参数数据服务器、参数数据传输方法及数据传输系统.pdf

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1、(10)申请公布号 CN 102611625 A (43)申请公布日 2012.07.25 C N 1 0 2 6 1 1 6 2 5 A *CN102611625A* (21)申请号 201210077093.9 (22)申请日 2012.03.22 H04L 12/56(2006.01) H04L 29/06(2006.01) (71)申请人上海中科高等研究院 地址 201210 上海市浦东新区海科路99号 (72)发明人徐正蓺 魏建明 童子磊 田欣 龚勇 马皛源 田朝阳 徐俊 章炜 刘道明 孔之晟 (74)专利代理机构上海浦一知识产权代理有限 公司 31211 代理人王江富 (54) 发。

2、明名称 参数数据服务器、参数数据传输方法及数据 传输系统 (57) 摘要 本发明公开了一种参数数据服务器，其包括 数据接收模块、预处理模块、标准数据输出模块、 数据池；所述数据接收模块，用于接收参数数据 并缓存到接收缓冲区，然后启动预处理模块；所 述预处理模块，用于解析缓存在接收缓冲区中的 参数数据，将所述参数数据以队列的数据结构写 入所述数据池中；所述标准数据输出模块，用于 将数据池中的队列数据结构的参数数据以OPC接 口标准依次输出。本发明还公开了一种参数数据 传输方法及一种数据传输系统。本发明能使多种 类型串口参数数据采集设备方便接入客户端。 (51)Int.Cl. 权利要求书3页 说明。

3、书6页 附图2页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书 3 页 说明书 6 页 附图 2 页 1/3页 2 1.一种参数数据服务器，其特征在于，包括数据接收模块、预处理模块、标准数据输出 模块、数据池； 所述数据接收模块，用于接收参数数据并缓存到接收缓冲区，然后启动预处理模块； 所述预处理模块，用于解析缓存在接收缓冲区中的参数数据，将所述参数数据以队列 的数据结构写入所述数据池中； 所述标准数据输出模块，用于将数据池中的队列数据结构的参数数据以OPC接口标准 依次输出。 2.根据权利要求1所述的参数数据服务器，其特征在于， 所述数据接收模块，包括Socket服。

4、务器接收模块； 所述Socket服务器接收模块，通过socket通信方式接收参数数据并存储到所述接收 缓存区；并利用校验核对数据对接收的参数数据进行校验、检查接收的参数数据的完整性， 确认接收的参数数据的有效性，如果接收的参数数据有效，则将该接收到的参数数据输出 到显示器，然后启动预处理模块。 3.根据权利要求1所述的参数数据服务器，其特征在于， 所述参数数据服务器还包括主控模块； 所述主控模块，用于控制数据接收模块和标准数据输出模块的启动，并生成守护进程 监视这两个模块的工作状态。 4.根据权利要求1所述的参数数据服务器，其特征在于， 所述参数数据服务器还包括历史数据存储模块； 所述标准数据。

5、输出模块，用于将数据池中的队列数据结构的参数数据以OPC接口标准 输出，并启动历史数据存储模块； 历史数据存储模块，用于将已经由标准数据输出模块以OPC接口标准输出的参数数据 作为历史数据存储起来。 5.根据权利要求1所述的参数数据服务器，其特征在于， 所述数据接收模块，在将参数数据缓存到接收缓冲区后，将缓存的参数数据输出到显 示器。 6.根据权利要求1所述的参数数据服务器，其特征在于， 所述数据接收模块，在启动预处理模块时同时对接收缓冲区阻塞，并且按设定间隔时 间刷新接收缓存区，将新接收到的参数数据存储到接收缓存区。 7.根据权利要求1所述的参数数据服务器，其特征在于， 所述预处理模块，向所。

6、述数据池中以队列数据结构写入所述参数数据时，对所述数据 池加锁，以禁止其它线程对数据池进行读写操作； 所述标准数据输出模块，从所述数据池中读取参数数据时，对所述数据池加锁，以禁止 其它线程对数据池进行读写操作。 8.一种参数数据传输方法，其特征在于，包括以下步骤： 一.利用一数据接收模块，接收参数数据并缓存到接收缓冲区，然后启动预处理模块； 二.利用一预处理模块，解析缓存在接收缓冲区中的参数数据，将所述参数数据以队 列的数据结构写入所述数据池中； 三.利用一标准数据输出模块，将数据池中的队列数据结构的参数数据以OPC接口标 权 利 要 求 书CN 102611625 A 2/3页 3 准依次输。

7、出。 9.根据权利要求8所述的参数数据传输方法，其特征在于， 所述数据接收模块，包括Socket服务器接收模块； 所述Socket服务器接收模块，通过socket通信方式接收参数数据并存储到所述接收 缓存区，并利用校验核对数据对接收的参数数据进行校验、检查接收的参数数据的完整性， 确认接收的参数数据的有效性，如果接收的参数数据有效，则将该接收到的参数数据输出 到显示器，然后启动预处理模块。 10.根据权利要求8所述的参数数据传输方法，其特征在于， 利用一主控模块，控制数据接收模块和标准数据输出模块的启动，并生成守护进程监 视这两个模块的工作状态。 11.根据权利要求8所述的参数数据传输方法，其。

8、特征在于， 所述标准数据输出模块，将数据池中的队列数据结构的参数数据以OPC接口标准输 出，并启动一历史数据存储模块； 所述历史数据存储模块，将已经由标准数据输出模块以OPC接口标准输出的参数数据 作为历史数据存储起来。 12.根据权利要求8所述的参数数据传输方法，其特征在于， 所述数据接收模块，在将参数数据缓存到接收缓冲区后，将缓存的参数数据输出到显 示器。 13.根据权利要求8所述的参数数据传输方法，其特征在于， 所述数据接收模块，在启动预处理模块时同时对接收缓冲区阻塞，并且按设定间隔时 间刷新接收缓存区，将新接收到的参数数据存储到接收缓存区。 14.根据权利要求8所述的参数数据传输方法，。

9、其特征在于， 所述预处理模块，向所述数据池中以队列数据结构写入所述参数数据时，对所述数据 池加锁，以禁止其它线程对数据池进行读写操作； 所述标准数据输出模块，从所述数据池中读取参数数据时，对所述数据池加锁，以禁止 其它线程对数据池进行读写操作。 15.一种包括权利要求1到7任一项的参数数据服务器的数据传输系统，其特征在于， 数据传输系统还包括一个或多个参数数据采集设备、一种或多种串口转以太网接口模块、 参数数据交换机、一个或多个流数据采集设备、流数据交换机、流数据服务器、OPC数据访问 客户端； 所述参数数据采集设备，用于通过串口输出参数数据； 所述串口转以太网接口模块，一端同参数数据采集设备。

10、串口通信，另一端同所述参数 数据交换机以太网接口通信，将参数数据采集设备串口输出的参数数据输出到所述参数数 据交换机； 所述参数数据交换机，用于将各个串口转以太网接口模块传来的参数数据传送到所述 参数数据服务器； 所述参数数据服务器，用于接收所述参数数据交换机传来的参数数据，并将参数数据 以OPC接口标准输出到所述OPC数据访问客户端； 所述流数据采集设备，用于输出流数据； 权 利 要 求 书CN 102611625 A 3/3页 4 所述流数据交换机，用于将所述流数据采集设备输出的流数据传送到所述流数据服务 器； 所述流数据服务器，用于接收流数据并将流数据以OPC接口标准输出到所述OPC数据。

11、 访问客户端。 16.根据权利要求15所述的数据传输系统，其特征在于， 所述流数据为图象数据或文本数据； 所述串口为RS-232、RS-485或RS-422； 各串口转以太网接口模块以有线或无线以太网接口方式接入所述参数数据交换机。 权 利 要 求 书CN 102611625 A 1/6页 5 参数数据服务器、 参数数据传输方法及数据传输系统 技术领域 0001 本发明所涉及计算机通信技术，特别涉及一种参数数据服务器、参数数据传输方 法及数据传输系统。 背景技术 0002 用于感知现场数据的数据采集设备，有的输出参数数据，有的输出文本数据，还有 的输出图像数据(如红外光、可见光、X光、超声波以。

12、及断层成像等)。 0003 文本数据及图像数据作为流数据，比普通的参数数据量大，通常是利用视频等多 媒体数据接口设备传输，这会消耗远程带宽资源与现场宝贵的处理资源。 0004 数据采集设备通常通过工业物理串口(如RS-232，RS-485，RS-422等)输出参数 数据。串口通信协议是计算机、仪器仪表设备等通用的通信接口。串口通信的概念非常简 单，串口按位(bit)发送和接收字节，可以在使用一根线发送数据的同时用另一根线接收 数据，并且能够实现远距离通信。但是串口通信比按字节(byte)的并行通信慢。 0005 在突发事件探知现场，短时突发的感知数据量大，环境动态变化大，感知参数种类 繁多，数。

13、据采集设备接口种类繁多不统一(如RS-232，RS-485，RS-422，USB，以太网接口 等)，并且要求快速部署、快速启动、快速组网等等，常规的数据传输系统及方法由于无法实 现大量不同类型接口的数据采集设备的统一接入、标准化输出，无法满足突发事件探知现 场的数据传输要求。 0006 OPC(OLE for Process Control)是一个工业标准。OPC建立了一组符合工业控制 要求的接口规范，只要提供带有OPC接口的服务器，任何支持OPC接口的数据访问客户端均 可进行数据存取。 发明内容 0007 本发明要解决的技术问题是使多种类型串口参数数据采集设备方便接入客户端。 0008 为解。

14、决上述技术问题，本发明提供了一种参数数据服务器，其包括数据接收模块、 预处理模块、标准数据输出模块、数据池； 0009 所述数据接收模块，用于接收参数数据并缓存到接收缓冲区，然后启动预处理模 块； 0010 所述预处理模块，用于解析缓存在接收缓冲区中的参数数据，将所述参数数据以 队列的数据结构写入所述数据池中； 0011 所述标准数据输出模块，用于将数据池中的队列数据结构的参数数据以OPC接口 标准依次输出。 0012 所述数据接收模块，可以包括Socket服务器接收模块； 0013 所述Socket服务器接收模块，通过socket通信方式接收参数数据并存储到所述 接收缓存区；并利用校验核对数。

15、据对接收的参数数据进行校验、检查接收的参数数据的完 整性，确认接收的参数数据的有效性，如果接收的参数数据有效，则将该接收到的参数数据 说 明 书CN 102611625 A 2/6页 6 输出到显示器，然后启动预处理模块。 0014 所述参数数据服务器还可以包括主控模块； 0015 所述主控模块，用于控制数据接收模块和标准数据输出模块的启动，并生成守护 进程监视这两个模块的工作状态。 0016 所述参数数据服务器还可以包括历史数据存储模块； 0017 所述标准数据输出模块，用于将数据池中的队列数据结构的参数数据以OPC接口 标准输出，并启动历史数据存储模块； 0018 历史数据存储模块，用于将。

16、已经由标准数据输出模块以OPC接口标准输出的参数 数据作为历史数据存储起来。 0019 所述数据接收模块，可以在将参数数据缓存到接收缓冲区后，将缓存的参数数据 输出到显示器。 0020 所述数据接收模块，可以在启动预处理模块时同时对接收缓冲区阻塞，并且按设 定间隔时间刷新接收缓存区，将新接收到的参数数据存储到接收缓存区。 0021 所述预处理模块，可以在向所述数据池中以队列数据结构写入所述参数数据时， 对所述数据池加锁，以禁止其它线程对数据池进行读写操作； 0022 所述标准数据输出模块，可以在从所述数据池中读取参数数据时，对所述数据池 加锁，以禁止其它线程对数据池进行读写操作。 0023 为。

17、解决上述技术问题，本发明还提供了一种参数数据传输方法，其包括以下步 骤： 0024 一.利用一数据接收模块，接收参数数据并缓存到接收缓冲区，然后启动预处理 模块； 0025 二.利用一预处理模块，解析缓存在接收缓冲区中的参数数据，将所述参数数据 以队列的数据结构写入所述数据池中； 0026 三.利用一标准数据输出模块，将数据池中的队列数据结构的参数数据以OPC接 口标准依次输出。 0027 所述数据接收模块，可以包括Socket服务器接收模块； 0028 所述Socket服务器接收模块，通过socket通信方式接收参数数据并存储到所述 接收缓存区，并利用校验核对数据对接收的参数数据进行校验、检。

18、查接收的参数数据的完 整性，确认接收的参数数据的有效性，如果接收的参数数据有效，则将该接收到的参数数据 输出到显示器，然后启动预处理模块。 0029 可以利用一主控模块，控制数据接收模块和标准数据输出模块的启动，并生成守 护进程监视这两个模块的工作状态。 0030 所述标准数据输出模块，将数据池中的队列数据结构的参数数据以OPC接口标准 输出，并可以启动一历史数据存储模块； 0031 所述历史数据存储模块，将已经由标准数据输出模块以OPC接口标准输出的参数 数据作为历史数据存储起来。 0032 所述数据接收模块，可以在将参数数据缓存到接收缓冲区后，将缓存的参数数据 输出到显示器。 0033 所。

19、述数据接收模块，可以在启动预处理模块时同时对接收缓冲区阻塞，并且按设 说 明 书CN 102611625 A 3/6页 7 定间隔时间刷新接收缓存区，将新接收到的参数数据存储到接收缓存区。 0034 所述预处理模块，可以在向所述数据池中以队列数据结构写入所述参数数据时， 对所述数据池加锁，以禁止其它线程对数据池进行读写操作； 0035 所述标准数据输出模块，可以在从所述数据池中读取参数数据时，对所述数据池 加锁，以禁止其它线程对数据池进行读写操作。 0036 为解决上述技术问题，本发明还提供了一种数据传输系统，其包括一个或多个参 数数据采集设备、一种或多种串口转以太网接口模块、参数数据交换机、。

20、参数数据服务器、 一个或多个流数据采集设备、流数据交换机、流数据服务器、OPC数据访问客户端； 0037 所述参数数据采集设备，用于通过串口输出参数数据； 0038 所述串口转以太网接口模块，一端同参数数据采集设备串口通信，另一端同所述 参数数据交换机以太网接口通信，将参数数据采集设备串口输出的参数数据输出到所述参 数数据交换机； 0039 所述参数数据交换机，用于将各个串口转以太网接口模块传来的参数数据传送到 所述参数数据服务器； 0040 所述参数数据服务器，用于接收所述参数数据交换机传来的参数数据，并将参数 数据以OPC接口标准输出到所述OPC数据访问客户端； 0041 所述流数据采集设。

21、备，用于输出流数据； 0042 所述流数据交换机，用于将所述流数据采集设备输出的流数据传送到所述流数据 服务器； 0043 所述流数据服务器，用于接收流数据并将流数据以OPC接口标准输出到所述OPC 数据访问客户端。 0044 所述流数据可以为图象数据或文本数据； 0045 所述串口可以为RS-232、RS-485或RS-422； 0046 各串口转以太网接口模块可以以有线或无线以太网接口方式接入所述串口数据 交换机。 0047 本发明，利用参数数据服务器，接收参数数据采集设备输出的参数数据并将参数 数据以OPC接口标准输出到所述OPC数据访问客户端，使多种类型串口参数数据采集设备 能方便地接。

22、入客户端；并可以利用流数据服务器，接收流数据采集设备输出的图像数据、文 本数据等流数据，并将流数据以OPC接口标准输出到OPC数据访问客户端，从而利用OPC数 据访问客户端能同时接收来自事件探知现场的参数数据及文本数据、图像数据等流数据， 能实现大量不同类型接口的数据采集设备的统一接入、标准化输出，满足突发事件探知现 场的数据传输要求。 附图说明 0048 为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面对本发明所需要使用的附图作简单的 介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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。 0049 图1。

23、是本发明的参数数据服务器一实施例示意图； 0050 图2是本发明的数据传输系统一实施例示意图。 说 明 书CN 102611625 A 4/6页 8 具体实施方式 0051 下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完 整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。应当 理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。并且在不 冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。基于本发明中的实施 例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。 0052 实施例一 0053 如图1所。

24、示，参数数据服务器包括主控模块、数据接收模块、预处理模块、标准数 据输出模块、数据池与历史数据存储模块。 0054 主控模块，用于控制数据接收模块和标准数据输出模块的启动，并生成守护进程 监视这两个模块的工作状态； 0055 数据接收模块，用于接收参数数据并缓存到接收缓冲区，然后启动预处理模块，然 后启动预处理模块，并可以将缓存的参数数据输出到显示器； 0056 数据接收模块，可以包括Socket服务器接收模块，Socket服务器接收模块通过 socket通信方式接收参数数据并缓存到接收缓冲区，利用校验核对数据对接收的参数数 据进行校验，并检查接收的参数数据的完整性，从而确认接收的参数数据的有。

25、效性，如果接 收的参数数据有效，则将该接收到的参数数据输出到显示器，然后启动预处理模块；这里 socket通信均采用byte(unsigned char)类型实现，以防止特殊协议在数据为0的时候认 为字符串结束问题。 0057 预处理模块，用于解析缓存在接收缓冲区中的参数数据，将所述参数数据以队列 的数据结构写入所述数据池中； 0058 标准数据输出模块，用于将数据池中的队列数据结构的参数数据以OPC接口标准 依次输出，并启动历史数据存储模块； 0059 历史数据存储模块，用于将已经由标准数据输出模块以OPC接口标准输出的参数 数据作为历史数据存储起来。 0060 实施例一的参数数据服务器，对。

26、于参数数据的传输方法是： 0061 一.利用主控模块，控制数据接收模块和标准数据输出模块的启动，并生成守护 进程监视这两个模块的工作状态； 0062 二.利用数据接收模块，接收参数数据并缓存到一接收缓存区，如果经数据校验 与完整性检查确认接收的参数数据有效，则启动预处理模块； 0063 三.利用预处理模块，解析所述接收缓存区中缓存的参数数据，将所述接收缓存 区中缓存的参数数据以队列的数据结构写入数据池中； 0064 四.利用标准数据输出模块，将数据池中的队列的数据结构的参数数据以OPC接 口标准依次输出。 0065 数据接收模块，可以在启动预处理模块时同时对接收缓冲区阻塞，以防止 DNS(Do。

27、main Name System，域名系统)攻击，保证数据的完整输出；并且可以按设定间隔时 间刷新接收缓存区，将新接收到的参数数据存储到接收缓存区以保证在突发数据量大时输 出的数据是最新数据。 说 明 书CN 102611625 A 5/6页 9 0066 为防止共享资源冲突问题，预处理模块向所述数据池中以队列数据结构写入所述 参数数据时，对所述数据池加锁，以禁止其它线程对数据池进行读写操作；所述标准数据输 出模块，从所述数据池中读取参数数据时，对所述数据池加锁，以禁止其它线程对数据池进 行读写操作。 0067 历史数据存储模块，将现场获取的历史数据实时存入文档中，方便了一手数据的 追溯，提高。

28、了整体系统的鲁棒性。 0068 实施例二 0069 如图2所示，利用实施例一的参数数据服务器构建数据传输系统，数据传输系统 包括一个或多个参数数据采集设备、一种或多种串口转以太网接口模块、参数数据交换机、 参数数据服务器、一个或多个流数据采集设备、流数据交换机、流数据服务器、OPC数据访问 客户端； 0070 所述参数数据采集设备，用于通过串口(如RS-232，RS-485，RS-422)输出参数数 据； 0071 所述串口转以太网接口模块，用于将串口(如RS-232，RS-485，RS-422)参数数据 转换成标准物理以太网接口参数数据，一端同参数数据采集设备串口通信，另一端同所述 参数数据。

29、交换机以太网接口通信，将参数数据采集设备串口输出的参数数据输出到所述参 数数据交换机；各串口转以太网接口模块以有线(如RJ-45)或无线(wifi，wimax，3G)等以 太网接口方式接入所述参数数据交换机； 0072 所述参数数据交换机，用于将各个串口转以太网接口模块传来的参数数据传送到 所述参数数据服务器； 0073 所述参数数据服务器，用于接收所述参数数据交换机传来的参数数据，并将参数 数据以OPC接口标准输出到所述OPC数据访问客户端； 0074 所述流数据采集设备，用于输出图像数据或文本数据等流数据；流数据采集设备 可以是各类图像采集设备(如红外、可见光、X光、超声波以及断层成像等等。

30、)、文本生成设 备等。 0075 所述流数据交换机，用于将所述流数据采集设备输出的流数据传送到所述流数据 服务器； 0076 所述流数据服务器，用于接收图像数据、文本数据等流数据并将流数据以OPC接 口标准输出到所述OPC数据访问客户端。 0077 各串口转以太网接口模块同参数数据交换机之间，以及各流数据采集设备同流数 据交换机之间，可以通过有线(如RJ-45)或无线(如wifi、wimax、3G等)等比较流行的以 太网接口方式通信，使得该数据传输系统具有良好的物理扩展性。 0078 实施例二的数据传输系统的数据传输方法是，利用流数据服务器，接收流数据采 集设备输出的图像数据、文本数据等流数据。

31、并将流数据以OPC接口标准输出到OPC数据访 问客户端，利用参数数据服务器，接收参数数据采集设备输出的参数数据并将参数数据以 OPC接口标准输出到所述OPC数据访问客户端；各种类流数据采集设备的图像数据、文本数 据等流数据可以通过流数据交换机发送到流数据服务器，各种类参数数据采集设备串口输 出的参数数据可以通过参数数据交换机发送到参数数据服务器，使得各类数据采集设备快 速连接，统一输入；该数据传输系统的数据传输方法，将事件探知现场数据采集设备采集的 说 明 书CN 102611625 A 6/6页 10 图像数据、文本数据等流数据以及参数数据都以标准的OPC数据格式输出，从而利用OPC数 据访问客户端能同时接收来自事件探知现场的参数数据及文本数据、图像数据等流数据， 能实现大量不同类型接口的数据采集设备的统一接入、标准化输出，满足突发事件探知现 场的数据传输要求。 0079 以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精 神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明保护的范围之内。 说 明 书CN 102611625 A 10 1/2页 11 图1 说 明 书 附 图CN 102611625 A 11 2/2页 12 图2 说 明 书 附 图CN 102611625 A 12 。