设备控制系统、方法、装置、电子设备和存储介质与流程

1.本技术涉及设备控制领域，尤其涉及一种设备控制系统、方法、装置、电子设备和存储介质。


背景技术：

2.在自控领域的实际应用中，由于工程规模和功能不同，设备往往存在较大差异，且设备类型较为多样和复杂，造成各设备的系统数据相互独立，形成信息孤岛，给多设备系统集成和统一管理带来一定困难，主要包括以下：由于设备类型不同，其接入系统的方式和使用的通信协议各异；局部区域由于布线和环境美观的限制，要求中央控制器具备较强的设备集成能力；不同区域要求中央控制器具备可灵活扩展的能力，以便接入不同类型的设备；系统可通过开放标准通讯接口给第三方平台访问；远程服务器运算压力大，且控制权集中在服务器端，一旦服务器故障，整个系统将无法继续运行。
3.针对以上问题，传统自控系统采用“管理平台-控制器-末端设备”的三层架构，如图1所示，主要由管理平台层(管理系统/服务器)、网络控制器(可编程控制器及其专配扩展模块)、末端设备层组成一个完整的自动化控制系统。网络控制器通常采用中央控制器+扩展模块的集成方案，即设置一个主控制器，并在主控制器上设置扩展模块的硬件接口(一般分为i/o扩展模块、增强通讯扩展模块)，主控制器通过usb、uart等通讯总线与扩展模块进行数据交换。
4.现有技术为控制器设计不同的通讯总线端口，如果某一扩展模块需要更高的数据交换效率，则单独为该扩展模块设置硬件接口，由于主控制器的接口有限，如果要提高多种扩展模块的数据交换效率，那么就需要采用不同类型的接口对接多个扩展模块，会受到控制器接口数量的限制，导致扩展模块的接入受限。


技术实现要素：

5.本技术提供了一种设备控制系统、方法、装置、电子设备和存储介质，以解决扩展模块的接入受限的问题。
6.本技术提供了一种控制系统，所述系统包括：扩展模块、主控制器、中继模块以及监控平台；
7.所述扩展模块，用于提取一个设备的目标数据；
8.所述中继模块，通过can扩展通讯网和至少一个所述扩展模块连接，用于获取所述扩展模块采集的目标数据，其中，所述can扩展通讯网指所述扩展模块和通讯对象在第一can通讯距离范围内；
9.所述主控制器，通过can工作站集群通讯网和至少一个所述中继模块连接，用于获取所述中继模块发送的所述目标数据，其中，所述can工作站集群通讯网指所述主控制器和所述中继模块在第二can通讯距离范围内；
10.所述监控平台，与所述主控制器连接，用于获取所述主控制器发送的目标数据，并
发送控制指令至所述主控制器。
11.可选的，所述扩展模块包括第一扩展模块和第二扩展模块；
12.所述主控制器，通过所述can扩展通讯网和至少一个所述第一扩展模块连接，用于获取所述第一扩展模块采集的第一设备的目标数据，其中，所述第一设备和所述主控制器位于相同地域；或
13.所述中继模块，通过所述can扩展通讯网和至少一个所述第二扩展模块连接，用于获取所述第二扩展模块采集的第二设备的目标数据，其中，每个第二扩展模块对应的第二设备位于相同地域。
14.可选的，所述中继模块对应的每个扩展模块，用于获取同一类型的设备的目标数据。
15.本技术提供了一种设备控制方法，应用于扩展模块，所述方法包括：
16.获取设备的目标数据；
17.发送所述目标数据至对应的中继模块，以使所述中继模块将所述目标数据发送至主控制器，且所述主控制器将所述目标数据上传至监控平台，
18.其中，所述中继模块通过can扩展通讯网和至少一个所述扩展模块连接，所述主控制器通过can工作站集群通讯网和至少一个所述中继模块连接，所述can扩展通讯网指所述中继模块和通讯对象在第一can通讯距离范围内，所述can工作站集群通讯网指所述主控制器和所述中继模块在第二can通讯距离范围内。
19.可选的，所述获取设备的目标数据包括：
20.检测到设备数据发生变更时，通过多路通道采集单元采集设备数据；
21.将所述设备数据通过内部消息总线传入切片器；
22.采用所述切片器按照切片模板池中的数据属性对所述设备数据进行切分，得到多个切片消息体；
23.从所述切片消息体中选取符合预设属性的目标数据，并将所述目标数据存入共享数据域。
24.可选的，所述通讯对象为上层模块，包括主控制器或中继模块，通过所述can扩展通讯网将所述目标数据发送至所述上层模块包括：
25.通过标准接口器从所述共享数据域中提取出所述目标数据；
26.确定所述目标数据的数据属性；
27.在点位对象映射表中查找所述目标数据匹配的对象标识，其中，所述点位对象映射表中包括数据属性和点位对象之间的对应关系，所述点位对象包括对象类型、对象属性以及属性编号，所述对象类型和所述属性编号构成对象标识；
28.通过所述扩展模块的模块通讯协议栈，将所述目标数据按照预设格式发送至所述上层模块的服务通讯协议栈，其中，所述预设格式包括所述目标数据的对象标识、变更类型、属性列表以及属性值。
29.可选的，将所述目标数据按照预设格式发送至所述上层模块的服务通讯协议栈之前，所述方法还包括：
30.通过第一动态数据同步重载器将所述预设格式的目标数据加入待发送队列；
31.在确定扩展模块端口发送就绪时，通过第一仲裁调度器启动发送任务。
32.可选的，所述方法还包括：
33.在所述扩展模块端口检测到消息接收就绪时，触发接收任务的第一事件；
34.根据所述第一事件，通过数据处理器对所述上层模块发送的任务指令进行数据分析；
35.根据分析结果向所述设备发起设备控制请求；
36.在控制设备完成后，调用第一动态数据同步重载器向所述上层模块反馈控制结果。
37.本技术提供了一种设备控制方法，应用于主控制器，所述方法包括：
38.获取中继模块发送的目标数据，其中，所述目标数据是所述中继模块从对应的扩展模块获取到的，所述主控制器通过can工作站集群通讯网和至少一个中继模块连接，每个中继模块通过can扩展通讯网与至少一个所述扩展模块连接，所述can扩展通讯网指所述中继模块和通讯对象在第一can通讯距离范围内，所述can工作站集群通讯网指所述主控制器和所述中继模块在第二can通讯距离范围内；
39.将所述目标数据上传至监控平台。
40.可选的，获取中继模块发送的所述目标数据包括：
41.在接入所述can工作站集群通讯网后，若根据超级服务器的can地址确定所述超级服务器处于活跃状态，则在所述can工作站集群通讯网分配每个中继模块的地址；
42.通过分布式站点协议与所述中继模块建立通讯后，确定所述中继模块加入所述can工作站集群通讯网；
43.组网成功后，通过所述超级服务器获取所述中继模块上报的模块配置数据；
44.通过所述超级服务器获取所述中继模块的分布式站点单播的变更后的目标数据。
45.本技术提供了一种设备控制方法，应用于上层模块，所述方法包括：
46.若所述上层模块为主控制器，则获取扩展模块发送的设备的目标数据；或获取中继模块发送的所述目标数据，并将所述目标数据上传至监控平台，其中，所述目标数据是所述中继模块从对应的扩展模块获取到的；
47.若所述上层模块为中继模块，则获取扩展模块发送的设备的目标数据并将所述目标数据发送至主控制器，以使所述主控制器将所述目标数据上传至监控平台；
48.其中，所述主控制器与至少一个扩展模块通过can扩展通讯网进行通讯；或所述主控制器通过can工作站集群通讯网和至少一个中继模块连接，每个中继模块通过can扩展通讯网与至少一个所述扩展模块进行通讯，所述can扩展通讯网指所述中继模块和所述上层模块在第一can通讯距离范围内，所述can工作站集群通讯网指所述主控制器和所述中继模块在第二can通讯距离范围内。
49.可选的，获取扩展模块发送的设备的目标数据包括：
50.在扩展模块加入所述can扩展通讯网后，获取所述扩展模块发送的can地址；
51.根据所述can地址确定配置信息并将所述配置信息发送至所述扩展模块；
52.获取所述扩展模块根据所述配置信息形成的目标校验码；
53.根据所述目标校验码和预存的校验码确定校验成功；
54.在校验成功后，采用服务通讯协议栈接收所述扩展模块通过模块通讯协议栈发送的设备的目标数据。
55.可选的，采用服务通讯协议栈接收所述扩展模块通过模块通讯协议栈发送的设备的目标数据的同时，所述方法还包括：
56.在上层模块端口检测到消息接收就绪时，触发接收任务的第二事件；
57.根据所述第二事件，通过数据处理器对扩展模块发送的任务指令进行数据解析；
58.根据解析结果调用第二动态数据同步重载器发起重载请求，其中，所述重载请求用于完成上层模块和设备的状态同步。
59.可选的，所述方法还包括：
60.当接收到控制指令时，将所述控制指令加入待发送队列；
61.在确定上层模块端口发送就绪时，通过第二仲裁调度器启动发送任务。
62.本技术提供了一种设备控制装置，应用于扩展模块，所述装置包括：
63.获取模块，用于获取设备的目标数据；
64.发送模块，用于发送所述目标数据至对应的中继模块，以使所述中继模块将所述目标数据发送至主控制器，且所述主控制器将所述目标数据上传至监控平台，
65.其中，所述中继模块通过can扩展通讯网和至少一个所述扩展模块连接，所述主控制器通过can工作站集群通讯网和至少一个所述中继模块连接，所述can扩展通讯网指所述中继模块和通讯对象在第一can通讯距离范围内，所述can工作站集群通讯网指所述主控制器和所述中继模块在第二can通讯距离范围内。
66.本技术提供了一种设备控制装置，应用于主控制器，所述装置包括：
67.获取模块，用于获取中继模块发送的目标数据，其中，所述目标数据是所述中继模块从对应的扩展模块获取到的，所述主控制器通过can工作站集群通讯网和至少一个中继模块连接，每个中继模块通过can扩展通讯网与至少一个所述扩展模块连接，所述can扩展通讯网指所述中继模块和通讯对象在第一can通讯距离范围内，所述can工作站集群通讯网指所述主控制器和所述中继模块在第二can通讯距离范围内；
68.上传模块，用于将所述目标数据上传至监控平台。
69.本技术提供了一种设备控制装置，应用于上层模块，所述装置包括：
70.第一获取模块，用于若所述上层模块为主控制器，则获取扩展模块发送的设备的目标数据；或获取中继模块发送的所述目标数据，并将所述目标数据上传至监控平台，其中，所述目标数据是所述中继模块从对应的扩展模块获取到的；
71.第二获取模块，用于若所述上层模块为中继模块，则获取扩展模块发送的设备的目标数据并将所述目标数据发送至主控制器，以使所述主控制器将所述目标数据上传至监控平台；
72.其中，所述主控制器与至少一个扩展模块通过can扩展通讯网进行通讯；或所述主控制器通过can工作站集群通讯网和至少一个中继模块连接，每个中继模块通过can扩展通讯网与至少一个所述扩展模块进行通讯，所述can扩展通讯网指所述中继模块和所述上层模块在第一can通讯距离范围内，所述can工作站集群通讯网指所述主控制器和所述中继模块在第二can通讯距离范围内。
73.本技术提供了一种电子设备，包括处理器、通信接口、存储器和通信总线，其中，处理器，通信接口，存储器通过通信总线完成相互间的通信；
74.存储器，用于存放计算机程序；
75.处理器，用于执行存储器上所存放的程序时，实现任一所述的方法。
76.本技术提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质内存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现任一所述的方法。
77.本技术实施例提供的上述技术方案与现有技术相比具有如下优点：本技术采用了分组控制的方式，实现主控制器与中继模块对接、且中继模块与扩展模块对接，避免扩展模块过多导致主控制器接口不足，且本技术采用can工作站集群通讯网实现和中继模块的连接，不采用硬件接口，也避免出现控制器硬件接口不足的问题。
附图说明
78.此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本发明的实施例，并与说明书一起用于解释本发明的原理。
79.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
80.一个或多个实施例通过与之对应的附图中的图片进行示例性说明，这些示例性说明并不构成对实施例的限定，附图中具有相同参考数字标号的元件表示为类似的元件，除非有特别申明，附图中的图不构成比例限制。
81.图1为现有技术中的一种设备控制系统示意图；
82.图2为本技术实施例提供的一种设备控制系统示意图；
83.图3为本技术实施例提供的一种设备控制的结构框图；
84.图4为本技术实施例提供的can扩展通讯网示意图；
85.图5为本技术实施例提供的can工作站集群通讯网示意图；
86.图6为本技术实施例提供的一种多通道承载切片分层传输机制示意图；
87.图7为本技术实施例提供的点位对象映射表创建示例图；
88.图8为本技术实施例提供的端口载荷仲裁数据同步机制示意图；
89.图9为本技术实施例提供的一种电子设备的结构示意图。
具体实施方式
90.为使本技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
91.下文的公开提供了许多不同的实施例或例子用来实现本发明的不同结构。为了简化本发明的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然，它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本发明。此外，本发明可以在不同例子中重复参考数字和/或字母。这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施例和/或设置之间的关系。
92.本技术实施例提供了一种设备控制系统，系统包括：扩展模块、主控制器、中继模块以及监控平台；中继模块通过can扩展通讯网和至少一个扩展模块连接，主控制器通过can工作站集群通讯网和至少一个中继模块连接，监控平台与主控制器连接。
93.扩展模块提取一个设备的目标数据发送给对应的中继模块，中继模块将该目标数据发送至主控制器，主控制器将目标数据上传至监控平台，监控平台还可以发送控制指令至主控制器。
94.其中，can扩展通讯网指扩展模块和通讯对象在第一can通讯距离范围内；can工作站集群通讯网指主控制器和中继模块在第二can通讯距离范围内。
95.本技术采用了分组控制的方式，实现主控制器与中继模块对接、且中继模块与扩展模块对接，避免扩展模块过多导致主控制器接口不足，且本技术采用can工作站集群通讯网实现和中继模块的连接，不采用硬件接口，也避免出现控制器硬件接口不足的问题。
96.中继模块连接的扩展模块可以按照地域区分，也可以按照设备类型进行区分。具体来说，
97.在一种实施例中，若按照地域区分，扩展模块包括第一扩展模块和第二扩展模块，第一设备和主控制器位于相同地域，若第一扩展模块数量不是很大，那么无需采用中继模块进行过渡，主控制器通过can扩展通讯网和至少一个第一扩展模块连接，直接获取第一扩展模块采集的第一设备的目标数据；或
98.若相同区域的设备对应同一个中继模块，那么每个第二扩展模块对应的第二设备位于相同地域，中继模块通过can扩展通讯网和至少一个第二扩展模块连接，获取第二扩展模块采集的第二设备的目标数据。
99.本技术为了避免主控制器受自身处理性能(对接过多的扩展模块会导致处理性能不足)的限制，将同一个地域的设备对应的扩展模块统一采用一个中继模块进行通讯，避免主控制器处理多个扩展模块的数据导致处理性能不足。
100.在另一种实施例中，若按照设备类型区分，同一中继模块对应的每个扩展模块均对应同一个类型的设备，这样每个中继模块获取同一类型的设备的目标数据。例如，中继模块1获取空调数据，中继模块2获取冰箱数据等。
101.本技术通过加入中继模块，保证了中继模块对应的设备具有相同类别或相同区域，便于主控制器端进行管理。
102.如图2所示，系统包括：扩展模块、主控制器、中继模块以及监控平台，主控制器通过can扩展通讯网和至少一个扩展模块连接，主控制器还通过can工作站集群通讯网和至少一个中继模块连接，中继模块通过can扩展通讯网和至少一个扩展模块连接，监控平台与主控制器连接。
103.本技术提出以主控制器为中心的三层三网“星形”组网架构，其中，主控制器或中继模块，与第一扩展模块组成can扩展通讯网，负责设备集成；主控制器与中继模块组成can工作站集群通讯网，实现分布式设备集成；基于tcp/ip通讯，主控制器将系统集成的目标数据向管理监控平台及第三方系统共享。
104.本技术实施例中的一种设备控制方法可以由主控制器来执行，也可以由中继模块执行，还可以由扩展模块执行，下面对方案进行详细的说明，图3为一种设备控制的结构框图，具体步骤如下：
105.步骤301：第一扩展模块获取设备的目标数据，主控制器与至少一个第一扩展模块通过can扩展通讯网进行通讯，扩展模块通过can扩展通讯网将目标数据发送至主控制器。第一扩展设备对应的设备的类型相同或区域相同。
106.步骤302：第二扩展模块获取设备的目标数据，每个中继模块通过can扩展通讯网与至少一个第二扩展模块进行通讯，第二扩展设备将目标数据通过can扩展通讯网发送至中继模块，主控制器通过can工作站集群通讯网和至少一个中继模块连接，中继模块将目标数据通过can扩展通讯网发送至主控制器。每个中继模块对应的第二扩展设备的设备区域相同，或设备类型相同。
107.步骤303：主控制器将目标数据上传至监控平台。
108.扩展模块检测到设备数据变更后，从设备数据中分离并提取目标数据，然后将目标数据发送至中继模块，中继模块还可以继续从目标数据中继续提取设定数据，将设定数据上传至主控制器，主控制器将设定数据上传至监控平台，本技术通过将底层设备的复杂数据分离成多种数据，分层处理，减轻总线通讯负担及数据处理复杂度，从而提高响应效率。
109.如图4所示为处于三层三网最底层的can扩展通讯网，简称can2网络，由上层模块以及相适配的扩展模块组成，实现can2设备的集成。其中，上层模块可以为主控制器，也可以为中继模块，中继模块具体为子控制器。
110.上层模块与扩展模块之间的数据交换基于can通讯，采用多主通讯架构，任意模块可发起总线通讯，每个扩展模块携带一个can通讯地址(can2地址)，内置expand client模块通讯协议栈(与上层模块的expand server服务通讯协议栈建立通讯)。expand client与expand server的通讯流程包括：can2地址申请-配置校验-数据交换。
111.1.can2地址申请：当扩展模块接入扩展通讯总线时，由扩展模块向总线广播can2地址申请，此时其他在线的扩展模块接收该地址申请，并校验自身地址是否与接收到的can2地址冲突；若冲突，则向总线广播地址冲突警告；若申请地址的扩展模块在预设时长内没有接收到地址冲突警告，则表明地址申请成功，该扩展模块继续向上层模块申请注册模块，然后正式加入扩展通讯网。
112.2.配置校验：扩展模块成功注册后，向上层模块单播配置信息请求，配置信息请求中携带该扩展模块的can2地址，上层模块根据该can2地址确定配置信息并将配置信息发送至扩展模块。扩展模块根据配置信息生成目标校验码，然后发送携带有目标校验码和can2地址的配置校验请求至上层模块，上层模块收到配置校验请求后，将目标校验码与预存的can2地址相同的扩展模块的校验码进行匹配校验，若校验结果一致，则返回校验成功给扩展模块，若校验结果不一致，向该扩展模块单播更新后的配置信息，扩展模块接收配置信息后更新自身配置并应答上层模块。
113.3.数据交换：当扩展模块完成配置后，若检测到下属设备发生数据变更，则获取下属设备的目标数据，通过expand client向上层模块的expand server单播变更后的目标数据，完成上层模块与扩展模块的数据重载同步。当上层模块接收到管理平台的控制指令(携带can2地址)时，根据控制指令中的can2地址确定待发送控制指令的扩展模块，然后通过expand server向该扩展模块单播控制消息，扩展模块的expand client接收消息并驱动设备动作。
114.如图5所示为处于三层三网中间层的can工作站集群通讯网，简称can1网络，由主控制器和至少一个中继模块组成，实现分布式系统的协议设备集成。其中，主控制器与中继模块之间的数据交换基于can通讯，采用多主通讯架构，任意节点可发起总线通讯，主控制
器内置分布式站点distributed station、超级服务器super server通讯协议栈，中继模块内置distributed station通讯协议栈。
115.主控制器的super server处于非活跃状态时，主控制器的can1地址≥1，super server可将自身数据发给can1地址为0的主控制器。
116.主控制器作为共享数据通讯网节点时，该主控制器的super server处于活跃状态，can1地址为0，super server在can工作站集群通讯网中广播，中继模块收到广播后，其distributed station与super server建立通讯，通讯流程：can1地址申请-配置上报-数据交换。
117.1.can1地址申请：当主控制器接入工作站集群通讯总线时，由主控制器向总线广播can1地址申请(通讯帧携带主控制器唯一标识mac，用于响应帧的路由)，由super server处于活跃状态的主控制器分配can1地址，中继模块的distributed station接收到can1地址后正式加入can工作站集群通讯网。
118.2.配置上报：主控制器、中继模块组网成功后，中继模块将本地扩展通讯网中的模块配置数据上报至主控制器的super server。
119.3.数据交换：当某个设备的设备数据发生变更时，中继模块通过distributed station向主控制器的super server单播变更后的目标数据，完成super server的数据重载同步。当super server接收到管理平台的控制指令时，通过can1网络向主控制器单播控制消息，主控制器的distributed station接收到控制消息后，根据控制消息中携带的can1地址和can2地址，在本地寻址can1网络中can1地址的中继模块，中继模块通过can2网络发送控制指令至can2地址的扩展设备，扩展设备驱动设备动作。
120.针对can扩展通讯网中的数据交换，由于多区域分布式集成系统模块多、设备复杂，需要精简传输数据，保证三层三网协同低时延稳定工作，因此，本技术提出了一种多通道承载切片分层传输机制，具体包括如下内容。
121.扩展模块获取设备的目标数据包括：检测到设备数据发生变更时，通过多路通道采集单元采集设备数据；将设备数据通过内部消息总线传入切片器；采用切片器按照切片模板池中的数据属性对设备数据进行切分，得到多个切片消息体；从切片消息体中选取符合预设属性的目标数据，并将目标数据存入共享数据域。
122.扩展模块通过can扩展通讯网进行通讯的主控制器或中继模块为上层模块，扩展模块通过can扩展通讯网将目标数据发送至上层模块包括：通过标准接口器从共享数据域中提取出目标数据；在点位对象映射表中查找目标数据匹配的对象标识，其中，点位对象映射表中包括每个设备数据对应的点位对象，点位对象包括对象类型、对象属性以及属性编号，对象类型和属性编号构成对象标识；通过扩展模块的expand client，将目标数据按照预设格式发送至上层模块的expand server，其中，预设格式包括目标数据的对象标识、变更类型、属性列表以及属性值。
123.具体来说，如图6所示，扩展模块一般具有多路通道采集单元，扩展模块检测到设备数据发生变更时，通过多路通道采集单元采集设备数据，将设备数据通过内部消息总线传入切片器，切片器中具有可配置的切片模板池，切片模板池具有多种数据属性模板，例如名字、描述、状态值等。切片器按照切片模板池中的数据属性对设备数据进行切分，得到多个切片消息体，然后扩展模板从切片消息体中选取符合预设属性的目标数据，并将目标数
据存入共享数据域，剩余属性存入私有数据域(本地化存储，不做传输要求)和冗余数据域。通过上述方式，切片器将底层设备的复杂数据分离成多种数据，通过数据分层处理，减轻总线通讯负担及数据处理复杂度，从而提高响应效率。
124.如图7所示为点位对象映射表创建示例图，在配置设备属性时，根据属性的读写权限和属性值范围，给属性分配不同的对象类型object_type，具体包括四种对象类型：模拟输入ai(只读，值为实数)、模拟输出ao(可读写，值为实数)、二进制输入bi(只读，值为0或1)，二进制输出bo(可读写，值为0或1)，给这四个对象类型编号为1～4，每个对象类型对多种对象属性，同时为确保唯一性，需要给同一对象类型的不同对象属性进行编号，即属性编号，也称为对象实例object_addr，如图6中的模拟输入(对象类型)对应对象实例1～对象实例n。这样对象类型+对象实例+对象属性就组成了设备的一个属性数据，称之为点位对象。其中，对象类型和属性编号构成对象标识。点位对象映射表中包括数据属性和点位对象之间的对应关系。
125.扩展模块通过标准接口器从共享数据域中提取出目标数据，然后确定目标数据的数据属性，根据目标数据的数据属性在点位对象映射表中查找该数据属性匹配的点位对象，并确定该点位对象的对象标识。然后确定该目标数据在设备中的操作类型，操作类型例如状态更新、动作控制等。同时确定该目标数据的全部属性，即属性列表，例如对象名称、对象状态等，并确定属性列表对应的属性值列表，例如与对象名称、对象状态等相匹配的数据。
126.扩展模块通过expand client，将目标数据按照对象标识+变更类型+属性列表+属性值的预设格式发送至上层模块的expand server，完成数据重载同步。
127.对于大网络环境，每个网络通讯节点的模块端口的通讯吞吐量高，可以通过仲裁通讯帧优先级和端口负荷监测，对各类请求进行分类缓存和任务调度，实现控制器负载均衡，使得系统稳定运行，如图8所示。每个网络存在两大类数据同步，即状态同步、控制同步。
128.状态同步：当检测到末端设备的设备数据发生变更时，扩展模块通过第一动态数据同步重载器，将预设格式的目标数据加入待发送队列，待扩展模块端口发送就绪时，由第一仲裁调度器启动发送任务，上层模块端口检测到消息接收就绪时，触发接收任务的第二事件，根据第二事件，上层模块的数据处理器对扩展模块发送的任务指令进行数据解析，上层模块根据解析结果确认是否调用第二动态数据同步重载器发起重载请求，完成状态同步。
129.控制同步：上层模块接收到控制指令时，将控制指令加入待发送队列，上层模块端口发送就绪时，通过第二仲裁调度器启动发送任务，扩展模块端口监测到消息接收就绪时，触发接收任务的第一事件，根据第一事件，扩展模块的数据处理器对上层模块发送的任务指令进行数据分析，然后根据分析结果向设备发起设备控制请求，在控制设备完成后，调用第一动态数据同步重载器通知上层模块本次控制指令的执行结果，完成控制同步。
130.本技术中，当扩展模块或上层模块监测到端口负载过高时，向通讯网络广播端口过载警告，此时向该模块发送请求的源模块应停止发送请求，并将未完成传输的数据压入动态数据同步重载器，待该模块的端口负载正常后将数据恢复传输。本技术通过端口载荷仲裁数据同步调度技术，保证扩展总线数据负载均衡，保证扩展总线数据的可靠处理。
131.基于相同的技术构思，本技术还提出了一种设备控制装置，应用于扩展模块，装置
包括：
132.获取模块，用于获取设备的目标数据；
133.发送模块，用于发送目标数据至对应的中继模块，以使中继模块将目标数据发送至主控制器，且主控制器将目标数据上传至监控平台，
134.其中，中继模块通过can扩展通讯网和至少一个扩展模块连接，主控制器通过can工作站集群通讯网和至少一个中继模块连接，can扩展通讯网指中继模块和通讯对象在第一can通讯距离范围内，can工作站集群通讯网指主控制器和中继模块在第二can通讯距离范围内。
135.可选的，获取模块用于：
136.检测到设备数据发生变更时，通过多路通道采集单元采集设备数据；
137.将设备数据通过内部消息总线传入切片器；
138.采用切片器按照切片模板池中的数据属性对设备数据进行切分，得到多个切片消息体；
139.从切片消息体中选取符合预设属性的目标数据，并将目标数据存入共享数据域。
140.可选的，扩展模块通过can扩展通讯网进行通讯的主控制器或中继模块为上层模块，第一发送模块或第二发送模块用于：
141.通过标准接口器从共享数据域中提取出目标数据；
142.确定目标数据的数据属性；
143.在点位对象映射表中查找目标数据匹配的对象标识，其中，点位对象映射表中包括数据属性和点位对象之间的对应关系，点位对象包括对象类型、对象属性以及属性编号，对象类型和属性编号构成对象标识；
144.通过扩展模块的模块通讯协议栈，将目标数据按照预设格式发送至上层模块的服务通讯协议栈，其中，预设格式包括目标数据的对象标识、变更类型、属性列表以及属性值。
145.可选的，该装置还用于：
146.通过第一动态数据同步重载器将预设格式的目标数据加入待发送队列；
147.在确定扩展模块端口发送就绪时，通过第一仲裁调度器启动发送任务。
148.可选的，该装置还用于：
149.在扩展模块端口检测到消息接收就绪时，触发接收任务的第一事件；
150.根据第一事件，通过数据处理器对上层模块发送的任务指令进行数据分析；
151.根据分析结果向设备发起设备控制请求；
152.在控制设备完成后，调用第一动态数据同步重载器向上层模块反馈控制结果。
153.一种设备控制装置，应用于主控制器，装置包括：
154.获取模块，用于获取中继模块发送的目标数据，其中，目标数据是中继模块从对应的扩展模块获取到的，主控制器通过can工作站集群通讯网和至少一个中继模块连接，每个中继模块通过can扩展通讯网与至少一个扩展模块连接，can扩展通讯网指中继模块和通讯对象在第一can通讯距离范围内，can工作站集群通讯网指主控制器和中继模块在第二can通讯距离范围内；
155.上传模块，用于将目标数据上传至监控平台。
156.可选的，获取模块用于：
157.在接入can工作站集群通讯网后，若根据超级服务器的can地址确定超级服务器处于活跃状态，则在can工作站集群通讯网分配每个中继模块的地址；
158.通过分布式站点协议与中继模块建立通讯后，确定中继模块加入can工作站集群通讯网；
159.组网成功后，通过超级服务器获取中继模块上报的模块配置数据；
160.通过超级服务器获取中继模块的分布式站点单播的变更后的目标数据。
161.一种设备控制装置，应用于上层模块，装置包括：
162.第一获取模块，用于若上层模块为主控制器，则获取扩展模块发送的设备的目标数据；或获取中继模块发送的目标数据，并将目标数据上传至监控平台，其中，目标数据是中继模块从对应的扩展模块获取到的；
163.第二获取模块，用于若上层模块为中继模块，则获取扩展模块发送的设备的目标数据并将目标数据发送至主控制器，以使主控制器将目标数据上传至监控平台；
164.其中，主控制器与至少一个扩展模块通过can扩展通讯网进行通讯；或主控制器通过can工作站集群通讯网和至少一个中继模块连接，每个中继模块通过can扩展通讯网与至少一个扩展模块进行通讯，can扩展通讯网指中继模块和上层模块在第一can通讯距离范围内，can工作站集群通讯网指主控制器和中继模块在第二can通讯距离范围内。
165.可选的，第一获取模块或第二获取模块用于：
166.在扩展模块加入can扩展通讯网后，获取扩展模块发送的can地址；
167.根据can地址确定配置信息并将配置信息发送至扩展模块；
168.获取扩展模块根据配置信息形成的目标校验码；
169.根据目标校验码和预存的校验码确定校验成功；
170.在校验成功后，采用服务通讯协议栈接收扩展模块通过模块通讯协议栈发送的设备的目标数据。
171.可选的，该装置还用于：
172.在上层模块端口检测到消息接收就绪时，触发接收任务的第二事件；
173.根据所述第二事件，通过数据处理器对扩展模块发送的任务指令进行数据解析；
174.根据解析结果调用第二动态数据同步重载器发起重载请求，其中，所述重载请求用于完成上层模块和设备的状态同步。
175.可选的，该装置还用于：
176.当接收到控制指令时，将所述控制指令加入待发送队列；
177.在确定上层模块端口发送就绪时，通过第二仲裁调度器启动发送任务。
178.如图9所示，本技术实施例提供提供了一种设备控制方法设备，包括包括存储器903、处理器901、通信接口902及通信总线904，其中，处理器901，通信接口902以及存储器903通过通信总线904完成相互间的通信，
179.存储器903，用于存放计算机程序；
180.在本技术一个实施例中，处理器901，用于执行存储器903上所存放的程序时，实现前述任意一个方法实施例提供的设备控制方法，本技术实施例还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如前述任意一个方法实施例提供的设备控制方法的步骤。
181.以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。
182.通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件。基于这样的理解，上述技术方案本质上或者说对相关技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如rom/ram、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。
183.应理解的是，文中使用的术语仅出于描述特定示例实施方式的目的，而无意于进行限制。除非上下文另外明确地指出，否则如文中使用的单数形式“一”、“一个”以及“所述”也可以表示包括复数形式。术语“包括”、“包含”、“含有”以及“具有”是包含性的，并且因此指明所陈述的特征、步骤、操作、元件和/或部件的存在，但并不排除存在或者添加一个或多个其它特征、步骤、操作、元件、部件、和/或它们的组合。文中描述的方法步骤、过程、以及操作不解释为必须要求它们以所描述或说明的特定顺序执行，除非明确指出执行顺序。还应当理解，可以使用另外或者替代的步骤。
184.以上所述仅是本发明的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所申请的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

技术特征：
1.一种控制系统，其特征在于，所述系统包括：扩展模块、主控制器、中继模块以及监控平台；所述扩展模块，用于提取一个设备的目标数据；所述中继模块，通过can扩展通讯网和至少一个所述扩展模块连接，用于获取所述扩展模块采集的目标数据，其中，所述can扩展通讯网指所述扩展模块和通讯对象在第一can通讯距离范围内；所述主控制器，通过can工作站集群通讯网和至少一个所述中继模块连接，用于获取所述中继模块发送的所述目标数据，其中，所述can工作站集群通讯网指所述主控制器和所述中继模块在第二can通讯距离范围内；所述监控平台，与所述主控制器连接，用于获取所述主控制器发送的目标数据，并发送控制指令至所述主控制器。2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述扩展模块包括第一扩展模块和第二扩展模块；所述主控制器，通过所述can扩展通讯网和至少一个所述第一扩展模块连接，用于获取所述第一扩展模块采集的第一设备的目标数据，其中，所述第一设备和所述主控制器位于相同地域；或所述中继模块，通过所述can扩展通讯网和至少一个所述第二扩展模块连接，用于获取所述第二扩展模块采集的第二设备的目标数据，其中，每个第二扩展模块对应的第二设备位于相同地域。3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述中继模块对应的每个扩展模块，用于获取同一类型的设备的目标数据。4.一种设备控制方法，其特征在于，应用于扩展模块，所述方法包括：获取设备的目标数据；发送所述目标数据至对应的中继模块，以使所述中继模块将所述目标数据发送至主控制器，且所述主控制器将所述目标数据上传至监控平台，其中，所述中继模块通过can扩展通讯网和至少一个所述扩展模块连接，所述主控制器通过can工作站集群通讯网和至少一个所述中继模块连接，所述can扩展通讯网指所述中继模块和通讯对象在第一can通讯距离范围内，所述can工作站集群通讯网指所述主控制器和所述中继模块在第二can通讯距离范围内。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述获取设备的目标数据包括：检测到设备数据发生变更时，通过多路通道采集单元采集设备数据；将所述设备数据通过内部消息总线传入切片器；采用所述切片器按照切片模板池中的数据属性对所述设备数据进行切分，得到多个切片消息体；从所述切片消息体中选取符合预设属性的目标数据，并将所述目标数据存入共享数据域。6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述通讯对象为上层模块，包括主控制器或中继模块，通过所述can扩展通讯网将所述目标数据发送至所述上层模块包括：通过标准接口器从所述共享数据域中提取出所述目标数据；
确定所述目标数据的数据属性；在点位对象映射表中查找所述目标数据匹配的对象标识，其中，所述点位对象映射表中包括数据属性和点位对象之间的对应关系，所述点位对象包括对象类型、对象属性以及属性编号，所述对象类型和所述属性编号构成对象标识；通过所述扩展模块的模块通讯协议栈，将所述目标数据按照预设格式发送至所述上层模块的服务通讯协议栈，其中，所述预设格式包括所述目标数据的对象标识、变更类型、属性列表以及属性值。7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，将所述目标数据按照预设格式发送至所述上层模块的服务通讯协议栈之前，所述方法还包括：通过第一动态数据同步重载器将所述预设格式的目标数据加入待发送队列；在确定扩展模块端口发送就绪时，通过第一仲裁调度器启动发送任务。8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：在所述扩展模块端口检测到消息接收就绪时，触发接收任务的第一事件；根据所述第一事件，通过数据处理器对所述上层模块发送的任务指令进行数据分析；根据分析结果向所述设备发起设备控制请求；在控制设备完成后，调用第一动态数据同步重载器向所述上层模块反馈控制结果。9.一种设备控制方法，其特征在于，应用于主控制器，所述方法包括：获取中继模块发送的目标数据，其中，所述目标数据是所述中继模块从对应的扩展模块获取到的，所述主控制器通过can工作站集群通讯网和至少一个中继模块连接，每个中继模块通过can扩展通讯网与至少一个所述扩展模块连接，所述can扩展通讯网指所述中继模块和通讯对象在第一can通讯距离范围内，所述can工作站集群通讯网指所述主控制器和所述中继模块在第二can通讯距离范围内；将所述目标数据上传至监控平台。10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，获取中继模块发送的所述目标数据包括：在接入所述can工作站集群通讯网后，若根据超级服务器的can地址确定所述超级服务器处于活跃状态，则在所述can工作站集群通讯网分配每个中继模块的地址；通过分布式站点协议与所述中继模块建立通讯后，确定所述中继模块加入所述can工作站集群通讯网；组网成功后，通过所述超级服务器获取所述中继模块上报的模块配置数据；通过所述超级服务器获取所述中继模块的分布式站点单播的变更后的目标数据。11.一种设备控制方法，其特征在于，应用于上层模块，所述方法包括：若所述上层模块为主控制器，则获取扩展模块发送的设备的目标数据；或获取中继模块发送的所述目标数据，并将所述目标数据上传至监控平台，其中，所述目标数据是所述中继模块从对应的扩展模块获取到的；若所述上层模块为中继模块，则获取扩展模块发送的设备的目标数据并将所述目标数据发送至主控制器，以使所述主控制器将所述目标数据上传至监控平台；其中，所述主控制器与至少一个扩展模块通过can扩展通讯网进行通讯；或所述主控制器通过can工作站集群通讯网和至少一个中继模块连接，每个中继模块通过can扩展通讯网与至少一个所述扩展模块进行通讯，所述can扩展通讯网指所述中继模块和所述上层模块
在第一can通讯距离范围内，所述can工作站集群通讯网指所述主控制器和所述中继模块在第二can通讯距离范围内。12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，获取扩展模块发送的设备的目标数据包括：在扩展模块加入所述can扩展通讯网后，获取所述扩展模块发送的can地址；根据所述can地址确定配置信息并将所述配置信息发送至所述扩展模块；获取所述扩展模块根据所述配置信息形成的目标校验码；根据所述目标校验码和预存的校验码确定校验成功；在校验成功后，采用服务通讯协议栈接收所述扩展模块通过模块通讯协议栈发送的设备的目标数据。13.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，采用服务通讯协议栈接收所述扩展模块通过模块通讯协议栈发送的设备的目标数据的同时，所述方法还包括：在上层模块端口检测到消息接收就绪时，触发接收任务的第二事件；根据所述第二事件，通过数据处理器对扩展模块发送的任务指令进行数据解析；根据解析结果调用第二动态数据同步重载器发起重载请求，其中，所述重载请求用于完成上层模块和设备的状态同步。14.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：当接收到控制指令时，将所述控制指令加入待发送队列；在确定上层模块端口发送就绪时，通过第二仲裁调度器启动发送任务。15.一种设备控制装置，其特征在于，应用于扩展模块，所述装置包括：获取模块，用于获取设备的目标数据；发送模块，用于发送所述目标数据至对应的中继模块，以使所述中继模块将所述目标数据发送至主控制器，且所述主控制器将所述目标数据上传至监控平台，其中，所述中继模块通过can扩展通讯网和至少一个所述扩展模块连接，所述主控制器通过can工作站集群通讯网和至少一个所述中继模块连接，所述can扩展通讯网指所述中继模块和通讯对象在第一can通讯距离范围内，所述can工作站集群通讯网指所述主控制器和所述中继模块在第二can通讯距离范围内。16.一种设备控制装置，其特征在于，应用于主控制器，所述装置包括：获取模块，用于获取中继模块发送的目标数据，其中，所述目标数据是所述中继模块从对应的扩展模块获取到的，所述主控制器通过can工作站集群通讯网和至少一个中继模块连接，每个中继模块通过can扩展通讯网与至少一个所述扩展模块连接，所述can扩展通讯网指所述中继模块和通讯对象在第一can通讯距离范围内，所述can工作站集群通讯网指所述主控制器和所述中继模块在第二can通讯距离范围内；上传模块，用于将所述目标数据上传至监控平台。17.一种设备控制装置，其特征在于，应用于上层模块，所述装置包括：第一获取模块，用于若所述上层模块为主控制器，则获取扩展模块发送的设备的目标数据；或获取中继模块发送的所述目标数据，并将所述目标数据上传至监控平台，其中，所述目标数据是所述中继模块从对应的扩展模块获取到的；第二获取模块，用于若所述上层模块为中继模块，则获取扩展模块发送的设备的目标
数据并将所述目标数据发送至主控制器，以使所述主控制器将所述目标数据上传至监控平台；其中，所述主控制器与至少一个扩展模块通过can扩展通讯网进行通讯；或所述主控制器通过can工作站集群通讯网和至少一个中继模块连接，每个中继模块通过can扩展通讯网与至少一个所述扩展模块进行通讯，所述can扩展通讯网指所述中继模块和所述上层模块在第一can通讯距离范围内，所述can工作站集群通讯网指所述主控制器和所述中继模块在第二can通讯距离范围内。18.一种电子设备，其特征在于，包括处理器、通信接口、存储器和通信总线，其中，处理器，通信接口，存储器通过通信总线完成相互间的通信；存储器，用于存放计算机程序；处理器，用于执行存储器上所存放的程序时，实现权利要求4-14任一所述的方法。19.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质内存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求4-14任一所述的方法。

技术总结
本申请涉及设备控制系统、方法、装置、电子设备和存储介质，系统包括：扩展模块，用于提取一个设备的目标数据；中继模块，通过CAN扩展通讯网和至少一个扩展模块连接，用于获取扩展模块采集的目标数据，其中，CAN扩展通讯网指扩展模块和通讯对象在第一CAN通讯距离范围内；主控制器，通过CAN工作站集群通讯网和至少一个中继模块连接，用于获取中继模块发送的目标数据，其中，CAN工作站集群通讯网指主控制器和中继模块在第二CAN通讯距离范围内；监控平台，与主控制器连接，用于获取主控制器发送的目标数据，并发送控制指令至主控制器。本申请在对接多个扩展模块时能够避免受到控制器接口数量的限制。的限制。的限制。


技术研发人员：李宏波 陈楚洪 申伟刚
受保护的技术使用者：珠海格力电器股份有限公司
技术研发日：2023.05.26
技术公布日：2023/8/24