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自动化码头的可视化 监控系统及方法

阅读：148发布：2024-02-14

专利汇可以提供自动化码头的可视化监控系统及方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明揭示了一种自动化码头的可视化监控系统，包括：数据采集层、数据应用层和数据展示层。数据采集层包括采集层网络、输入输出服务器和输入输出设备，输入输出服务器和输入输出设备均连接到采集层网络。数据应用层包括应用层网络和应用服务器，应用服务器和输入输出服务器都连接到应用层网络。数据展示层包括数个客户端，客户端通过局域网或者互联网接入应用层网络，客户端从应用服务器获取应用数据，根据应用数据产生人机界面并在人机界面以可视化的方式展示自动化码头的数据，其中客户端包括台式设备和移动设备，客户端以多屏多画面的方式展示自动化码头的数据。本发明还揭示了一种自动化码头的可视化监控方法。，下面是自动化码头的可视化监控系统及方法专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种自动化码头的可视化监控系统，其特征在于，包括：
数据采集层，数据采集层包括采集层网络、输入输出服务器和输入输出设备，输入输出服务器和输入输出设备均连接到采集层网络，输入输出设备采集自动化码头的基础数据，输入输出服务器通过采集层网络获取基础数据并对基础数据进行处理；
数据应用层，数据应用层包括应用层网络和应用服务器，应用服务器和输入输出服务器都连接到应用层网络，应用服务器基于输入输出服务器处理的基础数据产生应用数据；
数据展示层，数据展示层包括数个客户端，客户端通过局域网或者互联网接入应用层网络，客户端从应用服务器获取应用数据，根据应用数据产生人机界面并在人机界面以可视化的方式展示自动化码头的数据，其中客户端包括台式设备和移动设备，客户端以多屏多画面的方式展示自动化码头的数据。
2.如权利要求1所述的自动化码头的可视化监控系统，其特征在于，所述应用服务器包括：数据接口服务器、报警服务器、显示服务器。
3.如权利要求2所述的自动化码头的可视化监控系统，其特征在于，所述数据接口服务器包括：API接口服务器、DDE数据交换服务器、OPC服务器和Web Service服务器。
4.如权利要求2所述的自动化码头的可视化监控系统，其特征在于，所述显示服务器包括：多屏管理装置和渲染装置。
5.如权利要求4所述的自动化码头的可视化监控系统，其特征在于，所述多屏管理装置提供多屏配置界面，多屏管理装置通过多屏配置界面获取多屏配置数据，多屏管理装置基于多屏配置数据生成分屏类，分屏类包括数个分屏，每一个分屏被映射至一个客户端，每一个分屏生成一个主窗口，主窗口包含多个展示画面，主窗口以及其包含的多个展示画面在该分屏所映射的客户端上展示。
6.如权利要求4所述的自动化码头的可视化监控系统，其特征在于，所述渲染装置包括：Direct2D渲染器、GDI渲染器、延时器、延时渲染队列和GDC接口，渲染装置将每一个渲染操作作为渲染节点收集在延时渲染队列中，各个渲染操作由延时器进行延时，延时至所有绘制数据收集完毕后统一由Direct2D渲染器和GDI渲染器进行渲染。
7.如权利要求1所述的自动化码头的可视化监控系统，其特征在于，所述台式设备和移动设备使用下述操作系统的其中之一：Windows、Windows Phone、Windows Surface、iOS、Android。
8.一种自动化码头的可视化监控方法，其特征在于，包括：
由输入输出设备采集自动化码头的基础数据，输入输出服务器通过采集层网络获取基础数据并对基础数据进行处理；
应用服务器通过应用层网络获取输入输出服务器处理的基础数据，并产生应用数据；
客户端通过局域网或者互联网接入应用层网络，客户端从应用服务器获取应用数据，根据应用数据产生人机界面并在人机界面以可视化的方式展示自动化码头的数据，客户端以多屏多画面的方式展示自动化码头的数据。
9.如权利要求8所述的自动化码头的可视化监控方法，其特征在于，还包括：
由多屏管理装置提供多屏配置界面，多屏管理装置通过多屏配置界面获取多屏配置数据；
多屏管理装置基于多屏配置数据生成分屏类，分屏类包括数个分屏，每一个分屏被映射至一个客户端；
每一个分屏生成一个主窗口，主窗口包含多个展示画面，主窗口以及其包含的多个展示画面在该分屏所映射的客户端上展示。
10.如权利要求8所述的自动化码头的可视化监控方法，其特征在于，还包括对展示的自动化码头的数据进行渲染，渲染装置将每一个渲染操作作为渲染节点收集在延时渲染队列中，各个渲染操作由延时器进行延时，延时至所有绘制数据收集完毕后统一由Direct2D渲染器和GDI渲染器进行渲染。

说明书全文

自动化码头的可视化 监控系统及方法

技术领域

[0001] 本发明涉及集装箱码头技术领域，更具体地说，涉及码头的可视化监控技术。

背景技术

[0002] 随着自动化码头的发展，数据监控平台成为自动化码头作业必不可少的组成部分。传统的监控系统的做法是开发和维护一套针对某一个码头特有的系统，针对码头的特点设置固定的监控视角，然后在单一屏幕或者固定的几个屏幕上显示固定的界面和画面。此类监控系统的缺陷是可复用性差，对于不同码头、不同需求，无法复用同一套系统。并且使用不便利，只能通过固定的屏幕来监控码头的数据，在离开屏幕后，无法通过其他终端接入系统进行监控。此类监控系统的监控稳定性、有效性都有较大的局限，并且开发成本高，应用灵活性差。

发明内容

[0003] 根据本发明的一实施例，提出一种自动化码头的可视化监控系统，包括：

[0004] 数据采集层，数据采集层包括采集层网络、输入输出服务器和输入输出设备，输入输出服务器和输入输出设备均连接到采集层网络，输入输出设备采集自动化码头的基础数据，输入输出服务器通过采集层网络获取基础数据并对基础数据进行处理；

[0005] 数据应用层，数据应用层包括应用层网络和应用服务器，应用服务器和输入输出服务器都连接到应用层网络，应用服务器基于输入输出服务器处理的基础数据产生应用数据；

[0006] 数据展示层，数据展示层包括数个客户端，客户端通过局域网或者互联网接入应用层网络，客户端从应用服务器获取应用数据，根据应用数据产生人机界面并在人机界面以可视化的方式展示自动化码头的数据，其中客户端包括台式设备和移动设备，客户端以多屏多画面的方式展示自动化码头的数据。

[0007] 在一个实施例中，应用服务器包括：数据接口服务器、报警服务器、显示服务器。

[0008] 在一个实施例中，数据接口服务器包括：API接口服务器、DDE数据交换服务器、OPC服务器和Web Service服务器。

[0009] 在一个实施例中，显示服务器包括：多屏管理装置和渲染装置。

[0010] 在一个实施例中，多屏管理装置提供多屏配置界面，多屏管理装置通过多屏配置界面获取多屏配置数据，多屏管理装置基于多屏配置数据生成分屏类，分屏类包括数个分屏，每一个分屏被映射至一个客户端，每一个分屏生成一个主窗口，主窗口包含多个展示画面，主窗口以及其包含的多个展示画面在该分屏所映射的客户端上展示。

[0011] 在一个实施例中，渲染装置包括：Direct2D渲染器、GDI渲染器、延时器、延时渲染队列和GDC接口，渲染装置将每一个渲染操作作为渲染节点收集在延时渲染队列中，各个渲染操作由延时器进行延时，延时至所有绘制数据收集完毕后统一由Direct2D渲染器和GDI渲染器进行渲染。

[0012] 在一个实施例中，台式设备和移动设备使用下述操作系统的其中之一：Windows、Windows Phone、Windows Surface、iOS、Android。

[0013] 根据本发明的一实施例，提出一种自动化码头的可视化监控方法，包括：

[0014] 由输入输出设备采集自动化码头的基础数据，输入输出服务器通过采集层网络获取基础数据并对基础数据进行处理；

[0015] 应用服务器通过应用层网络获取输入输出服务器处理的基础数据，并产生应用数据；

[0016] 客户端通过局域网或者互联网接入应用层网络，客户端从应用服务器获取应用数据，根据应用数据产生人机界面并在人机界面以可视化的方式展示自动化码头的数据，客户端以多屏多画面的方式展示自动化码头的数据。

[0017] 在一个实施例中，该可视化监控方法还包括：

[0018] 由多屏管理装置提供多屏配置界面，多屏管理装置通过多屏配置界面获取多屏配置数据；

[0019] 多屏管理装置基于多屏配置数据生成分屏类，分屏类包括数个分屏，每一个分屏被映射至一个客户端；

[0020] 每一个分屏生成一个主窗口，主窗口包含多个展示画面，主窗口以及其包含的多个展示画面在该分屏所映射的客户端上展示。

[0021] 在一个实施例中，该可视化监控方法还包括对展示的自动化码头的数据进行渲染，渲染装置将每一个渲染操作作为渲染节点收集在延时渲染队列中，各个渲染操作由延时器进行延时，延时至所有绘制数据收集完毕后统一由Direct2D渲染器和GDI渲染器进行渲染。

[0022] 本发明的自动化码头的可视化监控系统和监控方法能够快速组态编辑环境，既可以减少通用模块的开发次数，又可以根据自身特性进行定制开发，大大缩短开发周期，节约成本。本发明的自动化码头的可视化监控系统和监控方法以多屏多画面的方式展示自动化码头的数据，并且客户端种类多样，台式终端和移动终端都可以接入系统进行监控，大幅提升了监控的便利性。附图说明

[0023] 本发明上述的以及其他的特征、性质和优势将通过下面结合附图和实施例的描述而变的更加明显，在附图中相同的附图标记始终表示相同的特征，其中：

[0024] 图1揭示了根据本发明的一实施例的自动化码头的可视化监控系统的网络结构示意图。

[0025] 图2揭示了根据本发明的一实施例的自动化码头的可视化监控系统中数据接口服务器的连接示意图。

[0026] 图3揭示了根据本发明的一实施例的自动化码头的可视化监控系统中报警服务器的连接示意图。

[0027] 图4揭示了根据本发明的一实施例的自动化码头的可视化监控系统中多屏管理装置的结构示意图。

[0028] 图5揭示了根据本发明的一实施例的自动化码头的可视化监控系统中渲染装置的结构示意图。

具体实施方式

[0029] 参考图1所示，图1揭示了根据本发明的一实施例的自动化码头的可视化监控系统的网络结构示意图。在图示的实施例中，该自动化码头的可视化监控系统包括：数据采集层102、数据应用层104和数据展示层106。数据采集层102包括采集层网络121、输入输出服务器122和输入输出设备123。输入输出服务器122和输入输出设备123均连接到采集层网络
121。输入输出设备123采集自动化码头的基础数据，输入输出服务器122通过采集层网络
121获取基础数据并对基础数据进行处理。数据应用层104包括应用层网络141和应用服务器142。应用服务器142和输入输出服务器122都连接到应用层网络141。应用服务器142基于输入输出服务器122处理的基础数据产生应用数据。在图示的实施例中，应用服务器包括：
数据接口服务器、报警服务器、显示服务器。应用服务器在后面会更加具体地描述。数据展示层106包括数个客户端161。客户端161通过局域网或者互联网接入应用层网络141。客户端161从应用服务器142获取应用数据，根据应用数据产生人机界面并在人机界面以可视化的方式展示自动化码头的数据。在一个实施例中，客户端161包括台式设备和移动设备，客户端161以多屏多画面的方式展示自动化码头的数据。在一个实施例中，台式设备和移动设备可以使用下述操作系统的其中之一：Windows、Windows Phone、Windows Surface、iOS、Android。由此，本发明的客户端可以基本覆盖目前主流操作系统的台式设备和移动设备。

[0030] 图2揭示了根据本发明的一实施例的自动化码头的可视化监控系统中数据接口服务器的连接示意图。在一个实施例中，应用服务器中的数据接口服务器包括：API接口服务器201、DDE数据交换服务器202、OPC服务器203和Web Service服务器204。API接口服务器201提供丰富的API接口函数，供外部应用程序自行定制程序来实现接口交互。DDE数据服务器202提供DDE(动态数据交换)的数据交换方式。DDE(动态数据交换)是使用共享内存进行应用程序的数据交换的通讯方式。通过DDE和设备驱动程序，各种Windows下DDE兼容的应用程序能进行数据交换。通过DDE，可以利用现有的各种操作系统下的软件资源来丰富功能。
OPC服务器203提供OPC服务，OPC服的全称是Object Linking and Embedding(OLE)for Process Control，即用于过程控制的目标链接与嵌入。Web Service服务器204提供Web Service服务，利用WSDL(Web Service Description Language)技术，进行数据连接、数据采集和数据处理，支持在广域网(WAN)上利用浏览器(例如IE)进行可视化数据展示的功能。

[0031] 图3揭示了根据本发明的一实施例的自动化码头的可视化监控系统中报警服务器的连接示意图。参考图3所示，应用服务器中的报警服务器301和输入输出服务器122都连接到应用层网络141。客户端161通过局域网或者互联网接入应用层网络141。形成基于分布式网络的报警系统，当报警服务器301发现由输入输出服务器122采集的数据中存在故障隐患，需要进行报警时，会在应用层网络141上发布报警信号。任意的一个客户端161均能够通过应用层网络141接收到该报警信号。

[0032] 在一个实施例中，应用服务器中的显示服务器包括：多屏管理装置和渲染装置。

[0033] 图4揭示了根据本发明的一实施例的自动化码头的可视化监控系统中多屏管理装置的结构示意图。如图4所示，多屏管理装置401提供多屏配置界面402，多屏管理装置通过多屏配置402界面获取多屏配置数据。多屏管理装置基于多屏配置数据生成分屏类，分屏类包括数个分屏，每一个分屏被映射至一个客户端。每一个分屏生成一个主窗口，主窗口包含多个展示画面，主窗口以及其包含的多个展示画面在该分屏所映射的客户端上展示。在图4中，每一个分屏所生成的主窗口以及其所包含的多个展示画面对客户端屏幕的绑定和映射由框403表示，在图4中，框403被表述为：画面和屏幕的绑定和映射。

[0034] 图5揭示了根据本发明的一实施例的自动化码头的可视化监控系统中渲染装置的结构示意图。参考图5所示，渲染装置包括：Direct2D渲染器501、GDI渲染器502、延时器503、延时渲染队列504和GDC(Graphics Device Context，图形设备内容)接口505。GDC(Graphics Device Context，图形设备内容)接口505是一个用于图形渲染的底层接口。渲染装置将每一个渲染操作作为渲染节点收集在延时渲染队列504中，各个渲染操作由延时器503进行延时，延时至所有绘制数据收集完毕后统一由Direct2D渲染器501和GDI渲染器502进行渲染。GDC(Graphics Device Context，图形设备内容)接口505可以兼容现有的CDC接口，并且在GDC接口的基础上同时支持GDI和Direct2D渲染。使用Direct2D处理的图形可实现更高的视觉质量，并且可随现代GPU性能特征的扩展而不断提升。如今随着硬件性能不断提高，充分利用硬件，解放软件资源，已成为业内共识。Direct2D的优势明显：Direct2D支持硬件加速、Direct2D支持基于图元的抗锯齿效果、Direct2D可以和GDI和Direct3D交互使用。

[0035] 本发明还揭示了一种自动化码头的可视化监控方法，包括下述的步骤：

[0036] 由输入输出设备采集自动化码头的基础数据，输入输出服务器通过采集层网络获取基础数据并对基础数据进行处理；

[0037] 应用服务器通过应用层网络获取输入输出服务器处理的基础数据，并产生应用数据；

[0038] 客户端通过局域网或者互联网接入应用层网络，客户端从应用服务器获取应用数据，根据应用数据产生人机界面并在人机界面以可视化的方式展示自动化码头的数据，客户端以多屏多画面的方式展示自动化码头的数据。

[0039] 在一个实施例中，该自动化码头的可视化监控方法还包括：

[0040] 由多屏管理装置提供多屏配置界面，多屏管理装置通过多屏配置界面获取多屏配置数据；

[0041] 多屏管理装置基于多屏配置数据生成分屏类，分屏类包括数个分屏，每一个分屏被映射至一个客户端；

[0042] 每一个分屏生成一个主窗口，主窗口包含多个展示画面，主窗口以及其包含的多个展示画面在该分屏所映射的客户端上展示。

[0043] 在一个实施例中，该自动化码头的可视化监控方法还包括对展示的自动化码头的数据进行渲染，渲染装置将每一个渲染操作作为渲染节点收集在延时渲染队列中，各个渲染操作由延时器进行延时，延时至所有绘制数据收集完毕后统一由Direct2D渲染器和GDI渲染器进行渲染。

[0044] 本发明的自动化码头的可视化监控系统和监控方法能够快速组态编辑环境，既可以减少通用模块的开发次数，又可以根据自身特性进行定制开发，大大缩短开发周期，节约成本。本发明的自动化码头的可视化监控系统和监控方法以多屏多画面的方式展示自动化码头的数据，并且客户端种类多样，台式终端和移动终端都可以接入系统进行监控，大幅提升了监控的便利性。

[0045] 上述实施例是提供给熟悉本领域内的人员来实现或使用本发明的，熟悉本领域的人员可在不脱离本发明的发明思想的情况下，对上述实施例做出种种修改或变化，因而本发明的保护范围并不被上述实施例所限，而应该是符合权利要求书提到的创新性特征的最大范围。

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