CN106198362A - 远程多点激光尘埃粒子计数器系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种远程多点激光尘埃粒子计数器系统，包括客户端、硬件端以及XMPP服务器。客户端将指令或数据转换成XML数据流，通过广域网将XML数据流发送给XMPP服务器，XMPP服务器将XML数据流转发给相应的激光尘埃粒子计数器，粒子计数器将XML数据流解析成指令或数据；粒子计数器根据指令或数据，生成相应的反馈消息并将反馈消息转换成XML数据流，通过广域网将XML数据流发送给XMPP服务器，XMPP服务器将XML数据流转发给相应的客户端。本发明操作便利、快捷，解决了传统激光尘埃粒子计数器缺乏实时性和无法远程多点监测的难题。
Description
技术领域
本发明涉及激光尘埃粒子计数器，具体地说是一种远程多点激光尘埃粒子计数器系统。
背景技术
激光尘埃粒子计数器是目前应用最为广泛的空气洁净度检测设备之一，是现代微电子技术、光电技术、空气动力学技术与计算机技术发展的集中体现，具有实时、精确、快速、微型化等众多优点，为空气洁净度技术提供了新的发展方向，在国内外得到越来越广泛且深入的研究。
当前，国内的激光粒子计数器都是在不断地提高其测量精度和准确性，对其实时性却少有研究。而在实际的粒子计数器的使用中，传统激光粒子计数器已然满足不了当前各类洁净实验室对其洁净度监测的实时性要求，尤其是大型实验室或大型厂房。使用传统的粒子计数器，监测一个周期需要很长的时间，即使同时使用多台仪器，也很难做到实时监测,且消耗在测试上的人力物力都很大。
发明内容
本发明的目的在于设计一种远程多点激光尘埃粒子计数器系统，弥补现有激光尘埃粒子计数器在多点监测和实时性方面的不足。
实现本发明目的的技术方案为：一种远程多点激光尘埃粒子计数器系统，包括：客户端、硬件端以及XMPP服务器。客户端将指令或数据转换成XML数据流，通过广域网将XML数据流发送给XMPP服务器，XMPP服务器将XML数据流转发给相应的硬件端，硬件端将XML数据流解析成指令或数据；硬件端根据指令或数据，生成相应的反馈消息并将反馈消息转换成XML数据流，通过广域网将XML数据流发送给XMPP服务器，XMPP服务器将XML数据流转发给相应的客户端。
本发明与现有技术相比，其显著优点为：
1）本发明将激光尘埃粒子计数器接入广域网，实现了系统的远程控制和数据传输；
2）本发明采用基于花名册的设备管理方案，采用分布式布局，实行了多用户、多设备的管理；
3）本发明由服务端随机产生硬件ID，设备列表由服务端统一分配，设备的ID完全对用户隐藏，从而保证了硬件端的安全性；
4）本发明对客户端做了数据的持久化，将本地数据与硬件端的数据做校验，只传输未被持久化的数据，从而减少带宽的损耗。
附图说明：
图1是本发明远程多点激光尘埃粒子计数器系统的整体框架示意图.
图2是本发明硬件端的设计框架示意图。
图3是本发明客户端的友好交互设计示意图。
具体实施方式：
本发明远程多点激光尘埃粒子计数器系统，包括激光尘埃粒子计数器、客户端和服务端；激光尘埃粒子计数器与服务端直接相连用以交换数据和指令；激光尘埃粒子计数器包括CPU、数据采集模块、数据存储模块和通信模块，CPU通过通信模块接收来自服务器的控制指令，根据指令从数据存储模块读取相应的历史采集数据，并封装成XML流，再通过通信模块发送给服务器，由服务器转发给客户端；还包括XMPP的登录功能；
XML服务端连接激光尘埃粒子计数器和客户端；服务端包括XML流收发模块、登录模块、花名册模块和消息转发模块，XML服务端负责激光尘埃粒子计数器和客户端的登录、花名册管理和两者之间数据的转发功能；
客户端与服务端直接相连用以交换数据和指令；客户端包括后台处理模块、交互界面、本地数据库和XMPP库，客户端通过交互界面将内容呈现给用户，并处理用户的操作；客户端还通过XMPP库与服务端进行指令和数据的交换，从而间接地与远程激光尘埃粒子计数器进行连接；客户端还将接收的数据存储到本地数据库，并可根据本地数据库的数据生产带有时间戳的控制指令，从而大大节省流量的开销；客户端还包括XMPP的登录和花名册的获取。
下面结合附图对本发明做进一步说明。
结合图1，本发明设计了一种远程多点激光尘埃粒子计数器系统，基于热门的即时通讯和物联网协议XMPP，整个系统由XMPP服务器、激光尘埃粒子计数器（下文简称为硬件端）和客户端这三部分组成，客户端可在多平台下运行，包括PC端和移动端。下面将进行详细描述，但应当理解本发明的保护范围并不受具体实施方式的限制。
XMPP服务器：在本发明中采用的XMPP服务器是Ejabberd，Ejabberd采用Erlang开发，是目前可扩展性最好的一种Jabber/XMPP服务器，支持分布多个服务器，并且具有容错处理，单台服务器失效不影响整个cluster运作。主要用于接收、转发或处理网络中传输的数据流。
硬件端：本发明在现有单点激光尘埃粒子计数器的基础上加入网络模块W5500，主要完成数据采集、数据存储、XMPP登录以及XMPP消息收发等功能。
客户端：本发明采用基于XMPP的开源实现agsxmpp和基于.NET Framework平台的WPF用户界面框架进行开发，具有通信安全、数据可靠以及界面美观的特点。主要实现了用户登录、消息收发、花名册管理以及数据分析处理的功能。
如图2所示，硬件端包括光电转换模块、滤波电路、电压比较电路、CPU、存储模块和通信模块。
光电转换模块根据Mie散射原理将散射光强转化为电压信号，电压信号再经过滤波电路滤除白噪声，然后再经过电压比较电路产生方波信号，CPU进行方波计数并根据计数值计算出相应的数据，最后将数据存储到存储模块。必要时，CPU可从存储模块读取数据，通过通信模块将数据发送给客户端。
服务端随机产生一个硬件ID，并在服务端注册一个XMPP账号，再根据设备与用户的关系建立花名册，保证客户端与硬件的数据通信；
将硬件端ID写入硬件端，硬件端通过写入的硬件ID来登录XMPP服务器。
如图3所示，用户在客户端输入用户名和密码来登录XMPP服务器，再从XMPP服务器获取基于花名册的设备列表。列表中的设备ID对用户是不可见的，进一步保证了设备的数据安全，设备列表可以进行分组和备注，实现同QQ一样的设备管理机制。
成功获取设备列表后，便可进行对其所有设备的访问。用户选择设备列表中的列表项，客户端根据所选列表项对应的设备ID来读取本地数据，将本地数据的最新时间节点加在对设备的访问指令后，客户端再将指令转化为XML数据流发送给XMPP服务器。
服务器对XML流进行错误校验，校验无误后，根据XML流的to属性的值将XML流转发给对应的硬件端。
硬件端接收并解析XML流，硬件端将解析后的指令中的时间节点信息和存储器中的数据进行比较，提取出未被客户端本地化的数据，将其转化为XML流，并发送给XMPP服务器。
同样地，服务器对XML流进行错误校验，校验无误后，根据XML流的to属性的值将XML流转发给对应的客户端。
客户端接收并解析XML流，将解析后的数据进行本地持久化并显示在用户界面上。
用户可以选择按时间节点分组查看设备信息，客户端将某一设备的数据按时间节点进行分组排序显示成时间列表，用户可任意查看列表中任一时间节点的数据，也可以将数据以时间节点为横坐标显示成图表。
综上所述，本发明设计的一种可远程控制、可实时监测、可多点监测、可集中显示、可分析数据的洁净度监测系统。
本发明不仅可用于局域网的多点监测，而且由于本发明是基于广域网进行设计，所以还可用于广域网的实时监控。本发明可大大提高质监局和环保局的工作效率，可实时远程监控制药厂、电子装配车间等洁净室的设备工作状态和洁净程度。
Claims (4)
1.一种远程多点激光尘埃粒子计数器系统，其特征在于：包括激光尘埃粒子计数器、客户端和服务端；
激光尘埃粒子计数器与服务端直接相连用以交换数据和指令；激光尘埃粒子计数器包括CPU、数据采集模块、数据存储模块和通信模块，CPU通过通信模块接收来自服务器的控制指令，根据指令从数据存储模块读取相应的历史采集数据，并封装成XML流，再通过通信模块发送给服务器，由服务器转发给客户端；还包括XMPP的登录功能；
XML服务端连接激光尘埃粒子计数器和客户端；服务端包括XML流收发模块、登录模块、花名册模块和消息转发模块，XML服务端负责激光尘埃粒子计数器和客户端的登录、花名册管理和两者之间数据的转发功能；
客户端与服务端直接相连用以交换数据和指令；客户端包括后台处理模块、交互界面、本地数据库和XMPP库，客户端通过交互界面将内容呈现给用户，并处理用户的操作；客户端还通过XMPP库与服务端进行指令和数据的交换，从而间接地与远程激光尘埃粒子计数器进行连接；客户端还将接收的数据存储到本地数据库，并可根据本地数据库的数据生产带有时间戳的控制指令；客户端还包括XMPP的登录和花名册的获取。
2.根据权利要求1所述的远程多点激光尘埃粒子计数器系统,其特征在于：所述激光尘埃粒子计数器中，CPU控制数据采集模块采集洁净室的粒子浓度，并将采集到的数据存储到存储模块；CPU从数据存储模块读取本地数据，再通过通信模块将封装好的XML流发送给服务端；同样，CPU也接收来自服务端的XML流，并解析为响应的指令。
3.根据权利要求1所述的远程多点激光尘埃粒子计数器系统，其特征在于：所述服务端中，XML流收发模块负责将接收到的XML流分配给对应模块，并将各模块生成的XML流发送给对应的远程多点激光尘埃粒子计数器或者客户端；登录模块负责管理账户的密码验证和登录状态管理；花名册模块主要负责生成好友关系和好友分组，并将存在的好友关系和分组信息发送给客户端；消息转发模块主要负责连接客户端和远程多点激光尘埃粒子计数器,将两者的指令和数据转发给对方。
4.根据权利要求1所述的远程多点激光尘埃粒子计数器系统，其特征在于：所述客户端中，后台处理模块通过xmpp开源库将生成的指令和数据发送给服务器，并接收来自服务器的指令和数据；后台处理模块还与交互界面相连，将处理的结果显示在界面上，并对用户在界面上的操作做出处理；后台处理模块还与本地数据库相连，将本地数据加载到内存，还将从服务端接收的数据存储在本地数据库。
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