一種基于安全短信的工控機(jī)監(jiān)控方法及系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及安全技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種基于安全短信的工控機(jī)監(jiān)控方法及系 統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002] 對于無人守護(hù)的用于監(jiān)控的運行WINDOWS或者泛UNIX操作系統(tǒng)的工控機(jī)來說，工 控機(jī)上實際運行的是一個工控軟件集合，即一個或多個運行在工控機(jī)上執(zhí)行工控任務(wù)的應(yīng) 用軟件。任何一個工控軟件故障都會影響工控任務(wù)的正常進(jìn)行。
[0003] 因為應(yīng)用軟件缺陷、電磁干擾、過高或過低的環(huán)境溫度以及運行溫度，會出現(xiàn)工控 軟件運行一段不確定時間后系統(tǒng)死機(jī)或者工控應(yīng)用軟件死循環(huán)的現(xiàn)象。盡管軟硬件的充分 測試可以減輕這種現(xiàn)象，但是并不能夠完全避免。實際調(diào)查表明，即使是非常仔細(xì)的開發(fā) 并測試后實現(xiàn)的軟件，出現(xiàn)軟件死循環(huán)或者設(shè)備死機(jī)等故障狀況的頻率也不低。而一旦無 人守護(hù)工控機(jī)死機(jī)，會造成事故或者經(jīng)濟(jì)損失。而解決問題的唯一辦法就是派人去現(xiàn)場復(fù) 位，因此導(dǎo)致較長時間的監(jiān)控空白，也耗費人力財力，增加系統(tǒng)的運行維護(hù)成本。工程實踐 表明，通常出現(xiàn)問題時，只要重啟系統(tǒng)就可以解決問題了?，F(xiàn)有的方案是使用看門狗定時 器來解決問題，具體如下：設(shè)定一個固定的時間，當(dāng)看門狗定時器計時到設(shè)定時間（溢出） 后就復(fù)位設(shè)備；在正常工作時候，能夠定時復(fù)位看門狗定時器，使得看門狗定時器不能夠溢 出；當(dāng)設(shè)備工作異常時候，不能夠或者來不及復(fù)位看門狗定時器，于是看門狗定時器溢出并 因而復(fù)位設(shè)備，使得設(shè)備或者軟件重啟。
[0004] 從理論上講，這種方案在設(shè)備上運行的軟件合理的布置了復(fù)位定時器指令的時機(jī) 時是沒有問題的，然而實際工業(yè)實踐表明這并不是容易的事情：首先，為了達(dá)到良好的效果 需要充分的試驗和仔細(xì)的調(diào)試以確定復(fù)位代碼（復(fù)位看門狗定時器的代碼）在軟件或系統(tǒng) 中的位置，這會導(dǎo)致軟件開發(fā)難度加大，進(jìn)度拉長；其次，布置在軟件中的復(fù)位代碼會破壞 軟件的結(jié)構(gòu)化，因而維護(hù)困難；最后，由于實際上運行環(huán)境的千差萬別以及不可能徹底的完 全測試軟件的各個細(xì)節(jié)，在某些情況下即使軟件陷入死循環(huán)看門狗定時器也可能得到按時 復(fù)位，因此不能按照預(yù)期設(shè)想復(fù)位系統(tǒng)。因此，這種方案也有缺陷。
[0005] 此外，通常的看門狗定時器的電源同被監(jiān)控系統(tǒng)為同一個電源，通常工控機(jī)就會 自帶看門狗定時器。在某些電源的異常情況（如短時中斷或突然大幅波動）導(dǎo)致故障的 情況下，看門狗本身的電源也會短時中斷或波動，導(dǎo)致看門狗被復(fù)位，丟失預(yù)先配置的信息 (比如是否允許溢出復(fù)位、溢出時間、以及是否允許計時等），導(dǎo)致監(jiān)控功能完全失效。最 后，當(dāng)出現(xiàn)故障時，對于那些一日上報數(shù)次甚至幾日上報一次數(shù)據(jù)的監(jiān)控設(shè)備的用戶，也只 有在設(shè)備故障發(fā)生一段時間后才能夠通過上傳數(shù)據(jù)中斷現(xiàn)象發(fā)現(xiàn)問題，而不能及時發(fā)現(xiàn)問 題，導(dǎo)致監(jiān)控空白以及因為不能及時解決問題導(dǎo)致的其他損失和事故。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明為克服上述的不足之處，目的在于提供一種基于安全短信的工控機(jī)監(jiān)控方 法，通過監(jiān)控人員處理監(jiān)控裝置所監(jiān)測的數(shù)據(jù)來控制工控機(jī)的工作狀態(tài)來達(dá)到監(jiān)控目的， 可以提高工控機(jī)可靠性，減少工控機(jī)故障時間，保障工控機(jī)正常運行。
[0007] 本發(fā)明另一目的在于提供一種基于安全短信的工控機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)，包括短信收發(fā)模 塊、監(jiān)控裝置及帶有監(jiān)控軟件的工控機(jī)，大大降低了工控機(jī)應(yīng)用軟件的開發(fā)成本和難度，同 時又保障了工控機(jī)正常運行。
[0008] 本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案達(dá)到上述目的：一種基于安全短信的工控機(jī)監(jiān)控方 法，包括如下步驟：
[0009] (1)監(jiān)控裝置連續(xù)查詢工控機(jī)上的監(jiān)控軟件以獲得工控軟件集合工作狀況及工控 機(jī)自身的工作狀況；
[0010] (2)若發(fā)現(xiàn)存在異常狀況，監(jiān)控裝置通過短信報告監(jiān)控人員；
[0011] (3)監(jiān)控人員收悉狀況后再通過安全短信遠(yuǎn)程發(fā)送處理命令給監(jiān)控裝置，監(jiān)控裝 置同監(jiān)控軟件配合對工控機(jī)進(jìn)行故障修復(fù)。
[0012] 作為優(yōu)選，所述步驟（1)檢測工控軟件集合工作狀況的方法包括如下步驟：
[0013] 1)預(yù)先對工控軟件集合的每一個軟件進(jìn)行壓力測試，獲得每個軟件的CPU占用率 及內(nèi)存占用量的正常范圍并提供給監(jiān)控軟件；
[0014] 2)在工控機(jī)軟件集合工作時監(jiān)控軟件通過OSAPI獲得工控軟件集合內(nèi)每一個軟 件的CPU占用率及內(nèi)存占用量；
[0015] 3)監(jiān)控軟件對比步驟1)與步驟2)的結(jié)果，得到工控軟件集合內(nèi)是否存在軟件工 作異常。
[0016] 作為優(yōu)選，所述步驟1)每個軟件的的CPU占用率及內(nèi)存占用量以配置文件形式提 供給監(jiān)控軟件，配置文件為ASCII碼文本文件。
[0017] 作為優(yōu)選，所述步驟（1)檢測工控機(jī)工作狀況的方法包括如下步驟：
[0018] i)監(jiān)控裝置主動定時與監(jiān)控軟件進(jìn)行串口通訊，若連續(xù)三次沒有回應(yīng)則斷定工控 機(jī)死機(jī)或故障；若全部得到回應(yīng)則斷定工控機(jī)正常；若得到部分回應(yīng)則斷定工控機(jī)異常；
[0019] ii)監(jiān)控裝置定時查詢工控機(jī)電源狀況，若電源電壓低于設(shè)定閾值則斷定工控機(jī) 電源異常。
[0020] 作為優(yōu)選，所述的安全短信通訊協(xié)議格式分為命令短信格式與回復(fù)短信格式，形 式如下所示：
[0021] 命令短信格式：[命令信息字符串]#內(nèi)部序列號#訪問口令
[0022] 回復(fù)短信格式：[響應(yīng)信息字符串]#內(nèi)部序列號#。
[0023] 作為優(yōu)選，所述步驟（3)對工控機(jī)進(jìn)行故障修復(fù)包括查詢操作及執(zhí)行操作；查詢 操作用于確定故障原因，執(zhí)行操作用于修復(fù)故障。
[0024] 作為優(yōu)選，所述執(zhí)行操作步驟時需要先執(zhí)行安全驗證，安全驗證需要監(jiān)控人員提 供序列號、訪問口令與短信驗證。
[0025] 一種基于安全短信的工控機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)，包括：監(jiān)控中心、短信收發(fā)模塊、監(jiān)控裝置、 帶有監(jiān)控軟件的工控機(jī)；監(jiān)控中心與短信收發(fā)模塊連接；短信收發(fā)模塊與監(jiān)控裝置無線連 接；監(jiān)控裝置與帶有監(jiān)控軟件的工控機(jī)通過串口連接。
[0026] 作為優(yōu)選，所述監(jiān)控裝置包括：監(jiān)控板、9針D型公插頭、GSM模塊、電源管理板、電 池、繼電器、功率測量模塊、電源輸入插座、電源輸出插座、底板、外殼；電源輸入插座分別與 電源管理板、功率測量模塊、電源輸出插座、繼電器連接；監(jiān)控板分別與GSM模塊、9針D型 公插頭、繼電器、功率測量模塊連接；電源管理板與電池連接；電源管理板為監(jiān)控板與GSM 模塊供電；監(jiān)控板、9針D型公插頭、GSM模塊、電源管理板、電池、繼電器、功率測量模塊、電 源輸入插座、電源輸出插座通過螺栓及螺帽固定在底板上；底板通過固定孔與螺栓、螺柱固 定在外殼內(nèi)部。
[0027] 作為優(yōu)選，所述監(jiān)控板包括MCU電路、電源穩(wěn)壓電路、電源連接器、繼電器驅(qū)動電 路、接線端子、LED、兩個RS232電平轉(zhuǎn)換電路、兩個RS232插座、UART連接器、PCB板；MCU電 路分別與UART連接器、兩個RS232電平轉(zhuǎn)換電路、LED、繼電器驅(qū)動電路、電源穩(wěn)壓電路連 接；兩個RS232電平轉(zhuǎn)換電路分別與兩個RS232插座連接；電源穩(wěn)壓電路分別與電源連接 器、繼電器驅(qū)動電路連接；繼電器驅(qū)動電路與接線端子連接；MCU電路、電源穩(wěn)壓電路、電源 連接器、繼電器驅(qū)動電路、接線端子、LED、兩個RS232電平轉(zhuǎn)換電路、兩個RS232插座、UART 連接器固定在PCB板上。
[0028] 作為優(yōu)選，所述電源管理板包括外電源輸入插座、監(jiān)控板電源連接器、短信模塊 電源連接器、電源適配器、電池充電電路、電池連接器、自動切換電路、穩(wěn)壓分路電路及PCB 板；外電源輸入插座與電源適配器連接；電源適配器分別與電池充電電路、自動切換電路 連接；電池充電電路、電池連接器、自動切換電路、穩(wěn)壓分路電路依次彼此連接；監(jiān)控板電 源連接器分別與電池充電電路、自動切換電路、穩(wěn)壓分路電路連接；短信模塊電源連接器與 穩(wěn)壓分路電路連接；外電源輸入插座、監(jiān)控板電源連接器、短信模塊電源連接器、電源適配 器、電池充電電路、電池連接器、自動切換電路、穩(wěn)壓分路電路固定在PCB板上。
[0029] 作為優(yōu)選，所述短信收發(fā)模塊為手機(jī)或短信收發(fā)設(shè)備。
[0030] 本發(fā)明的有益效果在于：（1)本發(fā)明可以用于提高工控機(jī)的可靠性、減少工控機(jī) 的故障時間、及時發(fā)現(xiàn)工控機(jī)故障、遠(yuǎn)程啟動、重啟、關(guān)閉工控機(jī)或工控應(yīng)用軟件；（2)采用 本發(fā)明的監(jiān)控系統(tǒng)，可以降低工控機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)維護(hù)費用，降低工控軟件開發(fā)難度和監(jiān) 控項目的風(fēng)險。
【附圖說明】
[0031] 圖1是本發(fā)明工控機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)總體原理示意圖；
[0032] 圖2是本發(fā)明監(jiān)控裝置及工控機(jī)同監(jiān)控裝置的連接原理示意圖；
[0033] 圖3是本發(fā)明監(jiān)控裝置結(jié)構(gòu)圖；
[0034] 圖4是本發(fā)明監(jiān)控板結(jié)構(gòu)圖；
[0035] 圖5是本發(fā)明電源管理板結(jié)構(gòu)圖；
[0036] 圖6是本發(fā)明監(jiān)控裝置嵌入式軟件數(shù)據(jù)流圖；
[0037] 圖7是本發(fā)明監(jiān)控軟件數(shù)據(jù)流圖。
【具體實施方式】
[0038] 下面結(jié)合具體實施例對本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步描述，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不僅限于 此：<