专利名称：一种监控系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及自动控制技术，特别涉及一种远程控制系统。
背景技术：
目前，计算机外围机箱管理技术广泛应用于UPS、交换机、路由器和网络存储设备等。外围机箱管理连接方式可以分成两种一是带内信号管理，另一种是带外信号管理。
带内信号管理，直接利用现有的数据通道连接，不用另外加线路。例如，插在服务器主机的总线适配卡，以及从它到外围存储子系统的电缆，构成了到存储子系统的数据通道。同时，主机也通过它与外围存储子系统的机箱管理模块通信，进行监控、管理。带内信号的缺点是必然要占用一部分传输资源，造成系统性能下降。而且，共享的数据通道也是系统可靠性的一个隐患，一旦这个共享的数据通道出现问题，正常的数据通信和监控管理功能都同时失去。
带外信号管理方式，需要另外加专用的管理线缆，一般是通过串口将管理终端与被管理设备相连。例如现在的UPS和交换机设备管理，一般就采用这种方式，通过RS-232接口对UPS进行监控管理。带外信号管理需要另外增加接口电路和线缆，成本较高。
以上两种方式都是有线连接的方式，如果设备有了故障，为了让管理员及时知道，有时还需要增加一个电话接口，以便拨打专门的紧急电话。但这些方式都必须要有人专门值班；否则，如果在无人值守时发生故障，可能耽误抢救时间，造成更大的损失。
发明内容
本发明所要解决的技术问题，就是提供一种通过无线网络进行设备管理的系统，该系统无需专人值守，不占用设备传输资源。
本发明解决所述技术问题，采用的技术方案是，一种监控系统，包括第一装置，第二装置和监控装置；所述监控装置与所述第一装置连接，采集所述第一装置的状态信息，并通过无线网络传送到所述第二装置；所述第二装置根据第一装置状态及内部程序发出监控指令；所述监控装置接收所述监控指令对所述第一装置进行控制。
本发明的有益效果是，通过公共通信网络，对设备进行实时监控，最大限度地减少了系统故障造成的当机时间，提高了系统的可用性。本发明的监控系统，不占用设备传输资源，无需架设专用线路，无需专人值守。
图1系统结构示意图；图2是监控装置的框图；图3是远程终端采用手机模块进行通信的联网方式框图；图4远程终端采用短信网关进行通讯联网方式框图；图5远程终端自动切换原理图；图6是自动切换主管理终端流程图；图7是远程终端工作流程图。
具体实施例方式
下面结合附图及实施例，详细描述本发明的技术方案。
本发明在被监控设备——第一装置中，安装监控装置，对被监控设备状态进行采集，并通过无线通信网络，将相关信息传送到远程终端——第二装置；远程终端根据内部程序，对被监控设备状态信息进行处理，然后发出控制指令；系统管理员可以根据指令对设备进行人工处理，监控装置也可以根据指令对设备进行自动控制。系统结构见图1。
本发明中第一装置包括的范围非常广泛，可以是各种计算机终端、单片机、单板机、嵌入式系统等，特别是通信设备和计算机外设。根据第一装置内部结构的不同，监控装置的结构非常灵活，可以既包括参数采集系统和通信系统，也可以仅有通信系统，或者监控装置本身就是一种智能系统，能够进行数据处理、存储及通信等功能。第一装置与监控装置的连接方式有多种，有的装置具有工业标准的总线接口，比如ISA、EISA、PCI/PCI-X等等，对这样的装置，可以加接口卡与监控装置连接。有的装置提供了工业标准的输入输出接口，比如USB，RS-232/RS-485串口等等，对这样的装置，可以加接口电路连接监控装置。这样，被监控设备通过监控装置与远程终端建立了联系。
本发明的技术方案是，一种监控系统，包括第一装置，第二装置和监控装置；所述监控装置与所述第一装置连接，采集所述第一装置的状态信息，并通过无线网络传送到所述第二装置；所述第二装置根据第一装置状态及内部程序发出监控指令；所述监控装置接收所述监控指令对所述第一装置进行控制；所述无线网络为GPRS/CDMA通信网络；所述第一装置为计算机外设；所述监控装置嵌入所述第一装置；所述第二装置由n台子装置的集群构成，n＞1；所述子装置为计算机/手持式终端；所述手持式终端包括手机，PDA；所述监控装置与所述n台子装置构成n维映射关系；所述n维映射关系为动态映射关系；所述n台子装置互为热备份。
实施例监控装置结构如图2所示，图中模块1是中央控制单元，可以采用任何主板和CPU(包括单片机)、或者嵌入式模块；模块2是总线接口或者串口、并口、USB等接口；模块3是GPRS/CDMA模块；模块4是GPRS/CDMA天线；模块5是状态采集电路；模块6是监测电路或专用芯片；模块7是IO接口电路；模块8是存储设备；模块5通过模块6采集状态参数，经过模块7输入模块1进行处理。经过处理的参数信号，可以存储在模块8中，或通过总线接口2与GPRS/CDMA模块3相连，然后通过模块4发射出去。模块8可以是FLASH芯片或EPROM，甚至可以是硬盘。
监控装置功能
1)预先设置标准状态参数，例如温度最高正常值、电源正常范围、电池最低容量等等，这些值将作为状态比较的标准和报警的依据。参数存放在存储器内。
2)预先设置多个远程终端的GPRS/CDMA号码，以方便以后通信，其中一个号码是主管理终端的号码。这些号码都存放在存储器内。
3)实时地自动收集各种状态参数和事件(例如开、关机时间等)存放在寄存器内，等待实时发送或者转存到存储器。
4)正常情况下，实时在线地与GPRS/CDMA无线网络连接，并向主管理终端发送设备状态信息，并接收回答。如果主管理终端超时仍无回答，判断主管理终端已经离线，这时可以按照6)切换主管理终端，并把状态发送到新的主管理终端。如果所有远程终端均不在线，则保存当前设备状态和事件到存储器，等待有远程终端响应时再发送。
5)如果出现紧急状况，需要报警，则依次向所有远程终端发送报警信息，直到有远程终端响应并通过自动处理或人工干预的方法把故障排除为止。
6)远程终端的动态切换，程序流程见图6。
远程终端和被监控设备之间是一个多维映射、动态管理的关系。每台被监控设备可以映射到多台远程终端，并且可以动态更新。每台远程终端可以映射到多台联网的被监控设备，并且可以动态更新。
多台远程终端对被监控设备的管理是一个动态的负载切换过程，一般情况下，每个被监控设备从属于一个我们称之为主管理终端的远程终端，其它远程终端通过该主管理终端来了解该被监控设备的情况。然后，根据每台远程终端的负载情况、远程终端对事件的响应时间或用户的要求，联网管理的被监控设备报告的事件可以动态分配给预先设定的其他远程终端处理。
n台远程终端可以构成一个远程管理集群。在同一个远程管理集群的每一台远程终端互为其他远程终端的热备份。如果某台远程管理终端出现故障、对事件的响应时间超时或根据用户的要求，热备份的远程管理终端可以自动切换出现故障的终端。
具体过程切换过程是被监控设备实时地计算自己与主管理终端之间的响应时间，并把它们保存下来。分析响应时间是否超时，如果超时，该被监控设备给自己的下一个远程终端发出请求，测试其响应时间，如果仍然超时，再请求第三个远程终端，直到找到某个远程终端可以及时响应或者找遍所有远程终端都超时为止。如果找到了响应时间不超时的远程终端，被监控设备先通知原来的主管理终端把自己从被监控设备表中删除；同时，被监控设备把主管理终端设置为当前响应时间不超时的远程终端；随后，通知该主管理终端把自己加入到它的被监控设备表中。如果找不到响应时间不超时的远程终端，则不切换主管理终端。
7)如果被监控设备本身离线，则定期保存设备状态到存储器，直到恢复网络连接时再发送信息到远程终端。此时如果遇到紧急情况只能启动自身的应急措施(例如自动关机)。
8)接收来自远程终端的指令，进行一些应急处理，例如自检、复位等操作。
被监控设备的操作系统不受限制，可以是DOS、Windows、Unix、Linux，也可以是其它嵌入式操作系统。
监控装置可以嵌入被监控设备，通过GPRS/CDMA接入无线通信网络，把被监控设备的状态信息(例如机箱内部温度、电源状态、风扇状态、电池状态、存储介质状态、端口状态等等)通过无线通信网络传输到远程终端。同时，远程终端的指令也通过无线通信网络传输到被监控设备。这里的远程终端可以是一台或多台计算机，或者是一台或多台嵌入式智能管理设备(比如系统管理员的手机，或是其他手持设备)。远程终端可以与被监控设备位于同一个房间/建筑/地点，或者位于不同的房间/建筑/地点。远程终端通过GPRS/CDMA无线通信装置，与被监控设备通信。当被监控设备出现异常情况时，根据预先设定的报警方式，通过无线通信网络，依次自动发送报警短信息到各远程终端，直到系统管理员做出相应的处置，异常情况消除为止。远程终端也可以根据程序，发出监控指令，通过监控装置对被监控设备进行自动控制。
远程终端接入公共无线通信网络的连接方式有多种，可以采用有线的方式，通过LAN/ISDN/ADSL等方式接入，也可以采用无线的方式接入。在图3示出了通过手机模块直接接入GPRS/CDMA网络的方法，这种方式非常简单，只需在远程终端中插入一个手机模块，由它随时接收来自监控装置的信息(例如短信)。这种方法适用于被监控设备不是很多的情况，如果被监控设备很多(例如大于500个)，通讯量大，手机模块可能不能及时得到各监控装置的信息。这时可以采取图4所示的利用短信网关和专线连接的方式，这要求远程终端具有短信接入号码，并提供专门线路接入到移动公司的短信实体上。
无论被监控设备还是远程终端，它们的联网方式完全可以是分布式的，被监控设备可以在不同的房间、不同的大楼、不同的地区、甚至在移动的交通工具上，而远程终端更灵活，它们可以与被监控设备在一起，也可以相距很远，可以做在移动设备上，甚至可以做在手机或手持终端(PDA)上。
每一台被监控设备可以通过GPRS/CDMA无线通信网络与多台远程终端通讯，接受它们的监控。同时，一台远程终端也可以同时监控多台联网管理的被监控设备。
被监控设备一般情况下应该是在线工作的，这种情况下，它们收集各自的状态信息，实时地发送给远程终端。特殊情况下也可以离线工作，这时它的工作状态不能实时地发送到远程终端，只能等待重新连接在线时，采取事后报告的方式补充发送。
远程终端可以是在线工作，也可以离线工作。在线状态下，它将实时接收被监控设备的状态信息，然后分别加以分析和处理；在离线这段时间内发生的状态信息，远程终端只能在事后加以分析和处理。
远程终端收集的信息，一部分是非紧急的，它不会造成被监控设备当机或工作异常；另一部分是紧急的，必须马上处理，否则后果将及其严重。远程终端将对收集的信息加以分析，分别进行自动处理或提醒管理人员进行人工干预。
远程终端分固定终端和移动终端两种固定终端一般是台式电脑，放置再固定的房间内，而移动终端一般是便携式电脑或个人手持终端(PDA)，也可以是手机。
远程终端接入GPRS/CDMA网络的方式分两种。
图3是远程终端采用手机模块进行通信的联网方式。图中
模块1是GPRS/CDMA无线公共网络及其短信服务中心；模块2是GPRS/CDMA手机模块，模块2有可能被多个远程终端共享使用；模块3是带监控装置的被监控设备；模块4是远程终端。
图4是远程终端采用短信网关，通过专线接入GPRS/CDMA网络进行通讯的方式。图中模块1是GPRS/CDMA无线公共网络及其短信服务中心；模块3是带监控装置的被监控设备；模块4是远程终端；模块5是Internet专线；模块6是短信网关或通讯服务器；可以有多个远程终端通过同一网关接入GPRS/CDMA网络。
模块1(无线公共网络及其短信服务中心)模块通过5(Internet专线)连接到模块6(短信网关或通讯服务器)，远程终端主要完成的功能及工作流程1)存放自己要管理的被监控设备的GPRS/CDMA号码，形成一个被管理设备表；2)正常情况下，远程终端实时在线地连接到GPRS/CDMA网络，实时接收本机所管理的所有被监控设备发出的状态信息和事件信息，并立即发送“收到信息”的答复；3)分析收到的信息，保存所有信息到日志中。如果有需要的话，显示被监控设备的状态信息到屏幕。如果发现状态异常的信息或者直接收到了报警信息，产生警告，如果有自动处理程序，则按照程序自动处理(例如自动的诊断、隔离等处理)，同时生成处理日志保存下来。如果需要人工干预，则利用报警声音、振动、警告显示、报警灯闪烁、短信、电话等多种方式提醒管理人员。管理人员的处理包括遥控处理和现场处理，遥控处理一般要通过远程终端的处理程序向被监控设备发出指令，指挥被监控设备进入应急程序。现场处理主要是手动关机、更换部件甚至拆除被监控设备等维护操作。工作流程见图7。
4)如果某个远程终端离线，则停止进行管理，生成一条离线日志后就停止日志记录。恢复在线后，生成重新上线的日志，与其它远程终端通信检查所管理的被监控设备的情况，再一一恢复与所管理的被监控设备通信。
5)多个远程终端之间进行动态的负载平衡。如果一个远程管理终端负载的被监控设备太多，可能出现反映迟钝的情况，这时就需要多个远程终端之间进行动态的负载平衡。
具体过程是由各被监控设备确认自己的主管理终端的响应是否超时，如果不超时，则不作任何改动；如果超时，被监控设备进行动态的主管理终端切换；如果切换成功，向原主管理终端发出删除请求，原主管理终端把该被监控设备从自己的被管理设备表中删除；同时，被监控设备向现在的主管理终端发出确认请求，现主管理终端向自己的被管理设备表中加入该被监控设备；如果切换不成功，则不作任何改动。
动态平衡的过程中发生切换的两个远程终端都形成自己的日志说明。
6)多台远程终端构成一个远程管理集群(cluster)。在同一个远程管理集群的每一台远程终端互为其他远程终端的热备份。根据某台远程终端出现故障、远程终端对事件的响应时间超时或用户的要求，热备份的远程终端可以自动切换出现故障的终端。
远程终端自动切换原理如图5所示。其中模块1和模块2是两个远程终端，它们互为其他远程终端的热备份，构成一个远程管理集群；模块3是为模块1供电的电源；模块4是为模块2供电的电源；模块5是电源电缆；模块6是模块1控制为模块2供电的电源的接口，模块1可以通过模块6的接口开启或切断模块2的电源；模块7是模块2控制为模块1供电的电源的接口，模块2可以通过模块7的接口开启或切断模块1的电源；模块8是远程终端连接的局域网络。
模块9是处于一个远程管理集群内部的管理终端连接的局域网络，各个管理终端通过模块9监视其他管理终端的工作状态。有时，模块9也可以与模块8合并；模块10是手机模块或短信网关，远程终端通过模块10接入GPRS/CDMA网络；在附图5中的模块1和模块2是两个远程终端构成一个管理集群。在系统正常时，远程终端通过模块10接入GPRS/CDMA网络，和各个被监控设备进行通信，通过模块8操作内部的数据库。同时，每个远程终端通过模块9向同一个管理集群内的其他管理终端广播自己的状态。一旦某个远程终端工作异常(比如模块1)，其他远程终端通过模块9检测到这个异常状态。模块2将通过模块7的接口切断模块1的电源，同时模块2自动接管出现故障的模块1的功能。构成一个管理集群的远程终端数量可以从附图5中的两个增加到多个。
7)日志管理，远程终端的每个操作和每个事件全部存入系统日志当中。每条日志包括如下内容日期时间、本机号码、被监控设备号码、事件类型、内容、结果等信息。
日志的管理主要是日志的添加、查阅、分析、结果图示、以及自动更新等功能。
8)系统报表的生成，生成当前被监控设备的情况报表，根据用户的要求反映智能设备的状态和一些相关数据。
9)故障趋势分析和故障的预报，对监控装置采集的状态数据进行分析，不同的状态分析的方法不一样，但总的原则是要统计出现超出正常范围的状态数据的频率，并把结构用曲线图表示出来。当频率大于某个预先设定的值时，进行故障预报。
应该注意的是不是所有远程终端都能把以上功能包括完，根据远程终端的特性，其功能结构可能作较大的删减，例如移动的手持的远程终端就不一定有强大的报表生成工具。
权利要求
1.一种监控系统，包括第一装置，第二装置和监控装置；所述监控装置与所述第一装置连接，采集所述第一装置的状态信息，并通过无线网络传送到所述第二装置；所述第二装置根据第一装置状态及内部程序发出监控指令；所述监控装置接收所述监控指令对所述第一装置进行控制。
2.根据权利要求1所述的监控系统，其特征在于所述无线网络为GPRS/CDMA通信网络。
3.根据权利要求1所述的监控系统，其特征在于所述第一装置为计算机外设。
4.根据权利要求1所述的监控系统，其特征在于所述监控装置嵌入所述第一装置。
5.根据权利要求1所述的监控系统，其特征在于所述第二装置由n台子装置的集群构成，n＞1。
6.根据权利要求5所述的监控系统，其特征在于所述子装置为计算机/手持式终端。
7.根据权利要求6所述的监控系统，其特征在于所述手持式终端包括手机，PDA。
8.根据权利要求5所述的监控系统，其特征在于所述监控装置与所述n台子装置构成n维映射关系。
9.根据权利要求8所述的监控系统，其特征在于所述n维映射关系为动态映射关系。
10.根据权利要求5所述的监控系统，其特征在于所述n台子装置互为热备份。
全文摘要
本发明涉及自动控制技术，特别涉及一种远程控制系统。本发明针对现有设备管理技术需要占用系统传输信道或专用线路的缺点，提供了一种通过无线网络进行设备管理的系统。本发明采用的技术方案是，一种监控系统，包括第一装置，第二装置和监控装置；所述监控装置与所述第一装置连接，采集所述第一装置的状态信息，并通过无线网络传送到所述第二装置；所述第二装置根据第一装置状态及内部程序发出监控指令；所述监控装置接收所述监控指令对所述第一装置进行控制。本发明的有益效果是，最大限度地减少了系统故障造成的当机时间，提高了系统的可用性。本发明的监控系统，不占用设备传输资源，无需架设专用线路，无需专人值守。
文档编号H04L29/02GK1740933SQ200510021358
公开日2006年3月1日 申请日期2005年7月29日 优先权日2005年7月29日
发明者胡旸, 刘忠志, 胡昀 申请人:四川创图科技有限公司