[发明专利]一种智慧照明系统中Proactor模式的高并发通信方法及系统

说明书

本发明公开了一种智慧照明系统中使用Proactor模式的高并发通信方法，建立基于内核事件通知机制Proactor模式的通信类CmultiServer，通信类CmultiServer封装统一的成员变量和成员方法；基于异步、事件驱动和回调函数，提供事件循环及基于 I/O的回调机制；使用异步、事件驱动、回调函数的编程风格，提供事件循环及基于 I/O的回调机制。该类对不同操作系统封装统一的成员变量和成员方法；对每个设备逻辑排序，设计Hash存储方式，高效准确存储数据。可以对数千个数据终端建立Tcp连接，维护状态、采取数据和下发控制命令，实现景观照明系统接口通信层Proactor模式的高并发通信。

技术领域

本发明涉及景观照明控制系统领域，应用于景观照明系统。

背景技术

随着城市化的发展，地标建筑和城市风景带等区域照明的建设，城市景观照明控制系统得到了迅速发展，从单栋楼宇的照明控制发展到园区一体化照明控制，近年来，区域甚至整个自然风光带(如珠江沿岸)的景观照明一体化控制也在建设当中。传统的面相单栋楼的照明系统满足不了需求，新的景观照明系统三遥配电监控与景观灯光控制结合成一体，采用主控、分控、设备三层控制架构，实时采集景观区域内所有楼宇的照明和能耗信息，实时控制照明开关和设备模式。

较大的景观照明系统通常包含几百栋甚至一千栋楼以上，所涉及的各栋楼照明设备多、设备多，型号多、参数和配置复杂、数据量大，要采集这些大量的实时数据并进行控制，传统的数据接口协议不能满足需求。在监控系统中，常用的接口协议大多基于TCP的、依赖通信链路稳定的协议，通常为以下几种模型：

⑴TPC模型(Thread Per Connection)，每个连接一个线程。

⑵select模型。

⑶I/O多路复用技术。

TPC模型是稳定的、可监控的通信模型，通常为每一个客户端创建一个独立的进程，但是随着系统规模的增加，在连接个数超过一千个的时候，由于进程数目过多，管理和监视花费的代价过大，维护性也不好。操作系统内核需要花费大量时间进行上下文切换，在管理和调度这些线程的花销比线程执行本身花更多的时间。

select模型受进程最大打开的描述符数(FD_SETSIZE)限制，linux2.6版本为1024,对于成上万级的用户连接请求，即便修改参数强行增加FD_SETSIZE，但是select扫描的效率下降的很快，造成通信效率下降。

Poll、epoll模型等多路复用技术在单个进程处理大量Tcp连接的情况下处理控制信息效率并不高，往往需要多个线程，增加系统管理和主备冗余的复杂程度。

在有些景观照明控制系统中，既有楼宇接入系统的通信网络不尽相同，有光纤专用网络、公共网络、4G无线网等方式，各种网络的通信状态和稳定性也有很大差别，比如光纤专用网络的稳定性和效率很高，公共网络收到通信高峰影响，4G无线网络的链路稳定性不高，通信链路通断比较频繁。传统的监控系统的接口通信技术不适宜在这样复杂的网络环境。

发明内容

本发明设计了一种智慧照明系统中Proactor模式的高并发通信方法，对数千个数据终端建立Tcp连接，维护状态、采取数据和下发控制命令。解决了大量Tcp连接的稳定通信和确保控制命令的及时和准确下发的难点，具有一定的先进性。

本发明技术方案如下：

一种智慧照明系统中Proactor模式的高并发通信方法，建立基于内核事件通知机制Proactor模式的通信类CmultiServer，通信类CmultiServer封装统一的成员变量和成员方法；基于异步、事件驱动和回调函数，提供事件循环及基于I/O的回调机制；

通信类CmultiServer基于使用线程池处理异步I/O请求机制的IOCP线程和epoll线程；