一种用于匹配设备的方法、装置和系统的制作方法
【专利摘要】本发明的目的是一种用于匹配设备的方法、装置和系统。根据本发明的方法包括：获取来自所述设备管理器的与多个设备对应的设备相关信息；根据各个设备的设备相关信息，在所述至少一个第二设备中选择与所述各个第一设备相匹配的第二设备；根据与各个第一设备相匹配的第二设备，确定相应的设备匹配信息，并将所述设备匹配信息发送给所述至少一个第二控制器；其中，所述设备匹配信息包括一对或多对相互匹配的第一设备和第二设备。本发明具有以下优点：网络化控制系统具有更高的灵活性，能够较好应对当前的动态网络拓扑结构，并且，整个网络化控制系统具有较高的容错性。
【专利说明】—种用于匹配设备的方法、装置和系统
【技术领域】
[0001]本发明涉及通信【技术领域】，尤其涉及一种用于匹配设备的方法、装置和系统。
【背景技术】
[0002]网络化控制系统(NCS, Networked Control System)是由数字通信网络构成的具有控制回路的反馈控制系统。其可应用于远程手术、工业控制、机器人、自动化交通工具控制等技术中。而当前快速发展的M2M网络(或称之为物联网，Machine to Machine)为NCS中的大量传感器和执行器提供了更快的连接，从而使得NCS能够被适用于英特网而不再局限于传统的局域网。
[0003]然而，在这种情况下，传统的NCS控制回路面临的困难在于:如何应对M2M网络中常常出现的、高度机动化和动态的网络拓扑结构，以克服传统的NCS系统的局限性。
[0004]在层级式的NCS中，局域控制器用于接收传感器信号并发送简单的命令，高层控制器通过英特网或以太网，与多个NCS相连接，并接收所有连接到NCS中的信息。其在逻辑层面上的视角更广，从而可以执行例如，规划和调度等高级业务。然而，该种结构存在着如下的问题:
[0005]1.当前的NCS实现方式中，传感器、执行器以及控制单元之间的连接关系是固定的，其机动性能较差。然而，在无线传感器和执行器网络中，移动设备节点可以在任意时间接入或离开，因而是一个动态的网络拓扑结构，当前的NCS系统无法预配置或维持相应的控制回路。
[0006]2.当前的NCS系统基本上不具备容错性能。如果控制回路中的任一装置，尤其是传感器或执行器发生故障，则将直接破坏整个控制回路。
【发明内容】
[0007]本发明的目的是一种用于匹配设备的方法、装置和系统。
[0008]根据本发明的一个方面，提供一种由第一控制器实现的用于匹配设备的方法，所述第一控制器与设备管理器、以及至少一个第二控制器相连接，其中，所述方法包括以下步骤:
[0009]a获取来自所述设备管理器的与多个设备对应的设备相关信息，其中，所述多个设备包括至少一个第一设备和至少一个第二设备；
[0010]b对各个第一设备，根据各个设备的设备相关信息，在所述至少一个第二设备中选择与所述各个第一设备相匹配的第二设备；
[0011]c根据与各个第一设备相匹配的第二设备，确定相应的设备匹配信息，并将所述设备匹配信息发送给所述至少一个第二控制器；其中，所述设备匹配信息包括一对或多对相互匹配的第一设备和第二设备。
[0012]根据本发明的一个方面，提供一种第二控制器实现的用于确定控制回路的方法，所述第二控制器与第一控制器相连接，其中，所述方法包括以下步骤:
[0013]-接收来自所述第一控制器的设备匹配信息，以根据所述设备匹配信息形成控制回路；其中，所述设备匹配信息包括一对或多对相互匹配的第
[0014]根据本发明的一个方面，提供一种由设备管理器实现的用于提供设备相关信息的方法，其中，所述设备管理器与第一控制器相连接，并且，所述设备管理器基于预定协议与多个设备相连接，所述多个设备包括至少一个第一设备和至少一个第二设备；其中，所述方法包括以下步骤:
[0015]-获取各个设备的设备相关信息；
[0016]-将所获得的所述各个设备的设备相关信息发送至所述第一控制器。
[0017]根据本发明的一个方面，还提供一种第一控制器，所述第一控制器与设备管理器、以及至少一个第二控制器相连接，其中，所述第一控制器包括:
[0018]第一获取装置，用于获取来自所述设备管理器的与多个设备对应的设备相关信息，其中，所述多个设备包括至少一个第一设备和至少一个第二设备；
[0019]选择装置，用于对各个第一设备，根据各个设备的设备相关信息，在所述至少一个第二设备中选择与所述各个第一设备相匹配的第二设备，
[0020]第一发送装置，用于根据与各个第一设备相匹配的第二设备，确定相应的设备匹配信息，并将所述设备匹配信息发送给所述至少一个第二控制器；其中，所述设备匹配信息包括一对或多对相互匹配的第一设备和第二设备。
[0021]根据本发明的一个方面，还提供一种第二控制器，所述第二控制器与第一控制器相连接，其中，所述第二控制器包括:
[0022]第一接收装置，用于接收来自所述第一控制器的设备匹配信息，以根据所述设备匹配信息形成控制回路；其中，所述设备匹配信息包括一对或多对相互匹配的第一设备和第二设备。
[0023]根据本发明的一个方面，还提供一种由设备管理器，其中，所述设备管理器与第一控制器相连接，并且，所述设备管理器基于预定协议与多个设备相连接，所述多个设备包括至少一个第一设备和至少一个第二设备；其中，所述设备管理器包括:
[0024]第二获取装置，用于获取各个设备的设备相关信息；
[0025]第三发送装置，用于将所获得的所述各个设备的设备相关信息发送至所述高层控制器。
[0026]根据本发明的一个方面，还提供一种层级式网络化控制系统，其中，所述层级式网络化控制系统包括所述第一控制器、所述第二控制器、所述设备管理器，以及至少一个第一设备和至少一个第二设备。
[0027]与现有技术相比，本发明具有以下优点:第一控制器可以及时地获知网络中各个设备的接入与离开，并相应地调整各个控制回路，从而使得网络化控制系统具有更高的灵活性，能够较好应对当前的动态网络拓扑结构，并且，由于能够在设备发生故障时提供新的控制回路来实现相近的功能，从而使得整个网络化控制系统具有较高的容错性。
【专利附图】
【附图说明】
[0028]通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显:
[0029]图1示意出了根据本发明的一个实施例的用于匹配设备的层级式网络化控制系统示意图；
[0030]图2示意出了根据本发明的一种用于匹配识别的方法流程图；
[0031]图3示意出了根据本发明的一种用于匹配识别的系统的装置示意图。
[0032]附图中相同或相似的附图标记代表相同或相似的部件。
【具体实施方式】
[0033]下面结合附图对本发明作进一步详细描述。
[0034]图1示意出了根据本发明的一个实施例的一种用于匹配设备的层级式网络化控制系统不意图。
[0035]其中，根据本发明的层级式网络化控制系统包括设备管理器、至少一个第一控制器，至少一个第二控制器，以及至少一个第一设备和至少一个第二设备。
[0036]其中，所述设备管理器基于预定协议与多个设备相连接，所述多个设备包括至少一个第一设备和至少一个第二设备。设备管理器与各个设备之间的连接方式可以有多种:例如，基于设备管理网关来与各个设备相连接；又例如，设备管理器通过第一控制器和/或第二控制器，与各个设备相连接等。所述第一控制器与设备管理器、以及至少一个第二控制器相连接。
[0037]其中，当第一设备为传感器(sensor)时,第二设备为执行器(actuator),反之，当第二设备为传感器时，第一设备为执行器。
[0038]其中，所述预定协议各类可应用于物联网(M2M, Machine to Machine)系统的协议，优选地，所述预定协议包括开放移动联盟的设备管理协议(OMA DM, Open MobileAlliance Device Management)。
[0039]其中，根据本发明所述的控制器包括处理模块、断路器模块以及通信模块。其中，所述处理模块包括一种能够按照事先设定或存储的指令，自动进行数值计算和/或信息处理的电子设备，其硬件包括但不限于微处理器、专用集成电路(ASIC)、可编程门阵列(FPGA)、数字处理器(DSP)、嵌入式设备等。所述断路器模块用于基于处理器模块的指令，来控制线路的连接与断开；所述通信模块用于基于预定的通信协议来传输与接收数据。
[0040]其中，图2示意出了根据本发明的一种用于匹配识别的方法流程图。根据本发明的方法包括由第一控制器执行的步骤S11、步骤S12、步骤S13，由第二控制器执行的步骤S21以及由设备管理器执行的步骤S31、步骤S32。
[0041 ] 参照图2，在步骤S31中，设备管理器获取各个设备的设备相关信息。其中，所述各个设备包括至少一个第一设备和至少一个第二设备。
[0042]具体地，设备管理器基于与预定协议对应的信息传输接口，获取来自各个设备的设备相关信息。
[0043]其中，所述设备相关信息包括但不限于以下至少任一项:
[0044]I)设备功能信息，例如，根据设备被用于接收信息类型，例如，可将传感器划分为感知温度、感知光照强度、感知湿度等几类，又例如，根据设备所执行的操作类型，例如，将执行器划分为用于报警、用于增强传感器信号的操作，以及用于削弱传感器信号的操作等几类。
[0045]2)设备位置信息，优选地，所述设备位置信息包括相对于其他设备的相对位置信息，例如，与其他设备之间的距离信息等。
[0046]3)设备性能信息，例如，设备的剩余电量信息、设备的负载信息等。
[0047]根据本发明的第一示例，参照图1，根据本发明的层级式网络化控制系统中包含第一控制器CL、设备管理器DM、两个第二控制器Cl和C2分别属于无线传感与执行网络WSAN_1和WSAN_2，其中，WSAN_1中包含了两个传感器Senl和Sen2以及一个执行器Actl，WSAN_2中包含了两个传感器Sen3和Sen4以及两个执行器Act2和Act3。其中，设备管理器DM基于预定的OMA DM协议，通过第二控制器Cl和C2与各个传感器以及执行器相连接，并通过OMA DM协议所规定的预定数据传输接口，获取传感器Senl至Sen4以及执行器Actl至Act3的设备相关信息。
[0048]接着，在步骤S32中，设备管理器将所获得的所述各个设备的设备相关信息发送至所述第一控制器。
[0049]优选地，根据本发明的方法，设备管理器还执行步骤S33(图未示)。
[0050]在步骤S33中，当满足预定更新条件时，设备管理器更新所获得的所述设备相关信息。
[0051]其中，所述预定更新条件包括但不限于以下至少任一种:
[0052]I)预定时间条件:例如，当到达预定时间点时，执行更新；又例如，与上一次更新操作间隔预定时间周期时，执行更新操作。
[0053]2)预定事件条件:亦即当发生预定事件时，更新所获得的设备相关信息。例如，预定当接收到来自设备的故障报告信息时，执行更新，又例如，当根据心跳检测，检测到设备发生故障时等。
[0054]具体地，所述设备管理器获取更新信息的方法与前述步骤S31中获取设备相关信息的方法相同或相似，在此不再赘述。
[0055]更优选地，设备管理器执行步骤S33之后再执行步骤S32，以将更新后的设备相关信息发送至第一控制器。
[0056]接着，在步骤Sll中，第一控制器获取来自所述设备管理器的与多个设备对应的设备相关信息。
[0057]具体地，所述第一控制器获取来自所述设备管理器的与多个设备对应的设备相关信息的方式包括但不限于以下任一种:
[0058]I)主动向设备管理器发送询问信息以获取设备管理器反馈的设备相关信息；
[0059]2)接收设备管理器所发送的设备相关信息。
[0060]接着，在步骤S12中，第一控制器对各个第一设备，根据各个设备的设备相关信息，在所述至少一个第二设备中选择与所述各个第一设备相匹配的第二设备。
[0061]具体地，第一控制器根据预定匹配规则，获取各个第一设备与各个第二设备之间的匹配信息，以根据匹配细信息，确定与各个第一设备最匹配的第二设备。
[0062]其中，所述匹配信息包括但不限于以下任一种形式:
[0063]I)匹配值，例如，基于预定匹配规则，根据设备相关信息，计算第一设备与第二设备之间的匹配度的值，并基于该匹配值来为第一设备选择匹配程度最高的第二设备。
[0064]2)匹配等级，例如，基于预定匹配规则，根据设备相关信息来确定第一设备与第二设备之间的匹配等级，并基于匹配等级为第一设备选择匹配程度最高的第二设备。
[0065]其中，本领域技术人员应可根据实际情况和需要来确定用于确定第一设备和第二设备之间的匹配信息的预定匹配规则，在此不再赘述。
[0066]继续对前述第一示例进行说明，第一控制器根据各个传感器Senl至Sen4以及执行器Actl至Act3的设备相关信息，根据预定匹配规则，为各个传感器确定与其功能匹配度最高、距离最近且当前性能最好的执行器，并获得各个传感器与各个执行器之间的匹配度如下表1所示:
[0067]表1
【权利要求】
1.一种由第一控制器实现的用于匹配设备的方法，所述第一控制器与设备管理器、以及至少一个第二控制器相连接，其中，所述方法包括以下步骤: a获取来自所述设备管理器的与多个设备对应的设备相关信息，其中，所述多个设备包括至少一个第一设备和至少一个第二设备； b对各个第一设备，根据各个设备的设备相关信息，在所述至少一个第二设备中选择与所述各个第一设备相匹配的第二设备； c根据与各个第一设备相匹配的第二设备，确定相应的设备匹配信息，并将所述设备匹配信息发送给所述至少一个第二控制器；其中，所述设备匹配信息包括一对或多对相互匹配的第一设备和第二设备。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述方法还包括以下步骤: m当满足预定触发条件时，更新所述设备匹配信息； η根据更新后的设备匹配关系，向所述至少一个第二控制器发送更新信息，所述更新信息用于指示各个第二控制器更新自身的设备匹配信息。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述设备相关信息中还包括设备的线路配置信息，所述步骤c还包括以下步骤: -根据各个设备的线路配置信息，以及所选择的与各个第一设备相匹配的第二设备，确定各个相互匹配的第一设备与第二设备之间的控制回路； -将所选择的与各个第一设备相匹配的第二设备，以及所确定的定各个相互匹配的第一设备与第二设备之间的控制回路作为设备匹配信息，发送至第二控制器。
4.一种第二控制器实现的用于确定控制回路的方法，所述第二控制器与第一控制器相连接，其中，所述方法包括以下步骤: -接收来自所述第一控制器的设备匹配信息，以根据所述设备匹配信息形成控制回路；其中，所述设备匹配信息包括一对或多对相互匹配的第一设备和第二设备。
5.根据权利要求4所述的方法，其中，所述方法还包括以下步骤: -当检测到一个或多个设备发生故障时，向所述第一控制器发送设备故障信息，其中，所述设备故障信息用于提示一个或多个设备发生故障； 其中，所述方法还包括以下步骤: -接收来自所述第一控制器的更新信息； -根据所述更新信息来更新当前的设备匹配信息，以根据所述设备匹配信息形成控制回路。
6.一种由设备管理器实现的用于提供设备相关信息的方法，其中，所述设备管理器与第一控制器相连接，并且，所述设备管理器基于预定协议与多个设备相连接，所述多个设备包括至少一个第一设备和至少一个第二设备；其中，所述方法包括以下步骤: -获取各个设备的设备相关信息； -将所获得的所述各个设备的设备相关信息发送至所述第一控制器。
7.根据权利要求6所述的方法，其中，所述方法还包括以下步骤: -当满足预定更新条件时，更新所获得的所述设备相关信息。
8.一种第一控制器，所述第一控制器与设备管理器、以及至少一个第二控制器相连接，其中，所述第一控制器包括:第一获取装置，用于获取来自所述设备管理器的与多个设备对应的设备相关信息，其中，所述多个设备包括至少一个第一设备和至少一个第二设备； 选择装置，用于对各个第一设备，根据各个设备的设备相关信息，在所述至少一个第二设备中选择与所述各个第一设备相匹配的第二设备； 第一发送装置，用于根据与各个第一设备相匹配的第二设备，确定相应的设备匹配信息，并将所述设备匹配信息发送给所述至少一个第二控制器；其中，所述设备匹配信息包括一对或多对相互匹配的第一设备和第二设备。
9.根据权利要求8所述的第一控制器，其中，所述第一控制器还包括: 第一更新装置，用于当满足预定触发条件时，更新所述设备匹配信息； 第二发送装置，用于根据更新后的设备匹配关系，向所述至少一个第二控制器发送更新信息，所述更新信息用于指示各个第二控制器更新自身的设备匹配信息。
10.根据权利要求8或9所述的第一控制器，其中，所述设备相关信息中还包括设备的线路配置信息，所述第一发送装置还包括: 确定装置，用于根据各个设备的线路配置信息，以及所选择的与各个第一设备相匹配的第二设备，确定各个相互匹配的第一设备与第二设备之间的控制回路； 子发送装置，用于将所选择的与各个第一设备相匹配的第二设备，以及所确定的定各个相互匹配的第一设 备与第二设备之间的控制回路作为设备匹配信息，发送至第二控制器。
11.一种第二控制器，所述第二控制器与第一控制器相连接，其中，所述第二控制器包括: 第一接收装置，用于接收来自所述第一控制器的设备匹配信息，以根据所述设备匹配信息形成控制回路；其中，所述设备匹配信息包括一对或多对相互匹配的第一设备和第二设备。
12.根据权利要求11所述的第二控制器，其中，所述第二控制器还包括: 故障发送装置，用于当检测到一个或多个设备发生故障时，向所述第一控制器发送设备故障信息，其中，所述设备故障信息用于提示一个或多个设备发生故障； 第二接收装置，用于接收来自所述第一控制器的更新信息； 第二更新装置，用于根据所述更新信息来更新当前的设备匹配信息，以根据所述设备匹配信息形成控制回路。
13.一种由设备管理器，其中，所述设备管理器与第一控制器相连接，并且，所述设备管理器基于预定协议与多个设备相连接，所述多个设备包括至少一个第一设备和至少一个第二设备；其中，所述设备管理器包括: 第二获取装置，用于获取各个设备的设备相关信息； 第三发送装置，用于将所获得的所述各个设备的设备相关信息发送至所述高层控制器。
14.根据权利要求13所述的设备管理器，其中，所述设备管理器还包括: 第三更新装置，用于当满足预定更新条件时，更新所获得的所述设备相关信息。
15.一种层级式网络化控制系统，其中，所述层级式网络化控制系统包括根据权利要求8至10中任一项所述的第一控制器、根据权利要求11或12所述的第二控制器、根据权利要求13或14所述的设备管 理器，以及至少一个第一设备和至少一个第二设备。
【文档编号】H04L12/24GK104079425SQ201310110402
【公开日】2014年10月1日 申请日期:2013年3月31日 优先权日:2013年3月31日
【发明者】黄卫华, 赵滨, 王煜坚, 张志吉, 盖永明, 金珊 申请人:上海贝尔股份有限公司