基于微信公众平台的通用数据采集与监视控制系统及方法技术方案

本发明专利技术提供一套基于微信公众平台的通用数据采集与监视控制系统及方法，所述微信通用监控系统包括智能硬件、智能硬件管理系统、监控终端设备和云服务器模块。所述智能硬件由处理器模块、网络通讯模块和传感器及相应接口模块组成,处理器模块的通讯端与网络通讯模块相连；处理器模块的采集端与传感器及相应接口模块相连；网络通讯模块与云服务器模块无线连接；所述智能硬件管理系统包括智能硬件后台管理模块和智能硬件前台操控模块，所述云服务器模块包括TCP服务器模块、Web服务器模块和数据库模块。本发明专利技术能够根据需要配置扩展智能硬件并使用微信来监控智能硬件工作，大大提高了操作效率、使用范围，降低了操作和部署维护成本。

【技术实现步骤摘要】
基于微信公众平台的通用数据采集与监视控制系统及方法
本专利技术涉及系统架构设计和通讯控制
，尤其涉及一种基于微信公众平台的通用数据采集与监视控制系统及方法。
技术介绍
通用数据采集与监视控制系统（SupervisoryControlandDataAcquisition,简称SCADA)在远动系统中占重要地位,它可以对现场的运行智能硬件进行监视和控制，以实现数据采集、智能硬件控制、测量、参数调节以及各类信号报警等各项功能。SCADA经历了较长时间的发展，并且取得了快速的进步。但是随着社会的发展、网络技术的进步，特别是物联网技术的发展，使得用户对智能采集及监控系统也提出了更高的要求，在追求可视化的同时，用户希望可以更加方便快捷地参与到系统的监控与操作当中，并且可以通过互联网来控制系统。相对而言，传统通用数据采集与监视控制系统存在以下缺点：1、系统部署、维护成本高，每个监控处都需要额外购买系统进行部署，必须请专业人员设置部署，发现问题需要维修人员上门现场提供服务，而且其成本及费用会随着传统采集和监控系统数量的增多而线性增多；2、传统通用数据采集与监视控制系统采用PC端软件管理，如果相应的工作人员流动性比较大的话，较难做到随时随地对监控对象进行跟进监控，监控受地域影响大，用户参与性和实时交互性差；针对传统通用数据采集与监视控制系统的高成本、难部署、难扩展、用户参与性和实时交互性差的问题，本专利技术设计一种基于微信公众平台的通用数据采集与监视控制系统。
技术实现思路
为弥补现有技术的不足，本专利技术提供一种基于微信公众平台的通用数据采集与监视控制系统及方法，该系统简称微信通用监控系统。该微信通用监控系统利用微信公众平台作为信息传递通道，使用户能够可视化地完成对远程数据的采集以及对智能硬件的远程控制，从而使用户不受地域限制地参与到远程数据采集与监视控制过程之中，从而实现及时、便捷地对智能硬件及系统的远程监控。为实现上述专利技术，本专利技术采用技术方案如下：基于微信公众平台的通用数据采集与监视控制系统，包括：云服务器模块、智能硬件、智能硬件管理系统和监控终端设备。所述微信公众平台，是由腾讯公司所开发的给个人、企业和组织提供业务服务与用户管理能力的服务平台。该平台提供对外API接口，允许第三方通过该接口对微信公众服务深度定制开发。所述云服务器模块，包括TCP服务器模块、Web服务器模块和数据库模块，负责微信通用监控系统环境的建设。采用云服务器的目的，是为用户提供稳定、安全、自动快照备份、服务器资源弹性扩展、负载均衡等功能。所述TCP服务器模块，负责将微信用户通过Web服务器模块操作界面发来的监控请求数据处理（处理成二进制数据）、存储和发送至智能硬件。对于实时性要求比较高的工业、医疗、军工等应用领域，所述TCP服务器模块采用RTCP协议，以确保实时性的需求。所述Web服务器模块，是一个提供万维网信息浏览服务的计算机网络系统，负责为微信通用监控系统提供基于Web端的工作环境。所述数据库模块，负责微信通用监控系统数据的存放和读取，包含以下基础系统表:管理员登录日志表，表名是admin_signlog，表字段包括：admin_signlog，字段包括id,admin_id,login_time,ip,address,login_num。管理员账户表，表名是admin_user：id,admin_name,password,nickname,email,last_login_time,login_ip,addtime智能硬件表，表名是device，表字段包括：id、did,uid、wxid、appid、appsecret、name、devicecode、token、token_time、addtime、activetime、psw、control,isgroupadmin设备类型表，表名是device_type，表字段包括：did，device_name，device_description,用户登录日志表，表名是signlog，表字段包括:id,uid,login_time,ip,address用户操作日志表，表名是operatelog，表字段包括:id,openid,operate_type,operate_time用户表，表名是user，表字段包括:id,openid,avatar,gender,country,province,city,subscribe_time,remark所述监控终端设备，包括PC电脑、手机或平板电脑。所述智能硬件，由处理器模块、网络通讯模块和传感器及相应接口模块组成，传感器及相应接口模块读取传感器的信息数据，处理信息数据之后通过网络通讯模块的IO口（所述IO口指的是输入输出口）、串口或者UART（所述UART指的是通用异步收发传输器，是一种异步收发传输器）发送给网络通讯模块。智能硬件负责TCP服务器模块请求数据的处理和传递、以及对传感器的操控及数据采集。所述网络通讯模块，负责提供互联网连接，其与互联网连接方式可以是但不限于WiFi、GPRS、2G、3G、4G，将经由IO口、串口或者UART获取到的传感器及相应接口模块数据发送给TCP服务器模块，TCP服务器模块处理并打包以二进制形式传递给云服务器模块，同时也将用户通过智能硬件前台操控模块发出的对网络通讯模块的请求数据以二进制形式传递至传感器及相应接口模块。当使用网络通讯模块WiFi模式时，网络通讯模块能够工作在AP模式（所述AP模式指的是无线接入点模式）、STA模式（所述STA模式指的是站点模式）、或者AP+STA复合模式下。当智能硬件工作在野外偏远地区没有WiFi热点信号覆盖的环境下时，需要使用具有GPRS、或3G、或4G或其他移动通讯技术信号的网络通讯模块将智能硬件接入该WiFi网络环境。所述传感器及相应接口模块，根据实际需求可配置具备各种传感功能的单路或者多路传感器，根据传感器类型以及复杂程度，部分传感器及相应接口模块包含有处理传感器数据的微处理器MCU。该模块将采集到的传感器数据通过IO口、串口或者UART传输给网络通讯模块。所述智能硬件管理系统，包括智能硬件后台管理模块和智能硬件前台操控模块，负责用户关注微信公众号处理和智能硬件的接入绑定、数据采集、显示和输入输出控制及整个微信通用监控系统管理，该系统在WEB服务器模块环境下工作。所述智能硬件前台操控模块，包括微信公众平台对接模块和智能硬件软件控制界面。所述微信公众平台对接模块，负责将新增的智能硬件绑定到微信通用监控系统里以便用户操作，该模块采用基于微信的Airkiss协议，能够快速方便的为智能硬件配置手机所连接的无线路由器SSID及其密码，使智能硬件方便的接入互联网。所述微信公众平台对接模块绑定智能硬件包括以下两种形式：1、单账户绑定单台或者多台智能硬件单账户每次操作只能绑定一台智能硬件，如果有多台智能硬件，需要分多次来操作绑定。绑定操作需要录入智能硬件名称和智能硬件SN编码，智能硬件SN编码是智能硬件出厂时设置的唯一的编码，该智能硬件SN编码在智能硬件使用说明书随智能硬件附带。使用者在绑定智能硬件时可以手动录入也可以通过微信扫描对应的二维码录入。添加完毕后，单账户相同智能硬件SN编码将本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于微信公众平台的通用数据采集与监视控制系统，其特征是：包括智能硬件、监控终端设备和云服务器模块；所述智能硬件由处理器模块、网络通讯模块和传感器及相应接口模块组成,处理器模块的通讯端与网络通讯模块相连；处理器模块的采集端通过相应接口模块与传感器及相连；网络通讯模块与云服务器模块无线连接；其中云服务器模块由TCP服务器模块、Web服务器模块和数据库模块组成。所述监控终端设备包括PC电脑、手机或平板电脑。

【技术特征摘要】
1.一种基于微信公众平台的通用数据采集与监视控制系统，其特征是：包括智能硬件、监控终端设备和云服务器模块；所述智能硬件由处理器模块、网络通讯模块和传感器及相应接口模块组成,处理器模块的通讯端与网络通讯模块相连；处理器模块的采集端通过相应接口模块与传感器及相连；网络通讯模块与云服务器模块无线连接；其中云服务器模块由TCP服务器模块、Web服务器模块和数据库模块组成。所述监控终端设备包括PC电脑、手机或平板电脑。2.根据权利要求1所述的一种基于微信公众平台的通用数据采集与监视控制系统，其特征是：所述网络通讯模块包括WiFi、2G、3G和4G无线通讯模块。所述WiFi的网络通讯模块包括ESP8266模块和RTL8189ES模块；所述2G、3G、4G无线通讯模块为A6miniGPRS/GSM模块。3.根据权利要求1所述的一种基于微信公众平台的通用数据采集与监视控制系统，其特征是：所述传感器包括温湿度传感器、液位传感器、气压传感器、光照度传感器、风速传感器、PM2.5传感器；所述温湿度传感器是已校准的数字温湿度传感器DHT22，具有标准单总线接口，工作温度范围为-40℃～80℃；所述液位气压传感器是PT500液压感器，所述气压传感器是DATA-52系列压力传感器；所述光照度传感器为KQ-GZ光照度传感器；所述风速传感器为TR-FS02风速传感器，所述PM2.5传感器为EL-PM2.5传感器。4.一种基于微信公众平台的通用数据采集与监视控制系统的工作方法，其特征是：采用智能硬件管理系统，对智能硬件后台管理模块和智能硬件前台操控模块进行操控，其步骤如下：1）、通过用户关注监控终端设备的微信公众号，使用智能硬件管理系统的智能硬件前台操控模块进行配网，配网成功后绑定智能硬件；2）、用户使用监控终端设备通过智能硬件管理系统的智能硬件前台操控模块发出操作硬件或者读取硬件信息请求；3）、TCP服务器模块接收智能硬件智能硬件管理系统的前台操控模块的请求，并将请求数据解包、处理后再打包成二进制数据发送到智能硬件；4）、再由智能硬件中的处理器模块接收TCP服务器模块的请求数据并解包处理，根据请求类型进行操作硬件并将相关执行结果信息以二进制形式打包原路返回到TCP服务器模块；5）、TCP服务器模块接收智能硬件请求数据，解包后再打包成JSON数据发送至智能硬件管理系统的智能硬件前台操控模块或者通过微信公众平台API接口将结果信息推送到用户关注微信公众平台的微信号里。5.根据权利要求4所述的一种基于微信公众平台的通用数据采集与监视控制系统的工作方法，其特征是：所述的智能硬件为农业智能硬件，或家居智能硬件、气象智能硬件，所述农业、家居、气象的智能硬件控制界面，显示对应智能硬件的操作和显示界面；其中农业大棚操作界面显示温度、湿度、光照强度更新调节界面；家居电饭煲操作界面显示煮饭操作界面；气象站操作界面显示温度、湿度、光照强度、风速的采集界面。6.根据权利要求4所述的一种基于微信公众平台的通用数据采集与监视控制系统的工作方法，其特征是：所述绑定智能硬件是通过微信公众平台对接模块，将新增的智能硬件绑定到微信通用监控系统里以便用户操作，该微信公众平台对接模块采用基于微信的Airkiss协议，使智能硬件能够快速智能配置上网；微信公众平台对接模块绑定智能硬件包括：（1）单账户绑定单台智能硬件，其具体步骤如下：单账户每次操作只能绑定一个智能硬件。绑定操作需要录入智能硬件名称和智能硬件SN编码，智能硬件SN编码是智能硬件出厂时设置的唯一的编码，该智能硬件SN编码在智能硬件使用说明书中，随智能硬件附带。使用者在绑定智能硬件时可以手动录入也可以通过对应的二维码录入。添加完毕后，单账户相同智能硬件SN编码将无法再次添加，如需添加，需要将已经绑定的智能硬件进行解除绑定操作；（2）单账户绑定多台智能硬件，其具体步骤如下：在单账户绑定单台智能硬件基础上,多次添加绑定智能硬件即可；（3）多账户绑定单台智能硬件，多账户绑定单个智能硬件，共同监控该模块，绑定步骤在单个账户绑定智能硬件基础上加入了安全口令：第一个绑定智能硬件的账户需要设置多账户绑定口令，口令信息保存入绑定智能硬件记录表中，记录表名是device，记录表字段包括did、uid、wxid、appid、appsecret、name、devicecode、token、token_time、addtime、activetime、psw、control,isgroupadmin；其他账户绑定智能硬件时必须要输入口令才能绑定，本模块会判断是智能硬件SN编码和多账户绑定口令是否一致，一致才通过并保存到数据库模块中；多账户绑定智能硬件的规则是第一个绑定的账户是该智能硬件的管理员，对应记录表isgroupadmin字段，控制智能硬件的对应记录表control字段、管理其他绑定智能硬件的用户账户，有权剔除其他绑定该智能硬件的账户，其他账户只有监视的权利，如果需要控制该智能硬件则需要向第一个绑定该智能硬件的管理员申请，管理员收到申请通过申请后才能控制该智能硬件；管理员也能多选设置绑定智能硬件的账户拥有控制智能硬件的权利；所有拥有控制智能硬件权利的账户，控制智能硬件的操作结果，都能被所有绑定智能硬件的账户看到。7.根据权利要求4所述的一种基于微信公众平台的通用数据采集与监视控制系统的工作方法，其特征是：所述的智能硬件后台管理模块，负责管理微信通用监控系统的智能硬件信息、用户信息和管理员账户；包括管理员登录模块、智能硬件管理模块、用户管理模块和管理员账户管理模块；所述管理员登录模块，是管理员管理微信通用监控系统的入口，登录模块包括管理员账户、密码、验证码等输入框、提交登录按钮，提交登录后本模块会验证登录者身份，身份正确则进入智能硬件管理模块，否则不允许进入，登录错误次数有限定，比如设定为5次，超过5次系统会锁定该IP，不允许其再进行登录；所述智能硬件管理模块，是管理所有用户添加的智能硬件信息，信息内容包括智能硬件名称、编号、出厂时间、智能硬件简介、添加智能硬件的用户ID、添加时间；所述用户管理模块，负责管理关注微信通用监控系统的微信用户信息，包括用户微信账户openid、微信名称、关注时间、国家省市、性别、微信头像，对应数据库user表。8.根据权利要求5所述的一种基于微信公众平台的通用数据采集与监视控制系统的工作方法，其特征是：所述的农业智能硬件是用于农业大棚温湿度控制，即通过手机微信端对大棚内温湿度数据进行远程采集，在手机微信端显示，并通过手机微信端对农业大棚的温湿度进行调节；采用的网络通讯模块ESP8266模块，具有天线开关、射频balun、功率放大器、低噪放大器、过滤器和电源管理模块，内置T...

【专利技术属性】
技术研发人员：任红伟，任豫宏，刘顶，
申请(专利权)人：奥秘智能科技洛阳有限公司，
类型：发明
国别省市：河南,41