CN102647294A - 一种远端串口监控系统 - Google Patents

Abstract

一种远端串口监控系统，包括：初始化模块、数据分类处理模块、性能采集模块、配置采集模块、配置下发模块、队列装载模块和告警信息模块。本发明实现了中心综合网管系统对远端串口设备的监控功能，解决了卫星通信链路中网管系统无法对远端串口设备实现配置采集监控的问题。

Description

一种远端串口监控系统

技术领域

本发明涉及卫星通信系统中远端串口监控系统，可用于远端串口设备的配置采集、性能、告警监控。

背景技术

卫星通信不受地理环境和距离的约束，其点到多点、点到面的覆盖优势和灵活的移动性，使得卫星通信在通信领域中有明显的优势，特别是具有回传信道的卫星通信系统在当前的卫星通信应用中凸现了卫星通信的优越性。

卫星网管系统(以下简称网管系统)用于承担卫星通信网络管理功能的任务，实现监控卫星站点、配置管理卫星通信系统内的所有设备，对全网的运行状态进行监控，并实时反馈系统内的故障与告警信息，为卫星通信系统能够快速部署、及时建立卫星链路以及通信链路的畅通提供了保障。

网管系统管理设备存在多元化特点，对于支持TCP/IP网络协议设备，网管系统可通过卫星网络周期性的去配置采集远端设备的性能指标。但对于串口设备受限于串口线传输距离的限制，以及网管终端串口个数的限制，端站网管系统(网管终端)对串口设备进行性能采集时，网管终端配置模块无法共享使用同一串口实现对设备的配置功能，且中心综合网管系统也无法直接对远端串口设备进行参数配置采集。

发明内容

本发明技术解决问题：克服现有技术的不足，提供一种远端串口监控系统，利用卫星链路，实现中心综合网管系统对远端串口设备的监控功能，解决了卫星通信链路中网管系统无法对远端串口设备实现配置采集监控的问题。

本发明技术解决方案：一种远端串口监控系统，包括：初始化模块、数据分类处理模块、性能采集模块、配置采集模块、配置下发模块、队列装载模块和告警信息模块；初始化模块实现系统资源的初始化，建立串口设备采集配置列表，送至队列装载模块；串口监控系统经初始化后，数据分类处理模块接收远端网管系统数据，进行数据分类处理，得到设备性能采集命令、设备配置信息采集命令和设备配置下发命令，并将设备性能采集命令传送至性能采集模块，将设备配置信息采集命令发送至配置采集模块，将设备配置下发命令发送至配置下发模块；性能采集模块接收设备性能采集命令，采用生命周期管理机制，周期性发送所述采集命令至队列装载模块，并接收队列装载模块返回的采集数据，进行数据解析分析，形成采集数据包和设备告警信息，将采集数据包发送至远端网管系统，设备告警信息发送至告警信息模块；配置采集模块接收设备配置信息采集命令，发送所述采集命令至队列装载模块，并接收队列装载模块返回的配置信息采集数据，进行数据解析分析，形成采集数据包和设备告警信息，将采集数据包发送至远端网管系统，设备告警信息发送至告警信息模块；配置下发模块接收设备配置下发命令，发送所述配置下发命令至队列装载模块，等待一个配置下发周期后，发送配置查询指令至队列装载模块，并接收队列装载模块返回的查询指令，将配置下发命令和返回查询指令进行数据解析比对，验证配置下发是否成功，形成配置下发结果和设备告警信息，将配置下发命令结果发送至远端网管系统，设备告警信息发送至告警信息模块；队列装载模块读取性能采集模块、配置采集模块、配置下发模块发送来的采集命令，并加载到采集队列中，装载初始化模块生成的串口设备采集配置列表，调用活动线程依次执行采集下发任务；告警信息模块接收性能采集模块、配置采集模块、配置下发模块返回的告警信息，经数据处理打包后，发回至网管系统告警模块。

所述性能采集模块实现如下：

(1)性能采集模块接收数据分类处理模块发送来的设备性能采集命令，进行采集命令解析；

(2)当设备性能采集命令符合串口协议时，性能采集模块直接将采集命令发送至队列装载模块；当设备性能采集命令采用SNMP协议时，性能采集模块根据采集命令中采集对象信息的OID值，查询被管理对象设备MIB库，获取设备采集参数，形成符合串口协议的设备性能采集命令，发送至队列装载模块；

(3)性能采集模块抽取设备性能采集命令中采集周期参数，采用生命周期管理机制，周期性发送采集命令至队列装载模块；

(4)性能采集模块接收队列装载模块返回的采集数据，进行数据解析分析，根据设备性能采集命令格式进行封装打包，设备性能采集命令采用SNMP协议的，性能采集模块根据采集对象信息OID封装为采集数据包，发送至远端网管系统；同时将超过性能门限的数据信息形成设备告警信息，发送至告警信息模块。

所述配置下发模块实现如下：

(1)配置下发模块接收数据分类处理模块发送来的设备配置下发命令，进行配置下发命令解析，当配置下发命令符合串口协议时，直接发送至队列装载模块；当配置下发命令为SNMP等TCP协议时，配置下发模块进行数据解析封装，完成串口协议的接口转换工作，形成符合串口协议的设备配置下发命令；

(2)配置下发命令发送至队列装载模块后同时存入本地缓存中，配置下发模块等待一个配置下发周期后，发送配置查询指令至队列装载模块，并接收队列装载模块返回的查询指令，进行解析分析，将返回查询指令中参数与缓存中配置下发参数进行比对，验证配置下发是否成功，形成配置下发结果和设备告警信息。

本发明与现有技术相比具有以下优点：

(1)本发明通过初始化模块、数据分类处理模块、性能采集模块、配置采集模块、配置下发模块、队列装载模块和告警信息模块等实现了对远端串口设备的监控功能，解决了卫星通信链路中网管系统无法对远端串口设备实现配置采集监控的问题。

(2)本发明在无需添加额外的串口联网或转换设备的情况下实现了对远端站串口设备的远程监控与统一管理，经卫星链路或网络链接与中心综合网管及端站网管系统建立连接，另一端通过队列装载模块与各站点的串口设备建立串口连接，解决了多个控制终端访问造成的串口通信冲突问题，节省了系统建设开支。

(3)本发明进行串口设备的配置采集、性能、告警信息的采集与数据处理，对于周期性任务采用生命周期管理机制以及采集数据本地缓存功能，避免了综合网管与远端站频繁的通信，既减轻了中心网管压力，又有效地节约卫星带宽资源。

(4)本发明串口设备不支持SNMP协议，远端串口监控系统采用了对串口设备被管理对象信息的虚拟自定义OID管理机制，实现SNMP代理功能，使得网管系统可以采用统一的处理方式对串口设备及网口设备的各功能模块进行统一处理，大大提升了整个系统的灵活性可扩展性以及可复用性。

(5)本发明远端串口监控系统操作简单、方便，适合大部分操作维护人员掌握；本发明不仅对卫星通信系统，还可广泛应用在电力系统、银行、证券交易所、机场、高级社区和大型仓库等需要对大量串口设备进行监控的行业。

附图说明

图1为本发明系统环境示意图；

图2为本发明结构示意图；

图3为本发明中性能采集模块工作流程图；

图4为本发明中配置下发模块工作流程图；

图5为本发明中队列装载模块工作流程图。

具体实施方式

如图1所示，本发明系统与串口设备直连，通过卫星链路与综合网管进行通信，通过以太网与本地端站网管分系统进行通信。综合网管和各端站网管通过本发明系统实现对串口设备的统一管理与监控。

如图2所示，本发明系统包括：初始化模块、数据分类处理模块、性能采集模块、配置采集模块、配置下发模块、队列装载模块和告警信息模块。初始化模块实现系统资源的初始化，建立串口设备采集配置列表，送至队列装载模块；串口监控系统经初始化后，数据分类处理模块接收远端网管系统数据，进行数据分类处理，得到设备性能采集命令、设备配置信息采集命令和设备配置下发命令，并将设备性能采集命令传送至性能采集模块，将设备配置信息采集命令发送至配置采集模块，将设备配置下发命令发送至配置下发模块；性能采集模块接收设备性能采集命令，采用生命周期管理机制，周期性发送所述采集命令至队列装载模块，并接收队列装载模块返回的采集数据，进行数据解析分析，形成采集数据包和设备告警信息，将采集数据包发送至远端网管系统，设备告警信息发送至告警信息模块；配置采集模块接收设备配置信息采集命令，发送所述采集命令至队列装载模块，并接收队列装载模块返回的配置信息采集数据，进行数据解析分析，形成采集数据包和设备告警信息，将采集数据包发送至远端网管系统，设备告警信息发送至告警信息模块；配置下发模块接收设备配置下发命令，发送所述配置下发命令至队列装载模块，等待一个配置下发周期后，发送配置查询指令至队列装载模块，并接收队列装载模块返回的查询指令，将配置下发命令和返回查询指令进行数据解析比对，验证配置下发是否成功，形成配置下发结果和设备告警信息，将配置下发命令结果发送至远端网管系统，设备告警信息发送至告警信息模块；队列装载模块读取性能采集模块、配置采集模块、配置下发模块发送来的采集命令，并加载到采集队列中，装载初始化模块生成的串口设备采集配置列表，调用活动线程依次执行采集下发任务；告警信息模块接收性能采集模块、配置采集模块、配置下发模块返回的告警信息，经数据处理打包后，发回至网管系统告警模块。

1、初始化模块

初始化模块实现系统资源的初始化，具体包括线程池的初始化以及根据配置文件打开设备串口，建立串口设备采集配置列表，送至队列装载模块。

在卫星通信远端串口监控系统中，采用线程池技术，集合所有卫星网管系统串口设备采集线程。初始化模块根据远端串口设备的数量和所采集配置指标规模确定访问串口设备的重试次数，其中采集配置指标规模指被管串口设备要采集配置的数据项，例如GPS接收机中要采集的经纬度、时间、卫星数以及可用状态等。根据卫星网管系统所管理串口设备，重试次数一般设置为2～5之间。

初始化模块读取卫星网管系统界面用户设置的串口设备串口通信参数，例如端口类型(RS485、RS422或RS432)、波特率、数据位、奇偶校验停止位、控制流等。根据配置信息，打开设备端口，进行串口通信。

采集配置列表为远端串口监控系统根据网管系统管理的串口设备所建立的采集配置任务表。采集配置列表包含多个采集任务，每一个串口设备对应一个采集任务。在系统初始化时，远端串口监控系统根据采集配置列表，通过设备相应协议指令，获取串口设备的信息，并将采集配置列表发至队列装载模块。

2、数据分类处理模块

数据分类处理模块建立Socket监听端口，采用TCP协议接收远端网管系统数据。数据包包括本地网管系统网络以及通过卫星接收系统接收的来自远端中心综合网管系统发送的数据包。数据分类模块根据指令类型对接收数据包进行分类处理，得到设备性能采集命令、设备配置信息采集命令和设备配置下发命令，并将设备性能采集命令传送至性能采集模块，将设备配置信息采集命令发送至配置采集模块，将设备配置下发命令发送至配置下发模块。

3、性能采集模块

如图3所示，为性能采集模块工作流程图。性能采集模块采用多线程处理方式，建立生命周期管理机制，周期性发送所述采集命令至队列装载模块，并接收队列装载模块返回的采集数据，进行数据解析分析，形成采集数据包和设备告警信息，将采集数据包发送至远端网管系统，设备告警信息发送至告警信息模块。

性能采集模块接收数据分类处理模块发送来的设备性能采集命令，进行采集命令解析，对设备性能采集命令进行统一处理，形成符合串口协议的设备性能采集命令。当设备性能采集命令符合串口协议时，性能采集模块直接将采集命令发送至队列装载模块；当设备性能采集命令符合SNMP协议时，性能采集模块对串口管理设备进行被管理参数项的OID值加载，根据采集命令中采集对象信息的OID值，查询被管理对象设备MIB库，获取设备采集参数，形成符合串口协议的设备性能采集命令，发送至队列装载模块。

性能采集模块抽取设备性能采集命令中采集周期参数，采用生命周期管理机制，周期性发送采集命令至队列装载模块。

性能采集模块定时接收队列装载模块返回的采集数据，进行数据解析分析，根据数据分类处理模块发送的源设备性能采集命令格式进行封装打包。设备性能采集命令采用串口协议的，性能采集模块根据队列装载模块返回数据，打包发送至远端网管系统；设备性能采集命令采用SNMP协议的，性能采集模块根据采集对象信息OID值封装为采集数据包，发送至远端网管系统。

性能采集模块在进行数据处理的同时，发现队列装载模块返回的采集数据超过性能门限的数据时，将采集数据信息分析处理形成设备告警信息，发送至告警信息模块。

4、配置采集模块

配置采集模块接收设备配置信息采集命令，发送所述采集命令至队列装载模块，并接收队列装载模块返回的配置信息采集数据，进行数据解析分析，形成采集数据包和设备告警信息，将采集数据包发送至远端网管系统，设备告警信息发送至告警信息模块。

配置采集模块接收数据分类处理模块发送来的配置信息采集命令，进行采集命令解析，符合串口协议时，配置采集模块直接将采集命令发送至队列装载模块；符合SNMP协议时，配置采集模块对串口管理设备进行被管理参数项的OID值加载，根据采集命令中采集对象信息的OID值，重新封装形成符合串口协议的设备配置信息采集命令，发送至队列装载模块。

配置采集模块采用单一采集模式，即每一条配置采集命令，只执行一次，不进行周期性轮询。

配置采集模块定时接收队列装载模块返回的采集数据，进行数据解析分析，根据数据分类处理模块发送的源设备配置信息采集命令格式进行封装打包。设备配置信息采集命令采用串口协议的，配置采集模块根据队列装载模块返回数据，打包发送至远端网管系统；设备配置信息采集命令采用SNMP协议的，配置采集模块根据采集对象信息OID值封装为采集数据包，发送至远端网管系统。

配置采集模块在进行数据处理的同时，发现队列装载模块返回的采集数据包含告警信息时，将告警信息抽取重新打包封装形成设备告警信息，发送至告警信息模块。

5、配置下发模块

如图4所示，为配置下发模块工作流程图。配置下发模块接收设备配置下发命令，发送所述配置下发命令至队列装载模块，接收队列装载模块返回数据，进行数据分析，发送配置下发结果至远端网管系统。

配置下发接收数据分类处理模块发送来的配置下发命令，进行配置下发命令的解析分析。配置下发命令包括串口协议类型和SNMP协议类型。

配置下发模块发送配置下发命令至队列装载模块后，等待一个配置下发周期后，根据配置下发指令重新组包形成配置查询指令，并发送配置查询指令至队列装载模块，进行配置参数查询。

配置下发模块接收队列装载模块返回的查询命令，将配置下发命令和返回查询命令进行数据解析比对，验证配置下发是否成功，将验证结果形成配置下发结果数据包，发送至远端网管系统。

配置下发模块在发送配置下发命令和配置查询命令至队列装载模块过程中，发现队列装载模块返回的数据包含告警信息时，将告警信息抽取重新打包封装形成设备告警信息，发送至告警信息模块。

6、队列装载模块

如图5所示，为队列装载模块工作流程图。队列装载模块读取性能采集模块、配置采集模块、配置下发模块发送来的采集命令，并加载到采集队列中，装载初始化模块生成的串口设备采集配置列表，调用活动线程依次执行采集下发任务。

队列装载模块采集队列根据串口设备采集配置列表建立，例如要采集功率放大器串口设备，需建立一个功率放大器设备采集列表，在设备采集列表中存放所要采集的功率放大器所有设备对象，如功率放大器1、功率放大器2等。再根据采集指标，如衰减、校准电压等，建立包括衰减、校准电压等多项采集指标的采集列表。

队列装载模块采用多线程处理采集配置任务。串口采集配置线程执行采集配置任务，依次调用队列采集任务，进行串口通信；数据处理线程处理串口返回数据，按采集配置任务返回至性能采集模块、配置采集模块以及配置下发模块。

7、告警信息模块

告警信息模块接收性能采集模块、配置采集模块、配置下发模块返回的告警信息，经数据处理打包后，发回至网管系统告警模块。告警信息模块性能告警处理线程，从性能告警队列中获取告警信息进行处理；配置采集告警处理模块，从配置采集告警队列中获取告警信息进行处理；配置下发告警处理模块，从配置下发告警队列中获取告警信息进行处理。

告警信息模块将所有接收到的告警信息汇总，进行告警信息过滤，同一串口设备发生的相同告警，告警信息模块只在告警信息发生次数上进行累加，发送一条告警信息至远端网管系统。

告警信息模块在本地建立Socket端口，根据告警信息模块处理的告警信息，将符合条件的告警信息通过本地网络或卫星网络，打包发送给网管系统以通知管理人员。

本发明未详细阐述部分属于本领域技术人员的公知技术。

Claims (3)

1.一种远端串口监控系统，其特征在于包括：初始化模块、数据分类处理模块、性能采集模块、配置采集模块、配置下发模块、队列装载模块和告警信息模块；初始化模块实现系统资源的初始化，建立串口设备采集配置列表，送至队列装载模块；串口监控系统经初始化后，数据分类处理模块接收远端网管系统数据，进行数据分类处理，得到设备性能采集命令、设备配置信息采集命令和设备配置下发命令，并将设备性能采集命令传送至性能采集模块，将设备配置信息采集命令发送至配置采集模块，将设备配置下发命令发送至配置下发模块；性能采集模块接收设备性能采集命令，采用生命周期管理机制，周期性发送所述采集命令至队列装载模块，并接收队列装载模块返回的采集数据，进行数据解析分析，形成采集数据包和设备告警信息，将采集数据包发送至远端网管系统，设备告警信息发送至告警信息模块；配置采集模块接收设备配置信息采集命令，发送所述采集命令至队列装载模块，并接收队列装载模块返回的配置信息采集数据，进行数据解析分析，形成采集数据包和设备告警信息，将采集数据包发送至远端网管系统，设备告警信息发送至告警信息模块；配置下发模块接收设备配置下发命令，发送所述配置下发命令至队列装载模块，等待一个配置下发周期后，发送配置查询指令至队列装载模块，并接收队列装载模块返回的查询指令，将配置下发命令和返回查询指令进行数据解析比对，验证配置下发是否成功，形成配置下发结果和设备告警信息，将配置下发命令结果发送至远端网管系统，设备告警信息发送至告警信息模块；队列装载模块读取性能采集模块、配置采集模块、配置下发模块发送来的采集命令，并加载到采集队列中，装载初始化模块生成的串口设备采集配置列表，调用活动线程依次执行采集下发任务；告警信息模块接收性能采集模块、配置采集模块、配置下发模块返回的告警信息，经数据处理打包后，发回至网管系统告警模块。

2.根据权利要求1所述的远端串口监控系统，其特征在于：所述性能采集模块实现如下：

(1)性能采集模块接收数据分类处理模块发送来的设备性能采集命令，进行采集命令解析；

(2)当设备性能采集命令符合串口协议时，性能采集模块直接将采集命令发送至队列装载模块；当设备性能采集命令采用SNMP协议时，性能采集模块根据采集命令中采集对象信息的OID值，查询被管理对象设备MIB库，获取设备采集参数，形成符合串口协议的设备性能采集命令，发送至队列装载模块；

(3)性能采集模块抽取设备性能采集命令中采集周期参数，采用生命周期管理机制，周期性发送采集命令至队列装载模块；

(4)性能采集模块接收队列装载模块返回的采集数据，进行数据解析分析，根据设备性能采集命令格式进行封装打包，设备性能采集命令采用SNMP协议的，性能采集模块根据采集对象信息OID封装为采集数据包，发送至远端网管系统；同时将超过性能门限的数据信息形成设备告警信息，发送至告警信息模块。

3.根据权利要求1所述的远端串口监控系统，其特征在于：所述配置下发模块实现如下：

(1)配置下发模块接收数据分类处理模块发送来的设备配置下发命令，进行配置下发命令解析，当配置下发命令符合串口协议时，直接发送至队列装载模块；当配置下发命令为SNMP等TCP协议时，配置下发模块进行数据解析封装，完成串口协议的接口转换工作，形成符合串口协议的设备配置下发命令；

(2)配置下发命令发送至队列装载模块后同时存入本地缓存中，配置下发模块等待一个配置下发周期后，发送配置查询指令至队列装载模块，并接收队列装载模块返回的查询指令，进行解析分析，将返回查询指令中参数与缓存中配置下发参数进行比对，验证配置下发是否成功，形成配置下发结果和设备告警信息。

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