CN113645580A - 一种基于本地设备的局域无线控制及网络通讯系统 - Google Patents

一种基于本地设备的局域无线控制及网络通讯系统 Download PDF

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Abstract

本发明属于通讯控制技术领域，具体涉及一种基于本地设备的局域无线控制及网络通讯系统，通过以下步骤进行组网通信：S1建立本地局域网通讯系统，本地设备与本地服务器建立通信关系；本地服务器与由使用者操控的移动端/PC端产品建立通信关系；S2为移动端/PC端产品下载程序，移动端/PC端产品为下载有客户端APP或软件的移动端/PC端产品；S3建立设备厂商与移动端/PC端产品之间的远程通讯系统，设备厂商通过管理平台与远程服务器通信；远程服务器与移动端/PC端产品建立通信关系或与本地服务器通信。本发明解决设备生产成本高昂与购买率低下、设备使用空间整洁与网线/电源线杂乱、设备相互独立与数据相互交流及数据容易丢失与数据备份困难之间的矛盾。

Description

一种基于本地设备的局域无线控制及网络通讯系统
技术领域
本发明属于通讯控制技术领域，具体涉及一种基于本地设备的局域无线控制及网络通讯系统。
背景技术
近年来，随着人类科学技术的不断进步，全球工业水平呈现出一种飞跃式的发展趋势，而在该发展趋势下，以GC、HPLC等为首的化学分析技术，由于其分析方法简单、操作简便、准确度高等特点，逐步成为了不可或缺的化学分析、检测手段。众所周知，通过对这些化学分析、检测手段所获得的原始数据进行归纳、总结，便可在一定程度上发掘出被分析或被检测对象的内在规律，因此，高效保护、保存这些原始数据就显得尤为重要。
在传统技术下，为解决因黑客攻击或其他原因导致的数据泄露（数据安全问题）和因设备故障引起的数据永久丢失（设备安全问题）等问题，不同化学分析、检测仪器厂商统一采用“每台设备独立集成显示、数据存储等单元或每台设备独立外置控制电脑”的策略；不同高校、企业和科研单位统一采用“不联网”的策略。
然而，虽然在采用“每台设备独立集成显示、数据存储等单元或每台设备独立外置控制电脑”和“不联网”策略后，一定程度上防止了数据泄露和数据永久丢失等问题，但不可否认，也随之而来了很多新的问题：首先，增加每台设备的生产成本，进而增加每台设备的销售价格；再者，引入了大量网线和电源线，增加了设备占用空间，同时也增加了设备占用空间的杂乱度；其次限制了产品系统、软件更新，同时也限制了数据在限定范围内的交流。
发明内容
本发明的目的在于提供了一种基于本地设备的局域无线控制及网络通讯系统，旨在解决设备生产成本高昂与购买率低下、设备使用频繁与管理混乱、设备使用空间整洁与网线/电源线杂乱、设备相互独立与数据相互交流及数据容易丢失与数据备份困难之间的矛盾。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种基于本地设备的局域无线控制及网络通讯系统，通过以下步骤进行组网通信：
S1建立本地局域网通讯系统，实验室中的每台本地设备皆通过局域网Ⅰ与本地服务器建立通信关系；本地服务器与由使用者操控的移动端/PC端产品通过局域网Ⅱ建立通信关系；局域网Ⅰ与局域网Ⅱ各自拥有不同的ssid和password，二者互不影响；
S2为移动端/PC端产品下载程序，移动端/PC端产品为下载有客户端APP或软件的移动端/PC端产品，以获取对应信息，以及便于使用者通过客户端APP或软件设置相应本地设备的当前参数态和接收的信息；
S3建立设备厂商与移动端/PC端产品之间的远程通讯系统，设备厂商通过信息管理平台与远程服务器建立通信关系；远程服务器与由实验管理者操控的移动端/PC端产品建立通信关系或与本地服务器建立通信关系；移动端/PC端产品用以操控本地设备的软件为实时从远程服务器获取的最新板本。
优选的，步骤S3建立设备厂商与移动端/PC端产品之间的远程通讯系统，设备厂商通过信息管理平台与远程服务器建立通信关系；远程服务器与由实验管理者操控的移动端/PC端产品建立通信关系；
其中，本地服务器用于接收移动端/PC端产品发布的任务消息，并将接收到的任务消息分发给相应的本地设备，本地设备通过任务消息携带的消息体解析任务，并执行移动端/PC端产品发布的任务；本地设备在执行任务的同时，将自身产生的数据实时上传至本地服务器，本地服务器再将接收的本地设备发送的数据消息反馈给移动端/PC端产品；
设备厂商通过信息管理平台进行信息发布，经信息管理平台审核通过后，上传至远程服务器，然后通过远程服务器推送至移动端/PC端产品，展现给使用者；或根据移动端/PC端产品请求远程服务器推送相关请求至相应的移动端/PC端产品，展现给使用者。
优选的，步骤S3建立设备厂商与移动端/PC端产品之间的远程通讯系统，设备厂商通过信息管理平台与远程服务器建立通信关系；远程服务器与本地服务器建立无线网络通信关系；
其中，本地服务器用于接收移动端/PC端产品发布的任务消息，并将接收到的任务消息分发给相应的本地设备，本地设备通过任务消息携带的消息体解析任务，并执行移动端/PC端产品发布的任务；本地设备在执行任务的同时，将自身产生的数据实时上传至本地服务器，本地服务器再将接收的本地设备发送的数据消息反馈给移动端/PC端产品；
设备厂商通过信息管理平台进行信息发布，经信息管理平台审核通过后，上传至远程服务器，然后通过远程服务器推送至本地服务器，由本地服务器推送至移动端/PC端产品，展现给使用者；或根据移动端/PC端产品向本地服务器发送的请求，本地服务器将相应请求转发给远程服务器，并将远程服务器反馈相关请求的内容转发至相应的移动端/PC端产品，展现给使用者。
进一步的，所述本地局域通讯系统使用无线通信和/或网线。
进一步的，所述无线通信为蓝牙、WiFi、Zigbee、NB-IOT、LoRa中的一种或多种无线通信。
进一步的，所述本地服务器内置MQTT消息服务器、HTTP网络服务器、关系型数据库和实时数据库。
进一步的，所述远程服务器内置HTTP网络服务器、关系型数据库。
进一步的，移动端/PC端产品包括手机、平板电脑、台式电脑、便携式电脑。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
1.本发明将传统方案中“每台设备独立集成显示、数据存储等单元或每台设备独立外置控制电脑”的策略改进为采用“无线通讯的集散式”策略，有效的降低了设备购买成本，同时，又极大的保证了设备使用空间整洁度。
2.本发明中使用本地服务器作为消息中继，转发和存储数据，用户使用客户端软件，下载任务码对应的加密任务数据后，会存储到用户本地数据库中，实现数据的去中心化存储，更近一步的，当本地设备在执行任务时，产生数据，数据先存储到本地服务器的数据库中，作为版本1.0（F 1.0），然后，当有设备通过任务码查看该数据时，本地服务器将数据（F 1.0）备份加密存储到该设备本地数据库中，作为版本1.0（S 1.0），当实验者对该数据进行修改后，系统自动保存为全新版本2.0（S 2.0），并在设备空闲时自动备份该数据到本地服务器，作为版本2.0（F 2.0）；按照该模式，假如系统发生故障，那么只要整个系统中有一台设备数据未丢失，那么系统会自动备份该数据到系统的任意一台设备中，真正做到数据的去中心化存储。
3.本发明中用户可以通过任务码在各个局域网设备中查看数据，真正做到了数据在限定范围内的自由交流。
4.本发明中有效的利用了移动端或PC端，实现了“多人、多地、同时”操作设备的可能，真正解决了现有设备所存在的“一人、专地、多人排队”问题。
5.本发明使用B/S的软件架构，不同设备厂商都可通过本系统管理平台对旗下软件进行实时更新，设备厂商及其它单位只需向信息管理平台提供相应的软件及广告等信息，使用者在移动端或PC端安装本系统客户端，在本系统客户端APP或软件平台加载各个厂商的软件，操作设备，采用本发明技术方案，使用者可第一时间获得各设备厂商发布的消息或更新的系统。
附图说明
图1为本发明实施例1的通信原理框图；
图2为本发明实施例2的通信原理框图。
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。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。
如图1所示，一种基于本地设备的局域无线控制及网络通讯系统，包括以下组网通信方法：
S1建立本地局域网通讯系统，实验室中的每台本地设备皆通过局域网Ⅰ与本地服务器建立通信关系；本地服务器与由使用者操控的移动端/PC端产品通过局域网Ⅱ建立通信关系；局域网Ⅰ与局域网Ⅱ各自拥有不同的ssid和password，二者互不影响；
S2为移动端/PC端（终端及设备）产品下载程序，移动端/PC端（终端及设备）产品为下载有客户端APP或软件的移动端/PC端产品，以获取对应信息，以及便于使用者通过客户端APP或软件设置相应本地设备的当前参数态；
S3建立设备厂商与移动端/PC端产品之间的远程通讯系统，设备厂商通过信息管理平台与远程服务器建立通信关系；远程服务器与由实验管理者操控的移动端/PC端（终端及设备）产品建立通信关系；
其中，本地服务器用于接收移动端/PC端（终端及设备）产品发布的任务消息，并将接收到的任务消息分发给相应的本地设备，本地设备通过任务消息携带的消息体解析任务，并执行移动端/PC端（终端及设备）产品发布的任务；本地设备在执行任务的同时，将自身产生的数据实时上传至本地服务器，本地服务器再将接收的本地设备发送的数据消息反馈给移动端/PC端产品；
设备厂商通过信息管理平台进行信息发布，经信息管理平台审核通过后，上传至远程服务器，然后通过远程服务器推送或移动端/PC端（终端及设备）产品请求，展现给使用者，移动端/PC端产品用以操控本地设备的软件为实时从远程服务器获取的最新板本。
本地设备包括但不限于化工或医疗领域用于分析、检测等用途的仪器。
本地服务器包括可以正常安装window、Linux/Unix等系统的设备（如梅派电脑、台式电脑等），本地服务器内置MQTT消息服务器、HTTP网络服务器、关系型数据库和实时数据库等软件环境。
本地局域网通讯系统使用无线通信和/或网线。进一步的，无线通信为蓝牙、WiFi、Zigbee、NB-IOT、LoRa中的一种或多种无线通信。
移动端/PC端（终端及设备）产品包括手机、平板电脑、台式电脑、便携式电脑。
远程服务器为远程网络服务器，远程服务器内置HTTP网络服务器、关系型数据库等软件环境。
假设某实验室中有厂商A的HPLC设备两台，编号分别为A1和A2；厂商B的GC设备两台，编号分别为B1和B2；厂商C的HRMS设备一台，编号为C1。本地局域网通讯系统使用WiFi，则上述五台本地设备的局域无线控制及网络通讯系统的使用原理为：
本地通讯控制系统部分：五台设备之间都通过局域网Ⅰ（WiFi1局域网）与本地服务器连接，同时，该本地服务器又会组建局域网Ⅱ（WiFi2局域网，WiFi1局域网与WiFi2局域网各自拥有不同的ssid和password，互不影响）。
使用者（该实验室本地设备的管理者）通过现有设备如：自身的移动设备或PC设备（或使用本系统提供的移动设备或PC设备）连接WiFi2局域网，通过客户端APP或软件设置每台设备的当前状态（正常/维护/故障等），如：当前配置5台设备中A1、B1、B2、C1为正常状态，A2为故障状态；同时，添加设备使用人员和相关设备权限，如：添加实验员1：user1，设备权限为：A1、A2、B1、B2和C1全部可以使用；添加实验员2：user2，设备权限为：A1、B2、C1可以使用。当使用者（实验员）需要进行测样操作时：首先使用者（实验员）使用自身的移动设备或PC设备（或使用本系统提供的移动设备或PC设备）连接WiFi2局域网，通过客户端APP或软件输入用户名或密码登录系统，此时便可看到该用户下的设备使用权限或设备状态，如：user1会显示A1、A2、B1、B2和C15台设备的信息和当前状态，根据设备当前状态可以判断A2为故障状态，不能进行测样操作，而A1、B1、B2和C1为正常状态，可以进行测样操作；user2则会显示A1、B2、C1的设备信息和当前状态；随后，实验员选择相应设备，送样，输入相关信息，进行排样测试，此时，一个任务建立成功，使用者（该实验室本地设备的管理者）会获得一个任务码，在测试过程中，使用者（该实验室本地设备的管理者）或其他相关人员可通过移动端或PC端输入该任务的任务码在线查看设备运行状态或当前谱图结果；最后，测试完毕，通过登录PC端软件，通过任务码下载相关谱图查看、分析。
网络信息发布、接收系统部分：厂商A、B和C通过本系统提供的API接口编写软件，通过管理平台发布，使用者（实验员）在移动端或PC端安装本系统客户端，通过本系统客户端APP或软件平台加载各个厂商的软件，操作设备。
本发明以“物联网”技术为技术核心，以“区块链”的去中心化思想为思想指导，将本地服务器作为消息中继，通过无线通讯技术实现不同设备与消息中继、消息中继与不同移动端/PC端之间的数据通讯和控制；同时，本发明还以远程服务器作为服务中介，通过信息管理平台接收不同设备生产厂商及其他单位上传的符合相关规定的软件及广告等信息，然后通过服务中介（远程服务器）推送或移动端/PC端请求，展现给各位产品使用者，从而实现不同设备生产厂商及其他单位与远程服务器、远程服务器与产品使用者之间的信息传递。
本发明步骤S1和S2的技术方案，在使用者使用客户端APP或软件，下载任务码对应的加密任务数据后，会存储到用户本地数据库中，实现数据的去中心化存储，单一用户本地存储的数据发生变动，不会影响本地服务器或其他用户本地存储数据，真正做到了数据的不可改变性。
实施例2
实施例2的技术方案与实施例1的技术方案基本相同，其不同之处在于：如图2所示，实施例2中，步骤S3建立设备厂商与移动端/PC端（终端及设备）产品之间的远程通讯系统，设备厂商通过信息管理平台与远程服务器建立通信关系；远程服务器与本地服务器建立无线网络通信关系；
其中，本地服务器用于接收移动端/PC端（终端及设备）产品发布的任务消息，并将接收到的任务消息分发给相应的本地设备，本地设备通过任务消息携带的消息体解析任务，并执行移动端/PC端（终端及设备）产品发布的任务；本地设备在执行任务的同时，将自身产生的数据实时上传至本地服务器，本地服务器再将接收的本地设备发送的数据消息反馈给移动端/PC端（终端及设备）产品；
设备厂商通过信息管理平台进行信息发布，经信息管理平台审核通过后，上传至远程服务器，然后通过远程服务器推送至本地服务器，由本地服务器推送至移动端/PC端产品，展现给使用者；或根据移动端/PC端（终端及设备）产品向本地服务器发送的请求，本地服务器将相应请求转发给远程服务器，并将远程服务器反馈相关请求的内容转发至相应的移动端/PC端（终端及设备）产品，展现给使用者。
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的保护范围，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)

1.一种基于本地设备的局域无线控制及网络通讯系统，其特征在于：通过以下步骤进行组网通信：
S1建立本地局域网通讯系统，实验室中的每台本地设备皆通过局域网Ⅰ与本地服务器建立通信关系；本地服务器与由使用者操控的移动端/PC端产品通过局域网Ⅱ建立通信关系；
S2为移动端/PC端产品下载程序，移动端/PC端产品为下载有客户端APP或软件的移动端/PC端产品，以获取对应信息，以及便于使用者通过客户端APP或软件设置相应本地设备的当前参数态和接收的信息；
S3建立设备厂商与移动端/PC端产品之间的远程通讯系统，设备厂商通过信息管理平台与远程服务器建立通信关系；远程服务器与由实验管理者操控的移动端/PC端产品建立通信关系或与本地服务器建立通信关系；移动端/PC端产品用以操控本地设备的软件为实时从远程服务器获取的最新板本。
2.根据权利要求1所述的一种基于本地设备的局域无线控制及网络通讯系统，其特征在于：步骤S3建立设备厂商与移动端/PC端产品之间的远程通讯系统，设备厂商通过信息管理平台与远程服务器建立通信关系；远程服务器与由实验管理者操控的移动端/PC端产品建立通信关系；
其中，本地服务器用于接收移动端/PC端产品发布的任务消息，并将接收到的任务消息分发给相应的本地设备，本地设备通过任务消息携带的消息体解析任务，并执行移动端/PC端产品发布的任务；本地设备在执行任务的同时，将自身产生的数据实时上传至本地服务器，本地服务器再将接收的本地设备发送的数据消息反馈给移动端/PC端产品；
设备厂商通过信息管理平台进行信息发布，经信息管理平台审核通过后，上传至远程服务器，然后通过远程服务器推送至移动端/PC端产品，展现给使用者；或根据移动端/PC端产品请求远程服务器推送相关请求至相应的移动端/PC端产品，展现给使用者。
3.根据权利要求1所述的一种基于本地设备的局域无线控制及网络通讯系统，其特征在于：步骤S3建立设备厂商与移动端/PC端产品之间的远程通讯系统，设备厂商通过信息管理平台与远程服务器建立通信关系；远程服务器与本地服务器建立无线网络通信关系；
其中，本地服务器用于接收移动端/PC端产品发布的任务消息，并将接收到的任务消息分发给相应的本地设备，本地设备通过任务消息携带的消息体解析任务，并执行移动端/PC端产品发布的任务；本地设备在执行任务的同时，将自身产生的数据实时上传至本地服务器，本地服务器再将接收的本地设备发送的数据消息反馈给移动端/PC端产品；
设备厂商通过信息管理平台进行信息发布，经信息管理平台审核通过后，上传至远程服务器，然后通过远程服务器推送至本地服务器，由本地服务器推送至移动端/PC端产品，展现给使用者；或根据移动端/PC端产品向本地服务器发送的请求，本地服务器将相应请求转发给远程服务器，并将远程服务器反馈相关请求的内容转发至相应的移动端/PC端产品，展现给使用者。
4.根据权利要求1-3任一所述的基于本地设备的局域无线控制及网络通讯系统，其特征在于：所述本地局域通讯系统使用无线通信和/或网线。
5.根据权利要求4所述的基于本地设备的局域无线控制及网络通讯系统，其特征在于：所述无线通信为蓝牙、WiFi、Zigbee、NB-IOT、LoRa中的一种或多种无线通信。
6.根据权利要求5所述的基于本地设备的局域无线控制及网络通讯系统，其特征在于：所述本地服务器内置MQTT消息服务器、HTTP网络服务器、关系型数据库和实时数据库。
7.根据权利要求6所述的基于本地设备的局域无线控制及网络通讯系统，其特征在于：所述远程服务器内置HTTP网络服务器、关系型数据库。
8.根据权利要求7所述的基于本地设备的局域无线控制及网络通讯系统，其特征在于：移动端/PC端产品包括手机、平板电脑、台式电脑、便携式电脑。
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