專利名稱：水資源監(jiān)控通信系統(tǒng)及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于水資源管理及監(jiān)控技術(shù)，特別涉及在水資源管理及監(jiān)控中，可以集成 多種通信方式、多種監(jiān)控協(xié)議以及向多種數(shù)據(jù)接收方分發(fā)數(shù)據(jù)的一種水資源監(jiān)控通信系統(tǒng) 及方法。
背景技術(shù)：
隨著國民經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，及信息技術(shù)深入發(fā)展，特別是移動通信技術(shù)、及基于移 動通信技術(shù)的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的成熟與發(fā)展，水資源監(jiān)控也得到廣泛的發(fā)展與應(yīng)用。水資源監(jiān) 控是將水資源關(guān)注點(diǎn)的水量、水質(zhì)、水位等屬性信息經(jīng)由水資源監(jiān)控終端探測采集后，通過 移動通信網(wǎng)絡(luò)傳至水資源監(jiān)控中心。經(jīng)過幾年的建設(shè)，水資源監(jiān)控系統(tǒng)從深度與廣度上都得到了發(fā)展，圖1是現(xiàn)有的 多個(gè)水資源管理系統(tǒng)框圖；如圖1所示，多個(gè)水資源管理系統(tǒng)具有獨(dú)立的、各自的通信方 式及監(jiān)控協(xié)議，其問題主要表現(xiàn)為以下幾個(gè)方面
1)水資源監(jiān)控中心系統(tǒng)不統(tǒng)一
多個(gè)水資源管理系統(tǒng)一般是分期建設(shè)，并可能由不同廠商建設(shè)，從而形成多個(gè)獨(dú)立的 相互不兼容的系統(tǒng)。2)水資源監(jiān)控通信方式眾多
在各個(gè)獨(dú)立的相互不兼容的系統(tǒng)中，監(jiān)控終端的通信方式也多種多樣，主要有TCP/IP 、UDP/IP、無線短波、短信等通信方式，監(jiān)控終端在線模式也不同，有的是網(wǎng)絡(luò)總是連接狀態(tài) 的實(shí)時(shí)在線工作模式、有的是上報(bào)數(shù)據(jù)時(shí)刻開通網(wǎng)絡(luò)連接，其他時(shí)間斷開網(wǎng)絡(luò)連接的低功 耗在線工作模式。3)水資源監(jiān)控協(xié)議眾多
在各個(gè)獨(dú)立的相互不兼容的系統(tǒng)中，監(jiān)控終端的通信協(xié)議各不相同。4)接入監(jiān)控終端數(shù)量有限
各個(gè)獨(dú)立系統(tǒng)未能從大水資源系統(tǒng)考慮問題，所以設(shè)計(jì)接入水資源監(jiān)控終端的數(shù)量能 力有限。5)數(shù)據(jù)不能共享
各個(gè)獨(dú)立系統(tǒng)是水資源監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)的唯一歸屬點(diǎn)，不能向多點(diǎn)分發(fā)數(shù)據(jù)，從而不能滿足 多個(gè)水資源管理系統(tǒng)都需要同一個(gè)水資源監(jiān)控點(diǎn)數(shù)據(jù)的需求。6)不能滿足水資源監(jiān)控建設(shè)新需求
隨著水資源監(jiān)控技術(shù)發(fā)展，新建設(shè)的水資源管理系統(tǒng)需要新的通信方式、新的通信協(xié) 議的監(jiān)控終端，并與原來系統(tǒng)一起運(yùn)行，使整個(gè)水資源管理系統(tǒng)更加混亂。目前水資源管理系統(tǒng)存在上述問題，為水資源統(tǒng)一管理帶來巨大困難，是水資源 系統(tǒng)深入發(fā)展的嚴(yán)重障礙。所以各地陸續(xù)提出整合各個(gè)獨(dú)立的水資源管理系統(tǒng)，建立統(tǒng)一 的水資源監(jiān)控中心系統(tǒng)平臺的需求，要求能兼容各種水資源監(jiān)控終端，并能方便地?cái)U(kuò)展系 統(tǒng)以便兼容新的水資源監(jiān)控終端，從而實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一的可持續(xù)發(fā)展的水資源管理系統(tǒng)。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于上述問題，本發(fā)明目的在于提供一種水資源監(jiān)控通信系統(tǒng)及其方法，把各 個(gè)獨(dú)立的水資源管理系統(tǒng)中多種通信方式的、多種通信協(xié)議的監(jiān)控終端的通信及數(shù)據(jù)匯集 到該水資源監(jiān)控通信系統(tǒng)中，使得原有的各個(gè)水資源監(jiān)控中心系統(tǒng)可以剝離掉其通信功能 部分，從而為實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一的水資源管理系統(tǒng)提供基礎(chǔ)的獨(dú)立的監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)通信系統(tǒng)。為實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明提出一種水資源監(jiān)控通信系統(tǒng)，該水資源監(jiān)控通信 系統(tǒng)部署于水資源監(jiān)控終端及水資源管理系統(tǒng)中間，所述監(jiān)控通信系統(tǒng)包括
系統(tǒng)初始化及服務(wù)啟動模塊，完成初始化系統(tǒng)運(yùn)行環(huán)境，并啟動其他各個(gè)模塊；
配置管理模塊，負(fù)責(zé)解析及管理各種配置，所述各種配置是指各種監(jiān)控終端配置、各種 監(jiān)控通信協(xié)議配置、各模塊運(yùn)行參數(shù)配置，并負(fù)責(zé)為水資源監(jiān)控通信系統(tǒng)的各個(gè)模塊提供 運(yùn)行參數(shù)；
Web服務(wù)模塊，提供基本的WEB服務(wù)，并基于TOB服務(wù)，實(shí)現(xiàn)以TOB方式動態(tài)管理監(jiān)控終 端的配置；
監(jiān)控終端通信模塊，定義水資源監(jiān)控終端網(wǎng)絡(luò)通信功能接口，并提供TCP/IP、UDP/IP、 無線短波及短信的通信功能實(shí)現(xiàn)，接入水資源監(jiān)控終端，該模塊使用線程池技術(shù)，并在TCP/ IP通信方式中采用了無阻塞異步網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)，從而使得監(jiān)控通信系統(tǒng)能夠用較少的系統(tǒng) 資源接入大量監(jiān)控終端；
中心系統(tǒng)通信模塊，提供與中心水資源管理系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)通信功能接口及網(wǎng)絡(luò)通信數(shù)據(jù)接 口，實(shí)現(xiàn)與中心水資源管理系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)連接及數(shù)據(jù)通信功能，接收中心水資源管理系統(tǒng)的 下發(fā)命令，并向中心水資源管理系統(tǒng)返回監(jiān)控通信系統(tǒng)處理命令情況及命令結(jié)果；
協(xié)議池模塊，提供協(xié)議驅(qū)動接口，并提供基于此接口的多種常用監(jiān)控終端協(xié)議的驅(qū)動 實(shí)現(xiàn)，從而構(gòu)成協(xié)議池，基于該協(xié)議池，監(jiān)控通信系統(tǒng)可以接入不同廠商的各種監(jiān)控協(xié)議的 監(jiān)控終端，并能解析從監(jiān)控終端接收的數(shù)據(jù)，和構(gòu)造發(fā)向監(jiān)控終端的命令數(shù)據(jù)；當(dāng)有新的監(jiān) 控終端協(xié)議時(shí)，可以基于接口予以實(shí)現(xiàn)該協(xié)議的驅(qū)動，并加入到協(xié)議池中，從而使協(xié)議池模 塊支持新協(xié)議；
核心調(diào)度模塊，接收處理水資源監(jiān)控終端上報(bào)的各種數(shù)據(jù)及下發(fā)給監(jiān)控終端的各種命 令；本模塊采用線程池技術(shù)，用多線程并行處理所述監(jiān)控終端數(shù)據(jù)；本模塊對監(jiān)控終端數(shù) 據(jù)進(jìn)行分發(fā)，當(dāng)收到解析后的監(jiān)控終端數(shù)據(jù)后，從配置管理模塊得到該監(jiān)控終端數(shù)據(jù)分發(fā) 方向，并以各個(gè)數(shù)據(jù)分發(fā)方向的數(shù)據(jù)過濾條件，進(jìn)行數(shù)據(jù)過濾，通過過濾的數(shù)據(jù)再傳遞給對 應(yīng)的數(shù)據(jù)分發(fā)模塊；本模塊接收并處理從中心系統(tǒng)通信模塊轉(zhuǎn)發(fā)來的各種命令，若命令是 針對監(jiān)控通信系統(tǒng)本身的，則把命令交給本地命令處理子功能部分處理，該子功能部分對 本地命令分析處理，并把處理結(jié)果通過中心系統(tǒng)通信模塊返回給中心水資源管理系統(tǒng)；若 命令是針對監(jiān)控終端的，則先進(jìn)行命令數(shù)據(jù)解析，得到監(jiān)控終端的屬性，依據(jù)終端屬性數(shù)據(jù) 把命令傳遞給監(jiān)控終端命令管理子功能部分，然后把至此的命令處理情況通過中心系統(tǒng)通 信模塊返回給中心水資源管理系統(tǒng)；本模塊對監(jiān)控終端各維護(hù)一個(gè)命令隊(duì)列，隊(duì)列中存儲 待發(fā)送的各種監(jiān)控命令，并把命令按其優(yōu)先級進(jìn)行排隊(duì)，同時(shí)監(jiān)測系統(tǒng)的各種相關(guān)事件，發(fā) 生的事件將驅(qū)動線程池線程處理隊(duì)列中的命令，并把需要發(fā)送給監(jiān)控終端的命令發(fā)送出 去；本模塊維護(hù)監(jiān)控終端的網(wǎng)絡(luò)連接會話，并向其他功能模塊或功能部分提供網(wǎng)絡(luò)會話；
6本模塊維護(hù)監(jiān)控終端當(dāng)日及歷史的工作狀態(tài)，并向外提供監(jiān)控終端工作狀態(tài)信息；
數(shù)據(jù)分發(fā)模塊，定義向水資源管理系統(tǒng)分發(fā)數(shù)據(jù)的功能接口，并提供基于數(shù)據(jù)庫、TCP/ IP和UDP/IP網(wǎng)絡(luò)通信方式的數(shù)據(jù)分發(fā)功能實(shí)現(xiàn)；負(fù)責(zé)將核心調(diào)度模塊分發(fā)的監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)分 發(fā)給各個(gè)數(shù)據(jù)需求方。所述配置管理模塊的各種監(jiān)控終端的配置是對各種類型的監(jiān)控終端特別屬性的 配置，這些屬性使監(jiān)控通信系統(tǒng)能夠知道具體監(jiān)控終端的類型；各種監(jiān)控通信協(xié)議配置是 對各種監(jiān)控終端的通信協(xié)議及其驅(qū)動實(shí)現(xiàn)的配置；各個(gè)模塊運(yùn)行參數(shù)配置是對監(jiān)控通信系 統(tǒng)各個(gè)功能模塊運(yùn)行參數(shù)的配置。所述監(jiān)控終端通信模塊在有新的通信方式需要支持時(shí)，可以基于通信功能接口予 以新通信方式的擴(kuò)展實(shí)現(xiàn)，從而使得監(jiān)控通信系統(tǒng)可以接入各種通信方式的監(jiān)控終端。所述核心調(diào)度模塊維護(hù)的監(jiān)控終端歷史及當(dāng)日的工作狀態(tài)包括當(dāng)前在線情況、當(dāng) 前工作模式、歷史在線時(shí)長、當(dāng)日在線時(shí)長、歷史掉線時(shí)長、當(dāng)日掉線時(shí)長、歷史命令成功次 數(shù)、當(dāng)日命令成功次數(shù)、歷史命令失敗次數(shù)、當(dāng)日命令失敗次數(shù)、歷史主動上報(bào)數(shù)據(jù)次數(shù)、當(dāng) 日主動上報(bào)數(shù)據(jù)次數(shù)、當(dāng)日各次主動上報(bào)數(shù)據(jù)時(shí)刻、歷史上行數(shù)據(jù)流量、當(dāng)日上行數(shù)據(jù)流 量、歷史下行數(shù)據(jù)流量和當(dāng)日下行數(shù)據(jù)流量；所述當(dāng)前工作模式為查詢應(yīng)答(隨時(shí)響應(yīng)命 令的常在線模式)、自報(bào)確認(rèn)(當(dāng)上報(bào)數(shù)據(jù)時(shí)在線的非常在線工作模式)兩種工作模式。本發(fā)明還提出一種水資源監(jiān)控通信方法，該方法包括步驟
將水資源監(jiān)控通信系統(tǒng)部署于水資源監(jiān)控終端及水資源管理系統(tǒng)中間，接入采用各種 通信方式的水資源監(jiān)控終端，接收使用各種監(jiān)控通信協(xié)議的水資源監(jiān)控終端監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)；接 入中心水資源管理系統(tǒng)，接收中心系統(tǒng)下發(fā)的針對各種監(jiān)控通信協(xié)議的水資源監(jiān)控終端的 命令數(shù)據(jù)；
所述水資源監(jiān)控通信系統(tǒng)對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，屏蔽各種監(jiān)控終端的差異，并且對外提供 統(tǒng)一的透明的功能接口和數(shù)據(jù)接口，以統(tǒng)一的方式完成上報(bào)水資源監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)和下發(fā)水資源 監(jiān)控命令，并向各個(gè)數(shù)據(jù)接收方分發(fā)水資源監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)；
所述各種通信方式是指TCP/IP通信、UDP/IP通信、無線短波通信、短信通信； 所述接收使用各種監(jiān)控通信協(xié)議的數(shù)據(jù)是指所述水資源監(jiān)控通信系統(tǒng)定義通用協(xié)議 功能接口，基于所述接口接收并處理采用各種通信協(xié)議的水資源監(jiān)控終端上報(bào)的監(jiān)控?cái)?shù)據(jù) 及下發(fā)的監(jiān)控命令；
所述向多個(gè)數(shù)據(jù)接收方分發(fā)數(shù)據(jù)是指所述水資源監(jiān)控通信系統(tǒng)將一個(gè)監(jiān)控終端的數(shù) 據(jù)發(fā)向多個(gè)目的地，即不同的水資源管理系統(tǒng)；
所述下發(fā)水資源監(jiān)控命令是指所述水資源監(jiān)控通信系統(tǒng)以統(tǒng)一的數(shù)據(jù)接口接收中心 水資源管理系統(tǒng)的監(jiān)控命令，并對命令數(shù)據(jù)解析、構(gòu)造處理，生成針對某個(gè)監(jiān)控終端專門通 信協(xié)議的數(shù)據(jù)，最后通過網(wǎng)絡(luò)下發(fā)給監(jiān)控終端。所述上報(bào)水資源監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)時(shí)，所述監(jiān)控通信系統(tǒng)接入監(jiān)控終端的網(wǎng)絡(luò)連接，調(diào)用 線程池，由線程接收監(jiān)控終端數(shù)據(jù)，然后判斷監(jiān)控終端在線情況，如果未在線，則進(jìn)行上線 處理過程，處理上線完成后繼續(xù)向下處理過程，如果在線則直接向下處理過程；向下處理過 程首先更新保存監(jiān)控終端的運(yùn)行狀態(tài)，然后調(diào)用線程池，將處理任務(wù)交由線程處理，先查詢 監(jiān)控終端的配置屬性，以屬性得到監(jiān)控終端DTU數(shù)據(jù)層協(xié)議驅(qū)動，進(jìn)行DTU層數(shù)據(jù)解析，如 果解析后的數(shù)據(jù)是RTU數(shù)據(jù)層數(shù)據(jù)，再以屬性得到監(jiān)控終RTU數(shù)據(jù)層協(xié)議驅(qū)動，進(jìn)行RTU層
7數(shù)據(jù)解析，對解析后的數(shù)據(jù)進(jìn)行判斷，如果數(shù)據(jù)是水資源監(jiān)控相關(guān)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)，查詢監(jiān)控終端 的配置屬性，得到該監(jiān)控終端數(shù)據(jù)分發(fā)方向，把數(shù)據(jù)傳送給各個(gè)數(shù)據(jù)分發(fā)方向，在每個(gè)方向 上，進(jìn)行該方向的數(shù)據(jù)過濾，經(jīng)過濾后，如果數(shù)據(jù)需要發(fā)布，則將數(shù)據(jù)傳遞給對應(yīng)的數(shù)據(jù)發(fā) 送模塊，進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送分發(fā)；
所述由線程接收的監(jiān)控終端數(shù)據(jù)，經(jīng)DTU層解析的數(shù)據(jù)不是RTU數(shù)據(jù)、經(jīng)RTU層解析的 數(shù)據(jù)不是水資源監(jiān)控相關(guān)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)以及不需要分發(fā)的數(shù)據(jù)，則舍棄數(shù)據(jù)；
所述由線程接收的監(jiān)控終端數(shù)據(jù)，處理數(shù)據(jù)后判斷是否回復(fù)監(jiān)控終端，如果不需要回 復(fù)，則無任何動作執(zhí)行，結(jié)束監(jiān)控終端數(shù)據(jù)處理流程；如果需要回復(fù)監(jiān)控終端，則構(gòu)造應(yīng)答 命令數(shù)據(jù)，并把命令數(shù)據(jù)發(fā)向命令處理模塊，使命令數(shù)據(jù)進(jìn)入下發(fā)水資源監(jiān)控命令處理流 程。所述下發(fā)水資源監(jiān)控命令，水資源監(jiān)控通信系統(tǒng)從水資源管理系統(tǒng)接收下發(fā)的監(jiān) 控命令，進(jìn)行數(shù)據(jù)解碼，解析出命令數(shù)據(jù)，此時(shí)命令叫做原生命令；如果命令是針對監(jiān)控通 信系統(tǒng)的內(nèi)容命令，進(jìn)行內(nèi)部命令處理，并把命令處理結(jié)果從接收數(shù)據(jù)通道返回給中心水 資源管理系統(tǒng)；如果命令是對針監(jiān)控終端的監(jiān)控命令，系統(tǒng)對該命令的處理方式由系統(tǒng)的 工作模式?jīng)Q定
當(dāng)系統(tǒng)運(yùn)行于監(jiān)控終端常在線工作模式，如果命令是針對監(jiān)控終端RTU的命令，則查 詢監(jiān)控終端配置，得到RTU數(shù)據(jù)層協(xié)議驅(qū)動，利用驅(qū)動進(jìn)行RTU數(shù)據(jù)層數(shù)據(jù)構(gòu)造，再查詢監(jiān) 控終端配置，得到DTU數(shù)據(jù)層協(xié)議驅(qū)動，利用驅(qū)動進(jìn)行DTU數(shù)據(jù)層數(shù)據(jù)構(gòu)造，將已構(gòu)造命令 轉(zhuǎn)發(fā)給監(jiān)控終端命令管理部分處理；如果命令不是針對監(jiān)控終端RTU的命令，則命令是針 對監(jiān)控終端的DTU的命令，查詢監(jiān)控終端配置，得到DTU數(shù)據(jù)層協(xié)議驅(qū)動，利用驅(qū)動進(jìn)行DTU 數(shù)據(jù)層數(shù)據(jù)構(gòu)造，將已構(gòu)造命令轉(zhuǎn)發(fā)給監(jiān)控終端命令管理部分處理；
所述系統(tǒng)當(dāng)運(yùn)行于監(jiān)控終端非常在線工作模式時(shí)，將所述解析出的原生命令直接轉(zhuǎn)發(fā) 給監(jiān)控終端命令管理部分處理；
所述監(jiān)控終端命令管理部分接收到轉(zhuǎn)發(fā)來的各種命令時(shí)，將命令添加到命令隊(duì)列中， 并按命令優(yōu)先級進(jìn)行排序，命令隊(duì)列由各種相關(guān)事件驅(qū)動，觸發(fā)線程池線程啟動處理命令 工作流程；
所述命令隊(duì)列由事件驅(qū)動觸發(fā)線程池線程啟動處理命令工作，首先判斷命令是否為下 發(fā)給監(jiān)控終端的上報(bào)數(shù)據(jù)應(yīng)答命令，如果是，則把命令從命令緩存中清除，并把命令發(fā)送出 去，結(jié)束一個(gè)命令處理工作，如果不是，則判斷命令結(jié)果是否已經(jīng)收到，如果命令結(jié)果已經(jīng) 收到，則把命令從命令緩存中清除，結(jié)束一個(gè)命令處理工作，如果命令結(jié)果未收到，判斷命 令是否為原生命令，如果為原生命令，則把命令從命令緩存中清除，并把命令回傳命令接收 功能部分，進(jìn)入構(gòu)造命令過程，如命令不是原生命令，則判斷監(jiān)控終端是否在線，如果在線， 先判斷命令是否超時(shí)，如果命令超時(shí)，則把命令從命令緩存中清除，結(jié)束一個(gè)命令處理工 作，如果不超時(shí)，則判斷命令是否有效，如果無效，則把命令從命令緩存中清除，結(jié)束一個(gè)命 令處理工作，如果有效，則把命令從監(jiān)控終端網(wǎng)絡(luò)連接發(fā)送出去，結(jié)束一個(gè)命令處理工作， 如果不在線，則判斷命令是否為監(jiān)控終端不在線即刪除命令，如果是，則把命令從命令緩存 中清除，結(jié)束一個(gè)命令處理工作，如果不是，則判斷命令是否超時(shí)，如果命令超時(shí)，則把命令 從命令緩存中清除，結(jié)束一個(gè)命令處理工作，如果不超時(shí)，直接結(jié)束一個(gè)命令處理工作。通過比較可發(fā)現(xiàn)本發(fā)明的技術(shù)方案與現(xiàn)有技術(shù)區(qū)別，從而產(chǎn)生了較為明顯的有益效果
1)定義了通用監(jiān)控終端通信方式接口，并提供常用通信方式實(shí)現(xiàn)，并能方便地?cái)U(kuò)展實(shí) 現(xiàn)新的通信方式，從而可以統(tǒng)一接入采用不同通信方式的監(jiān)控終端；
2)定義了通用監(jiān)控終端通信協(xié)議接口，可提供各種監(jiān)控通信協(xié)議的實(shí)現(xiàn)，并能方便地 擴(kuò)展實(shí)現(xiàn)新的監(jiān)控通信協(xié)議，從而可以統(tǒng)一接入采用不同監(jiān)控通信協(xié)議的監(jiān)控終端；
3)采用線程池技術(shù)，實(shí)現(xiàn)并發(fā)處理功能，從而可以接入大批量監(jiān)控終端；
4)定義了通用數(shù)據(jù)分發(fā)通信接口，并提供常用數(shù)據(jù)分發(fā)通信方式實(shí)現(xiàn)，并能方便地實(shí) 現(xiàn)新的數(shù)據(jù)分發(fā)通信方式，從而實(shí)現(xiàn)監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)多方向分發(fā)功能，滿足了對監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)共享要 求；
5)系統(tǒng)的各個(gè)模塊定義了通用接口，提供配置管理模塊統(tǒng)一管理各模塊運(yùn)行參數(shù)，并 采用了接口編程模式，從而能夠很容易地實(shí)現(xiàn)功能擴(kuò)展；
6)把現(xiàn)有的水資源監(jiān)控管理系統(tǒng)中的通信功能部分剝離出來，形成獨(dú)立的水資源監(jiān)控 通信系統(tǒng)，并屏蔽了各種監(jiān)控終端的差異性，使得現(xiàn)有的各種水資源監(jiān)控管理系統(tǒng)可以整 合成統(tǒng)一的水資源管理系統(tǒng)；
7)將水資源管理系統(tǒng)與監(jiān)控通信系統(tǒng)分離開，使得系統(tǒng)可以靈活整合與部署，可以采 用多個(gè)監(jiān)控通信系統(tǒng)，多個(gè)監(jiān)控通信系統(tǒng)也可以分布式部署，從而可以極大地增加系統(tǒng)容 量，使系統(tǒng)能夠接入大批量水資源監(jiān)控終端。


圖1是現(xiàn)有的多個(gè)獨(dú)立的水資源管理系統(tǒng)示意圖； 圖2是組合了監(jiān)控通信系統(tǒng)的水資源管理系統(tǒng)示意圖3是組合了分布式部署的監(jiān)控通信系統(tǒng)的水資源管理系統(tǒng)示意圖； 圖4是本發(fā)明的水資源監(jiān)控通信系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖； 圖5是處理監(jiān)控終端上報(bào)監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)的流程圖； 圖6、圖7是處理向監(jiān)控終端下發(fā)監(jiān)控命令的流程圖。
具體實(shí)施例方式為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合具體實(shí)施例并配合 附圖，對本發(fā)明進(jìn)一步詳細(xì)說明。水資源監(jiān)控通信系統(tǒng)集中接入不同廠商各種通信方式、各種通信協(xié)議的水資源監(jiān) 控終端，屏蔽各種監(jiān)控終端的差異，并且對外提供統(tǒng)一的透明的功能接口和數(shù)據(jù)接口，以統(tǒng) 一的方式完成上報(bào)水資源監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)和下發(fā)水資源監(jiān)控命令，并能向各個(gè)數(shù)據(jù)接收方分發(fā)水 資源監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)。圖2是本發(fā)明組合了通信系統(tǒng)的水資源管理系統(tǒng)示意圖；如圖所示，水資源監(jiān)控 通信系統(tǒng)部署于水資源監(jiān)控終端和水資源管理系統(tǒng)中間，監(jiān)控通信系統(tǒng)可以接入采用各種 通信方式的監(jiān)控終端，接收各種監(jiān)控通信協(xié)議的數(shù)據(jù)，并對各種監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)進(jìn)行處理，以統(tǒng)一 數(shù)據(jù)接口結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)，最后發(fā)送給多個(gè)數(shù)據(jù)接收方。監(jiān)控通信系統(tǒng)以統(tǒng)一的數(shù)據(jù)接口接收 中心水資源管理系統(tǒng)的監(jiān)控命令，并對命令數(shù)據(jù)解析、構(gòu)造處理，生成針對特別監(jiān)控終端專 門通信協(xié)議的數(shù)據(jù)，最后通過網(wǎng)絡(luò)下發(fā)給監(jiān)控終端。
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上述各種通信方式指當(dāng)前在水資源監(jiān)控中常用的TCP/IP通信、UDP/IP通信、無線 短波通信、短信通信四種。本發(fā)明水資源監(jiān)控通信系統(tǒng)定義通用通信功能接口，并提供這些 通信方式的實(shí)現(xiàn)，從而可以接入采用這些通信方式的水資源監(jiān)控終端。上述各種通信協(xié)議指監(jiān)控終端所采用的上報(bào)監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)及下發(fā)監(jiān)控命令的數(shù)據(jù)通 信協(xié)議。本發(fā)明水資源監(jiān)控通信系統(tǒng)定義通用協(xié)議功能接口，基于接口可實(shí)現(xiàn)各種水資源 監(jiān)控通信協(xié)議，從而可接收處理采用各種協(xié)議的監(jiān)控終端的數(shù)據(jù)及命令。上述屏蔽各種監(jiān)控終端的差異以及提供統(tǒng)一的透明的功能接口和數(shù)據(jù)接口，指監(jiān) 控通信系統(tǒng)處于監(jiān)控終端與水資源管理系統(tǒng)之間，從水資管理系統(tǒng)只能看到監(jiān)控通信系 統(tǒng)，監(jiān)控通信系統(tǒng)提供統(tǒng)一的透明的接口，從而屏蔽了各種監(jiān)控終端的差異性。上述向多個(gè)數(shù)據(jù)接收方分發(fā)數(shù)據(jù)指監(jiān)控通信系統(tǒng)能夠?qū)⒁粋€(gè)監(jiān)控終端的數(shù)據(jù)發(fā) 向多個(gè)目標(biāo)水資源管理系統(tǒng)。圖3所示多個(gè)水資源監(jiān)控通信系統(tǒng)分布式部署方式，雖然每個(gè)水資源監(jiān)控通信系 統(tǒng)都能完成上述各項(xiàng)功能，但因分布式部署多個(gè)水資源監(jiān)控通信系統(tǒng)，所以增加了系統(tǒng)容 量，可以接入海量監(jiān)控終端。為實(shí)現(xiàn)上述監(jiān)控通信系統(tǒng)技術(shù)解決方案，監(jiān)控通信系統(tǒng)技術(shù)框架設(shè)計(jì)如圖4所 示。監(jiān)控通信系統(tǒng)主要分為八個(gè)功能模塊
1)系統(tǒng)初始化及服務(wù)啟動模塊
2)配置管理模塊
3)Web服務(wù)模塊
4)監(jiān)控終端通信模塊
5)中心系統(tǒng)通信模塊
6)協(xié)議池模塊
7)核心調(diào)度模塊
8)數(shù)據(jù)分發(fā)模塊
上述各個(gè)功能模塊提供專門的功能，各個(gè)模塊組合起來，共同完成監(jiān)控通信系統(tǒng)的功能。上述系統(tǒng)初始化及啟動模塊負(fù)責(zé)初始化系統(tǒng)運(yùn)行環(huán)境，并啟動其他各個(gè)模塊。上述配置管理模塊負(fù)責(zé)解析及管理各種配置，主要有各種監(jiān)控終端配置、各種監(jiān) 控通信協(xié)議配置、系統(tǒng)各個(gè)模塊運(yùn)行參數(shù)配置。其中各種監(jiān)控終端配置詳細(xì)配置了各種類 型的監(jiān)控終端的特別屬性，使監(jiān)控通信系統(tǒng)能知道具體類型的監(jiān)控終端的屬性；其中各種 監(jiān)控通信協(xié)議配置詳細(xì)配置了各種監(jiān)控終端的通信協(xié)議及其驅(qū)動的實(shí)現(xiàn)；其中各個(gè)模塊運(yùn) 行參數(shù)配置詳細(xì)配置了監(jiān)控通信系統(tǒng)各個(gè)功能模塊的運(yùn)行參數(shù)。配置管理模塊為監(jiān)控通信 系統(tǒng)各個(gè)模塊提供運(yùn)行參數(shù)。 上述WEB服務(wù)模塊使監(jiān)控通信系統(tǒng)能夠提供基本的WEB服務(wù)，基于TOB服務(wù)，實(shí)現(xiàn) 以TOB方式動態(tài)管理監(jiān)控終端的配置。 上述監(jiān)控終端通信模塊定義了監(jiān)控終端網(wǎng)絡(luò)通信功能接口，并提供了 TCP/IP、 UDP/IP、無線短波及短信等通信方式的通信功能實(shí)現(xiàn)，從而能夠接入各種通信方式的監(jiān)控 終端，如果有新的通信方式，可以基于通信功能接口予以擴(kuò)展實(shí)現(xiàn)，從而使得監(jiān)控通信系統(tǒng) 基于此模塊可以接入各種通信方式的監(jiān)控終端。同時(shí)該模塊使用線程池技術(shù)，并在TCP/IP通信方式中采用了無阻塞異步網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)，從而使得監(jiān)控通信系統(tǒng)能夠用較少的計(jì)算機(jī) 系統(tǒng)資源接入大量監(jiān)控終端。上述中心系統(tǒng)通信模塊提供了與水資源管理系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)通信功能接口及網(wǎng)絡(luò)通信 數(shù)據(jù)接口，實(shí)現(xiàn)與中心水資源管理系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)連接及數(shù)據(jù)通信功能，接收中心水資源管理 系統(tǒng)的下發(fā)命令，并向中心水資源管理系統(tǒng)返回監(jiān)控通信系統(tǒng)處理命令情況及命令結(jié)果。上述協(xié)議池模塊提供了協(xié)議驅(qū)動接口，并提供基于此接口實(shí)現(xiàn)的多種常用監(jiān)控終 端協(xié)議驅(qū)動，從而構(gòu)成協(xié)議池。如果有新的監(jiān)控終端協(xié)議，可以基于接口予以實(shí)現(xiàn)新協(xié)議的 驅(qū)動，并加入到協(xié)議池中?；趨f(xié)議池，監(jiān)控通信系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了接入不同廠商的各種監(jiān)控協(xié)議 的監(jiān)控終端，并能解析從監(jiān)控終端接收的數(shù)據(jù)，也能構(gòu)造發(fā)向監(jiān)控終端的命令數(shù)據(jù)。上述核心調(diào)度模塊是監(jiān)控通信系統(tǒng)主要業(yè)務(wù)處理功能模塊，其一功能是本模塊的 監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)處理及調(diào)度子功能部分的功能，即接收處理監(jiān)控終端上報(bào)數(shù)據(jù)。當(dāng)從監(jiān)控終端通 信模塊接收到監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)時(shí)，其從本模塊的監(jiān)控終端會話管理子功能部分查詢對應(yīng)的監(jiān)控終 端網(wǎng)絡(luò)會話，如果不存在監(jiān)控終端網(wǎng)絡(luò)會話，則說明數(shù)據(jù)是監(jiān)控終端初始上線數(shù)據(jù)，從配置 管理模塊得到各種協(xié)議，進(jìn)行上線數(shù)據(jù)與協(xié)議匹配，匹配出監(jiān)控終端的協(xié)議，并構(gòu)造監(jiān)控終 端網(wǎng)絡(luò)會話，然后把會話交于本模塊的監(jiān)控終端會話管理子功能部分予以管理；如果監(jiān)控 終端上報(bào)數(shù)據(jù)時(shí)網(wǎng)絡(luò)會話管理子功能部分存在監(jiān)控終端網(wǎng)絡(luò)會話，根據(jù)會話屬性，從協(xié)議 池中得到對應(yīng)的協(xié)議驅(qū)動，用此驅(qū)動進(jìn)行數(shù)據(jù)解析，再把解析后的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)化，然后把數(shù)據(jù) 傳遞給本模塊的監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)分發(fā)子功能部分進(jìn)行數(shù)據(jù)分發(fā)處理。本模塊的監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)處理及調(diào) 度子功能部分要接收處理大量監(jiān)控終端的并發(fā)數(shù)據(jù)，因此本部分采用了線程池技術(shù)，用多 線程并行處理監(jiān)控終端數(shù)據(jù)，從而提高系統(tǒng)的性能。上述核心調(diào)度模塊其二功能是本模塊的監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)分發(fā)子功能部分功能，即對監(jiān)控 數(shù)據(jù)進(jìn)行分發(fā)，當(dāng)本模塊的數(shù)據(jù)分發(fā)子功能部分收到解析并結(jié)構(gòu)化的監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)后，從配置 管理模塊得到該監(jiān)控終端數(shù)據(jù)的多個(gè)分發(fā)方向，并以各個(gè)數(shù)據(jù)分發(fā)方向的數(shù)據(jù)過濾條件， 進(jìn)行數(shù)據(jù)過濾，通過過濾的數(shù)據(jù)即是確實(shí)需要分發(fā)的數(shù)據(jù)，然后把數(shù)據(jù)傳遞給對應(yīng)的數(shù)據(jù) 分發(fā)模塊。上述核心調(diào)度模塊其三功能是本模塊的中心系統(tǒng)數(shù)據(jù)處理與調(diào)度子功能部分功 能，即接收并處理從水資管理系統(tǒng)通信模塊接收到的各種命令。如果命令是針對監(jiān)控通信 系統(tǒng)的本地命令，則轉(zhuǎn)發(fā)給本地命令處理子功能部分，該子功能部分進(jìn)行命令處理，并把命 令結(jié)果通過中心系統(tǒng)通信模塊返回給中心系統(tǒng)。如果命令是針對監(jiān)控終端的命令，則進(jìn)行 命令數(shù)據(jù)解析，得到監(jiān)控終端的屬性，依據(jù)終端屬性把命令傳遞給本模塊的監(jiān)控終端命令 管理子功能部分，然后把至此的命令處理情況通過中心系統(tǒng)通信模塊返回給中心系統(tǒng)。上述核心調(diào)度模塊其四功能是本模塊的監(jiān)控終端命令管理子功能部分的功能，即 對每個(gè)監(jiān)控終端維護(hù)一個(gè)命令隊(duì)列，隊(duì)列中緩存待發(fā)送的各種監(jiān)控命令，并把命令按其優(yōu) 先級進(jìn)行排列，同時(shí)本功能部分探測監(jiān)控終端的各種事件，當(dāng)有事件發(fā)生時(shí)，并發(fā)現(xiàn)存在待 發(fā)命令并且監(jiān)控終端網(wǎng)絡(luò)處于可發(fā)送命令狀態(tài)時(shí)，將命令隊(duì)列第一優(yōu)先級命令出列，如果 該命令是未構(gòu)造好的命令，則以命令中的監(jiān)控終端屬性從協(xié)議池中匹配出對應(yīng)的協(xié)議驅(qū) 動，用此協(xié)議驅(qū)動來構(gòu)造命令，并把構(gòu)造好的命令放回命令隊(duì)列中，等待下一輪命令處理； 當(dāng)出列命令是構(gòu)造好的命令時(shí)，則從本模塊的監(jiān)控終端會話管理子功能部分得到對應(yīng)的網(wǎng) 絡(luò)會話，通過該會話網(wǎng)絡(luò)連接把命令數(shù)據(jù)發(fā)送出去，至此完成一輪命令處理。當(dāng)有新的事件
11發(fā)生時(shí)，會啟動新的一輪命令處理過程。因?yàn)楸竟δ懿糠忠幚泶罅康牟l(fā)的監(jiān)控終端命 令，所以采用了線程池技術(shù)，用多線程并行處理監(jiān)控終端命令，從而提高系統(tǒng)性能。上述核心調(diào)度模塊其五功能是本模塊的監(jiān)控終端會話管理子功能部分的功能，即 維護(hù)監(jiān)控終端的網(wǎng)絡(luò)連接會話，并可向其他功能模塊或功能部分提供網(wǎng)絡(luò)會話。上述核心調(diào)度模塊其六功能是本模塊的監(jiān)控終端狀態(tài)管理子功能部分的功能，即 維護(hù)監(jiān)控終端歷史及當(dāng)日的工作狀態(tài)，這些狀態(tài)包括在當(dāng)前線情況(在線、掉線)、當(dāng)前工 作模式(查詢應(yīng)答常在線，隨時(shí)響應(yīng)命令；自報(bào)確認(rèn)非常在線，當(dāng)上報(bào)數(shù)據(jù)時(shí)在線)、歷 史在線時(shí)長、當(dāng)日在線時(shí)長、歷史掉線時(shí)長、當(dāng)日掉線時(shí)長、歷史命令成功次數(shù)、當(dāng)日命令成 功次數(shù)、歷史命令失敗次數(shù)、當(dāng)日命令失敗次數(shù)、歷史主動上報(bào)數(shù)據(jù)次數(shù)、當(dāng)日主動上報(bào)數(shù) 據(jù)次數(shù)、當(dāng)日各次主動上報(bào)數(shù)據(jù)時(shí)刻、歷史上行數(shù)據(jù)流量、當(dāng)日上行數(shù)據(jù)流量、歷史下行數(shù) 據(jù)流量、當(dāng)日下行數(shù)據(jù)流量。并且該子功能部分可以向外提供監(jiān)控終端工作狀態(tài)信息。上述數(shù)據(jù)分發(fā)模塊定義了向中心水資源管理系統(tǒng)分發(fā)數(shù)據(jù)的功能接口，并提供了 基于數(shù)據(jù)庫、TCP/IP網(wǎng)絡(luò)通信、UDP/IP網(wǎng)絡(luò)通信方式的數(shù)據(jù)分發(fā)功能實(shí)現(xiàn)。該模塊負(fù)責(zé)將 核心調(diào)度模塊解析并結(jié)構(gòu)化的監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)分發(fā)給各個(gè)數(shù)據(jù)需求方，即水資源管理系統(tǒng)或其他 系統(tǒng)。水資源監(jiān)控通信系統(tǒng)接收處理的數(shù)據(jù)可歸納為兩種，即上行數(shù)據(jù)與下行數(shù)據(jù)，上 行數(shù)據(jù)是監(jiān)控終端上報(bào)的數(shù)據(jù)，下行數(shù)據(jù)是水資源管理系統(tǒng)下發(fā)給監(jiān)控終端的命令數(shù)據(jù)。當(dāng)發(fā)生上行數(shù)據(jù)時(shí)，即監(jiān)控終端上報(bào)監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)，水資源監(jiān)控通信系統(tǒng)接收、解析、 轉(zhuǎn)換、構(gòu)造轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)，該數(shù)據(jù)處理流程如圖5所示。監(jiān)控通信系統(tǒng)接入監(jiān)控終端的網(wǎng)絡(luò)連 接，調(diào)用線程池，由線程接收監(jiān)控終端數(shù)據(jù)，然后判斷監(jiān)控終端是否在線，如果未在線，則進(jìn) 行上線處理，處理上線后繼續(xù)向下處理過程，如果在線則直接向下處理過程，向下處理過程 首先更新保存監(jiān)控終端的運(yùn)行狀態(tài)，調(diào)用線程池，將處理任務(wù)交由線程處理，線程查詢監(jiān)控 終端的配置屬性，得到監(jiān)控終端DTU數(shù)據(jù)層協(xié)議驅(qū)動，進(jìn)行DTU層數(shù)據(jù)解析，對解析后的數(shù) 據(jù)進(jìn)行判斷，如果數(shù)據(jù)不是RTU數(shù)據(jù)，則進(jìn)入分支1處理(下詳述)，如果數(shù)據(jù)是RTU數(shù)據(jù)， 查詢監(jiān)控終端的配置屬性，得到監(jiān)控終端RTU數(shù)據(jù)層協(xié)議驅(qū)動，進(jìn)行RTU層數(shù)據(jù)解析，對解 析后的數(shù)據(jù)進(jìn)行判斷，如果數(shù)據(jù)不是水資監(jiān)控相關(guān)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)，則進(jìn)入分支2處理(下詳述)， 如果數(shù)據(jù)是水資監(jiān)控相關(guān)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)，查詢監(jiān)控終端的配置屬性，得到該監(jiān)控終端數(shù)據(jù)分發(fā) 方向，把數(shù)據(jù)傳送各個(gè)數(shù)據(jù)分發(fā)方向，在每個(gè)方向上，進(jìn)行該方向的數(shù)據(jù)過濾，經(jīng)過濾后，如 果數(shù)據(jù)不需要分發(fā)，則舍棄數(shù)據(jù)，進(jìn)入分支3處理(下詳述)，如果數(shù)據(jù)需要發(fā)布，則將數(shù)據(jù) 傳遞給對應(yīng)的數(shù)據(jù)發(fā)送模塊，進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送，進(jìn)入分支3處理。分支1、分支2和分支3處理 過程相同，進(jìn)入分支后，先判斷是否需要對監(jiān)控終端上報(bào)數(shù)據(jù)應(yīng)答回復(fù)，如果不需要回復(fù)， 則無任何動作執(zhí)行，結(jié)束上行數(shù)據(jù)處理流程，如果需要對監(jiān)控終端上報(bào)數(shù)據(jù)應(yīng)答回復(fù)，則構(gòu) 造應(yīng)答命令數(shù)據(jù)，并把命令數(shù)據(jù)發(fā)向命令處理模塊，使命令數(shù)據(jù)進(jìn)入了下行數(shù)據(jù)處理流程， 至此上行數(shù)據(jù)處理流程結(jié)束。當(dāng)發(fā)生下行數(shù)據(jù)時(shí)，即水資源管理系統(tǒng)下發(fā)監(jiān)控命令(對監(jiān)控終端上報(bào)數(shù)據(jù)應(yīng)答 回復(fù)命令)，水資源監(jiān)控通信系統(tǒng)接收、解析、轉(zhuǎn)換、構(gòu)造轉(zhuǎn)發(fā)命令數(shù)據(jù)，該命令數(shù)據(jù)處理流 程如圖6所示。監(jiān)控通信系統(tǒng)接收中心系統(tǒng)數(shù)據(jù)，進(jìn)行數(shù)據(jù)解碼，解析出命令數(shù)據(jù)，相應(yīng)處 理功能模塊接收到命令，判斷監(jiān)控通信系統(tǒng)所接入的監(jiān)控終端是否為常在線工作模式，如 果不是常在線模式，則進(jìn)入分支1處理(下詳述)，如果是常在線工作模式，判斷命令是否為針對監(jiān)控終端的RTU的命令，如果不是，進(jìn)入分支2處理(下詳述)，如果是RTU命令，則 查詢監(jiān)控終端配置，得到RTU數(shù)據(jù)層協(xié)議驅(qū)動，利用驅(qū)動進(jìn)行RTU數(shù)據(jù)層數(shù)據(jù)構(gòu)造，再查詢 監(jiān)控終端配置，得到DTU數(shù)據(jù)層協(xié)議驅(qū)動，利用驅(qū)動進(jìn)行DTU數(shù)據(jù)層數(shù)據(jù)構(gòu)造，將已構(gòu)造命 令轉(zhuǎn)發(fā)給命令緩存處理部分；進(jìn)入分支1后，進(jìn)行原生命令轉(zhuǎn)發(fā)緩存，這里原生命令指未進(jìn) 行任何處理的中心系統(tǒng)發(fā)來的命令，命令緩存處理部分接收緩存此原生命令；進(jìn)入分支2 后，再判斷命令是否為針對監(jiān)控終端的DTU的命令，如果不是，則說明是針對監(jiān)控通信系統(tǒng) 的內(nèi)容命令，進(jìn)行內(nèi)部命令處理，并把命令處理結(jié)果從接收數(shù)據(jù)通道返回，數(shù)據(jù)通道對數(shù)據(jù) 進(jìn)行編碼，最后把數(shù)據(jù)發(fā)送給中心系統(tǒng)，該分支的處理結(jié)束，在分支2中，如果命令是針對 DTU的命令，則查詢監(jiān)控終端的配置，得到DTU數(shù)據(jù)層協(xié)議驅(qū)動，利用驅(qū)動進(jìn)行DTU層數(shù)據(jù) 構(gòu)造，將已構(gòu)造命令轉(zhuǎn)發(fā)給命令緩存處理部分；至此，命令緩存處理部分可從三個(gè)分支方向 接收到命令，另外一個(gè)接收緩存命令的方向產(chǎn)生于處理上行數(shù)據(jù)流程中，當(dāng)處理上行數(shù)據(jù) 到判斷是否回復(fù)監(jiān)控終端時(shí)，如果需要回復(fù)，則構(gòu)造應(yīng)答命令，并將命令轉(zhuǎn)發(fā)給命令緩存處 理部分，如果不需要回復(fù)監(jiān)控終端，則產(chǎn)生監(jiān)控終端當(dāng)前在線的事件；命令緩存處理部分將 從以上四個(gè)方向接收命令到命令隊(duì)列中，并按命令優(yōu)先級進(jìn)行排序，且產(chǎn)生有新命令的事 件，上述產(chǎn)生的各種事件將觸發(fā)線程池線程啟動處理命令過程；線程處理命令過程中，首先 判斷命令是否為對監(jiān)控終端的應(yīng)答命令，如果是，則將命令清除出緩存，并把命令從監(jiān)控終 端網(wǎng)絡(luò)連接發(fā)送出去，結(jié)束一個(gè)命令處理工作，如果不是對監(jiān)控終端的應(yīng)答命令，則判斷命 令結(jié)果是否已經(jīng)收到，如果命令結(jié)果已經(jīng)收到，則將命令清除出緩存，結(jié)束一個(gè)命令處理工 作，如果命令結(jié)果未收到，則判斷命令是否為原生命令，如果是原生命令，則將命令清除出 緩存，并把命令回傳命令接收功能部分，進(jìn)入構(gòu)造命令過程，如命令不是原生命令，則判斷 監(jiān)控終端是否在線，如果在線則進(jìn)入分支3處理(下詳述)，如果不在線，則判斷命令是否 為監(jiān)控終端不在線即刪除命令，如果是，則將命令清除出緩存，結(jié)束一個(gè)命令處理工作，如 果不是，則判斷命令是否超時(shí)，如果命令超時(shí)，則將命令清除出緩存，結(jié)束一個(gè)命令處理工 作，如果不超時(shí)，也結(jié)束一個(gè)命令處理工作；在分支3中監(jiān)控終端在線，先判斷命令是否超 時(shí)，如果命令超時(shí)，則將命令清除出緩存，結(jié)束一個(gè)命令處理工作，如果不超時(shí)，則判斷命令 是否有效(即是否達(dá)到最大發(fā)送命令次數(shù))，如果無效，則將命令清除出緩存，結(jié)束一個(gè)命 令處理工作，如果有效，則把命令從監(jiān)控終端網(wǎng)絡(luò)連接發(fā)送出去，結(jié)束一個(gè)命令處理工作， 至此，對一個(gè)命令的各情況的處理結(jié)束，然后判斷命令緩存中是否存在可處理的其他命令， 如果存在，則線程等待定時(shí)時(shí)長后，進(jìn)行下一個(gè)命令處理循環(huán)過程，如果不存在可處理的命 令，則結(jié)束線程處理命令的工作，從而結(jié)束一次下行數(shù)據(jù)處理過程。
雖然本發(fā)明己以較佳實(shí)施例公開如上，但它們并不是用來限定本發(fā)明，本發(fā)明的 保護(hù)范圍應(yīng)當(dāng)以本申請的權(quán)利要求保護(hù)范圍所界定的內(nèi)容為準(zhǔn)。任何熟習(xí)本技術(shù)領(lǐng)域者， 在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，所作的各種變化或等同替換，都應(yīng)當(dāng)屬于本發(fā)明的保護(hù) 范圍。
權(quán)利要求
1.水資源監(jiān)控通信系統(tǒng)，該水資源監(jiān)控通信系統(tǒng)部署于水資源監(jiān)控終端及水資源管理 系統(tǒng)中間，其特征在于，所述監(jiān)控通信系統(tǒng)包括系統(tǒng)初始化及服務(wù)啟動模塊，完成初始化系統(tǒng)運(yùn)行環(huán)境，并啟動其他各個(gè)模塊；配置管理模塊，負(fù)責(zé)解析及管理各種配置，所述各種配置是指各種監(jiān)控終端配置、各種 監(jiān)控通信協(xié)議配置、各模塊運(yùn)行參數(shù)配置，并負(fù)責(zé)為水資源監(jiān)控通信系統(tǒng)的各個(gè)模塊提供 運(yùn)行參數(shù)；Web服務(wù)模塊，提供基本的WEB服務(wù)，并基于TOB服務(wù)，實(shí)現(xiàn)以TOB方式動態(tài)管理監(jiān)控終 端的配置；監(jiān)控終端通信模塊，定義水資源監(jiān)控終端網(wǎng)絡(luò)通信功能接口，并提供TCP/IP、UDP/IP、 無線短波及短信的通信功能實(shí)現(xiàn)，接入水資源監(jiān)控終端，該模塊使用線程池技術(shù)，并在TCP/ IP通信方式中采用了無阻塞異步網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)，實(shí)現(xiàn)用較少的系統(tǒng)資源接入大量監(jiān)控終 端；中心系統(tǒng)通信模塊，提供與中心水資源管理系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)通信功能接口及網(wǎng)絡(luò)通信數(shù)據(jù)接 口，實(shí)現(xiàn)與中心水資源管理系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)連接及數(shù)據(jù)通信功能，接收中心水資源管理系統(tǒng)的 下發(fā)命令，并向中心水資源管理系統(tǒng)返回監(jiān)控通信系統(tǒng)處理命令情況及命令結(jié)果；協(xié)議池模塊，提供協(xié)議驅(qū)動接口，并提供基于此接口的多種常用監(jiān)控終端協(xié)議的驅(qū)動 實(shí)現(xiàn)，從而構(gòu)成協(xié)議池，基于該協(xié)議池，監(jiān)控通信系統(tǒng)可以接入不同廠商的各種監(jiān)控協(xié)議的 監(jiān)控終端，并能解析從監(jiān)控終端接收的數(shù)據(jù)，構(gòu)造發(fā)向監(jiān)控終端的命令數(shù)據(jù)；當(dāng)有新的監(jiān)控 終端協(xié)議時(shí)，可以基于接口予以實(shí)現(xiàn)該協(xié)議的驅(qū)動，并加入到所述協(xié)議池中，從而使所述協(xié) 議池模塊支持新協(xié)議；核心調(diào)度模塊，接收處理水資源監(jiān)控終端上報(bào)的各種數(shù)據(jù)及下發(fā)給監(jiān)控終端的各種命 令，本模塊采用線程池技術(shù)，用多線程并行處理所述監(jiān)控終端數(shù)據(jù)；對處理后的監(jiān)控終端數(shù) 據(jù)進(jìn)行分發(fā)，當(dāng)處理完監(jiān)控終端數(shù)據(jù)后，從配置管理模塊得到該監(jiān)控終端數(shù)據(jù)分發(fā)方向，并 以各個(gè)數(shù)據(jù)分發(fā)方向的數(shù)據(jù)過濾條件，進(jìn)行數(shù)據(jù)過濾，通過過濾的數(shù)據(jù)再傳遞給對應(yīng)的數(shù) 據(jù)分發(fā)模塊；本模塊接收并處理從中心水資管理系統(tǒng)通信模塊接收到的各種命令，若命令 是針對監(jiān)控通信系統(tǒng)本身的命令，轉(zhuǎn)發(fā)命令給本地命令處理子功能部分，該子功能部分進(jìn) 行命令處理，并把命令結(jié)果通過中心系統(tǒng)通信模塊返回給中心水資源管理系統(tǒng)；若命令是 針對監(jiān)控終端的命令，進(jìn)行命令數(shù)據(jù)解析，得到監(jiān)控終端的屬性，依據(jù)終端屬性數(shù)據(jù)把命令 傳遞給本模塊的監(jiān)控終端命令管理子功能部分，然后把至此的命令處理情況通過中心系統(tǒng) 通信模塊返回給中心水資源管理系統(tǒng)；本模塊對監(jiān)控終端各維護(hù)一個(gè)命令隊(duì)列，隊(duì)列中存 儲待發(fā)送的各種監(jiān)控命令，并把命令按其優(yōu)先級進(jìn)行排隊(duì)，同時(shí)監(jiān)測系統(tǒng)的各種事件，由事 件驅(qū)動線程池線程處理隊(duì)列中的命令，并把需要發(fā)送的命令發(fā)送出去；本模塊維護(hù)監(jiān)控終 端的網(wǎng)絡(luò)連接會話，并向其他功能模塊或功能部分提供網(wǎng)絡(luò)會話；本模塊維護(hù)監(jiān)控終端歷 史及當(dāng)日的工作狀態(tài)，并向外提供監(jiān)控終端工作狀態(tài)信息；數(shù)據(jù)分發(fā)模塊，定義向水資源管理系統(tǒng)分發(fā)數(shù)據(jù)的功能接口，并提供基于數(shù)據(jù)庫、TCP/ IP和UDP/IP網(wǎng)絡(luò)通信方式的數(shù)據(jù)分發(fā)功能實(shí)現(xiàn)；負(fù)責(zé)將核心調(diào)度模塊分發(fā)的監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)分 發(fā)給各個(gè)數(shù)據(jù)需求方。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水資源監(jiān)控通信系統(tǒng)，其特征在于，所述配置管理模塊的各 種監(jiān)控終端的配置是對各種類型的監(jiān)控終端特別屬性的配置，所述特別屬性使監(jiān)控通信系統(tǒng)能夠知道具體監(jiān)控終端的類型及屬性；各種監(jiān)控通信協(xié)議配置是對各種監(jiān)控終端的通信 協(xié)議及其驅(qū)動實(shí)現(xiàn)的配置；各個(gè)模塊運(yùn)行參數(shù)配置是對監(jiān)控通信系統(tǒng)各個(gè)功能模塊運(yùn)行參 數(shù)的配置。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水資源監(jiān)控通信系統(tǒng)，其特征在于，所述監(jiān)控終端通信模塊 在有新的通信方式需要支持時(shí)，可以基于通信功能接口予以新通信方式的擴(kuò)展實(shí)現(xiàn)，從而 使得監(jiān)控通信系統(tǒng)可以接入各種通信方式的監(jiān)控終端。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水資源監(jiān)控通信系統(tǒng)，其特征在于，所述核心調(diào)度模塊維護(hù) 的監(jiān)控終端歷史及當(dāng)日的工作狀態(tài)包括當(dāng)前在線情況、當(dāng)前工作模式、歷史在線時(shí)長、當(dāng)日 在線時(shí)長、歷史掉線時(shí)長、當(dāng)日掉線時(shí)長、歷史命令成功次數(shù)、當(dāng)日命令成功次數(shù)、歷史命令 失敗次數(shù)、當(dāng)日命令失敗次數(shù)、歷史主動上報(bào)數(shù)據(jù)次數(shù)、當(dāng)日主動上報(bào)數(shù)據(jù)次數(shù)、當(dāng)日各次 主動上報(bào)數(shù)據(jù)時(shí)刻、歷史上行數(shù)據(jù)流量、當(dāng)日上行數(shù)據(jù)流量、歷史下行數(shù)據(jù)流量和當(dāng)日下行 數(shù)據(jù)流量；所述當(dāng)前工作模式為查詢應(yīng)答和自報(bào)確認(rèn)兩種工作模式，所述查詢應(yīng)答工作模 式是隨時(shí)響應(yīng)命令的常在線模式，所述自報(bào)確認(rèn)工作模式是當(dāng)上報(bào)數(shù)據(jù)時(shí)在線的非常在線 工作模式。
5.一種水資源監(jiān)控通信方法，其特征在于該方法包括步驟將水資源監(jiān)控通信系統(tǒng)部署于水資源監(jiān)控終端及水資源管理系統(tǒng)中間，接入采用各種 通信方式的水資源監(jiān)控終端，接收使用各種監(jiān)控通信協(xié)議的水資源監(jiān)控終端監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)；接 入中心水資源管理系統(tǒng)，接收中心系統(tǒng)下發(fā)的針對各種監(jiān)控通信協(xié)議的水資源監(jiān)控終端的 命令數(shù)據(jù)；所述水資源監(jiān)控通信系統(tǒng)對監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)進(jìn)行處理，屏蔽各種監(jiān)控終端的差異，并且對外 提供統(tǒng)一的透明的功能接口和數(shù)據(jù)接口，以統(tǒng)一的方式完成上報(bào)水資源監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)和下發(fā)水 資源監(jiān)控命令，并向各個(gè)數(shù)據(jù)接收方分發(fā)水資源監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)；所述各種通信方式是指TCP/IP通信、UDP/IP通信、無線短波通信、短信通信；所述接收使用各種監(jiān)控通信協(xié)議的監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)是指所述水資源監(jiān)控通信系統(tǒng)定義通用 協(xié)議功能接口，基于所述接口接收處理采用各種通信協(xié)議的水資源監(jiān)控終端上報(bào)的監(jiān)控?cái)?shù) 據(jù)及下發(fā)的監(jiān)控命令；所述向多個(gè)數(shù)據(jù)接收方分發(fā)數(shù)據(jù)是指所述水資源監(jiān)控通信系統(tǒng)將一個(gè)監(jiān)控終端的數(shù) 據(jù)發(fā)向多個(gè)目的地，即不同的水資源管理系統(tǒng)；所述下發(fā)水資源監(jiān)控命令是指所述水資源監(jiān)控通信系統(tǒng)以統(tǒng)一的數(shù)據(jù)接口接收中心 水資源管理系統(tǒng)的監(jiān)控命令，并對命令數(shù)據(jù)解析、構(gòu)造處理，生成針對某個(gè)監(jiān)控終端專門通 信協(xié)議的數(shù)據(jù)，最后通過網(wǎng)絡(luò)下發(fā)給監(jiān)控終端。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的水資源監(jiān)控通信方法，其特征在于，所述上報(bào)水資源監(jiān)控 數(shù)據(jù)時(shí)，所述監(jiān)控通信系統(tǒng)接入監(jiān)控終端的網(wǎng)絡(luò)連接，調(diào)用線程池，由線程接收監(jiān)控終端數(shù) 據(jù)，然后判斷監(jiān)控終端在線情況，如果未在線，則是進(jìn)行上線處理過程，處理上線完成后繼 續(xù)向下處理過程，如果在線則直接向下處理過程；向下處理過程首先是更新保存監(jiān)控終端 的運(yùn)行狀態(tài)，然后調(diào)用線程池，將處理任務(wù)交由線程處理，線程處理先查詢監(jiān)控終端的配置 屬性，以屬性得到監(jiān)控終端DTU數(shù)據(jù)層協(xié)議驅(qū)動，進(jìn)行DTU層數(shù)據(jù)解析，如果解析后的數(shù)據(jù) 是RTU數(shù)據(jù)層數(shù)據(jù)，再以屬性得到監(jiān)控終RTU數(shù)據(jù)層協(xié)議驅(qū)動，進(jìn)行RTU層數(shù)據(jù)解析，對解 析后的數(shù)據(jù)進(jìn)行判斷，如果數(shù)據(jù)是水資源監(jiān)控相關(guān)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)，查詢監(jiān)控終端的配置屬性，得到該監(jiān)控終端數(shù)據(jù)分發(fā)方向，把數(shù)據(jù)傳送給各個(gè)數(shù)據(jù)分發(fā)方向，在每個(gè)方向上，進(jìn)行該方向 的數(shù)據(jù)過濾，經(jīng)過濾后，如果數(shù)據(jù)需要發(fā)布，則將數(shù)據(jù)傳遞給對應(yīng)的數(shù)據(jù)發(fā)送模塊，進(jìn)行數(shù) 據(jù)傳送分發(fā)；所述由線程接收的監(jiān)控終端數(shù)據(jù)，經(jīng)DTU層解析的數(shù)據(jù)不是RTU數(shù)據(jù)、經(jīng)RTU層解析的 數(shù)據(jù)不是水資源監(jiān)控相關(guān)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)以及不需要分發(fā)的數(shù)據(jù)，則舍棄數(shù)據(jù)；所述由線程接收的監(jiān)控終端數(shù)據(jù)，處理數(shù)據(jù)后判斷是否回復(fù)監(jiān)控終端，如果不需要回 復(fù)，則無任何動作執(zhí)行，結(jié)束監(jiān)控終端數(shù)據(jù)處理流程；如果需要回復(fù)監(jiān)控終端，則構(gòu)造應(yīng)答 命令數(shù)據(jù)，并把命令數(shù)據(jù)發(fā)向命令處理模塊，則命令數(shù)據(jù)進(jìn)入了下發(fā)水資源監(jiān)控命令處理 流程。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的水資源監(jiān)控通信方法，其特征在于，所述下發(fā)水資源監(jiān)控命 令，水資源監(jiān)控通信系統(tǒng)接收下發(fā)的監(jiān)控命令，進(jìn)行數(shù)據(jù)解碼，解析出命令數(shù)據(jù)，此時(shí)命令 叫做原生命令；如果命令是針對監(jiān)控通信系統(tǒng)的內(nèi)容命令，進(jìn)行內(nèi)部命令處理，并把命令 處理結(jié)果從接收數(shù)據(jù)通道返回給中心水資源管理系統(tǒng)；如果命令是對針監(jiān)控終端的監(jiān)控命 令，系統(tǒng)對該命令的處理方式由系統(tǒng)的工作模式?jīng)Q定；當(dāng)系統(tǒng)運(yùn)行于監(jiān)控終端常在線工作模式，如果命令是針對監(jiān)控終端RTU的命令，則查 詢監(jiān)控終端配置，得到RTU數(shù)據(jù)層協(xié)議驅(qū)動，利用驅(qū)動進(jìn)行RTU數(shù)據(jù)層數(shù)據(jù)構(gòu)造，再查詢監(jiān) 控終端配置，得到DTU數(shù)據(jù)層協(xié)議驅(qū)動，利用驅(qū)動進(jìn)行DTU數(shù)據(jù)層數(shù)據(jù)構(gòu)造，將已構(gòu)造命令 轉(zhuǎn)發(fā)給監(jiān)控終端命令管理部分處理；如果命令不是針對監(jiān)控終端RTU的命令，則命令是針 對監(jiān)控終端的DTU的命令，查詢監(jiān)控終端配置，得到DTU數(shù)據(jù)層協(xié)議驅(qū)動，利用驅(qū)動進(jìn)行DTU 數(shù)據(jù)層數(shù)據(jù)構(gòu)造，將已構(gòu)造命令轉(zhuǎn)發(fā)給監(jiān)控終端命令管理部分處理；所述系統(tǒng)當(dāng)運(yùn)行于監(jiān)控終端非常在線工作模式時(shí)，將所述解析出的原生命令轉(zhuǎn)發(fā)給監(jiān) 控終端命令管理部分處理；所述監(jiān)控終端命令管理部分接收到轉(zhuǎn)發(fā)來的各種命令時(shí)，將命令添加到命令隊(duì)列中， 并按命令優(yōu)先級進(jìn)行排序，命令隊(duì)列由事件驅(qū)動，觸發(fā)線程池線程啟動處理命令工作。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的水資源監(jiān)控通信方法，其特征在于，所述命令隊(duì)列由事件驅(qū) 動觸發(fā)線程池線程啟動處理命令工作，首先判斷命令是否為下發(fā)給監(jiān)控終端的上報(bào)數(shù)據(jù)應(yīng) 答命令，如果是，則把該命令從緩存中清除，并把命令從監(jiān)控終端網(wǎng)絡(luò)連接發(fā)送出去，結(jié)束 一個(gè)命令處理工作，如果不是，則判斷命令結(jié)果是否已經(jīng)收到，如果命令結(jié)果已經(jīng)收到，則 將命令清除出緩存，結(jié)束一個(gè)命令處理工作，如果命令結(jié)果未收到，判斷命令是否為原生命 令，如果為原生命令，則從緩存中清除命令，并把命令回傳命令接收功能部分，進(jìn)入構(gòu)造命 令過程，如命令不是原生命令，則判斷監(jiān)控終端是否在線，如果在線，先判斷命令是否超時(shí)， 如果命令超時(shí)，則把命令從命令緩存中清除，結(jié)束一個(gè)命令處理工作，如果不超時(shí)，則判斷 命令是否有效，如果無效，則把命令從命令緩存中清除，結(jié)束一個(gè)命令處理工作，如果有效， 則把命令從監(jiān)控終端網(wǎng)絡(luò)連接發(fā)送出去，結(jié)束一個(gè)命令處理工作，如果不在線，則判斷命令 是否為監(jiān)控終端不在線即刪除命令，如果是，則把命令從命令緩存中清除，結(jié)束一個(gè)命令處 理工作，如果不是，則判斷命令是否超時(shí)，如果命令超時(shí)，則把命令從命令緩存中清除，結(jié)束 一個(gè)命令處理工作，如果不超時(shí)，直接結(jié)束一個(gè)命令處理工作。
全文摘要
本發(fā)明涉及水資源監(jiān)控系統(tǒng)，提供一種水資源監(jiān)控通信系統(tǒng)，其特征在于其處于各種水資源監(jiān)控終端與多個(gè)水資源管理系統(tǒng)中間，并可分布式部署，其可接入多種通信方式的、多種水資源監(jiān)控通信協(xié)議的水資源監(jiān)控終端，并能向多個(gè)水資源管理系統(tǒng)分發(fā)數(shù)據(jù)，同時(shí)能接收水資源管理系統(tǒng)監(jiān)控命令，并將命令轉(zhuǎn)發(fā)到水資源監(jiān)控終端。本發(fā)明系統(tǒng)可有效服務(wù)于水資源監(jiān)控工作。
文檔編號H04L29/08GK102130968SQ20111010034
公開日2011年7月20日 申請日期2011年4月20日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月20日
發(fā)明者劉潤玉, 吳玉曉, 王大正, 賈美 申請人:北京奧特美克科技發(fā)展有限公司