基于多協(xié)議并行采集技術(shù)的能耗數(shù)據(jù)采集器及其采集方法
【專利摘要】一種基于多協(xié)議并行采集技術(shù)的能耗數(shù)據(jù)采集器及其采集方法，其采集模塊包括：數(shù)據(jù)采集單元、數(shù)據(jù)處理單元、數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)值緩沖單元、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元以及數(shù)據(jù)上傳單元；數(shù)據(jù)采集單元包括若干不同協(xié)議的采集接口，根據(jù)配置文件加載對(duì)應(yīng)的協(xié)議庫(kù)，并根據(jù)協(xié)議庫(kù)中的初始化函數(shù)進(jìn)行初始化，結(jié)合通用的和特異的方法進(jìn)行數(shù)據(jù)采集；數(shù)據(jù)處理單元連接數(shù)據(jù)采集單元，接收數(shù)據(jù)采集單元采集到的數(shù)據(jù)并進(jìn)行處理；數(shù)據(jù)上傳單元連接數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)值緩沖單元以及數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元，設(shè)置能耗管理中心的IP地址和端口，并根據(jù)預(yù)設(shè)的初始化函數(shù)進(jìn)行初始化，建立與能耗管理中心的連接，續(xù)傳歷史數(shù)據(jù)或上傳實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)。
【專利說明】基于多協(xié)議并行采集技術(shù)的能耗數(shù)據(jù)采集器及其采集方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及數(shù)據(jù)采集領(lǐng)域，特別涉及一種基于多協(xié)議并行采集技術(shù)的能耗數(shù)據(jù)采集器及其采集方法。
[0002]
【背景技術(shù)】
[0003]在全球節(jié)能減排工作持續(xù)升溫，節(jié)能減排重要性持續(xù)提升的背景下，節(jié)能環(huán)保行業(yè)涌現(xiàn)出了各類節(jié)能技術(shù)。要實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排，能源消耗現(xiàn)狀的統(tǒng)計(jì)、分析，開展能源信息化工作，對(duì)當(dāng)前的耗能大戶進(jìn)行用能監(jiān)測(cè)是重要的基礎(chǔ)工作。
[0004]當(dāng)前，能耗測(cè)量?jī)x表主要包含電能表、熱量表、水表、氣表等儀表。能耗監(jiān)測(cè)的任務(wù)是將這些能耗測(cè)量?jī)x表的數(shù)據(jù)通過通信手段，集中采集并匯總至能耗管理中心，再由能耗管理中心的軟件進(jìn)行分析和優(yōu)化。通常，電能表的通信接口采用基于RS485的MODBUS RTU協(xié)議或者DL/T645-1997，DL/T645-2007協(xié)議；熱量表、水表、氣表采用CJ/T188-2004協(xié)議。此外，由于能耗管理中心往往從層面上分成企業(yè)級(jí)、城市級(jí)、省級(jí)、國(guó)家級(jí)等多個(gè)層面，能耗數(shù)據(jù)需要上傳到不同層面的管理中心。
[0005]行業(yè)內(nèi)，由儀表廠商提供的數(shù)據(jù)采集器往往僅支持一種標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議或者其自身自定義的通信協(xié)議，無(wú)法采集第三方協(xié)議的儀表。這就導(dǎo)致無(wú)法使用各儀表廠商的采集器來匯總能耗數(shù)據(jù)。從采集器與能耗管理中心的連接及可靠性上看，現(xiàn)有的采集器往往僅支持一個(gè)能耗管理中心，往往只能做到企業(yè)級(jí)的能耗數(shù)據(jù)集中。同時(shí)，在采集器與能耗管理中心間通信中斷的情況下，會(huì)出現(xiàn)通信中斷期間能耗數(shù)據(jù)丟失的情況。
[0006]
【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的上述不足，提供了一種基于多協(xié)議并行采集技術(shù)的能耗數(shù)據(jù)采集器，可采集符合標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議的能耗儀表，并提供所采集能耗數(shù)據(jù)的單位換算、報(bào)警等處理，并將處理后的數(shù)據(jù)上傳至多個(gè)能耗數(shù)據(jù)中心。本采集器可存儲(chǔ)歷史能耗數(shù)據(jù)，確保采集器與能耗數(shù)據(jù)中心通訊中斷期間的能耗數(shù)據(jù)不丟失。本采集器還內(nèi)置Web網(wǎng)頁(yè)配置接口，可方便通過Web對(duì)采集參數(shù)進(jìn)行配置和調(diào)整。
[0008]本發(fā)明通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn):
一種基于多協(xié)議并行采集技術(shù)的能耗數(shù)據(jù)采集器，其特征在于，包括:
采集模塊，用以數(shù)據(jù)采集和處理；
配置模塊，用以配置基于多協(xié)議并行采集技術(shù)的能耗數(shù)據(jù)采集器的接入網(wǎng)絡(luò)的配置接口和生成配置文件；以及，
診斷模塊，周期性的向采集模塊和配置模塊發(fā)送心跳通知，并接收回應(yīng)，用以監(jiān)視采集模塊和配置模塊是否正常運(yùn)行；
其中，采集模塊包括:數(shù)據(jù)采集單元、數(shù)據(jù)處理單元、數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)值緩沖單元、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元以及數(shù)據(jù)上傳單元；
數(shù)據(jù)采集單元包括若干不同協(xié)議的采集接口，根據(jù)配置文件加載對(duì)應(yīng)的協(xié)議庫(kù)，并根據(jù)協(xié)議庫(kù)中的初始化函數(shù)進(jìn)行初始化，結(jié)合通用的和特異的方法進(jìn)行數(shù)據(jù)采集；
數(shù)據(jù)處理單元連接數(shù)據(jù)采集單元，接收數(shù)據(jù)采集單元采集到的數(shù)據(jù)，并進(jìn)行處理，用以減少能耗管理中心的處理壓力；
數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)值緩沖單元連接數(shù)據(jù)處理單元，用以對(duì)處理后的數(shù)據(jù)進(jìn)行緩沖；
數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元連接數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)值緩沖單元，用以存儲(chǔ)數(shù)據(jù)；
數(shù)據(jù)上傳單元連接數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)值緩沖單元以及數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元，設(shè)置能耗管理中心的IP地址和端口，并根據(jù)預(yù)設(shè)的初始化函數(shù)進(jìn)行初始化，建立與能耗管理中心的連接，續(xù)傳歷史數(shù)據(jù)或上傳實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)。
[0009]較佳的，配置接口包括組態(tài)軟件配置接口和Web網(wǎng)頁(yè)配置接口 ；
Web網(wǎng)頁(yè)配置接口用以配置基于多協(xié)議并行采集技術(shù)的能耗數(shù)據(jù)采集器的網(wǎng)口 IP地址、能耗管理中心的IP地址和端口、基于多協(xié)議并行采集技術(shù)的能耗數(shù)據(jù)采集器的建筑編碼；
組態(tài)軟件配置接口用以配置采集接口的屬性、協(xié)議，以及在采集接口上添加儀表節(jié)點(diǎn)，配置儀表的屬性，然后在儀表節(jié)點(diǎn)上添加采集節(jié)點(diǎn)，配置采集節(jié)點(diǎn)的屬性，以生成配置文件。
[0010]較佳的，采集模塊還包括若干RS485接口、若干RJ45接口、無(wú)線接口，用以數(shù)據(jù)傳輸。
[0011]較佳的，數(shù)據(jù)采集單元采用多線程技術(shù)，若干不同協(xié)議的采集接口分別創(chuàng)建一獨(dú)立的采集線程。
[0012]較佳的，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元采用多文件分散歷史數(shù)據(jù)存儲(chǔ)，以小時(shí)為間隔生成歷史數(shù)據(jù)文件，按年月日結(jié)構(gòu)存儲(chǔ)在對(duì)應(yīng)文件夾。
[0013]本發(fā)明另提供一種基于多協(xié)議并行采集技術(shù)的能耗數(shù)據(jù)采集方法，可采集符合標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議的能耗儀表，并對(duì)所采集能耗數(shù)據(jù)的單位換算、報(bào)警等處理，并將處理后的數(shù)據(jù)上傳至多個(gè)能耗數(shù)據(jù)中心。
[0014]一種基于多協(xié)議并行采集技術(shù)的能耗數(shù)據(jù)采集方法，提供上述的基于多協(xié)議并行采集技術(shù)的能耗數(shù)據(jù)采集器，并執(zhí)行包括以下步驟:
51、對(duì)各采集接口進(jìn)行初始化；
52、根據(jù)配置文件對(duì)各采集接口加載對(duì)應(yīng)的協(xié)議庫(kù)；
53、根據(jù)協(xié)議庫(kù)中的初始化函數(shù)對(duì)采集接口上的儀表和采集點(diǎn)進(jìn)行初始化；
54、結(jié)合通用的和特異的方法進(jìn)行數(shù)據(jù)采集；
55、對(duì)采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，以減少能耗管理中心的處理壓力；
56、將處理后的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元；
57、對(duì)能耗管理中心進(jìn)行初始化，設(shè)置其IP地址和端口；
58、根據(jù)協(xié)議庫(kù)中的初始化函數(shù)對(duì)能耗管理中心的密鑰、建筑編碼進(jìn)行初始化；
59、與能耗管理中心建立連接和認(rèn)證；
S10、根據(jù)之前的斷線情況，續(xù)傳歷史數(shù)據(jù)和上傳實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)；
其中，所述SI與S7同時(shí)開始，異步執(zhí)行。[0015]較佳的，各采集接口包括配置了 MODUBS RTU或DL/T645-2007采集協(xié)議的RS485接口。
[0016]較佳的，RS485接口的數(shù)據(jù)采集流程包括:
511、根據(jù)配置文件中的波特率、奇偶校驗(yàn)信息設(shè)置串口屬性，再根據(jù)配置文件中該RS485接口的采集協(xié)議名從協(xié)議庫(kù)中選擇相應(yīng)的協(xié)議庫(kù)進(jìn)行加載；
512、利用該協(xié)議庫(kù)的初始化函數(shù)設(shè)置下掛儀表的設(shè)備地址、各采集點(diǎn)的寄存器地址、采集周期等，形成一個(gè)采集隊(duì)列，之后便開始正式的采集循環(huán)。
[0017]較佳的，步驟S12包括:
每次從采集隊(duì)列中取出下一個(gè)需要采集的目標(biāo)，使用協(xié)議庫(kù)的組包函數(shù)組好查詢數(shù)據(jù)幀從RS485接口發(fā)送出去，然后在超時(shí)時(shí)間內(nèi)等待回應(yīng)的數(shù)據(jù)幀并使用協(xié)議庫(kù)的校驗(yàn)函數(shù)對(duì)其進(jìn)行校驗(yàn)，當(dāng)校驗(yàn)成功時(shí)利用協(xié)議庫(kù)的解析函數(shù)進(jìn)行解析得到每個(gè)采集點(diǎn)的數(shù)值，當(dāng)接收失敗或校驗(yàn)失敗時(shí)則進(jìn)一步判斷是否超過重試次數(shù)，如果沒要超過超時(shí)次數(shù)時(shí)，重試發(fā)送查詢數(shù)據(jù)幀，如果超過了重試次數(shù)，則利用協(xié)議庫(kù)的解析函數(shù)進(jìn)行采集點(diǎn)的質(zhì)量碼更新，在解析完成后，將該采集目標(biāo)再插回隊(duì)列的合適位置，然后開始下一個(gè)采集目標(biāo)的采集。
[0018]
【專利附圖】

【附圖說明】
[0019]圖1所示的是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2所示的是本發(fā)明采集模塊的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖3所示的是本發(fā)明數(shù)據(jù)采集單元的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖4所示的是本發(fā)明一采集接口的工作流程圖；
圖5所示的是本發(fā)明數(shù)據(jù)上傳單元的工作流程圖；
圖6所示的是本發(fā)明建筑能耗導(dǎo)則的工作流程圖。
[0020]
【具體實(shí)施方式】
[0021]以下將結(jié)合本發(fā)明的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整的描述和討論，顯然，這里所描述的僅僅是本發(fā)明的一部分實(shí)例，并不是全部的實(shí)例，基于本發(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
[0022]為了便于對(duì)本發(fā)明實(shí)施例的理解，下面將結(jié)合附圖以具體實(shí)施例為例作進(jìn)一步的解釋說明，且各個(gè)實(shí)施例不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明實(shí)施例的限定。
[0023]如圖1所示，整個(gè)基于多協(xié)議并行采集技術(shù)的能耗數(shù)據(jù)采集器由:采集模塊1、配置模塊2、診斷模塊3構(gòu)成。
[0024]如圖2所示，采集模塊I細(xì)分成數(shù)據(jù)采集單元11、數(shù)據(jù)處理單元12、數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)值緩沖單元13、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元14以及數(shù)據(jù)上傳單元15，它是整個(gè)采集器的核心單元。
[0025]數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)值緩沖單元13為內(nèi)存中開辟的用來保存所有采集點(diǎn)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)(包括實(shí)時(shí)采集值、采集時(shí)間戳、質(zhì)量碼等)的一片區(qū)域，提供方便的接口供其他單元修改(一般為數(shù)據(jù)處理單元12)和讀取(一般為數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元14和數(shù)據(jù)上傳單元15)，在接口中使用保護(hù)鎖機(jī)制，保證了多線程操作時(shí)的數(shù)據(jù)安全。
[0026]數(shù)據(jù)采集單元11利用多線程技術(shù)，各采集接口分別創(chuàng)建一個(gè)獨(dú)立的采集線程負(fù)責(zé)該接口的采集工作，以此方便實(shí)現(xiàn)各接口的并發(fā)采集，提高采集效率；此外數(shù)據(jù)采集單元11還利用動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)的技術(shù)，根據(jù)各采集接口的特點(diǎn)，將通用的流程、方法提煉出來集成在主程序之中，將不同采集協(xié)議特異的流程、方法獨(dú)立出來，分別封裝于不同的協(xié)議代碼庫(kù)中，以此方便并提高了數(shù)據(jù)采集單元11的可擴(kuò)展性。
[0027]數(shù)據(jù)采集單元11的工作流程如圖3所示，各接口在采集過程啟動(dòng)時(shí)，首先對(duì)該接口進(jìn)行通用初始化，如RS485接口的波特率、無(wú)線接口的頻段等(這里為一些通用的方法:即不隨協(xié)議改變而變化的方法，除了這里初始化的例子，還包括，接口對(duì)數(shù)據(jù)的發(fā)送和接收等)，然后根據(jù)配置文件中各接口配置的采集協(xié)議名從協(xié)議代碼庫(kù)(以后簡(jiǎn)稱協(xié)議庫(kù))中選擇相應(yīng)的協(xié)議庫(kù)進(jìn)行加載，接著使用協(xié)議庫(kù)中的初始化函數(shù)對(duì)該接口上的儀表和采集點(diǎn)進(jìn)行初始化，如下掛儀表的地址、采集點(diǎn)的采集周期等(這里為一些特異的方法:即不同協(xié)議不同的處理方法，除了這里初始化的例子，還包括，各協(xié)議不同數(shù)據(jù)幀的校驗(yàn)、解析等)，最后結(jié)合通用的和特異的流程、方法實(shí)現(xiàn)采集過程，在本發(fā)明中，通用的和特異的流程、方法都是采用現(xiàn)有的方法，因此，本發(fā)明在此不做贅述。
[0028]以下以配置了MODUBS RTU采集協(xié)議的RS485接口為例，具體說明數(shù)據(jù)采集單元11的工作流程:
如圖4所示，該RS485接口的主采集程序首先根據(jù)配置文件中的波特率、奇偶校驗(yàn)等信息設(shè)置串口屬性，再根據(jù)配置文件中該接口的采集協(xié)議名(M0DBUSRTU)從協(xié)議庫(kù)中選擇相應(yīng)的協(xié)議庫(kù)進(jìn)行加載，然后利用該協(xié)議庫(kù)的初始化函數(shù)設(shè)置下掛儀表的設(shè)備地址、各采集點(diǎn)的寄存器地址、采集周期等，形成一個(gè)采集隊(duì)列，之后便開始正式的采集循環(huán):每次從采集隊(duì)列中取出下一個(gè)需要采集的目標(biāo)(采集點(diǎn)的集合)，使用協(xié)議庫(kù)的組包函數(shù)組好查詢數(shù)據(jù)幀從RS485接口發(fā)送出去，然后在超時(shí)時(shí)間內(nèi)等待回應(yīng)的數(shù)據(jù)幀并使用協(xié)議庫(kù)的校驗(yàn)函數(shù)對(duì)其進(jìn)行校驗(yàn)，當(dāng)校驗(yàn)成功時(shí)利用協(xié)議庫(kù)的解析函數(shù)進(jìn)行解析得到每個(gè)采集點(diǎn)的數(shù)值，當(dāng)接收失敗或校驗(yàn)失敗時(shí)則進(jìn)一步判斷是否超過重試次數(shù)，如果沒要超過超時(shí)次數(shù)時(shí)，重試發(fā)送查詢數(shù)據(jù)幀，如果超過了重試次數(shù)，則利用協(xié)議庫(kù)的解析函數(shù)進(jìn)行采集點(diǎn)的質(zhì)量碼更新，在解析完成后，會(huì)將該采集目標(biāo)再插回隊(duì)列的合適位置，然后開始下一個(gè)采集目標(biāo)的米集。
[0029]數(shù)據(jù)處理單元12可以對(duì)數(shù)據(jù)采集單元11得到的數(shù)據(jù)進(jìn)行進(jìn)一步加工和處理，包括數(shù)據(jù)換算、數(shù)據(jù)變化報(bào)警等，處理的表達(dá)式支持帶括號(hào)的加、減、乘、除、與、或等運(yùn)算。通過數(shù)據(jù)處理單元，可以較大地減少服務(wù)器數(shù)據(jù)處理的壓力、更及時(shí)的得到所需數(shù)據(jù)等，從而擴(kuò)大采集器的應(yīng)用范圍。如，可以在采集器層將電量乘以單價(jià)換算為費(fèi)用，使得服務(wù)器可以直接進(jìn)行統(tǒng)計(jì)；也可以在采集器層將所有的分表數(shù)據(jù)(電量、流量等)進(jìn)行實(shí)時(shí)匯總，減少服務(wù)器對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行匯總時(shí)的計(jì)算壓力；還可在數(shù)據(jù)采集時(shí)立刻識(shí)別出異常數(shù)據(jù)及時(shí)地通知服務(wù)器，實(shí)現(xiàn)更快的故障通知等。
[0030]數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元13負(fù)責(zé)將處理之后的數(shù)據(jù)以特定格式存儲(chǔ)到存儲(chǔ)介質(zhì)(可以是CF卡、SD卡、TF卡、nandflash等)中。IG存儲(chǔ)容量，可以保證2000個(gè)采集點(diǎn)以60秒的存儲(chǔ)間隔保存I個(gè)月以上歷史數(shù)據(jù)。能耗數(shù)據(jù)采集器采用多文件分散歷史數(shù)據(jù)存儲(chǔ)，以I小時(shí)為間隔生成歷史數(shù)據(jù)文件，按年月日結(jié)構(gòu)存在相應(yīng)的文件夾中，方便索引和壓縮，此外，當(dāng)存儲(chǔ)介質(zhì)局部出現(xiàn)故障的情況下，僅故障點(diǎn)所在的歷史文件被破壞，將故障影響范圍限制在局部，保證其他歷史數(shù)據(jù)仍可使用。如果對(duì)存儲(chǔ)容量要求不高，亦可采用冗余保存機(jī)制(或硬件組raidl、或軟件保存多份等)，進(jìn)一步提高數(shù)據(jù)的安全性。此外數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元還負(fù)責(zé)記錄各能耗管理中心的斷線信息，為歷史數(shù)據(jù)的續(xù)傳提供記錄。
[0031 ] 數(shù)據(jù)上傳單元14負(fù)責(zé)將能耗數(shù)據(jù)上報(bào)至能耗管理中心。與數(shù)據(jù)采集單元11相同，能耗數(shù)據(jù)采集器利用多線程技術(shù)實(shí)現(xiàn)多中心并發(fā)上傳(用戶亦可以此建立多能耗管理中心來實(shí)現(xiàn)冗余)，利用動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)技術(shù)實(shí)現(xiàn)上傳協(xié)議的方便擴(kuò)展(可支持《國(guó)家機(jī)關(guān)辦公建筑和大型公共建筑能耗監(jiān)測(cè)系統(tǒng)分項(xiàng)能耗數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)導(dǎo)則》(以下簡(jiǎn)稱建筑能耗導(dǎo)則)、《可再生能源建筑應(yīng)用示范項(xiàng)目數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)技術(shù)導(dǎo)則》、ModbusTcp、EnergyWise等),如圖5所示，各中心的數(shù)據(jù)上傳單元14首先對(duì)該中心進(jìn)行通用初始化，如服務(wù)器的相IP、端口等，然后再根據(jù)協(xié)議名稱選擇加載協(xié)議代碼庫(kù)，再利用協(xié)議代碼庫(kù)對(duì)該服務(wù)其進(jìn)行協(xié)議初始化，如密鑰、上傳周期等，最后開始與該能耗管理中心進(jìn)行數(shù)據(jù)上傳。
[0032]以下簡(jiǎn)單以配置了建筑能耗導(dǎo)則的能耗管理中心為例具體說明一下采集器與能耗管理中心的通訊流程:
如圖5、圖6所示，各中心的數(shù)據(jù)上傳單元14首先對(duì)該中心進(jìn)行通用初始化，設(shè)置IP、端口等，然后根據(jù)協(xié)議名稱加載建筑能耗導(dǎo)則對(duì)應(yīng)的協(xié)議代碼庫(kù)，接下來利用協(xié)議庫(kù)的初始化函數(shù)初始化該中心的密鑰、建筑編碼等其他信息，然后開始與服務(wù)器建立連接并認(rèn)證，當(dāng)連接建立并認(rèn)證成功后，根據(jù)之前的斷線情況，續(xù)傳歷史數(shù)據(jù)和上傳實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)并準(zhǔn)備接收服務(wù)器中心的其他指令，當(dāng)需要退出的時(shí)候，結(jié)束數(shù)據(jù)上傳工作。這里可以與圖3所示的數(shù)據(jù)采集單元同時(shí)開始，異步執(zhí)行。
[0033]配置模塊2是采集器與用戶的交互接口，分為組態(tài)軟件配置接口和Web網(wǎng)頁(yè)配置接口。在WEB配置頁(yè)面可以設(shè)置采集器的網(wǎng)口 IP地址、能耗管理中心的IP地址和端口、修改采集器的建筑編碼等為采集器接入網(wǎng)絡(luò)提供配置接口 ；在組態(tài)軟件客戶端，采集器以樹形圖形式展現(xiàn)，每個(gè)采集接口都可配置，用戶可以先修改采集接口的屬性(波特率等)、采集協(xié)議等，然后在各個(gè)接口上添加儀表節(jié)點(diǎn)，配置儀表的屬性(儀表地址等)，然后在儀表節(jié)點(diǎn)上添加采集點(diǎn)，配置采集點(diǎn)的屬性(寄存器地址、數(shù)據(jù)項(xiàng)、采集周期、換算表達(dá)式等)，最后生成配置文件下載到采集器，這樣采集器便可以新的組態(tài)文件進(jìn)行采集工作。
[0034]診斷模塊3負(fù)責(zé)監(jiān)視采集模塊1、配置模塊2是否正常運(yùn)行，在其出現(xiàn)故障的情況下，記錄故障信息，并重啟故障單元，從而提高整個(gè)采集器的可用性。其工作原理為周期性向其他單元發(fā)送心跳通知，并等待回應(yīng)，其他單元在工作循環(huán)的必經(jīng)環(huán)節(jié)(如圖4中、圖6中的第6步)上加上心跳回應(yīng)，這樣其他單元一旦發(fā)生故障，診斷單元就無(wú)法在規(guī)定時(shí)間內(nèi)收到心跳回應(yīng)，從而判斷出其他單元是否正常運(yùn)行，在發(fā)生故障時(shí)，記錄故障發(fā)生時(shí)間、發(fā)生單元，并重啟故障單元，提高采集的恢復(fù)能力，保證正常運(yùn)行。
[0035]在上述實(shí)施例的基礎(chǔ)上，本發(fā)明另提供一種基于多協(xié)議并行采集技術(shù)的能耗數(shù)據(jù)采集方法，包括以下步驟:
51、對(duì)各采集接口進(jìn)行初始化；
52、根據(jù)配置文件對(duì)各采集接口加載對(duì)應(yīng)的協(xié)議庫(kù)；
53、根據(jù)協(xié)議庫(kù)中的初始化函數(shù)對(duì)采集接口上的儀表和采集點(diǎn)進(jìn)行初始化； 54、結(jié)合通用的和特異的方法進(jìn)行數(shù)據(jù)采集；
55、對(duì)采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，以減少能耗管理中心的處理壓力；
56、將處理后的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元；
57、對(duì)能耗管理中心進(jìn)行初始化，設(shè)置其IP地址和端口；
58、根據(jù)協(xié)議庫(kù)中的初始化函數(shù)對(duì)能耗管理中心的密鑰、建筑編碼進(jìn)行初始化；
59、與能耗管理中心建立連接和認(rèn)證；
S10、根據(jù)之前的斷線情況，續(xù)傳歷史數(shù)據(jù)和上傳實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)；
其中，所述SI與S7同時(shí)開始，異步執(zhí)行。
[0036]基于多協(xié)議并行采集技術(shù)的能耗數(shù)據(jù)采集器硬件采用ARM9處理器，IGB CF卡存儲(chǔ)器，64MB SDRAM，并提供了 4個(gè)RS485接口，I路以太網(wǎng)RJ45 口，I路GPRS無(wú)線接口。在此硬件基礎(chǔ)上可以根據(jù)需要，擴(kuò)展其他接口，如增加更多RS485接口，添加RS232接口，添加無(wú)線的采集接口等，以增加數(shù)據(jù)采集的能力，提高能耗采集器的使用范圍；也可增加多路RJ45 口，通過設(shè)置具體的路由表，實(shí)現(xiàn)冗余備份或提高傳輸速率；除了 GPRS無(wú)線接口，也可提供電信的CDMA2000無(wú)線接口、聯(lián)通的WCDMA接口、移動(dòng)的TD-SCDMA接口等，方便偏遠(yuǎn)地區(qū)能耗數(shù)據(jù)采集器的數(shù)據(jù)傳輸；除了提供CF卡存儲(chǔ)介質(zhì)，也可使用TF卡、SD卡、U盤、nandflash等多種存儲(chǔ)介質(zhì)。
[0037]本發(fā)明相較于現(xiàn)有技術(shù)，其優(yōu)勢(shì)在于:
1、同個(gè)串口在不同組態(tài)下可掛接不同通訊協(xié)議的儀表；
2、采集和上傳單元中通用方法和特異方法獨(dú)立，可方便擴(kuò)展；
3、采集數(shù)據(jù)擁有初步處理能力，能夠減少服務(wù)器計(jì)算壓力；
4、支持DL/T645-1997、DL/T645-2007、M0DBUS-RTU、CJ/T188 等多種標(biāo)準(zhǔn)通信協(xié)議；
5、支持多能耗管理中心(至少5個(gè))，多上傳協(xié)議的數(shù)據(jù)上傳；
6、支持歷史數(shù)據(jù)記錄以及通信中斷期間歷史能耗數(shù)據(jù)上傳。
[0038]以上所述，僅為本發(fā)明較佳的【具體實(shí)施方式】，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本【技術(shù)領(lǐng)域】的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)該以權(quán)利要求的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。
【權(quán)利要求】
1.一種基于多協(xié)議并行采集技術(shù)的能耗數(shù)據(jù)采集器，其特征在于，包括: 采集模塊，用以數(shù)據(jù)采集和處理； 配置模塊，用以配置所述基于多協(xié)議并行采集技術(shù)的能耗數(shù)據(jù)采集器的接入網(wǎng)絡(luò)的配置接口和生成配置文件；以及， 診斷模塊，周期性的向所述采集模塊和所述配置模塊發(fā)送心跳通知，并接收回應(yīng)，用以監(jiān)視所述采集模塊和所述配置模塊是否正常運(yùn)行； 其中，所述采集模塊包括:數(shù)據(jù)采集單元、數(shù)據(jù)處理單元、數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)值緩沖單元、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元以及數(shù)據(jù)上傳單元； 所述數(shù)據(jù)采集單元包括若干不同協(xié)議的采集接口，根據(jù)所述配置文件加載對(duì)應(yīng)的協(xié)議庫(kù)，并根據(jù)協(xié)議庫(kù)中的初始化函數(shù)進(jìn)行初始化，結(jié)合通用的和特異的流程和方法進(jìn)行數(shù)據(jù)米集； 所述數(shù)據(jù)處理單元連接所述數(shù)據(jù)采集單元，接收所述數(shù)據(jù)采集單元采集到的數(shù)據(jù)，并進(jìn)行處理，用以減少能耗管理中心的處理壓力； 所述數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)值緩沖單元連接所述數(shù)據(jù)處理單元，用以對(duì)處理后的數(shù)據(jù)進(jìn)行緩沖； 所述數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元連接所述數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)值緩沖單元，用以存儲(chǔ)數(shù)據(jù)； 所述數(shù)據(jù)上傳單元連 接所述數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)值緩沖單元以及所述數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元，設(shè)置所述能耗管理中心的IP地址和端口，并根據(jù)預(yù)設(shè)的初始化函數(shù)進(jìn)行初始化，建立與能耗管理中心的連接，續(xù)傳歷史數(shù)據(jù)或上傳實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于多協(xié)議并行采集技術(shù)的能耗數(shù)據(jù)采集器，其特征在于，所述配置接口包括組態(tài)軟件配置接口和Web網(wǎng)頁(yè)配置接口 ； 所述Web網(wǎng)頁(yè)配置接口用以配置所述基于多協(xié)議并行采集技術(shù)的能耗數(shù)據(jù)采集器的網(wǎng)口 IP地址、能耗管理中心的IP地址和端口、基于多協(xié)議并行采集技術(shù)的能耗數(shù)據(jù)采集器的建筑編碼； 所述組態(tài)軟件配置接口用以配置所述采集接口的屬性、協(xié)議，以及在采集接口上添加儀表節(jié)點(diǎn)，配置儀表的屬性，然后在儀表節(jié)點(diǎn)上添加采集節(jié)點(diǎn)，配置采集節(jié)點(diǎn)的屬性，以生成所述配置文件。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于多協(xié)議并行采集技術(shù)的能耗數(shù)據(jù)采集器，其特征在于，所述采集模塊還包括若干RS485接口、若干RJ45接口、無(wú)線接口，用以數(shù)據(jù)傳輸。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于多協(xié)議并行采集技術(shù)的能耗數(shù)據(jù)采集器，其特征在于，所述數(shù)據(jù)采集單元采用多線程技術(shù)，所述若干不同協(xié)議的采集接口分別創(chuàng)建一獨(dú)立的采集線程。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于多協(xié)議并行采集技術(shù)的能耗數(shù)據(jù)采集器，其特征在于，所述數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元采用多文件分散歷史數(shù)據(jù)存儲(chǔ)，以小時(shí)為間隔生成歷史數(shù)據(jù)文件，按年月日結(jié)構(gòu)存儲(chǔ)在對(duì)應(yīng)文件夾。
6.一種基于多協(xié)議并行采集技術(shù)的能耗數(shù)據(jù)采集方法，其特征在于，提供如權(quán)利要求1所述的基于多協(xié)議并行采集技術(shù)的能耗數(shù)據(jù)采集器，并執(zhí)行包括以下步驟: s1、對(duì)各采集接口進(jìn)行初始化； s2、根據(jù)配置文件對(duì)各采集接口加載對(duì)應(yīng)的協(xié)議庫(kù)； s3、根據(jù)協(xié)議庫(kù)中的初始化函數(shù)對(duì)采集接口上的儀表和采集點(diǎn)進(jìn)行初始化；S4、結(jié)合通用的和特異的流程和方法進(jìn)行數(shù)據(jù)采集； S5、對(duì)采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，以減少能耗管理中心的處理壓力； S6、將處理后的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元； S7、對(duì)能耗管理中心進(jìn)行初始化，設(shè)置其IP地址和端口； S8、根據(jù)協(xié)議庫(kù)中的初始化函數(shù)對(duì)能耗管理中心的密鑰、建筑編碼進(jìn)行初始化； S9、與能耗管理中心建立連接和認(rèn)證； S10、根據(jù)之前的斷線情況，續(xù)傳歷史數(shù)據(jù)和上傳實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)； 其中，所述SI與S7同時(shí)開始，異步執(zhí)行。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的基于多協(xié)議并行采集技術(shù)的能耗數(shù)據(jù)采集方法，其特征在于，所述各采集接口包括配置了 MODUBS RTU或DL/T645-2007采集協(xié)議的RS485接口。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的基于多協(xié)議并行采集技術(shù)的能耗數(shù)據(jù)采集方法，其特征在于，所述RS485接口的數(shù)據(jù)采集流程包括: S11、根據(jù)配置文件中的波特率、奇偶校驗(yàn)信息設(shè)置串口屬性，再根據(jù)配置文件中該RS485接口的采集協(xié)議名從協(xié)議庫(kù)中選擇相應(yīng)的協(xié)議庫(kù)進(jìn)行加載； S12、利用該協(xié)議庫(kù)的初始化函數(shù)設(shè)置下掛儀表的設(shè)備地址、各采集點(diǎn)的寄存器地址、采集周期等，形成一個(gè)采集隊(duì)列，之后便開始正式的采集循環(huán)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的基于多協(xié)議并行采集技術(shù)的能耗數(shù)據(jù)采集方法，其特征在于，步驟S12包括: 每次從采集隊(duì)列中取出下一個(gè)需要采集的目標(biāo)，使用協(xié)議庫(kù)的組包函數(shù)組好查詢數(shù)據(jù)幀從RS485接口發(fā)送出去，然后在超時(shí)時(shí)間內(nèi)等待回應(yīng)的數(shù)據(jù)幀并使用協(xié)議庫(kù)的校驗(yàn)函數(shù)對(duì)其進(jìn)行校驗(yàn)，當(dāng)校驗(yàn)成功時(shí)利用協(xié)議庫(kù)的解析函數(shù)進(jìn)行解析得到每個(gè)采集點(diǎn)的數(shù)值，當(dāng)接收失敗或校驗(yàn)失敗時(shí)則進(jìn)一步判斷是否超過重試次數(shù)，如果沒要超過超時(shí)次數(shù)時(shí)，重試發(fā)送查詢數(shù)據(jù)幀，如果超過了重試次數(shù)，則利用協(xié)議庫(kù)的解析函數(shù)進(jìn)行采集點(diǎn)的質(zhì)量碼更新，在解析完成后，將該采集目標(biāo)再插回隊(duì)列的合適位置，然后開始下一個(gè)采集目標(biāo)的采集。
【文檔編號(hào)】H04L29/08GK103763396SQ201410048665
【公開日】2014年4月30日 申請(qǐng)日期:2014年2月12日 優(yōu)先權(quán)日:2014年2月12日
【發(fā)明者】施一眀, 鄒驍, 馮銀, 李華軍, 鄭魅媚, 王朝陽(yáng) 申請(qǐng)人:浙江大學(xué), 浙江中易和節(jié)能技術(shù)有限公司