专利名称：一种照明设备的统一监控平台及实现方法
技术领域：
本发明属于通信技术领域，涉及一种监控平台及实现方法，具体涉及一种照 明设备的统一 监控平台及实现方法。
背景技术：
随着相关技术的发展，全球可达、开放互通、标准统一的大规模运营级照明 监控服务正在成为新的发展需求。但是，由于缺少行业规范，市场准入要求低， 部分设备制造厂商为追求商业利益盲目生产形形色色的照明设备，导致目前处于 应用阶段的一些远程照明系统的可靠性、稳定性、开放性、扩展能力和安全保密 等性能都比较差，给用户造成很大的不便和损失，也无法实现可管理、可运营的 要求，严重的情况下甚至可能给人民的生命财产安全带来影响。因此，需要解决 照明系统的安全性、开放性、扩展性问题。
IPv6是"Internet Protocol Version 6"(互联网协议第6版)的缩写，换 句活说，IPv6就是下一代互联网NGI(Next Generation Internet)协议。作为 发展方向的IPv6的主要优势是扩大地址空间、提高网络整体吞吐量、改善和 保证服务质量QoS、安全性能高、支持即插即用和移动性、能够更好地实现多 播功能。
但是，现有的计算机网络大都以IPv4为主。由于IPv4协议设计上的缺陷， IPv4地址已经接近告罄，其地址资源远远不能满足全球终端设备增长的需要。 在一个大规模的照明网络中，终端照明设备的数量可能达到成千上万，且每个终 端都需要有各自的IP地址，这些都是现有IPv4网络所无法支撑的，IPv4网络 也无法保证可扩展性和实现端到端的访问。另外，在IPv4网络环境下部署如此 众多照明设备时，各个照明设备终端的IP地址和网关都需要手工配置，劳动强 度和速度根本不能适应大规模照明网络的运营要求。
综上所述，现有的网络远程照明系统存在多种局限l)由于公众运营级照明 设备监控系统的出现，导致网络上的照明设备急剧增加，现有的IPv4技术无法 为每个网络照明设备分配全球唯一的IP地址，以便能够在互联网上随时、随地 访问该照明设备。2)配置复杂，不能适应大规模照明网络的运营要求。3)在公众 运营级照明设备监控系统中安全性得不到保障。4)通信标准不统一，各设备之间不能实现互连互通。5)使用复杂，易用性能差，不便于普及。6)无法保障移动性。
发明内容
本发明的目的在干提出一种照明设备的统一监控平台及实现方法，它基于下 一代互联网、同时支持IPv6和IPv4两种网络协议，通过在照明系统中设置独 立的照明设备通讯单元和通信接口单元实现与业务平台的通讯，完成对面向特定 设备的请求消息生成和结果消息解析，进行请求消息和结果消息的管理。通过该 方法可以解决由于照明设备通讯协议不同而造成的照明设备无法统一监控的问题，实现r远程控制的大规模、可管理的照明监控方式。
本发明一种照明设备的统一监控实现方法，其特征在于，本方法包括如下步骤
步骤l:业务平台向通信接口单元发送"设备访问请求消息"；
步骤2:通信接口单元收到"设备访问请求消息"后，检查"设备信息列表"， 如果"设备信息列表"中不存在"设备访问请求消息"中的设备，则通信接口单 元向业务平台返回"设备不存在消息"，否则进入步骤3;
骤3:消息管理模块根据"设备访问请求消息"中的命令类型数据、参数 列表数据以及"设备信息列表"中的设备信息构造面向特定设备的消息，并将消 息发送到照明设备；
步骤4:队列管理模块将"设备访问请求消息"添加到请求队列中，并向结果队列中添加对应记录；
步骤5:消息管理模块接收照明设备发送的结果消息并解析； 步骤6:队列管理模块利用哈希表记录每条消息的处理状态，完成请求消息 和结果消息的管理；
歩骤7:通信接口单元将解析后的结果发送给业务平台。 所述步骤3的面向特定设备的消息生成时，采用通用协议描述结构来生成消 息。通用协议描述结构包括源地址、目的地址、通讯方式、消息格式、编码方 式和消息内容组成。消息内容有多个属性组成，每个属性包含了属性名、属性值、 属性值长度、填充字符和长度的长度组成，长度的长度部分由值和填充字符两部 分组成。
一种照明设备的统一监控平台，其特征在于，包括
向通信接口单元发送"设备访问请求消息"的业务平台；
收到"设备访问请求消息"后的通信接口单元，检查"设备信息列表"，如果"设备信息列表"中存在"设备访问请求消息"中的设备，则通信接口单元向
业务平台返回"设备不存在消息"；否则进行消息管理模块处理；
根据"设备访问请求消息"中的命令类型数据、参数列表数据以及"设备信 息列表"中的设备信息构造而向特定设备的消息，并将消息发送到照明设备的消 息管理模块；
将"设备访问请求消息"添加到请求队列中，并向结果队列中添加对应记录 的队列管理模块；
接收照明设备发送的结果消息并解析的消息管理模块；
利用哈希表记录每条消息的处理状态，完成请求消息和结果消息的管理的队 列管理模块；
将解析后的结果发送给业务平台的通信接口单元；
所述消息管理模块中，面向特定设备的消息生成时，采用通用协议描述结构
来生成消息。通用协议描述结构包括源地址、目的地址、通信方式、消息格式、
编码方式和消息内容组成。消息内容有多个属性组成，每个属性包含了属性名、 属性值、属性值长度、填充字符和长度的长度组成，长度的长度部分由值和填充 字符两部分组成。
本发明一种照明设备的统一监控平台及实现方法的优点在于
(1) 可扩展性当有新照明设备加入到系统中时，只需要在系统中添加相应 的通信组件就可以实现该照明设备的控制。
(2) 安全性支持内嵌的IPSec安全协议，可充分利用IPv6与IPSec紧密
结合的特点，保证传输的安全性和私密性，实现标准的安全性支持。
(
3) 配置方便利用IPv6协议的自动配置能力，自动配置各个终端的IP地
址和网关，即插即用，极大地方便了用户的配置，使得部署众多监控设备、系统 大规模运营成为现实。
(4) 适应性具有IPv4/IPv6双协议栈，能自动适应网络状况；当IPv6可 用时，优先使用IPv6传输数据，解决了照明控制系统中由于照明设备通讯协议 不同而造成的照明设备无法统一监控的问题。
附 图 说 明
图1为本发明一种照明设备的统一监控平台的结构图2为本发明一种照明设备的统一监控实现方法的流程图3为本发明一种照明设备的统一监控实现方法采用的通用协议描述结构框图4为本发明一种照明设备的统一监控实现方法的一种通讯协议帧格式示显；
图5为本发明一种照明设备的统一监控实现方法的哈希表数据结构具体实施例方式
下面将结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。
本发明的目的在于提出一种照明设备的统一监控平台及实现方法，通过在照 明系统中通信接口单元实现照明设备与业务平台的通讯，通过消息管理模块完成 对断向特定设备的请求消息生成和结果消息解析，通过队列管理模块实现请求消 息和结果消息的管理，可以解决由于照明设备通讯协议不同而造成的照明设备无 法统一监控的问题。
一种照明设备的统一监控平台，如图1所示，包括业务平台、通信接口单元、、 照明设备、队列管理模块和消息管理模块；其中业务平台为照明管理人员提供图 形化操作环境，管理人员通过业务平台发送各种控制指令，完成各种照明业务； 通信接口单元为业务平台提供调用接口，接收业务平台发送的各种请求，并将结 果返回给业务层；队列管理模块保存业务平台发送的请求消息和设备返回的结果 消息，并维护请求消息和结果消息的映射管理；消息管理模块将业务平台发送的 请求转换为特定设备支持的消息并实现结果的解析；照明设备实现对照明灯具的 控制。
业务平台通过通信接口单元对照明设备进行访问、监控，业务平台向通信接 口单元发送"设备访问请求信息"，通信接口单元查找"设备信息列表"，如果"设 备信息列表"中存在"设备访问请求消息"中的设备，则通信接口单元将"设备 访问请求消息"添加到队列管理模块的请求队列中，队列管理模块中取出相应对 列元素到消息管理模块中，并且消息管理模块将提取的面向特定设备的消息发送 到照明设备，消息管理模块接收照明设备的发送的消息并进行解析，最后通信接 口单元将解析后的结果发送到业务平台，反之，通信接口单元向业务平台返回"设 备不存在消息"。
系统部署时，通信接口单元部署于业务平台和照明设备之间，业务平台通过 通信接口单元、队列管理模块和消息管理模块与照明设备通讯，通信接口单元、 队列管理模块和消息管理模块屏蔽通讯的细节，采用统一的接口对外提供服务， 从而实现对IPv6照明设备的统一监控。
本发明一种照明设备的统一监控实现方法，如图2所示，包括如下步骤
步骤一业务平台向通信接口单元发送"设备访问请求消息"； "设备访问请求消息"包含以下内容设备IP地址，请求类型，超时时间，重试次数，请求参数列表。
其中设备IP地址可以为IPv4地址，也可以是IPv6地址；
请求类型为具体照明设备支持的操作，常见的操作有场景控制操作等；
超时时间定义为从通信接口单元收到业务平台消息到照明设备返回应答消息的时间间隔。当时间间隔大于超时时间时，消息将被重新发送至照明设备，如果重试次数超过"设备访问请求消息"中的重试次数，照明设备通讯单元返回"请求超时消息"；
重试次数定义为当超时或者出现异常时进行重试的次数，如果请求时不指定 重试次数时，默认为O，即平台将不进行重试；
请求参数列表包含了与请求类型对应的请求参数。比如场景控制操作的参数 需要包含场景的编号。
设备访问请求消息的各部分内容以"##"作为分隔符，请求参数列表各个 参数之间以"，"分隔。
步骤二通信接口单元收到"设备访问请求消息"后，检查"设备信息列表"，如果"设备信息列表"中不存在"设备访问请求消息"中的设备，则通信接口单元向业务平台返回"设备不存在消息"；否则进入步骤三；
"设备信息列表"包含如下内容设备IP地址，通讯协议类型。
步骤三消息管理模块根据"设备访问请求消息"中的请求类型数据、参数列表数据以及"设备信息列表"中的设备信息构造面向特定设备的消息，并将消 息发送到照明设备，如果系统中不存在相应通讯协议的组件，则返回"通讯协议不支持消息"；
消息管理模块在构造消息时，首先根据设备的通讯协议类型，查找相应通讯 协议的通讯协议组件，如果存在相应的通讯协议组件，则调用相关的方法生成面向设备的消息；如果不存在相应的通讯协议组件，则返回"通讯协议不支持"消息。
如图3所示，面向特定设备的消息生成时，采用通用协议描述结构来生成消 息。通用协议描述结构包括源地址、目的地址、通讯方式、消息格式、编码方 式和消息内容组成。消息内容由一个或者多个属性组成，每个属性包含了属性名、属性值、长度、填充字符和长度的长度组成，长度的长度部分由值和填充字符两 部分组成。
源地址发送此消息的设备地址；
目的地址接收此消息的设备地址；
通讯方式该通讯协议中指定的通讯方式，可以为"http"或者"https";
消息格式消息的组合格式，可以为"MIME"或者"CommonString"。 如果类型为"MIME"，则最终的消息以"MIME"形式包含于http请求中，如 果类型为"CommonString"，则消息以普通http请求的方式包含于http请求中。
MIME(多用途Internet邮件扩展)指示Web浏览器或邮件应用程序如何处 理从服务器收到的文件。MIME提供了一种将各种文件类型作为电子邮件的一 部分发送或将其附加在电子邮件上的机制。为了打开和阅读这种附加的文件，安 装在接收操作系统上的应用程序必须与此文件类型，即扩展名相关联。
编码方式消息编码方式，可以为"Base64"或者"Common"。如果消 息格式部分的内容为"MIME"，则编码方式字段可以为"Base64"或者其他 "MIME"使刚的编码方式；如果消息格式部分的内容为"Common",则不进 行编码。
消息内容包含一项或者多项属性。每个属性包含了属性名、属性值、属性 值长度、属性填充字符和长度的长度组成。其中，属性值长度表示属性值的长度值，该值将填充于长度字段；属性填充字符指如果属性长度值无法填充满整个属 性腹长度字段时使用的填充字符；长度的长度部分由值和填充字符两部分组成； 值部分指定属性值长度字段的长度；填充字符部分指定当位数不足时填充的字符。
对于普通的 http 请求，比如，对应于如下请求 http:〃[3ffe:ffff:0:fl00::100l:8080/ctrl.jsp no=l&id=l，采用通用协议描 述结构进行描述时，各部分内容如下
源地址为业务平台服务器的地址；目的地址为 "[3ffe:ffff:0:fl00::100j:8080/ctrl.jsp";通讯方式为"http";消息格式为 "CommonString";编码方式为"Common";消息内容由两项属性组成第 一个属性名为"no"，属性值为1,属性长度为0，属性填充字符为空，长度的 长度的值为0，填充字符为空；第二个属性名为"id"，值为l，属性长度为0，厲性填充字符为空，长度的长度的值为o，填充字符为空。
对于采用类似于图4的协议的通讯协议而言，采用通用协议描述结构进行描述时，各部分内容如下
源地址为业务平台服务器的地址；目的地址为照明控制器的地址；通讯方式 为"http";消息格式为"MIME";编码方式为"Base64";
消息内容由四项属性组成第一个属性名为"dest"，属性值为通讯协议规 定的目的地址，属性值长度为16X8位，属性填充字符为空，长度的长度为O; 第二个属性名为"src"，属性值为通讯协议规定的源地址，属性值长度为16X8 位，属性填充字符为空，长度的长度为O;第三个属性名为"no",属性值为通 讯协议规定的序号，属性值长度为8X8位，属性填充字符为空，长度的长度为 0;第四个属性名为"body",属性值为通讯协议规定的内容，属性值长度为16 X8位，属性填充字符为0，长度的长度部分，值为8X8位，填充字符为0。
不同设备的通讯协议组件具有相同协议构造接口 ，根据通用协议描述结构各 部分的内容，通过调用协议构造接口生成对应于设备的消息。之后，使用通用方 法将消息封装为"MIME"的消息结构，比如可以使用Java Mail的API实现。
面向设备的消息在存储时采用字节数组形式存储，由于不依赖于特定结构的 存储对象，从而可以支持不同设备的消息。
步骤四队列管理模块接口将"设备访问请求消息"添加到请求队列中，并 向结果队列中添加对应记录；发送消息到设备并等待结果，如果超时则检查是否 需要重试。如果需要重试则进入步骤四，否则返回"请求超时消息"。
步骤五消息管理模块接收照明设备发送的结果消息并解析；
步骤六队列管理模块利用哈希表记录每条消息的处理状态，完成请求消息和结果消息的管理；
如图5所示，哈希表包括请求哈希表和结果哈希表，请求哈希表的结构为照 明控制器IP，请求消息；结果哈希表的键为照明控制器IP地址，值为消息状态 哈希表，消息状态哈希表的键为消息的序号，值为消息状态。消息状态包含以下内容是否发送，是否超时，重试次数，消息结果。
步骤七通信接口单元将解析后的结果发送给业务平台。
平台内部采用两个通讯线程、 一个工作线程和一组消息队列的方式，消息管 理模块通过通讯线程收到设备访问请求后，根据请求的内容生成面向设备的消 息，并将消息存入队列管理模块的消息队列中，工作线程定期检查消息队列，移除超时的消息，并将超时消息重新加入队列，并将重试次数加1。照明设备通讯 线程从队列管理模块的消息队列取出消息并发送给照明设备，照明设备将处理结 果经消息管理模块解析后发送到照明设备通讯线程，照明设备通讯线程将结果存入队列管理模块的消息队列，队列管理模块完成请求消息和结果消息的映射并将 结果通过通信接口单元返回业务平台。
权利要求
1、一种照明设备的统一监控实现方法，其特征在于，本方法包括如下步骤步骤一业务平台向通信接口单元发送“设备访问请求消息”；步骤二通信接口单元收到“设备访问请求消息”后，检查“设备信息列表”，如果“设备信息列表”中不存在“设备访问请求消息”中的设备，则通信接口单元向业务平台返回“设备不存在消息”，否则进入步骤三；步骤三消息管理模块根据“设备访问请求消息”中的命令类型数据、参数列表数据以及“设备信息列表”中的设备信息构造面向特定设备的消息，并将消息发送到照明设备；步骤四队列管理模块将“设备访问请求消息”添加到请求队列中，并向结果队列中添加对应记录；步骤五消息管理模块接收照明设备发送的结果消息并解析；步骤六队列管理模块利用哈希表记录每条消息的处理状态，完成请求消息和结果消息的管理；步骤七通信接口单元将解析后的结果发送给业务平台。
2、 根据权利要求l所述的一种照明设备的统一监控实现方法，其特征在于所述步骤三的面向特定设备的消息生成时，采用通用协议描述结构来生成消息；通用协议描述结构包括源地址、目的地址、通信方式、消息格式、编码方式和消息内容组成》消息内容有多个属性组成，每个属性包含了属性名、属性值、属性值长度、填充字符 和长度的长度组成，长度的长度部分由值和填充字符两部分组成
3、 一种照明设备的统一监控平台，其特征在于，该平台包括发送"设备访问请求消息"的业务平台；从业务平台收到"设备访问请求消息"后，检查"设备信息列表"，如果"设备 信息列表"中存在"设备访问请求消息"中的设备，则通信接口单元向业务平台返回 "设备不存在消息"，否则进入下一模块的通信接口单元，根据"设备访问请求消息"中的命令类型数据、参数列表数据以及"设备信息列 表"中的设备信息构造面向特定设备的消息，并将消息发送到照明设备的消息管理模 块；将"设备访问请求消息"添加到请求队列中，并向结果队列中添加对应记录的队 列管理模块；接收照明设备发送的结果消息并解析的消息管理模块；.利用哈希表记录每条消息的处理状态，完成请求消息和结果消息的管理的队列管理模块；将解析A7的结果发送给业务平台的通信接口单元。
4、根据权利要求3所述的一种照明设备的统一监控平台，其特征在于所述消息管 理模块，用于在生产面向特定设备的消息时，采用通用协议描述结构来生成消息，其 巾通阳协议描述结构包括源地址、目的地址、通信方式、消息格式、编码方式和消 息内容组成，消息内容有多个属性组成，每个属性包含了属性名、属性值、属性值长 度、填充字符和长度的长度组成，长度的长度部分由值和填充字符两部分组成。.
全文摘要
本发明为一种照明设备的统一监控平台及实现方法，该方法是通过在照明系统中设置的消息管理机制，利用通信接口单元实现照明设备与业务平台的通讯，通过消息管理模块完成对面向特定设备的请求消息生成和结果消息解析，通过队列管理模块实现请求消息和结果消息的管理。本发明提供的平台及实现方法可以使照明设备破除通讯协议的界限，将照明设备统一监控。
文档编号H04L12/26GK101207528SQ200710179428
公开日2008年6月25日 申请日期2007年12月13日 优先权日2007年12月13日
发明者琦 宫, 伟 暴, 旺 段, 磊 王, 荣晓慧, 蔡晓峰, 攀 邓, 峰 陈, 马世龙 申请人:北京航空航天大学;北京新奥集团有限公司