一种基于心跳模型的大型整流装置通信状态的检测方法
一种基于心跳模型的大型整流装置通信状态的检测方法
【专利摘要】一种基于心跳模型的大型整流装置通信状态的检测方法，通过设计网络节点状态、改进心跳机制、定义心跳数据包协议，提出了一种改进心跳机制的心跳模型．通过该模型在位于网络应用层的远程监控端与现场监测层的被监控端间传递心跳包，判断被监控端与远程监控端的通信连接状况，并而采取相应的措施，以提高网络节点服务和通信的可用性和可靠性；同时，又有效地降低了单远程监控服务器多被监控端工作模式下服务器的网络负担。
【专利说明】一种基于心跳模型的大型整流装置通信状态的检测方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及工业控制领域，尤其是一种基于心跳模型的大型整流装置通信状态检测方法。
【背景技术】
[0002]大功率整流装置已广泛应用于冶炼、化工等行业，其运行直接关乎生产的稳定和安全。但是，由于生产现场环境恶劣、电网质量不稳定以及故障率高等问题，使得大型整流装置的远程监控和维护尤为困难。目前，远程监控系统主要由远程维护层、网络应用层和现场监测层所组成。现场监测层负责通过总线将数据采集到现场监测站中，就地对若干设备进行监视与简单的故障诊断和报警，并将生产数据传送到远程的数据服务器中。网络应用层通过网络技术从分布在不同地理位置的现场监测点采集运行状态数据，并进行有效的存储和管理。远程维护层利用远程采集的数据远程的设备维护和管理。目前，已经引入基于tcp/ip协议的无线网络技术保障系统中设备间数据链路的流量，防止断线。但目前没有一种技术用于检测系统中各个设备能否正常通信，这样会影响系统中各个设备的正常工作，尤其会令工程师无法远程对整流装置进行故障诊断。
【发明内容】
[0003]本发明所要解决的技术问题是提供一种基于心跳模型的大型整流装置通信状态的检测方法，不但可以检测远程监控端和被监控端的通信状态，而且，通信传输的数据量小，可靠性高，远程监控端和被监控端之间不会产生无效发送数据的现象。
[0004]为解决上述技术问题，本发明的技术方案是:一种基于心跳模型的大型整流装置通信状态的检测方法，其应用于一个由位于网络应用层的远程监控服务器、多个位于现场检测层的被监控端和隶属于这些被监控端的多个大型整流器组成的大型整流装置远程监控系统中，检测方法包括以下步骤:
[0005](I)设计心跳模型，将远程监控设备的通信状态设定为:
[0006]“通信中断”，表示未建立连接链路；
[0007]“通信中”，表示正在尝试/等待建立Socket连接，或心跳包收发不正常；
[0008]“通信正常”，表示链路正常，心跳包收发正常；
[0009](2)建立心跳机制，位于网络应用层的远程监控端和位于现场监测层的被监控端采用相同心跳机制，当监控端收到心跳数据，应返回一个对应心跳包给被监控端；
[0010](3)当远程监控端监视多个被监控端时，网络负荷过重，所以，采用现场监测层的被监控端主动发送心跳包；
[0011](4)心跳包中包含用于检测连接的测试数据，测试数据并不固定，每次发送心跳包时从一组数据序列循环地、顺序地选取一位；在被监控端的测试数据序列中,指定其中一位为特殊校验数据，只有当远程监控端的服务器收到的心跳包数据中包含特殊校验位数据时，才返回相应的心跳包，否则，不做任何操作，继续接收下一个心跳包。[0012]作为改进，网络应用层的远程监控端在与现场监测层的被监控端建立TCP连接后，需要初始化心跳数据包的一些初始化参数包括:[0013]I)设置心跳包的发送周期，
[0014]2)设置连接正常标志位，
[0015]3)设置心跳包测试位数据序列，
[0016]4)设置特殊校验位，
[0017]5)设置重新连接远程监控端的服务器的次数，
[0018]6)设置重新连接远程监控端的服务器的周期。
[0019]作为改进，心跳数据包含心跳测试位采用数据序列0~N，在通信程序初始化时完成数据序列设定，并把其中一个序列设置为特殊标志位。
[0020]作为改进，心跳帧包含:包头、厂站号、数据位、心跳测试位、效验和包尾。在该协议中:包头、包尾均用2个字节；数据位长度不定，用于表示需要传送到远端的实时数据和长度；厂站号多用于在现场监测层的被监控端向远程监控端的服务器发送的心跳数据包中，用于表示被监控端的ID，这里用2个字节表示。
[0021]本发明与现有技术相比所带来的有益效果是:
[0022]由于采用的改进的心跳机制能够降低，网络中存在多个被监控端情况下，远程监控端的服务器的网络负担，而且模型数据包协议具有很好的扩展性，所以该方法不但可以检测远程监控端和被监控端的通信状态，而且，通信传输的数据量小，可靠性高，远程监控端和被监控端之间不会产生无效发送数据的现象。
【专利附图】
【附图说明】
[0023]图1是本发明基于大型整流装制远程监控系统的系统结构图。
[0024]图2是本发明基于心跳模型通信状态检测的实现流程图。
【具体实施方式】
[0025]下面结合说明书附图对本发明作进一步说明。
[0026]大型整流装制远程监控系统，采用C/S和B/S的混合模式进行远程维护，近程采用C/S模式进行现场数据的采集、监视以及与远程Web服务器的数据交换，远程采用B/S模式进行远程的设备维护和管理。在该系统中基于心跳模型的通信大型整流装置通信状态检测方法主要应用于现场监测层和网络应用层。这两层主要是采用C/S模式设计，现场应用层里包含多个现场监测装置，它们负责通过485总线采集多个大型整流设备的现场数据，同时作为客户端通过无线网络往远端传送这些数据，网络应用层则负责接收多个位于现场监测层的被监控端检测的实时现场数据，并负责现场数据的实时显示和故障报警。
[0027]网络应用层的远程监控端在与现场监测层的被监控端建立TCP连接后，需要初始化心跳数据包的一些初始化参数包括:
[0028]I)设置心跳包的发送周期.[0029]2)设置连接正常标志位.[0030]3)设置心跳包测试位数据序列
[0031]4)设置特殊校验位[0032]5)设置重新连接远程监控端的服务器的次数
[0033]6)设置重新连接远程监控端的服务器的周期。
[0034]本发明的检测方法包括以下步骤:
[0035](I)设计心跳模型，将远程监控设备的通信状态设定为:
[0036]“通信中断”，表示未建立连接链路；
[0037]“通信中”，表示正在尝试/等待建立Socket连接，或心跳包收发不正常；
[0038]“通信正常”，表示链路正常，心跳包收发正常；
[0039](2)建立心跳机制，位于网络应用层的远程监控端和位于现场监测层的被监控端采用相同心跳机制，当监控端收到心跳数据，应返回一个对应心跳包给被监控端；
[0040](3)当远程监控端监视多个被监控端时，网络负荷过重，所以，采用现场监测层的被监控端主动发送心跳包；
[0041](4)心跳包中包含用于检测连接的测试数据，测试数据并不固定，每次发送心跳包时从一组数据序列循环地、顺序地选取一位；在被监控端的测试数据序列中,指定其中一位为特殊校验数据，只有当远程监控端的服务器收到的心跳包数据中包含特殊校验位数据时，才返回相应的心跳包，否则，不做任何操作，继续接收下一个心跳包。需要指出的是，正、反方向元件采用相同的判据形式。
[0042]整个基于心跳机制的数据帧如下表所示:
[0043]
【权利要求】
1.一种基于心跳模型的大型整流装置通信状态的检测方法，其应用于一个由位于网络应用层的远程监控服务器、多个位于现场检测层的被监控端和隶属于这些被监控端的多个大型整流器组成的大型整流装置远程监控系统中，其特征在于，检测方法包括以下步骤: (1)设计心跳模型，将远程监控设备的通信状态设定为: “通信中断”，表示未建立连接链路； “通信中”，表示正在尝试/等待建立Socket连接，或心跳包收发不正常； “通信正常”，表示链路正常，心跳包收发正常； (2)建立心跳机制，位于网络应用层的远程监控端和位于现场监测层的被监控端采用相同心跳机制，当监控端收到心跳数据，应返回一个对应心跳包给被监控端； (3)当远程监控端监视多个被监控端时，网络负荷过重，所以，采用现场监测层的被监控端主动发送心跳包； (4)心跳包中包含用于检测连接的测试数据，测试数据并不固定，每次发送心跳包时从一组数据序列循环地、顺序地选取一位；在被监控端的测试数据序列中,指定其中一位为特殊校验数据，只有当远程监控端的服务器收到的心跳包数据中包含特殊校验位数据时，才返回相应的心跳包，否则，不做任何操作，继续接收下一个心跳包。
2.根据权利要求1所述的一种基于心跳模型的大型整流装置通信状态的检测方法，其特征在于:网络应用层的远程监控端在与现场监测层的被监控端建立TCP连接后，需要初始化心跳数据包的一些初始化参数包括: 1)设置心跳包的发送周期， 2)设置连接正常标志位， 3)设置心跳包测试位数据序列， 4)设置特殊校验位， 5)设置重新连接远程监控端的服务器的次数， 6)设置重新连接远程监控端的服务器的周期。
3.根据权利要求1所述的一种基于心跳模型的大型整流装置通信状态的检测方法，其特征在于:心跳数据包含心跳测试位采用数据序列0?N，在通信程序初始化时完成数据序列设定，并把其中一个序列设置为特殊标志位。
4.根据权利要求1所述的一种基于心跳模型的大型整流装置通信状态的检测方法，其特征在于:心跳帧包含:包头、厂站号、数据位、心跳测试位、效验和包尾。
【文档编号】G05B23/02GK103488162SQ201310280519
【公开日】2014年1月1日 申请日期:2013年7月4日 优先权日:2013年7月4日
【发明者】文杰, 曾铁军 申请人:文杰, 曾铁军
【专利摘要】一种基于心跳模型的大型整流装置通信状态的检测方法，通过设计网络节点状态、改进心跳机制、定义心跳数据包协议，提出了一种改进心跳机制的心跳模型．通过该模型在位于网络应用层的远程监控端与现场监测层的被监控端间传递心跳包，判断被监控端与远程监控端的通信连接状况，并而采取相应的措施，以提高网络节点服务和通信的可用性和可靠性；同时，又有效地降低了单远程监控服务器多被监控端工作模式下服务器的网络负担。
【专利说明】一种基于心跳模型的大型整流装置通信状态的检测方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及工业控制领域，尤其是一种基于心跳模型的大型整流装置通信状态检测方法。
【背景技术】
[0002]大功率整流装置已广泛应用于冶炼、化工等行业，其运行直接关乎生产的稳定和安全。但是，由于生产现场环境恶劣、电网质量不稳定以及故障率高等问题，使得大型整流装置的远程监控和维护尤为困难。目前，远程监控系统主要由远程维护层、网络应用层和现场监测层所组成。现场监测层负责通过总线将数据采集到现场监测站中，就地对若干设备进行监视与简单的故障诊断和报警，并将生产数据传送到远程的数据服务器中。网络应用层通过网络技术从分布在不同地理位置的现场监测点采集运行状态数据，并进行有效的存储和管理。远程维护层利用远程采集的数据远程的设备维护和管理。目前，已经引入基于tcp/ip协议的无线网络技术保障系统中设备间数据链路的流量，防止断线。但目前没有一种技术用于检测系统中各个设备能否正常通信，这样会影响系统中各个设备的正常工作，尤其会令工程师无法远程对整流装置进行故障诊断。
【发明内容】
[0003]本发明所要解决的技术问题是提供一种基于心跳模型的大型整流装置通信状态的检测方法，不但可以检测远程监控端和被监控端的通信状态，而且，通信传输的数据量小，可靠性高，远程监控端和被监控端之间不会产生无效发送数据的现象。
[0004]为解决上述技术问题，本发明的技术方案是:一种基于心跳模型的大型整流装置通信状态的检测方法，其应用于一个由位于网络应用层的远程监控服务器、多个位于现场检测层的被监控端和隶属于这些被监控端的多个大型整流器组成的大型整流装置远程监控系统中，检测方法包括以下步骤:
[0005](I)设计心跳模型，将远程监控设备的通信状态设定为:
[0006]“通信中断”，表示未建立连接链路；
[0007]“通信中”，表示正在尝试/等待建立Socket连接，或心跳包收发不正常；
[0008]“通信正常”，表示链路正常，心跳包收发正常；
[0009](2)建立心跳机制，位于网络应用层的远程监控端和位于现场监测层的被监控端采用相同心跳机制，当监控端收到心跳数据，应返回一个对应心跳包给被监控端；
[0010](3)当远程监控端监视多个被监控端时，网络负荷过重，所以，采用现场监测层的被监控端主动发送心跳包；
[0011](4)心跳包中包含用于检测连接的测试数据，测试数据并不固定，每次发送心跳包时从一组数据序列循环地、顺序地选取一位；在被监控端的测试数据序列中,指定其中一位为特殊校验数据，只有当远程监控端的服务器收到的心跳包数据中包含特殊校验位数据时，才返回相应的心跳包，否则，不做任何操作，继续接收下一个心跳包。[0012]作为改进，网络应用层的远程监控端在与现场监测层的被监控端建立TCP连接后，需要初始化心跳数据包的一些初始化参数包括:[0013]I)设置心跳包的发送周期，
[0014]2)设置连接正常标志位，
[0015]3)设置心跳包测试位数据序列，
[0016]4)设置特殊校验位，
[0017]5)设置重新连接远程监控端的服务器的次数，
[0018]6)设置重新连接远程监控端的服务器的周期。
[0019]作为改进，心跳数据包含心跳测试位采用数据序列0~N，在通信程序初始化时完成数据序列设定，并把其中一个序列设置为特殊标志位。
[0020]作为改进，心跳帧包含:包头、厂站号、数据位、心跳测试位、效验和包尾。在该协议中:包头、包尾均用2个字节；数据位长度不定，用于表示需要传送到远端的实时数据和长度；厂站号多用于在现场监测层的被监控端向远程监控端的服务器发送的心跳数据包中，用于表示被监控端的ID，这里用2个字节表示。
[0021]本发明与现有技术相比所带来的有益效果是:
[0022]由于采用的改进的心跳机制能够降低，网络中存在多个被监控端情况下，远程监控端的服务器的网络负担，而且模型数据包协议具有很好的扩展性，所以该方法不但可以检测远程监控端和被监控端的通信状态，而且，通信传输的数据量小，可靠性高，远程监控端和被监控端之间不会产生无效发送数据的现象。
【专利附图】
【附图说明】
[0023]图1是本发明基于大型整流装制远程监控系统的系统结构图。
[0024]图2是本发明基于心跳模型通信状态检测的实现流程图。
【具体实施方式】
[0025]下面结合说明书附图对本发明作进一步说明。
[0026]大型整流装制远程监控系统，采用C/S和B/S的混合模式进行远程维护，近程采用C/S模式进行现场数据的采集、监视以及与远程Web服务器的数据交换，远程采用B/S模式进行远程的设备维护和管理。在该系统中基于心跳模型的通信大型整流装置通信状态检测方法主要应用于现场监测层和网络应用层。这两层主要是采用C/S模式设计，现场应用层里包含多个现场监测装置，它们负责通过485总线采集多个大型整流设备的现场数据，同时作为客户端通过无线网络往远端传送这些数据，网络应用层则负责接收多个位于现场监测层的被监控端检测的实时现场数据，并负责现场数据的实时显示和故障报警。
[0027]网络应用层的远程监控端在与现场监测层的被监控端建立TCP连接后，需要初始化心跳数据包的一些初始化参数包括:
[0028]I)设置心跳包的发送周期.[0029]2)设置连接正常标志位.[0030]3)设置心跳包测试位数据序列
[0031]4)设置特殊校验位[0032]5)设置重新连接远程监控端的服务器的次数
[0033]6)设置重新连接远程监控端的服务器的周期。
[0034]本发明的检测方法包括以下步骤:
[0035](I)设计心跳模型，将远程监控设备的通信状态设定为:
[0036]“通信中断”，表示未建立连接链路；
[0037]“通信中”，表示正在尝试/等待建立Socket连接，或心跳包收发不正常；
[0038]“通信正常”，表示链路正常，心跳包收发正常；
[0039](2)建立心跳机制，位于网络应用层的远程监控端和位于现场监测层的被监控端采用相同心跳机制，当监控端收到心跳数据，应返回一个对应心跳包给被监控端；
[0040](3)当远程监控端监视多个被监控端时，网络负荷过重，所以，采用现场监测层的被监控端主动发送心跳包；
[0041](4)心跳包中包含用于检测连接的测试数据，测试数据并不固定，每次发送心跳包时从一组数据序列循环地、顺序地选取一位；在被监控端的测试数据序列中,指定其中一位为特殊校验数据，只有当远程监控端的服务器收到的心跳包数据中包含特殊校验位数据时，才返回相应的心跳包，否则，不做任何操作，继续接收下一个心跳包。需要指出的是，正、反方向元件采用相同的判据形式。
[0042]整个基于心跳机制的数据帧如下表所示:
[0043]
【权利要求】
1.一种基于心跳模型的大型整流装置通信状态的检测方法，其应用于一个由位于网络应用层的远程监控服务器、多个位于现场检测层的被监控端和隶属于这些被监控端的多个大型整流器组成的大型整流装置远程监控系统中，其特征在于，检测方法包括以下步骤: (1)设计心跳模型，将远程监控设备的通信状态设定为: “通信中断”，表示未建立连接链路； “通信中”，表示正在尝试/等待建立Socket连接，或心跳包收发不正常； “通信正常”，表示链路正常，心跳包收发正常； (2)建立心跳机制，位于网络应用层的远程监控端和位于现场监测层的被监控端采用相同心跳机制，当监控端收到心跳数据，应返回一个对应心跳包给被监控端； (3)当远程监控端监视多个被监控端时，网络负荷过重，所以，采用现场监测层的被监控端主动发送心跳包； (4)心跳包中包含用于检测连接的测试数据，测试数据并不固定，每次发送心跳包时从一组数据序列循环地、顺序地选取一位；在被监控端的测试数据序列中,指定其中一位为特殊校验数据，只有当远程监控端的服务器收到的心跳包数据中包含特殊校验位数据时，才返回相应的心跳包，否则，不做任何操作，继续接收下一个心跳包。
2.根据权利要求1所述的一种基于心跳模型的大型整流装置通信状态的检测方法，其特征在于:网络应用层的远程监控端在与现场监测层的被监控端建立TCP连接后，需要初始化心跳数据包的一些初始化参数包括: 1)设置心跳包的发送周期， 2)设置连接正常标志位， 3)设置心跳包测试位数据序列， 4)设置特殊校验位， 5)设置重新连接远程监控端的服务器的次数， 6)设置重新连接远程监控端的服务器的周期。
3.根据权利要求1所述的一种基于心跳模型的大型整流装置通信状态的检测方法，其特征在于:心跳数据包含心跳测试位采用数据序列0?N，在通信程序初始化时完成数据序列设定，并把其中一个序列设置为特殊标志位。
4.根据权利要求1所述的一种基于心跳模型的大型整流装置通信状态的检测方法，其特征在于:心跳帧包含:包头、厂站号、数据位、心跳测试位、效验和包尾。
【文档编号】G05B23/02GK103488162SQ201310280519
【公开日】2014年1月1日 申请日期:2013年7月4日 优先权日:2013年7月4日
【发明者】文杰, 曾铁军 申请人:文杰, 曾铁军
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