CN110426986A - 一种基于智能物联网的云区域控制方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了一种基于智能物联网的云区域控制方法及系统，系统包括数据采集模块、控制接口模块、数据传输模块、数据处理模块及区域控制中心，其中数据采集模块用于通过接口采集区域范围内的区域参数对应的参数信号进行采集；控制接口模块用于对现场设备进行远程控制；数据传输模块用于实现现场设备间接口与通信协议的兼容性；数据处理模块，用于将采集到的参数信号进行数据处理后发送给区域控制中心；区域控制中心用于实现区域内的现场设备的自主控制、离线运行及在线同步。本发明实施例的系统移值性强，可根据用户需求独立运维，也可多终端自由组网，共同接入第三方集成平台，作为区域控制云，还可以构建大型综合信息管理系统。

Description

一种基于智能物联网的云区域控制方法及系统

技术领域

本发明涉及智能控制技术领域，尤其涉及一种基于智能物联网的云区域控制方法及系统。

背景技术

当前，国防、人防及地下管廊内的特定区域通风空调、给排水、供配电等专业设施设备自动控制及智能分析问题一直是制约系统发展的关键问题。由于缺乏统一标准，通常由集成公司自行设计控制柜，集成公司的技术水平参差不齐，直接关系到系统设计合理性、系统运行稳定性及对上位平台的兼容性，导致系统出现局部区域控制系统瘫痪的案例较多，带来的经济损失也远超区域控制系统的建设及维护成本。

近年来国防、人防及综合管廊及城市应急领域经常出现各类PLC、DCS系统控制逻辑混乱，对上位系统依赖性过强及监控数据无故丢失。其中PLC是Programmable LogicController的缩写，中文译文为可编程逻辑控制器。DCS是Distributed Control System的缩写，中文译文为分布式控制系统。现有技术中现场控制系统缺少控制逻辑，区域控制无法独立运行，而且现场控制系统无数据存储及远程同步功能，一旦上位平台服务器故障，现场数据大面积丢失，存在较大的数据安全隐患。

因此现有技术还有待于进一步发展。

发明内容

针对上述技术问题，本发明实施例提供了一种基于智能物联网的云区域控制方法及系统，能够解决现有技术中的现场控制系统缺少控制逻辑，区域控制无法独立运行，而且现场控制系统无数据存储及远程同步功能，一旦上位平台服务器故障，现场数据大面积丢失，存在较大的数据安全隐患的技术问题。

本发明实施例的第一方面提供一种基于智能物联网的云区域控制系统，所述控制系统用于对现场设备进行控制，系统包括数据采集模块、控制接口模块、数据传输模块、数据处理模块及区域控制中心，其中所述数据采集模块、控制接口、数据传输模块、数据处理模块分别与所述区域控制中心连接；所述数据采集模块、控制接口模块、数据传输模块分别与现场设备连接，所述数据处理模块还与数据采集模块连接；

所述数据采集模块用于通过接口采集区域范围内的区域参数对应的参数信号进行采集；

所述控制接口模块用于对现场设备进行远程控制；

所述数据传输模块用于实现现场设备间接口与通信协议的兼容性；

所述数据处理模块，用于将采集到的参数信号进行数据处理后发送给区域控制中心；

所述区域控制中心用于实现区域内的现场设备的自主控制、离线运行及在线同步。

可选地，所述系统还包括安全防护模块，所述安全防护模块分别与现场设备及区域控制中心连接；

所述安全防护模块用于规避现场设备接入云区域控制系统引入的电冲突及人工误操作。

可选地，所述参数信号包括模拟信号、开关量信号及RS485信号。

可选地，所述控制接口模块通过开关量接口及RS485接口对现场设备进行远程控制。

可选地，所述现场设备包括通风空调、给排水设备、发供电设备及机器人。

可选地，所述区域中心包括嵌入式组态子系统、通信模块及存储设备；所述通信模块、存储设备分别与所述嵌入式组态子系统连接；

所述嵌入式组态子系统用于实时控制、监视管理系统的运行状态，在与系统连接的上位集成平台故障时，自动接管系统管理权限，实现离线运行；

所述通信模块用于在与系统连接的上位集成平台处于正常运行状态时，与上位集成平台实现在线同步；

所述存储设备用于对嵌入式组态子系统产生数据进行存储。

可选地，所述系统还包括显示模块，所述显示模块用于显示设备运维管理的实时状态。

可选地，所述区域参数包括区域的环境、电力、气象、水文及自然灾害。

本发明实施例第二方面提供了一种基于上述基于智能物联网的云区域控制系统的基于智能物联网的云区域控制方法，所述方法包括：

当检测到新设备接入系统时，数据传输模块判断区域范围内的现场设备与一次设备的接口与通信协议是否兼容；

当检测到现场设备与一次设备的接口与通信协议的不兼容时，数据传输模块通过协议转换将现场设备间的接口与通信协议的兼容；

数据采集模块采集区域范围内的区域参数对应的参数信号；

数据处理模块将数据采集模块采集到的参数信号进行数据处理发送给区域控制中心；

区域控制中心根据数据处理返回的模块，对系统的运行状态进行分析，并根据分析结果，将控制命令发送至控制接口模块；

控制接口模块根据控制命令通过接口对现场设备进行控制。

本发明实施例第三方面提供了一种非易失性计算机可读存储介质，其特征在于，所述非易失性计算机可读存储介质存储有计算机可执行指令，该计算机可执行指令被一个或多个处理器执行时，可使得所述一个或多个处理器执行上述的基于智能物联网的云区域控制方法。

本发明实施例提供的技术方案中，提出了一种基于智能物联网的云区域控制方法及系统，系统包括数据采集模块、控制接口模块、数据传输模块、数据处理模块及区域控制中心，其中数据采集模块用于通过接口采集区域范围内的区域参数对应的参数信号进行采集；控制接口模块用于对现场设备进行远程控制；数据传输模块用于实现现场设备间接口与通信协议的兼容性；数据处理模块，用于将采集到的参数信号进行数据处理后发送给区域控制中心；区域控制中心用于实现区域内的现场设备的自主控制、离线运行及在线同步。因此相对于现有技术，本发明实施例的系统移值性强，可根据用户需求独立运维，也可多终端自由组网，共同接入第三方集成平台，作为区域控制云，还可以构建大型综合信息管理系统。

附图说明

图1为本发明实施例中一种基于智能物联网的云区域控制系统的一实施例的硬件结构示意图；

图2为本发明实施例中一种基于智能物联网的云区域控制系统的控制方法的另一实施例的流程示意图。

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。

现有技术中由于现场控制系统缺少控制逻辑，区域控制无法独立运行，而且现场控制系统无数据存储及远程同步功能，一旦上位平台服务器故障，现场数据大面积丢失，存在较大的数据安全隐患。为了解决这一问题，本发明实施例提出一种基于智能物联网的云区域控制系统，移值性强，可根据用户需求独立运维，也可多终端自由组网，共同接入第三方集成平台，作为区域控制云，构建大型综合信息管理系统。

请参阅图1，图1为本发明实施例中一种基于智能物联网的云区域控制系统的一个实施例的硬件结构示意图。控制系统用于对云区域内的现场设备10进行控制，如图1所示，系统20包括数据采集模块201、控制接口模块202、数据传输模块203、数据处理模块204及区域控制中心205，其中所述数据采集模块201、控制接口202、数据传输模块203、数据处理模块204分别与所述区域控制中心205连接；数据采集模块、控制接口模块、数据传输模块分别与现场设备连接，所述数据处理模块还与数据采集模块连接。

所述数据采集模块用于通过接口采集区域范围内的区域参数对应的参数信号进行采集；

所述控制接口模块用于对现场设备进行远程控制；

所述数据传输模块用于实现现场设备间接口与通信协议的兼容性；

所述数据处理模块，用于将采集到的参数信号进行数据处理后发送给区域控制中心；

所述区域控制中心用于实现区域内的现场设备的自主控制、离线运行及在线同步。

具体地，参数信号包括模拟信号、开关量信号、RS485信号及其它工业控制信号。RS485是一个定义平衡数字多点系统中的驱动器和接收器的电气特性的标准，该标准由电信行业协会和电子工业联盟定义。使用该标准的数字通信网络能在远距离条件下以及电子噪声大的环境下有效传输信号。RS-485使得廉价本地网络以及多支路通信链路的配置成为可能。开关量是指非连续性信号的采集和输出，包括遥信采集和遥控输出。它有1和0两种状态，这是数字电路中的开关性质，而电力上是指电路的开和关或者说是触点的接通和断开。“开”和“关”是电器最基本、最典型的功能。一般开关量装置通过内部继电器实现开关量的输出。模拟信号是指各现场设备采集的信号对应的模拟信号。优选地，控制接口模块通过开关量接口、RS485接口及其它标准化工业接口对现场设备进行远程控制。所述现场设备包括通风空调、给排水设备、发供电设备、机器人以及其它智慧系统。

本发明实施例中的系统包括数据采集模块、控制接口模块、数据传输模块、数据处理模块、安全防护模块以及区域控制中心；

其中数据采集模块通过专用数据接口对区域范围内各类模拟信号、开关量信号及RS485信号进行自定义采集，上传至云终端；云终端是系统的后台

控制接口模块主要是通过开关量、RS485等接口对现场需要控制的通风空调、给排水、发供电、机器人等设备进行远程控制；

数据传输模块包括网络通信、协议转换等设备，用于解决现场设备接口、通信协议不兼容的问题，实现大部分一次设备安全接入、快速部署；

数据处理模块用于将采集到的参数信号进行数据处理后发送给区域控制中心，而区域控制中心用于根据系统的状态，可独立使用或是作为系统一部分进行使用，区域控制中心在当系统一部分使用时，在整个系统状态良好状态，本发明可与上位集成平台实现在线同步；当上集成平台故障时，本发明会自动接管系统管理权限，实现本区域离线运行，确保用户该区域设施设备控制安全稳定，监控数据不丢失，系统恢复后自动同步。

优选地，系统还包括安全防护模块，所述安全防护模块分别与现场设备及区域控制中心连接；

所述安全防护模块用于规避现场设备接入云区域控制系统引入的电冲突及人工误操作。

具体地，安全防护模块主要是通过光电隔离、电路互锁及电磁防护等技术，规避现场设备接入控制系统引入的电冲突、人工误操作等风险，确保本发明的电气安全。

优选地，区域中心包括嵌入式组态子系统、通信模块及存储设备；所述通信模块、存储设备分别与所述嵌入式组态子系统连接；

所述嵌入式组态子系统用于实时控制、监视管理系统的运行状态，在与系统连接的上位集成平台故障时，自动接管系统管理权限，实现离线运行；

所述通信模块用于在与系统连接的上位集成平台处于正常运行状态时，与上位集成平台实现在线同步；

所述存储设备用于对嵌入式组态子系统产生数据进行存储。

具体地，区域控制中心的工作原理为以嵌入式组态为主体，配套通信模块以及相关存储设备，实现区域智能自主控制、离线运行及在线同步等功能，在本发明独立使用时，可以作为集成平台使用，并与移动终端实时通信；本发明作为系统一部分使用时，在整个系统状态处于良好状态时，本发明可与上位集成平台实现在线同步，在上集成平台故障时，本发明会自动接管系统管理权限，实现本区域离线运行，确保用户该区域设施设备控制安全稳定、监控数据不丢失，系统恢复后自动同步。

优选地，系统还包括显示模块，所述显示模块用于显示设备运维管理的实时状态。具体地，显示模块可采用高端国产化人机界面，从而实现地下工程设施设备运维管理自动化、数据可视化。

本发明实施例的基于智能物联网的云区域控制系统具有以下技术好处：

充分考虑了用户对系统的安全、性能、结构、适用性、可扩展性与接口等多方面的需求，能够根据现场实际需求灵活定制解决方案，完美实现控制目标，达到降低运营成本、提高工作效率的目的；

采用高端国产化人机界面与国内最先进PLC深度融合，构建新一代智能区域控制系统，实现了地下工程设施设备运维管理自动化、智能化及可视化，引领了行业风向标；

该系统实现区域环境、电力、气象、水文、自然灾害监测数据可视化、设备控制自动化，实现了数据离线存储，在线同步；

系统完全支持西门子、和利时、浙大中控、江森及其主流控制系统，兼容性、稳定性均达到国家对应标准要求。

请参阅图2，图2为本发明实施例中一种基于上述基于智能物联网的云区域控制系统的基于智能物联网的云区域控制方法的一个实施例的流程示意图。如图2所示，包括：

步骤S100、当检测到新设备接入系统时，数据传输模块判断区域范围内的现场设备与一次设备的接口与通信协议是否兼容，如果是，则执行步骤S200，如果否，则执行步骤S300；

步骤S200、数据传输模块通过协议转换将现场设备间的接口与通信协议的兼容；

步骤S300、数据采集模块采集区域范围内的区域参数对应的参数信号；

步骤S400、数据处理模块将数据采集模块采集到的参数信号进行数据处理发送给区域控制中心；

步骤S500、区域控制中心根据数据处理返回的模块，对系统的运行状态进行分析，并根据分析结果，将控制命令发送至控制接口模块；

步骤S600、控制接口模块根据控制命令通过接口对现场设备进行控制。

具体地，数据采集模块通过专用数据接口对区域范围内各类模拟信号、开关量信号及RS485信号进行自定义采集，上传至云终端；云终端是系统的后台；

控制接口模块主要是通过开关量接口、RS485接口及其它标准工业化接口对现场需要控制的通风空调、给排水、发供电、机器人等设备进行远程控制；

数据传输模块包括网络通信、协议转换等设备，用于解决现场设备接口、通信协议不兼容的问题，实现大部分一次设备安全接入、快速部署。

区域控制中心的工作原理为以嵌入式组态为主体，配套通信模块以及相关存储设备，实现区域智能自主控制、离线运行及在线同步等功能，在本发明独立使用时，可以作为集成平台使用，并与移动终端实时通信；本发明作为系统一部分使用时，在整个系统状态处于良好状态时，本发明可与上位集成平台实现在线同步，在上集成平台故障时，本发明会自动接管系统管理权限，实现本区域离线运行，确保用户该区域设施设备控制安全稳定、监控数据不丢失，系统恢复后自动同步。

本发明实施例提供了一种非易失性计算机可读存储介质，计算机可读存储介质存储有计算机可执行指令，该计算机可执行指令被一个或多个处理器执行，例如，执行以上描述的图2中的方法步骤S100至步骤S600。

作为示例，非易失性存储介质能够包括只读存储器(ROM)、可编程ROM(PROM)、电可编程ROM(EPROM)、电可擦ROM(EEPROM)或闪速存储器。易失性存储器能够包括作为外部高速缓存存储器的随机存取存储器(RAM)。通过说明并非限制，RAM可以以诸如同步RAM(SRAM)、动态RAM、(DRAM)、同步DRAM(SDRAM)、双数据速率SDRAM(DDR SDRAM)、增强型SDRAM(ESDRAM)、Synchlink DRAM(SLDRAM)以及直接Rambus(兰巴斯)RAM(DRRAM)之类的许多形式得到。本文中所描述的操作环境的所公开的存储器组件或存储器旨在包括这些和/或任何其他适合类型的存储器中的一个或多个。

以除了其他之外，诸如"能够'、"能"、"可能"或"可以"之类的条件语言除非另外具体地陈述或者在如所使用的上下文内以其他方式理解，否则一般地旨在传达特定实施方式能包括(然而其他实施方式不包括)特定特征、元件和/或操作。因此，这样的条件语言一般地不旨在暗示特征、元件和/或操作对于一个或多个实施方式无论如何都是需要的或者一个或多个实施方式必须包括用于在有或没有学生输入或提示的情况下判定这些特征、元件和/或操作是否被包括或者将在任何特定实施方式中被执行的逻辑。

已经在本文中在本说明书和附图中描述的内容包括能够提供基于智能物联网的云区域控制方法及控制系统的示例。当然，不能够出于描述本公开的各种特征的目的来描述元件和/或方法的每个可以想象的组合，但是可以认识到，所公开的特征的许多另外的组合和置换是可能的。因此，显而易见的是，在不脱离本公开的范围或精神的情况下能够对本公开做出各种修改。此外，或在替代方案中，本公开的其他实施例从对本说明书和附图的考虑以及如本文中所呈现的本公开的实践中可能是显而易见的。意图是，本说明书和附图中所提出的示例在所有方面被认为是说明性的而非限制性的。尽管在本文中采用了特定术语，但是它们在通用和描述性意义上被使用并且不用于限制的目的。

Claims (10)

1.一种基于智能物联网的云区域控制系统，所述控制系统用于对现场设备进行控制，其特征在于，系统包括数据采集模块、控制接口模块、数据传输模块、数据处理模块及区域控制中心，其中所述数据采集模块、控制接口、数据传输模块、数据处理模块分别与所述区域控制中心连接；所述数据采集模块、控制接口模块、数据传输模块分别与现场设备连接，所述数据处理模块还与数据采集模块连接；

所述数据采集模块用于通过接口采集区域范围内的区域参数对应的参数信号进行采集；

所述控制接口模块用于对现场设备进行远程控制；

所述数据传输模块用于实现现场设备间接口与通信协议的兼容性；

所述数据处理模块，用于将采集到的参数信号进行数据处理后发送给区域控制中心；

所述区域控制中心用于实现区域内的现场设备的自主控制、离线运行及在线同步。

2.根据权利要求1所述的基于智能物联网的云区域控制系统，其特征在于，所述系统还包括安全防护模块，所述安全防护模块分别与现场设备及区域控制中心连接；

所述安全防护模块用于规避现场设备接入云区域控制系统引入的电冲突及人工误操作。

3.根据权利要求1所述的基于智能物联网的云区域控制系统，其特征在于，所述参数信号包括模拟信号、开关量信号及RS485信号。

4.根据权利要求1所述的基于智能物联网的云区域控制系统，其特征在于，所述控制接口模块通过开关量接口及RS485接口对现场设备进行远程控制。

5.根据权利要求1所述的基于智能物联网的云区域控制系统，其特征在于，所述现场设备包括通风空调、给排水设备、发供电设备及机器人。

6.根据权利要求1所述的基于智能物联网的云区域控制系统，其特征在于，所述区域中心包括嵌入式组态子系统、通信模块及存储设备；所述通信模块、存储设备分别与所述嵌入式组态子系统连接；

所述嵌入式组态子系统用于实时控制、监视管理系统的运行状态，在与系统连接的上位集成平台故障时，自动接管系统管理权限，实现离线运行；

所述通信模块用于在与系统连接的上位集成平台处于正常运行状态时，与上位集成平台实现在线同步；

所述存储设备用于对嵌入式组态子系统产生数据进行存储。

7.根据权利要求1所述的基于智能物联网的云区域控制系统，其特征在于，所述系统还包括显示模块，所述显示模块用于显示设备运维管理的实时状态。

8.根据权利要求1所述的基于智能物联网的云区域控制系统，其特征在于，所述区域参数包括区域的环境、电力、气象、水文及自然灾害。

9.一种根据权利要求1所述的基于智能物联网的云区域控制系统的控制方法，其特征在于，所述方法包括：

当检测到新设备接入系统时，数据传输模块判断区域范围内的现场设备与一次设备的接口与通信协议是否兼容；

当检测到现场设备与一次设备的接口与通信协议的不兼容时，数据传输模块通过协议转换将现场设备间的接口与通信协议的兼容；

数据采集模块采集区域范围内的区域参数对应的参数信号；

数据处理模块将数据采集模块采集到的参数信号进行数据处理发送给区域控制中心；

区域控制中心根据数据处理返回的模块，对系统的运行状态进行分析，并根据分析结果，将控制命令发送至控制接口模块；

控制接口模块根据控制命令通过接口对现场设备进行控制。

10.一种非易失性计算机可读存储介质，其特征在于，所述非易失性计算机可读存储介质存储有计算机可执行指令，该计算机可执行指令被一个或多个处理器执行时，可使得所述一个或多个处理器执行权利要求9所述的基于智能物联网的云区域控制系统的控制方法。