CN203067249U - 一种具有远程控制功能的泵系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种用于泵的远程监控的服务器，用于解决泵的远程控制的问题，其特征在于所述服务器具有固定IP地址，泵和所述泵的远程控制终端能够利用该固定IP地址访问所述服务器，所述服务器包括：动态IP转换装置，所述动态IP转换装置解析并记录泵和所述泵的远程控制终端的动态IP地址；所述服务器利用所记录的动态IP地址在所述泵和所述泵的远程控制终端之间交换数据，以使得所述泵和所述远程控制终端能够彼此通信。

Description

一种具有远程控制功能的泵系统

技术领域

本实用新型涉及一种具有远程控制功能的泵系统，更具体地，根据本实用新型的泵系统具有远程控制功能，能够使得用户通过手机上网实时地监控位于异地的泵的运行情况并且远程地操作该泵。

背景技术

泵广泛地运用在电站、工厂、污水处理系统等场合中，用于远程输送水或者用于将水从低海拔高度提升到高海拔高度。泵的应用决定了泵设备通常需要长期地位于水下，并且往往需要不间断地工作。

因此，对于泵的运行状况的实时监控是必要的。泵的运行情况的监控涉及了多个参数，例如运行时间、电流、启动次数、轴承温度、泄露、震动、泵运行性能曲线、额定功率电流、工作点变化等等。由于泵通常浸没在水下，因此，尽管泵通常配置有诸如LCD的显示屏来显示其运行状态，但是用户通常无法以直视或触摸方式观察到，而是需要借助专用的工具（例如，通过数据线连接泵和例如装有特定软件的通用计算机）才能从位于水下的泵获得其运行状态。

此外，正是由于涉及了如此众多的参数，使得泵的控制和调试变得十分复杂，需要具备专业知识的人利用专用的工具完成。目前，往往需要该具备专业知识的人亲自前往现场并且利用网线、计算机等工具与泵上的数据接口相连接进行调试。然而，由于应用的需要，泵往往分布在偏远的位置（发电站）或者难以前往的位置（污水处理管道），这给调试带来了相当大的成本增加。

另一方面，由于泵的运行往往与民生密切相关（例如饮水、灌溉等），因此，泵的故障或者停运往往会造成相当严重的后果（如雨水提升泵故障并没有及时维修，在汛期会造成城市内涝，出现市内“看海”的尴尬）。这对泵提出了稳定性和可靠性方面的要求。通常，在泵站需要有专人值守，以便在泵运行出现故障时及时处置。然而，专人值守也造成了泵的运营成本的增加。

因此，需要发展泵的远程监测和控制技术。通过网络访问泵是一种可能的解决方案。也即，用户可以通过网络远程地收集泵的运行数据并且可以远程地控制泵的运行。然而，采用网络远程地传输数据存在着以下的问题。

一方面，可以考虑采用有线网络来访问泵。然而，正如上文所述，泵通常安装在偏远的位置或者难以访问的位置，这对有线网络的安装、维护带来了额外的困难。例如，一旦有线网络发生故障，往往也难以确定故障的位置。

另一方面，无线网络可以部分地克服上述问题。例如，只要无线通信环境许可，即使泵位于偏远的位置或者难以访问的位置，也可以采用无线通信来传递数据。这可以避免有线网络安装、维护带来的额外的困难。此外，无线网络故障的排查、维修也比有线网络方便。可以为泵安装GPRS通信装置或者WIFI通信装置，使得泵可以以无线的方式传送数据。

实用新型内容

然而，在现有技术中存在着这样的问题。即使泵可以配置有无线通信装置，然而如何使得用户在因特网上“找到”该泵是困难的。众所周知的是，在因特网上，每个用户可以被分配有唯一的IP地址，用以标识其在因特网上的位置，以供因特网的其他用户访问。因此，例如可以为每一个泵申请一个固定IP地址，以使得用户总是能通过该固定的IP地址访问泵。然而，众所周知的是，IP地址的资源是有限的，申请一个固定IP地址需要相当高的成本。而另一方面，在一个工程或者应用中，往往需要采用多个泵。这使得为每一个泵分配一个固定IP地址的成本过于高昂。通常，泵会通过网络服务提供商获得一个动态IP地址，由此登入因特网。然而，泵的用户往往也使用了这样的动态IP地址。这样，在双方都采用了动态IP地址的情况下，用户和泵无法知道对方的IP地址，因而无法相互访问。

很显然，对于有线网络来说，泵的远程访问也存在着上述问题。

考虑到上述以及其他方面，本实用新型旨在提供一种泵的远程控制系统，能够以低成本向用户提供泵的远程监测和控制能力。

根据本实用新型的一方面，提供了一种用于泵的远程监控的服务器，其特征在于所述服务器具有固定IP地址，泵和所述泵的远程控制终端能够利用该固定IP地址访问所述服务器，所述服务器包括：动态IP转换装置，所述动态IP转换装置解析并记录泵和所述泵的远程控制终端的动态IP地址；所述服务器利用所记录的动态IP地址在所述泵和所述泵的远程控制终端之间交换数据，以使得所述泵和所述远程控制终端能够彼此通信。

根据本实用新型的另一方面，提供了一种泵的远程控制系统，其特征在于包括泵和服务器，所述服务器具有固定IP地址；所述泵包括通信装置，所述通信装置能够利用所述固定IP地址与所述服务器通信；所述服务器包括动态IP转换装置，所述动态IP转换装置解析并记录泵和所述泵的远程控制终端的动态IP地址；以及所述服务器利用所记录的动态IP地址在所述泵和所述泵的远程控制终端之间交换数据，以使得所述泵和所述远程控制终端能够彼此通信。

通过上述技术方案，可以使得用户通过远程控制终端访问远程的泵，并且可以降低通信的成本。

附图说明

通过具体实施方式讲述本实用新型而不受附图限制，在附图中相似的附图标记表示类似的元件。图中的元件为简单和清楚起见而示出并且没有必要按比例绘制，可能为了强调某一部分而放大该部分或缩小其他部分，其中：

图1示出了根据本实用新型的一个实施例的泵的远程控制系统和具有动态IP转换装置的服务器的框图；

图2示出了根据本实用新型的可选实施例的泵的远程控制系统和具有多个功能性装置的服务器的框图。

以下将描述本实用新型的具体实施方式。

具体实施方式

附图1示出了根据本实用新型的泵远程控制系统的示意图。更具体地，所述泵远程控制系统包括泵1000、服务器2000。泵1000包括通信装置1100。服务器2000进一步包括动态IP转换装置2100。此外，用户可以通过远程通信终端3000与泵1000和服务器2000通信。

根据本实用新型的一个实施例，所述通信装置1100可以登陆因特网。例如，通信装置1100是GPRS通信装置。然而，本实用新型并不局限于具体的通信装置类型，只要该通信装置能够使得泵能够访问因特网上的服务器2000即可。例如，在一个实施例中，通信装置1100可以是通过WIFI或Ethernet接入互联网的通信装置。

根据本实用新型的一个实施例，服务器2000包括动态IP转换装置2100。动态IP转换装置2100可以根据通信装置1100的访问解析和记录通信装置1100的动态IP地址，例如以维护一个表的形式。

根据本实用新型，服务器2000具备固定IP地址。因此，泵1000中的通信装置1100总是可以通过该固定IP地址访问到服务器2000。例如，可以预先设定，只要在泵1000登入因特网的情况下，总是访问服务器2000的固定IP地址。如上所述，泵1000可能由于通信环境等原因短暂地失去与因特网的连接，然而，只要泵1000能够重新连接到因特网，即使其动态IP地址已经发生了变化，泵1000也能够通过服务器2000的固定IP地址与服务器2000通信。如此服务器2000就可以知道泵1000的动态IP地址。另一方面，远程通信终端3000也可以被预先告知或预先保存服务器2000的固定IP地址，这样，远程通信终端3000也总是可以访问到服务器2000的固定IP地址。

当用户希望了解泵1000的运行情况时，其可以通过远程通信终端3000来访问服务器2000。在一个实施例中，远程通信终端3000具备动态IP。服务器2000响应于远程通信终端3000的访问，将记录的泵1000的动态IP地址发送给远程通信终端3000。这样，远程通信终端3000就可以利用该动态IP地址访问泵1000。此时，泵1000可以响应于用户的访问而提供运行数据、参数等信息。而用户可以根据这些信息来控制泵的运行。另一方面，当泵希望将自身的某些运行状况报告给用户时，其也可以向服务器2000提出请求，服务器2000将与该泵对应的远程通信终端3000的动态IP地址转发给泵，由此泵可以与远程通信终端3000实现通信。

在另一个实施例中，泵和远程通信终端定时地向服务器2000报告自己的动态IP地址。在此实施例中，服务器2000并不将动态IP地址告知泵或远程通信终端，而是利用所记录的动态IP地址为双方转发数据。在泵的通信装置1100是GPRS装置的情况下，其动态IP地址变动得较为频繁。因此，在这种状况下，可以由服务器利用报告的动态IP地址为双方转发数据。

在一个实施例中，动态IP转换装置2100能够对来自外部的访问进行分析，识别数据包中是否包含了泵的标识符。当数据包中包含了标识符时，动态IP转换装置2100认为当前数据包是一个来自泵的数据包，并对其进行动态IP地址进行解析。否则，动态IP转换装置2100将不对该数据包进行解析，而是将数据包转发到服务器2000的其他部件进行处理。

在一个实施例中，依据上述运行原理，动态IP转换装置2100可以以硬件的方式设置在服务器2000中。在另一实施例中，动态IP转换装置2100可以以软件和硬件相结合的方式实现。在其他实施例中，动态IP转换装置2100也可以以计算机软件的方式实现。

以上结合附图讲述了根据本实用新型的一个实施例。在该实施例中，可以看出，本实用新型的服务器利用其中设置的动态IP转换装置，解决了使用动态IP的泵和终端用户之间无法相互访问的技术问题。如上文所述，动态IP转换装置使得具有动态IP地址的用户和泵可以彼此知道对方（例如，类似的，服务器也可以反过来响应于用户的访问而将用户的IP地址发送给泵）。这样，即使用户和/或泵短暂地失去与因特网的连接，当泵重新连接到因特网之后（可能具有不同的动态IP地址），用户仍然可以稳定地访问到位于远程位置的泵，并且实时地了解其运行状况。服务器还可以利用记录的动态IP地址直接为双方转发数据。使用本文中的技术方案，只需要为服务器申请固定IP即可，而泵和用户均可以使用动态IP，这样，可以使得整个系统的成本大为降低。

以下，结合附图讲述本文的优选实施例。在各实施例中，可能对泵远程控制系统中的各个组成部分增加一个或多个部件。本领域技术人员应当理解，尽管此处以包含了可能的全部装置的方式叙述了本实用新型的优选实施例，但是其中的各个装置在不影响彼此功能性的情况下是可以单独或以任意方式组合添加的。出于简明的考虑，本文并不穷举所有可能的排列组合方式，然而，本文意在包含所有部件的各种可能的组合方式。

在一个实施例中，泵1000还包括泵监测装置1200。服务器2000还包括安全装置2200、故障诊断装置2300、报警装置2400、专家数据库2500和授权码装置2600。以下将参照附图详细讲述各部件的构成和功能。

由于泵的运行可能涉及到重要的应用，例如水库、发电站等。因此，远程访问泵时，应当确保远程访问的安全性。对此，服务器2000可以包括安全装置2200，安全装置2200中记录了分配给每一个远程通信终端3000的用户标识符、对应的密码以及与泵与用户标识符的对应关系。当用户利用远程通信终端3000访问服务器2000时，可以发送远程通信终端3000的标识符和为远程通信终端3000分配的密码。安全装置2200将远程通信终端3000发送的标识符和密码与记录在其中的标识符和密码进行比对，当确定标识符和密码匹配时，才将与该用户标识符对应的泵的IP地址发送给远程通信终端3000。或者，只有在确定标识符和密码匹配时，服务器才为双方转发数据。

这样，可以保证仅有特定的用户才可以访问泵，确保了泵应用的安全性。

根据本实用新型的另一个实施例，可以利用虚拟IP传输技术来实现系统内的身份标识，以实现泵1000与远程通信终端3000的通信。虚拟IP传输是一种网络交换技术，运行于OSI（Open SystemInterconnection）网络模型的会话层，TCP/IP网络模型的应用层。

虚拟IP传输技术的运行原理如下：非对等网络上的设备引入二次编码，此编码以IP形式进行分配，在系统内唯一。该编码在后文中以虚拟IP（VIP，Virtual IP）命名。任何具有VIP的结点在发送数据时都在有效数据前加源VIP、目的VIP、保护密码及有效数据长度4个字段，数据编码规则具体见《虚拟IP传输协议1.1》。

任何网络（如中国移动的GPRS网络）的设备访问因特网的上的节点，是根据一定的NAT(Network Address Translation)转换规则通过路由设备来访问网络，路由设备一般具有公网IP（复杂的网络通过二级路由甚至多级路由获取）。通信装置1100(VIP普通结点)主动向服务器2000（VIP服务器）发起数据转发请求，服务器2000从收到的数据中提取通信装置1100所在网络路由器的IP地址，并示作泵1000的IP地址，存储于服务器2000的VIP-IP映射表中。同理远程通信终端3000的IP地址也按相同的方法获取和处理。

这样，当服务器收到泵或者所述远程控制终端的数据通信请求时，可以从所述虚拟IP地址-动态IP地址映射表获得相应的泵或者远程控制终端的IP地址，由此来实现告知对方IP地址或者为二者转发数据。在该实施例中，虚拟IP地址可以被视为识别身份的标识符，并且可以增加密码字段，用于保证访问的安全性。

在另一个实施例中，可以进一步加强对泵访问的安全性。在服务器2000中配置了授权码装置2600。授权码装置2600记录了为每一个远程通信终端3000分配的授权码。而远程通信终端3000在向服务器2000发送请求时，无需用户的人工输入，而是被配置为自动地发送为该远程通信终端3000预先分配的授权码。授权码装置2600核对远程通信终端3000发送的授权码，只有在发送的授权码与记录的授权码相匹配的情况下，服务器2000才响应远程通信终端3000的请求。而在远程通信终端3000没有发送授权码或者授权码与记录的授权码不相匹配的情况下，拒绝远程通信终端3000的请求。在一个实施例，授权码可以与用户标识符以及泵相关联。而三者之间的对应关系则被记录在授权码装置2600中。由此服务器2000可以知道用户在请求访问哪一个泵。

在该实施例中，授权码装置2600负责核对授权码。根据该实施例的服务器2000可以防止用户的标识符和密码被无意间泄露。换言之，只有被授权（被预先分配授权码的）的特定远程通信终端3000才被允许访问泵，而没有获得授权的远程通信终端3000无法通过服务器访问泵。这样，即使其他人可能无意间知道泵的动态IP地址和对应的密码，也无法通过未授权的终端来访问泵。

在另一实施例中，泵1000还包括泵监测装置1200。服务器2000包括报警装置2400。泵监测装置1200用于监测泵的各种运行参数。泵的运行参数包括，例如但不限于，运行时间、电流、电压、启动次数、轴承温度、泄露、震动、泵运行性能曲线、额定功率电流、工作点。泵监测装置1200中预先存储有泵的各种参数的阈值，由此监测泵的运行情况。例如，在泵监测装置1200中存储有泵的工作电流的阈值。当泵监测装置1200发现泵的工作电流高出预定的阈值时，泵1000通过通信装置1100将该情况报告给服务器2000，并将泵的工作参数发送给服务器2000。在报警装置2400中记录有远程通信终端3000的通信信息。在一个实施例中，通信信息例如可以是手机号码、电子邮件地址、iPhone推送功能或其他即时通信工具中的至少其中一种。当收到泵监测装置1200的报告时，报警装置2400利用用户的通信信息将该报告转发给远程通信终端3000，以使用户得知其所拥有的泵可能出现的运行故障。报警装置2400可以利用现有技术中的装置实现。

在该实施例中，泵运行参数的转发和报警并不是响应于用户的请求而提供的。相反，泵主动地发现了其自身运行的异常，并将该信息通过服务器报告给用户的远程通信终端。在现有技术中，由于用户和泵双方均采用了动态IP，因此，泵无法找到用户，也无法及时地将信息传递给终端用户。此外，有可能在泵发生故障时，用户并没有登入因特网或者处于无法访问因特网的情况，此时，用户无法及时地处理泵的故障。而根据本实用新型的实施例，由于服务器2000提供了固定IP地址，使得泵可以将信息发送到服务器处，由服务器提供的报警装置中记录的用户信息来通知用户，从而使得用户在无法访问因特网的情况下也可以第一时间获知泵的情况。

在一个优选实施例中，服务器2000还包括故障诊断装置2300和专家数据库2500。在该实施例中，响应于用户的请求，故障诊断装置2300对从泵1000发送来的运行数据进行分析，利用设置于服务器2000内的专家数据库2500对泵提供诊断。在一个实施例中，专家数据库2500中包括了为各种型号的泵建立的模型（例如等效电路）。利用这些模型，故障诊断装置2300利用所收到的运行参数进行计算，由此分析泵的故障。在一个实施例中，分析结果包括以下内容的至少其中之一：可能损坏的部件、可能造成故障的原因以及关于解决故障的至少一种方案。例如，专家数据库2500中可以包括每一种类型的泵通常可能出现的情况以及相应的运行参数。故障诊断装置2300可以对其进行查询，并且利用计算的结果与其中记录的条目相互匹配。在另一个实施例中，专家数据库2500还维护了每一个泵的运行环境，例如，记录了每一个泵的运行环境、用途等。这些信息可以被故障诊断装置2300使用来诊断泵可能的故障类型。例如，用于污水处理系统的泵通常会因为污水中的污物而产生堵塞。在优选实施例中，当故障诊断装置2300根据运行参数分析了故障之后，还为客户提供可能的解决方案。例如，故障诊断装置2300可能判断出泵的电源模块出现了故障，因而向用户给出上述分析结果，并且建议用户更换电源模块。

可选的，远程通信终端3000可以根据服务器2000中的故障诊断装置2300给出的分析和建议的参数，远程地控制泵1000的运行。在一个实施例中，如上所述，远程通信终端3000已经通过用户标识符、密码以及授权码得到了服务器2000的认可，进而从服务器2000获得了泵1000的当前动态IP。由此，远程通信终端3000可以根据该动态IP访问泵1000，使得泵1000根据故障诊断装置2300给出的建议参数或者用户自己设定的参数运行。

根据上述实施例，可以不必安排专人值守，而是允许用户远程地操作泵并且了解泵的具体故障情况。这进一步降低了成本。

在一个实施例中，远程通信终端3000可以是移动终端，例如，各种具有GPRS功能的手机。例如，远程通信终端3000可以是苹果公司出品的iPhone系列手机。在另一实施例中，远程通信终端3000可以是能够访问因特网的通用计算机、掌上电脑、或者其他便携式处理装置。

根据本实用新型，远程通信终端3000与泵1000的交互可以采用通常的方式进行。例如，泵1000可以具有泵控制装置1300。远程通信终端3000可以通过动态IP地址访问泵1000上的1300，并且修改其中设定的运行参数。然而，本领域技术人员也可以设想其他的可行的方式，例如，泵1000可以包括用户访问接口（未示出），该用户访问接口处理来自远程通信终端3000的访问并且提取用于泵1000的参数。

可以由本实用新型提供的利益和优点已经关于特定实施例进行了描述。这些利益和优点以及可能导致其发生或变得更显著的任何部件或限制不能被解释为任何或所有权利要求的关键的、需要的或必不可少的特征。

此处使用的术语仅仅是为了描述具体实施例，而并不意图限制本公开。如此处使用的，除非上下文清楚地另作说明，否则单数形式"一个"、"一种"和"所述"意图是也包括复数形式。

将进一步理解，当在本说明书中使用时，术语"包括"和/或"包含"表明所说明的特征、整体、步骤、操作、部件和/或组件的存在，但不是排除一个或多个其他特征、整体、步骤、操作、部件、组件及其组合的存在或者加入。在以下权利要求书中的相应的结构、材料、动作和所有装置或步骤加功能性元素的等价物意图包括用于执行如具体要求的与其他要求的元素组合的功能的任何结构、材料或者动作。因此，包括一组元件的装置、方法或其他实施例不仅局限于这些元件，可以包括没有列出或所声明的实施例固有的其他元件。已经出于示例和说明的目的给出了本实用新型的说明，但是其不是穷举的或者局限于所公开的形式的公开内容。在不背离本实用新型的保护范围和精神的情况下，本领域普通技术人员将明白多种改型和变化。

尽管已经参考特定实施例描述了本实用新型，应该理解实施例是示例性的，并且本实用新型的范围不局限于这些实施例。对上述实施例的多种变型、修改、附加以及改进都是可能的。应该预期这些变型、修改、附加以及改进落在如下面权利要求具体描述的本实用新型的范围内。

Claims (9)

1.一种泵的远程控制系统，其特征在于包括泵和服务器， 

所述服务器具有固定IP地址； 

所述泵包括通信装置，所述通信装置能够利用所述固定IP地址与所述服务器通信； 

所述服务器包括动态IP转换装置，所述动态IP转换装置以硬件方式设置在所述服务器中，解析并记录泵和所述泵的远程控制终端的动态IP地址；以及 

所述服务器利用所记录的动态IP地址在所述泵和所述泵的远程控制终端之间交换数据，以使得所述泵和所述远程控制终端能够彼此通信。 

2.如权利要求1所述的泵的远程控制系统，其特征在于， 

所述服务器将所述泵和所述远程控制终端之一的动态IP地址转发给另一方，由此使得所述泵和所述远程控制终端能够利用动态IP地址直接通信。 

3.如权利要求1所述的泵的远程控制系统，其特征在于， 

所述服务器利用记录的所述泵和所述远程控制终端的动态IP地址为双方转发数据。 

4.如权利要求1所述的泵的远程控制系统，其特征在于， 

所述泵包括泵监测装置； 

所述服务器包括报警装置； 

当所述泵监测装置监测到泵运行异常时，所述泵的通信装置向所述服务器报告泵的运行异常，并且将泵的运行参数发送到所述服务器； 

所述服务器的报警装置利用记录在其中的用户信息向所述远程 控制终端报告泵的运行异常，并且将泵的运行参数发送到所述远程控制终端。 

5.如权利要求1所述的泵的远程控制系统，其特征在于， 

所述服务器进一步包括故障诊断装置和专家数据库； 

所述泵被配置为响应于所述远程控制终端的请求向所述服务器发送泵的运行参数； 

响应于所述远程控制终端的请求，所述故障诊断装置被配置为从所述远程控制终端接收所述泵的运行参数，并且利用所述专家数据库基于所述运行参数分析所述泵的故障，并向所述远程控制终端报告分析结果。 

6.如权利要求1所述的泵的远程控制系统，其特征在于， 

所述远程控制终端利用所述泵的动态IP地址访问所述泵，从而控制所述泵的运行。 

7.如权利要求1所述的泵的远程控制系统，其特征在于， 

所述远程控制终端是移动终端和固定终端中的一种。 

8.如权利要求1所述的泵的远程控制系统，其特征在于， 

所述通信装置包括GPRS通信装置。 

9.如权利要求1-3中任意一项所述的泵的远程控制系统，其特征在于， 

所述服务器、所述远程控制终端和所述泵分别被分配有唯一的虚拟IP地址； 

利用所述虚拟IP地址，所述泵和所述远程控制终端定时向所述服务器报告当前的动态IP地址，所述服务器将所述泵和所述远程控制终端报告的动态IP地址记录在虚拟IP地址-动态IP地址映射表中； 

当所述服务器收到所述泵或所述远程控制终端的数据通信请求时，从所述虚拟IP地址-动态IP地址映射表获得相应的IP地址，由此来实现所述泵和所述远程控制终端之间的通信。 

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