[發明專利]工業計量泵組集群遠程監控專用多信道智能網關

在審

• 申請號: 201810320271.3
• 申請日: 2018-04-11
• 公開（公告）號: CN108551423A
• 公開（公告）日: 2018-09-18
• 發明（設計）人: 余世明;章玲義;何德峰;吳根忠;宋秀蘭;仇翔;俞立
• 申請（專利權）人: 浙江工業大學
• 主分類號: H04L12/66
• 分類號: H04L12/66;H04L29/06;H04L29/08;H04L9/06;H04L1/22
• 代理公司: 杭州浙科專利事務所(普通合伙) 33213
• 代理人: 杜立

1.一種工業計量泵集群遠程監控專用多信道智能網關，實現遠程工作站PC、手機端和計量泵專用數字變頻控制器之間的雙向數據透傳通信功能，其特征在于：采用有線與無線結合的上層網絡多信道冗余通信方式，提高通信質量和網絡穩定性；在下層CAN總線網絡中使用MTS調度算法，上層以太網中使用數據包組塊算法提高通信系統的帶寬利用率和通信實時性，從而保證整個網絡控制系統的實時性；同時智能網關采取一種節點掉線報警機制和補償工作機制，盡可能保證計量泵組的工作安全與效率；采用特定的防破壞和拆解報警機制保證網絡的物理安全，采用商用級加密方案 AES 算法，保證控制信息在上層網絡通信的安全。

2.根據權利要求1所述的工業計量泵集群遠程監控專用多信道智能網關，其特征在于：上層網絡多信道冗余通信設計獨立的內置網絡通信專用處理器的上層網絡通信模塊，即Ethernet通信模塊和４G通信模塊，同時采用Ethernet通信模塊和4G通信模塊則可以使得所述專用多信道智能網關形成主信道+備用信道的多信道通信方式；當主信道故障出現中斷時，智能網關可以快速選擇備用信道進行通信，同時對故障信道采取重啟喚醒措施；若主信道與備用信道都出現故障且重啟喚醒措施無效情況下，網關則對下層網絡節點發送停機指令，且網關進入休眠，。

3.根據權利要求1所述的工業計量泵集群遠程監控專用多信道智能網關，其特征在于：所述MTS調度算法，在CAN總線網絡協議優先級策略的基礎之上對于緊急數據和實時周期性數據采用EDF調度算法依據絕對截止時限進行二次動態優先級分配；而非實時非周期性數據則采用DM靜態調度算法進行優先級判別和排序，MTS調度算法結合了EDF和DM兩種算法，從而在滿足通信實時性的基礎之上進一步地避免在網絡信息傳輸頻繁時，優先級較低的CAN節點通信被壓制的問題。

4.根據權利要求1所述的工業計量泵集群遠程監控專用多信道智能網關，其特征在于：所述的上層以太網數據包組塊算法對于緊急數據采取滿足最小以太網包長立即發送的策略；對于實時周期數據在規定的最大采樣周期內進行組塊，同時若該類信息在小于最大采樣周期內組塊長度達到最大以太網包長則立即發送的策略；對于非實時非周期數據的組塊方式同實時周期數據，僅在最大采樣周期上比實時周期數據的最大采樣周期大。

5.根據權利要求1所述的工業計量泵集群遠程監控專用多信道智能網關，其特征在于：所述的CAN節點掉線報警及補償工作機制，當所述專用多信道智能網關在超過可容忍時間還未收到某節點的任何數據時，網關向該節點測試命令，若無應答，則判斷該節點掉線并向上層網絡發送報警信息，同時尋找待機的備用計量泵進行補償作業；若備用計量泵尋找失敗，則向對應管道正常工作的計量泵組發送升頻命令，進而提高這些泵的流量，實現補償作業。

6.根據權利要求1所述的工業計量泵集群遠程監控專用多信道智能網關，其特征在于：所述的物理安全機制與信息安全機制，通過振動檢測電路，實現當所述網關遭受強烈振動、物理破壞、強制拆解時，網關能夠第一時間進行蜂鳴器報警，并立即發送報警信息至上層網絡，同時對下層所有泵組進行強制停機的功能，避免對計量泵組集群系統造成更大的傷害，直至收到帶有特定激活碼的信息，解除報警；在信息安全上，使用商用級加密方案AES算法，保證控制信息在上層網絡通信的安全。