一種基于云計算技術的環境試驗設備遠程監控系統的制作方法
【專利摘要】一種基于云計算技術的環境試驗設備遠程監控系統，涉及云計算技術，物聯網，通訊【技術領域】。本發明提出了一個低成本的基于云計算技術的解決方案來改造現有環境試驗設備行業，讓這些設備制造商在不改變現有產品的基礎上，實現對環境試驗設備的集中管理、監控、數據的收集、分析等。其特征在于包含：設備接入網關[10]，運行在設備接入網關[10]上的網關中繼軟件[100]，運行在云計算機群[20]上的數據中心軟件系統[200]以及客戶端交互軟件[300]。本發明的一個有益效果是系統控制容量根據需求可無縫擴展，另一有益效果在于環境設備制造商及相關廠商無需自行構建服務器及購買公網IP，就可實現環境試驗設備的遠程監控。
【專利說明】一種基于云計算技術的環境試驗設備遠程監控系統

【技術領域】
[0001]本發明涉及一種基于云計算技術的環境試驗設備遠程監控系統，涉及云計算技術、物聯網、通訊【技術領域】。

【背景技術】
[0002]經過幾十年的發展，國內生產、制造了大量的環境試驗設備[11]，這些設備給醫藥，化工，電子材料，新材料等行業的發展做出了應有貢獻，但多年來，環境設備制造商還在基于單片機系統上研發、生產這些設備，所以目前百分之九十以上的環境試驗設備只有RS232/485這樣的通訊接口，導致對這些設備的操作、管理、試驗數據的收集、分析都極為不便；如何用一種技術方案將各個環境試驗設備生產廠家己有的和正在研發的環境試驗設備管理、監控起來，而且各廠家各單位在監控本公司或本單位的環境試驗設備時又互不干擾；本發明正是為解決這一現實問題而提出的。


【發明內容】

[0003]本發明要解決現有技術缺點，提供了一個低成本的基于云計算技術的解決方案來改造現有的環境試驗設備行業，讓這些設備制造商在不改變現有產品的基礎上，實現對環境試驗設備的集中管理、監控、以及試驗數據的收集、分析等。
[0004]本發明解決當前技術問題采用的技術方案:一種基于云計算技術的環境試驗設備遠程監控系統包括設備接入網關、運行在設備接入網關上的網關中繼軟件、運行在云計算機群上的數據中心軟件系統、客戶端交互軟件。
[0005]設備接入網關硬件模塊是為了不要大幅度改動現有環境試驗設備，通過這一模塊將環境試驗設備接入到互聯網的云計算機數據中心并實現環境試驗設備的尋址；設備接入網關硬件提供兩種與環境試驗設備連接方式:點對點方式如RS232、設備總線方式如RS485/CAN等；設備接入網關硬件也提供兩種與互聯網的接入方式:RJ45、WIFI。
[0006]運行在設備接入網關上的網關中繼軟件包含:網關通訊模塊、協議轉換模塊、設備操控模塊；網關通訊模塊用于與環境試驗設備以及云計算機群的數據中心軟件系統建立通訊鏈路，能自動發現云計算機群上運行的數據中心軟件系統并發出注冊請求，協商通訊的加密方式等；協議轉換模塊負責將設備側的通訊協議與互聯網側的一種加密的應用層協議互相轉換并作為環境試驗設備與數據中心軟件系統間的通訊橋梁；設備操控模塊能自動檢測環境試驗設備在線狀態，收集環境試驗設備的試驗數據并發送給云計算機群的數據中心軟件系統。
[0007]運行在云計算機群上的數據中心軟件系統的各子系統協同工作，伺服所有設備接入網關和客戶端的請求；資源池管理子系統能夠檢測到設備接入網關和用戶訪問的并發數量并根據此信息完成服務資源的創建，分配和清除，通過資源池管理子系統使得云計算機群的數據中心軟件系統能承載超大負荷的并發訪問；服務器通訊子系統能接收設備接入網關、客戶端交互軟件的請求與響應，完成通訊加密的協商并橋接設備接入網關和客戶端交互軟件的請求和響應。
[0008]客戶端交互軟件包含環境試驗設備交互模塊、設備接入網關交互模塊、用戶維護模塊、日志維護模塊、客戶端通訊模塊；客戶端通訊模塊負責和云計算機群的數據中心軟件系統建立通訊并溝通協商加密方式，發送其它模塊的請求到云計算機群的數據中心軟件系統并接收響應；環境試驗設備交互模塊負責環境試驗設備運行參數的查詢設置、狀態查詢、故障報警等功能；設備接入網關交互模塊負責設備接入網關屬性的查詢修改、故障報警等功能；用戶維護模塊負責用戶帳號的維護及訪問權限的分配，通過獨立管理各廠家各單位的帳號及設備的所屬權分配實現各廠家或各單位的環境試驗設備監控互不干擾；日志維護模塊負責記錄用戶所有操作以便責任追溯。
[0009]本發明的有益效果在于除了能隨時隨地監控環境試驗設備以外，監控系統的容量可無縫擴展，系統能根據接入的環境試驗設備的數量以及用戶訪問的并發數量來自動調整服務能力；加密的通訊幀在互聯網傳輸增強了系統的安全性。
[0010]本發明的另一有益效果在于環境設備制造商及相關廠商無需自行構建服務器，也無需購買公網IP就可實現任何時間，任何地點對其環境試驗設備進行操控，狀態監視等；只要通過設備接入網關就可將環境試驗設備接入到本監控系統中來，實現成本最優化。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0010]圖1是本發明的一個具體實施系統的總體結構及相互關系示意圖。
[0011]圖2是網關中繼軟件[100]的模塊結構示意圖。
[0012]圖3是數據中心軟件系統[200]的子系統結構示圖。
[0013]圖4是客戶端交互軟件[300]的模塊結構示意圖。
[0014]附圖標記說明:互聯網I ;設備總線2 ;設備接入網關10 ;環境試驗設備11 ;云計算機群20 ;移動智能設備31 ;電腦32 ;網關中繼軟件100 ;網關通訊模塊101 ;協議轉換模塊102 ;設備操控模塊103 ;數據中心軟件系統200 ;服務器通訊子系統201 ;日志管理子系統202 ;用戶管理子系統203 ;監控服務子系統204 ;資源池管理子系統205 ;客戶端交互軟件300 ;客戶端通訊模塊301 ;日志維護模塊302 ;用戶維護模塊303 ;設備接入網關交互模塊304 ;環境試驗設備交互模塊305。

【具體實施方式】
下面結合附圖的圖1，圖2，圖3以及圖4對本發明作進一步的說明:
如圖1所示，環境試驗設備[11]通過設備總線[2]或點對點方式與設備接入網關[10]互聯，設備總線[2]有RS485、CAN或其它類型的設備總線，常用的點對點方式有RS232 ;設備接入網關[10]通過互聯網[I]與云計算機群[20]通訊進行數據交換；移動智能設備
[31]或電腦[32]也通過互聯網[I]與云計算機群[20]建立通訊。
如圖2所示，網關中繼軟件[100]包含:網關通訊模塊[101]、協議轉換模塊[102]、設備操控模塊[103]。
[0015]如圖3所示，數據中心軟件系統[200]包含:服務器通訊子系統[201]、日志管理子系統[202]、用戶管理子系統[203]、監控服務子系統[204]、資源池管理子系統[205]。
[0016]如圖4所示，客戶端交互軟件[300]包含:客戶端通訊模塊[301]、日志維護模塊[302]、用戶維護模塊[303]、設備接入網關交互模塊[304]、環境試驗設備交互模塊[305]。
[0017]在云計算機群[20]上部署數據中心軟件系統[200];在移動智能設備[31]或電腦[32]上部署客戶端交互軟件[300];在設備接入網關[10]上部署網關中繼軟件[100]。
[0018]網關中繼軟件[100]的設備操控模塊[103]，基于設備側通訊協議通過網關通訊模塊[101]不僅不斷檢測環境試驗設備[11]的狀態，如是否產生了報警、設備是否離線等，而且主動收集環境試驗設備[11]的試驗數據，調用協議轉換模塊[102]將這些設備信息封裝成互聯側的一種加密的應用層通訊協議的通訊幀，通過網關通訊模塊[101]上報給云計算機群[20];反之，設備操控模塊[103]也可通過網關通訊模塊[101]接收數據中心轉發過來的客戶端請求通訊幀，并調用協議轉換模塊[102]將互聯網側通訊協議轉換成設備側的協議通訊幀后，通過網關通訊模塊[101]發送給環境試驗設備[11];協議轉換模塊[102]的核心功能就是在將設備側的通訊協議與互聯網側的一種加密的應用層通訊協議作相互轉換。
[0019]數據中心軟件系統[200]收到從設備接入網關[10]過來的環境試驗設備[11]的狀態信息和相關試驗數據，通過監控服務子系統[204]將這些數據存儲起來以供客戶端交互軟件[300]來查詢、分析；若客戶端交互軟件提出請求，由數據中心的軟件系統[200]主動推送這些狀態信息和試驗數據給客戶端，客戶端就會接收這些推送過來的信息并刷新相關的界面元素，呈現給終端用戶。
[0020]數據中心軟件系統[200]的日志管理子系統[202]會記錄所有用戶的操作，并存儲在數據中心的存儲單元中，具有日志維護權限賬號的用戶可以通過客戶端交互軟件[300]的日志維護模塊[302]來查詢，維護其所在公司下的所有日志信息。
[0021]數據中心軟件系統[200]的用戶管理子系統[203]管理所有用戶賬號，及其相應權限；隨著用戶賬號量的增加，系統會分配新的存儲資源及相應訪問服務資源以提升服務能力，具有用戶維護權限的賬號可以通過客戶端交互軟件[300]的用戶維護模塊[303]來查詢，維護其所在公司下的所有用戶信息。
[0022]數據中心軟件系統[200]的監控服務子系統[204]負責所有網關接入設備[10]和環境試驗設備[11]的注冊、管理；不僅分配資源來儲存所有設備接入網關[10]及環境試驗設備[11]的狀態信息及相關的試驗數據，而且接受、響應客戶端交互軟件[300]的設備接入網關交互模塊[304]以及環境試驗設備交互模塊[305]的請求并作響應。
[0023]數據中心軟件系統[200]的資源池管理子系統[205]具有負載量的檢測能力，根據檢測到的接入的環境試驗設備[11]以及用戶并發訪問數量，自動調整云計算機的服務數量，以及服務資源池的動態調配、管理，有別于傳統的遠程管理系統的服務器，無法具備這樣的靈活性，容量的無縫可擴展性。
【權利要求】
1.一種基于云計算技術的環境試驗設備遠程監控系統，其特征在于包含:設備接入網關[10]、運行在設備接入網關[10]上的網關中繼軟件[100]、云計算機群[20]上運行的數據中心軟件系統[200]、運行在移動智能設備[31]或電腦[32]上的客戶端交互軟件[300]。
2.根據權利要求1所述的一種基于云計算技術的環境試驗設備遠程監控系統，其特征在于所述的設備接入網關[10]能接入一個至幾十個環境試驗設備；設備接入網關[10]與環境試驗設備[11]的通訊物理連接方式為RS232或RS485或CAN或RS232、RS485、CAN的任何組合；設備接入網關[10]與互聯網[I]的連接方式為RJ45或WIFI或RJ45、WIFI的組入口 ο
3.根據權利要求1所述的一種基于云計算技術的環境試驗設備遠程監控系統，其特征在于所述的網關中繼軟件[100]包含:網關通訊模塊[101]、協議轉換模塊[102]、設備操控模塊[103];網關通訊模塊[101] —邊通過設備側通訊協議與環境試驗設備[11]通訊，一邊通過一種加密的應用層協議與云計算機群[20]的數據中心軟件系統[200]通訊；協議轉換模塊[102]作設備側通訊協議與互聯網側一種加密的應用層通訊協議互相轉換；設備操控模塊[103]負責操作環境試驗設備[11]的相應功能。
4.根據權利要求1所述的一種基于云計算技術的環境試驗設備遠程監控系統，其特征在于所述的數據中心軟件系統[200]包含:服務器通訊子系統[201]、日志管理子系統[202]、用戶管理子系統[203]、監控服務子系統[204]、資源池管理子系統[205]。
5.根據權利要求1所述的一種基于云計算技術的環境試驗設備遠程監控系統，其特征在于客戶端交互軟件[300]包含:客戶端通訊模塊[301]、日志維護模塊[302]、用戶維護模塊[303]、設備接入網關交互模塊[304]、環境試驗設備交互模塊[305]。
6.根據權利要求4所述的一種基于云計算技術的環境試驗設備遠程監控系統，其特征在于所述的資源池管理子系統[205]能根據接入的環境試驗設備[11]與客戶端交互軟件[300]并發訪問負載量自動調整云計算機群[20]的服務資源來提升系統的服務性能。
【文檔編號】H04L29/08GK104052805SQ201410257750
【公開日】2014年9月17日 申請日期:2014年6月11日 優先權日:2014年6月11日
【發明者】譚學源 申請人:上海康煦智能科技有限公司