CN102109838A - 一种工业监控系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种工业监控系统及方法，以提高工业监控系统的移动性能，其中该系统包括若干传感器节点，用于采集监控信号并发送到上位机；上位机，接收监控信号并转换成传感器数据包，将传感器数据包发送给WEB服务器；WEB服务器，用于验证若干移动监控终端的接收权限，接收传感器数据包，根据传感器数据包生成格式化消息后发布给具有接收权限的若干移动监控终端；若干移动监控终端，用于解析格式化消息获得与监控信号相对应的监控数据，根据监控数据实时显示工业现场的工作状态。与现有技术相比，本发明提供的工业监控系统及方法提高了工业监控系统的移动性能。

Description

一种工业监控系统及方法

技术领域

本发明涉及监控技术，尤其涉及一种工业监控系统及方法。

背景技术

随着工业控制自动化程度的不断提高，对工业环境以及工业生产设备的监控需求量日益增大。现有的工业监控平台通常是放在PC机或者服务器上，监控终端体积巨大、沉重而不易搬运、布线困难、监控位置相对固定，为了保证防水、防火、防静电以及防盗等安全性，只能将工业监控终端设置在机房里，可移动性几乎为零。

对工厂等生产环境实施远程监控，通常需要借助于一些复杂的网络设备，并采用一些特定类型的网络通讯协议。但是，监控协议往往需要针对不同的生产环境自定义设计并开发，而且不同的监控平台需要针对性地开发不同的监控协议，协议的可移植性较差。在协议开发过程中，客户端团队需要花大量时间去跟服务端团队进行沟通，设计开发和测试的成本特别高。

除了监控协议之外，服务器与所辖的若干监控终端之间，如何交互还需要通过大量的工作来实现，而且该交互在服务器与不同的监控终端之间，需基于单独的设计和编码，通用性差。

另外，现今已有的移动监控终端设备均是使用GPRS/CDMA/WCDMA/TDS-CDMA/CDMA2000等硬件模块组装而成的专用终端设备，需要花费大量人力物力去制作，成本非常高，还无法适应快速开发的需求。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是需要提供一种工业监控系统及方法，以提高工业监控系统的移动性能。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种工业监控系统，包括若干传感器节点、上位机、WEB服务器以及若干移动监控终端，其中：

所述若干传感器节点，布设在工业现场，用于采集监控信号并发送到所述上位机；

所述上位机，与所述若干传感器节点相连，接收所述监控信号并转换成传感器数据包，将所述传感器数据包发送给所述WEB服务器；

所述WEB服务器，用于验证所述若干移动监控终端的接收权限，接收所述传感器数据包，根据所述传感器数据包生成格式化消息后发布给具有所述接收权限的所述若干移动监控终端；

所述若干移动监控终端，用于解析所述格式化消息获得与所述监控信号相对应的监控数据，根据所述监控数据实时显示所述工业现场的工作状态。

优选地，所述上位机发送的所述传感器数据包，包括序列化的json对象或者xml对象。

优选地，所述WEB服务器通过servlet协议接口、jsp协议接口、tcp协议接口、udp协议接口或者自定义WEBservice接口接收所述传感器数据包。

优选地，所述WEB服务器生成的所述格式化消息包含传感器节点的标识。

优选地，所述移动监控终端基于Widget技术，进一步在所述监控数据达到或者超过预设报警阈值时进行报警。

为了解决上述技术问题，本发明还提供了一种工业监控方法，包括：

布设在工业生产现场的传感器节点采集监控信号并发送到上位机；

WEB服务器对接入的移动监控终端进行权限验证，接受通过权限验证的移动监控终端的登录；

所述上位机接收到所述监控信号后，将所述监控信号转换成传感器数据包发送给WEB服务器；

所述WEB服务器根据所述传感器数据包生成格式化消息并发布；

通过所述权限验证的移动监控终端接收并解析所述格式化消息，获得与所述监控信号相对应的监控数据，根据所述监控数据实时显示所述工业现场的工作状态。

优选地，所述传感器数据包包括序列化的json对象或者xml对象。

优选地，所述WEB服务器通过servlet协议接口、jsp协议接口、tcp协议接口、udp协议接口或者自定义WEBservice接口接收所述传感器数据包。

优选地，所述格式化消息包含所述传感器节点的标识。

优选地，所述移动监控终端基于Widget技术，进一步在所述监控数据达到或者超过预设报警阈值时进行报警。

与现有技术相比，本发明提供的工业监控系统及方法提高了工业监控系统的移动性能。本发明技术方案中，使用Widget实现了手机等移动终端外设的本地化访问。

本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1为本发明监控系统实施例的组成示意图；

图2为本发明监控方法实施例的流程示意图。

具体实施方式

以下将结合附图及实施例来详细说明本发明的实施方式，借此对本发明如何应用技术手段来解决技术问题，并达成技术效果的实现过程能充分理解并据以实施。

需要说明的是，如果不冲突，本发明实施例以及实施例中的各个特征可以相互结合，均在本发明的保护范围之内。另外，在附图的流程图示出的步骤可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机系统中执行，并且，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。

微件(Widget)是这样一个终端用户的概念：为了一些单一互动的应用，如显示或者更新本地数据或者网络的数据，而被封装成独立的，可以被下载和安装到用户计算机或者移动设备上的文件包。一个widget可以是独立运行的应用(独立于浏览器之外)，也可被嵌入到web文档中使用。

本发明的核心思想是使用基于Widget技术的移动监控终端，来实现整个工业监控系统的可移动化。

图1为本发明监控系统实施例的组成示意图。如图1所示，本发明监控系统实施例主要包括若干传感器节点110、上位机120、WEB服务器130以及若干移动监控终端140，其中：

若干传感器节点110，布设在工业生产现场不同位置，用于采集一种或多种监控信号，并将采集到的监控信号发送到上位机120；其中的监控信号比如包括温度信号、湿度信号或者应变力信号等等；

上位机120，与该若干传感器节点110相连，接收该若干传感器节点110采集的一种或多种监控信号，并将该一种或多种监控信号转换成传感器数据包(一个传感器节点在同一时刻里所能收集到的所有监控信号都转换成一个数据包)后，将该传感器数据包发送给WEB服务器130；

WEB服务器130，是一个中转装置，并用于验证各移动监控终端140的接收权限；通过接收接口(如servlet协议接口、jsp协议接口、tcp协议接口、udp协议接口或者自定义WEBservice接口等)接收上位机120传过来的传感器数据包，根据该传感器数据包生成格式化消息，并将该格式化消息发送到具有接收权限(比如通过合法性验证来判断移动监控终端140是否具备接收权限)各移动监控终端140上，实现对监控安全的控制；对于没有权限的移动监控终端140是无法接收到其传送过来的格式化消息的；

若干移动监控终端140，包含基于Widget技术的监控功能模块，是显示装置和报警装置，用于移动监控终端140登录到WEB服务器130上以后，通过不断解析WEB服务器130发布的格式化消息，对格式化消息进行解析，获得与各传感器节点采集的监控信号相对应的监控数据，根据该监控数据实时显示现场加工状态，以便工作人员实时地观察到工业生产现场的工作状态；与此同时，移动监控终端140对传感器所采集的监控信号进行判断，一旦监控信号达到或者超过预设报警阈值时，就调用移动监控终端140的外设如振铃或震动等报警方式来提示监控者采取必要的措施，来保证工业生产的顺利进行。

作为一种典型应用，本发明中的移动监控终端可以选用手机，其中该手机包含有基于Widget技术的监控功能模块；选用手机包含基于Widget技术的监控功能模块，可以显著降低移动监控终端以及本发明系统的实现成本。

图2为本发明监控方法实施例的流程示意图。结合图1所示的系统实施例，如图2所示的方法实施例主要包括如下步骤：

步骤S210，布设在工业生产现场不同位置的若干传感器节点采集一种或多种监控信号，并将采集到的监控信号发送到上位机；其中的监控信号比如包括温度信号、湿度信号或者应变力信号等等；

步骤S220，WEB服务器启动后，对接入的移动监控终端进行权限验证，接受通过权限验证的移动监控终端的登录；其中本步骤与步骤S210并没有严格的先后顺序；

步骤S230，上位机接收到若干传感器发送的监控信号后，将该监控信号转换成传感器数据包，将该传感器数据包发送给WEB服务器，发送的数据是序列化的json对象或者xml对象；

步骤S240，WEB服务器收到上位机发送的传感器数据包后，根据该传感器数据包生成格式化消息并发布；该格式化消息携带有传感器节点标识以分辨数据来源；其中，WEB服务器可使用servlet/jsp协议接口(在其他实施例中也可以采用tcp协议接口或者udp协议接口等)来接收上位机发送的传感器数据，也可以通过自定义WEBservice接口的方式接收该传感器数据；

步骤S250，各移动监控终端收到WEB服务器发布的该格式化消息之后，解析该格式化消息，获得与各传感器节点采集的监控信号相对应的监控数据，根据该监控信号实时显示工业现场的工作状态，同时根据移动监控终端上所配置的告警阈值或者web服务器传送给移动监控终端的告警阈值来判断有无告警，如有则调用Widget的本地化方法来调用移动监控终端本身的外设来报警，比如通过振铃或者振动等报警方式实现。

本发明技术方案通过WEB服务器，把传感器采集的数据中转到了移动监控终端上面。基于Widget技术，通过本地化JavaScript调用使得移动监控终端的外设访问成为可能。在一般通用的浏览器下，javascript只能访问浏览器里面的资源，没有api来直接访问移动监控终端的外设；而专用的浏览器能执行本地化的JavaScript代码，即Widget代码。

本发明使用可移动的监控终端，大大提高了监控系统的可移动性。本发明技术方案在移动监控终端与web服务器之间，底层使用HTTP协议进行通信，使用浏览器/服务器架构来减少客户端的编写成本，有效降低了学习曲线和开发周期，采用标准的HTTP协议和HTML页面来简化程序界面的制作，使用Dreamweaver等工具即可轻松完成页面的制作。上层使用bayeus协议实现WEB服务器向各移动监控终端的推送comet技术，使用json对象来实现结构化传感器数据包的传输。使用Widget来实现手机外设的本地化访问，例如让手机产生振铃和振动等。上述的底层以及上层，是HTTP协议相对于bayeus协议而言的。

本发明提供的利用移动监控终端实现的无线工业监控的方法及系统，利用移动监控终端支持的Widget功能，将监控功能模块(本发明技术方案的一个实施例是将具备监控功能的监控终端子系统)下载到移动监控终端的浏览器中，通过comet长连接，从而实现工业监控功能。

需要说明的是，在附图的流程图示出的步骤可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机系统中执行，并且，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。另外，本领域的技术人员应该明白，上述的本发明的各模块或各步骤可以用通用的计算装置来实现，它们可以集中在单个的计算装置上，或者分布在多个计算装置所组成的网络上，可选地，它们可以用计算装置可执行的程序代码来实现，从而，可以将它们存储在存储装置中由计算装置来执行，或者将它们分别制作成各个集成电路模块，或者将它们中的多个模块或步骤制作成单个集成电路模块来实现。这样，本发明不限制于任何特定的硬件和软件结合。

虽然本发明所揭露的实施方式如上，但所述的内容只是为了便于理解本发明而采用的实施方式，并非用以限定本发明。任何本发明所属技术领域内的技术人员，在不脱离本发明所揭露的精神和范围的前提下，可以在实施的形式上及细节上作任何的修改与变化，但本发明的专利保护范围，仍须以所附的权利要求书所界定的范围为准。

Claims (10)

1.一种工业监控系统，其特征在于，包括若干传感器节点、上位机、WEB服务器以及若干移动监控终端，其中：

所述若干传感器节点，布设在工业现场，用于采集监控信号并发送到所述上位机；

所述上位机，与所述若干传感器节点相连，接收所述监控信号并转换成传感器数据包，将所述传感器数据包发送给所述WEB服务器；

所述WEB服务器，用于验证所述若干移动监控终端的接收权限，接收所述传感器数据包，根据所述传感器数据包生成格式化消息后发布给具有所述接收权限的所述若干移动监控终端；

所述若干移动监控终端，用于解析所述格式化消息获得与所述监控信号相对应的监控数据，根据所述监控数据实时显示所述工业现场的工作状态。

2.根据权利要求1所述的工业监控系统，其特征在于：

所述上位机发送的所述传感器数据包，包括序列化的json对象或者xml对象。

3.根据权利要求1所述的工业监控系统，其特征在于：

所述WEB服务器通过servlet协议接口、jsp协议接口、tcp协议接口、udp协议接口或者自定义WEBservice接口接收所述传感器数据包。

4.根据权利要求1所述的工业监控系统，其特征在于：

所述WEB服务器生成的所述格式化消息包含传感器节点的标识。

5.根据权利要求1所述的工业监控系统，其特征在于：

所述移动监控终端基于Widget技术，进一步在所述监控数据达到或者超过预设报警阈值时进行报警。

6.一种工业监控方法，其特征在于，包括：

布设在工业生产现场的传感器节点采集监控信号并发送到上位机；

WEB服务器对接入的移动监控终端进行权限验证，接受通过权限验证的移动监控终端的登录；

所述上位机接收到所述监控信号后，将所述监控信号转换成传感器数据包发送给WEB服务器；

所述WEB服务器根据所述传感器数据包生成格式化消息并发布；

通过所述权限验证的移动监控终端接收并解析所述格式化消息，获得与所述监控信号相对应的监控数据，根据所述监控数据实时显示所述工业现场的工作状态。

7.根据权利要求6所述的工业监控方法，其特征在于：

所述传感器数据包包括序列化的json对象或者xml对象。

8.根据权利要求6所述的工业监控方法，其特征在于：

所述WEB服务器通过servlet协议接口、jsp协议接口、tcp协议接口、udp协议接口或者自定义WEBservice接口接收所述传感器数据包。

9.根据权利要求6所述的工业监控方法，其特征在于：

所述格式化消息包含所述传感器节点的标识。

10.根据权利要求6所述的工业监控方法，其特征在于：

所述移动监控终端基于Widget技术，进一步在所述监控数据达到或者超过预设报警阈值时进行报警。

Images