CN101808113A - 基于广义网络的并行监控系统及其监控方法 - Google Patents

Abstract

一种基于广义网络的并行监控系统及其监控方法，涉及远程监控技术领域，所解决的是融合3G网络、INTERNET、无线传感器网络、无线网络等现有网络，实现远程网络资源的互联和监控问题。该系统包括应用区域、协同引擎、协同代理、系统门户、全局服务器、全局资源目录、全局知识库和终端；全局服务器、协同引擎、协同代理三级服务机构协同地构建、管理终端和广义网络的资源之间的广义网络链接，终端通过广义网络链接监视和控制广义网络中的资源；一个终端可以通过多个广义网络链接控制多个广义网络中的资源，本系统可以支持多个终端同时监控多个广义网络中的资源。本发明提供的系统及方法，能实现资源的互联及真正意义的远程并行控制。

Description

基于广义网络的并行监控系统及其监控方法

技术领域

本发明涉及远程监控的技术，特别是涉及一种基于广义网络的并行监控系统及其监控方法的技术。

背景技术

随着信息技术的飞速发展，计算机网络已广泛地深入到社会的各个领域。广义网络是指现有的网络支撑技术，包括高速局域网络、城域网络、Internet网络、无线网络、3G网络以及无线传感器网络等。通过广义网络人们可以获取更广泛的区域和更荒野的地区的信息，并且可以进行低成本的大规模信息处理和广域并行控制系统的实施。例如，在信息收集和处理的终端收集广泛区域的原始信息，再汇集到局部数据中心，然后通过高速局域网络汇集到INTERNET网络，进而人们可以在广义网络的任何地方运用移动信息处理设备通过无线网络、INTERNET网络或3G网络来浏览终端基础信息并通过广义网络发出控制指令，来遥控和并行控制远程终端的环境、设备。但是，目前还没有融合3G网络、无线传感器网络、INTERNET和无线网络等各种网络的远程监控系统，现有的远程并行控制系统都是通过独立的网络进行远程控制的，用户无法通过异构协议的实体局域网络浏览及控制相关资源，不能有效发挥各种网络的特性，因此现有程监控系统的网络接入性较差，实用性较低，无法实现资源之间的互联及真正意义的远程并行控制。

发明内容

针对上述现有技术中存在的缺陷，本发明所要解决的技术问题是提供一种网络接入性好、实用性强，能实现资源之间的互联及真正意义的远程并行控制的基于广义两络的并行监控系统及其监控方法。

为了解决上述技术问题，本发明所提供的一种基于广义网络的并行监控系统，其特征在于，包括：

多个应用区域，每个应用区域由多个实体局域网络组成，每个实体局域网络中设有一个用于管理该网络的主控服务节点，及一个协同代理；所述协同代理是用于该协同代理所在的实体局域网络与其它实体局域网络之间进行协同处理、信息沟通、协议转化、链接资源维护、信息收集及发布的软件智能体；每个协同代理通过主控服务节点监控实体局域网络中的资源；

多个协同引擎，每个协同引擎对应一个应用区域，每个应用区域经其对应的协同引擎连接INTERNET网络，并由其对应的协同引擎对其进行资源管理、信息收集、协议转换、资源调度和资源配置；

系统门户，连接INTERNET网络，由主控制器和门户WEB组成，用于向用户提供服务资源、用户交互界面、联系外界和管理系统环境；

全局服务器，连接INTERNET网络，用于处理全局数据、进行资源调度及向各应用区域提供定向服务；

全局资源目录，连接全局服务器，用于存放系统中的所有网络、设备和服务资源的信息；

全局知识库，连接全局服务器，用于存放由系统中的各组成部分发送给全局服务器的知识信息；

至少一个终端，经3G网络连接INTERNET网络。

进一步的，所述终端是计算机，或3G移动设备。

进一步的，所述实体局域网络是无线传感器网络、工业控制网络、无线网络或视频服务网络。

本发明所提供的基于广义网络的并行监控系统的监控方法，其特征在于，具体步骤如下：

A、将系统中的每个资源定义成一个全局资源元组；所述资源是指存在于实体局域网络中的设备；

B、每个协同代理通过其所在实体局域网络中的主控服务节点定时检查该实体局域网络中各资源的状态，并获取状态发生变化的资源的全局资源元组后转发给该实体局域网络所属的协同引擎，再由协同引擎转发给全局服务器，然后由全局服务器存放到全局资源目录和全局知识库；

C、系统门户通过全局服务器获取全局资源目录和全局知识库中的相关信息，并把所获取的信息以WEB页面展示；

D、各终端通过INTERNET网络访问系统门户的WEB页面，浏览系统中各资源的信息，并通过系统门户的WEB页面向目标资源发送控制命令；

E、系统门户收到控制命令后通过全局服务器从全局资源目录中调取目标资源的广义网络链接，并根据所调取的信息及控制命令构建一个信息包发送给全局服务器；

其中，目标资源的广义网络链接是终端和实体局域网络的目标资源之间的逻辑连接通道，其内容包括源节点、目标节点和命令集；

其中，源节点和目标节点分别是终端和系统中的资源；

F、全局服务器收到系统门户发来的信息包后从该信息包中提取广义网络链接及控制命令，并根据所提取的内容构建一个新的信息包发送给目标资源所属的协同引擎；

G、协同引擎收到全局服务器发来的信息包后从该信息包中提取广义网络链接及控制命令，并根据所提取的内容构建一个新的信息包发送给目标资源所在实体局域网络的协同代理；

H、协同代理收到协同引擎发来的信息包后从该信息包中提取广义网络链接及控制命令，并根据控制命令执行相关操作；

其中，当协同代理从信息包中提取的控制命令是建立链接命令时，则在所提取的广义网络链接的源节点和目标节点之间建立链接；

其中，当协同代理从信息包中提取的控制命令是功能控制命令时，则将所提取的广义网络链接的命令集转换为该协同代理所在实体局域网络所支持的内部命令，转换后的命令与广义网络链接的目标节点一并发送给该实体局域网络的主控服务节点，主控服务节点根据收到的命令驱动目标节点的资源工作；

其中，当协同代理从信息包中提取的控制命令是挂起命令时，则将所提取的广义网络链接的源节点和目标节点之间的链接挂起；

其中，当协同代理从信息包中提取的控制命令是结束命令时，则将所提取的广义网络链接的源节点和目标节点之间的链接断开。

本发明提供的基于广义网络的并行监控系统及其监控方法，融合了各种现有网络，并利用多级管理机制和分级代理机制实现了多种通信机制的融合，用户可通过终端浏览及控制各实体局域网络中的资源，并能借助存放于全局知识库中的知识信息协同管理各实体局域网络中的资源，有效发挥各种网络的特性，例如无线传感器网络适合野外大区域的环境信息监测、工业控制网络适合设施环境较好的区域进行控制、无线网络能支持无线移动设备接入、3G服务网络可以实时传输被监测环境的视频信息；通过工业控制网络与实体局域网络的主控服务节点桥接，还可以屏蔽各实体局域网络的协议细节，使多个异构协议的实体局域网络融入整个系统中；具有接入性好、实用性强的特点，能实现资源之间的互联及真正意义的远程并行控制。

附图说明

图1是本发明实施例的基于广义网络的并行监控系统的结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图说明对本发明的实施例作进一步详细描述，但本实施例并不用于限制本发明，凡是采用本发明的相似结构及其相似变化，均应列入本发明的保护范围。

如图1所示，本发明实施例所提供的一种基于广义网络的并行监控系统，其特征在于，包括：

多个应用区域，每个应用区域由多个实体局域网络组成，每个实体局域网络中设有一个用于管理该网络的主控服务节点，及一个协同代理；所述协同代理是用于该协同代理所在的实体局域网络与其它实体局域网络之间进行协同处理、信息沟通、协议转化、链接资源维护、信息收集及发布的软件智能体；每个协同代理通过主控服务节点监控实体局域网络中的资源；

多个协同引擎，每个协同引擎对应一个应用区域，每个应用区域经其对应的协同引擎连接INTERNET网络，并由其对应的协同引擎对其进行资源管理、信息收集、协议转换、资源调度和资源配置；

系统门户，连接INTERNET网络，由主控制器和门户WEB组成，用于向用户提供服务资源、用户交互界面、联系外界和管理系统环境；

全局服务器，连接INTERNET网络，用于处理全局数据、进行资源调度及向各应用区域提供定向服务；

全局资源目录，连接全局服务器，用于存放系统中的所有网络、设备和服务资源的信息；

全局知识库，连接全局服务器，用于存放由系统中的各组成部分发送给全局服务器的知识信息；

至少一个终端，经3G网络连接INTERNET网络。

本发明实施例中，所述终端是3G移动设备或计算机。

本发明实施例中，所述实体局域网络是无线传感器网络、工业控制网络、无线网络或视频服务网络。

本发明所述的广义网络是INTERNET网络和3G网络的组合，或是INTERNET网络、3G网络和实体局域网络的组合。

本发明实施例中，每个应用区域中的实体局域网络的类型及数量可根据实际需要而定，例如在一个应用区域中可配置一个无线传感器网络负责环境信息收集，配置一个工业控制网络负责现场设备控制，配置一个视频服务网络负责现场视频信息传输。

如图1所示，本发明实施例所提供的基于广义网络的并行监控系统的监控方法，其特征在于，具体步骤如下：

A、将系统中的每个资源定义成一个全局资源元组，每个全局资源元组中的元组信息包括该资源的资源标识符(RID)、资源名(RN)、资源状态(RS)、资源描述(RS)、资源控制命令集合(RC)、资源使用规则集合(RR)和资源使用协议(RP)；

其中，所述资源是指存在于实体局域网络中的设备，例如无线传感器或无线传感器通信模块等；

B、每个协同代理通过其所在实体局域网络中的主控服务节点定时检查该实体局域网络中各资源的状态，并获取状态发生变化的资源的全局资源元组后转发给该实体局域网络所属的协同引擎，再由协同引擎转发给全局服务器，然后由全局服务器存放到全局资源目录和全局知识库；

C、系统门户通过全局服务器获取全局资源目录和全局知识库中的相关信息，并把所获取的信息以WEB页面展示；

D、各终端通过INTERNET网络访问系统门户的WEB页面，浏览系统中各资源的信息，并通过系统门户的WEB页面向目标资源发送控制命令；

其中，若终端要与目标资源建立链接，则发送一个建立链接命令，若终端要对目标资源进行远程控制，则发送一个功能控制命令，若终端要将该终端与目标资源之间的链接挂起，则发送一个挂起命令，若终端要结束该终端与目标资源之间的链接，则发送一个结束命令；

E、系统门户收到控制命令后通过全局服务器从全局资源目录中调取目标资源的广义网络链接，并根据所调取的信息及控制命令构建一个信息包发送给全局服务器；

其中，目标资源的广义网络链接是终端和实体局域网络的目标资源之间的逻辑连接通道，其内容包括广义网络链接标识符、源节点、目标节点、链接建立时间、链接持续时间、命令集、链接状态和缓冲区；

其中，源节点和目标节点分别是终端和系统中的资源；缓冲区用于存放该链接生存周期内的所有过程信息；

其中，若系统门户收到的是建立链接命令，系统门户则在构建的信息包中写入建立链接命令及目标资源的广义网络链接，并等待全局服务器的应答消息包；若全局服务器送回的是链接已建立的应答消息包，系统门户即向终端发送一个链接已建立的应答消息包；

其中，若全局资源目录中不存在目标资源的广义网络链接，则系统门户先执行建立链接命令；

其中，若系统门户收到的是功能控制命令，系统门户则在构建的信息包中写入功能控制命令及目标资源的广义网络链接，并等待全局服务器的应答消息包；若全局服务器送回的是命令已执行的应答消息包，系统门户即向终端发送一个命令已执行的应答消息包；

其中，若系统门户收到的是挂起命令或结束命令，系统门户则在构建的信息包中写入挂起命令及目标资源的广义网络链接，或结束命令及目标资源的广义网络链接，并等待全局服务器的应答消息包；若全局服务器送回的是挂起命令已执行，或结束命令已执行的应答消息包，系统门户即向终端发送一个挂起命令已执行，或结束命令已执行的应答消息包；

F、全局服务器收到系统门户发来的信息包后从该信息包中提取广义网络链接及控制命令，并根据所提取的内容构建一个新的信息包发送给目标资源所属的协同引擎；

其中，若全局服务器从信息包中提取的控制命令是建立链接命令，全局服务器则在构建的信息包中写入建立链接命令及目标资源的广义网络链接，并等待协同引擎的应答消息包；若协同引擎送回的是链接已建立的应答消息包，全局服务器即根据该应答消息包修改目标资源的广义网络链接，并存入本地存储器中，然后根据修改后的广义网络链接构建一个链接已建立的应答消息包发送给系统门户；

其中，若全局服务器从信息包中提取的控制命令是功能控制命令，全局服务器则在构建的信息包中写入功能控制命令及目标资源的广义网络链接，并等待协同引擎的应答消息包；若协同引擎送回的是命令已执行的应答消息包，全局服务器即根据该应答消息包修改目标资源的广义网络链接，并存入本地存储器中，然后根据修改后的广义网络链接构建一个命令已执行的应答消息包发送给系统门户；

其中，若全局服务器从信息包中提取的控制命令是挂起命令或结束命令，全局服务器则在构建的信息包中写入挂起命令及目标资源的广义网络链接，或结束命令及目标资源的广义网络链接，并等待协同引擎的应答消息包；若协同引擎送回的是挂起命令已执行，或结束命令已执行的应答消息包，全局服务器即根据该应答消息包修改目标资源的广义网络链接，并存入本地存储器中，然后根据修改后的广义网络链接构建一个挂起命令已执行，或结束命令已执行的应答消息包发送给系统门户；

G、协同引擎收到全局服务器发来的信息包后从该信息包中提取广义网络链接及控制命令，并根据所提取的内容构建一个新的信息包发送给目标资源所在实体局域网络的协同代理；

其中，若协同引擎从信息包中提取的控制命令是建立链接命令，协同引擎则在构建的信息包中写入建立链接命令及目标资源的广义网络链接，并等待协同代理的应答消息包；若协同代理送回的是链接已建立的应答消息包，协同引擎即根据该应答消息包修改目标资源的广义网络链接，并存入本地存储器中，然后根据修改后的广义网络链接构建一个链接已建立的应答消息包发送给全局服务器；

其中，若协同引擎从信息包中提取的控制命令是功能控制命令，协同引擎则在构建的信息包中写入功能控制命令及目标资源的广义网络链接，并等待协同代理的应答消息包；若协同代理送回的是命令已执行的应答消息包，协同引擎即根据该应答消息包修改目标资源的广义网络链接，并存入本地存储器中，然后根据修改后的广义网络链接构建一个命令已执行的应答消息包发送给全局服务器；

其中，若协同引擎从信息包中提取的控制命令是挂起命令或结束命令，协同引擎则在构建的信息包中写入挂起命令及目标资源的广义网络链接，或结束命令及目标资源的广义网络链接，并等待协同代理的应答消息包；若协同代理送回的是挂起命令已执行，或结束命令已执行的应答消息包，协同引擎即根据该应答消息包修改目标资源的广义网络链接，并存入本地存储器中，然后根据修改后的广义网络链接构建一个挂起命令已执行，或结束命令已执行的应答消息包发送给全局服务器；

H、协同代理收到协同引擎发来的信息包后从该信息包中提取广义网络链接及控制命令，并根据控制命令执行相关操作；

其中，当协同代理从信息包中提取的控制命令是建立链接命令时，则在所提取的广义网络链接的源节点和目标节点之间建立链接；然后再修改目标资源的广义网络链接，并根据修改后的广义网络链接构建一个链接已建立的应答消息包发送给该协同代理所属的协同引擎；

其中，当协同代理从信息包中提取的控制命令是功能控制命令时，则将所提取的广义网络链接的命令集转换为该协同代理所在实体局域网络所支持的内部命令，转换后的命令与广义网络链接的目标节点一并发送给该实体局域网络的主控服务节点，主控服务节点根据收到的命令驱动目标节点的资源工作；然后再修改目标资源的广义网络链接，并根据修改后的广义网络链接构建一个命令已执行的应答消息包发送给该协同代理所属的协同引擎；

其中，当协同代理从信息包中提取的控制命令是挂起命令时，则将所提取的广义网络链接的源节点和目标节点之间的链接挂起；然后再修改目标资源的广义网络链接，并根据修改后的广义网络链接构建一个挂起命令已执行的应答消息包发送给该协同代理所属的协同引擎；

其中，当协同代理从信息包中提取的控制命令是结束命令时，则将所提取的广义网络链接的源节点和目标节点之间的链接断开；然后再修改目标资源的广义网络链接，并根据修改后的广义网络链接构建一个结束命令已执行的应答消息包发送给该协同代理所属的协同引擎。

本发明实施例中，所述广义网络链接由全局服务器、协同引擎、协同代理三级服务机构协同地构建、管理，终端通过广义网络链接监视和控制实体局域网络中的资源；每个终端可以通过多个广义网络链接控制多个实体局域网络中的资源，实现远程并行监控；

本发明实施例还可以通过多个终端同时监控多个实体局域网络中的资源。

如图1所示，本发明实施例有两个应用区域，分别为应用区域1和应用区域2，其中应用区域1由三个实体局域网络组成，所述三个实体局域网络分别为实体局域网络1、实体局域网络2和实体局域网络3；其中实体局域网络1是一个无线传感器网络，该网络由4个型号为Mote Micaz Corssbow2.4GHz的无线节点构成，每个无线节点上连接一个型号为MTS300的传感器板，每个传感器板上设有光、温度、声音等传感器；实体局域网络1的主控服务节点是1台PC机，该PC机连接一个型号为MIB520CB的USB网关，并接入INTERNET网络；实体局域网络2是由两部iPhone 3G手机构成的3G视频服务网络，该网络中的两部iPhone 3G手机之间通过一个自动接通程序实现自动链接；

本发明实施例的终端有两个，分别是一部3G手机和一个3G上网笔记本，协同代理、协同引擎、全局服务器均采用JAVA SERVERLET开发，整个系统的通信协议基于XML脚本设计，系统门户采用Java Script开发；

本发明实施例中，两个终端(3G手机和3G上网笔记本)通过系统门户查询实体局域网络1中各传感器板上的传感器所采集的温度、光照度等信息，并能通过系统门户向实体局域网络1中各传感器板上的传感器发送控制命令，控制各传感器的采样时间。

本发明实施例中，两个终端(3G手机和3G上网笔记本)通过系统门户控制实体局域网络2中的任意一部iPhone 3G手机启动，直接建立终端与实体局域网络2中的iPhone 3G手机的联机，终端与实体局域网络2中的iPhone 3G手机联机后，实体局域网络2中的iPhone 3G手机能直接通过3G网络把周围的视频图像传输给终端。

本发明实施例可广泛应用于大规模设施农业环境监测与控制、森林防火预警控制等广域信息处理与控制领域；以农业为例，如果某个地区有上百个葡萄种植大棚，每个大棚安装无线传感器信息处理与控制网络，基础无线传感器网络负责收集葡萄生长所需的温度、土壤湿度、酸碱度、肥料、光照度等信息，然后汇集到INERNET网络上，利用INTERNET网络上的葡萄生长标准数据库来对比大棚环境，然后启动控制反馈系统来驱动无线传感器网络并行控制各个大棚环境的动态调整；另一方面，葡萄种植专家可以通过3G网络来实时察看各个大棚的环境信息以及葡萄生长状态，发出控制指令来控制大棚的环境变化。

Claims (4)

1.一种基于广义网络的并行监控系统，其特征在于，包括：

多个应用区域，每个应用区域由多个实体局域网络组成，每个实体局域网络中设有一个用于管理该网络的主控服务节点，及一个协同代理；所述协同代理是用于该协同代理所在的实体局域网络与其它实体局域网络之间进行协同处理、信息沟通、协议转化、链接资源维护、信息收集及发布的软件智能体；每个协同代理通过主控服务节点监控实体局域网络中的资源；

多个协同引擎，每个协同引擎对应一个应用区域，每个应用区域经其对应的协同引擎连接INTERNET网络，并由其对应的协同引擎对其进行资源管理、信息收集、协议转换、资源调度和资源配置；

系统门户，连接INTERNET网络，由主控制器和门户WEB组成，用于向用户提供服务资源、用户交互界面、联系外界和管理系统环境；

全局服务器，连接INTERNET网络，用于处理全局数据、进行资源调度及向各应用区域提供定向服务；

全局资源目录，连接全局服务器，用于存放系统中的所有网络、设备和服务资源的信息；

全局知识库，连接全局服务器，用于存放由系统中的各组成部分发送给全局服务器的知识信息；

至少一个终端，经3G网络连接INTERNET网络。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于：所述终端是计算机，或3G移动设备。

3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于：所述实体局域网络是无线传感器网络、工业控制网络、无线网络或视频服务网络。

4.一种权利要求1所述的基于广义网络的并行监控系统的监控方法，其特征在于，具体步骤如下：

A、将系统中的每个资源定义成一个全局资源元组；所述资源是指存在于实体局域网络中的设备；

B、每个协同代理通过其所在实体局域网络中的主控服务节点定时检查该实体局域网络中各资源的状态，并获取状态发生变化的资源的全局资源元组后转发给该实体局域网络所属的协同引擎，再由协同引擎转发给全局服务器，然后由全局服务器存放到全局资源目录和全局知识库；

C、系统门户通过全局服务器获取全局资源目录和全局知识库中的相关信息，并把所获取的信息以WEB页面展示；

D、各终端通过INTERNET网络访问系统门户的WEB页面，浏览系统中各资源的信息，并通过系统门户的WEB页面向目标资源发送控制命令；

E、系统门户收到控制命令后通过全局服务器从全局资源目录中调取目标资源的广义网络链接，并根据所调取的信息及控制命令构建一个信息包发送给全局服务器；

其中，目标资源的广义网络链接是终端和实体局域网络的目标资源之间的逻辑连接通道，其内容包括源节点、目标节点和命令集；

其中，源节点和目标节点分别是终端和系统中的资源；

F、全局服务器收到系统门户发来的信息包后从该信息包中提取广义网络链接及控制命令，并根据所提取的内容构建一个新的信息包发送给目标资源所属的协同引擎；

G、协同引擎收到全局服务器发来的信息包后从该信息包中提取广义网络链接及控制命令，并根据所提取的内容构建一个新的信息包发送给目标资源所在实体局域网络的协同代理；

H、协同代理收到协同引擎发来的信息包后从该信息包中提取广义网络链接及控制命令，并根据控制命令执行相关操作；

其中，当协同代理从信息包中提取的控制命令是建立链接命令时，则在所提取的广义网络链接的源节点和目标节点之间建立链接；

其中，当协同代理从信息包中提取的控制命令是功能控制命令时，则将所提取的广义网络链接的命令集转换为该协同代理所在实体局域网络所支持的内部命令，转换后的命令与广义网络链接的目标节点一并发送给该实体局域网络的主控服务节点，主控服务节点根据收到的命令驱动目标节点的资源工作；

其中，当协同代理从信息包中提取的控制命令是挂起命令时，则将所提取的广义网络链接的源节点和目标节点之间的链接挂起；

其中，当协同代理从信息包中提取的控制命令是结束命令时，则将所提取的广义网络链接的源节点和目标节点之间的链接断开。

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