[发明专利]一种开放环境下的控制系统及其实现方法

权利要求书

1.一种开放环境下的控制系统，其特征在于：所述系统包括n层控制结构，其中n≥2，每层控制结构的构造方式相同，包括四个模块，即通信接口模块、通信协议处理模块、控制数据处理模块、策略数据处理模块；所述系统是将通信和控制功能分配到不同层次的控制结构中，包括：

通信接口模块：包括南向通信接口和北向通信接口；相对于每层来说，其南向接口面向本层的被控制端，北向控制接口则面向本层的控制端，这两个通信接口分别实现与南北方向的通信；

通信协议处理模块：完成控制数据和策略数据的发送、接收、流量控制、路由控制、高层协议数据分离、安全控制的功能，完成将层次内部的控制数据和策略数据转发到南向或北向接口的功能；

控制数据处理模块：实现对控制数据的处理，控制数据包括：传感/反馈数据、执行数据、前两类数据所需的中间处理数据；

策略数据处理模块：实现控制策略数据的处理、转发和执行，控制策略数据主要是一组规则数据，用于定义控制器的控制行为，控制器根据规则和输入的控制数据，产生控制数据输出或控制中间变量数据的输出。

2.根据权利要求1所述的一种开放环境下的控制系统，其特征在于：根据不同的层次，南北向通信模块使用不同或相同的底层通信协议。

3.根据权利要求1所述的一种开放环境下的控制系统，其特征在于：所述系统的控制结构的层次相对性关系包括：

1)相对北向的层次是控制点，相对南向的层次是被控制点；

2)没有南向接口的被控制点被称为末端被控制点，有南向接口的被控制点被称为非末端控制点；

3)末端被控制点只能受一个北向控制点的完全控制，而这个北向控制点采用通用或专用的规则引擎来执行相应的控制策略；

4)非末端控制点可以有多个北向控制点，分别完成不同的控制任务或控制数据处理模块任务，其每个控制点实现的为部分控制。

4.根据权利要求1所述的一种开放环境下的控制系统，其特征在于：所述系统在运行过程中，策略数据和控制数据的处理分离，能够充分利用网络资源对复杂的控制策略进行智能化处理。

5.一种如权利要求1所述的开放环境下的控制系统的实现方法，其特征在于：所述方法包括如下步骤：

步骤1：建立传感控制平台；所述平台的功能包括：生成和改变各层被控制点的控制策略、收发和处理来自各层被控制点的数据、收发和处理来自开放环境的信息资源，根据平台服务规模的大小，是一个集中系统，或是一个分布式系统，平台实现和运行多个层次的控制结构；

步骤2：根据开放环境下系统结构的要求，设计和实现网关、中间控制点实际设备，网关包括中间控制/受控层的转换和转发控制策略数据功能，以及接收采集的传感信息功能；

步骤3：确定末端被控制点；

步骤4：根据末端被控制点的控制需要，确定末端被控制点所需的控制数据和策略数据资源，控制数据和策略数据资源包括本地的反馈和传感信息资源、来自开放环境的传感信息和中间处理信息资源、策略生成及策略执行资源；

步骤5：根据对实时性、安全性、可靠性三种控制性能的考虑，以及对智能化程度、经济型、技术可实现性的考虑，确定步骤4所述资源的来源，即终端、网关、自有服务器、开放环境；

步骤6：根据来源的相对关系，将上述来源划分到不同的层次中，并将控制功能分配到所述不同的层次中；

步骤7：根据所述不同的层次在系统中的位置和功能，确定它相对于本层次的南北向控制层次的应用接口；

步骤8：确定、实现并下载各层次的控制策略。

6.根据权利要求5所述的一种开放环境下的控制系统的实现方法，其特征在于：所述方法的步骤1～4是初始建设步骤，步骤5～8是运行步骤。

7.根据权利要求5所述的一种开放环境下的控制系统的实现方法，其特征在于：所述方法应用于开放环境下的控制系统，使得控制系统能够充分利用开放环境的资源完成控制。