基于龙芯芯片及Linux系统的远程监测系统

1.一种基于龙芯芯片及Linux系统的远程监测系统，包括至少一个中心监测模块、数个终端采集处理模块，中心监测模块与终端采集处理模块通过互联网相连接，其特征在于：
所述终端采集处理模块包含使用linux开源系统脚本的智能终端器，所述智能终端器的处理器为龙芯芯片。
2.根据权利要求1所述的远程监测系统，其特征在于：所述中心监测模块与所述终端采集处理模块通过建立在互联网上的虚拟专用网络采用超文本传输协议方式相连接。
3.根据权利要求1或2所述的远程监测系统，其特征在于：所述终端采集处理模块还包括各类数据采集器，所述数据采集器的输出端与所述智能终端器的输入端选用可以采用传统的串口、USB、CAN总线、4-20mA、0-5V模拟量、开关量之一方式相连；每个所述智能终端器在通常情况下可以接入最多16个各类型所述数据采集器；所述数据采集器的输出端与所述智能终端器的输入端还可以选用以太网网络数据接入方式，这种接入方式可以满足接入非常多数量的各类型所述数据采集器。
4.根据权利要求1或2所述的远程监测系统，其特征在于：所述智能终端器另包含通信处理器模块，所述智能终端器可以通过选用各种标准的通信处理器模块以各类无线方式或者有线方式接入互联网。
5.根据权利要求1所述的远程监测系统，其特征在于：所述中心监测模块包含具有固定公网IP的主服务器，所述主服务器设有URL服务器功能。
6.根据权利要求1所述的远程监测系统，其特征在于：所述智能终端器与服务器通讯时，采用包括首选HTTP协议方式在内的URL方式通过互联网进行。
7.根据权利要求1或5所述的远程监测系统，其特征在于：所述中心监测模块还包含具有公网IP的镜像服务器，所述镜像服务器与主服务器通过公网IP间的虚拟专用网络相连接。
8.根据权利要求1或2所述的远程监测系统，其特征在于：还包括分中心监测模块，所述分中心监测模块与中心监测模块及终端采集处理模块通过建立在互联网上的虚拟专用网络采用超文本传输协议方式相连接，所述分中心监测模块依该中心监测模块的授权给与所述终端采集处理模块连接。

基于龙芯芯片及Linux系统的远程监测系统\n技术领域\n[0001] 本实用新型涉及一种远程监测系统，尤其涉及一种基于龙芯芯片及linux系统的远程监测系统。\n背景技术\n[0002] 随着我国的快速发展，工业以及城市化的速度不断加快，水资源不断减少，城市用水问题日益严重，国家需要对全国各城市的供水、用水情况有清晰而准确的了解，从而对全国水资源进行更优化更有效率的调度。传统的水环境质量监测系统速度慢，实时性差，不能解决多点数据互联互通，形成高可用集群。在网络通信技术迅猛发展的情况下，为了解决这一问题，本领域技术人员研制出了一些基于无线传输的远程通讯系统，例如采用GSM等通讯系统构建水质监测系统，虽然可以做到专线专用，数据保密；然而，其多数是借助点对点的连接方式如UDP连接，这种方式的抵御攻击的能力比较欠缺、传输能力低下，并且使用的通讯系统价格比较昂贵，支出庞大，并且因点对点传输的特性，无法适应分布广泛而且大量的数据采集终端的大量信息数据的采集和传输的需要，以及实行分区分级的数据采集、监控及控制的需求，因而有必要进一步改进。\n[0003] VPN(Virtual Private Network)即虚拟专用网络，它可以通过特殊的加密的通讯协议在连接在Internet上的位于不同地方的两个或多个企业内部网之间建立一条专有的通讯线路，就好比是架设了一条专线一样，但是它并不需要真正的去铺设光缆之类的物理线路。这就好比去电信局申请专线，但是不用给铺设线路的费用，也不用购买路由器等硬件设备。VPN的核心就是利用公共网络建立虚拟私有网。\n实用新型内容\n[0004] 本实用新型的主要目的在于提供一种安全的远程监测系统；\n[0005] 本实用新型的另一目的在于提供一种适用于多点对多点大量信息传输的远程监测系统。\n[0006] 本实用新型的上述技术目的通过以下技术方案实现：\n[0007] 一种基于龙芯芯片及Linux系统的远程监测系统，包括至少一个中心监测模块、数个终端采集处理模块，中心监测模块与终端采集处理模块通过互联网(Internet)相连接，其中，所述终端采集处理模块内含有以龙芯芯片为处理器，使用标准Linux开源系统脚本的智能终端器。\n[0008] 上述远程监测系统，其中，该中心监测模块与该终端采集处理模块通过建立在互联网(Internet)上的虚拟专用网络(VPN)采用超文本传输协议(HTTP)方式相连接。\n[0009] 上述远程监测系统，其中，该终端采集处理模块包括智能终端器、数据采集器，该数据采集器的输出端与该智能终端器的输入端选用采用传统的串口、USB、CAN总线、\n4-20mA、0-5V模拟量、开关量等之一方式相连；每个所述智能终端器在通常情况下可以接入最多16个各类型所述数据采集器；所述数据采集器的输出端与所述智能终端器的输入端还可以选用以太网网络数据接入方式，这种接入方式可以满足接入非常多数量的各类型所述数据采集器。\n[0010] 上述远程监测系统，其中，该智能终端器输出端以无线方式(如GPRS、CDMA、3G、CITYWIFI)或者有线方式(如ADSL、宽带)接入互联网的通信处理器模块。\n[0011] 上述远程监测系统，其中，该中心监测模块包含具有固定公网IP的主服务器，该主服务器设有URL服务程序。\n[0012] 上述远程监测系统，其中，该智能终端器与互联网(Internet)通信通过URL在Internet上通讯，以使现场的该终端采集处理模块可以找到服务器，并对应到服务器中的具体程序。\n[0013] 上述远程监测系统，其中，该中心监测模块还包含具有固定公网IP的镜像服务器，该镜像服务器与主服务器通过固定公网IP间的虚拟专用网络(VPN)相连接。\n[0014] 上述远程监测系统，其中，还包括分中心监测模块，该分中心监测模块与中心监测模块及终端采集处理模块通过建立在互联网(Internet)上的虚拟专用网络(VPN)采用超文本传输协议(HTTP)方式相连接，该中心监测模块授权给分中心监测模块对终端采集处理模块或下一级分中心进行分级、分区控制。\n[0015] 具有上述结构的本实用新型相比现有技术具有如下优点：\n[0016] 1、本实用新型远程监测系统使用龙芯芯片，能耗降低。\n[0017] 2、采用标准的linux系统，而非裁减过的嵌入式linux，系统功能强大。\n[0018] 3、本实用新型远程监测系统使用了Linux操作系统，系统成本降低。\n[0019] 4、本实用新型远程监测系统使用的虚拟专用网络(VPN)建立在互联网(Internet)上，并以超文本传输协议(HTTP)相连接。使得数据传输能力和可靠性得到提高。\n[0020] 5、本实用新型远程监测系统使用互联网(Internet)传输，传输设备直接使用现有的通用网络设备，系统成本降低。\n[0021] 6、本实用新型远程监测系统各模块之间使用虚拟专用网络(VPN)相连接，使得数据传输的安全性提高。\n附图说明\n[0022] 图1是本实用新型的模块图；\n[0023] 图2是本实用新型的实施方式的模块图。\n具体实施方式\n[0024] 下面通过附图对本实用新型结构以及具体实施方式做进一步地说明，以更好地理解本实用新型。\n[0025] 如图1所示，本实用新型远程监测系统，包括中心监测模块、终端采集处理模块，终端采集处理模块包括智能终端器(RTU)、数据采集器，其中数据采集器为现场设备，数据采集器可通过串口、USB、CAN总线、4-20mA、0-5V模拟量、开关量之一方式与智能终端器的现场设备电路连接，也可通过以太网网络数据接入方式与智能终端器连接，中心监测模块、智能终端器以及现场设备通过建立在互联网(Internet)上的虚拟专用网络(VPN)以超文本传输协议(HTTP)的方式相互连接。\n[0026] 本实用新型的实施方式通过图2来做进一步地说明：\n[0027] 一种远程监测系统，包括中心监测模块、分中心监测模块1、分中心监测模块2、次级分中心监测模块1、次级分中心监测模块2、终端采集处理模块1、终端采集处理模块2、终端采集处理模块3、终端采集处理模块4，中心监测模块内的主服务器与镜像服务器通过两个固定的公网IP之间的虚拟专用网络(VPN)相连，中心监测模块、分中心监测模块1、分中心监测模块2、次级分中心监测模块1、次级分中心监测模块2、终端采集处理模块1、终端采集处理模块2、终端采集处理模块3、终端采集处理模块4均以宽带的接入方式接入Internet并建立虚拟专用网络(VPN)。分中心监测模块1得到中心监测模块的授权，可对次级分中心监测模块1传输的数据信息和设备进行处理和控制；分中心监测模块2得到中心监测模块的授权，对次级分中心监测模块2传输的数据信息和设备进行处理和控制；次级分中心监测模块1得到中心监测模块的授权，对终端采集处理模块1、2传输的数据信息和设备进行处理和控制；次级分中心监测模块2得到中心监测模块的授权，对终端采集处理模块3、4传输的数据信息和设备进行处理和控制。需要精细化监测时，可以设置更复杂的分级监测。终端采集处理模块包括智能终端器、数据采集器，智能终端器通过串口(于本实施例中以串口连接为例，也可采用其他连接方式)与数据采集器以电路相连，该智能终端器为含有标准Linux开源系统脚本的智能型远程测控单元装置(RTU)，其内部设置有龙芯芯片，并且使用基于Linux系统的软件开发，使用LAMP(Linux-Apache-Mysql-PHP)Web为开发构架，并包含通信处理器模块(CommunicationsProcessor Module，CPM)，并且该终端采集处理模块借助该通信处理器模块以无线方式(如GPRS、CDMA、3G、CITYWIFI等)或者有线方式(如ADSL、宽带等)接入互联网(Internet)，构建虚拟专用网络(VPN)。\n[0028] 因该系统采用Web架构，所以在虚拟专用网络(VPN)内，这些通信处理器模块可采用URL(Uniform Resource Locator)在Internet上通讯，让现场的数据采集设备可以找到服务器，并对应到服务器中的具体程序，由该中心监测模块中具有固定公网IP的服务器作为URL地址。\n[0029] 其中：这些终端采集处理模块、中心监测模块、各级分中心监测模块与Internet网的连接采用HTTP(超文本传输协议，Hypertext TransferProtocol)，其采用HTTP是使用TCP而不是UDP的原因在于(打开一个)一个网页必须传送很多数据，而TCP协议提供传输控制，按顺序组织数据，和错误纠正，以适应大量数据的传送的可靠性。\n[0030] 设备通过HTTP协议请求的资源由统一资源标示符(UniformResource Identifiers)来标识，采集到的数据可由HTTP方式发布。\n[0031] 当具有上述结构的远程监测系统应用于水环境质量监测时，现场设备先收集各个终端的水质监测的具体数据，之后通过各种方式传输到智能终端器，智能终端器内的程序开始运行，用脚本处理收集到的数据，之后发给通信处理器模块(CPM)，再通过无线方式或者有线方式接入互联网(Internet)，水质监测的数据信息通过虚拟专用网络(VPN)逐层传输到监测中心的中心监测模块内，中心监测模块内的主服务器对数据进行分析和保存，完成水质数据采集过程。如果主服务器受到攻击或者出现其他情况而出现故障时，采集和处理的水质数据信息就会优先选择镜像服务器传输数据，则镜像服务器成为主服务器，对数据进行接收和保存，而原主服务器通过修复故障之后，会从镜像服务器接收数据来修补故障时期内的数据损失。\n[0032] 因数据传输是采用虚拟专用网络(VPN)，因此数据以加密形式在公网上隧道传输，并通过双向可靠通信，形成高可用集群系统，克服了多点对多点的难题，相对现有系统直接减少了服务器端的数据接收端，即节省了费用、简化了系统又增加了系统的可靠性，并且借助LAMP(Linux-Apache-Mysql-PHP)Web架构，实现了主中心可对分中心授权，授予反控所属监测现场站点设备的授权密码、时限、等级等信息；进而能够实施真正意义上的对监测站点的远程控制、编程、仪器校准、执行触发等功能，以保证完成在线监测信息采集与传输；各分监测中心可采用一局域网构建数据监控服务端，于该服务端的工作站可借助电子地图直观的管控所属的站点，而且，各级实验室、科研机构等其他监测的数据也可以利用上述系统采集。以此可构建多源、多级的数据采集、监控中心及应急监测通信平台系统。\n[0033] Linux是一套免费使用和自由传播的类Unix操作系统，它主要用于基于Intel x86系列CPU的计算机上。这个系统是由世界各地的成千上万的程序员设计和实现的。其目的是建立不受任何商品化软件的版权制约的、全世界都能自由使用的Unix兼容产品。\n[0034] 龙芯(Loongson)是中国科学院计算所自主开发的通用CPU，采用简单指令集，类似于MI PS指令集。第一型的速度是266MHz，最早在2002年开始使用。龙芯2号采用先进的四发射超标量超流水结构，片内一级指令和数据高速缓存各64KB，片外二级高速缓存最多可达8MB.最高频率为1000MHz，功耗为3-5瓦，远远低于国外同类芯片，其SPEC CPU2000测试程序的实测性能是1.3GHz的威盛处理器的2-3倍，已达到中等Pentium4水平。\n[0035] 因此大力推广使用龙芯和Linux操作系统的产品不但有助于降低成本，更有利于我国自主产权的芯片的市场化，本实用新型采用了龙芯和Linux操作系统实现了低成本控制，符合经济节约的要求，该系统可以应用于各种远程监控的领域(例如变电站、电表、水表、矿山安全、大气环境监测等)，而不仅限于水环境的质量监测监控网。