CN111148324A - 灯光控制边缘主机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种灯光控制边缘主机，其包括：通信模块、存储模块和执行模块；通信模块用于接受控制平台发布的控制指令、对控制平台上传采集数据；存储模块中预存有由控制指令构成的离线策略；存储模块用于实时监控网络状态、并在网络出现断线或高延迟时输出离线策略；执行模块用于读取通信模块和存储模块，将控制指令和离线策略进行格式转化后输出至本地设备。本发明能够在对灯具的远程控制过程中提供离线策略、克服粘包问题、实现不同协议本地设备的集中控制。

Description

灯光控制边缘主机

技术领域

本发明属于物联网技术领域，具体来说涉及一种灯光控制边缘主机。

背景技术

灯具在人们日常生活中必不可少的照明工具。随着人们生活节奏的加快，人们对生活品质的要求越来越高。所以不仅对灯具本身的质量日益提升，还需要能够对灯具进行有效的远程控制。目前市场上用于灯具远程控制的灯光控制器存在这样一些问题：1、现有同类产品在出现网络信号中断时无法实现离线控制、导致照明联动不协调统一；2、现有同类产品兼容性较差，因此在项目改造过程中必须拆除已有的灯光控制器并架设新的控制设备，造成施工成本高、施工难度大的问题。因此，如何开发出一种新型的用于实现灯具远程控制的灯光控制器，以克服上述问题，是本领域技术人员需要研究的方向。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于灯光控制边缘主机，能够在对灯具的远程控制过程中提供离线策略、克服粘包问题、实现不同协议本地设备的集中控制。

其采用的技术方案如上：

一种灯光控制边缘主机，所述灯光控制边缘主机包括通信模块、存储模块和执行模块；所述通信模块用于接受控制平台发布的控制指令、并对控制平台上传采集数据；具体来说：所述通信模块通过移动/联通/电信sim卡在控制平台和灯光控制边缘主机之间实现4G网络通信。所述存储模块中预存有由控制指令构成的离线策略，所述存储模块用于实时监控网络状态、并在网络出现断线或高延迟时输出离线策略，其存储容量优选为16G；所述执行模块用于读取通信模块和存储模块，将控制指令和离线策略进行格式转化后输出至本地设备。

通过采用这种技术方案：针对现有同类产品在网络信号中断时无法实现照明联动协调的问题，当出现网络断线时，通信模块无法接收平台下发的控制命令，此时存储模块检测到网络信号的强度低于预设的信号强度阈值，触发自行启动并输出事先存储好的离线策略，此时执行模块读取离线策略、将离线策略中的控制指令进行格式转化后输出至本地设备，由此实现在断网情况下维持对本地设备的有效控制。

优选的是，上述灯光控制边缘主机中：还包括GPS校时模块，所述GPS校时模块用于访问通讯卫星、通过通讯卫星校对内部时间。

通过采用这种技术方案：针对在离线策略启用、且同一区域内存在多台灯光控制边缘主机、各灯光控制边缘主机分别控制多台本地设备的情况。通过卫星基于GPS校时模块对各台灯光控制边缘主机进行校时，统一区域内所有灯光控制边缘主机的内部时间，保证同一区域内全部本地设备的同步工作。

更优选的是，上述灯光控制边缘主机中：还包括协议转化模块，所述控制平台包括业务服务器，所述业务服务器用于在发布的控制指令前端增加前端数据、所述前端数据与数据协议一一对应；所述协议转化模块用于读取前端数据、基于前端数据对应的数据协议转化控制平台发布的控制指令。

通过采用这种技术方案：通过协议转化模块将控制平台输出的控制指令在同一区域内分别转化为不同协议的灯光控制器可以读取的对应协议。在改造项目中，针对同一区域内有多个老项目的情况、对不属于统一协议的各个灯光控制器的集中控制的问题。同时将控制设备的反馈语言翻译成平台能够接收的语言，实现平台同控制设备的数据传输。实践中：所述协议转化模块可采用串口服务器、E1/以太网协议转换器、RS-232/485/CAN转换器等产品进行实现。

进一步优选的是，上述灯光控制边缘主机中：还包括分包模块、所述分包模块用于对控制指令进行筛选分包处理。

通过采用这种技术方案：针对网络延迟时，控制平台对灯光控制边缘主机频繁发出控制命令后多条命令数据包会因延迟同时发送至灯光控制边缘主机而导致本地设备无法识别的情况，以分包模块对各条命令数据包进行分包处理，将命令数据重新筛分为本地设备可识别的数据格式。

更进一步优选的是，上述灯光控制边缘主机中：所述灯光控制边缘主机上设有485接口、4个LAN口和1个WLAN口。

通过采用这种技术方案：能够实现对灯光控制边缘主机的多接口继承、方便多种设备的接入。

与现有技术相比，本发明能够在对灯具的远程控制过程中提供离线策略、克服粘包问题、实现不同协议本地设备的集中控制。

附图说明

上面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细的说明：

图1为本发明的结构示意图；

图2为图1中灯光控制边缘主机的模块结构示意图；

图3为实施例1的工作流程图

图4为实施例1的数据反馈流程示意图；

各附图标记与部件名称对应关系如上：

1、灯光控制边缘主机；2、控制平台；3、本地设备；11、通信模块；12、存储模块；13、执行模块；14、GPS校时模块；15、协议转化模块；16、分包模块；17、执行芯片。

具体实施方式

为了更清楚地说明本发明的技术方案，上面将结合各个实施例作进一步描述。

如图1所示：一种灯光控制控制系统，其包括：灯光控制边缘主机1，控制平台2和本地设备3。其中，控制平台1包括总控应用服务器，数据库服务器，通信服务器，核心交换机，汇聚路由器等服务器机房设备。所述本地设备3包括景观照明控制主机，动态效果分控主机，强电控制模块，电流采集模块等设备。所述控制平台2用于发布控制指令。其中，所述灯光控制边缘主机1上设有485接口、4个LAN口和1个WLAN口。用于实现对灯光控制边缘主机的多接口继承、方便多种设备的接入。

如图2所示：

所述灯光控制边缘主机1包括通信模块11、存储模块12，GPS校时模块14和执行单元17四个硬件。其中，所述执行芯片17上集成有协议转化模块15，分包模块16和执行模块13。通信模块11采用4G通信芯片；GPS校时模块采用GPS授时芯片；存储模块采用固态硬盘；执行模块采用高频中央处理器(cpu)。

所述通信模块11用于接受控制平台2发布的控制指令、对控制平台2上传采集数据；所述存储模块12中预存有由控制指令构成的离线策略；所述存储模块12用于实时监控网络状态、并在网络出现断线或高延迟时输出离线策略；所述执行模块13用于读取通信模块11和存储模块12，将控制指令和离线策略进行格式转化后输出至本地设备3。所述GPS校时模块14用于访问通讯卫星、通过通讯卫星校对内部时间。所述控制平台2包括业务服务器，所述业务服务器用于在发布的控制指令前端增加前端数据、所述前端数据与数据协议一一对应；所述协议转化模块15用于读取前端数据、基于前端数据对应的数据协议转化控制平台发布的控制指令。所述分包模块16用于对控制指令进行筛选分包处理。

实施例1：实现对灯具基于离线策略的远程控制。

当网络通讯顺畅的情况下，正常网络情况下由灯光控制边缘主机1远程接收由控制平台2下发的控制指令，对控制命令进行格式转化的处理，然后将处理过的控制命令下发至所属灯光控制设备等本地设备3，由各灯光控制设备完成灯具的控制。此时灯光控制边缘主机功能与4G工业路由器类似，其主要功能为通信功能。而当网络的传输信号不佳的情况下，灯光控制边缘主机1通过存储模块12自动监测信号强度，在确定网络中断后自行启用本地策略。其本地策略如下：1)记录断网时间，本地控制命令启用时间；2)自动进行GPS校时，校准本地灯光控制边缘主机内部时间；3)亮灯策略启动，控制所属灯光控制器进行开关；灯光秀演绎策略启动，控制所属灯光控制器播放内置灯光节目；4)记录本地策略实行情况，形成本地策略实行日志。5)网络恢复，日志上传，并与控制平台1进行校时。

实施例2：协议转化

控制平台3中的业务服务器会在针对每一个控制命令的前端增加一个前端数据，该前端数据总体分为四部分：前端识别；后端识别；首部命令长度；命令总长度。

同时，各灯光控制边缘主机1接收处理控制命令：并在每一台灯光控制边缘主机1内部会内置一张前端识别数据表，控制平台2下发的控制命令到达灯光控制边缘主机1后，灯光控制边缘主机1首先对前端识别码进行判定，判定命令是何种协议类型；前端识别后，进行后端识别、获取针对何种本地设备。

当后端识别完成后，灯光控制边缘主机1就能获取该向何种协议下的哪种设备发送控制命令，但由于增加了前端数据，如果不在灯光控制边缘主机1将前端数据与实际控制命令分开，那控制设备是无法识别这条指令，所以在后端识别码增加了两端数据，第一段数据表示整个前端数据有多少位，后一段数据表示整条命令的总长度。在灯光控制边缘主机1中，数据总长度减去前端数据长度，既能够截取到实际的控制命令。然后将实际控制命令下发至本地设备3。

经过边缘主控的一系列处理，就可以实现标准协议的转换。

标准协议转换：在命令转换的过程中，非标准协议的转换流程与标准协议的转换流程在本质上没有区别，也是通过在控制命令前端增加前端数据，用于进行协议判定、设备区分、控制命令截取。非标准协议需要提前进行协议录入。以非标准协议ZBZ协议为例，需要给ZBZ协议分配一个类似于0x0800的协议识别码，设定其协议识别码位0x0813；ZBZ协议下有两个设备：0x01和0x02，前端数据长度为0x04，命令总长度位0x0016。然后将这一组数据表录入所有的灯光控制边缘主机内，这样灯光控制边缘主机就可以根据既定流程对非标准协议进行转换。

根据实际非标准协议的不同，平台会将非标准协议的控制命令统一编译成TCP/IP通信协议下的标准命令，然后通过无线网络传输至灯光控制边缘主机，灯光控制边缘主机再将接收到的标准的TCP/IP格式控制命令转换成控制设备能够识别的非标准协议进行下发。流程例：ZBZ协议控制命令(控制中心下发)→标准的TCP/IP格式命令进行传输(业务服务器编译)→灯光控制边缘主机接收标准命令，然后将标准命令对照内置的协议表进行反编译，重新编译成ZBZ协议命令格式，然后下发至控制设备。

实施例3，数据分包

控制平台2下发四条指令：(1)00 01 10 11；(2)10 10 00 01；(3)10 10 10 01；(4)00 00 10 11；四条指令，如果网络延迟，多条命令数据包会因为延迟同时发送至灯光控制边缘主机，这就是俗称数据粘包。此时，控制命令数据变成了(1)00 01 10 1110 10 0001；(2)10 10 10 01 00 00 10 11；控制设备无法识别这个命令，无法实现控制。此时边缘网关会对数据进行分包处理，在网络延迟情况下对数据命令进行筛选分包，将(1)00 01 1011 10 10 00 01命令数据重新分为(1)00 01 10 11和(2)10 10 00 01，然后将命令下发至控制设备3。

具体的分包流程：

在命令从控制平台下发至灯光控制边缘主机，会在前端增加一条前端数据，这条前端数据分为前端识别码、后端识别码、前端长度、总长度四部分。控制命令粘包，指的是控制命令时间冲突，导致两条命令粘在一起，导致无法识别。所以在前端命令中标注了前端长度和总长度，灯光控制边缘主机会首先进行前端识别(1-2byte)，依据命令总长度字(5－6byte)节进行命令截取，命令截取的过程就是分包的过程。将所有的控制命令一一进行截取，然后对分包后的命令进行校验，校验通过后根据内置的命令表格进行查表，将对应控制命令下发，完成命令分包，校验，转换。

实施例4，常用命令存储：

控制平台2会将一些常用命令储存至边缘主机内，在需要执行常用命令时，只需要发送简短的触发命令，灯光控制边缘主机即可根据触发命令下发控制命令或上传数据。以门禁告警数据上传为例：设定电箱门开为0关为1，当灯光控制边缘主机1采集的数据为1时，告警数据不进行调动处理；当灯光控制边缘主机采集的数据为0时，告警数据直接由灯光控制边缘主机上传至控制平台，控制平台从而获得门禁告警数据。

下表为灯光控制边缘主机存储模块内存储的常用控制命令表，将常用的控制命令提前进行内置，平台下发的控制命令就会大大缩短，这种控制命令成为触发式命令。灯光控制边缘主机只用进行协议转换和分包处理，即可直接将诸如0x00之类的简短命令进行查表下发，然后控制对应设备会依照命令进行动作。灯光控制边缘主机内置常用控制命令表→平台下发触发控制命令→灯光控制边缘主机进行协议转换及分包处理→直接调用灯光控制边缘主机内控制命令→下发至控制设备。

以上所述，仅为本发明的具体实施例，任何熟悉本领域技术的技术人员在本发明公开的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。本发明的保护范围以权利要求书的保护范围为准。此外，尽管本说明书中使用了一些特定的术语，但这些术语只是为了方便说明，并不对本发明构成任何限制。

Claims (5)

1.一种灯光控制边缘主机，其特征在于：所述灯光控制边缘主机(1)包括通信模块(11)、存储模块(12)和执行模块(13)；所述通信模块(11)用于接受控制平台(2)发布的控制指令、对控制平台(2)上传采集数据；所述存储模块(12)中预存有由控制指令构成的离线策略；所述存储模块(12)用于实时监控网络状态、并在网络出现断线或高延迟时输出离线策略；所述执行模块(13)用于读取通信模块(11)和存储模块(12)，将控制指令和离线策略进行格式转化后输出至本地设备(3)。

2.如权利要求1所述灯光控制边缘主机，其特征在于：还包括GPS校时模块(14)，所述GPS校时模块(14)用于访问通讯卫星、通过通讯卫星校对内部时间。

3.如权利要求1所述灯光控制边缘主机，其特征在于：还包括协议转化模块(15)，所述控制平台(2)包括业务服务器，所述业务服务器用于在发布的控制指令前端增加前端数据、所述前端数据与数据协议一一对应；所述协议转化模块(15)用于读取前端数据、基于前端数据对应的数据协议转化控制平台发布的控制指令。

4.如权利要求1所述灯光控制边缘主机，其特征在于：还包括分包模块(16)、所述分包模块(16)用于对控制指令进行筛选分包处理。

5.如权利要求1所述灯光控制边缘主机，其特征在于：所述灯光控制边缘主机(1)上设有485接口、LAN口和WLAN口。

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