專利名稱：：嵌入式通用即插即用工業(yè)監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫服務(wù)系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及工業(yè)監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域，尤其是一種涉及面向嵌入式自適應(yīng)工業(yè)監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)庫服務(wù)系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
：隨著科技的進(jìn)步，工業(yè)監(jiān)測技術(shù)的應(yīng)用越來越廣泛。20世紀(jì)后期，嵌入式技術(shù)得到蓬勃發(fā)展，產(chǎn)生了功能完善且體積也越來越小的嵌入式工業(yè)監(jiān)測儀，它是新時期工業(yè)監(jiān)測技術(shù)發(fā)展的標(biāo)志之一。嵌入式監(jiān)測儀器不僅克服了傳統(tǒng)單片機監(jiān)測系統(tǒng)計算能力不足的局限，且便于攜帶，使用靈活，性價比較高。隨著工業(yè)生產(chǎn)規(guī)模不斷擴大，眾多設(shè)備要求協(xié)同工作、管理，使得監(jiān)測儀器的聯(lián)網(wǎng)成為必然。而傳統(tǒng)的嵌入式監(jiān)測儀器只能孤立的對某臺設(shè)備的當(dāng)前狀態(tài)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集和分析，如果要對企業(yè)眾多的設(shè)備進(jìn)行歸類對比，就不能滿足要求了，且不易于對設(shè)備進(jìn)行全天候的實時監(jiān)測，而這卻正是工業(yè)現(xiàn)場關(guān)鍵設(shè)備如電廠的汽輪機所需要的。同時，由于嵌入式儀器的存儲空間有限，不可能存儲大量的歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行在線回放與比對。因此，在組建監(jiān)測儀器網(wǎng)絡(luò)的同時必須提供實時的數(shù)據(jù)庫服務(wù)，已經(jīng)成為工業(yè)監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展的必然。嵌入式技術(shù)的不斷發(fā)展使工業(yè)監(jiān)測系統(tǒng)具備數(shù)據(jù)庫服務(wù)成為可能。而傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫一股在一一對應(yīng)的模式下運行，每一個數(shù)據(jù)采集點都帶有數(shù)據(jù)庫服務(wù)，單個數(shù)據(jù)庫服務(wù)的利用效率較低。通過網(wǎng)絡(luò)技術(shù)可以使數(shù)據(jù)庫獨立的成為工業(yè)監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)中的一個結(jié)點它可以同時服務(wù)于多個數(shù)據(jù)采集點和控制點，存儲多個設(shè)備的運行數(shù)據(jù)，并支持設(shè)備間的數(shù)據(jù)比較。而基于Server/Client模式的工業(yè)監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)由于網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架、實IP地址等因素的限制，自適應(yīng)能力較差，不能提供足夠的動態(tài)服務(wù)，使系統(tǒng)存在較大的數(shù)據(jù)冗余；同時數(shù)據(jù)庫的更新以及其他網(wǎng)絡(luò)結(jié)點的加入與移出都會給系統(tǒng)帶來繁重的配置任務(wù)。因此，開發(fā)一種具備一定自適應(yīng)能力的智能化嵌入式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)就非常有必要。
發(fā)明內(nèi)容為了克服已有面向嵌入式工業(yè)監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)庫服務(wù)系統(tǒng)的自適應(yīng)能力差、配置任務(wù)繁重、利用率低的不足，本發(fā)明提供一種自適應(yīng)能力強、減少配置任務(wù)、提高利用率的嵌入式通用即插即用工業(yè)監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫服務(wù)系統(tǒng)。本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是一種嵌入式通用即插即用工業(yè)監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫服務(wù)系統(tǒng)，所述數(shù)據(jù)庫服務(wù)系統(tǒng)采用嵌入式通用即插即用中間件技術(shù)實現(xiàn)批量網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸與工業(yè)監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)控制信息交互，所述數(shù)據(jù)庫服務(wù)系統(tǒng)包括監(jiān)控目標(biāo)嵌入式主題數(shù)據(jù)庫模塊，用于根據(jù)監(jiān)控目標(biāo)需求建立相應(yīng)的主題數(shù)據(jù)表，存放目標(biāo)配置參數(shù)、運行狀態(tài)數(shù)據(jù)與歷史日志文件；各主題數(shù)據(jù)表與其索引為一一映射關(guān)系，以期滿足嵌入式環(huán)境的運行要求；批量數(shù)據(jù)采集網(wǎng)絡(luò)中間件模塊，用于作為內(nèi)嵌式的UPnP控制端，對網(wǎng)絡(luò)上UPnP目標(biāo)設(shè)備結(jié)點服務(wù)信息的偵聽和記錄，以及定時地逐一地訪問網(wǎng)絡(luò)中正在工作的UPnP目標(biāo)設(shè)備結(jié)點，獲取被監(jiān)控設(shè)備的運行數(shù)據(jù)并保存到數(shù)據(jù)庫中；監(jiān)控數(shù)據(jù)查詢服務(wù)模塊，用于作為內(nèi)嵌的UPnP設(shè)備，向用戶監(jiān)控設(shè)備提供數(shù)據(jù)庫信息，并根據(jù)用戶提出的查詢條件進(jìn)行預(yù)查詢，然后向用戶監(jiān)控端反饋相關(guān)的數(shù)據(jù)信息。進(jìn)一步，所述批量數(shù)據(jù)采集網(wǎng)絡(luò)中間件模塊中，批量數(shù)據(jù)采集利用UPnP穿越防火墻/地址轉(zhuǎn)換特性，結(jié)合多媒體網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架而專門定制的音頻/視頻數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議協(xié)議來實現(xiàn)；目標(biāo)設(shè)備結(jié)點采用信息鏈表結(jié)構(gòu)進(jìn)行描述，所述鏈表的每個結(jié)點都是一個目標(biāo)設(shè)備結(jié)點信息結(jié)構(gòu)體，用于存放該設(shè)備結(jié)點的UPnP特征信息，通過UPnP特征信息在網(wǎng)絡(luò)中定位某個目標(biāo)設(shè)備并調(diào)用它所提供的服務(wù)。再進(jìn)一步，所述批量數(shù)據(jù)采集網(wǎng)絡(luò)中間件模塊中，所述的目標(biāo)結(jié)點設(shè)備服務(wù)信息偵聽記錄由偵聽、定時調(diào)度相結(jié)合算法實現(xiàn)，其實現(xiàn)流程為①批量數(shù)據(jù)采集網(wǎng)絡(luò)中間件模塊進(jìn)程在完成初始化之后，進(jìn)入阻塞狀態(tài)，等待UPnP設(shè)備結(jié)點的登陸、離開以及定時器觸發(fā)的定時中斷信號；②當(dāng)某個新的UPnP設(shè)備結(jié)點登陸到網(wǎng)絡(luò)中，批量數(shù)據(jù)采集網(wǎng)絡(luò)中間件模塊能監(jiān)聽到該設(shè)備發(fā)出的“登陸”消息，發(fā)現(xiàn)該設(shè)備，退出阻塞狀態(tài)，獲取該設(shè)備的UPnP特征信息及服務(wù)信息，記錄到目標(biāo)設(shè)備信息結(jié)構(gòu)體中，并把該結(jié)構(gòu)體插入到設(shè)備結(jié)點鏈表中；③當(dāng)某個原來在線的UPnP設(shè)備結(jié)點退出網(wǎng)絡(luò)，批量數(shù)據(jù)采集網(wǎng)絡(luò)中間件模塊能監(jiān)聽到該設(shè)備發(fā)出的“退出”消息，從而退出阻塞狀態(tài)，在設(shè)備鏈表中找到相應(yīng)的結(jié)點，刪除該結(jié)點；④當(dāng)定時器觸發(fā)的定時中斷信號到達(dá)，批量數(shù)據(jù)采集網(wǎng)絡(luò)中間件模塊退出阻塞狀態(tài)，訪問數(shù)據(jù)采集設(shè)備鏈表，根據(jù)一個全局指針找到此次要訪問的目標(biāo)設(shè)備，讀出它的信息，依此信息去定位并訪問它的數(shù)據(jù)發(fā)布服務(wù)，得到數(shù)據(jù)包，連接數(shù)據(jù)庫，把數(shù)據(jù)包存入相應(yīng)得數(shù)據(jù)表中，然后更新全局指針，使其指向下一個準(zhǔn)備訪問的結(jié)點。更進(jìn)一步，在所述監(jiān)控數(shù)據(jù)查詢服務(wù)模塊中，監(jiān)控數(shù)據(jù)查詢服務(wù)采用查詢信息結(jié)構(gòu)體實現(xiàn)，該結(jié)構(gòu)體用于存儲預(yù)查詢的條件及結(jié)果，不同的用戶監(jiān)控端對應(yīng)不同的查詢信息結(jié)構(gòu)體，結(jié)構(gòu)體結(jié)點形成一個預(yù)查詢信息鏈表，其操作流程如下①當(dāng)用戶監(jiān)控端提出預(yù)查詢請求，在鏈表中查找該控制端對應(yīng)的結(jié)構(gòu)體結(jié)點，如果不存在這樣的結(jié)點，則創(chuàng)建一個并插入到鏈表中；②解析預(yù)查詢條件并將其存儲在查詢信息結(jié)構(gòu)體中；③當(dāng)預(yù)查詢完成，把預(yù)查詢結(jié)果寫入到該結(jié)點的相應(yīng)位置，同時把數(shù)據(jù)庫的基本訪問信息寫入到查詢信息結(jié)構(gòu)體中。本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思為通用即插即用(UniversalPlugandPlay,UPnP)是微軟推出的新一代網(wǎng)絡(luò)中間件技術(shù)，由設(shè)備端(Device-end)、控制端(Control-end)、數(shù)據(jù)庫服務(wù)(DataBaseService，DBS)三個基本單元組成。UPnP技術(shù)對即插即用進(jìn)行了擴展，具備該技術(shù)的結(jié)點進(jìn)入到網(wǎng)絡(luò)中之后，它們可以通過UPnP橋自動彼此連接在一起，而且連接過程無需用戶的參與和使用中央服務(wù)器。UPnP規(guī)范基于TCP/IP協(xié)議和針對設(shè)備彼此間通訊而制訂的其它Internet協(xié)議，這就是它之所以被稱作“通用”的原因所在。它的這一特點可以有效的解決工業(yè)網(wǎng)絡(luò)專用性的協(xié)議壁壘以及因設(shè)備種類繁多而引起的參數(shù)配置表(ParameterConfigurationTable,PCT)識別問題，實現(xiàn)不同設(shè)備以及網(wǎng)絡(luò)之間的光滑、無縫鏈接。因此，本發(fā)明將UPnP技術(shù)引入到工業(yè)監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫服務(wù)中，能夠?qū)崿F(xiàn)監(jiān)測目標(biāo)的自動識別、自主聯(lián)網(wǎng)，利用其中間件服務(wù)調(diào)用機制和時間訂閱機制，實現(xiàn)監(jiān)測目標(biāo)的網(wǎng)絡(luò)控制和狀態(tài)監(jiān)測，能夠有效的解決傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫服務(wù)中存在的自適應(yīng)能力差、配置任務(wù)繁重、利用率低等問題。本發(fā)明的有益效果主要表現(xiàn)在1)支持網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的動態(tài)變化。由于UPnP網(wǎng)絡(luò)中間件的支持，設(shè)備的加入和退出造成的數(shù)據(jù)庫配置變化都是在數(shù)據(jù)庫端自動完成，簡化了因網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的變化而帶來的注冊、配置等工作，節(jié)約了數(shù)據(jù)庫運行成本。2)數(shù)據(jù)庫采用輪詢設(shè)備的方法，向網(wǎng)絡(luò)中注冊的多個數(shù)據(jù)采集設(shè)備索要數(shù)據(jù)，實現(xiàn)了自動的一對多服務(wù)，少量數(shù)據(jù)庫服務(wù)結(jié)點就可以服務(wù)于整個監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)的要求。3)實現(xiàn)了數(shù)據(jù)庫服務(wù)的零配置提供。用戶無需事先知道數(shù)據(jù)庫的方位和訪問限制，就可以方便地訪問并獲得數(shù)據(jù)；4)可以同時接受多個用戶控制端的查詢請求，實現(xiàn)了多用戶并行查詢。圖1是數(shù)據(jù)庫服務(wù)結(jié)點的內(nèi)部結(jié)構(gòu)及其與外部數(shù)據(jù)交互；圖2是UPnP設(shè)備信息循環(huán)鏈表示意圖；圖3是查詢信息鏈表示意圖；圖4是數(shù)據(jù)庫預(yù)查詢及數(shù)據(jù)回放流程；圖5是離心泵軸承時域信號圖形。具體實施例方式結(jié)合附圖，下面對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。參照圖1圖5，一種嵌入式通用即插即用工業(yè)監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫服務(wù)系統(tǒng)，采用嵌入式通用即插即用中間件(EmbeddedUPnPMiddleware)技術(shù)實批量網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸與工業(yè)監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)控制信息交互，主要由監(jiān)控目標(biāo)嵌入式主題數(shù)據(jù)庫模塊、批量數(shù)據(jù)采集網(wǎng)絡(luò)中間件模塊、監(jiān)控數(shù)據(jù)查詢服務(wù)模塊組成。所述的監(jiān)控目標(biāo)嵌入式主題數(shù)據(jù)庫模塊，作為獨立功能模塊安裝于專用嵌入式數(shù)據(jù)庫服務(wù)器中；根據(jù)監(jiān)控目標(biāo)需求建立相應(yīng)的主題數(shù)據(jù)表，存放目標(biāo)配置參數(shù)、運行狀態(tài)數(shù)據(jù)與歷史日志文件；各主題數(shù)據(jù)表與其索引為一一映射關(guān)系，以期滿足嵌入式環(huán)境的運行要求。所述的批量數(shù)據(jù)采集網(wǎng)絡(luò)中間件模塊，作為獨立功能模塊相當(dāng)于一個內(nèi)嵌式的UPnP控制端(EmbeddedUPnPControl-end)，主要完成對網(wǎng)絡(luò)上UPnP目標(biāo)設(shè)備結(jié)點服務(wù)信息的偵聽和記錄，以及定時地逐一地訪問網(wǎng)絡(luò)中正在工作的UPnP目標(biāo)設(shè)備結(jié)點，獲取被監(jiān)控設(shè)備的運行數(shù)據(jù)并保存到數(shù)據(jù)庫中。所述的批量數(shù)據(jù)采集利用UPnP可穿越防火墻/地址轉(zhuǎn)換(FireWall/NetAddressTransfer,Fff/NAT)特性，結(jié)合其為多媒體網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架而專門定制的音頻/視頻數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議(UPnPAudioVideo,UPnP-AV)協(xié)議來實現(xiàn)。所述的目標(biāo)設(shè)備結(jié)點采用信息鏈表結(jié)構(gòu)進(jìn)行描述，該鏈表的每個結(jié)點都是一個目標(biāo)設(shè)備結(jié)點信息結(jié)構(gòu)體，用于存放該設(shè)備結(jié)點的UPnP特征信息，通過這些特征信息，批量數(shù)據(jù)采集網(wǎng)絡(luò)中間件模塊便能在網(wǎng)絡(luò)中定位某個目標(biāo)設(shè)備并調(diào)用它所提供的服務(wù)；所述的目標(biāo)結(jié)點設(shè)備服務(wù)信息偵聽記錄由偵聽、定時調(diào)度相結(jié)合算法實現(xiàn)，其實現(xiàn)流程為①批量數(shù)據(jù)采集網(wǎng)絡(luò)中間件模塊進(jìn)程在完成初始化之后，進(jìn)入阻塞狀態(tài)，等待UPnP設(shè)備結(jié)點的登陸、離開以及定時器觸發(fā)的定時中斷信號；②當(dāng)某個新的UPnP設(shè)備結(jié)點登陸到網(wǎng)絡(luò)中，批量數(shù)據(jù)采集網(wǎng)絡(luò)中間件模塊能監(jiān)聽到該設(shè)備發(fā)出的“登陸”消息，發(fā)現(xiàn)該設(shè)備，退出阻塞狀態(tài)，獲取該設(shè)備的UPnP特征信息及服務(wù)信息，記錄到目標(biāo)設(shè)備信息結(jié)構(gòu)體中，并把該結(jié)構(gòu)體插入到設(shè)備結(jié)點鏈表中；③當(dāng)某個原來在線的UPnP設(shè)備結(jié)點退出網(wǎng)絡(luò)，批量數(shù)據(jù)采集網(wǎng)絡(luò)中間件模塊能監(jiān)聽到該設(shè)備發(fā)出的“退出”消息，從而退出阻塞狀態(tài)，在設(shè)備鏈表中找到相應(yīng)的結(jié)點，刪除該結(jié)點；④當(dāng)定時器觸發(fā)的定時中斷信號到達(dá)，批量數(shù)據(jù)采集網(wǎng)絡(luò)中間件模塊退出阻塞狀態(tài)，訪問數(shù)據(jù)采集設(shè)備鏈表，根據(jù)一個全局指針找到此次要訪問的目標(biāo)設(shè)備，讀出它的信息，依此信息去定位并訪問它的數(shù)據(jù)發(fā)布服務(wù)，得到數(shù)據(jù)包，連接數(shù)據(jù)庫，把數(shù)據(jù)包存入相應(yīng)得數(shù)據(jù)表中，然后更新全局指針，使其指向下一個準(zhǔn)備訪問的結(jié)點。所述的監(jiān)控數(shù)據(jù)查詢服務(wù)模塊，作為獨立功能模塊相當(dāng)于一個內(nèi)嵌的UPnP設(shè)備(EmbeddedUPnPDevice)，主要向用戶監(jiān)控設(shè)備提供數(shù)據(jù)庫信息，并根據(jù)用戶提出的查詢條件進(jìn)行預(yù)查詢，然后向用戶監(jiān)控端反饋相關(guān)的數(shù)據(jù)信息。所述的監(jiān)控數(shù)據(jù)查詢服務(wù)采用查詢信息結(jié)構(gòu)體實現(xiàn)，該結(jié)構(gòu)體用于存儲預(yù)查詢的條件及結(jié)果。不同的用戶監(jiān)控端對應(yīng)不同的查詢信息結(jié)構(gòu)體，這些結(jié)構(gòu)體結(jié)點形成一個預(yù)查詢信息鏈表，其操作流程如下①當(dāng)用戶監(jiān)控端提出預(yù)查詢請求，本模塊在鏈表中查找該控制端對應(yīng)的結(jié)構(gòu)體結(jié)點，如果不存在這樣的結(jié)點，則創(chuàng)建一個并插入到鏈表中；②本模塊解析預(yù)查詢條件并將其存儲在查詢信息結(jié)構(gòu)體中；③當(dāng)預(yù)查詢完成，本模塊把預(yù)查詢結(jié)果寫入到該結(jié)點的相應(yīng)位置，同時把數(shù)據(jù)庫的基本訪問信息寫入到查詢信息結(jié)構(gòu)體中。功能模塊劃分與數(shù)據(jù)依賴關(guān)系嵌入式UPnP工業(yè)監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫服務(wù)是智能化工業(yè)監(jiān)測系統(tǒng)的一個獨立結(jié)點，在整個系統(tǒng)中處于數(shù)據(jù)中心位置，承擔(dān)著數(shù)據(jù)存儲、查詢、管理、回放、識別等任務(wù)，可以作為工業(yè)主題數(shù)據(jù)庫來應(yīng)用。數(shù)據(jù)庫服務(wù)系統(tǒng)由獨立的兩個構(gòu)件組成，查詢服務(wù)模塊(QueryServiceModule，QSM)和數(shù)據(jù)收集模塊(DataCollectionModule,DCM)。前者主要為控制端提供數(shù)據(jù)庫預(yù)查詢服務(wù)；后者主要實現(xiàn)所有在線數(shù)據(jù)采集端的運行狀態(tài)數(shù)據(jù)的定時收集，并存入數(shù)據(jù)庫。UPnP數(shù)據(jù)庫服務(wù)的工作原理如附圖1所示，用戶監(jiān)控端通過數(shù)據(jù)預(yù)查詢服務(wù)調(diào)用與數(shù)據(jù)中心的查詢服務(wù)模塊進(jìn)行交互，得到需要的數(shù)據(jù)庫預(yù)查詢信息，然后直接訪問數(shù)據(jù)庫；數(shù)據(jù)中心的數(shù)據(jù)收集模塊輪詢每一個在線數(shù)據(jù)采集端，調(diào)用實時監(jiān)控數(shù)據(jù)服務(wù)得到實時數(shù)據(jù)包和設(shè)備當(dāng)前系統(tǒng)配置，然后存入數(shù)據(jù)庫中。在數(shù)據(jù)庫中建立兩張關(guān)鍵的表格，一張存儲數(shù)據(jù)采集設(shè)備端上傳的數(shù)據(jù)包(Package_table)，另一張存儲PCT(PCT_table)。Package_table包含Device_type、Device_id、Device_time、PCT_no、Data等五個域(tuple)，分別表示設(shè)備類型、設(shè)備ID號、采樣時間、PCT序號和數(shù)據(jù)包；PCT_table包含PCT_no和PCT兩個域，分別表示PCT序號和PCT表。其中PCT_no為Package_table的外碼(Foreignkey)，建立數(shù)據(jù)查詢時PCT與Packagejable的聯(lián)系，整個數(shù)據(jù)庫設(shè)計滿足第三范式(3NF)要求。功能模塊設(shè)計實現(xiàn)①數(shù)據(jù)庫模塊數(shù)據(jù)庫模塊使用開源項目MySQL，安裝在嵌入式監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)中的PC機上或?qū)Ｓ们度胧綌?shù)據(jù)服務(wù)器中。根據(jù)需求建立相應(yīng)的數(shù)據(jù)表格，用于存放監(jiān)測系統(tǒng)所涉及的各種數(shù)據(jù)，包括被監(jiān)控設(shè)備的運新狀態(tài)數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)采集卡的配置數(shù)據(jù)等。各個數(shù)據(jù)表之間通過相應(yīng)的表格索引建立一定的映射關(guān)系，這樣使得用戶在查詢的時候只要提供最基本的幾個查詢條件，例如時間和設(shè)備號，就能夠從各個數(shù)據(jù)表中找到相應(yīng)的數(shù)據(jù)項，從而完整地恢復(fù)那個時刻的設(shè)備運行狀態(tài)。②批量數(shù)據(jù)采集網(wǎng)絡(luò)中間件模塊該模塊是一個具有UPnP服務(wù)的模塊，相當(dāng)于一個內(nèi)嵌式的UPnP控制端(EmbeddedUPnPControl-end)，主要完成對網(wǎng)絡(luò)上的UPnP目標(biāo)設(shè)備結(jié)點設(shè)備服務(wù)信息的偵聽和記錄，以及定時地逐一地訪問網(wǎng)絡(luò)中正在工作的UPnP目標(biāo)設(shè)備結(jié)點，獲取被監(jiān)控設(shè)備的運行數(shù)據(jù)并保存到數(shù)據(jù)庫中。本發(fā)明利用UPnP可穿越防火墻/地址轉(zhuǎn)換(FireWall/NetAddressTransfer,Fff/NAT)特性，結(jié)合其為多媒體網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架而專門定制的音頻/視頻數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議(UPnPAudioVideo,UPnP-AV)協(xié)議來實現(xiàn)；采用目標(biāo)設(shè)備結(jié)點采用信息鏈表(見附圖2)來記錄監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)中存在的UPnP目標(biāo)設(shè)備結(jié)點。該鏈表的每個結(jié)點都是一個目標(biāo)設(shè)備結(jié)點信息結(jié)構(gòu)體，用于存放該設(shè)備結(jié)點的UPnP特征信息，通過這些特征信息，批量數(shù)據(jù)采集網(wǎng)絡(luò)中間件模塊便能在網(wǎng)絡(luò)中定位某個目標(biāo)設(shè)備并調(diào)用它所提供的服務(wù)。目標(biāo)結(jié)點設(shè)備服務(wù)信息偵聽記錄由偵聽、定時調(diào)度相結(jié)合算法實現(xiàn)，其實現(xiàn)流程為a.批量數(shù)據(jù)采集網(wǎng)絡(luò)中間件模塊進(jìn)程在完成初始化之后，進(jìn)入阻塞(suspendedwaiting)狀態(tài)，等待UPnP設(shè)備結(jié)點的登陸、離開以及定時器觸發(fā)的定時中斷信號；b.當(dāng)某個新的UPnP設(shè)備結(jié)點登陸到網(wǎng)絡(luò)中，批量數(shù)據(jù)采集網(wǎng)絡(luò)中間件模塊能監(jiān)聽到該設(shè)備發(fā)出的“登陸”消息，發(fā)現(xiàn)該設(shè)備，退出阻塞狀態(tài)，獲取該設(shè)備的UPnP特征信息及服務(wù)信息，記錄到目標(biāo)設(shè)備信息結(jié)構(gòu)體中，并把該結(jié)構(gòu)體插入到設(shè)備結(jié)點鏈表中；c.當(dāng)某個原來在線的UPnP設(shè)備結(jié)點退出網(wǎng)絡(luò)，批量數(shù)據(jù)采集網(wǎng)絡(luò)中間件模塊能監(jiān)聽到該設(shè)備發(fā)出的“退出”消息，從而退出阻塞狀態(tài)，在設(shè)備鏈表中找到相應(yīng)的結(jié)點，刪除該結(jié)點；d.當(dāng)定時器觸發(fā)的定時中斷信號到達(dá)，批量數(shù)據(jù)采集網(wǎng)絡(luò)中間件模塊退出阻塞狀態(tài)，訪問數(shù)據(jù)采集設(shè)備鏈表，根據(jù)一個全局指針找到此次要訪問的目標(biāo)設(shè)備，讀出它的信息，依此信息去定位并訪問它的數(shù)據(jù)發(fā)布服務(wù)，得到數(shù)據(jù)包，連接數(shù)據(jù)庫，把數(shù)據(jù)包存入相應(yīng)得數(shù)據(jù)表中，然后更新全局指針，使其指向下一個準(zhǔn)備訪問的結(jié)點。③監(jiān)控數(shù)據(jù)查詢服務(wù)模塊該模塊是另一個具有UPnP服務(wù)的模塊，相當(dāng)于一個內(nèi)嵌的UPnP設(shè)備(EmbeddedUPnPDevice)，主要向用戶監(jiān)控設(shè)備提供數(shù)據(jù)庫信息，并根據(jù)用戶提出的查詢條件(如時間和設(shè)備號)進(jìn)行查詢，然后向用戶監(jiān)控端反饋相關(guān)的數(shù)據(jù)信息(如“滿足該條件的數(shù)據(jù)包個數(shù)”等)。本發(fā)明在數(shù)據(jù)查詢服務(wù)模塊中定義了查詢信息結(jié)構(gòu)體，用于存儲查詢的條件及結(jié)果。不同的用戶監(jiān)控端對應(yīng)不同的查詢信息結(jié)構(gòu)體，這些結(jié)構(gòu)體結(jié)點形成一個查詢信息鏈表，如附圖3所示。當(dāng)用戶監(jiān)控端提出查詢請求，本模塊在鏈表中查找該控制端對應(yīng)的結(jié)構(gòu)體結(jié)點，如果不存在這樣的結(jié)點，則創(chuàng)建一個并插入到鏈表中。然后本模塊解析查詢條件并將其存儲在查詢信息結(jié)構(gòu)體中。當(dāng)查詢完成，本模塊把查詢結(jié)果寫入到該結(jié)點的相應(yīng)位置，同時把數(shù)據(jù)庫的基本訪問信息(如數(shù)據(jù)庫IP、登陸名、密碼等)寫入到查詢信息結(jié)構(gòu)體中。當(dāng)用戶監(jiān)控端索取查詢結(jié)果，本模塊首先在鏈表中找到相應(yīng)結(jié)點，查看查詢完成情況，如果顯示為未完成，則向用戶控制端返回“查詢未完成”消息。如果顯示為“已完成”，則把包含此次查詢完整信息的查詢信息結(jié)構(gòu)體反饋給用戶監(jiān)控端。通過維護(hù)查詢信息鏈表，本模塊可以并行地為多個用戶控制端提供數(shù)據(jù)查詢服務(wù)。將上述方案應(yīng)用于依托面向大型旋轉(zhuǎn)設(shè)備的狀態(tài)監(jiān)測與故障診斷系統(tǒng)，該系統(tǒng)由MSP430數(shù)據(jù)采集卡、HP-PocketPC用戶監(jiān)控端、工控機數(shù)據(jù)庫服務(wù)結(jié)點、工業(yè)局域網(wǎng)組成，運用于冶金、水利、石油等行業(yè)的關(guān)鍵設(shè)備的現(xiàn)場監(jiān)測與診斷。數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)作為監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)中的一類結(jié)點，向整個網(wǎng)絡(luò)提供網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫服務(wù)。應(yīng)用實例的核心為用戶監(jiān)控端和數(shù)據(jù)庫查詢服務(wù)模塊之間的配合流程設(shè)計。根據(jù)工業(yè)監(jiān)測技術(shù)的基本要求，通過管道通信技術(shù)，實現(xiàn)了監(jiān)控端與查詢服務(wù)模塊的交互服務(wù)，具體流程(見附圖4)描述如下在用戶監(jiān)控端圖形界面中選擇某個數(shù)據(jù)庫服務(wù)結(jié)點，輸入預(yù)查詢條件(設(shè)備號、數(shù)據(jù)包起止時間)；用戶監(jiān)控端調(diào)用數(shù)據(jù)庫查詢服務(wù)模塊的服務(wù)，將預(yù)查詢條件提交；數(shù)據(jù)庫查詢服務(wù)模塊得到預(yù)查詢條件，解析并保存到查詢信息鏈表中；數(shù)據(jù)庫查詢服務(wù)模塊根據(jù)預(yù)查詢條件，調(diào)用數(shù)據(jù)庫預(yù)查詢函數(shù)去查詢數(shù)據(jù)庫，并將查詢結(jié)果寫入查詢信息鏈表中；用戶監(jiān)控端向數(shù)據(jù)庫查詢服務(wù)模塊提出獲取預(yù)查詢結(jié)果的請求，數(shù)據(jù)庫查詢服務(wù)模塊向其返回預(yù)查詢信息結(jié)構(gòu)體，其中包含了數(shù)據(jù)庫連接信息和預(yù)查詢結(jié)果；用戶監(jiān)控端解析預(yù)查詢結(jié)果，并在圖形界面中提示下一步可進(jìn)行的操作；如果可以進(jìn)行“歷史數(shù)據(jù)回放”，則利用從查詢信息結(jié)構(gòu)體中得到的數(shù)據(jù)庫連接信息，建立與數(shù)據(jù)庫的連接；訪問PCT_table，得到PCT，并載入到用戶監(jiān)控端系統(tǒng)中；開始循環(huán)地向數(shù)據(jù)庫中Package_table索取數(shù)據(jù)包，解析得到的數(shù)據(jù)包并在圖形界面顯示，進(jìn)行“歷史數(shù)據(jù)回放”；若用戶停止歷史數(shù)據(jù)查詢，則退出循環(huán)，結(jié)束。為根據(jù)上述研究成果以及相關(guān)技術(shù)支持，搭建了基于UPnP的工業(yè)監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫管理平臺，并在勝利油田等大型企業(yè)做了大量的工業(yè)現(xiàn)場實驗，運行穩(wěn)定，查詢迅速。利用Qt/Embedded工具庫開發(fā)了友好的⑶I，具備中文環(huán)境，占用空間小，反映迅速、切換流暢。由于UPnP不受實IP地址的限制，可以比較容易的通過外部的Internet訪問車間內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)，實現(xiàn)大數(shù)據(jù)量(如音頻數(shù)據(jù))的傳輸與處理。遠(yuǎn)程監(jiān)控端配有相應(yīng)的數(shù)據(jù)管理分析系統(tǒng)，實現(xiàn)實時數(shù)據(jù)顯示(見附圖5)等功能。通過數(shù)據(jù)庫服務(wù)的支持，可以根據(jù)需求選擇任何時段的數(shù)據(jù)進(jìn)行歷史回放、數(shù)據(jù)比較、報表打印等操作。最后，還需要注意的是，以上列舉的僅是本發(fā)明的一個具體實施例。顯然，本發(fā)明不限于以上實施例，還可以有許多變形。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員能從本發(fā)明公開的內(nèi)容直接導(dǎo)出或聯(lián)想到的所有變形，均應(yīng)認(rèn)為是本發(fā)明的保護(hù)范圍。權(quán)利要求一種嵌入式通用即插即用工業(yè)監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫服務(wù)系統(tǒng)，其特征在于所述數(shù)據(jù)庫服務(wù)系統(tǒng)采用嵌入式通用即插即用中間件技術(shù)實現(xiàn)批量網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸與工業(yè)監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)控制信息交互，所述數(shù)據(jù)庫服務(wù)系統(tǒng)包括監(jiān)控目標(biāo)嵌入式主題數(shù)據(jù)庫模塊，用于根據(jù)監(jiān)控目標(biāo)需求建立相應(yīng)的主題數(shù)據(jù)表，存放目標(biāo)配置參數(shù)、運行狀態(tài)數(shù)據(jù)與歷史日志文件；各主題數(shù)據(jù)表與其索引為一一映射關(guān)系，以期滿足嵌入式環(huán)境的運行要求；批量數(shù)據(jù)采集網(wǎng)絡(luò)中間件模塊，用于作為內(nèi)嵌式的UPnP控制端，對網(wǎng)絡(luò)上UPnP目標(biāo)設(shè)備結(jié)點服務(wù)信息的偵聽和記錄，以及定時地逐一地訪問網(wǎng)絡(luò)中正在工作的UPnP目標(biāo)設(shè)備結(jié)點，獲取被監(jiān)控設(shè)備的運行數(shù)據(jù)并保存到數(shù)據(jù)庫中；監(jiān)控數(shù)據(jù)查詢服務(wù)模塊，用于作為內(nèi)嵌的UPnP設(shè)備，向用戶監(jiān)控設(shè)備提供數(shù)據(jù)庫信息，并根據(jù)用戶提出的查詢條件進(jìn)行預(yù)查詢，然后向用戶監(jiān)控端反饋相關(guān)的數(shù)據(jù)信息。2.如權(quán)利要求1所述的嵌入式通用即插即用工業(yè)監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫服務(wù)系統(tǒng)，其特征在于所述批量數(shù)據(jù)采集網(wǎng)絡(luò)中間件模塊中，批量數(shù)據(jù)采集利用UPnP穿越防火墻/地址轉(zhuǎn)換特性，結(jié)合多媒體網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架而專門定制的音頻/視頻數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議協(xié)議來實現(xiàn)；目標(biāo)設(shè)備結(jié)點采用信息鏈表結(jié)構(gòu)進(jìn)行描述，所述鏈表的每個結(jié)點都是一個目標(biāo)設(shè)備結(jié)點信息結(jié)構(gòu)體，用于存放該設(shè)備結(jié)點的UPnP特征信息，通過UPnP特征信息在網(wǎng)絡(luò)中定位某個目標(biāo)設(shè)備并調(diào)用它所提供的服務(wù)。3.如權(quán)利要求1或2所述的嵌入式通用即插即用工業(yè)監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫服務(wù)系統(tǒng)，其特征在于所述批量數(shù)據(jù)采集網(wǎng)絡(luò)中間件模塊中，所述的目標(biāo)結(jié)點設(shè)備服務(wù)信息偵聽記錄由偵聽、定時調(diào)度相結(jié)合算法實現(xiàn)，其實現(xiàn)流程為①批量數(shù)據(jù)采集網(wǎng)絡(luò)中間件模塊進(jìn)程在完成初始化之后，進(jìn)入阻塞狀態(tài)，等待UPnP設(shè)備結(jié)點的登陸、離開以及定時器觸發(fā)的定時中斷信號；②當(dāng)某個新的UPnP設(shè)備結(jié)點登陸到網(wǎng)絡(luò)中，批量數(shù)據(jù)采集網(wǎng)絡(luò)中間件模塊能監(jiān)聽到該設(shè)備發(fā)出的“登陸”消息，發(fā)現(xiàn)該設(shè)備，退出阻塞狀態(tài)，獲取該設(shè)備的UPnP特征信息及服務(wù)信息，記錄到目標(biāo)設(shè)備信息結(jié)構(gòu)體中，并把該結(jié)構(gòu)體插入到設(shè)備結(jié)點鏈表中；③當(dāng)某個原來在線的UPnP設(shè)備結(jié)點退出網(wǎng)絡(luò)，批量數(shù)據(jù)采集網(wǎng)絡(luò)中間件模塊能監(jiān)聽到該設(shè)備發(fā)出的“退出”消息，從而退出阻塞狀態(tài)，在設(shè)備鏈表中找到相應(yīng)的結(jié)點，刪除該結(jié)點；④當(dāng)定時器觸發(fā)的定時中斷信號到達(dá)，批量數(shù)據(jù)采集網(wǎng)絡(luò)中間件模塊退出阻塞狀態(tài)，訪問數(shù)據(jù)采集設(shè)備鏈表，根據(jù)一個全局指針找到此次要訪問的目標(biāo)設(shè)備，讀出它的信息，依此信息去定位并訪問它的數(shù)據(jù)發(fā)布服務(wù)，得到數(shù)據(jù)包，連接數(shù)據(jù)庫，把數(shù)據(jù)包存入相應(yīng)得數(shù)據(jù)表中，然后更新全局指針，使其指向下一個準(zhǔn)備訪問的結(jié)點。4.如權(quán)利要求1或2所述的嵌入式通用即插即用工業(yè)監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫服務(wù)系統(tǒng)，其特征在于在所述監(jiān)控數(shù)據(jù)查詢服務(wù)模塊中，監(jiān)控數(shù)據(jù)查詢服務(wù)采用查詢信息結(jié)構(gòu)體實現(xiàn)，該結(jié)構(gòu)體用于存儲預(yù)查詢的條件及結(jié)果，不同的用戶監(jiān)控端對應(yīng)不同的查詢信息結(jié)構(gòu)體，結(jié)構(gòu)體結(jié)點形成一個預(yù)查詢信息鏈表，其操作流程如下①當(dāng)用戶監(jiān)控端提出預(yù)查詢請求，在鏈表中查找該控制端對應(yīng)的結(jié)構(gòu)體結(jié)點，如果不存在這樣的結(jié)點，則創(chuàng)建一個并插入到鏈表中；②解析預(yù)查詢條件并將其存儲在查詢信息結(jié)構(gòu)體中；③當(dāng)預(yù)查詢完成，把預(yù)查詢結(jié)果寫入到該結(jié)點的相應(yīng)位置，同時把數(shù)據(jù)庫的基本訪問信息寫入到查詢信息結(jié)構(gòu)體中。全文摘要一種嵌入式通用即插即用工業(yè)監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫服務(wù)系統(tǒng)，所述數(shù)據(jù)庫服務(wù)系統(tǒng)采用嵌入式通用即插即用中間件技術(shù)實現(xiàn)批量網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸與工業(yè)監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)控制信息交互，所述數(shù)據(jù)庫服務(wù)系統(tǒng)包括監(jiān)控目標(biāo)嵌入式主題數(shù)據(jù)庫模塊、批量數(shù)據(jù)采集網(wǎng)絡(luò)中間件模塊和監(jiān)控數(shù)據(jù)查詢服務(wù)模塊。本發(fā)明提供一種自適應(yīng)能力強、減少配置任務(wù)、提高利用率的嵌入式通用即插即用工業(yè)監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫服務(wù)系統(tǒng)。文檔編號H04L29/06GK101883094SQ20101017858公開日2010年11月10日申請日期2010年5月21日優(yōu)先權(quán)日2010年5月21日發(fā)明者王忠飛,計時鳴,譚大鵬申請人:浙江工業(yè)大學(xué)