消息解析单元下发的特殊指令发送给串口控制类设备，所述串口控制类设备包括RFID标签、RFID读写器、门窗控制器、虫情和霉变监测设备、气体环境条件监测设备、通风装置、计算机；

视频采集卡驱动模块，支持1-4路模拟摄像头接入，用于连接和驱动视频采集设备，将视频采集设备发送的具体服务的业务数据上报给消息解析单元，将消息解析单元下发的特殊指令发送给视频采集设备，所述视频采集设备为摄像头；

网卡驱动模块，支持网线连接局域网或公网，用于连接和驱动有线或无线网络通信设备，将网络通信设备发送的具体服务的业务数据上报给消息解析单元，将消息解析单元下发的特殊指令发送给网络通信设备，所述无线网络包括：3G、Zigbee、WiFi、RFID；

I/O接口驱动模块，具备多路输入、输出接口，通过高低电平可读取或控制门禁、报警、指示灯器件的状态，实现自动化联动报警；

USB接口驱动模块，用于连接和驱动即插即拔式设备，该即插即拔式设备包括USB摄像头、鼠标、键盘。

7.根据权利要求6所述的粮库智能传感器集成终端，其特征在于，所述传感器驱动模块包括：

ZigBee驱动模块，用于驱动ZigBee无线传感器，将ZigBee无线传感器发送的具体服务的业务数据上报给消息解析单元，将消息解析单元下发的特殊指令发送给ZigBee无线传感器；

有线驱动模块，用于驱动有线传感器，将有线传感器发送的具体服务的业务数据上报给消息解析单元，将消息解析单元下发的特殊指令发送给有线传感器，所述有线传感器包括温度传感器、湿度传感器和温湿度传感器。

8.根据权利要求3或4所述的粮库智能传感器集成终端，其特征在于：

所述消息解析单元，具体用于设定所述统一消息协议格式包括：消息头、消费安全存取模块PSAM标识、消息编号、消息内容长度、消息内容和消息尾，所述消息头和消息尾字段始终固定，用于标识一条消息的开始与结束，所述PSAM标识是每台粮库智能传感器集成终端的唯一标识，所述消息编号字段对应了该消息所属的业务类型，所述消息内容长度字段说明了消息内容的长度，所述消息内容字段包含了与具体业务相关的数据内容，该字段长度不定；

根据所述存储器中存储的每项服务的消息协议解析规则获取来自各个硬件设备的具体服务的业务数据消息中各字段代表的含义，再根据所述统一消息协议的具体格式确定具体服务的业务数据消息中各字段在统一协议格式中对应的位置与表示形式，从而实现将不同消息格式的业务数据转换为具有统一消息协议格式的业务数据。

9.根据权利要求8所述的粮库智能传感器集成终端，其特征在于，所述的消息解析单元具体包括：

传感器消息解析模块，用于接收硬件驱动层单元发送的来自各个传感器的具体服务的业务数据，根据所述存储器中存储的各个传感器的具体服务的消息协议解析规则获取各个传感器的具体服务的业务数据消息中各字段代表的含义，再根据所述统一消息协议的具体格式确定各个传感器的具体服务的业务数据消息中各字段在统一协议格式中对应的位置与表示形式，将所述各个传感器的具体服务的业务数据转换为具有统一消息协议格式的业务数据，再将业务数据发送给服务单元；将服务单元下发的控制命令转换成各类传感器能够识别的特殊指令，并发送给硬件驱动层单元；

串口消息解析模块，用于接收硬件驱动层单元发送的来自串口控制类设备的具体服务的业务数据，根据所述存储器中存储的串口控制类设备的具体服务的消息协议解析规则获取串口控制类设备的具体服务的业务数据消息中各字段代表的含义，再根据所述统一消息协议的具体格式确定串口控制类设备的具体服务的业务数据消息中各字段在统一协议格式中对应的位置与表示形式，将所述串口控制类设备的具体服务的业务数据转换为具有统一的消息协议格式的业务数据，再将业务数据发送给服务单元；将服务单元下发的控制命令转换成串口控制类设备能够识别的特殊指令，并发送给硬件驱动层单元；

摄像消息解析模块，用于接收硬件驱动层单元发送的来自摄像设备的具体服务的业务数据，根据所述存储器中存储的摄像设备的具体服务的消息协议解析规则获取摄像设备的具体服务的业务数据消息中各字段代表的含义，再根据所述统一消息协议的具体格式确定摄像设备的具体服务的业务数据消息中各字段在统一协议格式中对应的位置与表示形式，将所述摄像设备的具体服务的业务数据转换为具有统一消息协议格式的业务数据，再将业务数据发送给服务单元；将服务单元下发的控制命令转换成摄像设备能够识别的特殊指令，并发送给硬件驱动层单元；

网络消息解析模块，用于接收硬件驱动层单元发送的来自网络通信设备的具体服务的业务数据，根据所述存储器中存储的网络通信设备的具体服务的消息协议解析规则获取网络通信设备的具体服务的业务数据消息中各字段代表的含义，再根据所述统一消息协议的具体格式确定网络通信设备的具体服务的业务数据消息中各字段在统一协议格式中对应的位置与表示形式，将所述网络通信设备的具体服务的业务数据转换为具有统一消息协议格式的业务数据，再将业务数据发送给服务单元；将服务单元下发的控制命令转换成网络通信设备能够识别的特殊指令，并发送给硬件驱动层单元。

10.根据权利要求9所述的粮库智能传感器集成终端，其特征在于，所述服务单元包括：

传感器服务模块，用于对应传感器服务，实现各种传感器服务的业务流程，对消息解析单元发送过来的各种传感器服务的业务数据进行处理后，发送给服务管理单元，并将服务管理单元下发的控制命令发送给消息解析单元；

串口服务模块，用于对应串口控制类设备服务，实现串口控制类设备服务的业务流程，对消息解析单元发送过来的各种传感器服务的业务数据进行处理后，发送给服务管理单元，并将服务管理单元下发的控制命令发送给消息解析单元；

摄像服务模块，用于对应摄像服务，实现摄像服务的业务流程，对消息解析单元发送过来的摄像服务的业务数据进行处理后，发送给服务管理单元，并将服务管理单元下发的控制命令发送给消息解析单元；

网络通信服务模块，用于对应网络通信服务，实现网络通信服务的业务流程，对消息解析单元发送过来的网络通信服务的业务数据进行处理后，发送给服务管理单元，并将管理平台下发的控制命令发送给消息解析单元。

11.根据权利要求1所述的粮库智能传感器集成终端，其特征在于，所述粮库智能传感器集成终端采用嵌入式结构。