CN101789970B - 计量数据采集系统及其维护方法、数据采集器 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种计量数据采集系统及其维护方法、数据采集器，所述计量数据采集系统包括上位服务器、数据采集器和末端计量设备，其中：所述上位服务器具体包括数据采集服务单元和运行维护服务单元，所述数据采集器具体包括存储器、网络通讯接口、计量设备连接端口和故障指示灯；所述数据采集器从所述末端计量设备获取计量数据，保存至所述存储器中，并上传至所述上位服务器；所述故障指示灯用于显示所述数据采集器的工作状态。本发明系统通过故障指示灯，可对设备运行故障进行自诊断，从而降低系统的后期维护成本，提高运行维护效率。

Description

计量数据采集系统及其维护方法、数据采集器

技术领域

本发明涉及计量数据采集技术领域，特别是涉及一种计量数据采集系统及其维护方法、数据采集器。 

背景技术

随着人们节能意识的进一步加深，大家意识到除了高投入的设备节能外，还可以通过投入较低的管理手段，约束各类人员的用能行为来实现节能的目标。作为管理节能的第一步，就是要解决能耗的计量问题，这样才能为管理节能提供数据支持。现有计量数据采集系统一般由一台上位服务器、若干个数据采集器和若干个末端计量设备组成，其中，上位服务器与多台数据采集器连接，每台数据采集器与多个末端计量设备连接，形成树型连接结构，如图1所示；计量数据采集流程为：每个数据采集器从与之连接的所有末端计量设备采集计量数据，在本地保存，并上传至上位服务器。上述可选用的末端能耗计量设备及其生成厂家都非常多，但大部分是基于通用工控数据采集器实现对计量数据的采集，这种通用工控数据采集器的特点是设置有多种通用通讯端口，可实现从不同的末端能耗计量设备采集数据并上传上位服务器的目标，但这样的结构特点，决定了应用在能耗计量领域时有其不可克服的缺点。下面以建筑行业为例，说明现有能耗数据采集方案及其存在的问题。 

在建筑领域中，一般情况下，每个建筑中大致会有50～60条需要进行采集的回路，多数回路的通讯协议是不一样的，但绝大多数建筑能耗末端计量设备(例如市面上的大部分电表、水表、煤气表等)均提供RS-485的通讯接口，接口协议单一，并不需要大量无用的通用通讯端口。数据采集过程中一般做法是将这些末端计量设备以总线型结构形式连接到通用数据采集器的RS-485接口上，从而可将末端计量设备的数据采集出来，并上传至与数据采集器通过以太网接口连接的上位服务器上。但是，基于这种连接方式，当出现数据采集异常时，无法直接定位哪个末端计量设备出现了故障；其次，通用工控数据采集器不支持本地解析末端计量设备所采集到的数据，这些数据只能从上位服务器 本地读取，为节省工程布线成本，一般建筑中将数据采集器安装在末端计量设备相对集中的配电室，而上位服务器安装在管理方便的中控室，两者距离较远，因此，在设备安装时、或设备投入运行后出现故障时，需要两地调试；第三，通用工控数据采集器只有电源、电池备份报警等故障指示灯，对于数据采集过程中最容易出现的通讯故障、数据存储故障、时间不一致故障等无法自诊断；而建筑能耗末端计量设备一般由大楼物业管理人员进行管理维护，不具备故障自诊断功能的数据采集器需要专业人员通过专业设备，或访问内置的配置软件进行维护及调试，物业人员很难掌握这种调试手段，当出现数据采集异常或设备发生故障时，需要求助厂家专业技术人员现场维护，维护成本较高；另外，数据采集器的多数通用通讯端口在能耗计量环境中无法应用，会导致设备成本增加、设备工作效率降低。 

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种计量数据采集系统，可解决现有系统故障检测不方便，运行维护成本较高的问题。 

本发明还提供了上述计量数据采集系统的维护方法，并公开了一种数据采集器。 

为了解决上述问题，本发明公开了一种计量数据采集系统，包括上位服务器、数据采集器和末端计量设备，其中：所述上位服务器具体包括数据采集服务单元和运行维护服务单元，所述数据采集器具体包括存储器、网络通讯接口、计量设备连接端口和故障指示灯；所述数据采集器通过所述计量设备连接端口从所述末端计量设备获取计量数据，保存至所述存储器中；以及，将保存在所述存储器中的计量数据和所述数据采集器的故障报警信息通过所述网络通讯接口上传至所述上位服务器的数据采集服务单元；所述数据采集服务单元收到所述数据采集器上传的数据后，保存计量数据，并将故障报警信息传送至所述运行维护服务单元；所述故障指示灯用于显示所述数据采集器的工作状态。 

优选的，所述计量数据采集系统还包括客户端，所述数据采集器还包括采集器维护单元，为所述客户端提供操作维护接口，其中，所述采集器维护单元 具体包括：用于配置所述末端计量设备的通讯协议、波特率和/或通讯地址的计量设备通讯参数配置模块，用于配置所述数据采集器的网络地址、所述上位服务器的网络地址、所述数据采集器与上位服务器的连接方式和/或消息发送方式的采集器通讯参数配置模块，以及，用于管理所述数据采集器故障报警和末端计量设备故障报警的故障管理模块；所述客户端通过局域网或因特网与所述采集器维护单元建立连接。 

优选的，所述数据采集器还包括时间校验单元，用于比较所述数据采集器与上位服务器的内部时间，以保证所述数据采集器与上位服务器的内部时间一致。 

优选的，所述数据采集器还包括心跳包，用于按预定的时间周期向所述上位服务器发送心跳数据，以保障与上位服务器的长连接。 

优选的，所述数据采集器还包括断点续传单元，用于记录所述数据采集器向所述上位服务器上传数据时的状态，并在数据传输过程中发生网络中断时，保证在网络恢复后接续上传数据的过程。 

优选的，所述计量设备连接端口为16路EIA-485端口，波特率范围为1200bps～115200bps，每个EIA-485端口仅与一个末端计量设备连接；所述故障指示灯包括用于显示所述数据采集器工作状态的电源指示灯、用于显示所述存储器工作状态的存储器指示灯、用于显示所述数据采集器与上位服务器连接和通讯状态的网络连接指示灯和网络通讯指示灯、用于显示所述数据采集器与每个末端计量设备连接和通讯状态的计量设备连接指示灯和计量数据传输指示灯、用于显示所述时间校验单元工作状态的时间校验指示灯、用于显示所述心跳包工作状态的心跳数据指示灯。 

优选的，所述计量数据采集系统还包括客户端，所述上位服务器还包括分项拆分单元和信息发布单元，其中：所述分项拆分单元用于依据预设的拆分算法和数据关联信息，获得并保存用户关心的直观数据；所述信息发布单元用于以网页的形式发布所述数据采集服务单元保存的计量数据和所述数据采集器上传的故障报警信息，以及，所述分项拆分单元保存的用户关心的直观数据；所述客户端通过局域网或因特网与所述上位服务器建立连接，访问所述运行维护服务单元，或获得所述信息发布单元发布的信息；需要说明的是，上述数据采集服务单元、运行维护服务单元、分项拆分单元和信息发布单元可以部署在不同的物理服务器上，也可以多个单元部署在同一台物理服务器上。 

依据本发明的另一优选实施例，还公开了一种上述计量数据采集系统的维护方法，包括：上位服务器判断采集数据异常，确定发生故障的数据采集器；通过发生故障的数据采集器的故障指示灯定位并排除所述计量数据采集系统故障。 

优选的，所述通过发生故障的数据采集器的故障指示灯排除所述计量数据采集系统故障的方法具体包括： 

电源检测步骤：检查电源指示灯是否正常显示？若否，则检查所述数据采集器的供电情况，确保供电正常； 

网络检测步骤：检查网络连接指示灯和网络通讯指示灯是否正常？若网络连接指示灯不正常，则检查所述数据采集器的网络线连接情况；若网络通讯指示灯不正常，则检查所述数据采集器所在的局域网与上位服务器所在的局域网连接情况； 

计量设备检测步骤：检查计量设备连接指示灯和计量数据传输指示灯是否正常？若计量设备连接指示灯不正常，则检查所述数据采集器与所述末端计量设备的连接情况；若计量数据传输指示灯不正常，则检查并确保该末端计量设备的连接线序正确、波特率匹配； 

时间校验检测步骤：检查时间校验指示灯是否正常？若否，则强制执行所述数据采集器与上位服务器的时间校验； 

心跳包工作状态检测步骤：检查心跳指示灯是否正常？若否，则检查所述数据采集器所在的局域网与上位服务器所在的局域网连接情况，确保网间通讯正常； 

需要说明的是，所述电源检测步骤、网络检测步骤、计量设备检测步骤、时间校验检测步骤和心跳包工作状态检测步骤没有先后顺序限制，允许采用其他顺序或同时执行。 

优选的，所述计量数据采集系统的维护方法还包括：通过与所述数据采集器以局域网或互联网方式连接的客户端，为所述数据采集器配置所述末端计量设备的通讯协议、波特率和/或通讯地址；为所述数据采集器配置数据采集器本身的网络地址、所述上位服务器的网络地址、所述数据采集器与上位服务器的连接方式和/或消息发送方式，其中，所述连接方式为无线连接或有线连接，所述消息发送方式为所述数据采集器上传方式或上位服务器轮询采集方式；需要说明的是，上述步骤没有先后顺序限制，允许采用相反的顺序执行。 

优选的，所述计量数据采集系统的维护方法还包括：通过与所述数据采集器以局域网或互联网方式连接的客户端，处置所述数据采集器本身的故障报警和与之连接的末端计量设备的故障报警。 

依据本发明的还一优选实施例，公开了一种数据采集器，其特征在于，包括存储器、网络通讯接口、计量设备连接端口、故障指示灯和采集器维护单元，其中：所述数据采集器通过所述计量设备连接端口从末端计量设备获取计量数据，保存至所述存储器中，并通过所述网络通讯接口上传至上位服务器；所述故障指示灯用于显示所述数据采集器的工作状态；所述采集器维护单元用于为客户端提供操作维护接口，所述采集器维护单元具体包括：用于配置所述末端计量设备的通讯协议、波特率和/或通讯地址的计量设备通讯参数配置模块，用于配置所述数据采集器的网络地址、所述上位服务器的网络地址、所述数据采集器与上位服务器的连接方式和/或消息发送方式的采集器通讯参数配置模块，以及，用于管理所述数据采集器故障报警和末端计量设备故障报警的故障管理模块。 

优选的，所述数据采集器还包括时间校验单元，用于比较所述数据采集器与上位服务器的内部时间，以保证所述数据采集器与上位服务器的内部时间一致。 

优选的，所述数据采集器还包括心跳包，用于按预定的时间周期向所述上位服务器发送心跳数据，以保障与上位服务器的长连接。 

优选的，所述数据采集器还包括断点续传单元，用于记录所述数据采集器向所述上位服务器上传数据时的状态，并在数据传输过程中发生网络中断时， 保证在网络恢复后接续上传数据的过程。 

与现有技术相比，本发明具有以下优点： 

本发明计量数据采集系统的数据采集器通过设置多个计量设备通讯接口，可保证每个通讯接口只连接一台末端计量设备，将现有技术的总线型网络拓扑方式改为星型拓扑方式，当某一条计量回路出现故障时，可有针对性的进行回路检查；通过设置故障指示灯，可对设备运行故障进行自诊断，非专业人员针对故障指示灯的显示情况即可进行故障诊断，或将上述显示情况报告专业技术人员，以进行电话支持解决故障，从而大大降低系统的后期维护成本，提高运行维护效率。 

本发明系统支持客户端既可从上位服务器访问、也可从相应的数据采集器访问所采集到的计量数据，而客户端既可以通过局域网、也可以通过互联网接入计量数据采集系统，因此，系统不但支持现场调试和维护，还支持远程调试和系统维护，可节省设备调试时间及人力成本。 

另外，针对能耗数据采集特点，本发明系统的数据采集器去除了通用工控接口，只保留能耗数据采集常用接口，可节约系统设备的成本，提高数据采集器的工作效率。 

附图说明

图1是现有计量数据采集系统结构示意图； 

图2是本发明计量数据采集系统第一实施例的结构框图； 

图3是本发明计量数据采集系统第二实施例的结构框图； 

图4是本发明计量数据采集系统维护方法一实施例流程图。 

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。 

本发明的核心构思之一在于，减除现有计量数据采集系统的数据采集器中多余的接口模块，增加RS-485接口的数量，使每个RS-485接口仅与一个末端 计量设备连接，并为每个连接接口设置连接指示灯和通讯指示灯，从而在末端计量设备或线路出现故障时，能迅速定位出现故障的设备；另外，在数据采集器中设置Web Server单元，在上位服务器中设置信息发布单元，使得安装有浏览器的客户端可通过因特网远程配置计量数据采集系统，以及处置计量数据采集系统的故障。 

参照图2，示出了本发明计量数据采集系统第一实施例的结构框图，包括上位服务器21、数据采集器22和末端计量设备23，数据采集器22通过从末端计量设备23获取计量数据，保存在本地；以及，将保存在本地的计量数据和数据采集器22的故障报警信息上传至上位服务器21的数据采集服务单元211保存。 

其中，上位服务器21具体包括： 

数据采集服务单元211：用于接收来自数据采集器22的计量数据和故障报警信息，经计算、保存后，将故障报警信息传送至运行维护服务单元212； 

运行维护服务单元212：用于以文字、图形或声音等形式展现数据采集服务单元211传送的数据采集器22的故障报警信息。 

数据采集器22具体包括： 

计量设备连接端口221：用于建立数据采集器22与末端计量设备23的连接，为数据采集器22从末端计量设备获取计量数据提供传输接口； 

存储器222：用于保存数据采集器22从末端计量设备23采集到的计量数据；其中，存储器222可以为一般的硬盘，也可以是NAND闪存或NOR闪存；当存储器222要求的容量不超过4GB时，优选采用功耗更低、重量更轻和性能更佳的NAND闪存或NOR闪存； 

网络通讯接口223：用于建立数据采集器22与上位服务器21的连接，为数据采集器向上位服务器21上传计量数据和数据采集器22的故障报警信息提供传输接口；其中，网络通讯接口13为以太网接口，优选采用10/100BASE-TRJ-45接口； 

故障指示灯224：用于显示数据采集器22各单元的工作状态，故障指示 灯224可包括用于显示数据采集器22工作状态的电源指示灯、用于显示存储器222工作状态的存储器指示灯、用于显示数据采集器22与上位服务器21连接和通讯状态的网络连接指示灯和网络通讯指示灯、以及用于显示数据采集器22与每个末端计量设备23连接和通讯状态的计量设备连接指示灯和计量数据传输指示灯； 

上述故障指示灯224优选采用发光二极管(LED，Light Emitting Diode)，当电源指示灯处于点亮状态时，表明数据采集器22供电正常；当向存储器222写入数据，或对存储器222中的数据进行读取、修改或删除等操作时，存储器指示灯处于闪烁状态；当计量设备连接指示灯处于点亮状态时，表明数据采集器22与末端计量设备23的连接正常；当计量数据传输指示灯处于闪烁状态时，表明数据采集器22从末端计量设备23采集数据处于正常状态，如果计量设备连接指示灯没有点亮或计量数据传输指示灯没有闪烁，则可检查相应的连接线或末端计量设备23的工作状态，从而快速排除相应的故障；当网络连接指示灯处于点亮状态时，表明数据采集器22与上位服务器21的连接正常，或数据采集器22与本地的局域网连接正常；当网络通讯指示灯处于闪烁状态时，表明数据采集器22与上位服务器21之间数据传输正常，如果网络连接指示灯没有点亮或网络通讯指示灯没有闪烁，则可检查相应的网络连接线或局域网之间的连接状态，从而快速排除相应的故障。 

本发明实施例针对能耗数据采集的特点，在数据采集器22中不设置通用的工控通讯接口，只保留计量设备连接端口221，可节约系统设备的成本，增加设备的性价比；另外，还可因数据采集器22不需要管理多余的通讯接口而提高其工作效率。 

参照图3，示出了本发明计量数据采集系统第二实施例的结构框图，包括上位服务器31、数据采集器32、末端计量设备33和客户端34，其中： 

末端计量设备33用于采集计量数据，通过数据采集器32提供的EIA-485端口与数据采集器32建立连接；本发明所述的末端计量设备33可以为冷热量仪表、电表、煤气表等计量设备。 

客户端34用于配置数据采集器32的参数，以及，从上位服务器31或数 据采集器32获取计量数据采集系统采集到的计量数据和数据采集器32的故障报警信息；其中，客户端34可以客户/服务器(C/S)模式与上位服务器31建立连接，也可以浏览器/服务器(B/S)模式与上位服务器31或数据采集器32建立连接，当以B/S模式与上位服务器31或数据采集器32建立连接时，客户端34只需安装普通浏览器(如IE)即可。 

上位服务器31用于保存数据采集器32从末端计量设备33采集的计量数据信息和数据采集器32的故障报警信息，并将上述信息根据特定用户需求进行拆分，并以网页形式发布，以方便系统维护人员或相关人员访问获取；上位服务器31具体包括： 

数据采集服务单元311：用于接收来自数据采集器32的计量数据和故障报警信息，经计算、保存后，将故障报警信息传送至运行维护服务单元312； 

运行维护服务单元312：用于以文字、图形或声音等形式展现数据采集器22的故障信息，并为客户端34提供数据采集器故障报警信息获取服务。其中，客户端34可以C/S模式与上位服务器31连接，并从运行维护服务单元312获取数据采集器32的故障情况； 

分项拆分单元313：用于依据预设的拆分算法和数据关联信息，获得并保存用户关心的直观数据； 

信息发布单元314：用于以网页的形式发布数据采集服务单元311保存的计量数据和数据采集器32上传的故障报警信息，以及，分项拆分单元313保存的用户关心的直观数据； 

需要说明的是，上述数据采集服务单元311、运行维护服务单元312、分项拆分单元313和信息发布单元314可以部署在不同的物理服务器上，也可以多个单元部署在同一台物理服务器上；另外，当上述物理服务器可以部署在一个局域网内，也可以部署在具有连接关系的不同局域网中。 

数据采集器32用于从末端计量设备33采集计量数据，上传至上位服务器31中，以及，为客户端34提供系统配置和数据访问服务；数据采集器32具体包括： 

16路EIA-485端口模块321：具体包括16个EIA-485端口(端口1～端 口16)，用于建立数据采集器与末端计量设备的连接。其中，16路485端口采用星型布线，多个末端计量设备同时接入，不存在末端计量设备之间寻址及冲突处理和可变波特率等问题，大大提高计量数据采集的实时性；另外，当某一条计量回路出现故障时，可有针对性的进行回路检查。当然，16路EIA-485端口模块31也可以采用其他配置的模块(如8路RS-485端口模块)，还可以在数据采集器中同时配置多个模块。另外，16路EIA-485端口模块321的端口波特率可根据末端计量设备的通讯波特率进行调节，波特率可调节范围为1200bps～115200bps； 

存储器322：用于保存数据采集器从末端计量设备采集到的计量数据；其中，为使存储器322的功耗更低、重量更轻、性能更佳，本实施例存储器322优选采用NAND闪存或NOR闪存； 

10/100Base-T RJ-45接口323：用于建立数据采集器与上位服务器的连接； 

采集器维护单元325：为客户端提供配置采集器参数或调试数据采集器的操作接口。当通过故障指示灯324还不能排除数据采集器的故障时，系统维护人员可利用该接口对数据采集器的故障进行诊断或维护。其中，采集器维护单元325可根据与数据采集器连接的客户端的请求，查询并解析保存在存储器322中的计量数据；采集器维护单元325优选采用Web Server，客户端只需安装普通浏览器(如IE浏览器)即可，客户端从数据采集器获取计量数据后，可与末端计量设备读数进行比较，从而解决现有计量数据采集系统的数据采集器因不能解析计量数据而必须两地调试的问题，节省设备调试时间及人力成本；另外，客户端基于采集器维护单元325读取计量数据，可使数据采集器本身不必设置显示装置，可进一步降低产品的成本； 

时间校验单元326：用于比较数据采集器与上位服务器的内部时间，以保证数据采集器与上位服务器的内部时间一致；时间校验单元326的工作时机包括：数据采集器32每次加电或一段特定时间内，时间校验单元326均自动向上位服务器31校验时间，以保证多台数据采集器32的时间一致； 

断点续传单元327：用于记录数据采集器向上位服务器上传计量数据时的状态，并在数据传输过程中发生网络中断、或数据采集器出现故障时，保证在 网络恢复后接续上传计量数据的过程。其中，在上传计量数据过程中，存储器指示灯处于闪烁状态，可方便系统维护人员观察数据采集器32的状态； 

故障指示灯324：用于显示数据采集器32各单元的工作状态，该故障指示灯324可采用发光二极管(LED，Light Emitting Diode)，具体包括用于显示数据采集器32工作状态的电源指示灯、用于显示存储器322工作状态的存储器指示灯、用于显示数据采集器32与上位服务器31连接和通讯状态的网络连接指示灯和网络通讯指示灯、为16个EIA-485端口321配置的用于显示末端计量设备33连接和工作状态的16个计量设备连接指示灯和16个计量数据传输指示灯、以及用于显示所述时间校验单元326工作状态的时间校验指示灯；其中， 

对于电源指示灯，当数据采集器32处于正常供电状态时，电源指示灯一直处于点亮状态； 

对于计量设备连接指示灯和计量数据传输指示灯，由于为每个通讯接口都设置有连接/通讯双指示灯，可方便判断每条计量回路的现行工作状态，当某一条计量回路出现故障时，可直观地通过指示灯定位故障回路，从而有针对性的进行回路检查； 

对于存储器指示灯，当数据采集器32向存储器322写入数据，或对存储器322中的数据进行读取、修改或删除等操作时，存储器指示灯处于闪烁状态； 

对于网络连接指示灯和网络通讯指示灯，为方便判断数据采集器32与上位服务器31的连接和通讯状态，为网络通讯接口323配置有网络连接和网络通讯双指示灯；当网络连接指示灯处于点亮状态时，表明数据采集器32与上位服务器31的连接正常，或数据采集器32与本地的局域网连接正常；当网络通讯指示灯处于闪烁状态时，表明数据采集器32与上位服务器31之间数据传输正常；如果连接指示灯没有点亮或网络通讯指示灯没有闪烁，则可检查相应的网络连接线或局域网之间的连接状态，从而快速排除相应的故障； 

对于时间校验指示灯，当时间校验指示灯常亮时，表明数据采集器32与上位服务器31的内部时间一致，若因为数据采集器32故障而造成时间自校验无法进行时，时间校验指示灯灭，提醒维护人员，当数据采集器32与上位服 务器31的内部时间不一致时，即使能够上传计量数据，也会因为时间戳错误，造成该部分计量数据无效。 

在本系统实施例的另一优选实施例中，数据采集器32还设置有心跳包和心跳数据指示灯，其中心跳包用于按预定的时间周期向上位服务器31发送心跳数据，以保障与上位服务器的长连接；心跳数据指示灯用于显示心跳包的工作状态，如，当心跳包向上位服务器31发送心跳数据时，心跳数据指示灯处于闪烁状态。心跳包使数据采集器32与上位服务器31处于长连接状态，从而使上位服务器31能够主动访问和查询任意局域网内每个数据采集器32的实时数据。 

需要说明的是，上述系统实施例属于优选实施例，所涉及的装置和模块并不一定是本发明所必须的。 

参照图4，示出了本发明计量数据采集系统的维护方法一实施例流程图，具体包括以下步骤： 

步骤401：上位服务器判断数据采集异常，报告发生故障的数据采集器； 

当上位服务器的数据采集服务单元接收到数据采集器上传的计量数据时，首先判断数据是否有问题，若没有问题，则保存接收到的计量数据；若有问题，则传输至上位服务器的运行维护服务单元报警，提醒系统的运行维护人员排除故障；上位服务器的数据采集服务单元接收到数据采集器上传的故障报告时，直接传输至上位服务器的运行维护服务单元报警，提醒系统的运行维护人员排除故障。 

步骤402：检查出现故障的数据采集器的电源指示灯是否正常显示？若是，则转步骤404；否则，转步骤403； 

步骤403：检查出现故障的数据采集器的供电情况，确保供电正常； 

步骤404：检查出现故障的数据采集器的网络指示灯是否正常？若是，则转步骤406；否则，转步骤405； 

步骤405：检查网络连接情况或局域网通讯情况； 

在步骤404中，网络指示灯包括网络连接指示灯和网络通讯指示灯；如果网络连接指示灯不正常(没有处于常亮状态)，说明数据采集器与本地局域网 的连接有问题，可检查连线情况；如果网络通讯指示灯不正常(没有处于闪烁状态)，说明与上位服务器的通讯有问题，或没有数据上传至上位服务器，可检查数据采集器所在的局域网与上位服务器所在的局域网连接是否正常。 

步骤406：检查出现故障的数据采集器的EIA-485接口指示灯是否正常？若是，则转步骤408；否则，转步骤407； 

步骤407：检查数据采集器和末端计量设备的连接情况，以及，它们的连接线序和通讯波特率匹配情况； 

上述EIA-485接口指示灯包括连接指示灯和通讯指示灯，若连接指示灯没有点亮，则检查EIA-485接口与末端计量设备的连接情况，确保连接正常；若通讯指示灯不正常，则检查EIA-485接口与末端计量设备的连接线序以及波特率匹配情况，确保它们之间的连接正负线序正确，并保证通讯波特率匹配一致； 

在该步骤中，需要检查的只是连接指示灯没有点亮，或通讯指示灯没有闪烁的那些线路及其相关的末端计量设备，与现有技术需要检查所有末端计量设备相比，设备维护工作量明显减少。 

步骤408：检查出现故障的数据采集器的时间校验指示灯是否正常？若是，则转步骤410；否则，转步骤409； 

步骤409：强制执行与上位服务器的时间校验； 

在检查时间校验指示灯没有点亮的情况下，说明数据采集器与上位服务器的时间不一致，需要调整数据采集器的时间，以保证上传的数据中包含的时间戳与上位服务器一致。 

步骤410：检查出现故障的数据采集器的心跳数据指示灯是否正常？若是，则转步骤412；否则，转步骤411； 

步骤411：检查数据采集器所在的局域网与上位服务器所在的局域网连接情况，确保网间通讯正常； 

心跳包要解决的是上位服务器主动访问和查询数据采集器的问题，使上位服务器可以自由的查询每个数据采集器的实时数据；特别是当上位服务器在外网时，需要心跳包持续发送心跳数据(心跳指示灯闪烁)，以保持网络的长连接状态。若出现网络故障，导致心跳包不能正常发送，则心跳数据指示灯灭， 提醒维护人员，此时外网服务器不能主动访问和查询任意局域网内采集器数据问题，造成网络通讯异常； 

步骤412：通过客户端访问数据采集器的采集器维护单元调试数据采集器； 

该步骤412可以由专业技术人员维护，也可以通过简单的培训，由非专业人员执行。 

当上述所有步骤都不能解决数据采集问题时，需要专业人员通过专业设备或访问数据采集器内置的配置软件进行维护及调试。 

通过上述步骤不难看出，与现有技术出现问题后非专业人员只能简单的检查电源情况(上述步骤401～403)相比，本发明公开的计量数据采集系统的维护方法，可由非专业人员解决运行过程中出现的多数问题(步骤401～411)，或将上述检查情况报告给专业人员，以进行电话支持解决故障，从而大大降低后期维护成本，提高运行维护效率。 

对于前述的方法实施例，为了描述简单，故将其表述为一系列的动作组合，但是本领域的技术人员应该知悉，本发明并不受所描述的动作顺序的限制，因为根据本发明，某些步骤可以采用其他顺序或同时执行。其次，本领域技术人员也应该知悉，上述方法实施例均属于优选实施例，所涉及的动作和模块并不一定是本发明所必须的。 

参照图3的数据采集器部分，示出了本发明数据采集器一实施例的结构框图，具体包括以下单元： 

16路EIA-485端口模块321：具体包括16个EIA-485端口(端口1～端口16)，用于建立数据采集器与末端计量设备的连接。其中，16路485端口采用星型布线，多个末端计量设备同时接入，不存在末端计量设备之间寻址及冲突处理和可变波特率等问题，大大提高计量数据采集的实时性；另外，当某一条计量回路出现故障时，可有针对性的进行回路检查； 

存储器322：用于保存数据采集器从末端计量设备采集到的计量数据；其中，为使存储器322的功耗更低、重量更轻、性能更佳，本实施例存储器322优选采用NAND闪存或NOR闪存； 

10/100Base-T RJ-45接口323：用于建立数据采集器与上位服务器的连接； 

时间校验单元326：用于比较数据采集器与上位服务器的内部时间，以保证数据采集器与上位服务器的内部时间一致； 

故障指示灯324：用于显示数据采集器各单元的工作状态，故障指示灯324可包括用于显示数据采集器工作状态的电源指示灯、用于显示存储器322工作状态的存储器指示灯、用于显示数据采集器与上位服务器连接和通讯状态的网络连接指示灯和网络通讯指示灯、为16个EIA-485端口配置的用于显示末端计量设备连接和工作状态的16个计量设备连接指示灯和16个计量数据传输指示灯、以及用于显示所述时间校验单元工作状态的时间校验指示灯； 

断点续传单元327：用于记录数据采集器向上位服务器上传计量数据时的状态，并在数据传输过程中发生网络中断、或数据采集器出现故障时，保证在网络恢复后接续上传计量数据的过程。其中，在上传计量数据过程中，存储器指示灯处于闪烁状态，可方便系统维护人员观察数据采集器的状态； 

采集器维护单元325：为客户端提供配置采集器参数或调试数据采集器的操作接口。当通过故障指示灯324还不能排除数据采集器的故障时，系统维护人员可利用该接口对数据采集器的故障进行诊断或维护。 

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。 

以上对本发明所提供的一种计量数据采集系统及其维护方法、数据采集器进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。 

Claims (10)

1.一种计量数据采集系统，其特征在于，包括上位服务器、数据采集器和末端计量设备，其中：

所述上位服务器具体包括数据采集服务单元和运行维护服务单元，所述数据采集器具体包括存储器、网络通讯接口、计量设备连接端口和故障指示灯；

所述数据采集器通过所述计量设备连接端口从所述末端计量设备获取计量数据，保存至所述存储器中；以及，将保存在所述存储器中的计量数据和所述数据采集器的故障报警信息通过所述网络通讯接口上传至所述上位服务器的数据采集服务单元；所述数据采集服务单元收到所述数据采集器上传的数据后，保存计量数据，并将故障报警信息传送至所述运行维护服务单元；

所述故障指示灯用于显示所述数据采集器的工作状态。

2.如权利要求1所述的计量数据采集系统，其特征在于，所述计量数据采集系统还包括客户端，所述数据采集器还包括：

采集器维护单元，为所述客户端提供操作维护接口，其中，所述采集器维护单元具体包括：用于配置所述末端计量设备的通讯协议、波特率和/或通讯地址的计量设备通讯参数配置模块，用于配置所述数据采集器的网络地址、所述上位服务器的网络地址、所述数据采集器与上位服务器的连接方式和/或消息发送方式的采集器通讯参数配置模块，以及，用于管理所述数据采集器故障报警和末端计量设备故障报警的故障管理模块；所述客户端通过局域网或因特网与所述采集器维护单元建立连接；和/或，

时间校验单元，用于比较所述数据采集器与上位服务器的内部时间，以保证所述数据采集器与上位服务器的内部时间一致；和/或，

心跳包，用于按预定的时间周期向所述上位服务器发送心跳数据，以保障与上位服务器的长连接；和/或，

断点续传单元，用于记录所述数据采集器向所述上位服务器上传数据时的状态，并在数据传输过程中发生网络中断时，保证在网络恢复后接续上传数据的过程。

3.如权利要求2所述的计量数据采集系统，其特征在于： 

所述计量设备连接端口为16路EIA-485端口，波特率范围为1200bps～115200bps，每个EIA-485端口仅与一个末端计量设备连接；

所述故障指示灯包括用于显示所述数据采集器工作状态的电源指示灯、用于显示所述存储器工作状态的存储器指示灯、用于显示所述数据采集器与上位服务器连接和通讯状态的网络连接指示灯和网络通讯指示灯、用于显示所述数据采集器与每个末端计量设备连接和通讯状态的计量设备连接指示灯和计量数据传输指示灯、用于显示所述时间校验单元工作状态的时间校验指示灯、用于显示所述心跳包工作状态的心跳数据指示灯。

4.如权利要求1所述的计量数据采集系统，其特征在于，所述计量数据采集系统还包括客户端，所述上位服务器还包括分项拆分单元和信息发布单元，其中：

所述分项拆分单元用于依据预设的拆分算法和数据关联信息，获得并保存用户关心的直观数据；

所述信息发布单元用于以网页的形式发布所述数据采集服务单元保存的计量数据和所述数据采集器上传的故障报警信息，以及，所述分项拆分单元保存的用户关心的直观数据；

所述客户端通过局域网或因特网与所述上位服务器建立连接，访问所述运行维护服务单元，或获得所述信息发布单元发布的信息；

需要说明的是，上述数据采集服务单元、运行维护服务单元、分项拆分单元和信息发布单元可以部署在不同的物理服务器上，也可以多个单元部署在同一台物理服务器上。

5.一种如权利要求1所述的计量数据采集系统的维护方法，其特征在于，包括：

上位服务器判断采集数据异常，确定发生故障的数据采集器；

通过发生故障的数据采集器的故障指示灯定位并排除所述计量数据采集系统故障。

6.如权利要求5所述的维护方法，其特征在于，所述通过发生故障的数据采集器的故障指示灯排除所述计量数据采集系统故障的方法具体包括： 

电源检测步骤：检查电源指示灯是否正常显示？若否，则检查所述数据采集器的供电情况，确保供电正常；

网络检测步骤：检查网络连接指示灯和网络通讯指示灯是否正常？若网络连接指示灯不正常，则检查所述数据采集器的网络线连接情况；若网络通讯指示灯不正常，则检查所述数据采集器所在的局域网与上位服务器所在的局域网连接情况；

计量设备检测步骤：检查计量设备连接指示灯和计量数据传输指示灯是否正常？若计量设备连接指示灯不正常，则检查所述数据采集器与所述末端计量设备的连接情况；若计量数据传输指示灯不正常，则检查并确保该末端计量设备的连接线序正确、波特率匹配；

时间校验检测步骤：检查时间校验指示灯是否正常？若否，则强制执行所述数据采集器与上位服务器的时间校验；

心跳包工作状态检测步骤：检查心跳指示灯是否正常？若否，则检查所述数据采集器所在的局域网与上位服务器所在的局域网连接情况，确保网间通讯正常；

需要说明的是，所述电源检测步骤、网络检测步骤、计量设备检测步骤、时间校验检测步骤和心跳包工作状态检测步骤没有先后顺序限制，允许采用其他顺序或同时执行。

7.如权利要求5所述的维护方法，其特征在于，还包括：

通过与所述数据采集器以局域网或互联网方式连接的客户端，为所述数据采集器配置所述末端计量设备的通讯协议、波特率和/或通讯地址；为所述数据采集器配置数据采集器本身的网络地址、所述上位服务器的网络地址、所述数据采集器与上位服务器的连接方式和/或消息发送方式，其中，所述连接方式为无线连接或有线连接，所述消息发送方式为所述数据采集器上传方式或上位服务器轮询采集方式；

需要说明的是，上述步骤没有先后顺序限制，允许采用相反的顺序执行。

8.如权利要求5所述的维护方法，其特征在于，还包括：

通过与所述数据采集器以局域网或互联网方式连接的客户端，处置所述数 据采集器本身的故障报警和与之连接的末端计量设备的故障报警。

9.一种数据采集器，其特征在于，包括存储器、网络通讯接口、计量设备连接端口、故障指示灯和采集器维护单元，其中：

所述数据采集器通过所述计量设备连接端口从末端计量设备获取计量数据，保存至所述存储器中，并通过所述网络通讯接口上传至上位服务器；

所述故障指示灯用于显示所述数据采集器的工作状态；

所述采集器维护单元用于为客户端提供操作维护接口，所述采集器维护单元具体包括：用于配置所述末端计量设备的通讯协议、波特率和/或通讯地址的计量设备通讯参数配置模块，用于配置所述数据采集器的网络地址、所述上位服务器的网络地址、所述数据采集器与上位服务器的连接方式和/或消息发送方式的采集器通讯参数配置模块，以及，用于管理所述数据采集器故障报警和末端计量设备故障报警的故障管理模块。

10.如权利要求9所述的数据采集器，其特征在于，所述数据采集器还包括：

时间校验单元，用于比较所述数据采集器与上位服务器的内部时间，以保证所述数据采集器与上位服务器的内部时间一致；和/或，

心跳包，用于按预定的时间周期向所述上位服务器发送心跳数据，以保障与上位服务器的长连接；和/或，

断点续传单元，用于记录所述数据采集器向所述上位服务器上传数据时的状态，并在数据传输过程中发生网络中断时，保证在网络恢复后接续上传数据的过程。 

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