CN107861485A - 数据采集与监视控制方法、客户端、服务器及系统 - Google Patents

数据采集与监视控制方法、客户端、服务器及系统 Download PDF

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Abstract

本发明提供数据采集与监视控制方法、客户端、服务器及系统。方法包括：SCADA客户端向电子地图服务器请求SCADA系统监视范围内的电子地图，根据各被监视设备的地理位置及各被监视设备在电子地图上的图标，在电子地图的对应位置上绘制各被监视设备的图标，将电子地图加载到SCADA客户端的画面上显示，同时，与SCADA服务器建立WebSocket连接，向SCADA服务器发送携带各被监视设备标识的数据请求消息；SCADA客户端接收SCADA服务器返回的各被监视设备的实时状态数据，将其显示在电子地图上各被监视设备所在位置处。本发明实现了在SCADA系统中嵌入电子地图，并能在电子地图上实时显示SCADA数据。

Description

数据采集与监视控制方法、客户端、服务器及系统
技术领域
本发明涉及数据监控技术领域，特别涉及SCADA(Supervisory Control And DataAcquisition，数据采集与监视控制)方法、客户端、服务器及系统。
背景技术
SCADA(Supervisory Control And Data Acquisition，数据采集与监视控制)系统是以计算机为基础的DCS(Distributed Control System，分布式控制系统)与自动化监控系统。它的应用领域很广，可以应用于电力、冶金、石油、化工、燃气、铁路等领域的数据采集与监视控制以及过程控制等诸多领域。
通常SCADA系统分为两个层面，即客户端/服务器体系结构。SCADA服务器与硬件设备通信，进行数据处理和运算。而SCADA客户端用于人机交互，如用文字、动画显示现场的状态，并可以对现场的开关、阀门进行操作。还有一种“超远程SCADA客户端”，它可以通过Web发布在Internet上进行监控。硬件设备(如PLC(Programmable Logic Controller，可编程逻辑控制器))一般既可以通过点到点方式，也可以以总线方式连接到SCADA服务器上。
SCADA由很多任务组成，每个任务完成特定的功能。位于一个或多个机器上的SCADA服务器负责数据采集、数据处理(如量程转换、滤波、报警检查、计算、事件记录、历史存储、执行用户脚本等)。SCADA服务器之间可以相互通信。有些系统将SCADA服务器进一步单独划分成若干专门服务器，如报警服务器、记录服务器、历史服务器、登录服务器等。各SCADA服务器逻辑上作为统一整体，但物理上可能放置在不同的机器上。分类划分的好处是可以将多个SCADA服务器的各种数据统一管理、分工协作，缺点是效率低、局部故障可能影响整个系统。
SCADA系统中的通信分为内部通信、与I/O设备通信和外界通信。SCADA客户端与SCADA服务器之间以及SCADA服务器与SCADA服务器之间一般有三种通信形式：请求式、订阅式与广播式。设备驱动程序与I/O设备通信一般采用请求式，大多数设备都支持这种通信方式，当然也有的设备支持主动发送方式。SCADA通过多种方式与外界通信。如OPC(OLE forProcess Control，用于过程控制的对象连接与嵌入)，一般都会提供OPC客户端，用来与设备厂家提供的OPC服务器进行通信。因为OPC有微软内定的标准，所以OPC客户端无需修改就可以与各家提供的OPC服务器进行通信
在SCADA系统应用中，对GIS(Geographic Information System，地理信息系统)的要求越来越高，大量的信息将显示在电子地图上，以支持操作员或调度人员更清楚地了解现场状况，从而更迅速地决策。
在已有的SCADA产品WinCC OA中，有一个简单的GIS功能，该功能目前支持形状文件，形状文件中定义了SCADA系统的监视场景(如：电网)的地理分布信息。
发明内容
为解决上述问题，本发明提供SCADA方法，以实现在电子地图上实时显示SCADA数据；
本发明还提供SCADA客户端，以实现在电子地图上实时显示SCADA数据；
本发明还提供SCADA服务器，以实现在电子地图上实时显示SCADA数据；
本发明还提供SCADA系统，以实现在电子地图上实时显示SCADA数据。
为了达到上述目的，本发明提供了如下技术方案：
一种数据采集与监视控制方法，该方法包括：
SCADA客户端向电子地图服务器请求预先定义的SCADA系统的监视范围内的电子地图，当接收到所述电子地图服务器返回的电子地图时，根据预先记录的SCADA系统的监视范围内的各被监视设备的地理位置以及预先定义的各被监视设备在电子地图上的图标，在所述电子地图的对应位置上绘制各被监视设备的图标，然后将该电子地图加载到所述SCADA客户端的画面上显示；
所述SCADA客户端与SCADA服务器建立WebSocket连接，通过所述WebSocket连接，向所述SCADA服务器发送携带SCADA系统监视范围内的各被监视设备标识的数据请求消息；
所述SCADA客户端接收所述SCADA服务器通过所述WebSocket连接返回的携带各被监视设备的实时状态数据的数据响应消息，将所述各被监视设备的实时状态数据显示在所述电子地图上各被监视设备所在位置处。
所述数据请求消息进一步携带状态标识，以使得：所述SCADA服务器接收到所述数据请求消息后，根据该消息携带的各被监视设备标识和状态标识，获取各被监视设备的实时状态数据。
所述将该电子地图加载到所述SCADA客户端的画面上显示之后进一步包括：
所述SCADA客户端检测到针对自身显示的电子地图的点击事件，根据该点击位置确定对应的被监视设备标识后，将该被监视设备标识封装在点击事件上报消息中通过所述WebSocket连接发送给所述SCADA服务器，以使得：所述SCADA服务器根据所述点击事件上报消息中的所述被监视设备标识，将所述SCADA客户端的当前显示画面由电子地图切换到所述被监视设备的实时监控画面。
所述将该电子地图加载到所述SCADA客户端的画面上显示之后进一步包括：
所述SCADA客户端接收所述SCADA服务器通过所述WebSocket连接发来的针对一被监视设备的告警消息，根据该消息中的设备标识、状态标识和状态值，更新所述SCADA客户端显示的电子地图上该设备的该状态的状态值，并根据预先定义的告警显示方式，在电子地图上该设备对应位置处显示告警标志。
所述SCADA客户端为Wincc OA客户端，所述SCADA服务器为Wincc OA服务器。
一种SCADA客户端，包括：电子地图控制模块和WebSocket客户端模块，其中：
电子地图控制模块：向电子地图服务器请求预先定义的SCADA系统的监视范围内的电子地图，当接收到所述电子地图服务器返回的电子地图时，根据预先记录的SCADA系统的监视范围内的各被监视设备的地理位置以及预先定义的各被监视设备在电子地图上的图标，在所述电子地图的对应位置上绘制各被监视设备的图标，然后将该电子地图加载到所述SCADA客户端的画面上显示；将WebSocket客户端模块发来的各被监视设备的实时状态数据显示在所述SCADA客户端的显示的电子地图上各被监视设备所在位置处；
WebSocket客户端模块：与SCADA服务器建立WebSocket连接，通过所述WebSocket连接，向SCADA服务器发送携带SCADA系统监视范围内的各被监视设备标识的数据请求消息；接收所述SCADA服务器返回的携带各被监视设备的实时状态数据的数据响应消息，将所述各被监视设备的实时状态数据发送给电子地图控制模块。
所述电子地图控制模块进一步用于，检测到针对所述SCADA客户端显示的电子地图的点击事件，根据该点击位置确定对应的被监视设备标识，将所述被监视设备标识和点击事件指示发送给所述WebSocket客户端模块；
且，所述WebSocket客户端模块进一步用于，接收所述电子地图控制模块发来的所述被监视设备标识和点击事件指示，将所述被监视设备标识封装在点击事件上报消息中通过所述WebSocket连接发送给所述SCADA服务器，以使得：所述SCADA服务器根据所述点击事件上报消息中的所述被监视设备标识，将所述SCADA客户端的当前显示画面由电子地图切换到所述被监视设备的实时监控画面。
所述WebSocket客户端模块进一步用于，接收所述SCADA服务器通过所述WebSocket连接发来的针对一被监视设备的告警消息，从该消息中解析出设备标识、状态标识和状态值，将解析出的设备标识、状态标识、状态值和告警指示发送给电子地图控制模块；
所述电子地图控制模块进一步用于，接收所述WebSocket客户端模块发来的设备标识、状态标识、状态值和告警指示，更新所述SCADA客户端显示的电子地图上该设备的该状态的状态值，并根据预先定义的告警显示方式，在电子地图上该设备对应位置处显示告警标志。
所述SCADA客户端为Wincc OA客户端。
一种SCADA客户端，包括：电子地图控制模块、WebSocket客户端模块和WebSocket服务器模块，其中：
电子地图控制模块：向电子地图服务器请求预先定义的SCADA系统的监视范围内的电子地图，当接收到所述电子地图服务器返回的电子地图时，根据预先记录的SCADA系统的监视范围内的各被监视设备的地理位置以及预先定义的各被监视设备在电子地图上的图标，在所述电子地图的对应位置上绘制各被监视设备的图标，然后将该电子地图加载到所述SCADA客户端的画面上显示；将WebSocket客户端模块发来的各被监视设备的实时状态数据显示在所述SCADA客户端的显示的电子地图上各被监视设备所在位置处；
WebSocket客户端模块：与所述WebSocket服务器模块建立WebSocket连接，通过所述WebSocket连接，向所述WebSocket服务器模块发送携带SCADA系统监视范围内的各被监视设备标识的WebSocket数据请求消息；接收所述WebSocket服务器模块发来的携带各被监视设备的实时状态数据的Websocket数据响应消息，将所述各被监视设备的实时状态数据发送给电子地图控制模块；
WebSocket服务器模块：接收所述WebSocket客户端模块发来的WebSocket数据请求消息，从该消息中解析出各被监视设备标识，将各被监视设备标识封装在SCADA数据请求消息中发送给SCADA服务器，接收SCADA服务器返回的SCADA数据响应消息，从该响应消息中解析出各被监视设备的实时状态数据，将各被监视设备的实时状态数据封装在WebSocket数据响应消息中发送给所述WebSocket客户端模块。
所述WebSocket服务器模块进一步用于，接收所述SCADA服务器发来的针对一被监视设备的SCADA告警消息，从该消息中解析出设备标识、状态标识、状态值和告警指示，将解析出的设备标识、状态标识、状态值和告警指示封装在WebSocket告警上报消息中发送给所述WebSocket客户端模块；
所述WebSocket客户端模块进一步用于，接收所述WebSocket服务器模块发来的所述WebSocket告警上报消息，从该消息中解析出设备标识、状态标识、状态值和告警指示，将解析出的设备标识、状态标识、状态值和告警指示发送给所述电子地图控制模块；
所述电子地图控制模块进一步用于，接收所述WebSocket客户端模块发来的设备标识、状态标识、状态值和告警指示，更新所述SCADA客户端显示的电子地图上该设备的该状态的状态值，并根据预先定义的告警显示方式，在电子地图上该设备对应位置处显示告警标志。
所述SCADA客户端为Wincc OA客户端。
一种SCADA服务器，包括：WebSocket服务器模块和SCADA数据维护模块，其中：
WebSocket服务器模块：接收SCADA客户端发来的WebSocket数据请求消息，从该消息中解析出SCADA系统监视范围内的各被监视设备标识，将解析出的各被监视设备标识发送给SCADA数据维护模块；将所述SCADA数据维护模块发来的各被监视设备的实时状态数据封装在WebSocket数据响应消息中发送给所述SCADA客户端，以使得：所述SCADA客户端将所述各被监视设备的实时状态数据显示在所述SCADA客户端显示的电子地图上各被监视设备所在位置处；
SCADA数据维护模块：接收所述WebSocket服务器模块发来的各被监视设备标识，获取各被监视设备的实时状态数据，将各被监视设备的实时状态数据发送给所述WebSocket服务器模块。
所述SCADA数据维护模块进一步用于，发现一被监视设备产生告警，则将该被监视设备标识、状态标识、状态值和告警指示发送给所述WebSocket服务器模块；
所述WebSocket服务器模块进一步用于，将所述SCADA数据维护模块发来的被监视设备标识、状态标识、状态值和告警指示封装在WebSocket告警上报消息中发送给所述SCADA客户端。
所述SCADA服务器为Wincc OA服务器。
一种SCADA系统，该系统包括如上任一所述的SCADA客户端。
所述系统进一步包括：如上任一所述的SCADA服务器。
一种SCADA系统，该系统包括如上任一所述的SCADA客户端。
本发明通过SCADA客户端向电子地图服务器请求SCADA系统监视范围内的电子地图，并根据SCADA系统的监视范围内的各被监视设备的地理位置以及预先定义的各被监视设备在电子地图上的图标，在电子地图的对应位置上绘制各被监视设备的图标，然后将该电子地图加载到SCADA客户端的画面上显示，同时，通过WebSocket连接向SCADA服务器请求SCADA系统监视范围内的各被监视设备的实时状态数据并显示在电子地图的对应位置处，实现了在电子地图上实时显示SCADA数据。
附图说明
图1为本发明一实施例提供的SCADA方法流程图；
图2为本发明一实施例提供的SCADA系统的结构示意图；
图3为本发明另一实施例提供的应用在图2所示SCADA系统中的SCADA方法流程图；
图4为本发明另一实施例提供的SCADA系统的结构示意图；
图5为本发明提供的SCADA系统的应用示例图。
其中，附图标记如下：
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，下面结合附图并据实施例，对本发明的技术方案进行详细说明。
如在本发明的说明书以及所附权利要求书中使用的单数形式的“一”以及“所述”也意图包括复数形式，除非本文内容明确地另行指定。
以下对本发明进行详细说明：
图1为本发明一实施例提供的SCADA方法流程图，其主要步骤如下：
步骤101：SCADA客户端向电子地图服务器请求预先定义的SCADA系统的监视范围内的电子地图。
步骤102：SCADA客户端接收到电子地图服务器返回的电子地图，根据预先记录的SCADA系统的监视范围内的各被监视设备的地理位置以及预先定义的各被监视设备在电子地图上的图标，在电子地图的对应位置上绘制各被监视设备的图标，然后将该电子地图加载到本SCADA客户端的画面上显示。
步骤103：SCADA客户端与SCADA服务器建立WebSocket(Web套接字)连接。
步骤104：SCADA客户端通过WebSocket连接，向SCADA服务器发送携带SCADA系统监视范围内的各被监视设备标识的数据请求消息。
步骤105：SCADA客户端接收SCADA服务器通过WebSocket连接返回的携带各被监视设备的实时状态数据的数据响应消息，将各被监视设备的实时状态数据显示在电子地图上各被监视设备所在位置处。
在实际应用中，数据请求消息可进一步携带状态标识，以使得：SCADA服务器接收到该数据请求消息后，根据该消息携带的各被监视设备标识和状态标识，获取各被监视设备的对应状态的实时数据。
在实际应用中，当SCADA客户端将该电子地图加载到本SCADA客户端的画面上显示之后，若检测到针对自身显示的电子地图的点击事件，则根据该点击位置确定对应的被监视设备标识，将该被监视设备标识封装在点击事件上报消息中通过WebSocket连接发送给SCADA服务器，以使得：SCADA服务器根据点击事件上报消息中的被监视设备标识，将SCADA客户端的当前显示画面由电子地图切换到对应被监视设备的实时监控画面。
具体地，SCADA服务器根据被监视设备标识查找到该被监视设备的监控摄像头，将SCADA客户端的当前显示画面由电子地图切换到该摄像头的实时监控画面。
在将显示画面由电子地图切换到该被监视设备的实时监控画面时，SCADA客户端可先将电子地图最小化显示，或者仍然以悬浮窗的方式将电子地图在该被监视设备的实时监控画面上进行悬浮显示，以方便用户实时切换回电子地图画面。
另外，在实际应用中，SCADA服务器在发现某一设备的某一状态发生异常，需要产生告警时，可主动通过WebSocket连接向SCADA客户端发出告警消息，该消息携带产生告警的设备标识+状态标识+状态值；SCADA客户端接收该告警消息，解析出该消息中的设备标识+状态标识+状态值，更新自身显示的电子地图上该设备的该状态的状态值，并根据预先定义的告警显示方式，在电子地图上该设备对应位置处显示告警标志。
图2为本发明一实施例提供的SCADA系统20的结构示意图，该系统主要包括：SCADA客户端21和SCADA服务器22，SCADA客户端21主要包括：电子地图控制模块211和WebSocket客户端模块212，SCADA服务器22主要包括：WebSocket服务器模块221和SCADA数据维护模块222，其中：
电子地图控制模块211，用于向电子地图服务器请求预先定义的SCADA系统的监视范围内的电子地图，当接收到电子地图服务器返回的电子地图时，根据预先记录的SCADA系统的监视范围内的各被监视设备的地理位置以及预先定义的各被监视设备在电子地图上的图标，在该电子地图的对应位置上绘制各被监视设备的图标，然后将该电子地图加载到本SCADA客户端21的画面上显示，并向WebSocket客户端模块212发送地图加载完毕指示；将WebSocket客户端模块212发来的各被监视设备的实时状态数据显示在本SCADA客户端21的显示的电子地图上各被监视设备所在位置处。
WebSocket客户端模块212，用于在接收到电子地图控制模块211发来的地图加载完毕指示后，与SCADA服务器22的WebSocket服务器模块221建立WebSocket连接，通过该WebSocket连接，向WebSocket服务器模块221发送携带SCADA系统监视范围内的各被监视设备标识的数据请求消息；接收WebSocket服务器模块221返回的携带各被监视设备的实时状态数据的数据响应消息，将各被监视设备的实时状态数据发送给电子地图控制模块211。
WebSocket服务器模块221，用于接收WebSocket客户端模块212发来的WebSocket数据请求消息，从该消息中解析出SCADA系统监视范围内的各被监视设备标识，将解析出的各被监视设备标识发送给SCADA数据维护模块222；将SCADA数据维护模块222发来的各被监视设备的实时状态数据封装在WebSocket数据响应消息中发送给WebSocket客户端模块212。
SCADA数据维护模块222，用于在接收到WebSocket服务器模块221发来的各被监视设备标识后，获取各被监视设备的实时状态数据，将各被监视设备的实时状态数据发送给WebSocket服务器模块221。
在实际应用中，电子地图控制模块211进一步用于，检测到针对本SCADA客户端显示的电子地图的点击事件，根据该点击位置确定对应的被监视设备标识，将被监视设备标识和点击事件指示发送给WebSocket客户端模块212；
且，WebSocket客户端模块212进一步用于，接收到电子地图控制模块211发来的被监视设备标识和点击事件指示后，将该被监视设备标识封装在点击事件上报消息中通过WebSocket连接发送给WebSocket服务器模块221；
且，WebSocket服务器模块221进一步用于，接收到该点击事件上报消息后，从该消息中解析出被监视设备标识，将该被监视设备标识和点击事件上报指示发送给SCADA数据维护模块222；
且，SCADA数据维护模块222接收到该被监视设备标识和点击事件上报指示，控制SCADA客户端21将当前显示画面由电子地图切换到该被监视设备的实时监控画面。
在实际应用中，SCADA数据维护模块222进一步用于，发现一被监视设备产生告警，则将该被监视设备标识、状态标识、状态值和告警指示发送给WebSocket服务器模块221；
且WebSocket服务器模块221进一步用于，将SCADA数据维护模块222发来的被监视设备标识、状态标识、状态值和告警指示封装在WebSocket告警上报消息中发送给WebSocket客户端模块212；
WebSocket客户端模块212可进一步用于，接收WebSocket服务器模块221通过WebSocket连接发来的针对一被监视设备的告警消息，从该消息中解析出设备标识、状态标识和状态值，将解析出的设备标识、状态标识、状态值和告警指示发送给电子地图控制模块211；
且，电子地图控制模块211进一步用于，接收WebSocket客户端模块212发来的设备标识、状态标识、状态值和告警指示，更新本SCADA客户端显示的电子地图上该设备的该状态的状态值，并根据预先定义的告警显示方式，在电子地图上该设备对应位置处显示告警标志。
图3为本发明另一实施例提供的应用在图2所示SCADA系统中的SCADA方法流程图，其主要步骤如下：
步骤301：在SCADA服务器22上创建WebSocket服务器模块221。
步骤302：WebSocket服务器模块212启动后，监听WebSocket端口。
步骤303：SCADA客户端21启动，将自身的显示画面切换到GIS画面时，加载Web ewo控件。
GIS画面初始时是空白显示的。
Web ewo控件为本实施增加的控件，其主要包括两个功能模块：电子地图控制模块211和WebSocket客户端模块212。
步骤304：Web ewo控件通过加载Javascript来创建并启动WebSocket客户端模块212。
步骤305：Web ewo控件中的电子地图控制模块211根据预先定义的SCADA系统的监视范围，向电子地图服务器发送电子地图请求消息，该消息携带的地图请求范围为预先定义的SCADA系统的监视范围。
电子地图服务器如：百度地图服务器、ArcGIS服务器等，只要是提供了开放接口的地图服务器都可。预先定义的SCADA系统的监视范围可以经、纬度范围表示。
步骤306：电子地图服务器接收该地图请求消息，根据该消息携带的地图请求范围，将对应范围的电子地图返回给Web ewo控件中的电子地图控制模块211。
步骤307：电子地图控制模块211接收到电子地图服务器返回的电子地图，根据预先记录的SCADA系统的监视范围内的各被监视设备的地理位置以及预先定义的各被监视设备在电子地图上的图标，在电子地图服务器返回的电子地图的对应位置上绘制各被监视设备的图标，并根据预先定义的各被监视设备的各状态变量的显示格式，在该电子地图上各被监视设备位置处对该设备的各状态变量进行占位显示，然后将该电子地图加载到SCADA客户端21的GIS画面。
例如：某个被监视设备的其中一个状态变量为液位，其单位为cm，预先定义的该设备的液位变量的显示格式为：“液位：**cm”，则该液位变量在电子地图的该设备的位置处(即该设备的图标处)占位显示的格式就为“液位：**cm”，具体地，“液位：**cm”可紧跟在该设备的图标之后显示，也可在该设备的图标的正下方显示，等等。
步骤308：WebSocket客户端模块212根据自身配置的WebSocket服务器模块221的IP地址，与WebSocket服务器模块221建立连接。
步骤309：WebSocket客户端模块212与WebSocket服务器模块221之间的连接建立后，WebSocket客户端模块212向WebSocket服务器模块221周期性发送携带变量列表的WebSocket数据请求消息，其中，变量列表中的每一变量可表示为：设备标识+状态标识，其中，每个设备可以对应多个状态。
步骤310：WebSocket服务器模块221接收该WebSocket数据请求消息，从该消息中解析出变量列表，将该变量列表发送给SCADA服务器22中的SCADA数据维护模块222。
步骤311：SCADA数据维护模块222接收该变量列表，对于该变量列表中的每一变量，获取该变量对应的实时数据，将获取到的所有变量数据发送给WebSocket服务器模块221。
即，对于变量列表中的每一变量如：设备标识+状态标识，SCADA数据维护模块222根据设备标识和状态标识，获取到对应设备的对应状态的实时取值。
步骤312：WebSocket服务器模块221将所有变量数据携带在WebSocket数据响应消息中发送给WebSocket客户端模块212。
WebSocket数据响应消息中的每一条变量数据可表示为：设备标识+状态标识+状态值。
步骤313：WebSocket客户端模块212收到该WebSocket数据响应消息，从消息中解析出所有变量数据，将解析出的所有变量数据发送给电子地图控制模块211，对于每一变量数据，电子地图控制模块211根据该变量数据中的设备标识和状态标识，在显示的电子地图上查找到该设备的该状态的占位显示内容，根据该变量数据中的状态值，将该状态值填入查找到的该状态的占位显示内容的对应位置处。
例如：状态为液位，状态值为：24cm，则将占位显示内容：“液位：**cm”中的“**”替换为“24”。
图2所示系统中，WebSocket客户端模块212和WebSocket服务器模块221分别位于SCADA客户端21和SCADA服务器22上，此时，WebSocket客户端模块212必须保存WebSocket服务器模块221的IP地址，以便使用该IP地址与WebSocket服务器模块221建立连接，且由于该连接属于设备间的连接，建立速度相对较慢。为了减少配置和加快连接建立速度，可将WebSocket客户端模块和WebSocket服务器模块都放在SCADA客户端上。
图4为本发明另一实施例提供的SCADA系统40的结构示意图，该系统主要包括：SCADA客户端41和SCADA服务器42，SCADA客户端41主要包括：电子地图控制模块411、WebSocket客户端模块412和WebSocket服务器模块413，其中：
电子地图控制模块411，用于向电子地图服务器请求预先定义的SCADA系统的监视范围内的电子地图，当接收到电子地图服务器返回的电子地图时，根据预先记录的SCADA系统的监视范围内的各被监视设备的地理位置以及预先定义的各被监视设备在电子地图上的图标，在该电子地图的对应位置上绘制各被监视设备的图标，然后将该电子地图加载到本SCADA客户端41的画面上显示，并向WebSocket客户端模块212发送地图加载完毕指示；将WebSocket客户端模块412发来的各被监视设备的实时状态数据显示在本SCADA客户端41的显示的电子地图上各被监视设备所在位置处。
WebSocket客户端模块412，用于在接收到电子地图控制模块411发来的地图加载完毕指示后，与WebSocket服务器模块413建立WebSocket连接，通过该WebSocket连接，向WebSocket服务器模块413发送携带SCADA系统监视范围内的各被监视设备标识的WebSocket数据请求消息；接收WebSocket服务器模块413发来的携带各被监视设备的实时状态数据的Websocket数据响应消息，将各被监视设备的实时状态数据发送给电子地图控制模块411。
WebSocket服务器模块413，用于接收WebSocket客户端模块412发来的WebSocket数据请求消息，从该消息中解析出各被监视设备标识，将各被监视设备标识封装在SCADA数据请求消息中发送给SCADA服务器42，接收SCADA服务器42返回的SCADA数据响应消息，从该响应消息中解析出各被监视设备的实时状态数据，将各被监视设备的实时状态数据封装在WebSocket数据响应消息中发送给WebSocket客户端模块412。
在实际应用中，WebSocket服务器模块413进一步用于，接收SCADA服务器42发来的针对一被监视设备的SCADA告警消息，从该消息中解析出设备标识、状态标识、状态值和告警指示，将解析出的设备标识、状态标识、状态值和告警指示封装在WebSocket告警上报消息中发送给WebSocket客户端模块412；
且，WebSocket客户端模块412进一步用于，接收WebSocket服务器模块413发来的WebSocket告警上报消息，从该消息中解析出设备标识、状态标识、状态值和告警指示，将解析出的设备标识、状态标识、状态值和告警指示发送给电子地图控制模块411；
且，电子地图控制模块411进一步用于，接收WebSocket客户端模块412发来的设备标识、状态标识、状态值和告警指示，更新本SCADA客户端显示的电子地图上该设备的该状态的状态值，并根据预先定义的告警显示方式，在电子地图上该设备对应位置处显示告警标志。
图4所示系统尤其适用于分布式SCADA系统中，即系统中存在多个SCADA客户端的场景，如图5所示的SCADA系统50。
本发明中的SCADA客户端可为Wincc OA客户端，SCADA服务器可为Wincc OA服务器。
本发明的有益技术效果如下：
一、通过SCADA客户端向电子地图服务器请求SCADA系统监视范围内的电子地图，并根据SCADA系统的监视范围内的各被监视设备的地理位置以及预先定义的各被监视设备在电子地图上的图标，在电子地图的对应位置上绘制各被监视设备的图标，然后将该电子地图加载到本SCADA客户端的画面上显示，同时，通过WebSocket连接向SCADA服务器请求SCADA系统监视范围内的各被监视设备的实时状态数据并显示在电子地图的对应位置处，实现了在SCADA系统上嵌入电子地图，并在电子地图上实时显示SCADA数据。
二、通过在用户对地图进行点击操作时，SCADA客户端将点击位置对应的被监控设备标识通知SCADA服务器，从而SCADA服务器将SCADA客户端的显示画面由电子地图切换到被监控设备的实时监控画面，进一步满足了用户的需求。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明保护的范围之内。

Claims (18)

1.一种数据采集与监视控制方法，其特征在于，该方法包括：
SCADA客户端(21，41)向电子地图服务器请求预先定义的SCADA系统的监视范围内的电子地图，当接收到所述电子地图服务器返回的电子地图时，根据预先记录的SCADA系统的监视范围内的各被监视设备的地理位置以及预先定义的各被监视设备在电子地图上的图标，在所述电子地图的对应位置上绘制各被监视设备的图标，然后将该电子地图加载到所述SCADA客户端(21，41)的画面上显示；
所述SCADA客户端(21，41)与SCADA服务器(22，42)建立WebSocket连接，通过所述WebSocket连接，向所述SCADA服务器(22，42)发送携带SCADA系统监视范围内的各被监视设备标识的数据请求消息；
所述SCADA客户端(21，41)接收所述SCADA服务器(22，42)通过所述WebSocket连接返回的携带各被监视设备的实时状态数据的数据响应消息，将所述各被监视设备的实时状态数据显示在所述电子地图上各被监视设备所在位置处。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述数据请求消息进一步携带状态标识，以使得：所述SCADA服务器(22，42)接收到所述数据请求消息后，根据该消息携带的各被监视设备标识和状态标识，获取各被监视设备的实时状态数据。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述将该电子地图加载到所述SCADA客户端(21，41)的画面上显示之后进一步包括：
所述SCADA客户端(21，41)检测到针对自身显示的电子地图的点击事件，根据该点击位置确定对应的被监视设备标识后，将该被监视设备标识封装在点击事件上报消息中通过所述WebSocket连接发送给所述SCADA服务器(22，42)，以使得：所述SCADA服务器(22，42)根据所述点击事件上报消息中的所述被监视设备标识，将所述SCADA客户端(21，41)的当前显示画面由电子地图切换到所述被监视设备的实时监控画面。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述将该电子地图加载到所述SCADA客户端(21，41)的画面上显示之后进一步包括：
所述SCADA客户端(21，41)接收所述SCADA服务器(22，42)通过所述WebSocket连接发来的针对一被监视设备的告警消息，根据该消息中的设备标识、状态标识和状态值，更新所述SCADA客户端(21，41)显示的电子地图上该设备的该状态的状态值，并根据预先定义的告警显示方式，在电子地图上该设备对应位置处显示告警标志。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述SCADA客户端(21，41)为Wincc OA客户端，所述SCADA服务器(22，42)为Wincc OA服务器。
6.一种SCADA客户端(21)，其特征在于，包括：电子地图控制模块(211)和WebSocket客户端模块(212)，其中：
电子地图控制模块(211)：向电子地图服务器请求预先定义的SCADA系统的监视范围内的电子地图，当接收到所述电子地图服务器返回的电子地图时，根据预先记录的SCADA系统的监视范围内的各被监视设备的地理位置以及预先定义的各被监视设备在电子地图上的图标，在所述电子地图的对应位置上绘制各被监视设备的图标，然后将该电子地图加载到所述SCADA客户端(21)的画面上显示；将WebSocket客户端模块(212)发来的各被监视设备的实时状态数据显示在所述SCADA客户端(21)的显示的电子地图上各被监视设备所在位置处；
WebSocket客户端模块(212)：与SCADA服务器(22)建立WebSocket连接，通过所述WebSocket连接，向SCADA服务器(22)发送携带SCADA系统监视范围内的各被监视设备标识的数据请求消息；接收所述SCADA服务器(22)返回的携带各被监视设备的实时状态数据的数据响应消息，将所述各被监视设备的实时状态数据发送给电子地图控制模块(211)。
7.根据权利要求6所述的SCADA客户端(21)，其特征在于，所述电子地图控制模块(211)进一步用于，检测到针对所述SCADA客户端(21)显示的电子地图的点击事件，根据该点击位置确定对应的被监视设备标识，将所述被监视设备标识和点击事件指示发送给所述WebSocket客户端模块(212)；
且，所述WebSocket客户端模块(212)进一步用于，接收所述电子地图控制模块(211)发来的所述被监视设备标识和点击事件指示，将所述被监视设备标识封装在点击事件上报消息中通过所述WebSocket连接发送给所述SCADA服务器(22)，以使得：所述SCADA服务器(22)根据所述点击事件上报消息中的所述被监视设备标识，将所述SCADA客户端(21)的当前显示画面由电子地图切换到所述被监视设备的实时监控画面。
8.根据权利要求6所述的SCADA客户端(21)，其特征在于，所述WebSocket客户端模块(212)进一步用于，接收所述SCADA服务器(22)通过所述WebSocket连接发来的针对一被监视设备的告警消息，从该消息中解析出设备标识、状态标识和状态值，将解析出的设备标识、状态标识、状态值和告警指示发送给电子地图控制模块(211)；
所述电子地图控制模块(211)进一步用于，接收所述WebSocket客户端模块(212)发来的设备标识、状态标识、状态值和告警指示，更新所述SCADA客户端(21)显示的电子地图上该设备的该状态的状态值，并根据预先定义的告警显示方式，在电子地图上该设备对应位置处显示告警标志。
9.根据权利要求6所述的SCADA客户端(21)，其特征在于，所述SCADA客户端(21)为Wincc OA客户端。
10.一种SCADA客户端(41)，其特征在于，包括：电子地图控制模块(411)、WebSocket客户端模块(412)和WebSocket服务器模块(413)，其中：
电子地图控制模块(411)：向电子地图服务器请求预先定义的SCADA系统的监视范围内的电子地图，当接收到所述电子地图服务器返回的电子地图时，根据预先记录的SCADA系统的监视范围内的各被监视设备的地理位置以及预先定义的各被监视设备在电子地图上的图标，在所述电子地图的对应位置上绘制各被监视设备的图标，然后将该电子地图加载到所述SCADA客户端(41)的画面上显示；将WebSocket客户端模块(412)发来的各被监视设备的实时状态数据显示在所述SCADA客户端(41)的显示的电子地图上各被监视设备所在位置处；
WebSocket客户端模块(412)：与所述WebSocket服务器模块(413)建立WebSocket连接，通过所述WebSocket连接，向所述WebSocket服务器模块(413)发送携带SCADA系统监视范围内的各被监视设备标识的WebSocket数据请求消息；接收所述WebSocket服务器模块(413)发来的携带各被监视设备的实时状态数据的Websocket数据响应消息，将所述各被监视设备的实时状态数据发送给电子地图控制模块(411)；
WebSocket服务器模块(413)：接收所述WebSocket客户端模块(412)发来的WebSocket数据请求消息，从该消息中解析出各被监视设备标识，将各被监视设备标识封装在SCADA数据请求消息中发送给SCADA服务器(42)，接收SCADA服务器(42)返回的SCADA数据响应消息，从该响应消息中解析出各被监视设备的实时状态数据，将各被监视设备的实时状态数据封装在WebSocket数据响应消息中发送给所述WebSocket客户端模块(412)。
11.根据权利要求10所述的SCADA客户端(41)，其特征在于，所述WebSocket服务器模块(413)进一步用于，接收所述SCADA服务器(42)发来的针对一被监视设备的SCADA告警消息，从该消息中解析出设备标识、状态标识、状态值和告警指示，将解析出的设备标识、状态标识、状态值和告警指示封装在WebSocket告警上报消息中发送给所述WebSocket客户端模块(412)；
所述WebSocket客户端模块(412)进一步用于，接收所述WebSocket服务器模块(413)发来的所述WebSocket告警上报消息，从该消息中解析出设备标识、状态标识、状态值和告警指示，将解析出的设备标识、状态标识、状态值和告警指示发送给所述电子地图控制模块(411)；
所述电子地图控制模块(411)进一步用于，接收所述WebSocket客户端模块(412)发来的设备标识、状态标识、状态值和告警指示，更新所述SCADA客户端(41)显示的电子地图上该设备的该状态的状态值，并根据预先定义的告警显示方式，在电子地图上该设备对应位置处显示告警标志。
12.根据权利要求10所述的SCADA客户端(41)，其特征在于，所述SCADA客户端(41)为Wincc OA客户端。
13.一种SCADA服务器(22)，其特征在于，包括：WebSocket服务器模块(221)和SCADA数据维护模块(222)，其中：
WebSocket服务器模块(221)：接收SCADA客户端(21)发来的WebSocket数据请求消息，从该消息中解析出SCADA系统监视范围内的各被监视设备标识，将解析出的各被监视设备标识发送给SCADA数据维护模块(222)；将所述SCADA数据维护模块(222)发来的各被监视设备的实时状态数据封装在WebSocket数据响应消息中发送给所述SCADA客户端(21)，以使得：所述SCADA客户端(21)将所述各被监视设备的实时状态数据显示在所述SCADA客户端(21)显示的电子地图上各被监视设备所在位置处；
SCADA数据维护模块(222)：接收所述WebSocket服务器模块(221)发来的各被监视设备标识，获取各被监视设备的实时状态数据，将各被监视设备的实时状态数据发送给所述WebSocket服务器模块(221)。
14.根据权利要求13所述的SCADA服务器(22)，其特征在于，所述SCADA数据维护模块(222)进一步用于，发现一被监视设备产生告警，则将该被监视设备标识、状态标识、状态值和告警指示发送给所述WebSocket服务器模块(221)；
所述WebSocket服务器模块(221)进一步用于，将所述SCADA数据维护模块(222)发来的被监视设备标识、状态标识、状态值和告警指示封装在WebSocket告警上报消息中发送给所述SCADA客户端(21)。
15.根据权利要求13所述的SCADA服务器(22)，其特征在于，所述SCADA服务器(22)为WinccOA服务器。
16.一种SCADA系统(20)，其特征在于，该系统包括如权利要求6至9任一所述的SCADA客户端(21)。
17.根据权利要求16所述的SCADA系统(20)，其特征在于，所述系统进一步包括：如权利要求13至15任一所述的SCADA服务器(22)。
18.一种SCADA系统(40)，其特征在于，该系统包括如权利要求10至12任一所述的SCADA客户端(41)。
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