CN111490921B - 网络控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种网络控制系统，包括：与服务器进行通讯的至少一个网络控制器，与所述网络控制器对应连接的包含至少一条通讯总线的通讯链，挂接在所述通讯总线上用于接收所述服务器下发的控制逻辑来采集设备数据和/或控制设备运行的执行模块。本发明将设备的数据采集和具体控制分发到每一条通讯总线上，形成多级的分布式扩展架构，提高了整个网络可支持的点位数量。用边缘计算的方式，将控制逻辑下发到各个底层模块，执行控制逻辑时，控制数据的传输只在最接近的传输层，尽可能的减小不相关总线的通信占用，优化了传统的网络拓扑架构，提高了楼宇管理系统的性能。

Description

网络控制系统

技术领域

本发明涉及传输通讯领域，特别是涉及一种网络控制系统。

背景技术

近几年来网络技术快速发展，大数据、云计算，5G技术等大量运用。在楼宇控制领域，也得到了广泛的使用，例如采集设备的数据发送到服务器或者云端处理，在服务器处理数据，或通过上报的数据，进行分析后，下发控制数据，改变相关设备的运行状态。

目前的楼宇管理系统多分为服务器、网络控制器、以及扩展模块。服务器负责收集整个系统的数据，然后分析处理，由收集到的数据控制其他设备的状态；网络控制器负责收集整个网络的数据并通过有线或者无线的方式上报数据到服务器，或接收数据下发到对应的设备。扩展模块为扩展系统可接入设备的种类和数量。但是由于楼宇系统中设备数据量大，分布广泛，设备联动较多等特点，导致大量数据需要传输到服务器，服务器压力较大。并且数据占用总线较多。当关键节点出现异常时，整个系统将出现异常，设备之间的联动也将出现问题。

发明内容

本发明为了解决上述现有技术中服务器计算压力大占用总线较多的技术问题，提出一种网络控制系统。

本发明采用的技术方案是：

本发明提出了一种网络控制系统，包括：与服务器进行通讯的至少一个网络控制器，与所述网络控制器对应连接的包含至少一条通讯总线的通讯链，挂接在所述通讯总线上用于接收所述服务器下发的控制逻辑来采集设备数据和/或控制设备运行的执行模块。

执行模块包括：采集设备数据的数据采集模块，和/或控制设备运行的数据执行模块。具体的，数据采集模块所对应的设备与数据执行模块所对应的设备为相同设备和/或不同设备。

当所述通讯链包含多条通讯总线时，其中与所述网络控制器连接的一根所述通讯总线为一级总线，其余通讯总线与所述一级总线或者其上级总线连接，所述上级总线为n级总线，n大于1。

当所述通讯总线与所述一级总线或者其上级总线连接时，通过用于监控该通讯总线的占用率并调整该通讯总线的通讯速率的节点模块与所述一级总线或者其上级总线连接。网络控制器监控一级通讯总线的总线占有率并控制一级通讯总线的通讯速率。

优选地，所述网络控制器上设有接入执行模块的扩展接口。

数据采集模块包括：获取对应设备点位数据的获取配置，将点位数据转换为标准数据的标准转换配置，根据点位数据的类型配置对应发送地址的发送配置，接收服务器发送的配置参数修改数据采集模块各项配置的数据配置模块。

数据执行模块包括：接收标准数据的数据接收配置，将标准数据转换为点位数据的点位转换配置，根据点位数据控制对应设备运行的执行配置，接收服务器发送的配置参数修改数据执行模块各项配置的数据配置模块。

当执行模块接入通讯总线时，所述通讯总线识别通讯波特率并获取接入的执行模块的地址并发送对应的配置参数。

与现有技术比较，本发明将设备的数据采集和具体控制分发到每一条通讯总线上，形成多级的分布式扩展架构，提高了整个网络可支持的点位数量。用边缘计算的方式，将控制逻辑下发到各个底层模块，执行控制逻辑时，控制数据的传输只在最接近的传输层，尽可能的减小不相关总线的通信占用，优化了传统的网络拓扑架构，提高了楼宇管理系统的性能。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，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性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例中的网络拓扑图；

图2为本发明实施例中通讯总线的体结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，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。

下面结合附图以及实施例对本发明的原理及结构进行详细说明。

如图1所示，本发明提出了一种网络控制系统，包括：总控组件、通讯链、数据采集模块和数据执行模块，总控组件包括服务器和多个与服务器连接的网络控制器，可监控网络控制系统，并存储系统运行中的运行数据，通讯链由多条通讯总线组成，每条通讯链与网络控制器一一对应连接，通讯链中的每条通讯总线上都设有执行模块，执行模块用于接收服务器下发的控制逻辑来采集和/或控制对应设备，从而将设备的数据采集和具体控制分发到每一条通讯总线上，形成多级的分布式扩展架构，提高了整个网络可支持的点位数量。用边缘计算的方式，将控制逻辑下发到各个底层模块，执行控制逻辑时，控制数据的传输只在最接近的传输层，尽可能的减小不相关总线的通信占用，优化了传统的网络拓扑架构，提高了楼宇管理系统的性能。

执行模块包括数据采集模块和数据执行模块，和同时具有数据采集模块和数据执行模块的混合模块，在其他实施例中，也可以是他们当中的任意一个，即执行模块为数据采集模块或数据执行模块或者同时具有采集模块和数据执行模块的混合模块。数据采集模块和数据执行模块与对应的设备连接通讯，数据采集模块可采集监控设备的监控数据，如温度传感器、湿度传感器采集的温湿度等，数据执行模块可控制执行设备的运行，如照明系统，显示器、空调等。当执行模块接入通讯总线时，通讯总线识别通讯波特率并获取接入的执行模块的地址并发送对应的配置参数。

网络控制器与通讯链一一对应连接，网络控制器负责监听整个系统网络，以及控制和监听整个系统的正常运行，服务器负责存储系统的历史数据，同时包含网络控制器和系统上位机软件接入的接口。网络控制器上还设有扩展接口，可接入对应的数据采集模块、数据执行模块。

如图2所示，其中通讯总线与网络控制器直接连接的为一级通讯总线，其余通讯总线与一级总线或者其上级总线连接，上级总线为n级总线，n大于1。具体为与一级通讯总线连接的通讯总线为二级通讯总线（K2通讯总线），依次类推可组成多级通讯总线，一级通讯总线（K1通讯总线）的通讯速率由网络控制器控制，网络控制器监控一级通讯总线的总线占有率控制一级通讯总线的通讯速率，除一级通讯总线的多级通讯总线上都设有与上一级通讯总线连接的节点模块，网络控制器根据通讯总线上的节点模块监控该通信总线的总线占有率，并控制节点模块根据总线占有率调整该通讯总线的通讯速率。节点模块的数据筛选设置由服务器发送的配置参数进行设置，在具体实施例中，当网络控制器监控到一级通信总线通信数据占用率超过70%时（例如当通信总线采用485总线，9600波特率下，1帧数据9个字节，那么1帧数据传输时间约10ms，当1s内通信了70帧数据，则通信时间为700ms，即通信数据占用率70%），应提高一级通信总线的通信速率；当一级通信总线占用率低于20%，应降低一级通信总线通信速率，以提高一级通信总线抗干扰能力。同理，节点模块监控多级通信总线通信占用率，多级通信总线上的其他模块支持通信速率切换功能，当检测到网络控制器或者节点模块发出切换指令，切换通信速率。并且支持上一级通讯总线的通信速率小于下一级通讯总线的通信速率。

服务器的上位机软件可修改数据执行模块的配置参数，数据执行模块根据配置参数设置的控制逻辑控制设备运行，或者同时接收数据采集模块采集的设备监控数据，根据设备监控数据通过配置参数设置的控制逻辑控制设备运行。

数据采集模块包括：获取配置、标准转换配置、发送配置和数据模块配置，获取配置用于获取点位数据，即获取监控设备例如传感器或者监控设备的监控数据，每一个设备和传感器都需要有固定的点位来区分数据的起始设备；标准转换配置将点位数据转换为标准数据，即将监控数据转换为对应数据类型的标准数据，例如数据是123，可能代表12.3℃，也可能1月2日3时，需要配置一下数据的转换规则；发送配置根据点位数据的类型配置对应的发送地址，即给标准数据配置需要发送的地址，以一种波特率发送出去；数据模块配置用于接收服务器的上位机软件发送的配置参数，并根据配置参数修改数据采集模块各项配置。

数据执行模块包括：数据接收配置、点位转换配置、执行配置和数据模块配置，数据接收配置可接收从通讯总线传输来的标准数据，点位转换配置可将标准数据转换为点位数据，执行配置可根据点位数据控制对应的执行设备的运行，执行配置还可以直接根据预设的控制逻辑控制执行设备的运行；数据模块配置接收服务器的上位机软件发送的配置参数，并根据配置参数修改数据执行模块的各项配置。

数据采集模块所对应的设备与数据执行模块所对应的设备可以为相同设备，或者对应不同设备。例如数据采集模块采集到水温的变化，直接发送水温数据给数据执行模块控制加热装置是否使用。通过数据采集模块和数据执行模块的预设配置，直接将水温值转换为需不需要打开具体位置的加热装置的数据信号，这样即使有多个传感器可以控制加热装置，对于数据执行模块来说，只需根据数据信号判断是否加热即可。

通讯总线上还连接混合模块，该混合模块也可以为次级的通讯总线，也可以为同时具有数据采集功能和数据执行功能的综合模块。

通信时，目标地址即该帧数据需要发送到的模块目标位置，包含处于哪个网络控制器以及哪个节点模块下，点位唯一标示符是整个通讯网络中点位的唯一标示，以区别其他点位。因此，整个网络中保证了每条数据的都只会有唯一的目标接收，整个网络的数据不会冲突，并且通过节点模块时，进行了数据筛选，不会使本节点下使用的数据，影响其他通讯总线。

当接入的是多个相关性的设备时，最好将这些设备放在一个节点模块下。这样在执行一些控制逻辑时，只需要占用该节点模块下的总线，不需要通过其他总线，也不需要通过网络控制器或者服务器控制。因此减小了网络控制器和服务器的节点压力。并且当服务器出现异常时，或网络控制器忙碌时，这些相关设备的交互，依旧可以正常执行。

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作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种网络控制系统，包括：与服务器进行通讯的至少一个网络控制器，其特征在于，还包括与所述网络控制器对应连接的包含至少一条通讯总线的通讯链，挂接在所述通讯总线上用于接收所述服务器下发的控制逻辑来采集设备数据和/或控制设备运行的执行模块，当所述通讯链包含多条通讯总线时，其中与所述网络控制器连接的一根所述通讯总线为一级总线，其余通讯总线与所述一级总线或者其上级总线连接，所述上级总线为n级总线，n大于1，当所述通讯总线与所述一级总线或者其上级总线连接时，通过用于监控该通讯总线的占用率并调整该通讯总线的通讯速率的节点模块与所述一级总线或者其上级总线连接。

2.如权利要求1所述的网络控制系统，所述执行模块包括：采集设备数据的数据采集模块，和/或控制设备运行的数据执行模块。

3.如权利要求2所述的网络控制系统，所述数据采集模块所对应的设备与数据执行模块所对应的设备为相同设备和/或不同设备。

4.如权利要求1所述的网络控制系统，其特征在于，所述网络控制器监控一级通讯总线的总线占有率并控制一级通讯总线的通讯速率。

5.如权利要求1所述的网络控制系统，其特征在于，所述网络控制器上设有接入执行模块的扩展接口。

6.如权利要求2所述的网络控制系统，其特征在于，所述数据采集模块包括：获取对应设备点位数据的获取配置，将点位数据转换为标准数据的标准转换配置，根据点位数据的类型配置对应发送地址的发送配置，接收服务器发送的配置参数修改数据采集模块各项配置的数据配置模块。

7.如权利要求2所述的网络控制系统，其特征在于，所述数据执行模块包括：接收标准数据的数据接收配置，将标准数据转换为点位数据的点位转换配置，根据点位数据控制对应设备运行的执行配置，接收服务器发送的配置参数修改数据执行模块各项配置的数据配置模块。

8.如权利要求6或7所述的网络控制系统，其特征在于，当所述执行模块接入通讯总线时，所述通讯总线识别通讯波特率并获取接入的执行模块的地址并发送对应的配置参数。

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