CN112084127B - 分布式控制器及分布式自控*** - Google Patents

分布式控制器及分布式自控*** Download PDF

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Abstract

本申请涉及分布式控制器及分布式自控***，属于控制器技术领域。本申请硬件接口层用于配置使能硬件接口，并发送Inode标识给协议组件层；协议组件层用于为使能硬件接口配置协议模板组件，通过Inode标识获取对应使能硬件接口的数据，利用对应的协议模板组件进行数据解析；点位逻辑层用于接收协议组件层发送的解析数据和对应的协议模板组件，并存储于数据库中；以及根据协议模板组件对相应的解析数据进行数据位标记，得到各功能点位对应的唯一标识符，基于唯一标识符，利用多种逻辑组件进行监控处理。通过本申请，有助于解决底层异构***差异对监控管理的妨碍。

Description

分布式控制器及分布式自控***
技术领域
本申请属于控制器技术领域，具体涉及分布式控制器及分布式自控***。
背景技术
智能建筑自控***运载各智能化子***，大部分自控***采用集中式控制管理架构，上位机统一集中管理各个子***，各子***设备进行纵向垂直集成，通过各种开放标准协议进行集成接入到上位机，存在着以下问题，遇到设备接口不兼容情况还需要额外通过协议转换网关进行转换接入到上位机中；数据统一集中管理，当上位机宕机时，容易造成整个***崩溃和数据丢失；而且子***联动逻辑数据必须由上位机处理，上位机性能要求高；每添加新功能需求时，对原架构改动较大，并影响建筑的正常运维，因此各厂商纷纷提出各自的分布式***的方案。
当前市面上楼宇分布式自控***是以楼宇控制器区域化管理实现分布式***架构，但现有大部分的分布式控制器也只能针对原有设定的***接口进行接入，如楼宇控制器存在一个RS485接口，该RS485接口仅支持内部原有集成的协议进行接入，如支持ModbusRTU和DLT645协议，该RS485接口能对开放这两个协议的设备进行兼容，但无法兼容其他协议。
发明内容
为至少在一定程度上克服相关技术中存在的问题，本申请提供分布式控制器及分布式自控***，有助于解决底层异构***差异对监控管理的妨碍。
为实现以上目的，本申请采用如下技术方案：
第一方面，
本申请提供一种分布式控制器，包括：
硬件接口层，配置有与多种硬件接口形成对应关系的多种驱动库文件；
协议组件层，配置有多种协议模板组件；
点位逻辑层，配置有数据库以及多种逻辑组件；
其中，
所述硬件接口层用于配置使能硬件接口，并发送Inode标识给所述协议组件层；
所述协议组件层用于为使能硬件接口配置协议模板组件，通过所述Inode标识获取对应使能硬件接口的数据，利用对应的协议模板组件进行数据解析；
所述点位逻辑层用于接收所述协议组件层发送的解析数据和对应的协议模板组件，并存储于所述数据库中；以及根据协议模板组件对相应的解析数据进行数据位标记，得到各功能点位对应的唯一标识符，基于所述唯一标识符，利用多种逻辑组件进行监控处理。
进一步地，所述硬件接口层用于配置使能硬件接口，包括：
响应于用户对指定硬件接口的使能请求，使能对应的驱动库文件；和/或，
当检测到有硬件接口形成电连接时，使能对应的驱动库文件。
进一步地，所述协议组件层用于为使能硬件接口配置协议模板组件，包括：
响应于用户针对使能硬件接口提交的协议配置请求，为使能硬件接口配置协议模板组件；和/或，
通过所述Inode标识，获取与使能硬件接口连接的设备的协议类型信息，根据获取的协议类型信息为使能硬件接口配置协议模板组件。
进一步地，所述硬件接口层具有硬件接口库，用于存储各种驱动库文件，且通过Daemon进程对各种驱动库文件进行统一调用管理；
所述协议组件层具有协议模块库，用于存储各种协议模板组件。
进一步地，所述点位逻辑层基于所述唯一标识符，利用多种逻辑组件进行监控处理，包括：
根据逻辑组件生成相应的服务进程，服务进程通过所述唯一标识符获取所述数据库中的点位数据；
根据所述点位数据，通过所述逻辑组件进行逻辑判定，并当判定条件被触发时，通过所述唯一标识符向相应设备下发相应的控制指令。
进一步地，所述通过所述唯一标识符向相应设备下发相应的控制指令，包括：
通过所述唯一标识符找到所述相应设备对应的协议模板组件，并通过相对应的硬件接口向所述相应设备下发相应的所述控制指令。
进一步地，所述分布式控制器还包括：
业务服务层，配置有多个平台协议模板，所述业务服务层用于为上位机配置相应的平台协议模板，以及响应所述上位机的数据请求，利用配置的平台协议模板将所述数据库中的数据传输给所述上位机。
进一步地，所述利用配置的平台协议模板将所述数据库中的数据传输给所述上位机，包括：
当所述上位机通过所述唯一标识符请求数据时，根据所述唯一标识符获取所述数据库中相应的点位数据，并根据配置的平台协议模板形成新的协议帧，利用新的协议帧将点位数据传输给所述上位机。
第二方面，
本申请提供一种分布式自控***，包括：
上位机；以及
多个上述任一项所述的分布式控制器，分别与所述上位机连接。
进一步地，所述分布式自控***为楼宇分布式自控***。
本申请采用以上技术方案，至少具备以下有益效果：
通过本申请分布式控制器的功能架构，在硬件接口层和协议组件层中可进行扩展配置驱动库文件和协议模板组件，可实现异构的协议模板组件的灵活配置，以兼容不同子***设备的不同协议，并通过点位逻辑层得到各功能点位的唯一标识符，对协议异构子***设备进行监控管理，从而有助于解决底层异构***差异对监控管理的妨碍。
应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本申请。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是根据一示例性实施例示出的一种分布式控制器的功能架构示意图；
图2是根据一示例性实施例示出的点位配置的流程示意图；
图3是根据一示例性实施例示出的暖通***Modbus协议下数据位标记的示意图；
图4是根据一示例性实施例示出的一种分布式自控***的结构示意图。
具体实施方式
为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本申请的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本申请所保护的范围。
请参阅图1，图1是根据一示例性实施例示出的一种分布式控制器的功能架构示意图，如图1所示，该分布式控制器11包括：
硬件接口层，配置有与多种硬件接口形成对应关系的多种驱动库文件；
协议组件层，配置有多种协议模板组件；
点位逻辑层，配置有数据库以及多种逻辑组件；
其中，
所述硬件接口层用于配置使能硬件接口，并发送Inode标识给所述协议组件层；
所述协议组件层用于为使能硬件接口配置协议模板组件，通过所述Inode标识获取对应使能硬件接口的数据，利用对应的协议模板组件进行数据解析，将解析的数据和对应的协议模板组件存储于所述数据库中；
所述点位逻辑层用于根据协议模板对相应的数据进行数据位标记，得到各功能点位对应的唯一标识符，以及基于所述唯一标识符，利用多种逻辑组件进行监控处理。
如图1所示，本申请给出一种分布式控制器的新的功能层级架构，有助于使分布式控制器内部逻辑实现更加的灵活，各层级功能扩展更为优秀。下述对各功能层级进行进一步的说明。
如图1所示，在一个实施例中，所述硬件接口层具有硬件接口库，用于存储各种驱动库文件，且通过Daemon进程对各种驱动库文件进行统一调用管理；所述协议组件层具有协议模块库，用于存储各种协议模板组件。
硬件接口层中可配置有硬件接口库，来存放与各种硬件接口形成对应关系的各种驱动库文件，以楼宇控制器为例，一般楼宇常用的硬件接口为CAN、RS485、以太网接口等，每个硬件接口形成相对应的驱动库文件，用户可以可在硬件接口层中自行添加相对应的驱动库文件，如RS485通讯接口生成librs485.so，CAN通讯接口生成libcan.so，以太网通讯接口libeth.so等，并可通过Daemon进程进行统一调用管理，使各个驱动库文件互不干扰，每个驱动库文件可相当于一个插件，硬件接口层通过Daemon进程可实现插件式管理，来实现得到使能硬件接口，使相关硬件接口数据传输功能被配置完成。
协议组件层可配置有协议模板库，来存放各种协议模板组件(具体如图1所示)，实现各种异构协议集成。在实际应用中，用户可以通过java语言将协议模板组件写成jar包，并进行相对应的调用，用户可在协议组件层中自行添加相对应的jar包，如暖通***中使用Modbus协议进行通讯，便可以通过调用相对应的modbus.jar包进行数据解析，并在相应的数据位标记形成唯一标识符。同样地，每个协议模板组件可相当于一个插件，通过协议组件层可实现对各个协议模板组件进行插件式管理，进而可实现异构的协议模板组件的灵活配置，兼容不同子***的不同协议。
在一个实施例中，所述硬件接口层用于配置使能硬件接口，包括：
响应于用户对指定硬件接口的使能请求，使能对应的驱动库文件。
具体的，用户可以根据具体的接入设备的接口，通过在上位机上操作使能对应的的驱动库文件，来完成配置硬件接口层。比如，暖通***采用RS485接口,用户可以在上位机上进行配置操作，针对控制器与暖通***连接的RS485接口发送一个使能请求，硬件接口层通过Daemon使能对应的驱动库文件，实现该硬件接口成为使能硬件接口。
在另一个实施例中，所述硬件接口层用于配置使能硬件接口，包括：
当检测到有硬件接口形成电连接时，使能对应的驱动库文件。
该方案为硬件接口层根据接入的硬件接口进行自动使能配置。具体的，比如，用户将暖通***的RS485接口接入控制器时，硬件接口层检测到有硬件接口形成电连接，由此，硬件接口层通过Daemon进程使能该硬件接口对应的驱动库文件，实现该硬件接口成为使能硬件接口。
在硬件接口层配置好一个使能硬件接口后，硬件接口层相应的向协议组件层发送一个Inode标识。
在一个实施例中，所述协议组件层用于为使能硬件接口配置协议模板组件，包括：
响应于用户针对使能硬件接口提交的协议配置请求，为使能硬件接口配置协议模板组件。
具体的，以暖通***中使用Modbus协议进行通讯为例，用户根据暖通***所采用的Modbus协议，用户通过上位机来配置协议组件层，通过在上位机上进行操作，针对暖通***对应的使能硬件接口提交协议配置请求，将Modbus协议模板组件配置给暖通***对应的使能硬件接口。
在另一个实施例中，所述协议组件层用于为使能硬件接口配置协议模板组件，包括：
通过所述Inode标识，获取与使能硬件接口连接的设备的协议类型信息，根据获取的协议类型信息为使能硬件接口配置协议模板组件。
具体的，在硬件接口层配置好一个使能硬件接口后，硬件接口层相应的向协议组件层发送一个Inode标识。仍以暖通***中使用Modbus协议进行通讯为例，协议组件层通过接收Inode标识来确定暖通***对应的使能硬件接口，来获取暖通***的一些信息，这些信息中包括暖通***的协议类型信息等，由此，协议组件层根据获取到的暖通***的协议类型信息，来为暖通***对应的使能硬件接口配置协议模板组件。
不同的***设备通过不同的传输协议来传输数据，比如，暖通***使用Modbus协议来传输数据，协议组件层通过为不同的使能硬件接口配置相应的协议模板组件后，协议组件层能进一步根据Inode标识来确定对应的使能硬件接口并获取对应***设备传输的数据。通过Inode标识获取对应使能硬件接口的数据，利用对应的协议模板组件进行数据解析，从而有助于实现解决底层异构***差异对数据采集的妨碍。
协议组件层向点位逻辑层发送解析数据和对应的协议模板组件，点位逻辑层将其存储于数据库中。在实际应用中，如图1所示，数据库可采用Redis数据库。
在具体应用中，用户可通过上位机对各子***设备的功能点进行点位配置，各子***设备的每个功能点用点位来描述，如暖通***中某个空调内机的开关机功能，在分布式控制器11中描述为一个功能点位。请参阅图2，图2是根据一示例性实施例示出的点位配置的流程示意图，实现通过各功能点对应的唯一标识符来完成各功能点的点位配置。其中，点位逻辑层利用存储的解析数据和相应的协议模板组件，得到各***设备的各功能点位的唯一标识符。具体的，点位逻辑层根据协议模板对相应的数据进行数据位标记，得到各功能点位对应的唯一标识符，请参阅图3，图3是根据一示例性实施例示出的暖通***Modbus协议下数据位标记的示意图。点位逻辑层得到各***设备的各功能点位的唯一标识符后，根据唯一标识符实现对各底层异构***设备进行逻辑监控，实现对各***设备进行边缘侧监控管理。
本申请中，点位逻辑层根据协议模板对相应的数据进行数据位标记，得到各功能点位对应的唯一标识符，根据唯一标识符实现对各底层异构***设备进行逻辑监控，能够解决底层异构***设备差异对监控管理的妨碍，可实现将各子***数据互联互通，多业务数据同时并发处理，进而实现区域数据自治。
在一个实施例中，所述点位逻辑层基于所述唯一标识符，利用多种逻辑组件进行监控处理，包括：
根据逻辑组件生成相应的服务进程，服务进程通过所述唯一标识符获取所述数据库中的点位数据；
根据所述点位数据，通过所述逻辑组件进行逻辑判定，并当判定条件被触发时，通过所述唯一标识符向相应设备下发相应的控制指令。
进一步地，所述通过所述唯一标识符向相应设备下发相应的控制指令，包括：
通过所述唯一标识符找到所述相应设备对应的协议模板组件，并通过相对应的硬件接口向所述相应设备下发相应的所述控制指令。
具体的，如图1所示，点位逻辑层存放各种逻辑组件，可由逻辑进程进行统一管理，以逻辑组件为.py逻辑文件为例，当检测到存在.py逻辑文件时便生成对应的服务进程，服务进程通过唯一标识符获取Redis数据库中点位数据，通过.py逻辑文件对监视的点位进行逻辑判定，当楼宇控制器获取到逻辑条件中的输入条件触发时，比如，当检测到走廊某个红外探测器触发信息时，楼宇控制器会根据组态逻辑输出条件进行相关控制，如自动把某个房间的设备进行打开，如电灯，空调等设备，楼宇控制器通过唯一标识符找到相关子***设备协议组件模板信息，并通过相对应的硬件接口完成控制下发到相关子***设备，不用通过上位机平台逻辑判断，楼宇控制器边缘侧即可实现完成子***的逻辑控制。
请参阅图1，在一个实施例中，所述分布式控制器11还包括：
业务服务层，配置有多个平台协议模板，所述业务服务层用于为上位机配置相应的平台协议模板，以及响应所述上位机的数据请求，利用配置的平台协议模板将数据库中的数据传输给所述上位机。
具体的，业务服务层配置有多个平台协议模板，可以根据上位机的传输协议类型，对各个平台协议模板进行插件式管理，进而可实现异构的平台协议模板的灵活配置，来向上兼容上位机的具体传输协议，从而实现通过统一协议接口将点位逻辑层数据库中的数据上传到上位机。
在一个实施例中，所述利用配置的平台协议模板将数据库中的数据传输给所述上位机，包括：
当所述上位机通过所述唯一标识符请求数据时，根据所述唯一标识符获取所述数据库中相应的点位数据，并根据配置的平台协议模板形成新的协议帧，利用新的协议帧将点位数据传输给所述上位机。
请参阅图4，图4是根据一示例性实施例示出的一种分布式自控***的结构示意图，如图4所示，该分布式自控***1包括：
上位机12；以及
多个上述任一项所述的分布式控制器11，分别与所述上位机12连接。
关于上述实施例中的分布式自控***1，其具体实施方式已经在上述相关实施例中进行了详细描述，此处将不做详细阐述说明。
进一步地，所述分布式自控***1可以为楼宇分布式自控***1。
具体的，上位机12与各分布式控制器11连接，各分布式控制器11与各自对应的各个子***连接(比如，暖通子***、照明子***等等)
所述分布式自控***1还可以应用于工厂设备的管理等等。
可以理解的是，上述各实施例中相同或相似部分可以相互参考，在一些实施例中未详细说明的内容可以参见其他实施例中相同或相似的内容。
需要说明的是，在本申请的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。此外，在本申请的描述中，除非另有说明，“多个”、“多”的含义是指至少两个。
应该理解，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者可能同时存在居中元件；当一个元件被称为“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件,此外，这里使用的“连接”可以包括无线连接；使用的措辞“和/或”包括一个或更多个相关联的列出项的任一单元和全部组合。
流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为：表示包括一个或更多个用于实现特定逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分，并且本申请的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本申请的实施例所属技术领域的技术人员所理解。
应当理解，本申请的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行***执行的软件或固件来实现。例如，如果用硬件来实现，和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列(PGA)，现场可编程门阵列(FPGA)等。
本技术领域的普通技术人员可以理解实现上述实施例方法携带的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，该程序在执行时，包括方法实施例的步骤之一或其组合。
此外，在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理模块中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。所述集成的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。
上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
尽管上面已经示出和描述了本申请的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本申请的限制，本领域的普通技术人员在本申请的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (10)

1.一种分布式控制器，其特征在于，包括：
硬件接口层，配置有与多种硬件接口形成对应关系的多种驱动库文件；
协议组件层，配置有多种协议模板组件；
点位逻辑层，配置有数据库以及多种逻辑组件；
其中，
所述硬件接口层用于配置使能硬件接口，并发送Inode标识给所述协议组件层；
所述协议组件层用于为使能硬件接口配置协议模板组件，通过所述Inode标识获取对应使能硬件接口的数据，利用对应的协议模板组件进行数据解析；
所述点位逻辑层用于接收所述协议组件层发送的解析数据和对应的协议模板组件，并存储于所述数据库中；以及根据协议模板组件对相应的解析数据进行数据位标记，得到各功能点位对应的唯一标识符，基于所述唯一标识符，利用多种逻辑组件进行监控处理；
其中，所述协议组件层用于为使能硬件接口配置协议模板组件，包括：
通过所述Inode标识，获取与使能硬件接口连接的设备的协议类型信息，根据获取的协议类型信息为使能硬件接口配置协议模板组件。
2.根据权利要求1所述的分布式控制器，其特征在于，所述硬件接口层用于配置使能硬件接口，包括：
响应于用户对指定硬件接口的使能请求，使能对应的驱动库文件；和/或，
当检测到有硬件接口形成电连接时，使能对应的驱动库文件。
3.根据权利要求1所述的分布式控制器，其特征在于，所述协议组件层用于为使能硬件接口配置协议模板组件，还包括：
响应于用户针对使能硬件接口提交的协议配置请求，为使能硬件接口配置协议模板组件。
4.根据权利要求1-3任一项所述的分布式控制器，其特征在于，
所述硬件接口层具有硬件接口库，用于存储各种驱动库文件，且通过Daemon进程对各种驱动库文件进行统一调用管理；
所述协议组件层具有协议模块库，用于存储各种协议模板组件。
5.根据权利要求1所述的分布式控制器，其特征在于，所述点位逻辑层基于所述唯一标识符，利用多种逻辑组件进行监控处理，包括：
根据逻辑组件生成相应的服务进程，服务进程通过所述唯一标识符获取所述数据库中的点位数据；
根据所述点位数据，通过所述逻辑组件进行逻辑判定，并当判定条件被触发时，通过所述唯一标识符向相应设备下发相应的控制指令。
6.根据权利要求5所述的分布式控制器，其特征在于，所述通过所述唯一标识符向相应设备下发相应的控制指令，包括：
通过所述唯一标识符找到所述相应设备对应的协议模板组件，并通过相对应的硬件接口向所述相应设备下发相应的所述控制指令。
7.根据权利要求1所述的分布式控制器，其特征在于，所述分布式控制器还包括：
业务服务层，配置有多个平台协议模板，所述业务服务层用于为上位机配置相应的平台协议模板，以及响应所述上位机的数据请求，利用配置的平台协议模板将所述数据库中的数据传输给所述上位机。
8.根据权利要求7所述的分布式控制器，其特征在于，所述利用配置的平台协议模板将所述数据库中的数据传输给所述上位机，包括：
当所述上位机通过所述唯一标识符请求数据时，根据所述唯一标识符获取所述数据库中相应的点位数据，并根据配置的平台协议模板形成新的协议帧，利用新的协议帧将点位数据传输给所述上位机。
9.一种分布式自控***，其特征在于，包括：
上位机；以及
多个权利要求1-8任一项所述的分布式控制器，分别与所述上位机连接。
10.根据权利要求9所述的分布式自控***，其特征在于，所述分布式自控***为楼宇分布式自控***。
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