保證系統穩定性的基于嵌入式Web的遠程監控裝置制造方法
【專利摘要】本發明公開了一種保證系統穩定性的基于嵌入式Web的遠程監控裝置，包括數據處理模塊。數據處理模塊與數據采集模塊、監測顯示模塊、設備控制模塊、數據存儲模塊、實時報警模塊和安全驗證模塊連接。實現了一種低功耗、低成本、穩定安全的設備遠程監控解決方案。本發明裝置同時連接傳感器、設備和網絡，實現了嵌入式Web服務的遠程監控裝置，可以連接入局域網或者Internet。用戶只需在任意一臺連接如網絡的電腦或手機客戶端瀏覽器上，輸入設定的IP地址或域名即可驗證登錄嵌入式Web頁面，查看設備的使用狀態，并可根據需要控制設備的開啟與關閉，從而真正實現對設備的遠程監控。
【專利說明】保證系統穩定性的基于嵌入式Web的遠程監控裝置
[0001]本申請是申請號:201310139879.3、申請日:2013.4.22、名稱“基于嵌入式Web的
遠程監控裝置”的分案申請。
【技術領域】
[0002]本發明涉及一種基于嵌入式Web的遠程監控裝置。
【背景技術】
[0003]設備的遠程監控是設備管理的現實需要，也是實現設備便捷管理和有效管理的重要途徑。隨著信息化技術的發展，設備遠程管理的用戶需求主要體現在兩個層面:一是用戶能夠遠程監測設備的運行狀態；二是用戶能夠根據設備的運行狀態隨時控制設備的開啟和關閉。前者即為設備的遠程監測，后者為設備的遠程監控。傳統的設備遠程管理系統主要進行設備的遠程監測，沒有實現遠程控制功能，因而已無法滿足用戶更高層次的需求。而現有的一些設備遠程監控系統往往成本較高，對設備本身的要求也較高，如要求采用3G網絡，要求設備具有某種專用接口，或者要求設備均為采用PLC控制器的設備，等等。這些限制條件顯然限制了系統的推廣應用。
【發明內容】
[0004]本發明的目的在于提供一種結構合理，工作性能好的基于嵌入式Web的遠程監控
裝直。
[0005]本發明的技術解決方案是:
一種基于嵌入式Web的遠程監控裝置，其特征是:包括數據處理模塊。數據處理模塊與數據采集模塊、監測顯示模塊、設備控制模塊、數據存儲模塊、實時報警模塊和安全驗證模塊連接；
數據采集模塊是包含溫濕度傳感器、氣體傳感器、電壓電流檢測器的數據采集單元，實現各種數據的采集；
監測顯示模塊負責動態地顯示裝置所采集監測的數據信息以及設備開關狀態；
設備控制模塊包括光電耦合器、繼電器，實現弱電控制強電；
數據存儲模塊負責將采集單元的數據按一定的時間間隔實時存儲到數據庫服務器，從而可以對該數據進行查詢、分析與挖掘；采用MSP430的Flash存儲器作為存儲單元進行讀取、寫入及擦除，實現IP地址或域名、密碼修改等配置參數信息的實時動態存儲與調用；實時報警模塊實現當現場數據監測值超過設定的閾值時能夠進行聲光報警，并可以根據設置發送手機短信及郵件提醒設備管理員；
安全驗證模塊實現當用戶登錄嵌入式Web頁面時，需要提供密碼進行驗證，驗證通過后才能查看設備的狀態或控制設備的開關，保證系統的安全性；
數據處理模塊通過移植μ C/0S-1I操作系統和TCP/IP協議棧，實現嵌入式Web服務的遠程監控裝置；數據處理模塊負責驅動數據采集單元模塊進行數據采集，并對采集單元的數據進行解析處理，提供給數據顯示模塊和數據存儲模塊進行數據的顯示和存儲；當接收到用戶在頁面上的操作指令時，數據處理模塊負責將其轉換成控制信號提供給設備控制模塊，實現對設備的遠程監控；
數據處理模塊中有HTTP應用模塊，主要調用TCP/IP模塊的API函數，還包括MSP430時鐘系統、I/O端口、CS8900A的初始化程序，以及HTTP服務函數，實現一個嵌入式Web的服務器網頁；用戶在任一能真正連接入網絡PC機過瀏覽器或手機客戶端上訪問嵌入式Web服務器，從而實現遠程監控設備；頁面實現自動刷新，將采集的數據通過HTML網頁的形式實時顯示出來；網頁頁面以字符串數組的形式存儲于MSP430單片機中，MSP430單片機作為嵌入式Web服務器，PC機的Web瀏覽器通過嵌入式Web訪問單片機，讀取網頁頁面的內容；系統初始化后首先對接收到的網絡數據幀進行類型判斷，如果收到的數據包是ICMP數據包，則進行ICMP協議處理，返回應答信息，用于用戶驗證網絡連通情況；如果是數據包是網頁GET請求，則將存儲在ROM中的登陸網頁發布出來，用戶登錄驗證成功后進入相應的設備控制網頁，用戶可以通過點擊網頁中相應按鈕，驅動外接的繼電器，實現對遠程設備進行開關控制；系統完成I/O端口、開中斷、寄存器一系列初始化后即進入HTTP服務狀態，嵌入式Web服務器開始進入正常工作狀態；當用戶通過瀏覽器訪問嵌入式Web頁面，嵌入式Web服務器即可收到HTTP請求，并作出處理和響應。
[0006]數據處理模塊采用MSP430F1611單片機負責程序的存儲、執行和數據處理，利用CS8900A網絡控制器芯片實現數據的網絡傳輸功能。
[0007]本發明結構合理，工作性能好。利用嵌入式Web，將設備的運行狀態信息以網頁的形式進行顯示及控制，用戶只需在任意一臺連接入網絡的電腦或手機客戶端的瀏覽器上輸入設定的IP地址或域名，即可驗證登錄嵌入式Web頁面查看設備的使用狀態，并可根據需要控制設備的開啟與關閉，從而實現對設備的遠程監控。本發明裝置具有成本低、安全性高、通用性強的特點，具有良好的推廣應用前景。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0008]下面結合附圖和實施例對本發明作進一步說明。
[0009]圖1為本發明裝置的模塊結構圖。
[0010]圖2為本發明裝置的硬件結構圖。
[0011]圖3為本發明裝置的軟件程序流程圖。
【具體實施方式】
[0012]一種基于嵌入式Web的遠程監控裝置，包括數據處理模塊。數據處理模塊與數據采集模塊、監測顯示模塊、設備控制模塊、數據存儲模塊、實時報警模塊和安全驗證模塊連接；
數據采集模塊是包含溫濕度傳感器、氣體傳感器、電壓電流檢測器的數據采集單元，實現各種數據的采集；
監測顯示模塊負責動態地顯示裝置所采集監測的數據信息以及設備開關狀態；
設備控制模塊包括光電耦合器、繼電器，實現弱電控制強電；
數據存儲模塊負責將采集單元的數據按一定的時間間隔實時存儲到數據庫服務器，從而可以對該數據進行查詢、分析與挖掘；采用MSP430的Flash存儲器作為存儲單元進行讀取、寫入及擦除，實現IP地址或域名、密碼修改等配置參數信息的實時動態存儲與調用；實時報警模塊實現當現場數據監測值超過設定的閾值時能夠進行聲光報警，并可以根據設置發送手機短信及郵件提醒設備管理員；
安全驗證模塊實現當用戶登錄嵌入式Web頁面時，需要提供密碼進行驗證，驗證通過后才能查看設備的狀態或控制設備的開關，保證系統的安全性；
數據處理模塊通過移植μ C/OS-1I操作系統和TCP/IP協議棧，實現嵌入式Web服務的遠程監控裝置；數據處理模塊負責驅動數據采集單元模塊進行數據采集，并對采集單元的數據進行解析處理，提供給數據顯示模塊和數據存儲模塊進行數據的顯示和存儲；當接收到用戶在頁面上的操作指令時，數據處理模塊負責將其轉換成控制信號提供給設備控制模塊，實現對設備的遠程監控；
如圖2所示本發明裝置的硬件結構圖，本發明所述裝置所采用的核心控制芯片是MSP430F1611單片機負責程序的存儲、執行和數據處理，利用CS8900A網絡控制器芯片實現數據的網絡傳輸等功能，兩款芯片共用3.3V電源模塊，本裝置具有低功耗、低成本的特點。MSP430F1611單片機通過接口分別與JTAG接口、傳感器接口、光電耦合器、電源模塊以及CS8900A網絡控制器連接。MSP430F1611單片機與繼電器之間連接有光電耦合器，CS8900A網絡控制器與RJ45網絡接口之間連接有E2023網絡變壓器，保證了系統的穩定性。MSP430F1611單片機連接分別連接了 8MHZ和32.768KHZ的晶振，CS8900A則連接了 20MHZ晶振，適應各自工作頻率的需要。
[0013]本發明所述裝置部署在設備端，在硬件連接上，本發明裝置同時與傳感器、網絡接口、設備接口(或設備供電電源接口)連接，電源采用USB或3-5V通用電源兩種電源供電，接通電源即可進入工作狀態，部署方便快捷。
[0014]數據處理模塊中有HTTP應用模塊，主要調用TCP/IP模塊的API函數，還包括MSP430時鐘系統、I/O端口、CS8900A的初始化程序，以及HTTP服務函數，實現一個嵌入式Web的服務器網頁；用戶在任一能真正連接入網絡PC機過瀏覽器或手機客戶端上訪問嵌入式Web服務器，從而實現遠程監控設備；頁面實現自動刷新，將采集的數據通過HTML網頁的形式實時顯示出來；網頁頁面以字符串數組的形式存儲于MSP430單片機中，MSP430單片機作為嵌入式Web服務器，PC機的Web瀏覽器通過嵌入式Web訪問單片機，讀取網頁頁面的內容；系統初始化后首先對接收到的網絡數據幀進行類型判斷，如果收到的數據包是ICMP數據包，則進行ICMP協議處理，返回應答信息，用于用戶驗證網絡連通情況；如果是數據包是網頁GET請求，則將存儲在ROM中的登陸網頁發布出來，用戶登錄驗證成功后進入相應的設備控制網頁，用戶可以通過點擊網頁中相應按鈕，驅動外接的繼電器，實現對遠程設備進行開關控制；系統完成I/O端口、開中斷、寄存器一系列初始化后即進入HTTP服務狀態，嵌入式Web服務器開始進入正常工作狀態；當用戶通過瀏覽器訪問嵌入式Web頁面，嵌入式Web服務器即可收到HTTP請求，并作出處理和響應。
[0015]數據處理模塊采用MSP430F1611單片機負責程序的存儲、執行和數據處理，利用CS8900A網絡控制器芯片實現數據的網絡傳輸功能。
【權利要求】
1.一種保證系統穩定性的基于嵌入式Web的遠程監控裝置，其特征是:包括數據處理模塊，數據處理模塊與數據采集模塊、監測顯示模塊、設備控制模塊、數據存儲模塊、實時報警模塊和安全驗證模塊連接； 數據采集模塊是包含溫濕度傳感器、氣體傳感器、電壓電流檢測器的數據采集單元，實現各種數據的采集； 監測顯示模塊負責動態地顯示裝置所采集監測的數據信息以及設備開關狀態； 設備控制模塊包括光電耦合器、繼電器，實現弱電控制強電； 數據存儲模塊負責將采集單元的數據按一定的時間間隔實時存儲到數據庫服務器，從而可以對該數據進行查詢、分析與挖掘；采用MSP430的Flash存儲器作為存儲單元進行讀取、寫入及擦除，實現IP地址或域名、密碼修改等配置參數信息的實時動態存儲與調用；實時報警模塊實現當現場數據監測值超過設定的閾值時能夠進行聲光報警，并可以根據設置發送手機短信及郵件提醒設備管理員； 安全驗證模塊實現當用戶登錄嵌入式Web頁面時，需要提供密碼進行驗證，驗證通過后才能查看設備的狀態或控制設備的開關，保證系統的安全性； 數據處理模塊通過移植μ C/OS-1I操作系統和TCP/IP協議棧，實現嵌入式Web服務的遠程監控裝置；數據處理模塊負責驅動數據采集單元模塊進行數據采集，并對采集單元的數據進行解析處理，提供給數據顯示模塊和數據存儲模塊進行數據的顯示和存儲；當接收到用戶在頁面上的操作指令時，數據處理模塊負責將其轉換成控制信號提供給設備控制模塊，實現對設備的遠程監控； 數據處理模塊中有HTTP應用模塊，主要調用TCP/IP模塊的API函數，還包括MSP430時鐘系統、I/O端口、CS8900A的初始化程序，以及HTTP服務函數，實現一個嵌入式Web的服務器網頁；用戶在任一能真正連接入網絡PC機過瀏覽器或手機客戶端上訪問嵌入式Web服務器，從而實現遠程監控設備；頁面實現自動刷新，將采集的數據通過HTML網頁的形式實時顯示出來；網頁頁面以字符串數組的形式存儲于MSP430單片機中，MSP430單片機作為嵌入式Web服務器，PC機的Web瀏覽器通過嵌入式Web訪問單片機，讀取網頁頁面的內容；系統初始化后首先對接收到的網絡數據幀進行類型判斷，如果收到的數據包是ICMP數據包，則進行ICMP協議處理，返回應答信息，用于用戶驗證網絡連通情況；如果是數據包是網頁GET請求，則將存儲在ROM中的登陸網頁發布出來，用戶登錄驗證成功后進入相應的設備控制網頁，用戶可以通過點擊網頁中相應按鈕，驅動外接的繼電器，實現對遠程設備進行開關控制；系統完成I/O端口、開中斷、寄存器一系列初始化后即進入HTTP服務狀態，嵌入式Web服務器開始進入正常工作狀態；當用戶通過瀏覽器訪問嵌入式Web頁面，嵌入式Web服務器即可收到HTTP請求，并作出處理和響應；數據處理模塊采用MSP430F1611單片機負責程序的存儲、執行和數據處理，利用CS8900A網絡控制器芯片實現數據的網絡傳輸功能；上述兩款芯片共用3.3V電源模塊；MSP430F1611單片機通過接口分別與JTAG接口、傳感器接口、光電耦合器、電源模塊以及CS8900A網絡控制器連接；MSP430F1611單片機與繼電器之間連接有光電耦合器，CS8900A網絡控制器與RJ45網絡接口之間連接有E2023網絡變壓器，保證了系統的穩定性。
2.根據權利要求1所述的保證系統穩定性的基于嵌入式Web的遠程監控裝置，其特征是:包括數據處理模塊，數 據處理模塊與數據采集模塊、監測顯示模塊、設備控制模塊、數據存儲模塊、實時報警模塊和安全驗證模塊連接。
3.根據權利要求1所述的保證系統穩定性的基于嵌入式Web的遠程監控裝置，其特征是:監測顯示模塊負責動態地顯示裝置所采集監測的數據信息以及設備開關狀態。
【文檔編號】H04L29/08GK103905568SQ201410164639
【公開日】2014年7月2日 申請日期:2013年4月22日 優先權日:2013年4月22日
【發明者】施佺, 胡祖輝, 孫玲, 陳常柱, 趙星晨, 李金強, 施振佺, 徐露 申請人:南通大學