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名称: 通用网关开发管理平台
详细介绍:





一、    整体介绍


  通用网关开发管理平台是专门针对建筑智能化系统集成领域中集成网关的标准化开发而设计的。如下图所示,通用网关开发管理平台主要由自由协议栈、协议配置组态管理平台、标准协议栈三大部分组成。协议配置组态管理平台是网关标准化生产的核心组件,自由协议栈与标准协议栈是扩充通用网关开发管理平台采用标准化生产方法生产各种专用网关的基础部件。此通用网关开发管理平台在第一阶段设计完成后可生产标准网关的种类达到300种以上,随着自由协议栈和标准协议栈的逐步丰富与日益完善,此通用网关开发管理平台可生产的标准网关类型将无限扩展,是一种高效率、高质量的集成网关开发管理工具。各部份简单描述如下。



? 协议配置组态管理平台

协议配置组态管理平台由系统管理、网关创建、对象管理、自由协议管理、标准协议管理、编译、仿真测试七部分组成。

系统管理部分――负责对用户的权限进行设置,对用户的登录进行管理,对协议库的文件路径进行设置,对网关创建后生成的项目文件路径等系统功能进行设置。

网关创建部分――负责进行创建网关项目,对网关数据点表进行管理,对网关应用程序进行授权管理等。

对象管理部分――负责增加、删除、修改对象模型,维护一个总的标准数据点表等。

自由协议管理部分――负责在创建网关项目时增加、删除自由协议解析模块,并在加载自由协议解析模块后,对各端口属性、协议参数、对象模型和网关数据点表的参数等进行配置与赋值。

标准协议管理部分――负责在创建网关项目时增加、删除应用层标准协议解析模块,并在加载该应用层协议解析模块后,对各端口属性、协议参数、对象模型和网关数据点表的参数等进行配置与赋值。

编译部分――负责对新创建的网关项目中的各种特性化参数,即具体场合所规定的集成条件与需求进行统一打包,形成网关运行文件。

仿真测试部分――负责配置新创建的网关应用程序功能测试时的测试环境,监控仿真测试的过程以及整理测试结果等。  

?自由协议栈

包括各类待集成设备或子系统的生产厂家协议解析包和按系统对象进行分类后的自由协议驱动接口两部分。根据目前智能建筑系统集成的对象特点,初步规划分为视频监控系统(CCTV)、火灾报警系统(FAS)、门禁系统、广播系统、防盗报警系统、智能照明系统、电梯、冷机、变频器、智能电表、精密空调、UPS、发电机、时钟系统等14类系统或设备对象。支持的厂家协议包括BOSCH 、派尔高 、松下、爱德华、金陵、约克、安定保、ABB、西门子等厂家在内的70多种自由协议。

从系统的整体架构设计考虑,能支持的厂家协议与系统对象理论上可以无限制地扩充。  

? 标准协议栈

根据目前市面上所使用的HMI监控管理软件对一些标准应用层协议驱动的支持情况,本管理平台第一阶段选择支持OPC协议、BACnet协议、Modbus TCP/IP协议、EtherNet IP协议四种标准协议。从系统的整体架构设计考虑,能支持的标准协议驱动也可无限制地扩充。


二、特点与优势


  目前智能建筑系统集成领域集成网关的设计普遍采用定制化的方法,其缺点与不足是:

  (1)网关开发的需求收集、现场调试等过程中,都必须要专业开发人员参与,使用难度大;

  (2)系统集成的条件收集时间短,很难对系统集成的条件进行合理的规划;

  (3)网关开发的时间紧,网关质量无法得到保障,网关可靠性较差,导致智能建筑系统集成项目的实施效果很不理想;

  (4)无法把本次开发的成果直接应用到下次网关开发的工作中,更不能将本次开发的网关作为一个标准产品投放市场,即本次开发的网关下次能直接使用的可能性非常小。

  本通用网关开发管理平台,通过开发协议配置组态管理平台,将智能建筑系统集成领域集成的条件进行统一规划,大大缓和了智能建筑系统集成需求条件收集时间紧、难度大的问题。具有如下优点:

  (1)一次开发,永久使用。每种厂家的自由协议解析程序模块只需编程开发一次,便可永久使用。

  (2)扩展性好。平台是完全开放的,可以无限制的向自由协议栈和标准协议栈添加所需的各种协议解析模块。

  (3)产能大。平台整体可生产的网关种类为N*M种。其中:N为标准协议栈中标准应用层协议模块的数量,M为自由协议栈中自由协议模块的数量。生成网关的种类与平台中所包含的自由协议模块数量和标准协议模块数量成几何级数增长。即新开发一种自由协议模块,可随意与标准协议栈中的N种标准应用层协议模块组态生成N种新型网关,新开发一种标准应用层协议,可随意与自由协议栈中的M种自由协议任意组态生成M种新型网关。

  (4)灵活性好。任意一种自由协议和任意一种标准协议,通过管理平台,均可实现两种协议之间的协议解析对接,瞬间完成,灵活性非常好。

  (5)适应性强。对具体项目,可通过管理平台任意配置具体应用项目的监控对象和网关数据点表,随配随用,网关的监控功能适应性非常强,适合任何应用场合的监控需要。

  (6)网关开发周期短、效率高、质量可靠。由于每种协议解析模块在开发时均进行了协议解析的准确性与完整性测试,在具体网关开发时,只需简单在协议组态管理平台中选择与此网关应用条件相关的两种协议解析模块,并对具体解析的网关数据点表进行配置与定义,通过编译连接便可自动生成网关应用程序。将此应用程序下载到事先统一设计好的嵌入式工控机内,便完成了网关的开发与生产。开发周期短、效率高、质量可靠。

  (7)使用简单、方便。网关产品特性清晰,应用条件具体确定。对系统集成人员要求低,操作简单。

  (8)升级方便。只需要改变有变化的局部协议解析模块,就可达到升级。

  (9)经济效益潜力巨大。本管理平台是一条可以持续生产各类网关的生产加工厂,并随时可以扩充新的种类网关的生产,后续维护成本低,产品生产能力巨大,产品种类无限制,具有巨大的经济效益。


三、    核心技术


  本管理平台具有完全的自主知识产权,其关键的内核技术已申请发明专利“一种通用网关设计的对象模型”和“一种基于对象模型与协议组态配置的通用网关设计方法”,专利申请号:200710031116.1,公开公告号:101145982。

  发表论文一篇:“基于对象模型的通用网关设计” 《智能建筑》  (2007年第11期)





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