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)采集器及其米集方法。
【背景技術(shù)】
[0002]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，對當(dāng)前的耗能大戶進(jìn)行用能監(jiān)測是重要的基礎(chǔ)工作。
[0003]當(dāng)前，能耗測量儀表主要包含電能表、熱量表、水表、氣表等儀表。能耗監(jiān)測的任務(wù)是將這些能耗測量儀表的數(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、城市級、省級、國家級等多個(gè)層面，能耗數(shù)據(jù)需要上傳到不同層面的管理中心。
[0004]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，無法采集第三方協(xié)議的儀表。這就導(dǎo)致無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，會出現(xiàn)通信中斷期間能耗數(shù)據(jù)丟失的情況。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明針對現(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)頁配置接口，可方便通過Web對采集參數(shù)進(jìn)行配置和調(diào)整。
[0006]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)配置文件加載對應(yīng)的協(xié)議庫，并根據(jù)協(xié)議庫中的初始化函數(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，用以對處理后的數(shù)據(jù)進(jìn)行緩沖；
數(shù)據(jù)存儲單元連接數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)值緩沖單元，用以存儲數(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)。
[0007]較佳的，配置接口包括組態(tài)軟件配置接口和Web網(wǎng)頁配置接口 ；
Web網(wǎng)頁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。
[0008]較佳的，采集模塊還包括若干RS485接口、若干RJ45接口、無線接口，用以數(shù)據(jù)傳輸。
[0009]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。
[0010]較佳的，數(shù)據(jù)存儲單元采用多文件分散歷史數(shù)據(jù)存儲，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)存儲在對應(yīng)文件夾。
[0011]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。
[0012]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、對各采集接口進(jìn)行初始化；
52、根據(jù)配置文件對各采集接口加載對應(yīng)的協(xié)議庫；
53、根據(jù)協(xié)議庫中的初始化函數(shù)對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)存儲到數(shù)據(jù)存儲單元；
57、對能耗管理中心進(jìn)行初始化，設(shè)置其IP地址和端口；
58、根據(jù)協(xié)議庫中的初始化函數(shù)對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。
[0013]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。
[0014]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)議庫中選擇相應(yīng)的協(xié)議庫進(jìn)行加載；
512、利用該協(xié)議庫的初始化函數(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)。
[0015]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)議庫的校驗(yàn)函數(shù)對其進(jìn)行校驗(yàn)，當(dāng)校驗(yàn)成功時(shí)利用協(xié)議庫的解析函數(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。
【附圖說明】
[0016]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。
[0017]
【具體實(shí)施方式】
以下將結(jié)合本發(fā)明的附圖，對本發(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。
[0018]為了便于對本發(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)成對本發(fā)明實(shí)施例的限定。
[0019]如圖1所示，整