一種海量終端通信接入系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種海量終端通信接入系統(tǒng)，該通信接入系統(tǒng)包括n個通信組、業(yè)務(wù)處理服務(wù)器集群和k個終端，k個終端按照地域分為N個分組，每個分組設(shè)置一個區(qū)域網(wǎng)關(guān)，各分組中的終端通過其分組中的區(qū)域網(wǎng)關(guān)進(jìn)行通信，每個通信組均包括前置路由服務(wù)器和通信管理機(jī)；通信管理機(jī)用于接收各分組中終端傳輸?shù)臄?shù)據(jù)并上傳至對應(yīng)的前置路由服務(wù)器，前置路由服務(wù)器用于根據(jù)不同接收數(shù)據(jù)所屬終端類型和報文類型，將接收的數(shù)據(jù)上傳至業(yè)務(wù)處理服務(wù)器集群，或者將業(yè)務(wù)處理服務(wù)器集群的下發(fā)命令通過通信管理機(jī)發(fā)送給終端，業(yè)務(wù)處理服務(wù)器集群用于對接收到的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理或者下發(fā)命令。
【專利說明】一種海量終端通信接入系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種海量終端通信接入系統(tǒng)，屬于通信【技術(shù)領(lǐng)域】。

【背景技術(shù)】
[0002]傳統(tǒng)的用電信息采集和復(fù)合管理系統(tǒng)，采用通信前置機(jī)實現(xiàn)終端的接入。通訊前置機(jī)需要承擔(dān)網(wǎng)絡(luò)接入、通信調(diào)度、規(guī)約解析和通信工況審計等業(yè)務(wù)。隨著接入終端數(shù)量的遞增，使得通信前置機(jī)不堪重負(fù)，不僅影響系統(tǒng)通信性能和穩(wěn)定性，還大大限制了接入終端的數(shù)量，無法滿足用電節(jié)能公共服務(wù)平臺的要求。同時，由于傳統(tǒng)的接入方法把通信接入和部分業(yè)務(wù)處理都在前置機(jī)中實現(xiàn)，使得接入端無法與業(yè)務(wù)端從物理上分離，大大降低了系統(tǒng)的安全性。另外，采用多種通信方式同時接入模式，前置機(jī)的功能變得非常復(fù)雜，無法適應(yīng)大規(guī)模終端接入的壓力。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是提供一種海量終端通信接入系統(tǒng)，用以解決傳統(tǒng)的通信接入方法安全性低和無法適應(yīng)大規(guī)模終端接入壓力的問題。
[0004]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的方案包括一種海量終端通信接入系統(tǒng)，該通信接入系統(tǒng)包括η個通信組、業(yè)務(wù)處理服務(wù)器集群和k個終端，k個終端按照地域分為N個分組，每個分組設(shè)置一個區(qū)域網(wǎng)關(guān)，各分組中的終端通過其分組中的區(qū)域網(wǎng)關(guān)進(jìn)行通信，每個通信組均包括前置路由服務(wù)器和通信管理機(jī)；通信管理機(jī)用于接收各分組中終端傳輸?shù)臄?shù)據(jù)并上傳至對應(yīng)的前置路由服務(wù)器，前置路由服務(wù)器用于根據(jù)不同接收數(shù)據(jù)所屬終端類型和報文類型，將接收的數(shù)據(jù)上傳至業(yè)務(wù)處理服務(wù)器集群，或者將業(yè)務(wù)處理服務(wù)器集群的下發(fā)命令通過通信管理機(jī)發(fā)送給終端，業(yè)務(wù)處理服務(wù)器集群用于對接收到的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理或者下發(fā)命令。
[0005]通信接入系統(tǒng)還包括通信調(diào)度服務(wù)器，通信調(diào)度服務(wù)器用于監(jiān)控業(yè)務(wù)處理服務(wù)器和終端之間的通信鏈路。
[0006]每個通信組還包括負(fù)載均衡設(shè)備，負(fù)載均衡設(shè)備用于將所在通信組負(fù)載情況發(fā)送給通信調(diào)度服務(wù)器，通信調(diào)度服務(wù)器用于根據(jù)各通信組的負(fù)載情況為各終端分配相應(yīng)的通信組。
[0007]業(yè)務(wù)處理服務(wù)器集群包括一個負(fù)載均衡器，負(fù)載均衡器根據(jù)通信組的負(fù)載情況對各業(yè)務(wù)處理服務(wù)器進(jìn)行動態(tài)均衡。
[0008]本發(fā)明將傳統(tǒng)通信前置機(jī)的功能進(jìn)行了模塊化拆分，形成由通信管理機(jī)集群和前置路由服務(wù)器組成的通信組。這一設(shè)計使得通信服務(wù)高度模塊化，通信管理機(jī)負(fù)責(zé)通信接入和鏈路維護(hù)，前置路由服務(wù)器負(fù)責(zé)通信調(diào)度。最后由業(yè)務(wù)處理服務(wù)器負(fù)責(zé)規(guī)約的封裝和解析、入庫以及主站系統(tǒng)的交互。各個通信分組和業(yè)務(wù)處理服務(wù)器高效協(xié)作互動，大幅提高了海量終端接入和處理的效率。
[0009]本系統(tǒng)采取按照地域?qū)K端進(jìn)行分組，每個分組采用通信管理機(jī)結(jié)合負(fù)載均衡策略充分發(fā)揮每個通信管理機(jī)的性能，采用這種多級匯集的方法來實現(xiàn)海量終端的接入，并且將所有終端劃分為不同的區(qū)域，每個區(qū)域的終端對應(yīng)一個通信分組進(jìn)行接入。這樣以來，即簡化了通信接入架構(gòu)和服務(wù)的復(fù)雜性，又使得整個接入方案具有了很大的彈性。在試運行和正式運行的過程中，在接入終端數(shù)較少的初期只用投入少量通信分組，隨著終端數(shù)的提高，逐步投入更多的通信分組，使得系統(tǒng)的性能和經(jīng)濟(jì)性都得到了保證。
[0010]本發(fā)明還采用通信調(diào)度服務(wù)器來監(jiān)控各服務(wù)器以及各終端之間的通信鏈路，能夠方便快捷的實現(xiàn)系統(tǒng)通信網(wǎng)絡(luò)的監(jiān)控和管理。另外，通信調(diào)度服務(wù)器還具有初始化通信管理機(jī)、前置路由服務(wù)器的功能?？梢詫崿F(xiàn)對通信管理機(jī)、前置路由服務(wù)器的軟件自動安裝升級，以及配置項的自動部署。使整個系統(tǒng)實現(xiàn)“O配置”和快速自動管理。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0011]圖1是本發(fā)明實施方式結(jié)構(gòu)示意框圖。

【具體實施方式】
[0012]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)的說明。
[0013]一種海量終端通信接入系統(tǒng)，該通信接入系統(tǒng)包括η個通信組、業(yè)務(wù)處理服務(wù)器集群和k個終端，k個終端按照地域分為N個分組，每個分組設(shè)置一個區(qū)域網(wǎng)關(guān)，各分組中的終端通過其分組中的區(qū)域網(wǎng)關(guān)進(jìn)行通信，每個通信組均包括前置路由服務(wù)器和通信管理機(jī)；通信管理機(jī)用于接收各分組中終端傳輸?shù)臄?shù)據(jù)并上傳至對應(yīng)的前置路由服務(wù)器，前置路由服務(wù)器用于根據(jù)不同接收數(shù)據(jù)所屬終端類型和報文類型，將接收的數(shù)據(jù)上傳至業(yè)務(wù)處理服務(wù)器集群，或者將業(yè)務(wù)處理服務(wù)器集群的下發(fā)命令通過通信管理機(jī)發(fā)送給終端，業(yè)務(wù)處理服務(wù)器集群用于對接收到的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理或者下發(fā)命令。
[0014]基于以上技術(shù)方案，結(jié)合附圖，給出以下一個【具體實施方式】。
[0015]本發(fā)明中通信組的個數(shù)與終端分組的個數(shù)可以相同，也可以不同。本實施方式以2個通信組和2個終端分組為例。
[0016]如圖1所示，該海量終端通信接入系統(tǒng)包括2個通信組、一個業(yè)務(wù)處理服務(wù)器集群和多個終端。在終端數(shù)據(jù)傳送過程中，終端和通信管理機(jī)建立TCP長連接，按照地域?qū)K端進(jìn)行分組:根據(jù)區(qū)域網(wǎng)關(guān)的配置，將所有終端以200萬為基數(shù)劃為不同的分組，每個分組設(shè)置一個區(qū)域網(wǎng)關(guān)，各分組中的終端通過其分組中的區(qū)域網(wǎng)關(guān)進(jìn)行通信。本實施方式以將終端分為2個分組為例。
[0017]2個通信組中，每個通信組均包括前置路由服務(wù)器和通信管理機(jī)。通信管理機(jī)用于接收各分組中終端傳輸?shù)臄?shù)據(jù)并上傳至對應(yīng)的前置路由服務(wù)器；該前置路由服務(wù)器用于根據(jù)不同接收數(shù)據(jù)所屬終端類型和報文類型，將接收的數(shù)據(jù)上傳至業(yè)務(wù)處理服務(wù)器集群，或者將業(yè)務(wù)處理服務(wù)器集群的下發(fā)命令通過通信管理機(jī)發(fā)送給終端；該業(yè)務(wù)處理服務(wù)器集群用于對接收到的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理或者下發(fā)命令。
[0018]通信管理機(jī)、前置路由服務(wù)器和業(yè)務(wù)處理服務(wù)器集群的具體作用如下:
[0019]通信管理機(jī)負(fù)責(zé)接收終端發(fā)起的連接、注冊請求，處理來自上層應(yīng)用和終端之間的數(shù)據(jù)交互，以及通過心跳偵測等方法檢測終端的工作狀態(tài)，維護(hù)和終端之間的通信鏈路。把來自終端和數(shù)據(jù)交換接口的外網(wǎng)數(shù)據(jù),安全的接入到電力公司內(nèi)網(wǎng)中。
[0020]前置路由服務(wù)器主要用于維持和終端的通信通道，實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集功能。前置路由服務(wù)器根據(jù)不同終端類型，以及不同的報文類型，把終端的傳輸?shù)臄?shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)給相應(yīng)的業(yè)務(wù)處理服務(wù)器，或者將業(yè)務(wù)處理服務(wù)器的下行命令通過相應(yīng)的通道發(fā)送給終端。
[0021]將通信組進(jìn)行模塊化拆分，使得通信服務(wù)高度模塊化，通信管理機(jī)負(fù)責(zé)通信接入和鏈路維護(hù)，前置路由服務(wù)器負(fù)責(zé)通信調(diào)度。最后由業(yè)務(wù)處理服務(wù)器集群負(fù)責(zé)規(guī)約的封裝和解析、入庫以及主站系統(tǒng)的交互。各個通信分組和業(yè)務(wù)處理服務(wù)器集群高效協(xié)作互動，大幅提聞了海量終端接入和處理的效率。
[0022]每個通信組還包括負(fù)載均衡設(shè)備，該負(fù)載均衡設(shè)備用于將所在通信組負(fù)載情況發(fā)送給通信調(diào)度服務(wù)器。該通信調(diào)度服務(wù)器用于根據(jù)各通信組的負(fù)載情況為各終端分配合適的通信組，合適的通信組指負(fù)載較小的通信組。在其余通信組負(fù)載較大時，通過通信調(diào)度服務(wù)器的調(diào)度，控制待通信的終端與該負(fù)載較小的通信組進(jìn)行通信，這樣可以緩解其他負(fù)載較大的通信組的通信壓力。
[0023]該通信調(diào)度服務(wù)器還具有以下作用:用來監(jiān)控業(yè)務(wù)處理服務(wù)器集群以及各終端之間的通信鏈路，能夠方便快捷的實現(xiàn)系統(tǒng)通信網(wǎng)絡(luò)的監(jiān)控和管理；記錄終端的通信參數(shù)以及通道信息，并在其他應(yīng)用需要的時候反饋該信息；對通信管理機(jī)進(jìn)行管理，實現(xiàn)通信管理機(jī)狀態(tài)檢測、前置服務(wù)在線升級；初始化通信管理機(jī)、前置路由服務(wù)器；對通信管理機(jī)、前置路由服務(wù)器的軟件自動安裝升級，以及配置項的自動部署，使整個系統(tǒng)實現(xiàn)“O配置”和快速自動管理。
[0024]每個分組的終端對應(yīng)一個通信組進(jìn)行接入，然后每個分組采用通信管理機(jī)結(jié)合負(fù)載均衡策略充分發(fā)揮每個通信管理機(jī)的性能。
[0025]這樣，即簡化了通信系統(tǒng)架構(gòu)和服務(wù)的復(fù)雜性，又使得整個系統(tǒng)具有了很大的彈性。在試運行和正式運行的過程中，在接入終端數(shù)較少的初期只用投入少量通信組，隨著終端數(shù)的提高，逐步投入更多的通信組，使得系統(tǒng)的性能和經(jīng)濟(jì)性都得到了保證。
[0026]業(yè)務(wù)處理服務(wù)器集群包括一個負(fù)載均衡器，該負(fù)載均衡器根據(jù)通信組的負(fù)載情況對各業(yè)務(wù)處理服務(wù)器進(jìn)行動態(tài)均衡。每個業(yè)務(wù)處理服務(wù)器都可以處理各種數(shù)據(jù)，但是正常工作時每個業(yè)務(wù)處理服務(wù)器只處理一種報文或者終端類型的數(shù)據(jù)，當(dāng)其中一個業(yè)務(wù)處理服務(wù)器處理的數(shù)據(jù)比較少時，其他處理壓力比較大的服務(wù)器會將一部分?jǐn)?shù)據(jù)傳輸給該服務(wù)器，該服務(wù)器中就要同時處理兩種數(shù)據(jù)，這樣可以減少其他服務(wù)器的工作壓力，節(jié)約工作時間。
[0027]終端與通信管理機(jī)的關(guān)系:終端作為Socket客戶端連接到通信管理機(jī)。經(jīng)過負(fù)載均衡設(shè)備的分配，每次終端發(fā)起的新連接都會被負(fù)載均衡設(shè)備根據(jù)負(fù)載情況分配到不同的通信管理機(jī)。
[0028]通信管理機(jī)與前置路由服務(wù)器的關(guān)系:前置路由服務(wù)器作為Socket客戶端連接到通信管理機(jī)。前置路由服務(wù)器需要主動向通信管理機(jī)發(fā)送數(shù)據(jù)請求，通信管理機(jī)隨后異步發(fā)送報文給前置路由服務(wù)器。
[0029]業(yè)務(wù)處理服務(wù)器集群、前置路由服務(wù)器、通信管理機(jī)之間的通信機(jī)制:采取TCP長連接方式。由前置路由器作為客戶端，主動連接到通信管理機(jī)和業(yè)務(wù)處理服務(wù)器，并以心跳幀維持鏈路。前置路由服務(wù)器同時還維護(hù)一個鏈表記錄每個通信管理機(jī)連接的終端狀態(tài)。當(dāng)終端和通信管理機(jī)的連接狀態(tài)發(fā)生改變的時候，通信管理機(jī)會將該改變上報給前置路由服務(wù)器。
[0030]業(yè)務(wù)處理服務(wù)器集群、前置路由服務(wù)器與通信調(diào)度服務(wù)器之間的通信機(jī)制:采取TCP短連接方式。前置路由服務(wù)器和業(yè)務(wù)處理服務(wù)器作為客戶端連接到通信調(diào)度服務(wù)器。前置路由服務(wù)器將本通信組內(nèi)的終端鏈路、前置通信管理機(jī)鏈路情況實時匯報給通信調(diào)度服務(wù)器，業(yè)務(wù)處理服務(wù)器在需要獲取鏈路信息的時候向通信調(diào)服服務(wù)器發(fā)送申請報文，通信調(diào)度服務(wù)器隨后使用異步報文進(jìn)行反饋。此外業(yè)務(wù)處理服務(wù)器也會向通信調(diào)度服務(wù)器匯報自己的狀態(tài)，作為網(wǎng)絡(luò)管理的憑據(jù)。
[0031]以上給出了具體的實施方式，但本發(fā)明不局限于所描述的實施方式。本發(fā)明的基本思路在于上述基本方案，對本領(lǐng)域普通技術(shù)人員而言，根據(jù)本發(fā)明的教導(dǎo)，設(shè)計出各種變形的模型、公式、參數(shù)并不需要花費創(chuàng)造性勞動。在不脫離本發(fā)明的原理和精神的情況下對實施方式進(jìn)行的變化、修改、替換和變型仍落入本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種海量終端通信接入系統(tǒng)，其特征在于，所述通信接入系統(tǒng)包括η個通信組、業(yè)務(wù)處理服務(wù)器集群和k個終端，所述k個終端按照地域分為N個分組，每個分組設(shè)置一個區(qū)域網(wǎng)關(guān)，各分組中的終端通過其分組中的區(qū)域網(wǎng)關(guān)進(jìn)行通信，所述每個通信組均包括前置路由服務(wù)器和通信管理機(jī)；所述通信管理機(jī)用于接收各分組中終端傳輸?shù)臄?shù)據(jù)并上傳至對應(yīng)的前置路由服務(wù)器，所述前置路由服務(wù)器用于根據(jù)不同接收數(shù)據(jù)所屬終端類型和報文類型，將接收的數(shù)據(jù)上傳至業(yè)務(wù)處理服務(wù)器集群，或者將業(yè)務(wù)處理服務(wù)器集群的下發(fā)命令通過通信管理機(jī)發(fā)送給終端，所述業(yè)務(wù)處理服務(wù)器集群用于對接收到的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理或者下發(fā)命令。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的海量終端通信接入系統(tǒng)，其特征在于，所述通信接入系統(tǒng)還包括通信調(diào)度服務(wù)器，所述通信調(diào)度服務(wù)器用于監(jiān)控業(yè)務(wù)處理服務(wù)器和終端之間的通信鏈路。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的海量終端通信接入系統(tǒng)，其特征在于，所述每個通信組還包括負(fù)載均衡設(shè)備，所述負(fù)載均衡設(shè)備用于將所在通信組負(fù)載情況發(fā)送給通信調(diào)度服務(wù)器，所述通信調(diào)度服務(wù)器用于根據(jù)各通信組的負(fù)載情況為各終端分配相應(yīng)的通信組。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的海量終端通信接入系統(tǒng)，其特征在于，所述業(yè)務(wù)處理服務(wù)器集群包括一個負(fù)載均衡器，所述負(fù)載均衡器根據(jù)通信組的負(fù)載情況對各業(yè)務(wù)處理服務(wù)器進(jìn)行動態(tài)均衡。
【文檔編號】H04L29/08GK104363278SQ201410638375
【公開日】2015年2月18日 申請日期:2014年11月13日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月13日
【發(fā)明者】張展國, 徐大青, 周逢權(quán), 雷鳴, 謝學(xué)征, 賀彪 申請人:許繼電氣股份有限公司, 許昌許繼軟件技術(shù)有限公司