CN1851582B - 嵌入式重大危险源自动控制系统主控机 - Google Patents

Abstract

一种嵌入式重大危险源自动控制系统主控机，其包括与以太网控制单元连接的终端接口和具有操作系统的处理器，该处理器的操作系统链接应用程序装置。其中该内网终端监控预警平台可直通周期地读取从与该信息收集装置连接的终端接口传来的电信号数据从而获得报警信号；并可通过终端接口将该内网终端监控预警平台发出的配置、读取和设置指令信号传给该智能控制终端、该信息收集装置，来配置、读取和设置该智能控制终端、该信息收集装置。借此，可提高嵌入式重大危险源自动控制系统的监控范围，增强动态扩展伸缩性能，便于系统技术升级和提高系统的兼容性，完全达到对智能控制终端相连的装置设备进行自动控制。

Description

嵌入式重大危险源自动控制系统主控机

【技术领域】

本发明涉及一种自动控制系统，特别涉及一种嵌入式重大危险源自动控制系统的主控机。

【背景技术】

目前，监控系统主要包括主机以及与该主机连接的显示器和传感器或探测器或视频摄像头等。该传感器或探测器或视频摄像头获得的监控信息，通过转换器转化成电信号后，传给主机，然后通过显示器来显示该监控信息，从而达到监控的功能。

然而，由于该主机接口以及硬件的限制，从而导致监控点少、监控的范围窄，动态扩展伸缩差，远程监控能力差的缺点。而且该主机与传感器或探测器或视频摄像头等之间为单向连接，因此，该传感器或探测器或视频摄像头参数的设置不能通过该主机来实现，必须到监控点来设置该传感器或探测器或视频摄像头，因此远程设置性能差，系统技术升级、兼容性能较弱。

因此，提供一种克服以上缺陷的嵌入式重大危险源自动控制系统主控机成为目前有待解决的技术问题。

【发明内容】

本发明的目的在于提供一种嵌入式重大危险源自动控制系统主控机，其可提高嵌入式重大危险源自动控制系统的监控范围，增强动态扩展伸缩性能，便于系统技术升级和提高系统的兼容性，完全达到对智能控制终端相连的装置设备进行自动控制。

本发明的目的是这样实现的，提供一种嵌入式重大危险源自动控制系统主控机，其包括：以太网控制单元；终端接口，与该以太网控制单元连接，可连接与信息收集装置相连的智能控制终端，同时也可用于连接内网终端监控预警平台；具有操作系统的处理器，与该以太网控制单元连接，该处理器的操作系统链接应用程序装置，其中该内网终端监控预警平台可直通过与该内网终端监控预警平台连接的终端接口，经过该以太网控制单元，来周期地读取从与该信息收集装置连接的终端接口传来的电信号数据，对该电信号数据进行分析并从而获得报警信号；并可通过与该内网终端监控预警平台连接的终端接口将该内网终端监控预警平台发出的配置、读取和设置指令信号传给该以太网控制单元，该以太网控制单元通过与该信息收集装置连接的终端接口将该配置、读取和设置指令信号传递给该智能控制终端、该信息收集装置，来配置、读取和设置该智能控制终端、该信息收集装置。

该嵌入式重大危险源自动控制系统主控机还包括远程接口，该远程接口与所述以太网控制单元连接，用于连接远程监控预警平台，其中所述处理器通过所述应用程序装置，经所述以太网控制单元，可周期地从与该信息收集装置连接的终端接口获得的电信号数据并对该电信号数据进行分析，并将分析后的报警信号依次经所述以太网控制单元和该远程接口传递给该远程监控预警平台；并可通过该远程接口将该远程监控预警平台发出的配置、读取和设置指令信号依次通过所述以太网控制单元和与该信息收集装置连接的终端接口传递给该智能控制终端、该信息收集装置，来配置、读取和设置该智能控制终端、该信息收集装置。

所述处理器通过该应用程序装置，可对所述远程监控预警平台和所述以太网控制单元之间的数据进行加密处理。

所述处理器还与备份装置连接，所述处理器通过该应用程序装置可将数据备份到该备份装置。

该嵌入式重大危险源自动控制系统主控机还包括视频信号收集装置，该视频信号收集装置依次通过视频转换器和所述终端接口与所述以太网控制单元连接。

所述智能控制终端通过CAN-BUS总线与所述信息收集装置连接或通过交换机扩展连接所述信息收集装置。

所述终端接口为电接口，该电接口为百兆或千兆RJ45接口，且该RJ45接口通过物理层与所述以太网控制单元连接。

所述远程接口为百兆或千兆电接口或光接口，并通过物理层与所述以太网控制单元连接。

所述以太网控制单元与所述处理器之间还连接有电压转换单元和防死机单元。

所述处理器还连接有USB接口和IDE硬盘接口。

与现有技术相比，在本发明嵌入式重大危险源自动控制系统主控机包括以太网控制单元；终端接口，与该以太网控制单元连接，可连接与信息收集装置相连的智能控制终端，同时也可用于连接内网终端监控预警平台；具有操作系统的处理器，与该以太网控制单元连接，该处理器的操作系统链接应用程序装置，其中该内网终端监控预警平台可直通过与该内网终端监控预警平台连接的终端接口，经过该以太网控制单元，来周期地读取从与该信息收集装置连接的终端接口传来的电信号数据，对该电信号数据进行分析并从而获得报警信号；并可通过与该内网终端监控预警平台连接的终端接口将该内网终端监控预警平台发出的配置、读取和设置指令信号传给该以太网控制单元，该以太网控制单元通过与该信息收集装置连接的终端接口将该配置、读取和设置指令信号传递给该智能控制终端、该信息收集装置，来配置、读取和设置该智能控制终端、该信息收集装置。借此，可提高嵌入式重大危险源自动控制系统的监控范围，增强动态扩展伸缩性能，便于系统技术升级和提高系统的兼容性，完全达到对智能控制终端相连的装置设备进行自动控制。

【附图说明】

图1是本发明嵌入式重大危险源自动控制系统主控机的结构框示意图。

图2是报警处理模块的工作流程示意图。

图3是终端通信任务模块的工作流程示意图。

图4是应答子模块的工作流程示意图。

图5是发送终端子模块的工作流程示意图。

图6是远程通信任务模块的工作流程示意图。

图7是监测数据维护任务模块的工作流程示意图。

【具体实施方式】

以下结合附图对本发明进行详细说明。

如图1所示，本发明嵌入式重大危险源自动控制系统主控机10主要包括具有操作系统20的处理器11、与该处理器11连接的以太网控制单元12、与该以太网控制单元12连接的终端接口16和远程接口14以及应用程序装置21。在本实施例中，该处理器11为ARM9处理器。操作系统20为LINUX操作系统。

其中该终端接口16，也即电接口，以下详细说明，一端连接智能控制终端13；另一端连接以太网控制单元12。其中该终端接口16与该智能控制终端13是通过以太网连接；该智能控制终端13是通过CAN-BUS总线与若干信息收集装置15连接，或者通过交换机扩展地连接若干个信息收集装置15，其传输协议为CAN-BUS协议。通过该智能控制终端13将CAN-BUS总线中通过CAN-BUS协议传输的数据转化成以太网协议数据，通过终端接口16传到以太网控制单元12。由于该智能控制终端13是通过CAN-BUS总线与若干信息收集装置15连接，或者通过交换机扩展地连接若干个信息收集装置15，从而可大大增多监控点。而且在本实施例中，该嵌入式重大危险源自动控制系统主控机10具有24个终端接口16，再加上十台普通交换机的扩展功能，从而可动态扩展连接更多的信息收集装置15，可形成4000个监控点，而且还便于系统技术升级和提高系统的兼容性。

在本实施例中，该信息收集装置15将感测到的模拟信号或数字信号转化成电信号，通过CAN-BUS总线而传给该智能控制终端13，该信息收集装置15可为探测器或传感器或无线智能监控或气体传感器或风电闭锁控制器或红外线监控等。在本实施例中，该终端接口16为电接口，例如千兆或百兆的RJ45接口，该千兆或百兆的RJ45接口可大大提高传输的速度。注意图1中仅示意出一个终端接口框，但应理解为由若干个单个终端接口16组成。

为了便于观察该RJ45接口的连接状态，该RJ45接口与该以太网控制单元12之间设置千兆或百兆的物理层17(PHY)，通过该物理层17发出的颜色，如黄色，来判断该RJ45接口与该以太网控制单元12之间的连接状态。

此外，该终端接口16也可直接与内网终端监控预警平台26连接，在本实施例中，该内网终端监控预警平台26为PC电脑或终端工作站。其中当部分终端接口16连接信息收集装置15；部分终端接口16连接内网终端监控预警平台26时，该内网终端监控预警平台26可通过与该内网终端监控预警平台26连接的终端接口16，经过该以太网控制单元12，直接周期地读取从与该信息收集装置15连接的终端接口16，也即智能控制终端13，传来的电信号数据，对该电信号数据进行分析并从而获得报警信号；同时，该内网终端监控预警平台26也可通过与该内网终端监控预警平台26连接的终端接口16将该内网终端监控预警平台26发出的配置、读取和设置指令信号传给该以太网控制单元12，然后该以太网控制单元12通过与该信息收集装置15连接的终端接口16将该配置、读取和设置指令信号传递给该智能控制终端13，再通过该智能控制终端13将以太网协议数据转化成CAN-BUS协议数据传递给信息收集装置15，进而来达到配置、读取和设置该智能控制终端13、该信息收集装置15的功能，从而可实现内部监控预警功能。

此外，该嵌入式重大危险源自动控制系统主控机10还具有远程监控预警功能，具体来讲，该远程接口14用于连接远程监控预警平台18。在本实施例中，该远程监控预警平台18主要包括浏览器，来浏览和观察报警信息、信号信息，并可设置各种配置参数，通过外部网络，如Internet网，再通过路由与该远程接口14连接，进而连接至以太网控制单元12。在本实施例中，该远程接口14为光接口，其也可为千兆或百兆。当然该远程接口14也可为千兆或百兆的电口。当使用光接口时，需要光电转换卡来连接至以太网控制单元12，并通过光纤与远程监控预警平台18连接，从而可达到远距离传输的功能；当使用电接口时，其传输的距离比较近，因此可根据需要来选择该远程接口14为光接口，还是电接口。为了便于观察该远程接口14的连接状态，该远程接口14与该以太网控制单元12之间设置千兆或百兆的物理层19(PHY)，通过该物理层19发出的颜色，如黄色，来判断该远程接口14与该以太网控制单元12之间的连接状态。

该应用程序装置21具有自动控制功能，因此该处理器11通过该应用程序装置21，可周期地从与该信息收集装置15连接的终端接口16，也即智能控制终端13，获得的电信号数据并对该电信号数据进行分析，并将分析后的报警信号经以太网控制单元12和该远程接口14传递给该远程监控预警平台18；并可通过该远程接口14将该远程监控预警平台18发出的配置、读取和设置指令信号通过以太网控制单元12和与该信息收集装置15连接的终端接口16传递给该智能控制终端13，再通过该智能控制终端13将以太网协议数据转化成CAN-BUS协议数据传递给信息收集装置15，进而来达到配置、读取和设置该智能控制终端13、该信息收集装置15的功能，从而实现远程监控预警功能。

为了与远程通讯安全，该应用程序装置21具有安全功能，从而使得该嵌入式重大危险源自动控制系统主控机10还是一个安全中心。具体来讲，该处理器11通过该应用程序装置21，运用VPN或IPSEC对帧实施加密，进而对口令进行加密，对用户数据进行认证，从而该远程监控预警平台和以太网控制单元之间的数据进行加密处理，从而提高安全性能。

为了完成以上自动控制功能，该应用程序装置21包括报警处理任务模块30、终端通信任务模块40、远程通信任务模块50和监测数据维护任务模块60。

报警处理流程时，该终端通信任务模块40可通过TCP/IP协议栈获得智能控制终端13电信号数据报文，然后分析该电信号数据报文，得出报警事件信号并传递给该报警处理模块30。该报警处理模块30将得到的报警事件信号经过处理后，传递给远程通讯模块50，从而通过TCP/IP协议栈传送给远程监控预警平台18或内网终端监控预警平台26，从而便于确认监控。

配置、读取和设置智能控制终端13、信息收集装置15时，通过远程监控预警平台18或内网终端监控预警平台26对智能控制终端13、信息收集装置15的配置参数进行查询、设置，该查询、设置的指令通过该监测数据维护任务模块60，传输到该终端通信任务模块30，然后对该智能控制终端13、信息收集装置15的配置参数进行查询、设置，以下详细说明。

图2所示为报警处理模块30的工作流程图，该报警处理模块启动开始301后，运行该指向报警先入先出(FIFO)302指令，首先指向链首303，然后判断是否到链尾304，若不是，则结束310；若是，则从链取下数据305，并将该数据拷贝到缓冲区306，来构造用户数据报协议网口数据缓冲区307，并放到发送缓冲区308，发送给远程监控预警平台18，可从远程浏览器中直观观察该报警。当完成放到发送缓冲区308的动作后，然后指向下一节点309，循环操作。

图3所示为该终端通信任务模块40的工作流程图，该模块启动开始401后，首先从接受缓冲区取包402，然后判断是否来自终端403，若是来自终端，判断是否报警404。若是报警，则存放到报警缓冲区405，然后模块任务结束408；若不是报警，则判断是否是实时应答406。若是实时应答，则存放到实时监测缓冲区407，模块任务结束408；若不是实时应答，则调用应答子模块41(以下详细说明)，模块任务结束408。若不是来自终端，则从检测缓冲区取包409，判断是否发往终端410，若是发往终端，则调用发送终端子模块42(以下详细说明)，模块任务结束408；若不是发往终端，则模块任务结束408。

图4所示为应答子模块41的工作流程图，该应答子模块41启动开始411后，首先指向监测缓冲区412，然后判断是否为终端参数413。若是终端参数，然后判断该终端参数是否正确414，若终端参数正确，则存放到监测缓冲区415，然后拷贝数据到监测缓冲区中终端确认416，模块任务结束4111；若终端参数不正确，直接拷贝数据到监测缓冲区中终端确认416，模块任务结束4111。当不是终端参数时，然后判断是否为传感器参数417，若是传感器参数，则判断该传感器参数是否正确418，若传感器参数正确，则存放到监测缓冲区419，然后拷贝数据到监测缓冲区中传感器确认4110，模块任务结束4111；若传感器参数不正确，直接拷贝数据到监测缓冲区中传感器确认4110，模块任务结束4111。

图5所示为发送终端子模块42的工作流程图，该发送终端子模块启动开始421后，首先指向监测缓冲区422，然后判断是否为远程实时命令423，若是远程实时命令，则判断参数是否正确424，若参数不正确，则模块任务结束4214。若参数正确，则判断是否为终端参数425，若是终端参数，则拷贝终端参数到缓冲区426，然后构造用户数据报协议数据缓冲区427，模块任务结束4214。若不是终端参数，则判断是否为传感器参数428，若是传感器参数，则拷贝传感器参数到缓冲区429，然后构造用户数据报协议数据缓冲区427，模块任务结束4214。若不是传感器参数，则模块任务结束4214。当不是远程实时命令，则判断是否为终端参数4210，若是终端参数，则拷贝终端参数到缓冲区426，然后构造用户数据报协议数据缓冲区427，模块任务结束4214。若不是终端参数，则判断是否为传感器参数4211，若是传感器参数，则拷贝传感器参数到缓冲区429，然后构造用户数据报协议数据缓冲区427，模块任务结束4214。若不是传感器参数，则产生错误代码到监测缓冲区4213，然后模块任务结束4214。

图6所示为远程通信任务模块50的工作流程图，当该远程通信任务模块50启动开始501后，首先从接受缓冲区取包502，然后判断是否来自远程503。若是来自远程，则判断是否为实时命令504，若是实时命令，则指向监测缓冲区505，然后拷贝数据到缓冲区506，模块任务结束513；若不是实时命令，则判断是否为查询507。若为查询，则拷贝数据到缓冲区508，构造用户数据报协议网口数据缓冲区509，放到发送缓冲区510，模块任务结束513；若不是查询，则模块任务结束513。当不是来自远程时，则指向监测缓冲区511，然后判断是否为实时应答512，若是实时应答，则拷贝数据到缓冲区508，构造用户数据报协议网口数据缓冲区509，放到发送缓冲区510，模块任务结束513；若不是实时应答，则模块任务结束513。

图7所示为监测数据维护任务模块60的工作流程图，当该模块启动开始601后，指向监测数据缓冲区602，然后将终端生命计时加一603，然后判断该终端生命计时是否达到最大604，若是达到最大，则清空终端值605，然后删除终端下面的传感器值606，模块任务结束610。当终端生命计时不是达到最大，则给该传感器生命计时加一607，然后判断该传感器生命计时是否达到最大608，若是达到最大，则删除该传感器值609，模块任务结束610，若该传感器生命计时不是达到最大，则模块任务结束610。

此外，如图1所示，该嵌入式重大危险源自动控制系统10主控机还包括视频信号收集装置，该视频信号收集装置通过视频转换器23与以太网控制单元12连接，该视频转换器23将该视频信号收集装置收集的视频信号转化成电信号并通过处理器11控制传递给远程监控预警平台18或内网终端监控预警平台26。具体地讲，在本实施例中，该视频信号收集装置为摄像头22，该摄像头22通过视频接口连接在该视频转换器23上，以便于将该摄像头22获得的视频转化成电信号。然后该视频转换器23通过终端接口16与该以太网控制单元12连接，当然为了便于观察该终端接口16的连接状态，该终端接口16与该以太网控制单元12之间设置千兆或百兆的物理层17(PHY)，通过该物理层17发出的颜色，如黄色，来判断该终端接口16与该以太网控制单元12之间的连接状态。该视频电信号通过该处理器11以及操作系统20和该应用程序装置21的控制，通过该以太网控制单元12传递到远程监控预警平台18的浏览器上或内网终端监控预警平台26，可直接显示。

此外，该嵌入式重大危险源自动控制系统主控机10还包括备份装置24，该备份装置24通过与该处理器11连接，通过该应用程序装置21控制，以备份数据信息资料和视频数据。而且该以太网控制单元12与该处理器11之间还连接有电压转换单元和防死机单元25，以提供电压转换功能和防止死机功能。而且该嵌入式重大危险源自动控制系统主控机10还配设有与该处理器11连接的两个USB主机接口、一个硬盘IDE接口，来提高该嵌入式重大危险源自动控制系统主控机10的扩展功能。

尽管通过以上实施例对本发明进行了揭示，但是本发明的范围并不局限于此，在不偏离本发明构思的条件下，以上各元件可用所属技术领域人员了解的相似或等同元件来替换。

Claims (10)

1.一种嵌入式重大危险源自动控制系统主控机，其包括：

以太网控制单元；

终端接口，与该以太网控制单元连接，连接与信息收集装置相连的智能控制终端，同时也用于连接内网终端监控预警平台；

具有操作系统的处理器，与该以太网控制单元连接，该处理器的操作系统链接应用程序装置，其中部分终端接口连接信息收集装置，部分终端接口连接内网终端监控预警平台，该内网终端监控预警平台通过与该内网终端监控预警平台连接的终端接口，经过该以太网控制单元，来周期地读取从与该信息收集装置连接的终端接口传来的电信号数据，即智能控制终端传来的电信号数据，对该电信号数据进行分析并从而获得报警信号；并可通过与该内网终端监控预警平台连接的终端接口将该内网终端监控预警平台发出的配置、读取和设置指令信号传给该以太网控制单元，该以太网控制单元通过与该信息收集装置连接的终端接口将该配置、读取和设置指令信号传递给该智能控制终端、该信息收集装置，来配置、读取和设置该智能控制终端、该信息收集装置。

2.如权利要求1所述的嵌入式重大危险源自动控制系统主控机，其特征在于，还包括远程接口，该远程接口与所述以太网控制单元连接，用于连接远程监控预警平台，其中所述处理器通过所述应用程序装置，经所述以太网控制单元，可周期地从与该信息收集装置连接的终端接口获得电信号数据并对该电信号数据进行分析，并将分析后的报警信号依次经所述以太网控制单元和该远程接口传递给该远程监控预警平台；并可通过该远程接口将该远程监控预警平台发出的配置、读取和设置指令信号依次通过所述以太网控制单元和与该信息收集装置连接的终端接口传递给该智能控制终端、该信息收集装置，来配置、读取和设置该智能控制终端、该信息收集装置。

3.如权利要求2所述的嵌入式重大危险源自动控制系统主控机，其特征在于，所述处理器通过该应用程序装置，可对所述远程监控预警平台和所述以太网控制单元之间的数据进行加密处理。

4.如权利要求1、2或3所述的嵌入式重大危险源自动控制系统主控机，其特征在于，所述处理器还与备份装置连接，所述处理器通过该应用程序装置可将数据备份到该备份装置。

5.如权利要求1、2或3所述的嵌入式重大危险源自动控制系统主控机，其特征在于，还包括视频信号收集装置，该视频信号收集装置依次通过视频转换器和所述终端接口与所述以太网控制单元连接。

6.如权利要求1、2或3所述的嵌入式重大危险源自动控制系统主控机，其特征在于，所述智能控制终端通过CAN-BUS总线与所述信息收集装置连接或通过交换机扩展连接所述信息收集装置。

7.如权利要求1、2或3所述的嵌入式重大危险源自动控制系统主控机，其特征在于，所述终端接口为电接口，该电接口为百兆或千兆RJ45接口，且该RJ45接口通过物理层与所述以太网控制单元连接。

8.如权利要求2或3所述的嵌入式重大危险源自动控制系统主控机，其特征在于，所述远程接口为百兆或千兆电接口或光接口，并通过物理层与所述以太网控制单元连接。

9.如权利要求1、2或3所述的嵌入式重大危险源自动控制系统主控机，其特征在于，所述以太网控制单元与所述处理器之间还连接有电压转换单元和防死机单元。

10.如权利要求1、2或3所述的嵌入式重大危险源自动控制系统主控机，其特征在于，所述处理器还连接有USB接口和IDE硬盘接口。

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