CN102141807A - 上位机、下位机、监控系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了上位机、下位机、监控系统及方法，以解决人工对性能参数进行设置和调节的标准化水平及规模化程度低的缺点。该上位机包括中央控制模块和信息交互模块，信息交互模块包括人机交互单元，中央控制模块包括处理单元、显示控制单元及参数配置单元，其中：处理单元用于通过发送控制命令对下位机进行控制；显示控制单元用于对获取到的、来自下位机的有效运行数据进行处理，并指示人机交互单元进行展示；参数配置单元用于通过发送参数配置命令对下位机进行参数配置。可见，上位机可展示经处理的有效运行数据，并对其进行参数配置。与通过人工直接对控制器设置和调节而言，本发明实施例的技术方案具有标准化水平及规模化程度高的优点。

Description

上位机、下位机、监控系统及方法

技术领域

本发明涉及监控领域，更具体地说，涉及上位机、下位机、监控系统及方法。

背景技术

在工业上，需要对控制器等的性能参数进行设置和调节，而依靠人工具有标准化水平及规模化程度低的缺点。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例目的在于提供一种上位机、下位机、监控系统及方法，以解决上述一系列问题。

为实现上述目的，本发明实施例提供如下技术方案：

根据本发明实施例的一个方面，提供一种上位机，包括中央控制模块和信息交互模块，所述信息交互模块包括人机交互单元，所述中央控制模块包括处理单元、显示控制单元及参数配置单元，其中：

所述处理单元用于，通过发送控制命令对下位机进行控制；

所述显示控制单元用于，对获取到的、来自下位机的有效运行数据进行处理，并指示所述人机交互单元进行展示，所述运行数据包括下位机的控制器的当前运行参数信息、外围运行信息中的至少一种；

所述参数配置单元用于，通过发送参数配置命令对所述下位机进行参数配置。

根据本发明实施例的另一个方面，提供一种下位机，包括控制模块和外围检测采样模块，所述控制模块包括控制器、执行单元和上传运行数据的故障检测与处理单元，其中：

所述执行单元用于，执行上位机发送的控制命令和参数配置命令；

所述运行数据包括控制器的当前运行参数信息、外围运行信息中的至少一种，所述运行信息由故障检测与处理单元通过对外围检测采样模块采集到的外围采样数据进行运算而生成。

根据本发明实施例的再一个方面，提供一种监控系统，该系统包括上位机和下位机，其中：

上位机用于，通过发送控制命令对下位机进行控制，通过发送参数配置命令对所述下位机进行参数配置，对获取到的、来自下位机的有效运行数据进行处理并进行展示，所述运行数据包括下位机的控制器的当前运行参数信息、外围运行信息中的至少一种；

外围运行信息；

所述下位机用于，执行上位机发送的控制命令和参数配置命令，向所述上位机上传运行数据，所述运行数据包括控制器的当前运行参数信息、外围运行信息中的至少一种，所述运行信息由下位机通过对外围检测采样模块采集到的外围采样数据进行运算而生成。

根据本发明实施例的再一个方面，提供一种基于互连的上位机和下位机的监控方法，所述方法包括：

所述上位机通过发送控制命令对下位机进行控制；

所述上位机对获取到的、来自下位机的有效运行数据进行处理，并指示所述人机交互单元进行展示，所述运行数据包括下位机的控制器的当前运行参数信息、外围运行信息中的至少一种；

所述上位机通过发送参数配置命令对所述下位机进行参数配置。

从上述的技术方案可以看出，在本发明实施例所提供的技术方案中，下位机中包括控制器，上位机可展示经处理的有效运行数据，并对下位机进行参数配置。与通过人工直接对控制器设置和调节而言，本发明实施例所提供的技术方案具有标准化水平及规模化程度高的优点。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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为本发明实施例提供的上位机结构示意图；

图2为图1所提供上位机具体结构示意图；

图3为本发明实施例提供的下位机结构示意图；

图4为图3所提供下位机具体结构示意图；

图5为本发明实施例提供的上位机另一结构示意图；

图6为本发明实施例提供的上位机又一结构示意图；

图7a为密码生成、检验流程图；

图7b为密码生成、检验另一流程图；

图8为密码生成、检验又一流程图；

图9为本发明实施例提供的下位机另一结构示意图。

具体实施方式

为了引用和清楚起见，下文中使用的技术名词、简写或缩写总结如下：

握手信号：一系列相互识别的信号，这行信号发生在两台计算机或其他设备之间进行通信或传递信息时。硬件握手指的是一种通过专用线而不是数据线进行的信号交换，参与握手的设备表明已做好发送或接收数据的准备。软件握手由通过同样的线路传输的信号组成，用于传送数据，如用调制解调器通过电话线进行通信。

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在工业上，需要对控制器等的性能参数进行设置和调节，而依靠人工具有标准化水平及规模化程度低的缺点。

有鉴于此，本发明目的在于一种上位机，以解决上述一系列问题。

图1-2示出了上述上位机的一种结构，包括中央控制模块1和信息交互模块2，所述信息交互模块2包括人机交互单元3，所述中央控制模块1包括处理单元4、显示控制单元5及参数配置单元6，其中：

所述处理单元4，用于通过发送控制命令对下位机进行控制；

所述显示控制单元5用于，对获取到的、来自下位机的有效运行数据进行处理，并指示所述人机交互单元3进行展示，即显示控制单元5可对上述有效运行数据进行显示控制操作；

所述参数配置单元6用于，通过发送参数配置命令对所述下位机进行参数配置。

上位机可通过RS232接口与外界(比如下位机)进行通信，而RS232接口可归属于上述信息交互模块2。

与之相对应，本发明实施例还提供了一种下位机，下位机与上述上位机相配合可组成监控系统，该监控系统也在本发明的保护范围内。

参见图3-4，上述下位机可包括：包括控制模块7和外围检测采样模块8，所述控制模块7包括控制器9、执行单元10和上传运行数据的故障检测与处理单元11，其中：

所述执行单元10用于，执行上位机发送的控制命令(来自处理单元4)和参数配置命令(来自参数配置单元6)；

所述运行数据包括控制器9的当前运行参数信息、外围运行信息中的至少一种，所述运行信息由故障检测与处理单元11通过对外围检测采样模块8采集到的外围采样数据进行运算而生成。

当然，在本发明其他实施例中，控制器9自身也可以具有执行单元10的功能，或者具有故障检测与处理单元11的功能，或者同时具有执行单元10和故障检测与处理单元11的功能。本领域普通技术人员可根据需要自行进行设计，在此不作赘述。

与之相对应，基于上述互连的上位机和下位机，本发明实施例还提供一种监控方法，所述方法至少包括如下步骤：

S1、所述上位机通过发送控制命令对下位机进行控制；

S2、所述上位机对获取到的、来自下位机的有效运行数据进行处理并展示，所述运行数据包括下位机的控制器的当前运行参数信息、外围运行信息中的至少一种；

S3、所述上位机通过发送参数配置命令对所述下位机进行参数配置。

下位机同样可通过RS232接口与外界(比如上位机)进行通信。

上位机与下位机进行的信息交互，可以是自动的，也可依用户输入而启动。比如，用户可输入控制指令，由处理单元4将其转化为下位机相关部件可识别的控制命令向下位机发送；下位机的执行单元10接收到控制命令后，校验其是否正确，如果是，则执行；

同理，上位机对下位机的参数配置也可以依类似的自动或用户输入方式而启动。

同理，上位机可周期性或不定时地自动向下位机发送请求，请求其上传运行参数，也可依据用户输入的命令而发出请求。而下位也可周期性或不定时地自动向上位机上传运行参数。上位机对运行参数的展示，可通过如下交互步骤实现：

上位机通过协议向下位机的控制器或控制模块发送请求，控制器或控制模块接收到请求后上传运行参数；上位机对控制器或控制模块上传的运行参数进行校验，校验通过(校验通过的运行参数为有效运行参数)则用人机交互界面进行显示。

而前述提及的上位机对有效运行数据所进行的处理，以及下位机对外围采样数据所进行的运算在不同的实施例中，会有不同的理解。现举以下几例：

比如，上位机对有效运行数据所进行的处理可为：将有效运行数据与正常的运行数据(正常的运行数据可预先存储于预定位置)比较，分析是否发生故障或异常，如发生，则生成报警信息，连同运行数据一起提供给人机交互界面进行展示。否则，直接指示人机交互界面对运行数据进行展示；

比如，上位机对有效运行数据所进行的处理还可为：将有效运行数据与正常的运行数据比较，当发现故障或异常时，除指示人机交互界面展示运行数据外，还一并生成附上上述故障或异常对应的产生原因，便于用户参考；

比如，下位机对外围采样数据所进行的运算可为：将外围采样数据与正常的外围采样数据比较，当发现故障或异常时，直接生成故障信息(该故障信息也归属于外围运行信息)连同外围采样数据一同上传；

比如，下位机对外围采样数据所进行的运算还可为：将外围采样数据进行数字滤波、放大处理等。

可见，上位机可展示经处理的有效运行数据，并对下位机进行参数配置。本发明实施例所提供的技术方案具有标准化水平及规模化程度高的优点，在简化生产工艺、提高生产效率和质量的同时，还便于产品的维修。同时，如通过设置，上位机还可实时获取下位机的运行状态信息和当前故障，利于分析和判断故障。

考虑到安全性，参见图5，在本发明其他实施例中，以上所有实施例中的上位机的中央控制模块1还可包括管理所述参数配置单元6的参数配置权限的第一权限管理单元12，或管理所述处理单元4的控制权限的第二权限管理单元13，乃至管理显示控制单元5显示控制权限的第三权限管理单元14。第一至第三权限管理单元可同时并存，也可择一或择二存在，本领域普通技术人员可视实际需要进行设计，或直接设置一个权限管理单元，统一对参数配置权限、控制权限和显示控制权限进行管理。

这样，权限越高，其可完成的操作就越多。比如，权限低的只能对下位机的有效运行数据进行查看(即具有一定的显示控制权限)，而无法进行参数配置，或者其只可对一部分非核心参数进行配置等等。

另外，比如，上述上位机可在出厂时就设定好权限，无法进行更改。当然更通用的作法是由客户自己设制权限。

上述权限高低的设置可通过密码加以实现，比如用户不输入密码时，其权限为某一级，而输入正确密码后，其权限与密码所对应的权限相一致。上述密码可为固定密码，也可为动态密码。本文以下的实施例将着重以动态密码为例进行阐述。

在本实施例中，参见图6，上位机包括第一密码生成单元14、密码校验单元15和密码传送单元16，下位机的控制器9还包括第二密码生成单元17，其中：

所述第一密码生成单元14用于，利用获取到的、下位机上传的密码，根据预设算法生成当前密码，而下位机上传的密码是第二密码生成单元17根据已存储的密码数据随机生成的；

所述密码校验单元15用于，比较用户输入的密码与所述第一密码生成单元14生成的当前密码是否匹配，得到匹配结果；

所述第一权限管理单元12根据所述匹配结果管理所述参数配置单元6的参数配置权限，比如，如匹配失败，权限降级，匹配成功，其权限与当前密码所对应的权限相一致；

所述第二权限管理单元13根据所述匹配结果管理所述处理单元4的控制权限，比如，如匹配失败，权限降级，匹配成功，其权限与当前密码所对应的权限相一致；

所述密码传送单元16用于，将所述第一密码生成单元生成的当前密码传送给所述下位机，以便所述下位机将其作为密码数据进行存储。

密码传送单元16可在第一密码生成单元14生成当前密码后，即将该当前密码传送给第二密码生成单元17，也可在密码校验单元15得出匹配结果后，将该当前密码传送给第二密码生成单元17。

当然，在实际应用中，密码传送单元16的功能可由第一密码生成单元14或密码校验单元15来完成，或者第一密码生成单元14、密码校验单元15和密码传送单元16的组合可由密码单元18来完成。图7a即示出了用密码单元18完成上述三个单元功能并与具有第二密码生成单元17的下位机协作，以完成当前密码生成、检验的流程图。

另外，当上位机存在多个权限等级(比如1-3级)时，第二密码生成单元17可一次性根据已存储的密码数据随机生成多个(比如三个)密码一并传送给上位机，上位机可根据这三个密码生成三个不同的当前密码(以a、b、c来表示)以对应不同的权限等级(假定a对应1，b对应2，c对应3)。当用户输入密码a时，其权限等级为1，当用户输入密码为b，其权限等级为2，以此类推。或者，第二密码生成单元17一次只随机生成一个密码传送给上位机，而上位机可根据这一个密码生成三个不同的当前密码。

相应的，本发明实施例提供的监控方法，还可具有如下步骤：

下位机根据已存储的密码数据随机生成密码并上传给上位机；

上位机利用所述下位机上传的密码，根据预设算法生成当前密码；

当用户输入密码时，上位机比较用户输入的密码与所述当前密码是否匹配，得到匹配结果，并根据所述匹配结果管理参数配置权限和/或控制权限；

将所述当前密码传送给所述下位机，以便所述下位机将其作为密码数据进行存储。

当然，在本发明其他实施例中，第一密码生成单元14也可直接利用下位机已存储的密码数据(下位机在出厂时可预先存储原始的密码数据)，根据预设算法生成当前密码，此时，由于无需要下位机根据已存储的密码数据随机生成密码，因此下位机可不用包括上述第二密码生成单元17。

而图7b则即示出了用密码单元18完成上述三个单元功能的并与不具有第二密码生成单元17的下位机协作，以完成当前密码生成、检验的流程图(在图7b中，下位机包括存储密码数据的存储单元19)。

相应的，本发明实施例提供的监控方法，还可具有如下步骤：

下位机将已存储的密码数据上传给上位机；

上位机利用所述下位机上传的密码数据，根据预设算法生成当前密码；

当用户输入密码时，上位机比较用户输入的密码与所述当前密码是否匹配，得到匹配结果，并根据所述匹配结果管理参数配置权限和/或控制权限；

将所述当前密码传送给所述下位机，以便所述下位机将其作为密码数据进行存储。

需要说明的是，上位机生成当前密码并进行密码匹配，可发生在用户登陆阶段，参见图8，具体流程可如下：

S81、上位机发送握手信号，呼叫建立信道；

S82、下位机的控制器判断是否收到握手信号，如果是，转步骤S83，如果否，转步骤S81；

S83、上位机根据下位机上传的数码生成当前密码；

S84、上位机判断用户输入密码与当前密码是否匹配，如果是，转步骤S85，如果否，转步骤S81；

S85、上位机显示用户所输入密码相对应的用户界面；

S86、上位机将当前密码发送至上述控制器进行保存。

上述上位机、下位机、监控系统和方法可广泛应用于工业领域，现具体以监控电动汽车的直流他励电机的应用场景为例对本发明的技术方案进行介绍。

在本实施例中，参见图9，下位机包括直流他励电机901、数字信号处理器控制模块(DSP)、功率模块(图9未示出)、驱动模块902、外围检测采样模块、半桥回路905，其中：

功率模块包括电枢电流检测保护回路、励磁电流检测回路和电池组电压检测保护回路，电枢电流检测保护回路和励磁电流检测回路除检测电池外，还可进行过流保护，而电池组电压检测保护回路除检测电压外，还可进行过压保护；

功率模块的触发信号由DSP给出，再经过驱动模块902驱动他励直流电机901；

外围检测采样模块包括电枢电流采样回路903、励磁电流采样回路、电池组电压采样回路904、按键和油门信号检测回路、温度检测回路、电机转速检测回路等；

DSP与上述实施例中的控制模块7的功能相类似，包括数字信号处理器、可编程逻辑器件、存储器和与上位机相通讯的通信接口。该数字信号处理器可分为EEPROM控制子模块，用于读取或存储电动汽车性能参数信息，故障检测与处理子模块(功能与上述的故障检测与处理单元11的相似)，实时检测并判断电动汽车故障，以及状态检测子模块，用于及时检测电动汽车状态就位情况。

在本实例中，外围运行信息包括电枢电流、励磁电流、电池组电压、按键和油门信号参数、温度、电机转速中的至少一种。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于一计算机可读取存储介质中，所述程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，所述的存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(Read-Only Memory，ROM)或随机存储记忆体(Random Access Memory，RAM)等。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种上位机，其特征在于，包括中央控制模块和信息交互模块，所述信息交互模块包括人机交互单元，所述中央控制模块包括处理单元、显示控制单元及参数配置单元，其中：

所述处理单元用于，通过发送控制命令对下位机进行控制；

所述显示控制单元用于，对获取到的、来自下位机的有效运行数据进行处理，并指示所述人机交互单元进行展示，所述运行数据包括下位机的控制器的当前运行参数信息、外围运行信息中的至少一种；

所述参数配置单元用于，通过发送参数配置命令对所述下位机进行参数配置。

2.如权利要求1所述的上位机，其特征在于，所述中央控制模块还包括：管理所述参数配置单元的参数配置权限的第一权限管理单元。

3.如权利要求2所述的上位机，其特征在于，所述中央控制模块还包括：管理所述处理单元的控制权限的第二权限管理单元。

4.如权利要求3所述的上位机，其特征在于，所述上位机还包括第一密码生成单元、密码校验单元和密码传送单元，其中：

所述第一密码生成单元用于，利用获取到的、所述下位机上传的密码，根据预设算法生成当前密码，所述下位机上传的密码是所述下位机根据已存储的密码数据随机生成；

所述密码校验单元用于，比较用户输入的密码与所述第一密码生成单元生成的当前密码是否匹配，得到匹配结果；

所述第一权限管理单元根据所述匹配结果管理所述参数配置单元的参数配置权限；

所述第二权限管理单元根据所述匹配结果管理所述处理单元的控制权限；

所述密码传送单元用于，将所述第一密码生成单元生成的当前密码传送给所述下位机，以便所述下位机将其作为密码数据进行存储。

5.如权利要求4所述的上位机，其特征在于，所述外围运行信息包括电枢电流、励磁电流、电池组电压、按键和油门信号参数、温度、电机转速中的至少一种。

6.一种下位机，其特征在于，包括控制模块和外围检测采样模块，所述控制模块包括控制器、执行单元和上传运行数据的故障检测与处理单元，其中：

所述执行单元用于，执行上位机发送的控制命令和参数配置命令；

所述运行数据包括控制器的当前运行参数信息、外围运行信息中的至少一种，所述运行信息由故障检测与处理单元通过对外围检测采样模块采集到的外围采样数据进行运算而生成。

7.如权利要求6所述的下位机，其特征在于，还包括根据已存储的密码数据随机生成密码并上传的第二密码生成单元。

8.如权利要求7所述的下位机，其特征在于，所述下位机的功率模块包括电枢电流检测保护回路、励磁电流检测回路和电池组电压检测保护回路，所述外围检测采样模块包括电枢电流采样回路、励磁电流采样回路、电池组电压采样回路、按键和油门信号检测回路、温度检测回路、电机转速检测回路；

所述外围运行信息包括电枢电流、励磁电流、电池组电压、按键和油门信号参数、温度、电机转速中的至少一种。

9.一种监控系统，其特征在于，包括上位机和下位机，其中：

上位机用于，通过发送控制命令对下位机进行控制，通过发送参数配置命令对所述下位机进行参数配置，对获取到的、来自下位机的有效运行数据进行处理并进行展示，所述运行数据包括下位机的控制器的当前运行参数信息、外围运行信息中的至少一种；

外围运行信息；

所述下位机用于，执行上位机发送的控制命令和参数配置命令，向所述上位机上传运行数据，所述运行数据包括控制器的当前运行参数信息、外围运行信息中的至少一种，所述运行信息由下位机通过对外围检测采样模块采集到的外围采样数据进行运算而生成。

10.一种监控方法，其特征在于，基于互连的上位机和下位机，所述方法包括：

所述上位机通过发送控制命令对下位机进行控制；

所述上位机对获取到的、来自下位机的有效运行数据进行处理，并指示所述人机交互单元进行展示，所述运行数据包括下位机的控制器的当前运行参数信息、外围运行信息中的至少一种；

所述上位机通过发送参数配置命令对所述下位机进行参数配置。

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