專利名稱：一種多設備管理方法和裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及自動化控制領域，具體涉及一種用于控制多個設備的管理方法和裝置。
背景技術：
目前，在許多生產制造等領域中，往往由多個不同的設備有機地結合在一起構成一個被控系統，因此，需要對這些設備進行聯動控制，其中通常會涉及到許多個技術領域， 包括電子、物理、化學、機械以及軟件等技術。同時，在現有主流系統架構中，不同設備之間的互連存在著多種物理鏈路途徑，即使是使用同一物理鏈路，不同的設備也可以使用完全不同的通信協議，而且，不同的設備對于消息的響應速度也不一樣，從而導致多設備的管理非常冗繁復雜。如何便捷有效地管理和維護所有設備是設計系統控制時所需要解決的重要問題。比如，對于典型的數字噴墨印刷系統，通常包括機械走紙平臺、供墨系統、烘干設備和主控制器等，其中，供墨系統用于給噴墨頭提供墨水，烘干設備用于提供UV烘干固化功能，也稱為UV固化設備。在機械走紙平臺正常聯機的情況下，如果主控制器啟動打印，那么機械走紙平臺需要立刻開始運動。在機械走紙平臺的運轉速度達到一定的設定值之后， 主控制器通知烘干設備點亮UV燈。在印刷作業結束，即，作業輸出完成時，主控制器通知烘干設備關閉UV燈，并通知機械走紙平臺停止運動。在整個控制過程中，對于供墨系統，除了需要關注其運轉是否正常之外，還需要關注剩余的墨量是否滿足特定要求。因此，在軟件管理層次上，需要在系統生命周期中不斷地查詢和更新這個墨量信息。而對于UV烘干設備， 在它啟動之外，不再需要太多的細節狀態的管理。從此可看出，在噴墨印刷系統中，需要按照一定的流程對各個設備進行聯動控制，而且對于各個設備的處理是有差別的，需要分別進行管理和維護。此外，如上所述，主控制器和其它設備之間的互連存在著多種物理鏈路途徑，以普通PC馮 諾依曼物理架構為例，常見的鏈路包括PCI、PCIe、USB、RS232、RS485等。即使是同一物理鏈路，不同的設備也可以使用完全不同的通信協議，常見的工業用協議包括M0DBUS、 proforbus等，這些協議都支持以太網的鏈路。而且，不同的設備對于消息的響應速度也完全不一樣。這些原因都導致了多設備的管理非常冗繁復雜。目前，在大多數印刷企業中，通常采用主控制器和設備分離管理的操作方式。具體地講，一套噴墨印刷系統由多個操作人員操作，其中一個操作人員管理主控制器，其他操作人員分別負責管理機械走紙平臺等空間上分離的各個被控設備。在啟動設備、關閉設備以及出現異常情況時，操作人員需要來回地跑動，逐個地處理在空間上分離的各個設備。而且，各個被控設備的狀態往往不能及時更新到主控制器的用戶界面上，從而使得管理主控制器的操作人員無法隨時獲知每個設備的當前狀態，不能及時處理設備故障等異常問題。 這種操作方式導致生產效率非常低下，而且很容易發生某些事故。比如，由于某些固化設備需要很大的能量，如果機械走紙平臺先停車而固化設備尚未關閉時，極易出現紙張著火的情況，此時就變得非常危險。因此，對于噴墨印刷系統而言，需要非常嚴格的生產流程管理， 必須及時了解設備的當前狀態并作出適當的處理，而目前這種分離操作方式并不能做到很好的集成控制，自動化程度不高。
發明內容
為了解決上述問題，本發明提供一種多設備的管理方法和裝置，以實現對多個設備的便捷有效的自動化控制，簡化操作流程，提高控制效率。為了實現以上目的，本發明提供的多設備管理方法包括以下步驟消息發送步驟， 用于發送用戶通過用戶界面輸入的設備控制消息或者基于時間片發送設備狀態查詢消息； 消息傳送步驟，用于將發送的設備狀態查詢消息或設備控制消息轉換為被查詢或被控設備能夠識別的數據流，并將該數據流發送到該設備所用物理鏈路上；消息執行步驟，用于從相應物理鏈路上接收到數據流的設備判斷該數據流是否是發送給自己，如果是發送給自己的，則將數據流解析為命令，執行該命令，并返回相應的反饋數據；消息反饋步驟，用于將設備返回的反饋數據經由其所用物理鏈路反饋到用戶界面。其中，按照設備的特性(比如，設備響應速度)及其狀態信息重要性以及用戶界面的響應速度等標準劃分時間片。相應地，本發明提供一種多設備管理裝置，包括用戶界面模塊，接收用戶輸入，顯示各個設備的狀態信息，并將用戶輸入的設備控制消息發送給消息解析模塊；全局設備監控模塊，基于時間片將設備狀態查詢消息發送給消息解析模塊，并將返回的反饋數據更新到用戶界面模塊，必要時提供報警信息；消息解析模塊，對從全局設備監控模塊接收的設備狀態查詢消息或者從用戶界面模塊接收的設備控制消息進行解析，并將解析得到的數據流分發到該設備的設備控制模塊；m個設備控制模塊，分別對應于所述多個設備，用于將從消息解析模塊接收的相應設備的特定數據流轉換為該設備能夠識別的數據流，其中，m^ 1 ； η個鏈路通信和管理模塊，分別對應于所述多個設備所使用的η條物理鏈路，用于對相應物理鏈路上的設備進行監控和協調，并將數據流發送到相應物理鏈路上，接收設備返回的反饋數據并將其返回到全局設備監控模塊，其中，η ^ 1 ；！！個系統設備集，分別與η個鏈路通信和管理模塊對應，每個系統設備集中包括相應物理鏈路上的所有設備，從其所在物理鏈路上接收到數據流的設備判斷該數據流是否是發送給自己的，如果是發送給自己的，則將數據流解析為命令，執行該命令，并經由該物理鏈路將相應的反饋數據返回到相應的鏈路通信和管理模塊。在本發明中，作為主控制層的全局設備監控模塊基于時間片查詢設備狀態，使得快速響應設備和慢速響應設備能夠保持一定程度上的并行兼容。按照不同的物理鏈路劃分鏈路接口模塊，各個模塊獨立工作，并行處理，從而便捷高效地處理同一鏈路上的不同設備的競爭和同步。在傳送各種消息時，將消息分別轉換為其設備能夠識別的數據流，從而實現多種通信協議的兼容。通過這些方式，本發明提供了一種兼容各種不同物理鏈路、通信協議和不同響應速度的設備的多設備綜合管理方法，使得多個設備能夠更容易地集成，達到聯動控制的需求，促進生產流程的簡化和生產效率的提高。
圖1是根據本發明的第一實施例的多設備管理方法的流程圖2是根據本發明的第一實施例的多設備管理裝置的框圖；圖3是根據本發明的第二實施例的多設備管理裝置的流程圖；圖4是噴墨印刷系統的示意圖；圖5是設備類定義；圖6是設備控制消息處理流程圖；圖7是時間片設置的示意圖；圖8是消息處理線程和總線讀取線程的示意圖。
具體實施例方式本發明方法適用于具有多個設備的被控系統，尤其是對于多個設備之間以多種物理鏈路和通信協議連接的系統具有良好的控制效果。以下，將結合附圖和實施例對本發明進行詳細說明。(第一實施例)圖1是根據本發明的第一實施例的多設備管理方法的流程圖，在該流程圖中，按照消息處理流程來進行說明。參照圖1，該方法包括以下步驟步驟1、消息發送步驟在本發明中，所述消息包括設備狀態查詢消息和設備控制消息，設備狀態查詢消息用于查詢設備的當前狀態信息，設備控制消息用于控制設備執行相應的命令，一般由用戶根據用戶界面中當前更新的設備狀態信息輸入。對于設備狀態查詢消息，考慮到在需要維護數量比較多的設備的情況下，如果每次都將所有的設備遍歷查詢一遍，那么不僅每次查詢的時間會比較長，而且在多數情況下， 大多數的高頻率查詢也是不必要的，即，并不是每個設備都需要不間斷地查詢，所以可建立一個時間片，按照該時間片發送設備狀態查詢消息。對于時間片設置，可根據設備的特性 (比如，設備響應速度)及其狀態信息重要性、以及用戶界面響應速度等標準來進行劃分， 即，以設備的特性及其狀態信息重要性和用戶界面響應速度等作為時間片劃分策略參數來確定每個設備的查詢頻率。只有當某一特定設備的時間片到來時，才發送對該設備的狀態查詢消息。通過根據設備響應速度等標準而建立的時間片的分配機制，使得快速響應設備和慢速響應設備能夠保持一定程度上的并行兼容，有效地協調響應速度不同的設備，從而可根據不同的設備特性以適當的頻率更新所有設備的當前狀態。此外，為了能夠提高用戶對發生異常情況的設備的關注程度以增強安全性，時間片支持動態調整，即，在某設備出現異常情況需要進行報警時，增加該設備的查詢頻率，督促用戶盡快進行處理，而在該設備恢復正常之后，減少或恢復該設備的查詢頻率，以有效地減輕系統負荷。步驟2、消息轉換和傳送步驟在該步驟中，將發送的設備狀態查詢消息或設備控制消息轉換為被查詢或被控設備能夠識別的數據流，并將該數據流發送到該設備所用物理鏈路上。這里指出，為了能夠兼容不同設備所使用的不同協議，將發送給各個設備的消息轉換為該設備能夠識別的數據流，數據流可以是二進制，也可以是ASCII字符，根據該設備所用的通信協議而定。比如，在某設備使用標準工業協議MODBUS的情況下，將發送給該設備的消息轉換為該設備能夠識別的二進制數據流。步驟3、消息執行步驟在該步驟中，從相應物理鏈路上接收到數據流的設備判斷該數據流是否是發送給自己，如果是發送給自己的，則將數據流解析為命令，執行該命令，并返回相應的反饋數據。 這里，反饋數據包括該設備的狀態信息和/或命令執行結果。步驟4、消息反饋步驟在該步驟中，將設備返回的反饋數據經由其所用物理鏈路反饋到用戶界面。以上概括性地對一條消息的處理流程進行了描述。但是，在實際的多設備管理過程中，往往需要同時對不同物理鏈路上的多個設備進行狀態查詢和控制。因此，在將多個消息轉換為數據流向物理鏈路發送的過程中，需要考慮設備的競爭問題以及對于不同響應速度的設備的協調問題。具體地講，如何保證多個設備同時發送消息時不導致物理鏈路擁堵； 如何保證設備返回的數據能夠在正確的時間點反饋到正確的目標上；如何處理設備響應時間過程或者無響應，等等。在本發明中，針對多個設備的競爭問題，可使用類似于操作系統的“非優先權式的多任務”處理方式，即，協作式多任務處理方式。具體地講，建立多個線程用于消息處理，并在競爭資源“鏈路通道”處設置臨界區域，使用鏈路的各個設備平等享有鏈路占有權，在任意時刻只允許一個消息處理線程對臨界區域中的共享資源進行訪問，而其它試圖進入臨界區域的線程將被掛起，即，放入到消息隊列中，一直持續到進入臨界區域的線程離開，從而保證任意時刻各個設備對鏈路的獨占特性。臨界區域的設置和使用屬于本領域編程人員公知的技術，因此，省略其詳細描述。當然，還可采用本領域技術人員公知的其它多任務處理方式來解決多個設備的競爭問題。此外，除了以上步驟之外，本發明方法還可包括其它優化步驟。比如，為了支持設備的即插即用以提高整個系統對設備進行維護和管理的靈活性，可允許插入新的設備或者拆除其中任一設備。此時，在時間片中增加或刪除用于查詢該設備狀態的時間片，并基于修改的時間片發送設備狀態查詢消息。為了實現以上方法，本發明提供如圖2所示的裝置。在圖2中，假設在被控系統中存在m個設備，按照這m個設備所使用的η條物理鏈路將這m個設備劃分為η個設備集，其中，m > 1, η > 1。參照圖2，該裝置包括用戶界面(UI)模塊10、全局設備監控模塊20、消息解析模塊30、m個設備控制模塊40、n個鏈路通信和管理模塊50以及η個系統設備集60。具體地講，各個模塊如下操作UI模塊10接收用戶輸入，顯示各個設備的狀態信息，并將用戶輸入的設備控制消息發送給消息解析模塊30 ；全局設備監控模塊20基于時間片將設備狀態查詢消息發送給消息解析模塊30， 并將返回的反饋數據更新到UI模塊10，必要時提供報警信息；消息解析模塊30對從全局設備監控模塊20接收的設備狀態查詢消息或者從UI 模塊10接收的設備控制消息進行解析，并將解析得到的數據流分發到該設備的設備控制模塊40，該數據流主要包含軟件層次定義的消息ID以及各消息所需的結構體，所述消息ID 表示對整個設備集的所有命令的統一編碼；
設備控制模塊40將從消息解析模塊30接收的相應設備的特定數據流轉換為該設備能夠識別的數據流；鏈路通信和管理模塊50主要用于處理同一物理鏈路上不同設備之間的競爭問題以及響應速度不同的設備的協調問題，具體地講，對相應物理鏈路上的設備進行監控和協調，并將數據流發送到相應物理鏈路上，接收設備返回的反饋數據并將其返回到全局設備監控模塊20 ；系統設備集60中從其所在物理鏈路上接收到數據流的設備判斷該數據流是否是發送給自己的，如果是發送給自己的，則將數據流解析為命令，執行該命令，并經由該物理鏈路將相應的反饋數據返回到相應的鏈路通信和管理模塊50。為了支持設備的即插即用，在插入新的設備或刪除其中任一設備時，全局設備監控模塊20在時間片中增加或刪除用于查詢該設備狀態的時間片，并基于修改的時間片發送設備狀態查詢消息。從圖2可看出，本發明裝置將管理層次分為主控制層和鏈路控制層。作為主控制層的全局設備監控模塊20逐個掃描監控所有的設備，將所有設備的反饋信息更新到用戶界面，同時處理新的設備插入或設備刪除請求。在主控制層的下層，即，鏈路控制層，以物理鏈路為單位，即，按照不同的鏈路接口劃分多個鏈路通信和管理模塊50，各個鏈路通信和管理模塊50獨立工作，并行地對各個物理鏈路上的設備進行監控和協調，處理使用同一鏈路的多個設備的競爭和同步。通過這樣的模塊劃分，按照不同的任務分配抽象了多個管理層次，具有很好的擴展性。(第二實施例)第二實施例與第一實施例的不同之處在于對設備狀態查詢消息的處理。在第二實施例中，為了提高設備狀態查詢的快速反應能力，減輕信道負荷，提高處理效率，基于第一時間片不斷讀取設備狀態，并將讀取的設備狀態緩存，其中，第一時間片主要根據設備的特性(比如，設備的響應速度)及其狀態信息重要性等而設置。同時，基于第二時間片從緩存直接讀取設備狀態信息返回到用戶界面。第二時間片主要根據設備的特性(比如，設備響應速度)及其狀態信息重要性以及UI的響應速度等而設置，第一時間片與第二時間片之間最好相差一個預定時間片間隔。這樣，可通過直接讀取預先緩存的設備狀態信息，而不必占用信道，就可迅速地獲取設備狀態。為了實現以上方法，本發明提供如圖3所示的裝置。圖3所示裝置與圖2所示裝置的不同之處在于增加了一個設備狀態緩存70。鏈路通信和管理模塊50基于第一時間片不斷讀取設備狀態，并將各個設備反饋的狀態信息緩存在設備狀態緩存70中。同時，全局設備監控模塊20基于第二時間片從設備狀態緩存70中直接讀取所查詢的設備的狀態信息， 并將該狀態信息更新到UI模塊10。此時，全局設備監控模塊20不必將設備狀態查詢消息發送到消息解析模塊30進行解析，然后發送到相應的物理鏈路等待消息返回，而是直接從預先存儲的設備狀態緩存70中讀取設備狀態，可極大地提高狀態查詢的反應能力。以下，為了更進一步說明本發明方法及其技術效果，將以圖4所示以數字噴墨印刷系統作為示例對第二實施例進行闡述。在圖4所示的數字噴墨印刷系統中，存在多個輔助設備，每個設備之間具有很大的差異性，它們和作為主控制器的圖3所示多設備管理裝置的數據鏈路存在多種方式，比如，它們可能直接連接至主控制器，但更多情況是采用總線方式和主控制器連接。在噴墨印刷系統的典型應用中，4色供墨系統和UV固化設備這5個設備使用工業控制常用的RS485 接口協議，并且按照總線網的拓撲結構連接在一起，然后通過RS485轉換芯片連接到圖3所示多設備管理裝置上。眾所周知，總線網具有如下特點多臺設備公用一條傳輸信道，信道利用率較高；同一時刻只能有兩臺設備進行通信，即，只能有兩個設備占用總線；某個節點的故障不影響整個網絡的工作。在該示例中，使用面向對象方法，封裝設備特性，區別處理噴墨印刷系統的輔助設備的共性和個性。圖5是設備類的定義。如圖5所示，噴墨印刷系統的輔助設備主要包括以下幾個共性判定是否打開或聯機(IsOpen())；打開設備(OpenO)；關閉設備(CloseO)；復位設備(ResetO)；查詢設備狀態(QueryStatusO)；顯示設備的特有界面(ShowUlO)0而對于設備的個性部分，建立了一個特殊接口⑴serCmdO)，通過該接口發送對特定設備的控制消息，從而單獨對設備的特性進行操作。在實際實現中，通過如此封裝定義的設備類實例中的 QueryStatus ()和^erCmdO接口發送設備查詢消息和設備控制消息。以下，將參照圖6對該示例中的設備控制消息處理流程進行描述。首先，在步驟601中，UI模塊10將用戶輸入的設備控制消息通過設備類實例發送到消息解析模塊30。接著，在步驟602中，消息解析模塊30對接收的設備控制消息進行解析，并將解析得到的數據流發送給設備控制模塊40，設備控制模塊40將該數據流轉換為被控設備能夠識別的數據流，然后將轉換的數據流發送到相應的鏈路通信和管理模塊50。接著，在步驟S603中，相應的鏈路通信和管理模塊50將轉換的數據流通過RS485 轉換芯片發送到總線上。接著，在步驟S604中，相應鏈路上的設備從總線讀取數據流，并分析該數據流是否是給自己的。如果發現是發送給自己的，則在步驟S605中獲取令牌，并將該數據流解析為命令，執行該命令，返回相應的反饋數據。如果發現不是發送給自己的，則不進行后續處理。最后，在步驟606中，將消息反饋逐層向上返回到全局設備監控模塊20。以下，將參照圖7對該示例中的設備狀態查詢消息處理流程進行描述。在該示例中，建立主監控線程用于基于上述第二時間片從存儲設備狀態的設備狀態緩存中讀取設備狀態，建立多個鏈路線程分別用于順序處理相應鏈路上的所有設備的狀態查詢和緩存。對于圖4所示的4色供墨系統和UV LED固化系統，由于這5個設備共同使用RS485鏈路，因此，建立RS485線程，在RS485線程中，基于根據4色供墨系統和UV固化系統的響應速度等而建立的第一時間片依次向這5個設備發出設備狀態查詢消息并將返回的狀態緩存。在主監控線程中，首先如圖7所示，按照設備的特性(包括設備響應速度的快慢) 及其狀態信息重要性以及UI的響應速度等標準劃分第二時間片，對于需要給予重點關注的設備，為其分配更短的時間片間隔，以增加查詢頻率。具體地講，主監控線程包括以下步驟步驟1、在主監控線程中確定一個固定的時間片間隔，定義為T，典型地，T的值設為 IOOms ；步驟2、根據設備的特性及其狀態信息重要性以及UI的響應速度等標準設置每個設備對應的時間片間隔權值，定義為WW，…，i，"·η]，其中，W[i]表示第i設備的時間片間隔權值；在本示例中，由于供墨系統的液位狀態信息的重要性比UV固化設備的狀態信息重要性高，而機械走紙平臺一般非常穩定，所以其查詢頻率不必過高，所以如圖8所示設置各個設備的時間片間隔權值，其中，W[供墨系統]=7，W[固化系統]=12，W[機械走紙平臺]=16 ；步驟3、在主監控線程中每隔時間片間隔T將時間片計數值C自動加1 ；步驟4、遍歷所有的設備，將時間片計數值C與W[i]求模，只有當C mod ff[i] =0 時，才執行查詢此設備的操作，即，從設備狀態緩存中讀取該設備的狀態。在使用求模的方式來確定是否進行查詢時，非常有可能出現“沖突”的情況，即，同時對幾個設備都在同一個計數值C產生查詢請求。此時，可選擇W值較大的設備進行查詢。 并且，為了盡可能地減少沖突的情況，可將W[i]都設置為質數。比如，令W[固化系統]= 13，W[機械走紙平臺]=17。此外，如上所述，本發明還支持動態變化的時間片查詢。即，在設備出現異常情況時，可動態地調整時間片，以增加對該設備的查詢頻率。比如，可將時間片間隔權值調整為 W’[i] =W[i]/2+l。例如，當固化系統處于過熱等狀態需要進行報警時，需要更頻繁地關注其狀態，督促用戶盡快進行處理，因此，如上調整其時間片間隔權值，而在其處于正常工作狀態下時則減少查詢頻率，以有效地減輕系統負荷。以上分別對設備控制消息和設備狀態查詢消息的處理流程進行了描述，以下將參照圖8對每條消息占用鏈路時的消息處理線程進行描述。如上所述，為了解決多個線程對鏈路共享資源的競爭問題，將鏈路“數據發送”和“數據反饋”這個“共享資源”設置為臨界區域，從而保證任意時刻每個設備對鏈路的獨占性。順序處理消息隊列中的消息，以使同一時刻只有一條消息的線程占用鏈路，而其它消息線程將被掛起而進入等待狀態，并一直持續到進入臨界區域的線程離開。如圖8所示，每條消息占用鏈路時的處理線程包括以下步驟步驟801、加入共享鎖，鎖定臨界區域中的代碼段；步驟802、將命令返回事件對象重置為無信號狀態；步驟803、將消息轉換為數據流，發送到總線上；步驟804、循環等待命令返回事件對象，并判斷是否超時，這里，設置一個超時時間 (比如，5秒)，防止系統假死；步驟805、如果超時，則表示本條命令執行失敗，有可能目標設備已斷開連接或處于不正常狀態，則將此時的設備狀態返回到全局設備監控模塊20，如果在沒有超時的情況下返回命令事件對象，則將此時的命令執行結果返回到全局設備監控模塊20 ；步驟806、解除共享鎖，釋放本代碼段。此時，鏈路通信和管理模塊能夠明確地得到設備的命令執行結果以及設備的連接狀態等信息。與此同時，如圖8所示，另外建立一個總線讀取線程用于使各個鏈路上的設備不斷讀取總線數據流并進行相應處理。在該示例中，采用各種類型的設備都能很好地支持的循環查詢的方式進行讀取，具體包括以下步驟步驟807、讀取總線，一旦發現總線上有數據流，分析該數據流是否是發送給自己的，如果是發送給自己的，則執行步驟808，否則繼續等待；步驟808、獲取令牌，將數據流解析為消息；步驟809、對消息進行合法性檢查，排除臟數據和錯數據；步驟810、將命令返回事件對象設置為有信號狀態，并向消息處理線程通知此事件，消息處理線程檢測到此事件之后認為等待命令返回事件對象結束，執行步驟804，設備讀取線程則返回到步驟807繼續監聽總線數據流。以下，將以UV固化系統的啟動和狀態維護為例進行說明。當噴墨印刷系統處于未打印狀態的空閑時，圖3所示多設備管理裝置需要提供完整的監視固化系統的工作情況。鏈路通信和管理模塊50基于第一時間片不斷向UV固化系統發送狀態查詢消息，并將UV固化系統返回的狀態緩存在設備狀態緩存70中。全局設備監控模塊20基于第二時間片不斷從設備狀態緩存70中讀取設備狀態并將其更新到UI模塊10。當噴墨印刷系統即將開始打印需要啟動UV固化系統進行工作時，將控制消息， 即，“啟動”命令消息發送到消息解析模塊30進行解析。然后，將解析的數據流發送到固化系統的設備控制模塊40，設備控制模塊40將該數據流轉換為固化系統能夠識別的二進制數據流。其后，與該設備控制模塊40相應的鏈路通信和管理模塊50將該數據流發送到相應的物理鏈路上。從物理鏈路上接收到該數據流的固化系統執行啟動命令，點亮UV燈，同時將命令執行結果返回到全局設備監控模塊20，以更新到UI模塊10。在執行“啟動”命令的同時，有可能還會發出對UV固化系統的又一次的狀態查詢消息。此時，在“啟動”命令處理線程進入臨界區域時，該狀態查詢消息線程將被掛起而進入等待狀態，直到“啟動”命令返回反饋數據或者超時時臨界區域才被釋放，該狀態查詢消息線程才能進入臨界區域，完成數據發送和反饋。從上可看出，在該示例中，通過多線程管理，實現了發送給多個設備的多條消息的并行處理，并能保證對所有設備的安全管理。在以上示例中，根據總線網的拓撲結構對本發明進行了說明，但是本發明還可應用于其它拓撲結構。以上結合示例對本發明方法和裝置進行了詳細描述。可看出，本發明抽象了多個管理層次，每個管理層次分別負責不同的任務，擴展性和靈活性高。具體地講，作為主控制層的全局設備監控模塊基于時間片查詢設備狀態，使得快速響應設備和慢速響應設備能夠保持一定程度上的并行兼容，從而能夠根據不同的設備響應速度等特性以合適的頻率更新所有設備的當前狀態并作出適當的處理。支持時間片動態調整，以增加對出現異常情況的設備的查詢頻率，督促用戶盡快進行處理，從而提高安全性。按照不同的物理鏈路劃分鏈路接口模塊，各個模塊獨立工作，并行處理，從而便捷高效地處理同一鏈路上的不同設備的競爭和同步。在傳送各種消息時，將消息分別轉換為設備能夠識別的數據流，從而實現多種通信協議的兼容。此外，通過設備狀態查詢緩存，提高了設備查詢的反應能力，通過對設備即插即用功能的支持，提高了整個系統的管理和維護的靈活性。通過這些方式，本發明提供了一種兼容各種不同物理鏈路、通信協議和不同響應速度的設備的多設備綜合管理方法，使得多個設備能夠更容易地集成，達到聯動控制的需求，促進生產流程的簡化和生產效率的提尚。 應該理解，本發明并不限于以上所公開的具體實施例，任何本領域的技術人員在此基礎之上容易想到的修改和變型都應包括在本發明的保護范圍內。比如，時間片的設置和動態調整方法不局限于以上示例中的方法，基于任何時間片進行查詢的方法都應包括在本發明的保護范圍內。此外，本發明所述多設備管理裝置的模塊劃分不限于圖2和圖3所示劃分結構，任何可實現本發明方法的模塊劃分結構都應包括在本發明的保護范圍內。
權利要求
1.一種多設備管理方法，包括以下步驟消息發送步驟，用于發送用戶通過用戶界面輸入的設備控制消息或者基于時間片發送設備狀態查詢消息；消息傳送步驟，用于將發送的設備狀態查詢消息或設備控制消息轉換為被查詢或被控設備能夠識別的數據流，并將該數據流發送到該設備所用物理鏈路上；消息執行步驟，用于從相應物理鏈路上接收到數據流的設備判斷該數據流是否是發送給自己，如果是發送給自己的，則將數據流解析為命令，執行該命令，并返回相應的反饋數據；消息反饋步驟，用于將設備返回的反饋數據經由其所用物理鏈路反饋到用戶界面。
2.根據權利要求1所述的多設備管理方法，其特征在于，按照設備的特性及其狀態信息重要性以及用戶界面的響應速度等標準劃分時間片。
3.根據權利要求2所述的多設備管理方法，其特征在于，以分配給每個設備的時間片間隔權值表示查詢每個設備狀態的時間間隔，并且，在對幾個設備都產生查詢請求時，選擇時間片間隔權值較大的設備進行查詢。
4.根據權利要求3所述的多設備管理方法，其特征在于，所述時間片間隔權值以質數表不。
5.根據權利要求4所述的多設備管理方法，其特征在于，在設備出現異常情況下，動態調整該設備的時間片間隔權值，以增加對該設備的查詢頻率。
6.根據權利要求1所述的多設備管理方法，其特征在于，在插入新的設備或拆除其中任一設備時，在時間片中增加或刪除用于查詢該設備狀態的時間片，并基于修改的時間片發送設備狀態查詢消息。
7.根據權利要求1所述的多設備管理方法，其特征在于，對于設備狀態查詢消息，執行以下步驟基于第一時間片不斷讀取設備狀態，并將讀取的狀態緩存； 同時，基于第二時間片從緩存直接讀取狀態信息返回到用戶界面， 其中，基于設備響應速度等特性及其狀態信息重要性建立第一時間片，基于設備相應速度等特性及其狀態信息重要性以及用戶界面的響應速度等建立第二時間片，第一時間片和第二時間片相差預定時間片間隔。
8.一種多設備管理裝置，包括用戶界面模塊，接收用戶輸入，顯示各個設備的狀態信息，并將用戶輸入的設備控制消息發送給消息解析模塊；全局設備監控模塊，基于時間片將設備狀態查詢消息發送給消息解析模塊，并將返回的反饋數據更新到用戶界面模塊，必要時提供報警信息；消息解析模塊，對從全局設備監控模塊接收的設備狀態查詢消息或者從用戶界面模塊接收的設備控制消息進行解析，并將解析得到的數據流分發到該設備的設備控制模塊；m個設備控制模塊，分別對應于所述多個設備，用于將從消息解析模塊接收的相應設備的特定數據流轉換為該設備能夠識別的數據流，其中，m > 1 ；η個鏈路通信和管理模塊，分別對應于所述多個設備所使用的η條物理鏈路，用于對相應物理鏈路上的設備進行監控和協調，并將數據流發送到相應物理鏈路上，接收設備返回的反饋數據并將其返回到全局設備監控模塊，其中，η > 1 ；η個系統設備集，分別與所述η個鏈路通信和管理模塊對應，每個系統設備集中包括相應物理鏈路上的所有設備，從其所在物理鏈路上接收到數據流的設備判斷該數據流是否是發送給自己的，如果是發送給自己的，則將數據流解析為命令，執行該命令，并經由該物理鏈路將相應的反饋數據返回到相應的鏈路通信和管理模塊。
9.根據權利要求8所述的多設備管理裝置，其特征在于，按照設備的特性及其狀態信息重要性以及用戶界面模塊的響應速度等標準劃分時間片。
10.根據權利要求9所述的多設備管理裝置，其特征在于，以每個設備的時間片間隔權值表示查詢每個設備狀態的時間間隔，并且，在對幾個設備都產生查詢請求時，全局設備監控模塊選擇時間片間隔權值較大的設備進行查詢。
11.根據權利要求10所述的多設備管理裝置，其特征在于，所述時間片間隔權值以質數表示。
12.根據權利要求10所述的多設備管理裝置，其特征在于，在設備出現異常情況下，全局設備監控模塊動態調整該設備的時間片間隔權值，以增加對該設備的查詢頻率。
13.根據權利要求8所述的多設備管理裝置，其特征在于，在插入新的設備或刪除其中任一設備時，全局設備監控模塊在時間片中增加或刪除用于查詢該設備狀態的時間片，并基于修改的時間片發送設備狀態查詢消息。
14.根據權利要求8所述的多設備管理裝置，其特征在于，還包括設備狀態緩存，此時，對于設備狀態查詢消息，執行以下操作鏈路通信和管理模塊基于第一時間片不斷讀取設備狀態，并將各個設備反饋的狀態信息緩存在設備狀態緩存中，同時，全局設備監控模塊基于第二時間片從設備狀態緩存中直接讀取所查詢的設備的狀態信息，并將該狀態信息更新到用戶界面模塊，其中，基于設備響應速度等特性及其狀態信息重要性建立第一時間片，基于設備相應速度等特性及其狀態信息重要性以及用戶界面的響應速度等建立第二時間片，第一時間片和第二時間片相差預定時間片間隔，第一時間片和第二時間片相差預定時間片間隔。
全文摘要
本發明提供一種多設備管理方法，包括發送用戶通過用戶界面輸入的設備控制消息或者基于時間片發送設備狀態查詢消息；將消息轉換為設備能夠識別的數據流，并將數據流發送到相應物理鏈路上；從物理鏈路上接收到數據流的設備將數據流解析為命令，執行命令，并返回反饋數據；將反饋數據經由其所用物理鏈路反饋到用戶界面。相應地，提供一種多設備管理裝置，包括UI模塊、全局設備監控模塊、消息解析模塊、設備控制模塊、鏈路通信和管理模塊以及系統設備集。本發明基于時間片進行設備狀態查詢，按照不同物理鏈路劃分多個鏈路接口模塊，各個模塊獨立工作，并行處理，從而提供了一種兼容各種不同物理鏈路、通信協議和不同響應速度的設備的多設備綜合管理方法。
文檔編號G05B19/418GK102236340SQ20101015910
公開日2011年11月9日 申請日期2010年4月26日 優先權日2010年4月26日
發明者劉志紅, 張興華, 陳 峰, 黃渭平 申請人:北京方正數字印刷技術有限公司, 北大方正集團有限公司