CN102496731A - 基于以太网的燃料电池远程监控系统及实时监控方法 - Google Patents

基于以太网的燃料电池远程监控系统及实时监控方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种基于以太网的燃料电池远程监控系统及实时监控方法,该系统包括:现场监控器、中央服务器以及远程监控站;其中现场监控器包括嵌入式终端、CAN通信模块、以太网模块、显示和用户操作单元;中央服务器包括Web服务器模块、数据传输模块和数据存储模块;嵌入式终端通过CAN控制总线接收来自现场主控器和巡检单元发送的燃料电池实时数据,然后将接收到的数据通过以太网模块发送,网络架构采用C/S模式。本发明能应用于不同地点N个燃料电池电源系统的远程监控与故障诊断,通过以太网能同时监控N个地点的燃料电池电源系统,提高燃料电池使用过程中的安全性,方便维护。

Description

基于以太网的燃料电池远程监控系统及实时监控方法技术领域[0001] 本发明属于燃料电池的监控领域,具体的是一种基于以太网的燃料电池远程监控系统及实时监控方法。背景技术[0002] 燃料电池是一种把存储在燃料和氧化剂中的化学能转化为电能的能量转换装置, 作为一种新型的绿色能源,其特有的高效率、工作温度低、发电效率高、噪声低零排放等诸多优点受到人们的普遍关注,已逐步成为新能源开发利用的一个重要方向。燃料电池的诸多优点决定了它在固定发电系统、现场用电源、分布式电源、空间飞行器电源及交通工具用电源方面有广阔的应用前景。[0003] 由于燃料电池系统存在结构复杂、运行使用过程中变化较大、运行需要具备不间断工作的特性,必须对燃料电池的运行参数进行实时监测和控制。如果出现故障,未能及时检测,并采取相应处理措施,将会导致系统无法正常工作,甚至使燃料电池电源受到不可恢复的永久性损坏或重大安全事故。[0004] 我国燃料电池研发起步晚、规模小、技术实力薄弱,特别是监控系统的研究尚处于起步阶段,研发一套低成本、高可靠、可扩展的燃料电池远程监控系统具有十分重要的意义。通过本发明的现场监控单元或远程监控站,可以随时了解到燃料电池的各种运行参数, 如温度、湿度、电压、电流等。因此实现对燃料电池系统高效、全面、实时的监测和控制功能, 对燃料电池系统的可靠、稳定运行具有很好的现实意义。发明内容[0005] 本发明的目的是提供一种可以实现对N个不同地点的燃料电池电源系统数据进行实时采集和快速集中,还可通过以太网远程监测燃料电池电源系统的运行参数,并远程监控现场设备的基于以太网的燃料电池远程监控系统及实时监控方法,以克服现有技术的不足。[0006] 为实现上述目的,本发明所采用的技术方案是:[0007] 一种基于以太网的燃料电池远程监控系统,[0008] 包括现场监控器、中央服务器以及远程监控站,其特点是:[0009] 现场监控器:获取燃料电池电源系统的现场主控制器和巡检单元发送的燃料电池电源系统总电压、总电流、净输出电流、进口温度、出口温度、氢气高压压力、氧气进口压力、 风机给定、控制方式等实时数据,并将其发送至中央服务器;[0010] 中央服务器:接收并存储由现场监控器提供的燃料电池现场的实时数据,将其以网页形式发布到以太网。[0011] 远程监控站:通过以太网监测中央服务器发布的燃料电池现场实时信息,还可发出控制指令,经中央服务器转发至现场监控器。[0012] 所述现场监控器包括嵌入式终端、CAN通信模块、以太网模块、显示和用户操作单元,嵌入式终端是核心监控单元,嵌入式终端扩展了 Flash、SDRAM存储器、电源模块、看门狗和实时时钟单元;CAN通信模块由CAN控制器来实现CAN总线的读写操作,CAN控制器与嵌入式终端之间通过SPI总线进行读写;以太网模块由以太网MAC控制器和物理层接口两大部分组成;显示和用户操作单元由电阻式触摸屏和液晶显示屏组成,其中触摸屏接收本地操作人员的操作指令,液晶显示器显示实时数据和图形化界面。[0013] 所述现场监控器中的嵌入式终端通过CAN通信模块连接至CAN总线,实时获取现场主控制器和巡检单元发送的燃料电池运行参数及状态数据;嵌入式终端通过以太网模块和中央服务器建立网络连接,向中央服务器发送燃料电池的运行参数及状态,同时来自远程监控站的指令也可以通过中央服务器发送至嵌入式终端,从而进行远程控制;嵌入式终端通过接口与显示和用户操作单元相连,进行状态、信号显示和操作指令传输。[0014] 本发明还提供了一种基于以太网的燃料电池远程实时监控方法,其方法是:所述现场监控器采用CAN数据接收线程、监控参数刷新线程以及远程数据发送线程的3个线程来实现实时监控,具体为:[0015] 首先,设定CAN读写缓冲区,数据块字节数,启动CAN数据接收线程:考虑到嵌入式终端的处理速度,为了实时显示最新状态的数据,对来自CAN总线的数据进行分批读取和存储,在嵌入式终端中开辟空间均为η个字节的写缓冲区和读缓冲区,将来自CAN总线的数据写入写缓冲区,检测写缓冲区是否已满,若否,则继续读取;若是,则将写缓冲区写入读缓冲区,并清空写缓冲区,将读缓冲区数据写入二进制文件进行存储,发送刷新消息和远程发送消息,初始化监控参数,启动监控参数刷新线程:当收到刷新消息时,对读缓冲区数据采样,读取一帧合法数据后,进行处理和显示;同时,操作人员可根据显示数据进行相应操作,设定远程监控中心IP地址,端口号,建立连接,启动远程发送线程:当收到远程发送消息时,将读缓冲区数据经置乱加密、密钥隐匿生成TCP数据包后发送到中央服务器;[0016] 中央服务器包括Web服务器模块、数据传输模块和数据存储模块,所述现场监控器的实时数据由数据传输模块接收,再经数据存储模块存储,Web服务器模块则提供网页信息浏览服务,通过以太网与远程监控站进行数据交换;中央服务器主要负责整理和存储实时数据资源,并响应远程监控站的请求,把远程客户端所需的数据资源传送到远程监控站操作平台上;中央服务器通过数据传输模块监听现场监控器的连接请求,当有现场监控器请求建立连接时,中央服务器首先创建一个与该客户端通讯的线程,接收数据,然后,提取 TCP包头的密钥,对数据包解密,根据传送来的置乱矩阵,还原初始数据顺序,最后,由数据存储模块根据用户传输协议对数据进行分析处理,存储到数据库;[0017] 现场监控器与中央服务器之间采用C/S结构建立网络构架,两者通过以太网进行基于TCP/IP协议的通信;现场监控器为客户端,中央服务器作为服务器端,从现场监控器到中央服务器的数据传输采用对原始数据进行置乱加密后再进行传输。[0018] 所述现场监控器到中央服务器的数据传输采用对原始数据进行置乱加密后再进行传输的具体方法为:[0019] 假设原始数据的数组为OldBuf [η],置乱后的数组为NewBuf [η],随机生成长度为 η 的变换数组 T= [t(i)],T 是 1,2,...,η 的一种排列。如果 t(i) = 1 (i = 1,2,· · ·,η), 从T中找到满足t (i) = η的元素位置j,使NewBuf [i] = OldBuf [j],否则从T中找到第j 个元素,使 t(j) = t(i)-l,使 NewBuf [i] = OldBuf [j]0 NewBuf [η]和 Τ[η]合并,生成长度为2*n的数据。生成一个8字节的密码,取其中的56位作为密钥,对数据进行加密,将加密后的数据经TCP/IP网络传送到远程监控中心,其中密钥隐匿于TCP数据包中。[0020] 所述远程监控站可为接入以太网并配置了网页浏览器的计算机、手机等其他装置;远程监控站通过访问网页的方式浏览中央服务器中的数据,从数据存储模块中获取燃料电池的运行参数及状态。[0021] 所述中央服务器与远程监控站之间采用B/S结构建立网络构架,两者通过以太网进行通信,遵守TCP/IP网络协议;远程监控站作为浏览器,中央服务器作为服务器端;远程监控站向中央服务器发出服务请求,服务器收到请求后,提供相应的服务。[0022] 本发明能应用于不同地点N个燃料电池电源系统的远程监控与故障诊断,通过以太网能同时监控N个地点的燃料电池电源系统,提高燃料电池使用过程中的安全性,方便维护。附图说明 [0023] 图 1是本发明的系统结构框图。[0024] 图 2是本发明的现场监控器结构框图。[0025] 图 3是本发明的现场监控器数据监控、传输与存储总流程图。[0026] 图 4是本发明的CAN数据接收线程流程图。[0027] 图 5是本发明的监控参数刷新线程流程图。[0028] 图 6是本发明的远程数据发送线程流程图。[0029] 图 7是本发明的现场监控器置乱加密、密钥隐匿方法流程图。[0030] 图 8是本发明的中央服务器数据传输与存储流程图。[0031] 图 9是本发明的现场数据传输流程图。[0032] 图 10是本发明的控制指令传输流程图。具体实施方式[0033] 下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细描述。[0034] 本发明的基于以太网燃料电池远程监控系统可以同时监控不同地点的N个燃料电池电源系统,该系统包括现场监控器、中央服务器和远程监控站(图1)。[0035] 基于以太网燃料电池用远程监控系统的现场监控器由嵌入式终端、CAN通信模块、 以太网模块、显示和用户操作单元组成,如图2所示。现场监控器用于获取现场主控制器和巡检单元发送的燃料电池电源系统总电压、总电流、净输出电流、进口温度、出口温度、氢气高压压力、氧气进口压力、风机给定、控制方式等实时数据,并将其发送至中央服务器。[0036] 嵌入式终端采用三星的S3C2440作为ARM9微处理器,其扩展了 NOR FLASH、NAND FLASH、SDRAM存储器、电源模块、看门狗和实时时钟单元;NOR FLASH用来存储BIOS,NAND FLASH用来存储WindowsCE系统镜像,SDRAM则作为系统运行的内存,三种存储器通过地址总线和数据总线同ARM9处理器相连;电源模块用来给整个嵌入式终端供电;看门狗单元的作用就是当系统“跑飞”而进入死循环时,恢复系统的运行,增加系统的稳定性;实时时钟单元包括一个高精度32. 768KHz晶振和电阻电容,可以提供可靠的系统时间。[0037] CAN通信模块由CAN控制器MCP2510来实现CAN总线的读写操作,MCP2510与嵌入式终端之间通过SPI总线进行读写。嵌入式终端通过CAN控制器MCP2510和CAN收发器 MCP2551连接至CAN总线,MCP2510用来发送和接收标准或扩展报文,MCP2551作为MCP2510 与物理总线的接口,把CAN控制器生成的数字信号转换成为适合总线传输的差分信号。嵌入式终端通过CAN控制总线接收来自现场主控单元和巡检单元发送的实时数据。
[0038] 以太网模块由以太网MAC控制器和物理层接口两大部分组成。嵌入式终端通过以太网模块和中央服务器建立网络连接。数据传输过程中,先由S3CM00完成DM9000A的初始化,将S3C2400中来自燃料电池现场的数据进行以太网帧封装发送,对接收到的数据帧, 去掉以太网头并进行CRC校验,并存入接收缓存;DM9000A通过RJ-45接收中央服务器中的指令,或发送来自现场监控器的燃料电池实时数据,再由RJ-45传送到中央服务器。
[0039] 显示和用户操作单元由液晶显示屏和电阻式触摸屏组成。其中,液晶显示屏用于显示图形化界面,触摸屏可以接收本地操作人员的操作指令。嵌入式终端通过ADC&触摸屏接口及IXD CONTROLLER与显示和用户操作单元相连,进行信号显示和操作指令的传输。
[0040] 现场监控器的功能由3个线程实现:CAN数据接收线程、监控参数刷新线程、远程数据发送线程,如图3所示。首先,设定CAN读写缓冲区,数据块字节数,启动CAN数据接收线程。初始化各监控参数变量,启动监控参数刷新线程。设置远程监控中心IP地址、端口号,与远程监控中心建立连接,启动远程数据发送线程。CAN数据接收线程读取来自CAN总线的数据,实现对来自CAN总线的数据进行分块处理存储。然后发送刷新消息和远程发送消息。监控参数刷新线程收到刷新消息后,执行相应的刷新处理操作,然后继续监听线程退出信号,若收到则退出线程。远程数据发送线程收到远程发送消息后,对数据进行置乱加密隐匿,触发远程发送操作,将数据发送到远程监控中心,然后继续监听线程退出信号,若收到则退出线程。
[0041] CAN数据接收线程对来自CAN总线的数据进行分块存储。CAN总线每隔m毫秒发送一帧N个字节的数据,读取和处理一帧数据操作需要约k毫秒。为实时显示最新数据,在现场监控器中开辟空间均为η个字节的写缓冲区和读缓冲区,若k >m, η = ΙΝΤ&/πι]*Ν个, 其中,ΙΝΤ[]为向上取整操作;否则,η = N。CAN数据接收线程如图4所示,启动后,首先将来自CAN总线的数据写入写缓冲区。检测写缓冲区是否已满,若写缓冲区不满,则继续接收数据,否则将写缓冲区数据复制到读缓冲区,并清空写缓冲区。然后,将读缓冲区的数据写入二进制文件,同时,发送刷新消息和远程发送消息。
[0042] 监控参数刷新线程如图5所示。启动后,判断是否收到退出信号,若是则退出线程。否则,监听是否收到刷新消息,收到则采样读缓冲区数据。首先寻找帧头,读取 Readbuf [n](初始值η = 0),判断Readbuf [η]是否等于OXFF,若不相等,则令若η++,继续判断Readbuf[n]是否等于OXFF。若相等,即找到帧头,则判断Readbuf [η+Ν]是否等于0XFE,若不相等,则帧尾错误,即Readbuf [η]至Readbuf [η+Ν]不是一帧合理数据,令η+ =N,然后继续判断Readbuf [η]是否等于0XFF,寻找新的帧头;若相等,则Readbuf [η]至 Readbuf [η+Ν]是一帧合理数据,读取Readbuf [η]至Readbuf [η+Ν]之间的这帧数据,按用户传输协议处理后赋给相应监控变量,将监控变量显示到对应的屏幕控件中。
[0043] 远程数据发送线程如图6所示。启动后,判断是否收到退出线程信号,若是则退出线程。否则,监听是否收到远程发送消息,收到则对原始数据进行置乱、加密和密钥隐匿在 TCP协议中,发送到远程监控中心。[0044] 对原始数据进行置乱、加密和密钥隐匿的过程如图7所示。假设原始数据存放的数组为OldBuf [η],置乱后的数组为NewBuf [η]。首先随机生成长度为η的变换数组T = [t(i)],T 是 1,2,...,η 的一种排列。如果 t(i) = l(i = 1,2, ... , η),从 T 中找到满足 t(i) = η的元素位置j,使NewBuf [i] = OldBuf [j],否则,从T中找到第j个元素,使t (j) =t(i)-l,使 NewBuf [i] = OldBuf [j]。合并 NewBuf [η]和 T [η],生成长度为 2*η 的数据。 从现场监控器随机取得一个8个字节密码,去除每个字节中用于奇偶校验的第8位,得到56 位的密钥。对置乱合并后的数据进行DES加密。将56位密钥隐匿在TCP包头中,将加密后的数据作为TCP数据包的数据部分,然后发送一个远程发送信号,触发远程数据发送线程, 执行相应操作,通过网络传送到远程监控中心。
[0045] 中央服务器由Web服务器模块、数据传输模块和数据存储模块组成,负责接收、存储燃料电池电源系统的现场实时数据,并将其以网页形式发布到以太网。Web服务器模块包括登录、监控和系统设置3个功能模块,用以实现TOB服务器的远程登录和数据传输模块联机。
[0046] 首先,中央服务器中数据传输模块通过以太网接收现场监控器采集的实时数据, 然后通过数据存储模块存储。中央服务器中Web服务器模块可远程登录多个现场监控器, 用于对一台或多台燃料电池的运行状态进行监视和控制,通过数据传输模块从燃料电池现场设备获取数据,并将命令通过数据传输模块转发给燃料电池现场设备。
[0047] 中央服务器数据传输与存储的具体实施办法如图8所示。中央服务器程序首先创建一个监听线程,用于监听现场监控器的连接请求,当客户端要求建立连接时,中央服务器创建一个与该客户端对应的通讯线程,接收来自客户端的数据,如果有数据传送事件发生, 则提取该数据包头内的密钥,根据密钥对缓冲区数据进行解密。根据解密后的置乱矩阵还原数据的初始顺序,将还原数据存储到RECVBUF[recvLen]数据中。判断RECVBUF[n]是否等于0XFF(即帧头)。若不是,则令n = n+l,继续判断RECVBUF[n]的值。若是帧头,则判断RECVBUF[n+N]是否等于帧尾OXFE (N是一帧数据量)。若是帧尾,则读取帧头和帧尾之间的数据进行处理,存入数据库。否则,舍弃此帧,令η = η+Ν,继续判断RECVBUF[n],寻找下一帧的帧头。当收到退出线程信号时,则运行程序退出此线程,结束监听服务。
[0048] 现场监控器与中央服务器之间采用交互性强的C/S结构建立网络构架,两者通过以太网进行基于TCP/IP协议的通信;现场监控器为客户端,中央服务器作为服务器端。
[0049] 远程监控站可为接入以太网并配置了网页浏览器的计算机、手机等其他装置;远程监控站通过访问网页的方式浏览中央服务器中的数据,从数据存储模块中获取燃料电池的运行参数及状态。
[0050] 中央服务器与远程监控站之间采用B/S结构建立网络构架,两者通过以太网进行通信,遵守TCP/IP网络协议;远程监控站作为浏览器,中央服务器作为服务器端;远程监控站向中央服务器发出服务请求,服务器收到请求后,Web服务器首先连接后台数据存储模块通过访问数据库获取最新的信息,然后生成HTML网页信息,并传回到客户浏览器,即远程监控站。
[0051] 中央服务器与远程监控站通过以太网通信过程如下,中央服务器先开启打开一通信通道,公布接受远程监控站请求的端口地址,然后等待远程监控站发送请求到端口,中央服务器接受远程监控站服务请求,该请求并发送应答信号,最后关闭服务器;远程监控站先打开一通信通道,连接到中央服务器所在主机的开放端口,然后向中央服务器发送服务请求,等待应答信号,收到应答信号后,关闭通信通道。
[0052] 现场实时数据传输流程如图9所示:嵌入式终端通过CAN通信模块接收燃料电池的运行状态及参数,然后通过以太网模块发送燃料电池的运行状态及参数至中央服务器, 中央服务器接收并储存数据,再以网页的形式通过以太网发送至远程监控站,实现了燃料电池电源系统的远程实时监测。
[0053] 远程监控站发出的控制指令传输流程如图10所示:远程监控站发出远程设备控制指令,中央服务器通过以太网接收后,将该指令数据存储在数据存储模块,由于存储的数据发生变化,则将接收到的指令通过以太网发送到嵌入式终端,嵌入式终端通过CAN总线将指令发送到燃料电池主控单元,主控单元接收指令后对现场设备进行控制,实现了燃料电池电源系统的远程控制。
[0054] 如此基于以太网的燃料电池远程监控系统,实现了对不同地点的N个燃料电池电源系统的数据采集与实时监控。
[0055] 本说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。

Claims (9)

1. 一种基于以太网的燃料电池远程监控系统,包括现场监控器、中央服务器以及远程监控站,其特征在于:现场监控器:获取燃料电池电源系统的现场主控制器和巡检单元发送的燃料电池电源系统总电压、总电流、净输出电流、进口温度、出口温度、氢气高压压力、氧气进口压力、风机给定以及控制方式实时数据,并将其发送至中央服务器;中央服务器:接收并存储由现场监控器提供的燃料电池现场的实时数据,将其以网页形式发布到以太网。远程监控站:通过以太网监测中央服务器发布的燃料电池现场实时信息,还可发出控制指令,经中央服务器转发至现场监控器。
2.如权利要求1所述的基于以太网的燃料电池远程监控系统,其特征在于:所述现场监控器包括嵌入式终端、CAN通信模块、以太网模块、显示和用户操作单元,嵌入式终端是核心监控单元,嵌入式终端扩展了 Flash、SDRAM存储器、电源模块、看门狗和实时时钟单元; CAN通信模块由CAN控制器来实现CAN总线的读写操作,CAN控制器与嵌入式终端之间通过SPI总线进行读写;以太网模块由以太网MAC控制器和物理层接口两大部分组成;显示和用户操作单元由电阻式触摸屏和液晶显示屏组成,其中触摸屏接收本地操作人员的操作指令,液晶显示器显示实时数据和图形化界面。
3.如权利要求2所述的基于以太网的燃料电池远程监控系统,其特征在于:所述现场监控器中的嵌入式终端通过CAN通信模块连接至CAN总线,实时获取现场主控制器和巡检单元发送的燃料电池运行参数及状态数据;嵌入式终端通过以太网模块和中央服务器建立网络连接,向中央服务器发送燃料电池的运行参数及状态,同时来自远程监控站的指令也可以通过中央服务器发送至嵌入式终端,从而进行远程控制;嵌入式终端通过接口与显示和用户操作单元相连,进行状态、信号显示和操作指令传输。
4.如权利要求1所述的基于以太网的燃料电池远程监控系统,其特征在于:所述远程监控站为接入以太网并配置了网页浏览器的计算机、手机或其他能够接入以太网并配置了网页浏览器的装置;远程监控站通过访问网页的方式浏览中央服务器中的数据,从数据存储模块中获取燃料电池的运行参数及状态。
5.如权利要求1所述的基于以太网的燃料电池远程监控系统,其特征在于:所述中央服务器与远程监控站之间采用B/S结构建立网络构架,两者通过以太网进行通信,遵守 TCP/IP网络协议;远程监控站作为浏览器,中央服务器作为服务器端;远程监控站向中央服务器发出服务请求,服务器收到请求后,提供相应的服务。
6.如权利要求1所述的基于以太网的燃料电池远程监控系统,所述系统的实时监控方法是:所述现场监控器采用CAN数据接收线程、监控参数刷新线程以及远程数据发送线程的3个线程来实现实时监控,具体为:首先,设定CAN读写缓冲区,数据块字节数,启动CAN数据接收线程:考虑到嵌入式终端的处理速度,为了实时显示最新状态的数据,对来自CAN总线的数据进行分批读取和存储,在嵌入式终端中开辟空间均为η个字节的写缓冲区和读缓冲区,将来自CAN总线的数据写入写缓冲区,检测写缓冲区是否已满,若否,则继续读取;若是,则将写缓冲区写入读缓冲区,并清空写缓冲区,将读缓冲区数据写入二进制文件进行存储,发送刷新消息和远程发送消息,初始化监控参数,启动监控参数刷新线程:当收到刷新消息时,对读缓冲区数据采样,读取一帧合法数据后,进行处理和显示;同时,操作人员可根据显示数据进行相应操作,设定远程监控中心IP地址,端口号,建立连接,启动远程发送线程:当收到远程发送消息时, 将读缓冲区数据经置乱加密、密钥隐匿生成TCP数据包后发送到中央服务器;中央服务器包括Web服务器模块、数据传输模块和数据存储模块,所述现场监控器的实时数据由数据传输模块接收,再经数据存储模块存储,Web服务器模块则提供网页信息浏览服务,通过以太网与远程监控站进行数据交换;中央服务器主要负责整理和存储实时数据资源,并响应远程监控站的请求,把远程客户端所需的数据资源传送到远程监控站操作平台上;中央服务器通过数据传输模块监听现场监控器的连接请求,当有现场监控器请求建立连接时,中央服务器首先创建一个与该客户端通讯的线程,接收数据,然后,提取TCP 包头的密钥,对数据包解密,根据传送来的置乱矩阵,还原初始数据顺序,最后,由数据存储模块根据用户传输协议对数据进行分析处理,存储到数据库;现场监控器与中央服务器之间采用C/S结构建立网络构架,两者通过以太网进行基于 TCP/IP协议的通信;现场监控器为客户端,中央服务器作为服务器端,从现场监控器到中央服务器的数据传输采用对原始数据进行置乱加密后再进行传输。
7.如权利要求6所述的基于以太网的燃料电池远程监控系统的实时监控方法,其特征在于:所述现场监控器到中央服务器的数据传输采用对原始数据进行置乱加密后再进行传输的具体方法为:假设原始数据的数组为OldBuf [η],置乱后的数组为NewBuf [η],随机生成长度为η的变换数组 T = [t(i)],T 是 1,2,...,η 的一种排列。如果 t(i) = l(i = 1,2,...,n),从 T中找到满足t (i) = η的元素位置j,使NewBuf [i] = OldBuf [j],否则从T中找到第j个元素,使 t(j) = t(i)-l,使 NewBuf [i] = OldBuf [j]。将 NewBuf [η]和 T [η]合并,生成长度为2*η的数据。生成一个8字节的密码,取其中的56位作为密钥,对数据进行加密,将加密后的数据经TCP/IP网络传送到远程监控中心,其中密钥隐匿于TCP数据包中。
8.如权利要求6所述的基于以太网的燃料电池远程监控系统的实时监控方法,其特征在于:所述CAN数据接收线程采用一种分批式数据处理方法,对来自CAN总线的数据进行分块存储和处理,以提高系统的处理速度;CAN总线每隔m毫秒发送一帧N个字节的数据,在监控参数刷新线程内,读取和处理一帧数据操作需要约k毫秒;为实时显示最新数据,在嵌入式终端开辟空间均为η个字节的写缓冲区和读缓冲区,若k >m, η = ΙΝΤ&/πι]*Ν个其中,ΙΝΤ[]为向上取整操作;否则,η = N;来自CAN总线的数据首先写入写缓冲区,若写缓冲区已满,则将数据写入读缓冲区,并清空写缓冲区,将读缓冲区数据写入二进制文件进行存储,然后发送一个刷新消息,对读缓冲区数据采样,首先判断读缓冲区数据的帧头位置,然后读取帧头后的第N个字节,若此字节值为设定的帧尾,则此帧数据是合法的,对这帧数据进行处理和显示;否则,舍弃此帧数据,继续寻找下一个帧头位置,直到读出一帧合理数据为止。
9.如权利要求7所述的基于以太网的燃料电池远程监控系统的实时监控方法,其特征在于:所述现场监控器到中央服务器的数据传输采用对原始数据进行置乱加密后再进行传输的具体步骤为:步骤A :随机生成长度为η的变换数组T = [t (i) ],T是1,2,. . .,η的一种排列;步骤B :如果t(i) = l(i = 1,2, ... , n),从T中找到满足t(i) = η的元素位置j,使NewBuf [i] = OldBuf [j],否则从 T 中找到第 j 个元素,使 t(j) = t ⑴-1,使 NewBuf [i]= OldBuf [j];步骤C :合并NewBuf [η]和T [η],生成长度为2*η的数据;步骤D :从现场监控器随机取得一个8个字节密码,去除每个字节中用于奇偶校验的第 8位,得到56位的密钥,对步骤C中数据进行DES加密;步骤E :将56位密钥隐匿在TCP包头中,由步骤D得到的数据作为TCP数据包的数据部分,通过网络传送到远程监控中心。
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