CN114172887A

CN114172887A - 一种智能化展馆中控系统

Info

Publication number: CN114172887A
Application number: CN202111473407.2A
Authority: CN
Inventors: 王家伟; 梅震坤; 邹颂扬; 鲍海波; 王正前; 李颖
Original assignee: Hefei Anda Exhibition Technology Co ltd
Current assignee: Hefei Anda Exhibition Technology Co ltd
Priority date: 2021-11-30
Filing date: 2021-11-30
Publication date: 2022-03-11

Abstract

本发明涉及控制系统技术领域，具体涉及一种智能化展馆中控系统；包括控制设备、中控服务器和受控设备；本发明通过将控制设备、中控服务器以及受控设备通过网络相连接，使得对于受控设备的数量得到大幅提升，并且对于多台受控设备的并发延迟控制时间得到减少，同时，受控设备可以是任意带网络通讯功能的第三方设备。

Description

一种智能化展馆中控系统

技术领域

本发明涉及控制系统技术领域，具体涉及一种智能化展馆中控系统。

背景技术

近几年，随着AI、物联网、虚拟现实、多媒体等技术相继应用到企业展厅、城市展厅、科技馆、博物馆等展厅展馆中，不少企业开始纷纷意识到企业智能展厅对于提升企业形象的价值，一个高大上的智能化展馆要形象直观的面向参观者，通常会同时运用声、光、电、图像视频、互动体验等多种手段来表现，以便于吸引眼球、震撼参观者的视觉、听觉和触觉等。而要达到这种效果，大部分是依靠感应设备、投影机、大屏幕显示器、LED屏、电脑摇头灯、染色灯和音箱等设备来完成展示。但是传统的方式，在使用时，对于受控设备的数量受到限制，同时，多台受控设备的并发延迟控制时间较长，无法满足使用者的使用需求。

综上所述，研发一种智能化展馆中控系统，仍是控制系统技术领域中急需解决的关键问题。

发明内容

针对现有技术所存在的上述缺点，本发明在于提供一种智能化展馆中控系统，本发明通过将控制设备、中控服务器以及受控设备通过网络相连接，使得对于受控设备的数量得到大幅提升，并且对于多台受控设备的并发延迟控制时间得到减少，同时，受控设备可以是任意带网络通讯功能的第三方设备。

为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：

一种智能化展馆中控系统，包括控制设备、中控服务器和受控设备，其中：

所述控制设备用于用户向中控服务器发送服务指令；

所述中控服务器用于接收控制设备所发送的指令，并根据接收到的指令，提供指令服务，所述中控服务器与控制设备信号连接；

所述受控设备用于接收中控服务器的指令，并对指令做出响应，所述受控设备与中控服务器信号连接。

本发明进一步设置为：所述控制设备为PC电脑、手机和平板中的任意一种。

本发明进一步设置为：所述中控服务器内设置有web前端、web后台、数据库和控制服务程序。

本发明进一步设置为：所述web前端用于用户发送具体的任务指令。

本发明进一步设置为：所述web后台用于接受任务指令，将任务指令存储到数据库的main_task表中。

本发明进一步设置为：所述数据库用于存储web后台所发送来的任务指令。

本发明进一步设置为：所述控制服务程序通过轮询数据库接收到任务指令，依据设定逻辑，加入任务线程列表，在任务线程列表中，为每条指令创建一个独立的线程，执行所有的任务指令，完成消息发送后删除任务指令，并从线程列表中删除任务。

本发明进一步设置为：所述设定逻辑包括以下逻辑：

判断任务线程列表中是否有指令包含的设备IP，若没有，则直接加入任务线程列表并结束逻辑，若有，则继续执行下一步；

判断任务线程列表中是否有设备IP和指令id完全相同的任务，若有则从main_task表中删除指令并结束逻辑，若没有则，继续执行下一步；

根据指令id通过查询数据库得到完整的指令数据，加入任务线程列表并结束逻辑；

检查当前任务线程列表中其它相同设备IP的指令，根据指令优先级调整任务在线程列表中的顺序；

创建了一个独立的线程去轮询数据库，并将线程的优先级设为最高。

本发明进一步设置为：所述受控设备为电脑、投影仪、灯具、电视机、电源或其他内置网络通讯模块的设备中的一种。

有益效果

采用本发明提供的技术方案，与已知的公有技术相比，具有如下有益效果：

本发明通过将控制设备、中控服务器以及受控设备通过网络相连接，使得对于受控设备的数量得到大幅提升，并且对于多台受控设备的并发延迟控制在100毫秒，同时，受控设备可以是任意带网络通讯功能的第三方设备，具有广泛的应用前景，值得推广。

附图说明

图1为一种智能化展馆中控系统的系统图。

图中标号说明：

100、控制设备；200、中控服务器；300、受控设备。

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。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”、“顶/底端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置有”、“套设/接”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通；对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例：

请参照图1所示，一种智能化展馆中控系统，包括控制设备100、中控服务器200和受控设备300，其中：控制设备100用于用户向中控服务器200发送服务指令；中控服务器200用于接收控制设备100所发送的指令，并根据接收到的指令，提供指令服务，中控服务器200与控制设备100信号连接；受控设备300用于接收中控服务器200的指令，并对指令做出响应，受控设备300与中控服务器200信号连接，在本发明中，中控服务器200和控制设备100在同一个局域网内，可以跨网段，并且每个控制设备100设置一个唯一的IP地址，同时，中控服务器200和受控设备300也在同一个局域网内，在使用时，用户通过控制设备100发送任务指令，通过中控服务器200，使受控设备300发起响应。

其中，控制设备100为PC电脑、手机和平板中的任意一种。

受控设备300为电脑、投影仪、灯具、电视机、电源或其他内置网络通讯模块的设备中的一种。

中控服务器200内设置有web前端、web后台、数据库和控制服务程序。

web前端用于用户发送具体的任务指令，作为一种实施方式，如控制某台设备开关或控制某台电脑播放特特定的影片。

web后台用于接受任务指令，将任务指令存储到数据库的main_task表中。

因为第三方设备设定的各种指令数量、指令长度、校验方式不尽相同，数据结构非常复杂，所以在数据库中建立查询表(device_order表)为每种接入设备的每条任务指令设定了唯一id编号。

为提高网络传输效率，指令只包含设备IP地址、任务指令的id编号以及发送时间3个数据。

在常规网络下，中控服务器200部署在外网数据发送耗时在30毫秒以内，中控服务器200部署在局域网数据发送耗时在20毫秒以内，从而能够减少消耗时间。

由于第三方设备针对通讯都会建立自己的通讯协议数据格式，为解决第三方受控设备接入系统(普适性)的问题，需要把计算机原始数据与第三方数据相互转换。

作为一种实施方式，如计算机原始数据结构为表1，第三方数据结构为表2：

表1计算机原始数据结构表

C<sub>0</sub>	C<sub>1</sub>	C<sub>2</sub>	...	C<sub>n-1</sub>
					字节1	字节2	字节3	...	字节n

表2第三方数据结构表

将计算机原始数据与第三方数据相互转换的过程如下：

(1)计算机原始数据标记为C，n个原始数据定义为[C₀,…，C_n-1]；第三方数据标记为D，m个目标数据块定义为[D₀，…，D_m-1]，其中m与n是一对多的映射关系；

(2)T表示数据块类型，L表示数据块字节数，M表示数据块中的字节偏移，i为有符号整型，u为无符号整型，f为浮点型，s为字符串。

T∈{i，u，f，s}，L∈Z+，二者为可变因子，可推导出M。T用于描述数据在计算机中存储的方式。

通项推导公式：

M(m)＝M(m-1)+L(m-1)，其中(m≥1)，M(0)＝0；

发送请求控制设备300时，第三方数据转换计算机原始数据：

C(n)＝D(m)[n-M(m)]，其中(n∈[M(m),M(m)+L(m)-1])，

n-M(m)为D(m)数据存储在计算存储的第几个字节；

接收应答获得设备响应时，计算机原始数据解析出第三方数据：D(m)＝{C(M(m))，…，C(M(m)+L(m)-1)}，其中(m≥0)。

(3)部分应答响应为验证数据的正确性，设置了特定的数学公式校验逻辑。为从数据库中存储的数学公式字符串直接得到结果，有以下函数。

定义，优先级集合LV＝{‘(’，‘)’}；

运算集合OA＝{‘*’，‘/’,‘％’}；

运算集合OB＝{‘+’，‘-’}；

数字集合NUM＝{‘0’，…，‘9’,‘.’，‘s’}；

任意公式字符串S＝{S(0)，…，S(n-1)}，

1)在字符串中找到最左‘)’和最右‘(’，分割出3个子串,记S0＝f0(S)，S1＝f1(S)，S2＝f2(S)；

2)在S1中找到第一组子串c，c包含abc三个部分，其中a∈NUM，b∈OA,c∈NUM，abc左边字串记l，左右字串记r。abc计算出结果转换成字符串ct代替c。一直迭代到找不到属于OA集合的字串。记函数g1(s)；

3)在g1(s)中找到第一组子串c，c包含abc三个部分，其中a∈NUM，b∈OB,c∈NUM，abc左边字串记l，右边字串记r。abc计算出结果转换成字符串ct代替c。一直迭代到找不到属于OB集合的字串。

记函数g2(s)；

4)用g2(g1(S1)结果替换S1，重新连接S0，S1，S2成新的字符串。一直迭代到找不到属于LV集合的字串。

F(S)＝f0(S)&g2(g1(f1(S)))&f2(S)；

S＝F(F(F(S))…)，S∈NUM；

其中&字符串连接运算符。

数据库用于存储web后台所发送来的任务指令。

控制服务程序通过轮询数据库接收到任务指令，依据设定逻辑，加入任务线程列表，在任务线程列表中，为每条指令创建一个独立的线程，执行所有的任务指令，完成消息发送后删除任务指令，并从线程列表中删除任务。

设定逻辑包括以下逻辑：

根据指令id通过查询数据库(device_order表)得到完整的指令数据，加入任务线程列表并结束逻辑；

其中，任务线程列表中，为每条指令创建一个独立的线程，并应用OpenMP(多核处理器共享内存)技术，执行所有的任务指令。

作为一种实施说明，以单个任务执行逻辑为例：

1.解析完整的指令数据。

为解决任意第三方设备接入的普适性问题，把各种第三方无规则的通讯数据归纳成有逻辑数据的算法如下，表3为数据结构表。

表3结构数据表

建立正则表达式匹配上述数据结构。

用户输入校验表达式：

^(('[^；].*'|'{2}|([0-9a-fA-F][0-9a-fA-F])*|-？\\d+|(-？\\d+)\\.(\\d*)？)；)*$

通讯数据块校验表达式：

^((i1|u1|i2|u2|i4|u4|i8|u8|f4|f8|s\\d{1,5}|h\\d{1,5})；)*$

通过‘；号’分割数据块

>>通过字符i|u|f|s|h标记块的数据类型

I:有符号整型

U:无符号整型

F:浮点型

S:字符串

H:16进制字符串

>>通过字符后的数字标记该块占用字节长度

例如：f4为单精度浮点数占4个字节，f8为双精度浮点数占8个字节。

>>根据单个数据块的长度和排序可以得到下一个数据块的偏移位置(字节)

2.根据设备IP查询数据库(main_device表)得到网络通讯协议类型，依据协议类型对受控设备发送控制消息。

3.部分第三方设备会反馈状态数据，并且会为标定返回数据的正确性上采取了特定的数学公式校验逻辑。

涉及返回数据正确性的问题，本系统设计了一套数学公式解析算法。

伪代码：

函数operator(数学子公式fc)

根据数学符号分割数学公式字符串fc

按从左到右顺序计算乘法和除法

按从左到右顺序计算加法和减法

返回计算记过字符串

函数math(数学公式字符串formula)

检查数学公式字符串formula中的括号位置是否正确

找到计算优先级最高的一对括号，取括号内子公式，记fc

调用函数operator(fc)，结果记过记ret

找不到括号，则退出函数迭代

分别取fc左边字符串(记fl)和右边字符(记fr)串连接

重新赋值formula(formula＝fl+ret+fr；)

返回迭代函数运算math(formula)

函数完整加减乘除余运算(数学公式字符串formula)

数学公式字符串formula去空格

根据数学符号分割数学公式字符串formula

遍历分割结果，得到子公式记fc

将子公式记fc字符串中的变量替换为实际数值

遍历结束

初步检查数学公式字符串formul合法性利用正则表达式

^[0-9\\.\\+\\-\\*\\/\\％\$\$]+$

调用函数math(formul)

返回运算结果。

为解决不同的网络设备通讯消息数据不同，本发明提供了一套数据解析算法，用来保证程序可以从受控设备300中返回的数据中分析出受控设备300的相关状态，其程序算法如下：

本发明通过将控制设备100、中控服务器200以及受控设备300通过网络相连接，使得对于受控设备300的数量得到大幅提升，并且对于多台受控设备300的并发延迟控制在100毫秒，同时，受控设备300可以是任意带网络通讯功能的第三方设备，具有广泛的应用前景，值得推广。

本发明的各部分可以用硬件、软件、固件或他们的组合来实现，在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现，例如，如果用硬件来实现，和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列(PGA)，现场可编程门阵列(FPGA)等。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：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；而这些修改或者替换，并不会使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims

1.一种智能化展馆中控系统，其特征在于，包括控制设备(100)、中控服务器(200)和受控设备(300)，其中：

所述控制设备(100)用于用户向中控服务器(200)发送服务指令；

所述中控服务器(200)用于接收控制设备(100)所发送的指令，并根据接收到的指令，提供指令服务，所述中控服务器(200)与控制设备(100)信号连接；

所述受控设备(300)用于接收中控服务器(200)的指令，并对指令做出响应，所述受控设备(300)与中控服务器(200)信号连接。

2.根据权利要求1所述的一种智能化展馆中控系统，其特征在于，所述控制设备(100)为PC电脑、手机和平板中的任意一种。

3.根据权利要求1所述的一种智能化展馆中控系统，其特征在于，所述中控服务器(200)内设置有web前端、web后台、数据库和控制服务程序。

4.根据权利要求1所述的一种智能化展馆中控系统，其特征在于，所述web前端用于用户发送具体的任务指令。

5.根据权利要求1所述的一种智能化展馆中控系统，其特征在于，所述web后台用于接受任务指令，将任务指令存储到数据库的main_task表中。

6.根据权利要求1所述的一种智能化展馆中控系统，其特征在于，所述数据库用于存储web后台所发送来的任务指令。

7.根据权利要求1所述的一种智能化展馆中控系统，其特征在于，所述控制服务程序通过轮询数据库接收到任务指令，依据设定逻辑，加入任务线程列表，在任务线程列表中，为每条指令创建一个独立的线程，执行所有的任务指令，完成消息发送后删除任务指令，并从线程列表中删除任务。

8.根据权利要求1所述的一种智能化展馆中控系统，其特征在于，所述设定逻辑包括以下逻辑：

9.根据权利要求1所述的一种智能化展馆中控系统，其特征在于，所述受控设备(300)为电脑、投影仪、灯具、电视机、电源或其他内置网络通讯模块的设备中的一种。