CN111158763B - 一种用于建筑智能化管控的设备指令处理系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于建筑智能化管控的设备指令处理系统，包括位于设备交互层的设备指令接收组件、设备指令处理中心和设备数据上报组件，所述设备指令接收组件的作用是将数据传输层下达的管控指令接收并传递给设备指令处理中心处理；设备指令处理中心对设备管控指令进行解析和排队管理，将管控指令按顺序交由设备型号对应的适配器执行，同时接收设备的上报信息并传递给设备数据上报组件；设备数据上报组件则将设备上报信息推送给数据传输层进行处理。本发明所公开的指令处理系统统一了不同协议之间的交互逻辑，定义了统一的交互方法，提高了指令的处理运行效率，方便了系统搭建与后期维护。
Description
技术领域
本发明属于建筑智能化管控技术领域，具体涉及一种用于大型酒店、宾馆、医院、办公大楼等需要将分散化的大量设备进行综合控制和管理的场景，将各子系统的信息资源汇集到一个系统集成平台上，然后对这些资源进行分析和处理，对建筑物内的各种软硬件系统和设备进行统一监控管理，致力打造智能建筑的神经网络和中枢的建筑智能化管控的设备指令处理系统。
背景技术
建筑智能化涉及广泛，涵盖电气、安装、装修、弱电、计算机、软件等诸多学科。我国建筑业普遍认同的定义为：智能建筑以建筑为平台，兼备通信、办公设备自动化，集系统结构、服务、管理及它们之间的最优化组合，提供一个高效、舒适、安全、便利的建筑环境。智能管控平台主要适用于大型酒店、宾馆、医院、办公大楼等需要将分散化的大量设备进行综合控制和管理的场景。智能管控平台是一个以建筑物和智能化设备为基础，采用“一体化”思路和开放性技术，提供“用户化”的软件应用服务的平台系统，它将各子系统的信息资源汇集到一个系统集成平台上，然后对这些资源进行分析和处理，对建筑物内的各种软硬件系统和设备进行统一监控管理，致力打造智能建筑的神经网络和中枢，保证建筑物处于高效、经济、节能、协调的运行状态之中，为用户创造舒适、温馨、安全的环境。
智能管控平台是以公共事务平台功能和各项开发规范为基础，主要包括设备适配层、设备交互层、数据传输层、应用层、数据中心和展现层六部分。智能管控平台在搭建时，设备的种类繁多(平台所面对的是各种厂商、各种类型、各种型号的软、硬件设备，并且设备所对应的状态、操作也各不相同)、设备的适配器型号也较多，数据量大(由于平台需要汇聚各个设备、子系统在各个时间段的信息资源，当设备数量具备一定规模时，平台需要处理的信息将达到一个较大的数量级)；由于交互协议的不同，指令信号处理无法进行有效统一，系统搭建速度较慢，且运行效率较低，且后期不便于进行维护和有效快速监控。因此，我们需要提出一种便于统一交互协议的用于建筑智能化管控的设备指令处理系统。
发明内容
本发明的目的在于提供一种用于建筑智能化管控的设备指令处理系统，以解决上述背景技术中提出的技术问题。
为实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
一种用于建筑智能化管控的设备指令处理系统，包括位于设备交互层的设备指令接收组件、设备指令处理中心和设备数据上报组件，所述设备指令接收组件的作用是将数据传输层下达的管控指令接收并传递给设备指令处理中心处理；设备指令处理中心对设备管控指令进行解析和排队管理，将管控指令按顺序交由设备型号对应的适配器执行，同时接收设备的上报信息并传递给设备数据上报组件；设备数据上报组件则将设备上报信息推送给数据传输层进行处理；所述设备指令处理中心用于对设备适配器进行执行管理，收集设备适配器的描述、管理属性，启动设备适配器，接收设备指令分发组件下发的设备业务指令，根据指令所属设备的设备适配器属性将指令分派给指定的设备适配器执行；接收设备适配器推送的业务属性/命令，将业务属性/命令推送到数据传输层的消息推送组件；所述设备指令处理中心包括有处理器初始化、适配器管理、指令处理策略、设备管理、设备状态在线采集、日志管理、设备指令发送以及上报信息接收。
优选的，所述处理器初始化是指设备指令处理中心的初始化，是设备指令处理中心开始处理业务数据和上传设备数据经历的初始化过程，是设备指令处理中心正常工作的保证；处理器由人工启动，启动后自动进行处理器初始化动作，初始化的动作有以下几点：
S1、读取指令处理器配置信息，设备处理器的配置属性；
S2、连接数据中心、数据传输层；
S3、从数据中心接收适配器配置信息初始化适配器，设置适配器参数，启动设备适配器，上报适配器启停信息到数据传输层的消息推送组件；
S4、从数据中心接收业务指令与设备指令的转换信息，将业务指令与设备指令的转换信息，推送到设备适配器；
S5、从数据中心获取设备配置信息，将设备配置信息存入缓存；
S6、记录设备指令处理启动日志，上报设备指令处理中心启动、适配器启动信息到数据传输层的消息推送组件；
S7、从缓存中读取有效的业务命令，放入执行队列；
S8、启动处理器守护线程，守护线程用于管理各个业务线程，检查指令处理器和适配器的运行情况；
S9、开始正常工作。
优选的，所述指令处理策略包括以下功能：
指令分解：将接收到的业务命令分解到具体的设备，业务命令存在批量操作，批量操作下发到设备指令处理中心仅为一条命令，指令处理中心将业务命令下发至设备适配器，然后分解到具体的设备；
数据推送：存放普通优先级的业务指令，普通队列中的指令分解后推送到设备适配器的普通命令队列，存放紧急的业务指令，紧急队列中的指令分解后推送到设备适配器的紧急命令队列；
缓存业务命令：设备指令处理中心可能因为意外的原因崩溃，因而需要将接收到的业务命令先缓存，执行完毕后在清除，处理器从启动后自行判断缓存命令是否有效，有效则继续执行；
合并返回：批量业务指令被分解成跟设备相关多条业务指令后，所有由批量指令生成的业务指令执行完成后返回批量指令执行的状态，执行成功的正常返回，失败或部分成功的将是失败的设备标示放在备注中返回给数据传输层；
自动生成业务指令：依据设备类型的定时数据采集频率信息，定时发送设备定时数据采集命令；
超时处理：对已经超时的业务命令进行处理，返回处理失败(失败原因写超时)的响应信息给数据传输层的消息推送模块，并将业务命令从队列中移除，保证队列中其它指令的正常处理；
队列管理：设备指令处理中心对业务指令的处理为异步处理模式，接收到的业务指令经过解析后会被存储到指令队列中按顺序执行。
优选的，按照指令的优先级不同，提供两种类型的队列：
普通队列：存放普通优先级的设备指令，队列中的指令按照队列顺序依次执行；
紧急队列：存放优先级较高的设备指令，如果紧急队列中有设备指令，则优先执行紧急队列中的指令，普通队列中指令的执行暂时中断；紧急队列中的设备指令仍然按照队列顺序执行，不再区分优先级；
按照指令的方向，提供三种类型的队列：
下发队列：存放下发给适配器的业务指令/属性，队列中的指令按照队列顺序依次执行；
上报队列：存放推送给数据传输层的业务指令/属性，队列中的指令按照队列顺序依次执行；数据上报失败会进行无限次数重发，直到上报成功为止；
接收队列：存放数据传输层下发到本中心的业务指令/属性，队列中的指令按照队列顺序依次执行。
优选的，还包括有传输连接管理，本功能主要管理的对象是设备指令处理中心与数据传输层的连接，设备指令处理中心与数据传输层会创建两个连接：
数据传输层→设备指令处理中心：设备指令下发连接
设备指令处理中心→数据传输层：响应信息返回连接
设备指令处理中心与数据传输层之间的连接一旦建立，则会一直保持长连接形式，之后两者之间的通信都会通过该连接来实现；对于设备指令处理中心与数据传输层的连接，需要定时发送心跳包进行检测，以保证连接的正常；若发生连接异常，则需要进行重新连接；上报数据时，若连续连接3次都未成功连接，则调用备用连接，连接备用数据传输层；
数据中心与设备指令处理中心采用WebServer交互，用于下发设备配置和连接信息，处理器配置，适配器配置信息。
优选的，本指令处理系统的设备业务属性、适配器启停、指令处理器启停都是通过消息帧的方式发送给消息推送组件，消息帧为JSON格式，数据内容的消息帧的包含内容如下：
业务指令标示：业务指令的唯一标示，业务层通过此标示进行判断处理；
帧类型(业务帧/指令处理器/适配器)：业务帧即业务帧执行的结果帧或设备自主上报的业务属性帧；指令处理器帧即指令处理器上报本身状态或由指令处理器本身执行的业务命令/属性帧(如设备变更通知、设备类型变更通知、适配器变更通知、业务命令/属性与设备命令/属性转换变更通知、系统升级通知、处理器启停通知)；适配器帧即适配器上报本身状态帧或由适配器本身执行的业务命令/属性帧(如适配器启动通知、运行异常通知)；
数据来源(执行结果/自动上报)：执行结果即业务指令执行的消息帧，如果业务指令被分为多条业务指令，所有的业务指令执行完毕后汇总返回；自动上报即设备属性自动上报的消息帧；
指令等级(普通指令/告警指令)；
原指令标示:消息帧的数据来源是执行结果时，通过原指令标示指示下发的业务帧标示；
执行结果(成功/失败/部分成功):执行结果是针对业务指令执行结果帧而言，执行结果状态有成功、失败、部分成功；
区域标示：区域的唯一标示，业务层通过此标示进行判断处理；
设备标示：设备的唯一标示，业务层通过此标示进行判断处理，消息帧中区域标示和设备标示两个属性必须存在一个；
数据内容：消息帧的参数名和参数值；
错误信息：执行失败的消息帧则记录错误信息；
指令生成时间：用于判断指令是否过期。
优选的，还包括有设备管理，设备指令处理中心启动从数据中心获取所辖的设备信息和设备类型信息，将设备信息和设备类型信息缓存，设备信息/设备类型信息发生变化通过业务帧来通知设备指令处理中心，设备指令处理中心收到消息帧后从消息帧中获取最新的设备信息/设备类型信息并缓存设备信息/设备类型，适配器所需要变更的内容下发到适配器；设备信息包括设备标示、设备名称、设备类型、设备连接信息，缓存的设备类型信息包含适配器信息、在线状态采集频率信息、定时数据采集频率信息。
优选的，设备指令处理中心具有以下功能：
队列消息管理，实现设备指令处理中心发送队列的消息管理管理功能；
上报信息接收，接收设备适配器主动采集的数据/事件和业务命令的结果，将数据/事件组装成业务帧推送给设备指令处理中心，再由设备指令处理中心调用消息推送组件将数据帧推送到应用系统；
适配器管理，负责对适配器启停、运行状态的监控管理，处理中心启动时初始化并运行适配器对象；收到适配器变更信息后停止旧适配器启动新适配器并完成适配器初始化工作；版本升级时从数据中心下载最新的适配器并启动运行；
设备状态在线状态采集，依据设备所属设备类型的在线状态采集频率信息，将已经到达设备状态采集时限的设备放入在线状态采集队列，设备状态采集器从在线状态采集队列中依次获取设备信息，调用设备类型所属适配器的设备在线状态检查函数检查设备在线状态，如果在线状态未发生变化则不需要上报设备状态；
日志管理，记录设备指令处理中心接收到的业务命令信息、发送给数据传输层的业务命令消息和系统运行异常信息；业务日志记录的内容有发生时间，来源、目标、业务命令内容，系统运行情况记录的是适配器崩溃和设备指令处理中心的运行时发生的错误信息。
本发明的技术效果和优点：本发明提出的一种用于建筑智能化管控的设备指令处理系统，与现有技术相比：
本发明指令处理系统统一了不同协议之间的交互逻辑，定义了统一的交互方法，提高了指令的处理运行效率，方便了系统搭建与后期维护。
附图说明
图1为本发明一种用于建筑智能化管控的设备指令处理系统的结构框图；
图2为本发明一种用于建筑智能化管控平台的整体结构框图；
图3为本发明设备交互层的内部结构框图；
图4为本发明具体设备的结构示意图；
图5为本发明实施例的系统结构框图。
具体实施方式
下面将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。此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做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。
本发明提供了如图1-5所示的一种用于建筑智能化管控的设备指令处理系统，包括位于设备交互层的设备指令接收组件、设备指令处理中心和设备数据上报组件，所述设备指令接收组件的作用是将数据传输层下达的管控指令接收并传递给设备指令处理中心处理；设备指令处理中心对设备管控指令进行解析和排队管理，将管控指令按顺序交由设备型号对应的适配器执行，同时接收设备的上报信息并传递给设备数据上报组件；设备数据上报组件则将设备上报信息推送给数据传输层进行处理；所述设备指令处理中心用于对设备适配器进行执行管理，收集设备适配器的描述、管理属性，启动设备适配器，接收设备指令分发组件下发的设备业务指令，根据指令所属设备的设备适配器属性将指令分派给指定的设备适配器执行；接收设备适配器推送的业务属性/命令，将业务属性/命令推送到数据传输层的消息推送组件；所述设备指令处理中心包括有处理器初始化、适配器管理、指令处理策略、设备管理、设备状态在线采集、日志管理、设备指令发送以及上报信息接收。
具体的实施例如下：
数据传输层由设备指令分发组件和消息推送组件，基于AJAX的长轮询技术实现，管控指令是BA系统、广播系统、空调机组、门禁系统、入侵检测系统、视频监控系统设备的管控指令，设备适配器是BA系统适配器、广播系统适配器、空调机组适配器、门禁系统适配器、入侵检测系统适配器、视频监控系统适配器以及其他系统适配器。
数据中心由oracle10i数据库构建，可以存储和下发BA系统、广播系统、空调机组、门禁系统、入侵检测系统、视频监控系统等设备和对应的设备适配器配置信息，以及设备指令处理器的配置信息，通过webserver与设备指令处理系统进行交互。
关于视频监控系统设备的实施例，包括有对接的监控摄像头(模拟球机、模拟枪机、高清网络枪机、高清网络球机)，通过云台控制监控摄像头可以获取实时预览码流；通过对接DVR、NVR、CVR用于存储服务器，可以进行查询和回放录像；通过对接的解码器：实现对监控大屏的控制。
下面以门禁系统作为具体实施例进一步描述：
门禁系统包括有型号为中控智慧(ZKTeco)iFace702人脸指纹考勤机、高速识别打卡机、触屏操控门禁一体机，该门禁一体机对应的适配器设置型号为DS2480B。在实施时，本设备指令处理系统由DS2480B适配器取得与该门禁一体机的通讯，并从数据中心的数据库中对比得出该门禁一体机的型号，在需要进行管控该门禁系统时，从数据传输层得到设备指令分发组件下达的指令，对该指令经过指令处理策略处理后并通过响应帧进行下发指令到DS2480B适配器，经过DS2480B适配器管控iFace702门禁一体机。该iFace702门禁一体机收到指令并响应后，通过响应帧的方式进行设备信息上报，并通过设备指令处理中心接受传达给设备数据上报组件，然后传递到数据传输层的消息推送组件。
本发明通过与指令处理中心实现了与不同适配器之间的交互，便于宏观调控。本发明系统着重从系统平台的交互层进行处理，统一了不同协议之间的交互逻辑，定义统一的交互方法，提高了指令的处理运行效率，方便了系统平台的搭建与后期维护。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种用于建筑智能化管控的设备指令处理系统，包括位于设备交互层的设备指令接收组件、设备指令处理中心和设备数据上报组件，其特征在于：
所述设备指令接收组件的作用是将数据传输层下达的管控指令接收并传递给设备指令处理中心处理；设备指令处理中心对设备管控指令进行解析和排队管理，将管控指令按顺序交由设备型号对应的适配器执行，同时接收设备的上报信息并传递给设备数据上报组件；设备数据上报组件则将设备上报信息推送给数据传输层进行处理；
所述设备指令处理中心用于对设备适配器进行执行管理，收集设备适配器的描述、管理属性，启动设备适配器，接收设备指令分发组件下发的设备业务指令，根据指令所属设备的设备适配器属性将指令分派给指定的设备适配器执行；接收设备适配器推送的业务属性/命令，将业务属性/命令推送到数据传输层的消息推送组件；所述设备指令处理中心包括有处理器初始化、适配器管理、指令处理策略、设备管理、设备状态在线采集、日志管理、设备指令发送以及上报信息接收。
2.根据权利要求1所述的一种用于建筑智能化管控的设备指令处理系统，其特征在于：所述处理器初始化的处理器由人工启动，启动后自动进行处理器初始化动作，初始化的动作有以下几点：
S1、读取指令处理器配置信息，设备处理器的配置属性；
S2、连接数据中心、数据传输层；
S3、从数据中心接收适配器配置信息初始化适配器，设置适配器参数，启动设备适配器，上报适配器启停信息到数据传输层的消息推送组件；
S4、从数据中心接收业务指令与设备指令的转换信息，将业务指令与设备指令的转换信息，推送到设备适配器；
S5、从数据中心获取设备配置信息，将设备配置信息存入缓存；
S6、记录设备指令处理启动日志，上报设备指令处理中心启动、适配器启动信息到数据传输层的消息推送组件；
S7、从缓存中读取有效的业务命令，放入执行队列；
S8、启动处理器守护线程，守护线程用于管理各个业务线程，检查指令处理器和适配器的运行情况；
S9、开始正常工作。
3.根据权利要求1所述的一种用于建筑智能化管控的设备指令处理系统，其特征在于：所述指令处理策略包括指令分解、数据推送、缓存业务命令、合并返回、自动生成业务指令、超时处理以及队列管理功能。
4.根据权利要求3所述的一种用于建筑智能化管控的设备指令处理系统，其特征在于：队列管理按照指令的优先级不同，提供普通队列和紧急队列两种类型的队列；按照指令的方向，提供三种类型的队列：下发队列、上报队列和接收队列。
5.根据权利要求1所述的一种用于建筑智能化管控的设备指令处理系统，其特征在于：还包括有传输连接管理，本功能主要管理的对象是设备指令处理中心与数据传输层的连接，设备指令处理中心与数据传输层会创建两个连接：
数据传输层→设备指令处理中心：设备指令下发连接
设备指令处理中心→数据传输层：响应信息返回连接。
6.根据权利要求1所述的一种用于建筑智能化管控的设备指令处理系统，其特征在于：本指令处理系统的设备业务属性、适配器启停、指令处理器启停都是通过消息帧的方式发送给消息推送组件，消息帧为JSON格式。
7.根据权利要求1所述的一种用于建筑智能化管控的设备指令处理系统，其特征在于：还包括有设备管理，设备指令处理中心启动从数据中心获取所辖的设备信息和设备类型信息，将设备信息和设备类型信息缓存。
8.根据权利要求1所述的一种用于建筑智能化管控的设备指令处理系统，其特征在于：设备指令处理中心具有队列消息管理、上报信息接收，适配器管理，设备状态在线状态采集以及日志管理的功能。
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