[发明专利]一种开放环境下的控制系统及其实现方法

说明书

本发明公开了一种开放环境下的控制系统及其实现方法，该系统包括n层控制结构，其中n≥2，每层控制结构的构造方式相同，都包括通信接口模块、通信协议处理模块、控制数据处理模块、策略数据处理模块。该控制结构是一相对控制结构，相对每层来说，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。系统在运行过程中，策略数据和控制数据分离，保证了控制策略设置的灵活性和可变性，并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。系统能够有效地使用开放环境下各种资源，与此同时，还能够在使用这些资源的情况下避免或降低开放环境下的时延、可靠性、安全性、和原有控制设备的兼容等因素对控制的影响。

技术领域

本发明涉及一种开放环境下的控制系统及其实现方法，属于物联网和M2M技术领域。

背景技术

随着互联网技术和应用的发展，各种物联网和M2M应用正在逐步普及。在这些应用中，可以将开放的云端资源引入智能化控制应用，使得智慧化M2M服务的使用门槛降低、控制功能更加智慧化和丰富、具有更好的灵活性和适应性并降低了用户总的拥有和使用成本。与此同时，广泛自动采集M2M的各种传感和控制反馈信息，通过各种大数据应用分析，得出决策支持信息，又可以进一步促进M2M应用的总体水平，进一步扩充和普及M2M应用的范围。但是，目前的云端与应用系统的结合方式只普遍存在两种方式：一是把应用中的传感信息上传到云端，利用云端来进行存储和同步；二是通过云端发出控制命令来控制M2M应用系统。并没有系统有效地做到在M2M的控制应用中把开放资源作为控制系统的输入以及用这些资源来参与控制策略的生成。

此外，虽然在M2M的控制应用中引入开放资源和自动采集开放传感与控制反馈信息具有很大的优越性，但是开放环境下的时延、可靠性、安全性、和原有控制设备的兼容等也是必须解决的问题。而本发明能够很好地解决上面的问题。

发明内容

本发明目的在于解决了上述现有技术的不足，提出了一种开放环境下的控制系统，该系统能够有效地使用开放环境下各种资源，与此同时，还能够在使用这些资源的情况下避免或降低开放环境下的时延、可靠性、安全性、和原有控制设备的兼容等因素对控制的影响。

本发明解决其技术问题所采取的技术方案是：本发明提供了一种开放环境下的控制系统，该系统包括n层控制结构，其中n≥2，每层控制结构的构造方式相同，都包括通信接口模块、通信协议处理模块、控制数据处理模块、策略数据处理模块。本发明系统是将通信和控制功能分配到不同层次的控制结构中，各层功能及其关系包括如下：

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、安全控制等功能。完成将层次内部的两类数据(即控制数据、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，控制数据主要包括：传感/反馈数据、执行数据、前两类数据所需的中间处理数据等。

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。

本发明上述控制结构中的通信接口模块的特征如下：

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。例如：在传感网网关中，南向使用ZigBee协议，北向使用IP协议；而在服务器驻留的服务程序中，则南北向均为计算机内部的进程间通信协议。

本发明上述控制结构模块的层次相对性关系包括如下：

1)相对北向的层次是控制点，相对南向的层次是被控制点；