基于数据交换和传输封装的综合管理系统的制作方法

[0001]
本发明涉及综合管理技术领域，具体地说，涉及基于数据交换和传输封装的综合管理系统。


背景技术：

[0002]
目前的综合管理系统采用tcp通信,并且通信包都采用标准ascii码json数据格式，平台通过底层能源计量仪表进行实时数据采集与监测，并上传到数据采集终端，通过无线局域网、4g、gprs和internet等传输方式上传到综合管理平台，但无线局域网是依靠无线电波进行传输的，这些电波通过无线发射装置进行发射，而建筑物、车辆、树木和其他障碍物都可能阻碍电磁波的传输，所以会影响网络的性能，而且无线信道的传输速率与有线信道的传输速率相比要低得多，在多并发情况下传输速率不稳定。


技术实现要素：

[0003]
本发明的目的在于提供基于数据交换和传输封装的综合管理系统，以解决上述背景技术中提出的问题。
[0004]
为实现上述目的，本发明提供基于数据交换和传输封装的综合管理系统，包括综合管理平台，所述综合管理平台包括通信单元、网络单元、数据交换单元和传输封装单元；所述通信单元用于为所述网络单元中各个节点建立通信；所述网络单元用于将所述数据交换单元和所述传输封装单元中的数据节点通过网络进行连接，所述数据交换单元用于对数据进行交换传输；所述传输封装单元用于对传输的数据进行封装；所述通信单元包括信号接收模块、协议模块；所述信号接收模块用于对所述网络单元中各个节点的信号进行接收；所述协议模块用于将接收的信号通过协议的方式传输给接收节点；所述网络单元包括分布处理模块和组网模块；所述分布处理模块用于将问题或任务分解为若干个子问题，并分散到网络中不同的计算机上进行处理计算；所述组网模块用于与其他网络进行协同通信；所述数据交换单元包括数据请求模块和数据上传模块；所述数据请求模块用于向终端检测设备下传数据请求；所述数据上传模块用于将数据集中采集终端向综合管理平台上传数据，并且综合管理平台根据上传的数据，向数据集中采集终端回应上传；所述传输封装单元包括编码模块和封装模块；所述编码模块用于对数据进行编码；所述封装模块用于对编码后的数据进行封装，并进行传输。
[0005]
作为本技术方案的进一步改进，所述协议模块采用传输控制协议定义通信方式与流程，所述传输控制协议的连接步骤如下：s1.1、客户端发送syn（seq=x）报文给服务器端，进入syn_send状态；s1.2、服务器端收到syn报文，回应一个syn（seq=y）ack（ack=x+1）报文，进入syn_recv状态；
s1.3、客户端收到服务器端的syn报文，回应一个ack（ack=y+1）报文，进入established状态。
[0006]
作为本技术方案的进一步改进，所述传输控制协议的连接终止步骤如下：s2.1、应用进程首先调用close，称该端执行“主动关闭”，该端的传输控制协议于是发送一个fin分节，表示数据发送完毕；s2.2、接收到这个fin的对端执行“被动关闭”，这个fin由传输控制协议确认；s2.3、接收到这个文件结束符的应用进程将调用close关闭它的套接字，并导致传输控制协议也发送一个fin；s2.4、接收传输控制协议发送的fin的原发送端的传输控制协议确认这个fin。
[0007]
作为本技术方案的进一步改进，所述组网模块采用wmn组网，wmn组网包括网关路由器、mesh路由器和mesh客户端。
[0008]
其中，mesh客户端通过无线连接的方式接入到无线mesh路由器，无线mesh路由器以多跳互连的形式，形成相对稳定的转发网络，在wmn的一般网络架构中，任意mesh路由器都可以作为其他mesh路由器的数据转发中继，并且部分mesh路由器还具备因特网网关的附加能力，网关mesh路由器则通过高速有线链路来转发wmn和因特网之间的业务，wmn的一般网络架构可以视为由两个平面组成，其中接入平面向mesh客户端提供网络连接，而转发平面则在mesh路由器之间转发中继业务。
[0009]
作为本技术方案的进一步改进，所述分布处理模块的效能计算公式如下：；其中，p为问题；t为问题p解决的时间；m为并行计算机系统；u为效用函数；c为在系统m上t时间内解决问题p所投入的最小成本函数；该效能度量模型综合考虑了并行系统开发和运行两种状态，将开发的时间和系统运行的时间统一到问题解决时间t中。
[0010]
作为本技术方案的进一步改进，所述并行计算机系统采用mpi并列编程模型，mpi编程函数至少包括：mpi_init，所述mpi_init用来初始化mpi执行环境，建立多个mpi进程之间的联系，为后续通信做准备；mpi_finalize，所述mpi_finalize用于结束mpi执行环境，mpi_init和mpi_finalize之间定义mpi程序的并行区域；mpi_comm_rank，所述mpi_comm_rank用于表示各个mpi进程；mpi_comn_size，所述mpi_comn_size用于表示进程组中有多少个进程，返回整型的错误值，同时有两个函数参数，mpi_comn类型的通信域，标识参与计算的mpi进程组。
[0011]
作为本技术方案的进一步改进，所述编码模块中的编码采用ascii码，ascii码使用指定的7位二进制数组合表示128种字符，8位二进制数组合表示256种字符。
[0012]
作为本技术方案的进一步改进，所述封装模块中采用json数据格式进行封装。
[0013]
作为本技术方案的进一步改进，所述json数据格式封装过程如下：s3.1、获取json格式配置文件；s3.2、将传输文件读入内存；
s3.3、在配置文件中查找与该传输文件相对应的配置规则，如果存在，则进入s3.4；否则，进入超时重发机制；在配置文件中查找与该传输文件相对应的配置规则时，一种方式是根据传输文件的命名规则，配置文件中查找与该传输文件相对应的配置规则；s3.4、从传输文件中读取一条传输记录；s3.5、根据配置文件，获取一条规则也就是一个字段的“名称”；s3.6、获取名称对应的字段的“值”，将“名称/值”写入临时文件；s3.7、重复s3.5-s3.6，直到遍历完配置文件中针对这一个传输文件的全部配置规则；s3.8、重复s3.4-s3.7，直到全部话单处理完成。
[0014]
作为本技术方案的进一步改进，所述s3.3中超时重发机制的工作过程如下：s4.1、向客户端发出超时重发请求；s4.2、一个请求或上传命令发出后在规定的时间内未收到回应，该规定的时间为2s，认为超时；s4.3、超时后继续向客户端发出超时重发请求，重发规定次数后仍未收到回应认为通信不可用，该规定次数为3次，通信结束。
[0015]
与现有技术相比，本发明的有益效果：通过将交换机路由器布置在空旷地段，从而降低建筑物和障碍物对信号的干扰，提高信号传输速率的稳定性，同时采用无线局域网，通过无线局域网有多种配置方式，可以很快从只有几个用户的小型局域网扩展到上千用户的大型网络，并且能够提供节点间“漫游
’’
等有线网络无法实现的特性，同时减少布线，建网，整理时间。
附图说明
[0016]
图1为实施例1的综合管理平台模块示意图；图2为实施例1的通信单元模块示意图；图3为实施例1的网络单元模块示意；图4为实施例1的数据交换单元模块示意图；图5为实施例1的传输封装单元模块示意图。
[0017]
图中各个标号意义为：100、综合管理平台；110、通信单元；111、信号接收模块；112、协议模块；120、网络单元；121、分布处理模块；122、组网模块；130、数据交换单元；131、数据请求模块；132、数据上传模块；140、传输封装单元；141、编码模块；142、封装模块。
具体实施方式
[0018]
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0019]
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、
“
厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
[0020]
实施例1本发明提供基于数据交换和传输封装的综合管理系统，请参阅图x-图x，包括综合管理平台100，其特征在于：综合管理平台100包括通信单元110、网络单元120、数据交换单元130和传输封装单元140；通信单元110用于为网络单元120中各个节点建立通信；网络单元120用于将数据交换单元130和传输封装单元140中的数据节点通过网络进行连接，该网络优选采用无线局域网，无线局域网至少包括计算机设备、网络连接设备和网络传输介质，其中，计算机设备又包括服务器和工作站，网络连接设备则包含了网卡、集线器、交换机，并且在使用过程中交换机路由器布置地点优选采用空旷地段，空旷地段的建筑物和障碍物少，从而降低建筑物和障碍物对信号的干扰，提高信号传输速率的稳定性，网络传输介质包含了同轴电缆、双绞线和光缆，同时采用总线形结构网络（以下简称）：总线结构将各个节点设备相连，网络中所有的节点工作站都是通过总线进行信息传输，在总线结构中，节点设备的插入与拆卸非常方便，另外，总线结构网络可靠性高、网络节点间响应速度快、共享资源能力强、设备投入量少、成本低、安装使用方便，当某个工作站节点出现故障时，对整个网络系统影响小；数据交换单元130用于对数据进行交换传输，综合管理平台100中的数据通过无线局域网以及gprs通信方式向终端监测设备下传数据请求，数据采集终端执行该请求后，将数据通过无线局域网以及gprs通信方式返回请求结果；传输封装单元140用于对传输的数据进行封装；通信单元110包括信号接收模块111、协议模块112；信号接收模块111用于对网络单元120中各个节点的信号进行接收；协议模块112用于将接收的信号通过协议的方式传输给接收节点；网络单元120包括分布处理模块121和组网模块122；分布处理模块121用于将问题或任务分解为若干个子问题，并分散到网络中不同的计算机上进行处理计算；组网模块122用于与其他网络进行协同通信；数据交换单元130包括数据请求模块131和数据上传模块132；数据请求模块131用于向终端检测设备下传数据请求；数据上传模块132用于将数据集中采集终端向综合管理平台100上传数据，并且综合管理平台根据上传的数据，向数据集中采集终端回应上传；传输封装单元140包括编码模块141和封装模块142；编码模块141用于对数据进行编码；封装模块142用于对编码后的数据进行封装，并进行传输。
[0021]
此外，协议模块112采用传输控制协议定义通信方式与流程，传输控制协议的连接步骤如下：s1.1、客户端发送synseq=x报文给服务器端，进入syn_send状态；s1.2、服务器端收到syn报文，回应一个synseq=yackack=x+1报文，进入syn_recv状态；s1.3、客户端收到服务器端的syn报文，回应一个ackack=y+1报文，进入established状态。
[0022]
进一步的，传输控制协议的连接终止步骤如下：
s2.1、应用进程首先调用close，称该端执行“主动关闭”，该端的传输控制协议于是发送一个fin分节，表示数据发送完毕；s2.2、接收到这个fin的对端执行“被动关闭”，这个fin由传输控制协议确认；s2.3、接收到这个文件结束符的应用进程将调用close关闭它的套接字，并导致传输控制协议也发送一个fin；s2.4、接收传输控制协议发送的fin的原发送端的传输控制协议确认这个fin。
[0023]
具体的，组网模块122采用wmn组网，wmn组网包括网关路由器、mesh路由器和mesh客户端。
[0024]
其中，mesh客户端通过无线连接的方式接入到无线mesh路由器，无线mesh路由器以多跳互连的形式，形成相对稳定的转发网络，在wmn的一般网络架构中，任意mesh路由器都可以作为其他mesh路由器的数据转发中继，并且部分mesh路由器还具备因特网网关的附加能力，网关mesh路由器则通过高速有线链路来转发wmn和因特网之间的业务，wmn的一般网络架构可以视为由两个平面组成，其中接入平面向mesh客户端提供网络连接，而转发平面则在mesh路由器之间转发中继业务。
[0025]
此外，分布处理模块121的效能计算公式如下：；其中，p为问题；t为问题p解决的时间；m为并行计算机系统；u为效用函数；c为在系统m上t时间内解决问题p所投入的最小成本函数；该效能度量模型综合考虑了并行系统开发和运行两种状态，将开发的时间和系统运行的时间统一到问题解决时间t中。
[0026]
除此之外，并行计算机系统采用mpi并列编程模型，mpi编程函数至少包括：mpi_init，mpi_init用来初始化mpi执行环境，建立多个mpi进程之间的联系，为后续通信做准备；mpi_finalize，mpi_finalize用于结束mpi执行环境，mpi_init和mpi_finalize之间定义mpi程序的并行区域；mpi_comm_rank，mpi_comm_rank用于表示各个mpi进程；mpi_comn_size，mpi_comn_size用于表示进程组中有多少个进程，返回整型的错误值，同时有两个函数参数，mpi_comn类型的通信域，标识参与计算的mpi进程组。
[0027]
进一步的，编码模块141中的编码采用ascii码，ascii码使用指定的7位二进制数组合表示128种字符，8位二进制数组合表示256种字符，其中：0～31及127是控制字符或通信专用字符；32～126是字符，其中48～57为0到9十个阿拉伯数字；65～90为26个大写英文字母，97～122号为26个小写英文字母，其余为标点符号、运算符号等；同时在ascii码中，其最高位用作奇偶校验位，所谓奇偶校验，是指在代码传送过程中用来检验是否出现错误的一种方法，一般分奇校验和偶校验两种，如下：奇校验规定：正确的代码一个字节中1的个数必须是奇数，若非奇数，则在最高位b7添1；
偶校验规定：正确的代码一个字节中1的个数必须是偶数，若非偶数，则在最高位b7添1；后128个称为扩展ascii码。
[0028]
具体的，封装模块142中采用json数据格式进行封装。
[0029]
此外，json数据格式封装过程如下：s3.1、获取json格式配置文件；s3.2、将传输文件读入内存；s3.3、在配置文件中查找与该传输文件相对应的配置规则，如果存在，则进入s3.4；否则，进入超时重发机制；在配置文件中查找与该传输文件相对应的配置规则时，一种方式是根据传输文件的命名规则，配置文件中查找与该传输文件相对应的配置规则；s3.4、从传输文件中读取一条传输记录；s3.5、根据配置文件，获取一条规则也就是一个字段的“名称”；s3.6、获取名称对应的字段的“值”，将“名称/值”写入临时文件；s3.7、重复s3.5-s3.6，直到遍历完配置文件中针对这一个传输文件的全部配置规则；s3.8、重复s3.4-s3.7，直到全部话单处理完成。
[0030]
除此之外，s3.3中超时重发机制的工作过程如下：s4.1、向客户端发出超时重发请求；s4.2、一个请求或上传命令发出后在规定的时间内未收到回应，该规定的时间为2s，认为超时；s4.3、超时后继续向客户端发出超时重发请求，重发规定次数后仍未收到回应认为通信不可用，该规定次数为3次，通信结束。
[0031]
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的仅为本发明的优选例，并不用来限制本发明，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。