CN101883131B - 一种环境数据采集器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种环境数据采集器，包括主控模块和数据采集模块，所述主控模块包括主控芯片和与所述主控芯片相连的数据处理模块；所述数据采集模块与所述数据处理模块相连；主控模块中还包括分别与所述主控芯片相连的Web处理模块和告警管理模块，所述Web处理模块通过互联网接口连接到互联网，所述告警管理模块通过第二通讯信道与监控端相连；所述告警管理模块接收所述主控模块发出的告警信号后，通过所述第二通讯信道主动向所述监控端报警。本发明在采集器中嵌入了Web处理模块，便于经常移动的人员查看采集到的数据，同时集成告警管理模块以及第二通讯信道，弥补了单纯嵌入Web处理模块时Web方式不能及时报警的不足。

Description

一种环境数据采集器

技术领域

本发明涉及一种数据信息采集器，特别是涉及一种用于动力环境(如通讯电源等)安全防护监控***、IT(Information Technology，信息技术)机房数据中心、金融中心、基站环境或基于SMB(Server Message Block，服务器信息块标准)协议的客户机/服务器等领域的环境数据采集器。

背景技术

在动力环境安全防护监控***、IT(Information Technology，信息技术)机房数据中心、金融中心、基站环境或基于SMB(Server Message Block，服务器信息块标准)协议的客户机/服务器等领域，经常需要采集环境数据，包括环境温度、湿度、门的开和关、烟雾的浓度、震动的大小、红外线强度和微波强度等，为此，经常需要用到环境数据采集器。

通常，环境数据采集器采集到被监控端的环境数据后，需要发送到监控端。现有监控端与被监控端的互动采用C/S(客户端/服务器)模式，监控端(一般是监控中心)作为服务器端，被监控端为客户端。但这种方式具有很大的局限性。因为监控维护人员经常需要移动位置，在很多情况下，他们不能待在监控中心，而如果他们不在监控中心，就不能看到相关环境数据，除非他们把服务器安装在笔记本电脑上随身携带。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：弥补上述现有技术的不足，提出一种环境数据采集器，使监控维护人员即使移动位置也能方便地收到监控数据和告警信号。

本发明的技术问题通过以下的技术方案予以解决：

一种环境数据采集器，包括主控模块和数据采集模块，所述主控模块包括主控芯片和与所述主控芯片相连的数据处理模块；所述数据采集模块与所述数据处理模块相连；主控模块中还包括分别与所述主控芯片相连的Web处理模块和告警管理模块，所述Web处理模块通过互联网接口连接到互联网，所述告警管理模块通过第二通讯信道与监控端相连；所述告警管理模块接收所述主控模块发出的告警信号后，通过所述第二通讯信道主动向所述监控端报警。

优选的技术方案中，

还包括完成对图像采集功能的图像采集模块；所述主控模块还包括完成对图像处理功能的图像处理模块；所述图像处理模块的一端与所述主控芯片相连，另一端与所述图像采集模块相连。

本发明通过以下进一步的技术方案实现，

所述第二通讯信道是物理通道。

所述物理通道是如下之一：嵌入式3G调制解调器、GPRS调制解调器。

本发明通过以下进一步的技术方案实现，

所述第二通讯信道是利用互联网接口实现的。

所述第二通讯信道是如下之一：电子邮件通道、即时通讯通道、网络电话通道。

优选的技术方案中，

所述数据采集模块包括传感器件，所述传感器件包括下述传感器中的一种或多种：温度传感器、湿度传感器、门磁传感器、烟雾传感器、震动传感器、红外传感器和微波传感器。

所述数据采集模块包括第三方智能设备接口，所述第三方智能设备接口用于采集接入的第三方智能设备的信号数据。

所述第三方智能设备接口包括下述接口中的一种或多种：常用电源接口、不间断电源UPS接口、空调器接口、智能柴油发电机接口、机柜电源插座。

本发明与现有技术对比的有益效果是：

本发明一反传统，在监控器中嵌入了Web处理模块，被监控端和监控端的互动就可以采用简单的Web方式进行，采集器就相当于WEB服务器，是服务器端，而监控端反而成了客户端，这样，维修监控人员所到之处，只要有互联网接口，就可以随时查看被监控端的数据。而第二通讯信道的引入，使得采集器在发现需要告警时能主动向监控端报警，弥补了Web方式把被监控端作为服务器端所带来的不能及时报警的不足。并且，采集器采集到的数据就不必要每时每刻都发回到监控中心，而是可以只存储在采集器本地，在发生警情时再由监控人员来调用，这在通讯带宽比较有限的场合或者需要采集的数据量很大时尤其适合。

附图说明

图1是本发明具体实施方式的组成模块图；

图2是本发明具体实施方式的图像处理模块的工作流程图；

图3是本发明具体实施方式的Web处理模块的网页浏览流程图。

具体实施方式

下面结合具体实施方式并对照附图对本发明做进一步详细说明。

如图1所示，本实施方式中的环境数据采集器包括主控模块1、数据采集模块2和图像采集模块3，主控模块1包括主控芯片11、数据处理模块12和图像处理模块13；数据采集模块2与数据处理模块12相连；图像采集模块3与图像处理模块13相连；数据处理模块12和图像处理模块13均与主控芯片11相连，主控芯片11控制数据处理模块12和图像处理模块13工作。主控模块1中还包括分别与主控芯片11相连的Web处理模块14和告警管理模块15，Web处理模块14通过互联网接口6连接到互联网，告警管理模块15通过第二通讯信道5与监控端200相连；告警管理模块15接收主控模块1发出的告警信号后，通过第二通讯信道5主动向监控端200报警。

下面分别对各模块进行说明：

A、第二通讯信道5可以是实际增设的物理通道，比如：嵌入式3G调制解调器、GPRS调制解调器、专用电联接通道等独立于原有互联网通道的新通道，也可以借助原有的互联网接口6实现，例如通过互联网所实现的：电子邮件通道、即时通讯通道、网络电话通道、简单网络管理协议(SNMP)通道等。本实施方式中第二通讯信道5采用嵌入式3G调制解调器，以便在更广阔的范围内应用。

B、主控芯片11完成对各个模块监控和管理的功能，协调各模块的工作。

C、数据处理模块12接收数据采集模块2采集的数据，对接收的数据进行分析处理。数据采集模块2可以包括下述传感器中的一种或多种：温度传感器、湿度传感器、门磁传感器、烟雾传感器、震动传感器、红外传感器和微波传感器，数据采集模块2通过传感器对环境数据采集器所处环境的环境数据进行采集；数据采集模块2还可以包括用于采集接入的第三方智能设备的信号数据的第三方智能设备接口，比如常用电源接口、不间断电源UPS接口、空调器接口、智能柴油发电机接口、机柜电源插座。本实施方式中的环境数据采集器采用了以上全部传感器和第三方智能设备接口，这样采集器就不仅能采集环境数据，还能采集放置于环境中的各个第三方设备(所谓第三方设备是指不是本采集器本身，也不是远方监控端设备)的数据，为更全面的监控提供了便利条件。

D、图像处理模块13对图像采集模块3采集的图像进行处理，本实施方式中图像采集模块3包括两个USB接口和两个USB接口摄像头，但也可以根据需要采用更多个或1个USB接口和USB接口摄像头。

图像处理模块13接收图像采集模块3采集的图像，对接收的图像进行分析处理，包括实时图像抓拍、预览、设置图像传输帧率、上下左右转动控制、亮度、对比度设置、开始录像、停止录像、录像回放以及查询录像状态。

为了减少数据传输量和数据存储量，本实施方式中摄像机应客户端(监控端)请求而工作，其工作流程如图2所示，包括如下步骤：

1)图像处理模块接收主控芯片的控制信号，开始工作；2)图像处理模块13启动USB摄像服务；3)图像处理模块13调用并加载USB接口摄像头驱动；4)图像处理模块13初始化摄像头；5)图像处理模块13检测USB摄像头个数；因本实施方式中环境数据采集器包括两个USB接口和两个USB接口摄像头，所以检测结果为2个。6)图像处理模块13侦听第一个摄像头端口；7)图像处理模块13侦听第二个摄像头端口；如果环境数据采集器包括一个USB接口和一个USB接口摄像头，则侦听时仅侦听一个摄像头端口。8)图像处理模块13接收客户端请求：用户在客户端通过网页进行选择浏览第一个摄像头或第二个摄像头；9)图像采集模块3根据用户的请求设置连接选择的摄像头端口；10)图像处理模块13处理客户端图像请求，本实施例中客户端可以请求的内容包括：请求实时图像、请求设置帧率、控制上下左右、对比度亮度调节、开始录像/停止录像、查询录像对状态等；11)客户端显示图像；12)图像采集模块3根据客户端请求设置摄像头；13)返回客户应答。

E、嵌入式Web处理模块14与主控芯片11相连，通过互联网接口连接到互联网，完成与客户端网页浏览器交互的功能。本实施方式中的嵌入式Web处理模块14为嵌入式Web服务器，与客户端Web浏览器采用套接字的交互方式通过TCP/IP接口进行通信。其通过TCP/IP传输的工作流程如图3所示，包括：

1)主控芯片控制嵌入式Web服务器启动，启动过程包括下述步骤：

1-1)主控芯片读取Web服务器配置文件；

1-2)主控芯片加载嵌入式Web处理模块；

1-3)Web服务器启动服务。

2)Web服务器服务启动后，侦听等待客户端HTTP(HyperText Transfer Protocol，超文件传输协议)请求。

其中，客户端HTTP请求是通过客户端Web浏览器进行如下操作产生的：

客户端发出数据请求；建立socket(套接字)链接；生成HTTP请求；判定是否需要加密；以下分两种情况：如果是需要加密，则与Web服务器协商加密协议算法；加密需要发送的请求数据；发送客户HTTP请求到Web服务器。如果不是需要加密，则直接发送客户HTTP请求到Web服务器。

3)Web服务器侦听到有客户HTTP请求后接收客户HTTP请求，解析HTTP头部，解析处理请求的浏览文件；以下分两种情况：

如果浏览文件是Web服务器页面(Embedded Server Pages简称ESP)格式文件，则：3-1)Web服务器执行服务端脚本，生成HTML文件；

3-2)Web服务器发送生成的HTML文件给客户端；

3-3)客户端接收页面，显示页面内容。

3-4)客户关闭连接；

如果浏览文件不是ESP格式文件，则Web服务器返回侦听等待客户端连接请求。

4)Web服务器返回侦听等待客户端连接请求的状态。

另外，本实施方式中互联网接口6也可以借助无线接口方式，如嵌入式3G调制解调器、GPRS调制解调器来实现，这样Web处理模块14与客户端Web浏览器通过嵌入式3G调制解调器、GPRS调制解调器进行网络传输。对于在没有有线互联网接口可提供的地区，带来了更大的便利性。

当然，采集器也可以同时使用互联网接口和无线接口方式，使环境数据采集器同时支持TCP/IP和3G网络备份路由传输。无线接口方式与互联网接口相互独立，在一条通道失灵时不影响另一通道的运行。

F、告警管理模块15与主控芯片11相连，根据配置的告警阈值(告警阈值的具体设定方法有多种，比如：发现烟雾浓度达到一定水平判断为发生火灾，等等，这是由被监控对象的具体情况决定的)判定是否产生告警和处理告警，如果判定产生告警，就通过第二通讯信道5告警。根据第二通讯信道5的不同情况，可以采取以至少一种模式处理告警：

(1)SNMP模式：利用简单网络管理协议(SNMP)发送SNMP陷阱报文TRAPs到指定的NMS(Network Management System，网络管理***)，以便NMS及时获取告警信息；

(2)短消息模式：发送载有上述传感器件或者智能设备产生告警的短消息到预先设定号码的移动电话机，通知相关负责人及时进行应急处理；

(3)专用通道联动模式：发送信号至相关告警联动设备控制器，及时启动相关告警联动设备进行应急处理。告警联动设备包括灯具、空调器和录像机。此模式需要采集器与告警联动设备控制器之间有专用电联接通道和相互能接受的专用私有信号通讯协议，这些可以参照现有报警技术来设置，不再详述。

(4)电子邮件模式：发送载有上述传感器件或者智能设备产生告警的电子邮件到预先设定地址的电子邮箱，通知相关负责人及时进行应急处理；

在告警的同时，发送载有上述传感器件或者智能设备产生告警的图标和列表到网页浏览器，呈现用户浏览；并且发送信号至主控芯片，由主控芯片向图像采集模块和图像处理模块发送控制信号进行录像和图像抓拍指令。

整个环境数据采集器的工作流程为：客户端发出浏览实时数据请求-＞生成HTTP请求包-＞如果需要加密，则加密要发送的请求包-＞发送HTTP请求包到环境数据采集器-＞环境数据采集器的Web处理模块14侦听接收到请求包-＞主控芯片11接收此请求包，解析HTTP数据包头-＞主控芯片11控制数据处理模块12、图像处理模块13、告警管理模块15处理请求数据包，执行相应的脚本，形成应答包-＞主控芯片11控制Web处理模块14发送客户端应答包-＞客户端接收到应答包，并显示页面内容-＞关闭当前连接。

本发明环境数据采集器集成了数据处理模块12和图像处理模块13，从而实现了集数据监控和图像监控为一体，采集的数据量大大增加；通过集成嵌入式Web处理模块14和告警处理模块15，能够通过嵌入式网页浏览各类环境量传感器、第三方智能设备等的实时数据监控以及远程基站、IDC(Internet Data Center，互联网数据中心)机房的实时图像浏览、告警录像和图像抓拍等图像监控；同时支持TCP/IP网络和3G网络传输，特别是在基站位置偏远，没有网络线路存在的情况，使用3G网络传输，能节省大量的电缆成本和施工成本。该环境数据采集器是一种高集成度、高密度的多功能一体化环境数据采集器，实现了真正意义上的实时数据、图像监控和告警联动的全方位360度动力设备安防监控。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下做出若干替代或明显变型，而且性能或用途相同，都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种环境数据采集器，包括主控模块（1）和数据采集模块（2），所述主控模块（1）包括主控芯片（11）和与所述主控芯片（11）相连的数据处理模块（12）；所述数据采集模块（2）与所述数据处理模块（12）相连；其特征在于： 

主控模块（1）中还包括分别与所述主控芯片（11）相连的Web处理模块（14）和告警管理模块（15），所述Web处理模块（14）通过互联网接口（6）连接到互联网,完成与客户端网页浏览器交互的功能；所述告警管理模块（15）通过第二通讯信道（5）与监控端（200）相连；所述告警管理模块（15）接收所述主控模块（1）发出的告警信号后，通过所述第二通讯信道（5）主动向所述监控端（200）报警；所述告警管理模块（15）在告警的同时，所述Web处理模块（14）发送载有所述数据采集模块（2）产生告警的图标和列表到所述客户端网页浏览器，呈现用户浏览。 

2.根据权利要求1所述的环境数据采集器，其特征在于：还包括完成对图像采集功能的图像采集模块（3）；所述主控模块（1）还包括完成对图像处理功能的图像处理模块（13）；所述图像处理模块（13）的一端与所述主控芯片（11）相连，另一端与所述图像采集模块（3）相连。 

3.根据权利要求1或2所述的环境数据采集器，其特征在于：所述第二通讯信道（5）是物理通道。 

4.根据权利要求3所述的环境数据采集器，其特征在于：所述物理通道是如下之一：嵌入式3G调制解调器、GPRS调制解调器。 

5.根据权利要求1或2所述的环境数据采集器，其特征在于：所述第二通讯信道（5）是利用互联网接口（6）实现的。 

6.根据权利要求5所述的环境数据采集器，其特征在于：所述第二通讯信道（5）是如下之一：电子邮件通道、即时通讯通道、网络电话通道。 

7.根据权利要求1或2所述的环境数据采集器，其特征在于：所述数据采集模块（2）包括传感器件（7），所述传感器件（7）包括下述传感器中的一种或多种：温度传感器、湿度传感器、门磁传感器、烟雾传感器、震动传感器、红外传感器和微波传感器。 

8.根据权利要求1或2所述的环境数据采集器，其特征在于：所述数据采集模块（2）包括第三方智能设备接口（4），所述第三方智能设备接口（4）用于采集接入的第三方智能设备的信号数据。 

9.根据权利要求8所述的环境数据采集器，其特征在于：所述第三方智能设备接口包括下述接口中的一种或多种：常用电源接口、不间断电源UPS接口、空调器接口、智能柴油发电机接口、机柜电源插座。 

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