一種安檢設備的監控系統的制作方法

本發明涉及安檢設備控制技術領域，尤其涉及一種安檢設備的監控系統。

背景技術：

目前，安檢設備已廣泛應用于機場、火車站、汽車站、政府機關大樓、大使館、會議中心、會展中心、酒店、商場、大型活動、郵局、學校、物流行業、工業檢測等場所。大部分安檢設備的監控方法是借助于輸送帶將被檢查物品送入安檢設備的檢查通道，被檢查物品在顯示器中顯示出大致的形狀，并呈現出不同的顏色，以表示不同的化學成分，間接體現其危險程度，安檢員根據顯示器中呈現的圖像形狀及顏色來檢測危險品。

現有的需要經過安檢設備的進行檢測的物品的種類繁多，而且在各個大型公共場所人流量密集，對物品檢測的密度增大，安檢設備要檢測每個物品的特性，如濕度，溫度，振動特性等，而一般各個公共場所特別是機場，火車站中的安檢設備有多個，有時候會出現在同一時刻某些檢驗設備的進行檢查的物品流量特別大，而其他安檢設備的檢驗流量很小，導致各個設備傳輸到終端的通道數據處理不均衡，使得流量特別大的設備在終端處處理數據的效率降低，如何對這些設備采集的數據進行收集和處理，保證其穩定工作，對提高安檢的可靠性意義重大。

技術實現要素：

本發明的目的在于提供一種安檢設備的監控系統，在采集到大量監控設備的不斷波動的數據后，利用分組方式劃分資源，增強了多通道數據進行處理的均衡性，以克服上述現有技術存在的不足。終端和安檢設備之間采用多通道冗余設計，定期對通信鏈路進行檢測，獲取通信鏈路的當前的鏈路指標數據，根據所述目標通信鏈路的當前狀態，判斷是否存在信號不穩定、通信干擾、設備故障等情況，當發生上述情況時，系統將通道復位或者切換。

本發明的目的通過下述技術方案予以實現。

一種安檢設備的監控系統，包括：顯示器、具有多通道處理數據和通道仲裁模塊的終端、安檢設備接口；所述終端中具有多個通道接收安檢設備接口采集的數據，如果通道i中的數據需要的資源為△i，通道j的以往進行資源劃分區間為pj，那么該通道處理數據的能力為通道的處理數據的溢出閾值為如果sj>(1+φ)pj，則該通道對數據的處理能力溢出；通道處理數據的空閑閾值為τ，若sj<(1-τ)pj，則該通道空閑；終端處理數據的能力溢出的通道為集合on，終端處理數據的空閑狀態的通道為集合in，在監控設備接口傳送的數據后，對集合on中所有處理數據的資源溢出的通道按照溢出資源的程度由大到小進行排序，對集合in中所有處于數據處理的空閑狀態的通道按照空閑程度由大到小進行排序，之后通過計算出通道的資源劃分關系對空閑的通道和溢出的通道進行分組，每個分組形成一個新的資源劃分關系，在每次分組時，建立資源溢出的通道集合on’和空閑狀態的通道集合in’，加入on和in中未分組的第一個通道，形成分組[on’，in’]，計算in’中所有的空閑狀態下的通道達到非空閑狀態所要增加的數據量為達到資源溢出狀態下所要增加的數據量為計算on’中所有通道達到非溢出狀態下所要減少的數據量為如果d3小于或等于d1,表明資源空閑的通道在接收資源溢出的通道轉移過來的數據，使原先資源溢出的通道到達非溢出的狀態時，原先資源空閑還不會到達非空閑狀態，則on’中加入on中下一未分組的資源溢出的通道；如果d2小于或等于d3，表明當前空閑的通道已經無法再承受資源溢出的通道轉移過來的數據，則in’加入in中下一個未分組的處于處理數據的空閑狀態下的通道；如果d2>d3>d1,則一次分組完成。重復上述過程，一直到資源溢出的通道或空閑狀態的通道的集合為空集。如果處理數據的空閑狀態下的通道為空，則表示數據處理模塊中，無法應對當前采集的數據流，需要增加額外的資源。

進一步，所述系統的狀態包括復位狀態，等待狀態，預備狀態，開始狀態，連接狀態，數據傳送狀態；所述復位狀態為，當系統復位、連接錯誤被中斷或在鏈路初始化時出現錯誤，系統進入復位狀態，終端進入復位狀態時，同時復位終端接收數據的通道和安檢設備接口，在復位信號結束10us后，進入等待狀態；等待狀態為：進入該狀態后，安檢設備接口仍處于復位，終端接收安檢設備接口數據的通道被使能，當終端的通道收到null字符，那么在經過10us延時后進入預備狀態；預備狀態為：此時安檢設備接口仍處于復位，終端接收安檢設備接口數據的通道使能，在等待終端發送的連接使能信號到來之后，進入開始狀態；開始狀態為：此時終端接收安檢設備接口數據的通道和安檢設備接口都被使能，安檢設備的接口需要不斷地通過收發null字符來維持連接的暢通，當每一個通道的null的獲得信號置位時，進入連接狀態；連接狀態：在該狀態中除了可以收發null字符外還可以收發ack字符。當接收端收到ack字符后，ack的獲得信號置位，進入數據傳送狀態；數據傳送狀態為：進入數據傳送狀態后，安檢設備接口可以發送時間編碼、ack、數據段正常字符，數據段異常字符和null字符等，直到與終端通道的連接上出現錯誤，回到復位狀態為止。

進一步，所述的連接錯誤包括超時連接錯誤，奇偶校驗錯誤，終端接收的非法字符檢測錯誤，接收的數據流和以及校驗數量與gpib協議不符的錯誤，即出現丟包錯誤。

進一步，終端的仲裁模塊對錯誤的檢測以及恢復步驟為：(1)誤碼檢測，檢測來源于安檢設備端口產生的四種錯誤形式；(2)斷開鏈路，并對當前傳送的字符不是數據段正常字符，則對終端的接收通道的緩存區加入數據段異常字符，這樣鏈路斷開時正在傳輸的數據中已到達終端的前半部分會被刪除；(3)刪除設備發送緩存區下一個數據段正常字符之前的數據，即未完成傳輸終端的后半部分數據；(4)在此建立連接，發送下一次數據。

進一步，終端的仲裁模塊對錯誤的檢測以及恢復步驟為：(1)誤碼檢測，檢測來源于安檢設備端口產生的四種錯誤形式；(2)斷開鏈路，并對當前傳送的字符不是數據段正常字符，則對終端的接收通道的緩存區加入數據段異常字符，這樣鏈路斷開時正在傳輸的數據中已到達終端的前半部分會被刪除；(3)刪除設備發送緩存區下一個數據段正常字符之前的數據，即未完成傳輸終端的后半部分數據；(4)在此建立連接，發送下一次數據。

本發明的有益效果為：通過在數據監控模塊中對所采集到的多通道的數據進行分組，使各個通道的數據處理數據所利用的資源趨于均衡，提高數據處理的效率，通道與監控設備接口的通信的檢測和仲裁，進一步提升了安檢的可靠性，保證設備的平穩運行。

附圖說明

圖1為本發明種安檢設備進行數據采集結構圖；

圖2為本發明的安檢設備與監控終端的系統圖；

圖3為本發明對多通道處理安檢設備接口傳輸數據的資源調整的步驟；

圖4為本發明終端和安檢設備之間通信的工作狀態的轉換。

具體實施方式

下面通過具體的實施例對本發明的技術方案作進一步的說明。

為了使本發明的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對本發明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發明，并不用于限定本發明。此外，下面所描述的本發明各個實施方式中所涉及到的技術特征只要彼此之間未構成沖突就可以相互組合。

本發明的提供了一種安檢設備的監控系統，包括顯示器、具有多通道處理數據的終端、安檢設備接口。

顯示器用于顯示數據采集模塊、狀態監控模塊采集的數據、故障信息等。

安檢設備接口是通過多組傳感器對本地安檢設備中的物品的實施監控，如振動傳感器，溫度傳感器，濕度傳感器傳感器，煙霧傳感器，感光傳感器等，采集的數據是內部物體的各種物理特性，其中振動傳感器檢測里面物品的異常情況，需要放大器、濾波器等共同實現，其他傳感器的數據通過gpib卡傳送到安檢設備接口中。

圖1為安檢設備進行數據采集結構圖，數據采集模塊由放大電路、濾波電路、a/d轉換和數據處理模塊組成。放大電路其接收安檢機的被放置安檢物體后履帶的振動信號，其增益根據傳感器探測到的放入物體的大小和重量進行動態控制，以期獲得更好的檢測效果。所述濾波電路為低通濾波器，濾波時鐘由pwm芯片提供，ad轉換器是多通道同時采樣的adc，地址設置在eeprom地址空間，轉換結束的信號作為中斷信號輸入到處理器，采樣脈沖由時鐘芯片提供的高頻采樣時鐘產生。設備的數據接口由嵌入式接口的gpib采集提供，對設備進行采集的數據可以是設備的功耗、溫度、連續工作時間等進行處理后，通過gpib卡輸入到安檢設備的接口中，并通過安檢設備接口將數據發送至終端。

圖2為多個安檢設備通過接口連接到終端上，終端給每個安檢設備分配的通道對安檢設備的采集數據進行處理。從整個安檢體系來說，不同的安檢設備的工作量不斷在變化，終端對來自設備的多通道采集的數據速率的大幅度改變將使整個設備的檢測量受制于檢測閾值的設備，終端需要對設備采集的數據進行進一步的處理和調整。造成設備采集數率的通道的波動一方面是各個采集通道的以往數據分布不均，另一個方面是各個采集通道最終到達數據處理模塊的數據流分布不均。針對上述兩種情況，在終端進行數據處理初始化時，需要根據各個通道處理能力劃分以往數據，并在運行時動態地調整各個通道處理所采集數據的資源。

在到達終端的數據流為多個的前提下，對終端處理數據流各個通道的資源劃分調節數據處理的能力，可以消除單通道處理數據的瓶頸，提升整個數據處理模塊的處理效率。終端處理資源劃分的首先建立通道處理能力的模型，若通道處理資源的能力為m，其通道處理的以往進行數據處理的資源劃分區間為p，處理能力提升參數為α，則得到通道單位時間的數據處理率為η＝αm/p，則通道進行數據處理的丟失率為若單位通道在數據處理模塊的處理速度為μ，導致數據丟失時的抗阻參數為ξ，則通道的平均處理數據的能力為在通道內的采集的數據均衡的條件下，各個通道的處理速度相同，則通道所分配可處理的以往數據進行資源劃分區間為p∞μ·(αm·(1-ξ)+ξ)(1)。基于此模型，可以根據處理器的速度，和根據各通道分配的內存容量計算處各通道的所分配的數據劃分區間，在所采集的數據在各通道均勻分布的情況下，保證各個通道采集數據的平衡。

實際運行中。由于安檢設備接口傳遞的數據流不是均勻分布，在經過長時間的運行之后，可能造成各個通道之間的處理能力的負荷傾斜。因此無法預知設備中所要監控的量的大小，即無法控制設備中的數據采集的來源，所以為了消除處理各個通道處理能力的負荷傾斜，只能通過調整采集數據的分布的方法以平衡各個通道上的實際處理能力，使其不至于被溢出。動態調整各通道處理能力的關鍵是找出數據處理模塊接收的溢出通道和空閑通道并確定調整哪部分的數據，在實現通道處理數據的同時盡量最小化的移動數據。

將安檢設備接口傳遞的數據流看作單位時間為標尺的序列，建立通道的資源處理模型。在下一個調整周期內，如果通道i中的數據需要的資源為△i，通道j的以往進行資源劃分區間為pj，那么該通道處理數據的能力為利用公式(1)進行計算通道j能夠處理數據的能力，設通道的處理數據的溢出閾值為如果sj>(1+φ)pj，則該通道對數據的處理能力溢出；設通道處理數據的空閑閾值為τ，若sj<(1-τ)pj，則該通道空閑。

終端處理數據的能力溢出的通道為集合on,在該集合中，溢出的通道j的處理以往進行資源劃分區間為pj，則可能發生數據移動的區間為終端處理數據的空閑狀態下的通道集合in,設xik表示數據從通道i到通道k的資源劃分區間的轉移，設xik＝1時表示移動，為0時標識不移動。若通道k表示處理通道i所轉移過來的數據量為dik,則從資源溢出的通道到資源空閑的數據轉移量為并且每個資源溢出的通道的數據只能移動一次，即

為達到通道中的進行數據處理的資源平衡，每個溢出的通道要轉移數據達到非溢出狀態，即每個原來空閑狀態下的通道要接收數據達到資源非溢出狀態，即每個空閑通道不能接收過多的數據成為資源溢出的通道，即因此進行數據處理模塊中各個通道資源的調整需在公式(2)到(4)下進行計算。

如圖3所示，本發明對通道資源進行調整的步驟為，首先對集合on中所有處理數據的資源溢出的通道按照溢出資源的程度由大到小進行排序，對集合in中所有處于數據處理的空閑狀態的通道按照空閑程度由大到小進行排序，之后通過計算出通道的資源劃分關系對空閑的通道和溢出的通道進行分組，每個分組形成一個新的資源劃分關系，如圖1所示。在每次分組時，建立資源溢出的通道集合on’和空閑狀態的通道集合in’，加入on和in中未分組的第一個通道，形成分組[on’，in’]，計算in’中所有的空閑狀態下的通道達到非空閑狀態所要增加的數據量為達到資源溢出狀態下所要增加的數據量為計算on’中所有通道達到非溢出狀態下所要減少的數據量為如果d3小于或等于d1,表明資源空閑的通道在接收資源溢出的通道轉移過來的數據，使原先資源溢出的通道到達非溢出的狀態時，原先資源空閑還不會到達非空閑狀態，則on’中加入on中下一未分組的資源溢出的通道；如果d2小于或等于d3，表明當前空閑的通道已經無法再承受資源溢出的通道轉移過來的數據，則in’加入in中下一個未分組的處于處理數據的空閑狀態下的通道；如果d2>d3>d1,則一次分組完成。重復上述過程，一直到資源溢出的通道或空閑狀態的通道的集合為空集。如果處理數據的空閑狀態下的通道為空，則表示數據處理模塊中，無法應對當前采集的數據流，需要增加額外的資源。

在終端與設備進行通信時，采用了字符校驗提高數據傳輸的可靠性。

校驗位包括的范圍是前一個數據字符的后8位數據或者是控制字符的后三位數據、當前校驗位和當前的狀態位。所述狀態位包括數據段正常字符，數據段異常字符，時間編碼等。校驗的方式采用奇偶校驗或者ecc校驗的形式，也就是說發送的一連串的數據中，校驗位覆蓋內有奇數個“1”，此次校驗不通過時將會重新發送。

終端與安檢設備之間的數據傳送有以下幾種錯誤：(1)超時連接錯誤；(2)奇偶校驗錯誤；(3)終端接收的非法字符檢測錯誤；(4)接收的數據流和以及校驗數量與gpib協議不符的錯誤，即出現丟包錯誤。

當傳送錯誤在安檢設備的初始化的過程中出現時，都將使終端內接收數據的狀態機的狀態恢復到復位狀態，重新建立連接。恢復的步驟為：假設終端的接收通道失效，而此時安檢設備的接口啟動初始化程序，會發送null給終端，由于終端的通道實效無法恢復接口通信，所以安檢設備的接口在經過一段時間，如10us未收到null字符時也會回到復位狀態，這時安檢設備接口和終端的通道會同時進行復位建立新的連接。

如果錯誤產生于數據傳送狀態中，將會發送給終端的仲裁模塊，仲裁模塊根據誤碼的類型進行處理。

圖4示出了終端和安檢設備之間通信的幾種工作狀態的轉換。包括復位狀態，等待狀態，預備狀態，開始狀態，連接狀態，數據傳送狀態。

所述復位狀態為，當系統復位、連接錯誤(即上述的終端與安檢設備之間的數據傳送的四種錯誤)被中斷或在鏈路初始化時出現錯誤，系統進入復位狀態，同時復位終端接收數據的通道和安檢設備接口，在復位信號結束10us后，進入等待狀態。等待狀態為：進入該狀態后，安檢設備接口仍處于復位，終端接收安檢設備接口數據的通道被使能。當終端的通道收到null字符，那么在經過10us延時后進入預備狀態。預備狀態為：此時安檢設備接口仍處于復位，終端接收安檢設備接口數據的通道使能，在等待終端發送的連接使能信號到來之后，進入開始狀態。開始狀態為：此時終端接收安檢設備接口數據的通道和安檢設備接口都被使能，安檢設備的接口需要不斷地通過收發null字符來維持連接的暢通，當每一個通道的null的獲得信號置位時，進入連接狀態。連接狀態：在該狀態中除了可以收發null字符外還可以收發ack字符。當接收端收到ack字符后，gotack信號置位，進入數據傳送狀態。數據傳送狀態：進入數據傳送狀態后，安檢設備接口可以發送時間編碼、ack、數據段正常字符，數據段異常字符和null字符等，直到與終端通道的連接上出現錯誤，回到復位狀態為止。

在數據傳送狀態中時，終端的仲裁模塊對錯誤的檢測以及恢復步驟為：(1)誤碼檢測，檢測來源于安檢設備端口產生的四種錯誤形式；(2)斷開鏈路，并對當前傳送的字符不是數據段正常字符，則對終端的接收通道的緩存區加入數據段異常字符，這樣鏈路斷開時正在傳輸的數據中已到達終端的前半部分會被刪除；(3)刪除設備發送緩存區下一個數據段正常字符之前的數據，即未完成傳輸終端的后半部分數據；(4)在此建立連接，發送下一次數據。

當終端中某一個通道出現異常，而且經過多次嘗試都無法恢復數據傳輸時，仲裁模塊利用多路選擇器在終端的當前通道和另一個備用通道之間進行轉換，如果連接正常，通道就會進入啟動狀態，如果連接錯誤，根據狀態轉換試圖將連接的次數來決定是否轉換通道，當超過錯誤的閾值后，切換至備用的通道進行連接。

以上述依據本發明的理想實施例為啟示，通過上述的說明內容，相關工作人員完全可以在不偏離本項發明技術思想的范圍內，進行多樣的變更以及修改。本項發明的技術性范圍并不局限于說明書上的內容，必須要根據權利要求范圍來確定其技術性范圍。