本發(fā)明屬于監(jiān)控領(lǐng)域，具體地涉及一種基于數(shù)據(jù)采集傳輸?shù)耐ㄓ嵪到y(tǒng)及通訊方法。

背景技術(shù)：

現(xiàn)有的通訊系統(tǒng)，包括相互通訊連接的多個(gè)設(shè)備控制器-中央服務(wù)器-客戶端，其中服務(wù)器和客戶端都需要安裝本地化軟件，而且本地化軟件對(duì)硬件要求較高，對(duì)安裝和使用造成了限制。另外，其數(shù)據(jù)采集和通訊中，控制器根據(jù)服務(wù)器的指令實(shí)時(shí)采集和發(fā)送數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)的回傳與服務(wù)器指令發(fā)出之間存在時(shí)間滯后，服務(wù)器向客戶端發(fā)送數(shù)據(jù)緩慢，使得客戶端軟件在使用中出現(xiàn)數(shù)據(jù)加載緩慢的現(xiàn)象。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，本發(fā)明的目的在于提供一種基于數(shù)據(jù)采集傳輸?shù)耐ㄓ嵪到y(tǒng)及通訊方法，其能夠減少冗余，對(duì)硬件要求也比較低，傳輸速度較快，并且通訊質(zhì)量好。

本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的：

具體地，本發(fā)明提供一種通訊系統(tǒng)，其包括多個(gè)控制器、中央服務(wù)器以及客戶端，所述控制器與所述中央服務(wù)器以及任意兩個(gè)控制器之間通過數(shù)據(jù)線通訊連接，所述中央服務(wù)器與所述客戶端通過網(wǎng)絡(luò)通訊連接，

所述控制器包括處理單元以及分別與所述處理單元通訊連接的人機(jī)交互單元、數(shù)據(jù)采集單元，存儲(chǔ)單元、編碼單元、優(yōu)先級(jí)排序單元以及第一通訊單元；所述中央服務(wù)器包括通訊連接的控制單元、解碼單元、檢測(cè)單元、組合單元、第二通訊單元以及網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器；所述數(shù)據(jù)采集單元用于進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，所述優(yōu)先級(jí)排序單元用于根據(jù)設(shè)定的數(shù)據(jù)優(yōu)先級(jí)別對(duì)采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行優(yōu)先級(jí)排序；所述第一通訊單元與所述第二通訊單元進(jìn)行通訊，并根據(jù)數(shù)據(jù)的優(yōu)先級(jí)優(yōu)先傳輸優(yōu)先級(jí)較高的數(shù)據(jù)；

所述控制器用于采集相關(guān)數(shù)據(jù)并根據(jù)設(shè)置的閾值條件主動(dòng)向所述中央服務(wù)器發(fā)送相關(guān)數(shù)據(jù)；所述中央服務(wù)器接收相關(guān)數(shù)據(jù)并對(duì)相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理檢測(cè)后，將相關(guān)數(shù)據(jù)發(fā)送至網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器，所述客戶端借助于與網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器的通訊查看相關(guān)數(shù)據(jù)。

優(yōu)選地，所述存儲(chǔ)單元設(shè)置有嵌入式數(shù)據(jù)庫，所述嵌入式數(shù)據(jù)庫為Berkeley DB。

優(yōu)選地，所述網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器為B/S架構(gòu)訪問。

優(yōu)選地，所述編碼單元對(duì)相關(guān)數(shù)據(jù)依次進(jìn)行拆分、編號(hào)以及壓縮編碼處理，壓縮編碼后數(shù)據(jù)借助于第一通訊單元與第二通訊單元發(fā)送至解碼單元，所述解碼單元對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行解碼并按照編號(hào)進(jìn)行排序后發(fā)送至檢測(cè)單元，所述檢測(cè)單元對(duì)接收的多段數(shù)據(jù)進(jìn)行檢查，如發(fā)現(xiàn)某段數(shù)據(jù)缺失或錯(cuò)誤，則向控制器發(fā)送該段數(shù)據(jù)的傳輸指令，所述組合單元用于將接收到的多段數(shù)據(jù)進(jìn)行組合。

優(yōu)選地，所述數(shù)據(jù)壓縮算法為行程編碼壓縮算法和哈夫曼編碼算法，數(shù)據(jù)在從控制器向中央服務(wù)器傳輸時(shí)的壓縮比為8:1，從中央服務(wù)器向客戶端傳輸時(shí)的壓縮比為10:1。

優(yōu)選地，所述控制器設(shè)置有時(shí)鐘模塊，所述時(shí)鐘模塊為GPS授時(shí)模塊。

優(yōu)選地，所述人機(jī)交互單元包括顯示設(shè)備、外部輸入設(shè)備以及外部輸出設(shè)備，分別用于顯示工作狀態(tài)、輸入或輸出指令。

優(yōu)選地，所述閾值條件為時(shí)間閾值、溫度閾值、濕度閾值、煙霧報(bào)警閾值以及火災(zāi)報(bào)警閾值中的一種或多種。

優(yōu)選地，本發(fā)明還提供一種通訊方法，其包括以下步驟：

S1、控制器采集數(shù)據(jù)并將數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)庫內(nèi)部，根據(jù)設(shè)定的閾值條件定時(shí)向中央服務(wù)器發(fā)送數(shù)據(jù)，在數(shù)據(jù)發(fā)送之前，優(yōu)先級(jí)排序單元首先對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行優(yōu)先級(jí)排序，然后按照相關(guān)數(shù)據(jù)的優(yōu)先級(jí)，依次將優(yōu)先級(jí)較高的數(shù)據(jù)發(fā)送至編碼單元；

S2、控制器的編碼單元對(duì)相關(guān)數(shù)據(jù)依次進(jìn)行拆分、編號(hào)以及壓縮編碼處理，壓縮編碼后數(shù)據(jù)借助于第一通訊單元與第二通訊單元發(fā)送至解碼單元；

S3、中央服務(wù)器的解碼單元對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行解碼并按照編號(hào)進(jìn)行排序后發(fā)送至檢測(cè)單元，檢測(cè)單元對(duì)接收的多段數(shù)據(jù)進(jìn)行檢查，如發(fā)現(xiàn)某段數(shù)據(jù)缺失或錯(cuò)誤，則向控制器發(fā)送該段數(shù)據(jù)的傳輸指令，控制器重新發(fā)送該段數(shù)據(jù)；

S4、多段數(shù)據(jù)均正確接收后，組合單元將接收到的多段數(shù)據(jù)進(jìn)行組合；

S5、客戶端通過訪問網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器瀏覽相關(guān)數(shù)據(jù)。

優(yōu)選地，所述網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器采用TCP或UDP通訊協(xié)議，并提供訪問數(shù)據(jù)的API接口。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益效果：

①數(shù)據(jù)由控制器主動(dòng)、定時(shí)或根據(jù)既定條件向服務(wù)器發(fā)送數(shù)據(jù)，例如控制器僅在設(shè)備狀態(tài)異常時(shí)發(fā)送異常數(shù)據(jù)并設(shè)置其他需要發(fā)送數(shù)據(jù)的閾值定時(shí)發(fā)送。從而，數(shù)據(jù)可以直接由控制器主動(dòng)向服務(wù)器發(fā)送，減少了服務(wù)器發(fā)送指令以及數(shù)據(jù)回傳的通訊過程，使系統(tǒng)整體通訊效率提高；僅傳送異常數(shù)據(jù)，降低了傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量，減少了冗余操作。

②數(shù)據(jù)在從控制器向中央服務(wù)器傳輸時(shí)壓縮比達(dá)到8:1，中央服務(wù)器向客戶端傳輸時(shí)壓縮比達(dá)到10:1，同時(shí)數(shù)據(jù)按一定的優(yōu)先級(jí)別排序，因此系統(tǒng)傳輸數(shù)據(jù)的負(fù)荷降低，提升系統(tǒng)的響應(yīng)速度。

③由于以上設(shè)計(jì)，使得系統(tǒng)的通訊負(fù)荷極低，客戶端在無特殊需要時(shí)無需發(fā)出數(shù)據(jù)請(qǐng)求，由控制器直接推送數(shù)據(jù)，因此客戶端得以大大精簡(jiǎn)，僅保留接收數(shù)據(jù)功能和遠(yuǎn)程訪問和修改服務(wù)器軟件的功能，因此客戶端可以僅僅為訪問服務(wù)器的瀏覽器用戶界面或手機(jī)APP等，對(duì)安裝的軟硬件環(huán)境要求大大降低。

④如任意一個(gè)中央服務(wù)器出現(xiàn)問題，可自動(dòng)查詢同級(jí)的或地址較小的中央服務(wù)器作為備用服務(wù)器，不影響系統(tǒng)的使用。

⑤在通信傳輸時(shí)，主動(dòng)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行拆分，進(jìn)一步提高傳輸速度，減少數(shù)據(jù)通訊的時(shí)間，提高通訊的效率。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意框圖。

具體實(shí)施方式

以下將參考附圖詳細(xì)說明本發(fā)明的示例性實(shí)施例、特征和方面。附圖中相同的附圖標(biāo)記表示功能相同或相似的元件。盡管在附圖中示出了實(shí)施例的各種方面，但是除非特別指出，不必按比例繪制附圖。

具體地，本發(fā)明提供一種通訊系統(tǒng)，如圖1所示，其包括多個(gè)控制器1、中央服務(wù)器2以及客戶端3，控制器1與中央服務(wù)器2以及任意兩個(gè)控制器1之間通過數(shù)據(jù)線通訊連接，中央服務(wù)器2與客戶端3通過網(wǎng)絡(luò)通訊連接。

中央服務(wù)器通過通訊線與各個(gè)控制器連接，每個(gè)控制機(jī)可能會(huì)級(jí)聯(lián)其他控制器，控制器是作為數(shù)據(jù)采集的節(jié)點(diǎn)，獲取相應(yīng)的數(shù)據(jù)信息。

由于控制器數(shù)量較多，為了布線等方面，常采用單總線方式，這樣會(huì)出現(xiàn)總線競(jìng)爭(zhēng)的問題，采用總線仲裁方式解決。

同時(shí)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行壓縮，降低數(shù)據(jù)傳輸負(fù)荷，例如：

①對(duì)特殊的字段名進(jìn)行簡(jiǎn)寫，如溫度，不使用漢字編碼，temperature單詞簡(jiǎn)寫為temp，有效減小數(shù)據(jù)量。

②對(duì)數(shù)據(jù)設(shè)置固定編碼結(jié)構(gòu)，例如溫度濕度數(shù)據(jù)一起發(fā)送時(shí)，制定前者為溫度，后者為數(shù)據(jù)，用逗號(hào)間隔。

③采用數(shù)據(jù)壓縮算法，例如行程編碼壓縮算法和哈夫曼編碼算法。

簡(jiǎn)化通訊協(xié)議，不采用服務(wù)器輪詢控制器方式獲取數(shù)據(jù)，采用控制器定時(shí)發(fā)送、條件發(fā)送方式，減少通訊交互，服務(wù)僅需要對(duì)控制器進(jìn)行好設(shè)置，或者直接對(duì)控制器設(shè)置，其余大部分工作時(shí)間，都是由控制器主動(dòng)上傳數(shù)據(jù)。

1、定時(shí)發(fā)送：控制器內(nèi)設(shè)置時(shí)鐘模塊，由中央服務(wù)器進(jìn)行同步，以保證時(shí)間的一致性，并設(shè)置發(fā)送周期，通過設(shè)定時(shí)間閾值，當(dāng)?shù)竭_(dá)時(shí)間閾值時(shí)，控制器主動(dòng)將采集的數(shù)據(jù)向中央服務(wù)器進(jìn)行推送，而不必像現(xiàn)有技術(shù)一樣等待接收中央服務(wù)器的指令再進(jìn)行發(fā)送。

2、條件發(fā)送：例如溫度報(bào)警發(fā)送，當(dāng)控制器獲取的溫度測(cè)量值超過設(shè)定的溫度閾值時(shí)，控制器主動(dòng)將采集的數(shù)據(jù)向中央服務(wù)器進(jìn)行推送，并向中央服務(wù)器發(fā)送報(bào)警信息。

如圖2所示，控制器1包括處理單元11以及分別與處理單元11通訊連接的人機(jī)交互單元12、數(shù)據(jù)采集單元16、存儲(chǔ)單元13、編碼單元14、優(yōu)先級(jí)排序單元17以及第一通訊單元15；中央服務(wù)器2包括通訊連接的控制單元21、解碼單元22、檢測(cè)單元23、組合單元24、第二通訊單元25以及網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器26。

數(shù)據(jù)采集單元16用于進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，優(yōu)先級(jí)排序單元17用于根據(jù)設(shè)定的數(shù)據(jù)優(yōu)先級(jí)別對(duì)采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行優(yōu)先級(jí)排序；第一通訊單元與第二通訊單元進(jìn)行通訊，并根據(jù)數(shù)據(jù)的優(yōu)先級(jí)優(yōu)先傳輸優(yōu)先級(jí)較高的數(shù)據(jù)。優(yōu)選級(jí)別可以根據(jù)監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)的重要程度進(jìn)行設(shè)定。

優(yōu)選地，所述人機(jī)交互單元包括顯示設(shè)備、外部輸入設(shè)備以及外部輸出設(shè)備，分別用于顯示工作狀態(tài)、輸入或輸出指令。

控制器1用于采集相關(guān)數(shù)據(jù)并根據(jù)設(shè)置的閾值條件主動(dòng)向中央服務(wù)器2發(fā)送相關(guān)數(shù)據(jù)；中央服務(wù)器2接收相關(guān)數(shù)據(jù)并對(duì)相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理檢測(cè)后，將相關(guān)數(shù)據(jù)發(fā)送至網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器，客戶端3借助于與網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器的通訊查看相關(guān)數(shù)據(jù)。

優(yōu)選地，所述存儲(chǔ)單元設(shè)置有數(shù)據(jù)庫，所述數(shù)據(jù)庫為Berkeley DB數(shù)據(jù)庫，Berkeley DB是一個(gè)開放源代碼的內(nèi)嵌式數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)，能夠?yàn)閼?yīng)用程序提供高性能的數(shù)據(jù)管理服務(wù)。應(yīng)用它程序員只需要調(diào)用一些簡(jiǎn)單的API就可以完成對(duì)數(shù)據(jù)的訪問和管理。此外，還可以使用輕量級(jí)別數(shù)據(jù)庫SQLite、Empress數(shù)據(jù)庫、eXtremeDB數(shù)據(jù)庫、以及mSQL(mini SQL)中的任一種。

優(yōu)選地，網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器為B/S架構(gòu)訪問。

優(yōu)選地，編碼單元對(duì)相關(guān)數(shù)據(jù)依次進(jìn)行拆分、編號(hào)以及壓縮編碼處理，壓縮編碼后數(shù)據(jù)借助于第一通訊單元與第二通訊單元發(fā)送至解碼單元，所述解碼單元對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行解碼并按照編號(hào)進(jìn)行排序后發(fā)送至檢測(cè)單元，所述檢測(cè)單元對(duì)接收的多段數(shù)據(jù)進(jìn)行檢查，如發(fā)現(xiàn)某段數(shù)據(jù)缺失或錯(cuò)誤，則向控制器發(fā)送該段數(shù)據(jù)的傳輸指令，控制器重新向服務(wù)器發(fā)送該段數(shù)據(jù)，直至所有數(shù)據(jù)接收完整正確，組合單元將接收到的多段數(shù)據(jù)進(jìn)行組合，得到完整數(shù)據(jù)。

優(yōu)選地，所述數(shù)據(jù)壓縮算法為行程編碼壓縮算法和哈夫曼編碼算法。數(shù)據(jù)在從控制器向服務(wù)器傳輸時(shí)壓縮比達(dá)到8:1，服務(wù)器向客戶端傳輸時(shí)壓縮比達(dá)到10:1，同時(shí)數(shù)據(jù)按一定的優(yōu)先級(jí)別排序，因此系統(tǒng)傳輸數(shù)據(jù)的負(fù)荷降低，提升系統(tǒng)的響應(yīng)速度；

優(yōu)選地，控制器1還設(shè)置有時(shí)鐘模塊16，所述時(shí)鐘模塊為GPS授時(shí)模塊。通過設(shè)定時(shí)間閾值，在相應(yīng)時(shí)間內(nèi)，控制器1主動(dòng)向中央服務(wù)器2發(fā)送數(shù)據(jù)?；蛘咭部梢栽O(shè)置其他的條件，當(dāng)其余條件達(dá)到時(shí)，觸發(fā)報(bào)警，控制器1主動(dòng)向中央服務(wù)器2發(fā)送數(shù)據(jù)。

在一個(gè)區(qū)域的多個(gè)中央服務(wù)器，如任意一個(gè)中央服務(wù)器出現(xiàn)問題，可自動(dòng)查詢同級(jí)的或地址較小的中央服務(wù)器作為備用服務(wù)器，不影響系統(tǒng)的使用，通過備用服務(wù)器向客戶端發(fā)送數(shù)據(jù)并提供查詢接口。

優(yōu)選地，本發(fā)明還提供一種通訊方法，其包括以下步驟：

S1、控制器采集數(shù)據(jù)并將數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)庫內(nèi)部，根據(jù)設(shè)定的閾值條件定時(shí)向中央服務(wù)器發(fā)送數(shù)據(jù)；

S2、控制器的編碼單元對(duì)相關(guān)數(shù)據(jù)依次進(jìn)行拆分、編號(hào)以及壓縮編碼處理，壓縮編碼后數(shù)據(jù)借助于第一通訊單元與第二通訊單元發(fā)送至解碼單元；

S3、中央服務(wù)器的解碼單元對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行解碼并按照編號(hào)進(jìn)行排序后發(fā)送至檢測(cè)單元，檢測(cè)單元對(duì)接收的多段數(shù)據(jù)進(jìn)行檢查，如發(fā)現(xiàn)某段數(shù)據(jù)缺失或錯(cuò)誤，則向控制器發(fā)送該段數(shù)據(jù)的傳輸指令，控制器重新發(fā)送該段數(shù)據(jù)；

S4、多段數(shù)據(jù)均正確接收后，組合單元將接收到的多段數(shù)據(jù)進(jìn)行組合；

S5、客戶端通過訪問網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器瀏覽相關(guān)數(shù)據(jù)。

優(yōu)選地，所述網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器采用TCP或UDP通訊協(xié)議，并提供訪問數(shù)據(jù)的API接口。

本發(fā)明中，數(shù)據(jù)由控制器主動(dòng)、定時(shí)或根據(jù)既定條件向服務(wù)器發(fā)送數(shù)據(jù)，例如控制器僅在設(shè)備狀態(tài)異常時(shí)發(fā)送異常數(shù)據(jù)并設(shè)置其他需要發(fā)送數(shù)據(jù)的閾值定時(shí)發(fā)送。從而，數(shù)據(jù)可以直接由控制器主動(dòng)向服務(wù)器發(fā)送，減少了服務(wù)器發(fā)送指令以及數(shù)據(jù)回傳的通訊過程，使系統(tǒng)整體通訊效率提高；僅傳送異常數(shù)據(jù)，降低了傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量，減少了冗余操作。

具體實(shí)施例

本發(fā)明的通訊系統(tǒng)應(yīng)用于樓宇空調(diào)系統(tǒng)的監(jiān)控，多個(gè)樓層均設(shè)置有控制器，通過設(shè)定時(shí)間閾值或者溫度閾值，中央服務(wù)器不再單獨(dú)向多個(gè)控制器發(fā)送采集指令，而是在時(shí)間閾值到達(dá)時(shí)，例如可以設(shè)置每天早上8點(diǎn)、中午12點(diǎn)、晚上6點(diǎn)定時(shí)發(fā)送，或者設(shè)置溫度閾值，在溫度監(jiān)控裝置監(jiān)控的溫度達(dá)到溫度閾值時(shí)，控制器主動(dòng)將采集的數(shù)據(jù)向中央服務(wù)器進(jìn)行數(shù)據(jù)發(fā)送，而不必像現(xiàn)有技術(shù)一樣等待接收中央服務(wù)器的指令再進(jìn)行發(fā)送，并且在達(dá)到溫度閾值時(shí)，向中央服務(wù)器發(fā)送報(bào)警信息。同時(shí)，出去溫度閾值，也可以設(shè)置其余閾值，例如濕度、火災(zāi)報(bào)警閾值等。

而平時(shí)，控制器則可以將采集到的樓宇監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)先存儲(chǔ)在嵌入式的數(shù)據(jù)庫中，在閾值條件達(dá)到時(shí)，控制器主動(dòng)向中央服務(wù)器發(fā)送，中央服務(wù)器將數(shù)據(jù)推送至網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器，而用戶通過用戶端借助于網(wǎng)絡(luò)接口即可快速訪問監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)。

在數(shù)據(jù)傳輸過程中，需要對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行壓縮，所述數(shù)據(jù)壓縮算法為行程編碼壓縮算法或哈夫曼編碼算法，數(shù)據(jù)在從控制器向中央服務(wù)器傳輸時(shí)的壓縮比為8:1，從中央服務(wù)器向客戶端傳輸時(shí)的壓縮比為10:1。同時(shí)，在數(shù)據(jù)傳輸時(shí)，用戶可以根據(jù)監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)的重要性對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行排序，數(shù)據(jù)按一定的優(yōu)先級(jí)別排序，對(duì)優(yōu)先級(jí)級(jí)別較高的數(shù)據(jù)進(jìn)行優(yōu)先傳送，因此系統(tǒng)傳輸數(shù)據(jù)的負(fù)荷降低，提升系統(tǒng)的響應(yīng)速度。

優(yōu)選級(jí)別可以根據(jù)監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)的重要程度進(jìn)行設(shè)定。例如，樓宇監(jiān)控中，可以設(shè)定溫度數(shù)據(jù)優(yōu)先級(jí)別最高，濕度優(yōu)選級(jí)別較低等。

最后應(yīng)說明的是：以上所述的各實(shí)施例僅用于說明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對(duì)其限制；盡管參照前述實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解：其依然可以對(duì)前述實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對(duì)其中部分或全部技術(shù)特征進(jìn)行等同替換；而這些修改或替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明各實(shí)施例技術(shù)方案的范圍。