多网络融合的系统、方法、服务器及存储介质与流程

本发明实施例涉及煤炭行业，尤其涉及一种多网络融合的系统、方法、服务器及存储介质。

背景技术：

随着计算机技术、网络技术的发展，自动化网络建设可以应用到各行各业中，但是在煤炭行业矿井的自动化网络建设方面的水平参差不齐。

如，各个子系统使用专用网络对各种信息以及数据进行处理，比如rs485、modbus等现场总线网络、泄漏电缆、模拟视频光纤网络、电话网络等等，每个网络间都是相互独立的，即一套子系统对应一套子网络，这样就存在一个矿建中各类网络既多又乱，并且在消息发送的过程中存在消息发送、接收存在延迟的情形，导致管理、维护、信息发送效率较低的技术问题。

技术实现要素：

本发明提供一种多网络融合的系统、方法、服务器及存储介质，以实现将各个子系统所使用的网络融合到主控制网络中，提高了信息传输效率的技术效果。

第一方面，本发明实施例提供了一种多网络融合的系统，该系统包括：通过以太网接口与主控制器网络通信的安全监测子系统、供电监控子系统、调度电话子系统以及无线通讯子系统；其中，

安全监测子系统，用于对各个分站之间进行安全监测；

供电监控子系统，用于对各个通讯分站之间的供电监测；

调取电话子系统，基以太网进行数字语音通讯，用于实现各个终端之间的网络通信。

第二方面，本发明实施例还提供了一种多网络融合的方法，基于多网络融合的系统来执行，该方法包括：

通过安全监测子系统监控各个分站，及各个分站与监控子系统之间的网络；

通过供电监控子系统监测通讯分站，及通讯分站与监控系统之间的网络；

通过调度电话子网络，基于以太网进行数字语音通讯。

第三方面，本发明实施例还提供了一种服务器，所述服务器包括：

一个或多个处理器；

存储装置，用于存储一个或多个程序，

当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行，使得所述一个或多个处理器实现如本发明实施例任一所述的多网络融合的方法。

第四方面，本发明实施例还提供了一种包含计算机可执行指令的存储介质，所述计算机可执行指令在由计算机处理器执行时用于执行如本发明实施例任一所述的多网络融合的方法。

本发明实施例的技术方案，将安全监测子系统、供电监控子系统以及调取电话子系统通过以太网接口与主控制器网络通讯，解决了现有技术中各个子系统采用与其相对应的网络，导致矿建中各类网络既多又乱，并且在消息发送过程中存在发送、接收延迟的情形，导致消息处理效率较低，以及不便于维护管理的问题，实现了将各个子系统连接到主控制网络中，基于主控制网络发送消息时，克服了接收或者发送消息延迟的问题，提高了消息处理效率的技术效果。

附图说明

为了更加清楚地说明本发明示例性实施例的技术方案，下面对描述实施例中所需要用到的附图做一简单介绍。显然，所介绍的附图只是本发明所要描述的一部分实施例的附图，而不是全部的附图，对于本领域普通技术人员，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图得到其他的附图。

图1为本发明实施例一所提供的一种多网络融合的系统结构示意图；

图2为本发明实施例二所提供的一种多网络融合的方法流程示意图；

图3为本发明实施例三所提供的一种服务器结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。

实施例一

本发明实施例提供了一种多网络融合的系统，如图1所示，所述系统包括通过以太网接口与主控制器网络通信的各个子系统，包括：安全监测子系统110、供电监控子系统120、以及调度电话子系统130。

其中，安全监测子系统110，用于对各个分站之间进行安全监测；供电监控子系统120，用于对各个通讯分站之间的供电监测；调取电话子系统130，用于基以太网进行数字语音通讯，用于实现各个终端之间的网络通信。

需要说明的是，多网络融合主要是指采用网络技术及光纤传输实现同网、同缆、同芯传输数据、音频和视频等各类业务应用。煤矿综合自动化系统中的多功能网络融合的主要是指：利用工业级以太网络作为一个信息传输平台，各类安全、生产自动化子系统所涉及到的数据、视频、语音信息均采用此网络进行传输，不再单独为某个子系统设置专用的网络。

其中，安全监测子系统中使用的主要为安全检测子网络。为了实现用多功能网络替代安全监测网络，则需要对监测分站进行重新设计，一种方式是增加以太网转换接口；另一种是监测分站直接设计有以太网接口，并能使用工业以太网标准协议通讯，支持opc数据，即安全检测子系统中的安全监测子网络为多功能网络，也就是说工业以太网络。

供电监控子系统所使用的网络为供电监控子网络，用于对各个通讯分站之间的供电监测。为了实现多功能网络替换安全监测网络，可以增加以太网转换接口，或者监测分站直接设计有以太网接口，并使用工业以太网标准协议通讯，支持opc数据，以实现通过多功能网络来替代供电监控子系统所采用的供电监控子网络。调取电话子系统，用于基于以太网进行数字语音通讯，用于实现各个终端之间的网络通信。各个终端可以是固定的电话，或者移动终端等。传统调度电话采用的是模拟线缆实现，需要在矿井中布置专门的通讯电缆及交换设备。

采用新型ip调度电话，可以利用以太网进行数字语音通讯，来替代传统模拟电话，ip电话具有rj45接口，通过双绞线或光线直接接入就近布置的交换器，通信借助工而已以太网的物理通路实现网络音频通信。在矿井中的地下应用时，可以采用专用的数字语音转换设备，将若干(8、16、24路)普通模拟调度电话接入转换设备，转换设备就近接入以太网实现数字通讯，即采用多功能网络实现调度电话网络。

在上述技术方案的基础上，所述多网络融合的系统还包括：无线通讯子网络。无线通讯子网络，通过以太网接口与主控制网络通信，用于基于预设网络类型，将所述无线子网络融合到多功能网络中。

传统的无线通讯主要依靠泄露电缆作为通讯介质，需要布设大量的泄露电缆；另外也有一些如小灵通通讯方式采用无线基站的模式，可节约泄露电缆的用量，但是基站之间仍然需要敷设专用网络，鉴于此问题，本实施例技术方案可以采用基于wifi的无线通讯，即可以将无线通讯网络融合到多功能网络中，也就是说将无线通讯网络融合到工业以太网络中。在矿井中的中的重要位置处布置wifi通讯基站，基站可以采用以太网传输方式就近接入到多功能网络中，避免敷设专用网络；对于光缆、电缆敷设困难或需要经常变换位置的场合，还可以使用基站之间的无线工业一台网络实现基站的无线级联，无需敷设任何通讯线缆。

在上述技术方案的基础上，所述装置还包括：视频监控子系统，通过以太网接口与主控制网络通信，用于通过对网络传输的视频信号进行处理后，得到与视频信号相对应的监控视频；输入模块，用于处理后的监控视频输入至显示设备，以便显示设备显示所述监控视频。

其中，视频监控子系统可以使用视频监控网络，传统的工业视频监控网络采用的是同轴电缆或光缆传输，需要敷设大量多芯光缆网络，采用新型网络ip视频系统可实现视频信息的网络融合传输，也就是说，通过以太网接口可以将视频监控子系统所使用的网络通过以太网接口接入到主控制网络中，即工业以太网络中。摄像仪拍摄的图像经过视频服务器(编码器)转变成tcp/ip格式后，通过rj45接口经双绞线或光纤直接接入就近1000m网交换器，通过工业以太环网实现网络视频信号的传递。经过网络传输的视频信号到控制中心后，数字视频解码矩阵对来自视频服务器的视频流进行解码，并还原成高清晰视频。通过强大的视频处理功能，将多个画面有机组合成一个或多个画面输入显示设备。

在上述技术方案的基础上，多网络融合系统中还包括人员定位子系统，人员定位子系统采用的网络为人员定位子网络。人员定位子系统，通过预设的以太网接口，将人员定位在系统所使用的子网络接入之主控制网络中，用于定位各个用户的当前位置。

需要说明的是，在主控制网络中设置有以太网接口，用于将人员定位子系统所使用的子网络通过以太网接口接入之主控制网络中。人员定位子系统，可以定位井下各个用户的当前位置，以提高每个用户的安全性。

具体的，传统的人员定位子系统采用的为标签、基站和管理系统的结构，基站之间采用专用网络，需要独立建设，存在资源浪费的情况。然而，本实施例中的人员定位子系统的基站是基于工业以太网设计的，能直接接入工业以太网，无需再建设专门网络。通过预先设置的“双环双网双冗余”等手段，可以保证多功能网络的安全可靠，有效的避免因网络出现问题导致整个矿井网络的瘫痪。

需要说明的是，本实施例技术方案可以实现对单一控制为主体的plc自动化子系统，可以将各个自动化子系统通过以太网接口，就近接入到工业以太网网络中，如提升系统、通风系统、压风系统、排水系统等，通讯方式均可以采用opc通讯。为了实现将各个子系统接入到工业以太网网路中，可以在系统的主控plc上增加以太网接口模块，目前主流的plc系统，均具备以太网接口模块，可以实现各个子系统的整体接入，即与各个系统相对应的网络均采用工业以太网网络中，实现了各个子系统基于同一个工业以太网络进行信息传输。

本实施例的技术方案，实现了将分散控制的系统采用主控制系统来控制。与各个子系统相对应的分站可以分别就近接入以太网络之后进行通讯，工业以太网代替现场总线作为此类子系统的主要通讯网络，这类子系统包括供电监控子系统、安全监测子系统、人员定位子系统等，通讯方式采用opc、s7、ip等

在上述技术方案的基础上，在将各个子系统通过以太网接口接入到工业以太网网络中时，还可以将矿井业务中所使用到的设备级的设备也接入到工业以太网网络中。各个设备级接入可以是智能终端、可选的，电话；智能仪表，可选的，是湿度计、温度计，执行器件，可选的，工业控制计算机等。例如，东欢坨矿所采用的摄像仪、ip电话等均采用直接支持以太网通讯的设备，同时整个东欢坨矿所使用的工业以太网具备超过270个接入端口，即工业以太网接口的数量大于等于270个，可以将各个子系统或者设备通过以太网接口接入到工业以太网网络中。这样设置的好处在于：可以极大的提高信号传输效率。

在本实施例中，各个子系统之间的信息传输主要是通过工以太网来实现的，可以简单的介绍工业以太网的特点：

工业以太网传输平台的特点是可以满足对各个传输网络平台的要求，1000m工业以太环网同时能实现数字、音频、视频的多功能网络融合，真正实现综合业务传输，同时采用高可靠性工业以太网协议，可满足控制网络实时性、网络安全性、解决网络冗余的问题。

其中，满足网络的安全性可以是，工业以太网可以将企业传统的三层网络系统，即信息管理层、过程监控层、现场设备层，闭环合成一体，使数据的传输速率更改、实时性更高，并可以与internet无缝集成，实现数据的共享，提高工厂的运作效率。进一步的，采用网关或防火墙等对工业网络与外部网路进行隔离，还可以通过权限设置、数据加密等多种安全机制加强网络的安全管理，以避免工业网络会受到病毒感染、黑客的非法入侵与非法操作等网络安全威胁。本实施例提供网络冗余技术，实现在一条链路出错时，网络可以在500ms以内重新可用。

目前采用的工业以太网络的结构主要包括星型网络、树型网络、单环冗余、双环冗余，用户可以根据实际需求确定工业以太网络的网络结构。在本实施例中所采用的工业以太网络主要是：采用双环双网双冗余环型结构。例如，组建东欢坨矿工业以太网采用的为双环双网双冗余环型结构，该结构包括地面工业以太网和井下工业以太网两个环网，地面工业部分和井下部分共用4台核心交换机，构成冗余双环网络。地面配置若干1000m工业以太网交换机，井下配置若干千兆交换机，布线方式按安全监测系统的走向布置。井上交换机主要布置在主扇房、副井车房、地面变电站等地，井下交换机主要布置在中央变电站和采区变电站。同时地面和井下在实施时还可配置星型节点百兆交换机。

需要说明说明是，基于本发明所提供的多网络融合系统，大大的降低了维护和使用成本，并且由于采用的网络设备均为工业级别产品，可以使用各种恶劣的环境，网络的可靠性大大提供，并且采用了环网冗余设计，大大降低了网络故障的几率，提高了各类数据的传输安全性，提高了矿井生产的安全系数。

基于本实施例所提供的多网络融合系统，可以降低建立各个子系统的成本，例如，基于现有技术建立各个子系统大概需要投资446万元，但是基于本公开实施例所提供的多网络融合系统，只需要投资上述的五分之一，即89万元，极大的节省了投资成本。进一步的，由于多功能网络的建设，网络维护由过去的各部分负责，转变为专业部门统一负责，可大大精简维护人员，也实现了降低人工成本的技术效果。

本发明实施例的技术方案，将安全监测子系统、供电监控子系统以及调取电话子系统通过以太网接口与主控制器网络通讯，解决了现有技术中各个子系统采用与其相对应的网络，导致矿建中各类网络既多又乱，并且在消息发送过程中存在发送、接收延迟的情形，导致消息处理效率较低，以及不便于维护管理的问题，实现了将各个子系统连接到主控制网络中，基于主控制网络发送消息时，克服了接收或者发送消息延迟的问题，提高了消息处理效率的技术效果。

本发明实施例所提供的多网络融合的系统可执行本发明任意实施例所提供的多网络融合的方法，具备执行方法相应的功能模块和有益效果。

值得注意的是，上述系统所包括的各个单元和模块只是按照功能逻辑进行划分的，但并不局限于上述的划分，只要能够实现相应的功能即可；另外，各功能单元的具体名称也只是为了便于相互区分，并不用于限制本发明实施例的保护范围。

实施例二

需要说明的是，本实施例所提供的多网络融合的方法可以基于上述所提及的多网络融合的系统来实现。图2为本发明实施例二所提供的一种多网络融合的方法流程示意图。如图2所示，所述方法包括：

s210、通过安全监测子系统监控各个分站，及各个分站与监控子系统之间的网络。

s220、通过供电监控子系统监测通讯分站，及通讯分站与监控系统之间的网络。

s230、通过调度电话子网络，基于以太网进行数字语音通讯。

本发明实施例的技术方案，将安全监测子系统、供电监控子系统以及调取电话子系统通过以太网接口与主控制器网络通讯，解决了现有技术中各个子系统采用与其相对应的网络，导致矿建中各类网络既多又乱，并且在消息发送过程中存在发送、接收延迟的情形，导致消息处理效率较低，以及不便于维护管理的问题，实现了将各个子系统连接到主控制网络中，基于主控制网络发送消息时，克服了接收或者发送消息延迟的问题，提高了消息处理效率的技术效果。

实施例三

图3为本发明实施例三提供的一种服务器的结构示意图。图3示出了适于用来实现本发明实施例实施方式的示例性服务器30的框图。图3显示的服务器30仅仅是一个示例，不应对本发明实施例的功能和使用范围带来任何限制。

如图3所示，服务器30以通用计算设备的形式表现。服务器30的组件可以包括但不限于：一个或者多个处理器或者处理单元301，系统存储器302，连接不同系统组件(包括系统存储器302和处理单元301)的总线303。

总线303表示几类总线结构中的一种或多种，包括存储器总线或者存储器控制器，外围总线，图形加速端口，处理器或者使用多种总线结构中的任意总线结构的局域总线。举例来说，这些体系结构包括但不限于工业标准体系结构(isa)总线，微通道体系结构(mac)总线，增强型isa总线、视频电子标准协会(vesa)局域总线以及外围组件互连(pci)总线。

服务器30典型地包括多种计算机系统可读介质。这些介质可以是任何能够被服务器30访问的可用介质，包括易失性和非易失性介质，可移动的和不可移动的介质。

系统存储器302可以包括易失性存储器形式的计算机系统可读介质，例如随机存取存储器(ram)304和/或高速缓存存储器305。服务器30可以进一步包括其它可移动/不可移动的、易失性/非易失性计算机系统存储介质。仅作为举例，存储系统306可以用于读写不可移动的、非易失性磁介质(图3未显示，通常称为“硬盘驱动器”)。尽管图3中未示出，可以提供用于对可移动非易失性磁盘(例如“软盘”)读写的磁盘驱动器，以及对可移动非易失性光盘(例如cd-rom,dvd-rom或者其它光介质)读写的光盘驱动器。在这些情况下，每个驱动器可以通过一个或者多个数据介质接口与总线303相连。存储器302可以包括至少一个程序产品，该程序产品具有一组(例如至少一个)程序模块，这些程序模块被配置以执行本发明各实施例的功能。

具有一组(至少一个)程序模块307的程序/实用工具308，可以存储在例如存储器302中，这样的程序模块307包括但不限于操作系统、一个或者多个应用程序、其它程序模块以及程序数据，这些示例中的每一个或某种组合中可能包括网络环境的实现。程序模块307通常执行本发明所描述的实施例中的功能和/或方法。

服务器30也可以与一个或多个外部设备309(例如键盘、指向设备、显示器310等)通信，还可与一个或者多个使得用户能与该服务器30交互的服务器通信，和/或与使得该服务器30能与一个或多个其它计算设备进行通信的任何设备(例如网卡，调制解调器等等)通信。这种通信可以通过输入/输出(i/o)接口311进行。并且，服务器30还可以通过网络适配器312与一个或者多个网络(例如局域网(lan)，广域网(wan)和/或公共网络，例如因特网)通信。如图所示，网络适配器312通过总线303与服务器30的其它模块通信。应当明白，尽管图3中未示出，可以结合服务器30使用其它硬件和/或软件模块，包括但不限于：微代码、设备驱动器、冗余处理单元、外部磁盘驱动阵列、raid系统、磁带驱动器以及数据备份存储系统等。

处理单元301通过运行存储在系统存储器302中的程序，从而执行各种功能应用以及数据处理，例如实现本发明实施例所提供的多网络融合的方法。

实施例四

本发明实施例四还提供一种包含计算机可执行指令的存储介质，所述计算机可执行指令在由计算机处理器执行时用于执行多网络融合的方法。

该方法包括：

通过安全监测子系统监控各个分站，及各个分站与监控子系统之间的网络；

通过供电监控子系统监测通讯分站，及通讯分站与监控系统之间的网络；

通过调度电话子网络，基于以太网进行数字语音通讯。

本发明实施例的计算机存储介质，可以采用一个或多个计算机可读的介质的任意组合。计算机可读介质可以是计算机可读信号介质或者计算机可读存储介质。计算机可读存储介质例如可以是——但不限于——电、磁、光、电磁、红外线、或半导体的系统、装置或器件，或者任意以上的组合。计算机可读存储介质的更具体的例子(非穷举的列表)包括：具有一个或多个导线的电连接、便携式计算机磁盘、硬盘、随机存取存储器(ram)、只读存储器(rom)、可擦式可编程只读存储器(eprom或闪存)、光纤、便携式紧凑磁盘只读存储器(cd-rom)、光存储器件、磁存储器件、或者上述的任意合适的组合。在本文件中，计算机可读存储介质可以是任何包含或存储程序的有形介质，该程序可以被指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用。

计算机可读的信号介质可以包括在基带中或者作为载波一部分传播的数据信号，其中承载了计算机可读的程序代码。这种传播的数据信号可以采用多种形式，包括但不限于电磁信号、光信号或上述的任意合适的组合。计算机可读的信号介质还可以是计算机可读存储介质以外的任何计算机可读介质，该计算机可读介质可以发送、传播或者传输用于由指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用的程序。

计算机可读介质上包含的程序代码可以用任何适当的介质传输，包括——但不限于无线、电线、光缆、rf等等，或者上述的任意合适的组合。

可以以一种或多种程序设计语言或其组合来编写用于执行本发明实施例操作的计算机程序代码，所述程序设计语言包括面向对象的程序设计语言—诸如java、smalltalk、c++，还包括常规的过程式程序设计语言——诸如“c”语言或类似的程序设计语言。程序代码可以完全地在用户计算机上执行、部分地在用户计算机上执行、作为一个独立的软件包执行、部分在用户计算机上部分在远程计算机上执行、或者完全在远程计算机或服务器上执行。在涉及远程计算机的情形中，远程计算机可以通过任意种类的网络——包括局域网(lan)或广域网(wan)—连接到用户计算机，或者，可以连接到外部计算机(例如利用因特网服务提供商来通过因特网连接)。

注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。