CN102053581A - 信息采集与控制方法及信息采集与控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种信息采集与控制方法及信息采集与控制系统，所述方法包括步骤：采集现场信息并将其输入至实时控制器，该些现场信息包含实时信息和非实时信息；利用实时控制器处理实时信息；利用实时控制器将非实时信息传送至业务服务器，该业务服务器通过以太网联接所述实时控制器；以及利用业务服务器处理所述非实时信息。本发明同时提供一种信息采集与控制系统。本发明能提高实时控制器的处理速度。

Description

信息采集与控制方法及信息采集与控制系统

技术领域

本发明涉及信息采集与控制系统，特别是涉及一种将实时任务和非实时任务分别处理的信息采集与控制系统。

背景技术

分布式控制系统(distributed control systems，简称DCS)，又称为分散控制系统或集散控制系统，是由多台计算机分别控制生产过程中多个控制回路，同时又可集中获取数据、集中管理和集中控制的自动控制系统。分布式控制系统采用微处理机分别控制各个回路，而用中小型工业控制计算机或高性能的微处理机实施上一级的控制。处于底层的过程控制级一般由分散的现场控制站、数据采集站等就地实现数据采集和控制，并通过数据通信网络传送到生产监控级计算机。监控级对来自过程控制级的数据进行集中操作管理，如各种优化计算、统计报表、故障诊断、显示报警等。

随着计算机技术的发展，DCS可以按照需要与更高性能的计算机设备通过网络联接来实现更高级的集中管理功能，如计划调度、仓储管理、能源管理等。监控级处理过程中所有的任务并产生部分信息用于集中管理，因此集中管理的功能的增多必然会加重生产监控级的处理负担，影响控制器的处理速度。

另外，多个控制系统并存于同一内部网也被广日益需要，例如车辆管理系统与门禁考勤系统，以及文件管理系统等常常被同时使用。但目前这些系统需要分别提供，各系统建立时，都要考虑与现有系统的兼容问题，并且一旦控制需求出现变化，就往往需要设计人员与用户面对面的交流，进行需求分析，耗费较多的时间和金钱成本。

发明内容

本发明的目的在于提供一种能够加快系统的处理速度的信息采集与控制方法及信息采集与控制系统。

为了实现上述目的，本发明提供一种信息采集与控制方法，包括步骤：采集现场信息并将其输入至实时控制器，该些现场信息包含实时信息和非实时信息；利用实时控制器处理实时信息；利用实时控制器将非实时信息传送至业务服务器，该业务服务器通过网络联接所述实时控制器；以及利用业务服务器处理所述非实时信息。所述实时控制器与所述业务服务器可以通过内部网联接，也可以通过互联网联接。现场信息可能包含传感信息和RFID信息。

为了实现上述目的，本发明同时提供一种信息采集与控制系统，包含实时控制器和业务服务器，所述实时控制器用于处理实时任务，所述业务服务器用于处理非实时任务，所述实时控制器与所述业务服务器通过网络联接。所述实时控制器与所述业务服务器可以通过内部网联接，也可以通过互联网联接。该信息采集与控制系统可以包含传感系统和识别系统。

本发明通过将实时任务和非实时任务分别在实时控制器和业务服务器中处理，提高了实时控制器的处理速度。

本发明通过使一个业务服务器联接同一用户的多台实时控制器和不同用户的实时控制器，有利于中心控制能力的提高和大规模的联网应用。

本发明的目的、优点和特点，将通过下面优选实施例的非限制性说明进行图示和解释，这些实施例参照附图仅作为例子给出。

附图说明

图1是依据本发明的一种信息采集与控制方法的流程示意图；

图2是依据本发明的一种控制系统；

图3是依据本发明的一种控制电子设备的方法；

图4显示依据本发明的一种计算机系统；

图5显示本发明的业务系统构建装置、中心系统组建模块及嵌入式系统组建模块；

图6显示本发明的系统架构。

具体实施方式

参考图1，依据本发明的一种信息采集与控制方法，包括：步骤S102，采集现场信息并将其输入至实时控制器，该些现场信息包含实时信息和非实时信息；步骤S104，利用实时控制器处理实时信息；步骤S106，利用实时控制器将非实时信息传送至业务服务器，该业务服务器通过网络联接所述实时控制器；以及步骤S108，利用业务服务器处理所述非实时信息。所述现场信息包含传感信息和RFID信息。

参考图2，本发明提供的一种信息采集与控制系统10，包含实时控制器22和业务服务器42，所述实时控制器22用于处理信息采集与控制系统10的需要实时处理和控制的任务，所述业务服务器42用于处理控制系统12的不需要实时处理和控制的任务。这样可以使实时控制器22专注于处理实时任务，加快实时处理速度。每个业务服务器42可以联接至少一个实时控制器22，联接多个实时控制器22时，该些实时控制器22可以属于同一个用户，也可以属于不同的用户。所述实时控制器22与所述业务服务器42通过网络联接，可以是互联网，也可以是内部网，可以是有线，也可以是无线。所述信息采集与控制系统包含传感系统和识别系统。

参考图3，依据本发明的一种控制电子设备的方法，包含步骤：步骤S302，通过业务语言和图形描述业务流程和关系形成业务逻辑；步骤S304，将所述业务逻辑分解成需要实时处理的实时任务和能够集中处理的中心任务；步骤S306，将所述中心任务转变成中心业务系统可执行的程序和参数，并将所述程序和参数下载到业务服务器，所述程序包含信息的传输流程和逻辑、信息的处理流程和逻辑，以及信息的存储流程和逻辑；步骤S308，将所述中心业务系统可执行的程序与参数下载到中心业务服务器，根据该程序和参数执行中心业务处理；步骤S310，将所述实时任务转变成电子设备的信息收集和行为控制逻辑及控制参数；步骤S312，将所述信息收集和行为控制逻辑及控制参数编译成实时控制器可执行的实时控制程序和参数；以及步骤S314，下载所述实时控制程序和参数，并根据该实时控制程序和参数通过与实时控制器联接的元件进行信息收集和行为控制。为便于客户使用，所述业务语言是用户所在的技术领域的人员通用的技术语言，这样可以使业务人员很专注地设计起业务系统而不需要估计具体的电子信号等底层的东西，而容易地组成一个控制系统。所述实时控制程序包含元件接口统一程序、业务对象程序和任务程序，该实时控制程序被下载至电子设备时，元件接口统一程序，业务对象程序和任务程序先后被下载到实时控制器，之后这些程序自动在实时控制器上运行。所述参数可以是元件的参数，其一般通过元件接口统一程序下载。换句话说，所述元件接口统一程序先于参数下载到实时控制器。参数也可以是实时控制器运行业务对象程序和任务程序所需要的数据。所述电子设备可以包含传感器元件，RFID元件，机械和电子控制元件中的至少一种。

图4显示本发明提供的一种计算机系统，如图所示，图2所示的信息采集与控制系统10可以通过以太网联接设计构建系统60，设计构建系统60为所述信息采集与控制系统10实时地提供控制程序，所述信息采集与控制系统10包括嵌入式实时系统20和中心业务系统40，中心业务系统40包含至少一个所述业务服务器42，嵌入式实时系统20包含一个或多个所述实时控制器22，每个实时控制器22联接有一个或多个元件24，一个业务服务器42联接至少一个实时控制器22。所述元件24可以包含各种传感器元件，RFID元件，机械和电子控制元件。所述实时控制器22包含实时控制器组建模块26，其主要用于实时控制器22初始化文件及程序的下载、启动和运行监测及终止，监测实时控制器22运行过程中的异常情况并向设计构建系统60报告，以及下载更新文件和程序。

参考图5，所述设计构建系统60能够接收并根据业务逻辑构建中心业务控制程序和实时控制程序，通过系统组建模块将所述业务控制程序和实时控制程序分别下载至信息采集与控制系统10的业务服务器42和实时控制器22、并接收业务服务器42和实时控制器22所反馈回的运行过程中所出现的异常情况。所述业务服务器42包含中心系统组建模块46，其主要负责业务服务器42的初始化文件及程序的下载、启动和运行监测和终止，监测业务服务器运行过程中的异常情况并向设计构建系统60报告，以及下载更新文件和程序。所述实时控制器22通过实时控制器组建模块26构建，该实时控制器组建模块26主要用于实时控制器22初始化文件及程序的下载、运行和启动，监测实时控制器22运行过程中的异常情况并向设计构建系统60报告，以及下载更新文件和程序。所述实时控制程序包含元件接口统一程序、业务对象程序和任务程序：所述元件接口统一程序用以将同类但不同厂家和型号的元件进行接口统一处理；所述业务对象程序用于对元件接口统一程序所处理后的底层的元件进行功能组合，从而实现业务逻辑的各种功能形成业务对象；所述任务程序用于控制业务对象程序的执行顺序形成实时任务。

参考图6。设计构建系统60包含用于通过业务语言和数据库所提供的图形描述业务关系形成业务逻辑、并将所述业务逻辑分解成需要实时处理的实时任务和能够集中处理的中心任务的业务逻辑和流程分析模块62；用以将所述中心任务转变成中心业务系统可执行的程序和参数的中心业务参数与程序形成模块642，所述程序包含信息的传输流程和逻辑、信息的处理流程和逻辑，以及信息的存储流程和逻辑；用以将所述实时任务转变成电子设备的信息收集和行为控制逻辑及控制参数，并将所述信息收集和行为控制逻辑及控制参数编译成实时控制器可执行的实时控制程序的控制逻辑及控制参数形成模块644，以及将所述业务控制程序和实时控制程序分别通过中心系统组建模块46和实时控制器组建模块26下载至信息采集与控制系统10的业务服务器42和实时控制器22、并接收业务服务器42和实时控制器22所反馈回的运行过程中所出现的异常情况的系统组建模块66。所述控制程序包含元件接口统一程序、业务对象程序和任务程序。所述系统组建模块66先下载所述元件接口统一程序，再下载所述业务对象程序和任务程序。所述系统组建模块66还用于下载电子设备的驱动程序。所述元件接口统一程序用以将同类但不同厂家和型号的元件进行接口统一处理。所述业务对象程序用于对元件接口统一程序处理后的底层的元件进行功能组合，从而实现业务逻辑的各种功能，换言之，根据整个业务流程形成一种设备，该设备的具体功能能够用业务语言描述和调用。所述任务程序用于控制业务对象程序的执行顺序，以完成业务流程中的任务，该任务是系统流程中的一个或几个环节，用于和业务服务器一起实现系统的业务流程与业务逻辑。所述以太网联接为TCP接口。

继续参考图6。设计构建系统60中还设置有用户界面630、管理员界面632和数据库68。用户界面630除了负责新用户注册、对用户信息进行修改、对用户进行授权、删除用户，以及最高权限的项目修改等这些功能外，还具有业务逻辑构建功能，其通过硬件系统设计模块和业务系统设计模块实现。硬件系统设计模块包含：设备拓扑图形界面单元，用于把所需要的业务系统的设备从数据库里拉入项目中；设备参数配置及逻辑设计单元，用于对进入系统的设备逐一进行参数配置和逻辑设计，并形成该项目特有的业务接口，如文件管理中文件柜的取阅、归还、搜索等功能接口；设备仿真分析单元，对设计的设备逻辑和参数进行分析和仿真，显示错误；设备调试单元，用于在硬件联接到系统后，对设备进行部分或全部调试完成其应该完成的任务。业务系统设计模块包含：使用者角色定义单元，用于系统使用者及其所有系统界面(展示层)的设计；业务流程设计单元，用于通过对使用角色与系统的互动方式描述系统业务流程中的流程、逻辑和数据流。管理员界面632包括设备登记审批、设备设计分类关联、业务模板设计登记审批、业务设计模版分类关联，以及数据库维护等单元。设备登记审批单元负责对进入系统的元件进行审批，检查要进入系统的元件的相关测试等验证过程是否完成，商务协议是否签订，供货记录是否良好等。设备设计分类关联单元对设备进行行业关联，使数据库中具有各行业的设备，以方便管理和维护，并实现接入的低耦合。业务模板设计登记审批单元对进入系统的任务、业务流程、数据处理流程、第三方接口等登记入册，并检查相关测试等验证过程是否完成。业务设计模板分类关联单元对任务、业务流程、数据处理流程和第三方接口进行关联，以便各行业在数据库中都有其业务模板。

再次参考图6，与上述设计构建系统60配合的，所述实时控制器22包含：接口统一模块222，其与电子设备的元件联接，用于将同类但不同厂家和型号的元件进行接口统一处理；业务对象模块224，与所述接口统一模块222联接，用于对元件接口统一程序所处理后的底层的元件进行功能组合，从而实现业务逻辑的各种功能；以及任务模块226，与所述业务对象模块224联接，用于控制业务对象模块的执行顺序以完成业务流程中的任务。在本发明的一实施例中，所述任务模块226可以被设置为仅用于控制业务对象模块对电子设备的需要实时处理和控制的任务的执行顺序。所述设备控制器可以是手持设备、可以是各种设备联接的结点，也可以是高端RFID读写器的控制器。

本发明基本思路在于：虽然应用非常广泛的信息采集和控制系统的各种硬件及业务逻辑不尽相同，但所有信息收集和控制系统均由信息采集和控制子系统及辅助系统组成。通过对信息采集和控制子系统及辅助系统的不同组合及业务逻辑的设置，可以在同一平台的基础上实现不同应用的操作，本发明即为在同一核心平台下对信息采集和控制子系统(包括辅助系统)根据业务需求进行构建和实施运行的系统。本发明通过执行相应的业务逻辑完成业务需求对应的ID识别，信息采集、业务事件形成和传递任务，在不同的业务需求指导下，系统平台对上传的信息做不同处理及存贮。同样是通过业务逻辑的定义，来确定各人机界面的内容及信息交互方式。

当然，以上仅是本发明的具体应用范例，对本发明的保护范围不构成任何限制。除上述实施例外，本发明还可以有其它实施方式。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明所要求保护的范围之内。

Claims (8)

1.一种信息采集与控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

采集现场信息并将其输入至实时控制器，该些现场信息包含实时信息和非实时信息；

利用实时控制器处理实时信息；

利用实时控制器将非实时信息传送至业务服务器，该业务服务器通过网络联接所述实时控制器；以及

利用业务服务器处理所述非实时信息。

2.根据权利要求1所述的信息采集与控制方法，其特征在于，所述实时控制器与所述业务服务器通过内部网联接。

3.根据权利要求1所述的信息采集与控制方法，其特征在于，所述实时控制器与所述业务服务器通过互联网联接。

4.根据权利要求1所述的信息采集与控制方法，其特征在于，所述现场信息包含来自传感器的信息和RFID信息。

5.一种信息采集与控制系统，其特征在于，包含实时控制器和业务服务器，所述实时控制器用于处理实时任务，所述业务服务器用于处理非实时任务，所述实时控制器与所述业务服务器通过网络联接。

6.根据权利要求5所述的信息采集与控制系统，其特征在于，所述实时控制器与所述业务服务器通过内部网联接。

7.根据权利要求5所述的信息采集与控制系统，其特征在于，所述实时控制器与所述业务服务器通过互联网联接。

8.根据权利要求5所述的信息采集与控制系统，其特征在于，所述信息采集与控制系统包含传感系统和识别系统。

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