CN109271336A - 智能信息管理装置、方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种智能信息管理装置、方法及系统，智能信息管理装置包括：有线接口模块，包括多个有线通讯接口及无线通讯接口；主控制模块，用于接收上位机的控制指令，并转换为对应的控制信号；或者将前端设备输出的参数采集信号、数据采集信号，以及外部通讯设备输出的数据采集信号进行信号转换成对应的数据信号，并输出至存储组件模块；数据处理模块，用于在接收到控制信号时，将获取到存储组件模块中存储的数据信号进行数据处理后输出至存储组件模块，以供主控制模块获取，并经对应的有线接口和/或无线接口输出。本发明解决了智能信号管理装置与前端设备、上位机、终端设备之间只能采用单一的通讯接口，系统适应性差的问题。

Description

智能信息管理装置、方法及系统

技术领域

本发明涉及电子电路技术领域，特别涉及一种智能信息管理装置、方法及系统。

背景技术

智能信号管理装置与前端设备、上位机、终端设备之间，或者前端设备与上位机或者终端设备之间，大多只能采用单一且特定的通讯接口进行通讯，系统适应性差，且为了适应前端设备需要频繁的更换系统，导致能耗资源的浪费。

发明内容

本发明的主要目的是提出一种智能信息管理装置、方法及系统，旨在本解决智能信号管理装置与前端设备、上位机、终端设备之间只能采用单一的通讯接口，系统适应性差，且为了适应前端设备需要频繁的更换系统，导致能耗资源的浪费的问题。

为实现上述目的，本发明提出一种智能信息管理装置，所述智能信息管理装置包括电路板及设置于所述电路板上的数据处理模块、主控制模块、有线接口模块、无线接口模块及存储组件模块，所述主控制模块分别与所述数据处理模块、所述有线接口模块、所述无线接口模块及所述存储组件模块连接，所述数据处理模块还与所述存储组件模块连接；其中，

所述有线接口模块，包括多个有线通讯接口，分别与上位机、终端设备及多个前端设备一一对应连接，用于在接收到前端设备输出的参数采集信号、上位机输出的控制指令后输出；

所述无线接口模块，包括多个无线通讯接口，用于实现所述主控制模块与外部无线通讯设备通讯连接，并在接收到外部通讯设备输出的数据采集信号后输出；

所述主控制模块，用于接收上位机的控制指令，并转换为对应的控制信号；或者将前端设备输出的参数采集信号、数据采集信号，以及外部通讯设备输出的数据采集信号进行信号转换成对应的数据信号，并输出至所述存储组件模块；

所述数据处理模块，用于在接收到所述控制信号时，将获取到所述存储组件模块中存储的数据信号进行数据处理后输出至所述存储组件模块，以供所述主控制模块获取，并经对应的所述有线接口和/或所述无线接口输出。

可选地，所述主控制模块包括MCU采集单元及信号输出控制单元，所述MCU采集单元的多个输入端分别与所述无线接口模块及所述有线接口模块连接，所述MCU采集单元的输出端与所述存储组件模块连接，所述信号输出控制单元的输入端与所述存储组件模块连接，所述信号输出控制单元的多个输出端分别与所述所述无线接口模块及所述有线接口模块连接；其中，

所述MCU采集单元，用于接收上位机的控制指令，并转换为对应的控制信号，以及将接收到前端设备输出前端设备输出的参数采集信号、外部通讯设备输出的数据采集信号进行信号转换，并输出至所述存储组件模块；

所述信号输出控制单元，用于获取所述存储组件模块存储的数据，并经对应的所述有线接口和/或所述无线接口输出。

可选地，多个所述无线通讯接口和/或多个所述有线通讯接口可插拔设置于所述电路板上。

可选地，所述有线通讯接口为，RS232通讯接口、RS485通讯接口、RS422通讯接口、M-BUS通讯接口、C-BUS通讯接口及RJ45中的一种或多种组合；和/或，

所述无线通讯接口为，WIFI通讯模块、TD-4G通讯模块、5G通讯模块

、ZigBee通讯模块及Z-wave通讯模块中的一种或者多种组合。

可选地，所述数据处理模块包括DSP芯片、FPGA芯片及缓存芯片，所述DSP芯片及所述FPGA芯片经所述缓存芯片与所述存储组件模块连接。

可选地，所述有线接口模块包括依次与所述主控制模块连接的升压电路、发送调制电路、整形电路及接收电路。

可选地，所述智能信息管理装置还包括电源管理电路，所述电源管理电路分别与所述主控制模块及所述数据处理模块连接，所述电源管理电路用于为所述主控制模块及所述数据处理模块提供工作电源。

可选地，所述智能信息管理装置还包括过载保护电路、自动保护恢复电路及总线电压检测电路，所述过载保护电路、自动保护恢复电路及总线电压检测电路分别与所述有线接口模块连接，所述过载保护电路、自动保护恢复电路及总线电压检测电路分别与所述数据处理模块连接。

本发明还提出一种智能信息管理系统，包括前端设备、无线通讯设备、上位机及如上所述的智能信息管理装置；

所述智能信息管理装置分别与所述感知设备、所述上位机及所述无线通讯设备连接。

本发明还提出一种智能信息管理方法，所述智能信息管理方法包括以下步骤：

获取前端设备输出的参数采集信号、数据采集信号，或者外部通讯设备输出的数据采集信号，或者上位机的控制指令，并转换成明文数据文件；

根据所述明文数据文件，与协议库进行数据反序列化，以将所述明文数据文件形成类文件；

将所述类文件与嵌入式程序定义的类文件进行映射，以使所述嵌入式程序通过松散耦合定制化DLL库文件进行数据正序列化，并实时写入所述数据采集信号，以及解析出对应的所述前端感知设备，所述外部通讯设备，或者所述上位机的通讯协议；

适配对应的所述前端感知设备，所述外部通讯设备，或者所述上位机的通讯协议，将写入的所述前端设备的数据采集信号进行数据融合，以产生格式统一的数据或者控制信令。

本发明智能信息管理装置通过设置有线接口模块，并在接收到前端设备输出的参数采集信号、上位机输出的控制指令后输出；以及无线接口模块，以实现主控制模块与外部无线通讯设备通讯连接，并在接收到外部通讯设备输出的数据采集信号后输出；从而使主控制模块接收上位机的控制指令，并转换为对应的控制信号；或者将前端设备输出的参数采集信号，以及外部通讯设备输出的数据采集信号进行信号转换，并输出至所述存储组件模块；本发明还通过设置数据处理模块，以在接收到所述控制信号时，将获取到所述存储组件模块中存储的数据信号，并进行数据处理后输出至所述存储组件模块，以供所述主控制模块获取，并经对应的所述有线接口和/或所述无线接口输出。本发明通过设置多个有线接口和多个无线接口，以适配不同的前端设备及终端设备，从而使不同的前端设备的数据探头在通过发明智能信息管理装置管理后与上位机、终端设备、专网或互联网相连接，并通过本发明智能信息管理装置进行数据的交换和通信，以实现输出标准数据。同时还可以通过本发明的有线接口和/或无线接口，将接受到的智能化控制指令输出至前端设备，从而控制前端设备工作。或者将数据发送给外部通讯设备，实现数据信息的双向传输。本发明解决了智能信号管理装置与前端设备、上位机、终端设备之间只能采用单一的通讯接口，系统适应性差，且为了适应前端设备需要频繁的更换系统，导致能耗资源的浪费。

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示出的结构获得其他的附图。

图1为本发明智能信息管理装置一实施例的功能模块示意图；

图2为本发明智能信息管理装置一实施例的电路结构示意图；

图3为图1智能信息管理装置中有线接口模块一实施例的结构示意图；

图4为图1智能信息管理装置中无线接口模块一实施例的结构示意图；

图5为图1智能信息管理装置中有线接口模块另一实施例的结构示意图；

图6为本发明智能信息管理装置另一实施例的电路结构示意图；

图7为本发明智能信息管理系统一实施例的结构示意图；

图8为本发明智能信息管理方法一实施例的流程示意图。

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

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的一部分实施例，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。

需要说明，若本发明实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，若本发明实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。

本发明提出一种智能信息管理装置。

参照图1至图7，在本发明一实施例中，该智能信息管理装置包括电路板及设置于所述电路板上的主控制模块10、数据处理模块20、有线接口模块30、无线接口模块40及存储组件模块50，所述主控制模块10分别与所述数据处理模块20、所述有线接口模块30、所述无线接口模块40及所述存储组件模块50连接，所述数据处理模块20还与所述存储组件模块50连接；其中，

所述有线接口模块30，包括多个有线通讯接口，分别与上位机300、终端设备及多个前端设备100一一对应连接，用于在接收到前端设备100输出的参数采集信号、上位机300输出的控制指令后输出；

所述无线接口模块40，包括多个无线通讯接口，用于实现所述主控制模块10与外部无线通讯设备200通讯连接，并在接收到外部通讯设备输出的数据采集信号后输出；

所述主控制模块10，用于接收上位机300的控制指令，并转换为对应的控制信号；或者将前端设备100输出的参数采集信号、数据采集信号，以及外部通讯设备输出的数据采集信号进行信号转换成对应的数据信号；

所述数据处理模块20，用于在接收到所述控制信号时，将获取到所述存储组件模块50中存储的数据信号进行数据处理后输出至所述存储组件模块50，以供所述主控制模块10获取，并经对应的所述有线接口和/或所述无线接口输出。

本实施例中，有线接口模块30和无线接口模块40可以通讯连接上位机300、终端设备例如报警设备，机房监控，温度控制系统，消防报警系统、智能楼宇，远程数据采集系统等，以及前端设备100，例如物联网感知层设备(射频RFID、北斗定位视频监控系统)、手机、智能穿戴设备，或者温度传感器、电压传感器、电流传感器等各类型传感器。感知延伸设备之间支持多种通信协议，可以组成Lonworks和Zigbee以及其他多种感知延伸网络。

有线接口模块30和无线接口模块40均可以接收前端设备100输入的参数采集信号，例如电压信号、电流信号，参数采集信号可以以字符串的形式传输，也可以采用电压、电流等模拟量，开关量，也即高低电平的逻辑电平信号的形式传输，有线接口模块30还可以是获取前端设备100的协议等数据，实现主控制模块10与前端设备100的数据传输，或者通过有线接口模块30输出控制信号至前端设备100，以控制前端设备100工作，或者将接收到的前端设备100的参数采集信号进行转换后输出存储组件模块50。有线接口模块30还可以实现主控制模块10与上位机300的通讯连接，以使主控制模块10接收上位机300输出的控制指令，并根据控制指令生成对应的控制信号后输出；或者通过有线接口模块30与上位机300及终端设备连接，从而输出相应的反馈信号，例如报警信号、显示信号等。

无线接口模块40还可以实现主控制模块10与终端设备、云端、服务器、基站等通讯连接，实现数据上传或者下载，也即接收并解调数据，或者加载并发送数据。

主控制模块10是本发明智能信息管理装置的控制中心，利用各种接口和线路连接整个移动终端的各个部分，通过运行或执行存储在存储组件模块50内的软件程序和/或模块，以及调用存储在存储组件模块50内的数据，执行智能信息管理装置400的各种功能和处理数据，从而对智能信息管理装置400进行整体监控。具体地，主控制模块10可以实现上位机300控制指令的转换，并将控制指令转换为对应的控制信号，以控制智能信息管理装置400中对应的电路模块工作，或者输出至前端设备100，实现对前端设备100的参数信号、数据的采集及输出，也即可以通过有线接口模块30或者无线接口模块40实现与上位机300、前端设备100及终端设备的数据传输。其中，前端设备100输出的数据信号可以是协议、字段、指令等以信号流形式传输的数据。本实施例中，主控制模块10与上位机300之间,采用主--从结构半双工通讯方式.上位机300主叫，管理装置应答，通讯协议采用具体MODBUS协议经过改造自定义的3C_BUSⅡ协议来实现通讯。主控制模块10与前端设备100直之间，通讯采用主--从结构半双工通讯方式。管理装置主叫，前端应答。以电能表为例，网络协议采用可以采用DL/T 645—1997多功能电能表通信规约。

数据处理模块20可以运行或执行存储在存储组件模块50内的软件程序和/或模块，以及调用存储在存储组件模块50内的数据，来将主控制模块10采集的前端设备100的参数采集信号及数据采集信号进行数据融合，以将数据形成类文件，类文件与管理装置的嵌入式程序定义的类文件做映射，并通过松散耦合定制化DLL库文件进行正序列化，以实时写入前端设备100的协议、字段、指令等数据至存储组件模块50。

需要说明的是，在智能信息管理装置中，装置的系统结构一般较为复杂，一个中央处理控制器，也即主控制器，难以完成如此庞大的数据吞吐量和采集、传输两部分功能的协调，因此可以在装置中设置主控制模块10和数据处理模块20，利用两者分别独立执行各个任务。例如，当该装置面对的可能是几乎不占用主控制器时间但要求主控制器必须进行立即响应的高速事件，比如对上位机300的数据传输，或者不经常发生但需要占用处理器大量时间的消息层中断请求，比如对前端设备100的数据采集，此时则可以通过主控制模块10采集该数据后传输至数据处理模块20，从而协调处理主控制模块10输入至存储组件模块50的数据，以及数据的流转。如此设置，采用独立的主控制模块10和数据处理模块20将功能进行分解，主控制模块10完成大部分的数据采集、数据处理存储功能，以及参数设定显示等辅助功能，数据处理模块20则可以完成在需要时将数据处理，并输出至存储组件模块50，以使主控制模块10将该数据传送至上位机300。

存储组件模块50可用于存储软件程序以及各种数据。存储组件模块50可主要包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需的应用程序等；存储数据区可存储根据智能信息管理装置400的使用所创建的数据。此外，存储组件模块50可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非易失性存储器，例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他易失性固态存储器件。存储组件模块50由主存储介质和多个DS1302内存IC组成集群，DS1302有12个寄存器，其中有7个寄存器与日历、时钟相关，存放的数据位为BCD码形式,其日历、时间寄存器及其控制字。此外，DS1302还有年份寄存器、控制寄存器、充电寄存器、时钟突发寄存器及与RAM相关的寄存器等。

可以理解的是，由于智能信息管理装置400数据存储量大，存储组件模块50可以采用具有两套独立的地址线、数据线和控制信号线，允许主控制模块10与数据处理模块20中的数据通过共同连接的存储器，例如异步高速双端口静态RAMIDT7007来进行通信。该双端口RAM允许主控制模块10与数据处理模块20同时读取任何存储器(包括同时读同一地址单元)，但不允许同时写或一读一写同一地址。

本实施例以前端设备100为水电表为例进行说明，有线电路模块在接收水电表水电计量信号后，将其转换成内部逻辑电平，输出至主控制模块10。主控制模块10对接收到的信息进行存贮、分析后，输出至存储组件模块50进行存储，在接收到上位机300控制指令时，数据处理模块20从存储组件模块50中获取对应的数据，进行链路层协议转换后，再输出至存储组件模块50，以使主控制模块10进行信号转换后，例如进行数模转换，再通过对应的接口模块进行物理层协议转换，然后以有线/无线传输方式输出。

本发明智能信息管理装置通过设置有线接口模块20，并在接收到前端设备100输出的参数采集信号、上位机300输出的控制指令后输出；以及无线接口模块40，以实现主控制模块10与外部无线通讯设备200通讯连接，并在接收到外部通讯设备输出的数据采集信号后输出；从而使主控制模块10接收上位机300的控制指令，并转换为对应的控制信号；或者将前端设备100输出的参数采集信号，以及外部通讯设备输出的数据采集信号进行信号转换，并输出至所述存储组件模块50；本发明还通过设置数据处理模块20，以在接收到所述控制信号时，将获取到所述存储组件模块50中存储的数据信号，并进行数据处理后输出至所述存储组件模块50，以供所述主控制模块10获取，并经对应的所述有线接口和/或所述无线接口输出。本发明通过设置多个有线接口和多个无线接口，以适配不同的前端设备100及终端设备，从而使不同的前端设备100的数据探头在通过发明智能信息管理装置400管理后与上位机300、终端设备、专网或互联网相连接，并通过本发明智能信息管理装置400进行数据的交换和通信，以实现输出标准数据。同时还可以通过本发明的有线接口和/或无线接口，将接受到的智能化控制指令输出至前端设备100，从而控制前端设备100工作。或者将数据发送给外部通讯设备，实现数据信息的双向传输。本发明解决了智能信号管理装置与前端设备100、上位机300、终端设备之间只能采用单一的通讯接口，系统适应性差，且为了适应前端设备100需要频繁的更换系统，导致能耗资源的浪费。

参照图1至图7，在一可选实施例中，所述主控制模块10包括MCU采集单元11及信号输出控制单元12，所述MCU采集单元11的多个输入端分别与所述无线接口模块40及所述有线接口模块30连接，所述MCU采集单元11的输出端与所述存储组件模块50连接，所述信号输出控制单元12的输入端与所述存储组件模块50连接，所述信号输出控制单元12的多个输出端分别与所述所述无线接口模块40及所述有线接口模块30连接；其中，

所述MCU采集单元11，用于接收上位机300的控制指令，并转换为对应的控制信号，以及将接收到前端设备100输出前端设备100输出的参数采集信号、外部通讯设备输出的数据采集信号进行信号转换，并输出至所述存储组件模块50；

所述信号输出控制单元12，用于获取所述存储组件模块50存储的数据，并经对应的所述有线接口和/或所述无线接口输出。

本实施例中，MCU采集单元11可以采用ADS1212U型模数转换器来实现，其内部集成有：指令寄存器(INSR)及命令寄存器(CMR)，用于控制转换器的操作；数据输出寄存器(DOR)，用于存放最新的转换结果；零点校准寄存器(OCR)及满量程寄存器(FCR)，用于对转换结果进行校准，MCU采集单元11用于接收前端设备100输出的开关量，也即高低电平的逻辑信号，电压信号、电流信号等模拟信号，或者接收上位机300输出的控制指令，并将控制指令转换为对应的控制信号，或者接收前端设备100输出的协议、字段、指令等以信号流形式传输的数据信号，并将转为标准的数据信号后输出至存储组件模块50。

信号输出控制单元12可以采用STC12C5A60S2型单片机来实现，信号输出控制单元12集成有D/A转换模块，双串口，可以与上位机300通讯连接，可以方便地进行单片机和上位机300之间的串口通讯，同时还可以接收或传送外部接收的数据信号。具体地，在接收到上位机300的控制指令时，信号输出控制单元12从存储组件模块50获取相应的数据，并进行数模转换后，并通过有线接口模块30或者无线接口模块40输出至上位机300或者外部无线通讯设备200，或者前端设备100。

参照图1至图7，在一可选实施例中，多个所述无线通讯接口和/或多个所述有线通讯接口可插拔设置于所述电路板上。

本实施例中，有线通讯接口为，RS232通讯接口J11、RS485通讯接口J12、RS422通讯接口J13、M-BUS通讯接口J14、C-BUS通讯接口J15及RJ45J16

中的一种或多种组合；和/或，

无线通讯接口为，WIFI通讯模块J21、TD-4G通讯模块J22、5G通讯模块J24、ZigBee通讯模块J23及Z-wave通讯模块J24中的一种或者多种组合。

可以理解的是，上述RS232通讯接口J11、RS485通讯接口J12、RS422通讯接口J13、M-BUS通讯接口J14、C-BUS通讯接口J15及RJ45J16等有线接口，以及WIFI通讯模块J21、TD-4G通讯模块J22、ZigBee通讯模块J23、5G通讯模块J24、及Z-wave通讯模块J24等无线通讯接口可以设置成小板，也即设置于小型电路板上，并可插拔的设置在智能信息管理装置400的电路板上。

在一些实施例中，智能信息管理装置400还包括可以在存储器中存储内置28281协议、ONVIF协议，在电路板上集成SVAC电路，将前端的各个主流音视频数字高清信号有效接入，并将串口、其他接口的数据在传输、处理、输出全过程加密，按标准格式直接上传到云端平台或者基站。

智能信息管理装置400还包括扩展接口模块电路，上述有线接口电路模块中各通讯接口可以设置为多套，例如在足够带宽下，本实施例智能信息管理装置400可以控制前端100-500个感知层设备的数据通信，前端设备100在配套手机APP上注册授权后就能正常使用。直接在硬件设备里做转码、解析、并发传输等功能，可以提高智能信息管理装置400响应时间和数据有效性提高。

参照图1至图7，在一可选实施例中，所述数据处理模块20包括DSP芯片21、FPGA芯片22及缓存芯片23，所述DSP芯片21及所述FPGA芯片22经所述缓存芯片23与所述存储组件模块50连接。

本实施例中，DSP芯片21用于在智能信息管理装置400上电后，进行底层程序批处理工作，并点亮智能信息管理装置400的电路主板上指示灯并硬件自检，收集各个电路模块的状态信息，同时执行底层程序业务事件流程指令，与主控制模块10协调数据采集及控制。

本实施例中，FPGA中可以集成嵌入式程序，DSP芯片21将数据进行处理后读到管理装置的存储器中，与存储器中的协议库做多级判断的反序列化获取数据后融合，从而将数据形成类文件，类文件与FPGA中集成的嵌入式程序定义的类文件做映射，嵌入式程序通过松散耦合定制化DLL库文件做正序列化进程，实时写入前端设备100的协议、字段、指令等数据至存储组件模块50。

参照图1至图7，在一可选实施例中，所述有线接口模块30包括依次与所述主控制模块10连接的升压电路31、发送调制电路32、整形电路33及接收电路34。

本实施例中，升压电路31将电源管理电路60输入的电压进行升压并供给发送调制电路32。有线通讯接口收到管理装置MCU采集单元11的控制命令后，通过发送调制电路32向前端感知层设备发送控制信号，从前端感知层设备采集到的数据信息，首先经整型电路去除噪音后，进入接收电路34。接收电路34将采集到的前端感知层设备信息传送管理装置MCU采集单元11。整型电路，包括运放及辅助滤波电路，将接收到的信号降噪。接收电路34，由限压电路、电压跟随器组成，限压电路用来防止过高电压损坏后级电路，电压跟随器用来降低输入阻抗，接收电路34将信号传输给进行信号解码，限压电路可以采用电阻、电容等元件组成分压电路来实现。

参照图1至图7，在一些实施例中，有线接口电路还包括保护电路35，保护电路35具体可以采用使用瞬态抑制二极管和电阻，组成抗静电电路，防止静电或高压脉冲损坏有线接口通讯电路。

参照图1至图7，在一可选实施例中，所述智能信息管理装置400还包括电源管理电路60，所述电源管理电路60分别与所述主控制模块10及所述数据处理模块20连接，所述电源管理电路60用于为所述主控制模块10及所述数据处理模块20提供工作电源。

电源管理电路60为开关电源电路，可以将接入的直流电转换为供电电源后，为与其连接的其他模块供电，同时还通过DSP总控指令输出管控指令至主控制模块10，以使主控制模块10控制并驱动电路切换，控制打开需要工作的模块，并可以关闭不需要工作的模块，以降低整体功能。具体地，电源模块为整个系统提供电源。智能信息管理装置400一般需要的电源为DC5V和DC9V两种电压电源，设计时采用输出电压为DC9V的电源作为整个系统的电源。之后通过三端稳压7809和7805分别产生DC9V和DC5V的电源供系统的相应模块使用。

参照图1至图7，在一些实施例中，有线接口模块30、无线接口模块40均设置有电气保护电路。电源隔离电路将电源供电及管理电路与有线、无线集群电路模块通讯电路电气隔离，防止外部接入的信号，例如前端设备100、上位机300等因为不同供电方式和输出信号差异而和本发明智能信息管理装置400不共地而形成环流或危险电压，危及人身和设备安全。

参照图1至图7，在一可选实施例中，所述智能信息管理装置400还包括过载保护电路70、自动保护恢复电路80及总线电压检测电路90，所述过载保护电路70、自动保护恢复电路80及总线电压检测电路90分别与所述有线接口模块30连接，所述过载保护电路70、自动保护恢复电路80及总线电压检测电路90还分别与所述数据处理模块20连接。

过载保护电路70，当有线接口电路总线上的电流高于设定的阈值时，触发过载保护，过载保护电路70关闭有线总线输出。

自动保护恢复电路80，当触发过载保护后，用于恢复有线总线输出。自动保护恢复电路80在等待设定的固定时值后，尝试打开有线总线，若仍触发过载保护，则继续等待设定的固定时值后，再次尝试打开有线总线，如此循环，直到过载保护解除或有线总线关闭时间到达，有线总线恢复工作。

总线电压检测电路90，通过电阻分压和补偿处理后，对总线电压信号进行检测，用于管理装置的调试、监测和维修使用。

本发明还提出一种智能信息管理系统。

参照图7，该智能信息管理系统包括前端设备100、无线通讯设备200、上位机300及如上所述的智能信息管理装置400；

所述智能信息管理装置400分别与所述感知设备、所述上位机300及所述无线通讯设备200连接。该智能信息管理装置400的详细结构可参照上述实施例，此处不再赘述；可以理解的是，由于在本发明智能信息管理系统中使用了上述智能信息管理装置400，因此，本发明智能信息管理系统的实施例包括上述智能信息管理装置400全部实施例的全部技术方案，且所达到的技术效果也完全相同，在此不再赘述。

本实施例中，智能信息管理系统可以通过智能信息管理装置400进行数据的深度分析后，并实现管理装置的指令上传、以及逻辑判断，以实现控制流程的不断优化，例如温度探头的数据阈值触发报警，有可能产生误报，因此可以获取误报的规律，太阳温度、下雨、风力等影响导致，从而在输入至管理装置时，会对多个资源数据进行判断、验证、优化，再经智能管理装置相应的输出智控信号。前端设备100，也即感知延伸网络由感知设备组成，包括射RFID、GPS、视频监控系统、各类型传感器等。感知延伸设备之间支持多种通信协议，可以组成Lonworks和Zigbee以及其他多种感知延伸网络。外部通讯设备可以是服务器、云端、基站等。

本发明还提出一种智能信息管理方法。

参照图8，该智能信息管理方法包括以下步骤：

步骤S100、获取前端设备输出的参数采集信号、数据采集信号，或者外部通讯设备输出的数据采集信号，或者上位机的控制指令，并转换成明文数据文件；

本实施例中，前端设备可以是物联网感知层设备，手机、智能穿戴设备，或者温度传感器、电压传感器、电流传感器等，上位机可以是PC，电脑等，外部通讯设备，可以是手机，基站，服务器等。数据采集信号可以以字符串的形式传输，参数采集信号可以是用电压、电流等模拟量，或者开关量等数字量。在获取到上述设备的信号后，转换成对应的明文数据文件。

可以理解的是，在步骤S100之前，也即获取数据信息之前，还需要对数据信息进行A/D转、信号滤波、去均值等预处理，并对预处理信息进行初步归类，为信息融合过程提供标准化、归类化的数据支撑。经过A/D转后的感知数据进行离散噪声消除滤波，改善获取信号的数据质量、提高其可辨识度，为后续信息格式化归类配准提供同质高精度的数据基础。

步骤S200、根据所述明文数据文件，与协议库进行数据反序列化后融合，以将所述明文数据文件形成类文件；

本实施例中，可以通过不同的数据采集网络使用不同的编址方式，如ZigBee中有16位短地址，6LowPan中有64位地址。在应用中只需要能定位到具体的节点即可，此时节点可以采用IP地址或者16位短地址，节点间的组网可以采用ZigBee、6LowPan或者其他方式，从而实现一种地址映射机制，将IP或者16位短地址映射为统一的ID，在与应用交互过程中只需要关注这个ID即可。具体的映射方式可以采用从1累加的方式，当接收到第一个节点数据时，将该节点的地址映射为1，后续的依次加1，将这个映射表保存在管理装置中。或者还可以采用老化机制，在一定时间内没有收到该节点的数据时，将此条映射关系删除。本发明对所有可能下挂的模块的输入输出数据格式进行分析，然后分别定义了各个模块对应的通信接口配置字。

步骤S300、将所述类文件与嵌入式程序定义的类文件进行映射，以使所述嵌入式程序通过松散耦合定制化DLL库文件进行数据正序列化，并实时写入所述前端设备的数据采集信号，以及解析出对应的所述前端感知设备，所述外部通讯设备，或者所述上位机的通讯协议；

本实施例中，实时写入的数据采集信号可以是协议、字段、指令等数据。通过定制DLL库文件做正序列化进程，标签技术使其不停继承共性元素，拓展增加新的元素，快速分类，快速赋值，形成有效数据，在无关联的数据之间建立通信网络，并在显示界面形成设备与设备的联动融合，数据的并发推送的任意组合。基于高效数据分析后，可以把二进制数据正向或反向解析出前端感知设备，或者终端设备，或者上位机的通讯协议。

步骤S400、适配对应的所述前端感知设备，所述外部通讯设备，或者所述上位机的通讯协议，将写入的所述前端设备的数据采集信号进行数据融合，以产生格式统一的数据或者控制信令。

本实施例中，数据融合可以具体包括对象估计、关系估计、控制影响和优化控制管理等过程，信息管理的数据通过通信总线将形成的类文件的映射对象、关系做估算，实施控制、优化，实现对数据的解析、分解、重组的融合，以实现数据在信息管理应用策略控制下做控制指令高效输出和逻辑计算处理。

具体地，通过关系估计可以将所观测的对象分布与活动和环境有机地联系起来,识别已经发生的事件和计划，估计对象的结构、部署、行动方向与路线，对临近时刻的关系变化做出预测。关系估计的结果是形成综合态势图及关系分析报告、情况判断结论。控制影响则根据关系估计所提供的信息,依据直接感知以外的其他信息(一定的知识和规则等)，以定量形式对影响程度做出估计和分析。控制影响评估对象产生影响的能力和影响程度，确定该对象的意图征候并给予提示或报警。

本发明可以高效转码融合对感知延伸设备进行统一控制与管理，向上层屏蔽底层感知延伸网络的异构性，具体可以分为业务服务层、标准消息构成层、协议适配层和感知延伸层。其中，

业务服务层由消息接收模块和消息发送模块组成。消息接收模块负责接收来自物联网业务运营管理系统的标准消息，将消息传递给标准消息构成层。消息发送模块负责向业务运营管理系统可靠地传送感知延伸网络所采集的数据信息。该层接收与发送的消息必须符合标准的消息格式。

标准消息构成层由消息解析模块和消息转换模块组成。消息解析模块解析来自业务服务层的标准消息,调用消息转换模块将标准消息转换为底层感知延伸设备能够理解的依赖于具体设备通信协议的数据格式。当感知延伸层上传数据时，该层的消息解析模块则解析依赖于具体设备通信协议的消息，调用消息转换模块将其转换为业务服务层能够接收的标准格式的消息。消息构成层是数据松散耦合的核心，完成对标准消息以及依赖于特定感知延伸网络的消息的解析，并实现两者之间的相互转换，达到统一控制和管理底层感知延伸网络，向上屏蔽底层网络通信协议异构性的目的。

协议适配层保证不同的感知延伸层协议能够通过此层变成格式统一的数据和控制信令。

感知延伸层向底层感知延伸设备，包含消息发送与消息接收两个子模块。消息发送模块负责将经过消息构成层转换后的可被特定感知延伸设备理解的消息发送给底层设备。

消息接收模块则接收来自底层设备的消息，发送至标准消息构成层进行解析。

感知延伸网络由感知设备组成，包括射频RFID、北斗定位视频监控系统、各类型传感器等。感知延伸设备之间支持多种通信协议，可以组成Lonworks和Zigbee以及其他多种感知延伸网络。

为解决前端数据异构多样性及通讯模块的多样性带来的大量复杂的接口数据，采用松散耦合来使软件模块控制数据域多维覆盖，本发明还添加统一的协议适配层，将应用数据统一提取出来，按照TLV(type，length，value)的方式进行组织，然后封装数据包。使得在接入网络中传输的都是标准的IP数据包，其中封装了TLV格式的采集数据。

进一步地，信息的规范化归类和压缩，需要对获取的信息按照参量种类进行归类，并对测试变量的国际标准量纲进行规范化、统一化，完成信息的格式化归类；其次，对流媒体信息进行压缩处理。通过信息规范化归类，实现感知设备信息的统一化归类管理，提高信息数据质量的规范化程度；通过流媒体信息的压缩，有利于提高信息传输速度和传输质量，经过数据加密后，还可提高数据传输的安全性和保密性。

本发明通过获取物联网、互联网感知层探头等前端设备的数据采集信号(协议、字段、指令等)并转换成明文数据文件，然后通过DSP电路处理读到管理装置的内存，与内存中的协议库做多级判断的反序列化获取数据后融合，数据形成类文件，类文件与管理装置的嵌入式程序定义的类文件做映射，嵌入式程序通过松散耦合定制化DLL库文件做正序列化进程，实时写入前端设备的协议、字段、指令等数据。数据在正反序列化过程中，适配对应的所述前端感知设备，所述外部通讯设备，或者所述上位机的通讯协议，将写入的所述前端设备的数据采集信号进行数据融合，以产生格式统一的数据或者控制信令，实现数据融合，由于数据来源是多元化的松散耦合定制化DLL库文件做数据、对象映射和对应，本发明解决了智能信号管理装置与前端设备、上位机、终端设备之间只能采用单一的通讯接口，系统适应性差，且为了适应前端设备需要频繁的更换系统，导致能耗资源的浪费，实现了将智能信号管理装置与前端设备、上位机、终端设备等形成网络，而与专网或互联网相连接。

可以理解的是，本发明的正反序列化数据松散耦合支持前端设备之间的多种通信协议和数据类型，实现前端设备，也即多种感知延伸设备之间数据通信格式的转换，对上传的数据格式进行统一，同时对下达到感知延伸网络的采集或控制命令进行映射，产生符合具体设备通信协议的消息。

本发明还可以在物联网信息融合应用中逐一进行相应的融合层级处理的，也可以让每个融合节点都可根据用户的需求，对其接收到信息进行相应级别的融合处理，即任何级别的融合处理都可独立进行或几个级别组合进行相应的输入、处理和输出。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种智能信息管理装置，其特征在于，所述智能信息管理装置包括电路板及设置于所述电路板上的数据处理模块、主控制模块、有线接口模块、无线接口模块及存储组件模块，所述主控制模块分别与所述数据处理模块、所述有线接口模块、所述无线接口模块及所述存储组件模块连接，所述数据处理模块还与所述存储组件模块连接；其中，

所述有线接口模块，包括多个有线通讯接口，分别与上位机、终端设备及多个前端设备一一对应连接，用于在接收到前端设备输出的参数采集信号、上位机输出的控制指令后输出；

所述无线接口模块，包括多个无线通讯接口，用于实现所述主控制模块与外部无线通讯设备通讯连接，并在接收到外部通讯设备输出的数据采集信号后输出；

所述主控制模块，用于接收上位机的控制指令，并转换为对应的控制信号；或者将前端设备输出的参数采集信号、数据采集信号，以及外部通讯设备输出的数据采集信号进行信号转换成对应的数据信号，并输出至所述存储组件模块；

所述数据处理模块，用于在接收到所述控制信号时，将获取到所述存储组件模块中存储的数据信号进行数据处理后输出至所述存储组件模块，以供所述主控制模块获取，并经对应的所述有线接口和/或所述无线接口输出。

2.如权利要求1所述的智能信息管理装置，其特征在于，所述主控制模块包括MCU采集单元及信号输出控制单元，所述MCU采集单元的多个输入端分别与所述无线接口模块及所述有线接口模块连接，所述MCU采集单元的输出端与所述存储组件模块连接，所述信号输出控制单元的输入端与所述存储组件模块连接，所述信号输出控制单元的多个输出端分别与所述所述无线接口模块及所述有线接口模块连接；其中，

所述MCU采集单元，用于接收上位机的控制指令，并转换为对应的控制信号，以及将接收到前端设备输出前端设备输出的参数采集信号、外部通讯设备输出的数据采集信号进行信号转换，并输出至所述存储组件模块；

所述信号输出控制单元，用于获取所述存储组件模块存储的数据，并经对应的所述有线接口和/或所述无线接口输出。

3.如权利要求1所述的智能信息管理装置，其特征在于，多个所述无线通讯接口和/或多个所述有线通讯接口可插拔设置于所述电路板上。

4.如权利要求2所述的智能信息管理装置，其特征在于，所述有线通讯接口为，RS232通讯接口、RS485通讯接口、RS422通讯接口、M-BUS通讯接口、C-BUS通讯接口及RJ45中的一种或多种组合；和/或，

所述无线通讯接口为，WIFI通讯模块、TD-4G通讯模块、5G通讯模块、ZigBee通讯模块及Z-wave通讯模块中的一种或者多种组合。

5.如权利要求1所述的智能信息管理装置，其特征在于，所述数据处理模块包括DSP芯片、FPGA芯片及缓存芯片，所述DSP芯片及所述FPGA芯片经所述缓存芯片与所述存储组件模块连接。

6.如权利要求1所述的智能信息管理装置，其特征在于，所述有线接口模块包括依次与所述主控制模块连接的升压电路、发送调制电路、整形电路及接收电路。

7.如权利要求1至6任意一项所述的智能信息管理装置，其特征在于，所述智能信息管理装置还包括电源管理电路，所述电源管理电路分别与所述主控制模块及所述数据处理模块连接，所述电源管理电路用于为所述主控制模块及所述数据处理模块提供工作电源。

8.如权利要求7所述的智能信息管理装置，其特征在于，所述智能信息管理装置还包括过载保护电路、自动保护恢复电路及总线电压检测电路，所述过载保护电路、自动保护恢复电路及总线电压检测电路分别与所述有线接口模块连接，所述过载保护电路、自动保护恢复电路及总线电压检测电路分别与所述数据处理模块连接。

9.一种智能信息管理系统，其特征在于，包括前端设备、无线通讯设备、上位机及如权利要求1至8任意一项所述的智能信息管理装置；

所述智能信息管理装置分别与所述感知设备、所述上位机及所述无线通讯设备连接。

10.一种智能信息管理方法，其特征在于，所述智能信息管理方法包括以下步骤：

获取前端设备输出的参数采集信号、数据采集信号，或者外部通讯设备输出的数据采集信号，或者上位机的控制指令，并转换成明文数据文件；

根据所述明文数据文件，与协议库进行数据反序列化，以将所述明文数据文件形成类文件；

将所述类文件与嵌入式程序定义的类文件进行映射，以使所述嵌入式程序通过松散耦合定制化DLL库文件进行数据正序列化，并实时写入所述数据采集信号，以及解析出对应的所述前端感知设备，所述外部通讯设备，或者所述上位机的通讯协议；

适配对应的所述前端感知设备，所述外部通讯设备，或者所述上位机的通讯协议，将写入的所述前端设备的数据采集信号进行数据融合，以产生格式统一的数据或者控制信令。