CN103412889B - 智能电表的数据存储和查询方法及其系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种智能电表的数据存储方法及其系统，包括：确定存储区域具有复数个存储页面；将时间划分成复数个时间段，每个该时间段在该存储页面上占据一定的存储空间；将该数据依据采集时间所处的时间段存储在该存储页面内，若在某一时间段内不具有该数据，则在不具有该数据的时间段内保存为空数据；在每页该存储页面内记录第一个数据的时间。如此无需记录每个数据的时间，大大节约了存储空间；同时本发明还提供一种智能电表的数据查询，用于查询采用上述智能电表的数据存储方法及其系统进行存储的数据，通过有效利用记录在存储页面上信息，加快了数据查询的速度，很好地达到了查询速度和空间利用之间的平衡。

Description

智能电表的数据存储和查询方法及其系统

技术领域

本发明涉及数据存储以及查询的技术领域，尤其涉及智能电表的数据存储和查询方法及其系统。

背景技术

智能电表是智能电网(特别是智能配电网)数据采集的基本设备之一，承担着原始电能数据采集、计量和传输的任务，是实现信息集成、分析优化和信息展现的基础。随着市场的发展，人们对智能电表的需求也在不断提高，其中，对采集数据的种类和频度都提出了更高的要求，越来越多的数据需要高效的存储和查询。

智能电表采集数据主要有三个信息需要保存：1、时间；2、数据类型；3、数据内容。最初人们采用的存储方案是按顺序依次存储，即每次采集到新数据后将上述三个信息依次存入存储flash中上次数据的后边，读取时从第一份数据开始遍历，直到找到需要的数据。这种方案存储数据时不留空隙，空间利用比较充分，但查找数据时需要全部遍历，搜索速度比较慢。为了提高搜索速度，后来人们多采用定长间隔存储的方案，即按照最大数据长度来设置存储间隔，查询时根据起始时刻和查找时刻的时间差可以直接算出需要查询的数据存放的偏移地址。这种方案查询快速，但当数据不规则时浪费了大量的存储空间，在有限的存储空间内保存的有效信息比较少。

由此可见，现有的技术要么偏重空间利用的最大化，查询速度非常慢；要么偏重查询数据的速度，存储空间非常浪费，都不能很好的达到查询速度和空间利用的最佳平衡。

发明内容

本发明的特征和优点在下文的描述中部分地陈述，或者可从该描述显而易见，或者可通过实践本发明而学习。

为克服现有技术的问题，本发明提供一种智能电表的数据存储方法及其系统，将时间依据数据的采集周期划分成复数个时间段，将数据依据采集时间所处的时间段存储在存储区域的存储页面内，并在不具有该数据的时间段内保存为空数据，无需记录每个数据的时间，节约了存储空间；同时通过在每页存储页面内记录第一个数据的时间的技术手段，加快了数据查询的速度，很好地达到了查询速度和空间利用之间的平衡。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案如下：

根据本发明的一个方面，提供一种智能电表的数据存储方法，包括：确定存储区域具有复数个存储页面，若该存储区域不具有该存储页面，则依据该存储区域的大小将该存储区域划分成复数个该存储页面；将时间划分成复数个时间段，每个该时间段在该存储页面上占据一定的存储空间；将该数据依据采集时间所处的时间段存储在该存储页面内，若在某一时间段内不具有该数据，则在不具有该数据的时间段内保存为空数据；在每页该存储页面内记录第一个数据的时间。

根据本发明的一个实施例，在将该数据依据采集时间所处的时间段存储在该存储页面内时，首先计算存储该数据需要的存储空间，若该存储页面内存储空间不足，则开启新的存储页面。

根据本发明的一个实施例，在将该数据依据采集时间所处的时间段存储在该存储页面内时，首先读取上次保存的数据的信息，若该上次保存的数据为该空数据，且本次保存的数据也为该空数据，则在上次保存的该空数据的存储空间里更新空数据的个数。

根据本发明的一个实施例，在该存储页面的还需要记录前一次数据存放的偏移、该存储页面存放的数据的类型、该存储页面存放的数据的份数。

根据本发明的又一个方面，提供一种智能电表的数据查询方法，用于查询采用上述任一智能电表的数据存储方法进行存储的数据，包括：S1、读取第一页以及最后一页存储页面内记录的第一个数据的时间；S2、根据需要查询的数据的时间，按照比例关系计算该需要查询的数据所处的存储页面；S3、读取S2计算所得的存储页面内第一个数据的存储时间、该页面存放的数据的类型、该页面存放的数据的份数，判断该需要查询的数据是否在S2计算所得的存储页面内：若在，则依次读取该需要查询的数据所处的存储页面内的数据，直至查询出该需要查询的数据；若不在，则判断该需要查询的数据在计算得出的该需要查询的数据所处的存储页面之前还是之后，然后根据判断的结果重新计算该需要查询的数据所处的存储页面；如果在计算得出的该需要查询的数据所处的存储页面之前，则将计算得出的该需要查询的数据所处的存储页面作为最后一页，按照比例关系重新计算该需要查询的数据所处的存储页面；如果在计算得出的该需要查询的数据所处的存储页面之后，则将计算得出的该需要查询的数据所处的存储页面作为第一页，按照比例关系重新计算该需要查询的数据所处的存储页面；重复步骤S3，直至查询出该需要查询的数据。

根据本发明的一个实施例，在该步骤S3中，还要读取与该需要查询的数据所处的存储页面相邻的存储页面内该第一个数据的时间，并据此判断该需要查询的数据是否在该需要查询的数据所处的存储页面内，或判断该需要查询的数据在计算得出的该需要查询的数据所处的存储页面之前还是之后。

根据本发明的再一个方面，提供一种智能电表的数据查询系统，用于查询采用上述任一智能电表的数据存储方法进行存储的数据，包括：时间读取模块，用于读取存储页面内记录的第一个数据的时间；计算模块，用于根据需要查询的数据的时间，按照比例关系计算该需要查询的数据所处的存储页面；判断模块，用于判断该需要查询的数据是否在该需要查询的数据所处的存储页面内，或判断该需要查询的数据在计算得出的该需要查询的数据所处的存储页面之前还是之后；数据查询模块，用于读取该存储页面内的数据，找到该需要查询的数据。

根据本发明的又一个方面，提供一种智能电表的数据存储系统，包括：存储页面确定即划分模块，用于确定存储区域具有复数个存储页面，若该存储区域不具有该存储页面，则依据该存储区域的大小将该存储区域划分成复数个该存储页面；时间划分模块，用于将时间依据数据的采集周期划分成复数个时间段，每个该时间段在该存储页面上占据一定的存储空间；数据存储模块，用于将该数据依据采集时间所处的时间段存储在该存储页面内，若在某一时间段内不具有该数据，则在不具有该数据的时间段内保存为空数据；记录模块，用于在每页该存储页面内记录第一个数据的时间。

根据本发明的一个实施例，还包括空数据个数计算模块，用于当上次保存的数据为该空数据，且本次保存的数据也为该空数据时，在上次保存的该空数据的存储空间里更新空数据的个数。

根据本发明的一个实施例，该记录模块还用于记录前一次数据存放的偏移、该存储页面存放的数据的类型、该存储页面存放的数据的份数。

本发明提供了一种智能电表的数据存储方法及其系统，将时间依据数据的采集周期划分成复数个时间段，将数据依据采集时间所处的时间段存储在存储区域的存储页面内，并在不具有该数据的时间段内保存为空数据，无需记录每个数据的时间，且当该空数据连续记录时，只需更新空数据的个数，无需利用存储页面内新的存储空间，所以大大节约了存储空间；本发明在每页存储页面内还需要记录第一个数据的时间、该存储页面内数据的类型等信息，如此在查询数据时，通过该些信息的有效利用，加快了数据查询的速度，很好地达到了查询速度和空间利用之间的平衡。

通过阅读说明书，本领域普通技术人员将更好地了解这些技术方案的特征和内容。

附图说明

下面通过参考附图并结合实例具体地描述本发明，本发明的优点和实现方式将会更加明显，其中附图所示内容仅用于对本发明的解释说明，而不构成对本发明的任何意义上的限制，在附图中：

图1为本发明实施例的智能电表的数据存储系统的结构示意图。

图2为本发明实施例的智能电表的数据存储方法的流程示意图。

图3为本发明实施例的智能电表的数据查询系统的结构示意图。

图4为本发明实施例的智能电表的数据查询方法的流程示意图。

具体实施方式

如图1所示，本发明提供一种智能电表的数据存储系统，包括：存储页面确定及划分模块51、时间划分模块52、数据存储模块53以及记录模块54。其中该存储页面确定及划分模块51用于确定存储区域具有复数个存储页面，若该存储区域不具有存储页面，则依据存储区域的大小将存储区域划分成复数个存储页面。针对已经是按页存储的存储区域，无需再进行存储页面的划分；而针对不是按页存储的存储区域，也可以按照固定大小将存储区域人为划分存储页面。

记录模块54，用于在每页存储页面内记录第一个数据的时间。在本实施例中，该记录模块54还用于记录前一次数据存放的偏移、该存储页面存放的数据的类型、该存储页面存放的数据的份数。

时间划分模块52，用于将时间依据数据的采集周期划分成复数个时间段，每个该时间段在该存储页面上占据一定的存储空间。在具体实施时，每类数据可以独立配置采集周期，例如智能电表采集并记录的“负荷记录”数据，该数据包含六类不同的数据，所以实际采集并记录数据时，每分钟需要保存的数据种类各不相同，有时只保存其中一类数据，有时则要同时保存几类数据,在同一时间段内保存的数据为一个数据包，如此只需通过数据包个数的计算以及在每页存储页面内记录第一个数据的时间即可推算得出该数据包内数据的时间。当数据太多时，也可以将每分钟设置成一个时间段，

数据存储模块53，用于将该数据依据采集时间所处的时间段存储在该存储页面内，若在某一时间段内不具有该数据，则在不具有该数据的时间段内保存为空数据。也就是说，只有在该数据的时间段内没有任何数据需要保存，则利用空数据占据该时间段的存储空间，如此才能正确计算其他时间段内数据的时间。

为了进一步节约存储空间，在本实施例中，还包括空数据个数计算模块，用于当上次保存的数据为该空数据，且本次保存的数据也为该空数据时，在上次保存的该空数据的存储空间里更新空数据的个数，如此就不必开启新的存储空间来存储空数据。

如图2所示，本发明还提供一种智能电表的数据存储方法，包括步骤：

S10、确定存储区域具有复数个存储页面，若该存储区域不具有该存储页面，则依据该存储区域的大小将该存储区域划分成复数个存储页面；也就是说，针对已经是按页存储的存储区域，无需再进行存储页面的划分；而针对不是按页存储的存储区域，也可以按照固定大小将存储区域人为划分存储页面。

S20、将时间划分成复数个时间段，每个该时间段在该存储页面上占据一定的存储空间；上述存储空间的大小并不是统一划定的，因为在具体实施时，每类数据可以独立配置采集周期，例如智能电表采集并记录的“负荷记录”数据，该数据包含六类不同的数据，所以实际采集并记录数据时，每分钟需要保存的数据种类各不相同，有时只保存其中一类数据，有时则要同时保存几类数据,本发明将在同一时间段内保存的数据做为一个数据包，如此只需通过数据包个数的计算以及在每页存储页面内记录第一个数据的时间即可推算得出该数据包内数据的时间。

S30、将数据依据采集时间所处的时间段存储在该存储页面内，若在某一时间段内不具有该数据，则在不具有该数据的时间段内保存为空数据；也就是说，只有在该数据的时间段内没有任何数据需要保存，则利用空数据占据该时间段的存储空间，如此无需存储该数据的时间就能正确计算其他时间段内数据的时间。

S40、在每页该存储页面内记录第一个数据的时间。在本实施例中，该记录模块54还用于记录前一次数据存放的偏移、该存储页面存放的数据的类型、该存储页面存放的数据的份数。

在步骤S30中，在将该数据依据采集时间所处的时间段存储在该存储页面内时，首先计算存储该数据需要的存储空间，若存储页面内存储空间不足，则开启新的存储页面。当在该时间段内有多类数据需要存储时，则上述计算存储该数据需要的存储空间是指计算该时间段内所有数据需要的存储空间。

为了进一步节约存储空间，在将该数据依据采集时间所处的时间段存储在该存储页面内时，首先读取上次保存的数据的信息，若上次保存的数据为该空数据，且本次保存的数据也为该空数据，则在上次保存的该空数据的存储空间里更新空数据的个数，如此就不必开启新的存储空间来存储空数据。

请参照图3，本发明还提供一种智能电表的数据查询系统，用于查询采用本发明的智能电表的数据存储系统或方法进行存储的数据，包括：时间读取模块61，用于读取存储页面内记录的第一个数据的时间；计算模块62，用于根据需要查询的数据的时间，按照比例关系计算该需要查询的数据所处的存储页面；判断模块63，用于判断该需要查询的数据是否在该需要查询的数据所处的存储页面内，或判断该需要查询的数据在计算得出的该需要查询的数据所处的存储页面之前还是之后；数据查询模块64，用于读取该存储页面内的数据，找到该需要查询的数据。

请同时参照图4，图4为本发明实施例的智能电表的数据查询方法的流程示意图。该数据查询方法用于查询采用本发明的智能电表的数据存储方法或系统进行存储的数据，包括：S1、读取第一页以及最后一页存储页面内记录的第一个数据的时间；S2、根据需要查询的数据的时间，按照比例关系计算该需要查询的数据所处的存储页面；S3、读取S2计算所得的存储页面内第一个数据的存储时间、该页面存放的数据的类型、该页面存放的数据的份数，判断需要查询的数据是否在S2计算所得的存储页面内：若在，则依次读取该需要查询的数据所处的存储页面内的数据，直至查询出该需要查询的数据；若不在，则判断该需要查询的数据在计算得出的该需要查询的数据所处的存储页面之前还是之后，然后根据判断的结果重新计算该需要查询的数据所处的存储页面；如果在计算得出的该需要查询的数据所处的存储页面之前，则将计算得出的该需要查询的数据所处的存储页面作为最后一页，按照比例关系重新计算该需要查询的数据所处的存储页面；如果在计算得出的该需要查询的数据所处的存储页面之后，则将计算得出的该需要查询的数据所处的存储页面作为第一页，按照比例关系重新计算该需要查询的数据所处的存储页面；重复步骤S3，直至查询出该需要查询的数据。

在该步骤S3中，还要读取与该需要查询的数据所处的存储页面相邻的存储页面内该第一个数据的时间，并据此判断该需要查询的数据是否在该需要查询的数据所处的存储页面内，或判断该需要查询的数据在计算得出的该需要查询的数据所处的存储页面之前还是之后。

在本实施例中，步骤S2、S3中可以运用查询公式计算得出需要查询的数据所处的存储页面。若查找的第一页的页码为Sp，记录在该页上的第一个数据的时间为St；查找的最后一页的页码为Ep，记录在该页上的第一个数据的时间为Et；需要查询的数据的时间为Ft，则该需要查询的数据所处的存储页面的页码Fp=(Ep-Sp+1)*(Ft-St)/(Et–St+1)+Sp。

本发明提供了一种智能电表的数据存储方法及其系统，将时间划分成复数个时间段，将数据依据采集时间所处的时间段存储在存储区域的存储页面内，并在不具有该数据的时间段内保存为空数据，无需记录每个数据的时间，且当该空数据连续记录时，只需更新空数据的个数，无需利用存储页面内新的存储空间，所以大大节约了存储空间；还在每页存储页面内还需要记录第一个数据的时间、该存储页面内数据的类型等信息，以利于数据的查询。本发明还提供基于上述智能电表的数据存储方法及其系统的智能电表的数据查询方法及其系统，通过存储页面内记录的信息的有效利用，加快数据查询的速度。由此可见，本发明采用的技术方案很好地达到了查询速度和空间利用之间的平衡。

以上参照附图说明了本发明的优选实施例，本领域技术人员不脱离本发明的范围和实质，可以有多种变型方案实现本发明。举例而言，作为一个实施例的部分示出或描述的特征可用于另一实施例以得到又一实施例。以上仅为本发明较佳可行的实施例而已，并非因此局限本发明的权利范围，凡运用本发明说明书及附图内容所作的等效变化，均包含于本发明的权利范围之内。

Claims (10)

1.一种智能电表的数据存储方法，其特征在于，包括：

确定存储区域具有复数个存储页面，若所述存储区域不具有所述存储页面，则依据所述存储区域的大小将所述存储区域划分成复数个所述存储页面；

将时间划分成复数个时间段，每个所述时间段对应一个所述存储页面，且每个所述时间段在所述存储页面上占据一定的存储空间；

将所述数据依据采集时间所处的时间段存储在所述存储页面内，若在某一时间段内不具有所述数据，则在不具有所述数据的时间段占据的存储空间内保存为空数据；

在每页所述存储页面内记录第一个数据的时间。

2.根据权利要求1所述的智能电表的数据存储方法，其特征在于，在将所述数据依据采集时间所处的时间段存储在所述存储页面内时，首先计算存储所述数据需要的存储空间，若所述存储页面内存储空间不足，则开启新的存储页面。

3.根据权利要求1所述的智能电表的数据存储方法，其特征在于，在将所述数据依据采集时间所处的时间段存储在所述存储页面内时，首先读取上次保存的数据的信息，若所述上次保存的数据为所述空数据，且本次保存的数据也为所述空数据，则在上次保存的所述空数据的存储空间里更新空数据的个数。

4.根据权利要求1所述的智能电表的数据存储方法，其特征在于，在所述存储页面的还需要记录前一次数据存放的偏移、所述存储页面存放的数据的类型、所述存储页面存放的数据的份数。

5.一种智能电表的数据查询方法，用于查询采用如权利要求1～4所述的任一智能电表的数据存储方法进行存储的数据，其特征在于，包括：

S1、读取第一页以及最后一页存储页面内记录的第一个数据的时间；

S2、根据需要查询的数据的时间，按照比例关系计算所述需要查询的数据所处的存储页面；

S3、读取S2计算所得的存储页面内第一个数据的存储时间、该页面存放的数据的类型、该页面存放的数据的份数，判断所述需要查询的数据是否在S2计算所得的存储页面内：

若在，则依次读取所述需要查询的数据所处的存储页面内的数据，直至查询出所述需要查询的数据；

若不在，则判断所述需要查询的数据在计算得出的所述需要查询的数据所处的存储页面之前还是之后，然后根据判断的结果重新计算所述需要查询的数据所处的存储页面；如果在计算得出的所述需要查询的数据所处的存储页面之前，则将计算得出的所述需要查询的数据所处的存储页面作为最后一页，按照比例关系重新计算所述需要查询的数据所处的存储页面；如果在计算得出的所述需要查询的数据所处的存储页面之后，则将计算得出的所述需要查询的数据所处的存储页面作为第一页，按照比例关系重新计算所述需要查询的数据所处的存储页面；

重复步骤S3，直至查询出所述需要查询的数据；

在步骤S2、S3中运用查询公式计算得出所述需要查询的数据所处的存储页面：若查找的第一页的页码为Sp，记录在该页上的第一个数据的时间为St；查找的最后一页的页码为Ep，记录在该页上的第一个数据的时间为Et；需要查询的数据的时间为Ft，则该需要查询的数据所处的存储页面的页码Fp＝(Ep-Sp+1)*(Ft-St)/(Et–St+1)+Sp。

6.根据权利要求5所述的智能电表的数据查询方法，其特征在于，在所述步骤S3中，还要读取与所述需要查询的数据所处的存储页面相邻的存储页面内所述第一个数据的时间，并据此判断所述需要查询的数据是否在所述需要查询的数据所处的存储页面内，或判断所述需要查询的数据在计算得出的所述需要查询的数据所处的存储页面之前还是之后。

7.一种智能电表的数据查询系统，用于查询采用如权利要求1～4所述的任一智能电表的数据存储方法进行存储的数据，其特征在于，包括：

时间读取模块，用于读取第一页以及最后一页存储页面内记录的第一个数据的时间；

数据查询模块，用于读取所述存储页面内的数据，找到需要查询的数据；

计算模块，用于根据需要查询的数据的时间，运用查询公式计算得出需要查询的数据所处的存储页面：若查找的第一页的页码为Sp，记录在该页上的第一个数据的时间为St；查找的最后一页的页码为Ep，记录在该页上的第一个数据的时间为Et；需要查询的数据的时间为Ft，则该需要查询的数据所处的存储页面的页码Fp＝(Ep-Sp+1)*(Ft-St)/(Et–St+1)+Sp；

判断模块，用于判断所述需要查询的数据是否在所述需要查询的数据所处的存储页面内，若在，则通过数据查询模块依次读取所述需要查询的数据所处的存储页面内的数据，直至查询出所述需要查询的数据；若不在，则判断所述需要查询的数据在计算得出的所述需要查询的数据所处的存储页面之前还是之后，然后根据判断的结果通过所述计算模块重新计算所述需要查询的数据所处的存储页面；如果在计算得出的所述需要查询的数据所处的存储页面之前，则将计算得出的所述需要查询的数据所处的存储页面作为最后一页，通过所述计算模块重新计算所述需要查询的数据所处的存储页面；如果在计算得出的所述需要查询的数据所处的存储页面之后，则将计算得出的所述需要查询的数据所处的存储页面作为第一页，通过所述计算模块重新计算所述需要查询的数据所处的存储页面。

8.一种智能电表的数据存储系统，其特征在于，包括：

存储页面确定及划分模块，用于确定存储区域具有复数个存储页面，若所述存储区域不具有所述存储页面，则依据所述存储区域的大小将所述存储区域划分成复数个所述存储页面；

时间划分模块，用于将时间依据数据的采集周期划分成复数个时间段，每个所述时间段对应一个所述存储页面，且每个所述时间段在所述存储页面上占据一定的存储空间；

数据存储模块，用于将所述数据依据采集时间所处的时间段存储在所述存储页面内，若在某一时间段内不具有所述数据，则在不具有所述数据的时间段内保存为空数据；

记录模块，用于在每页所述存储页面内记录第一个数据的时间。

9.根据权利要求8所述的智能电表的数据存储系统，其特征在于，还包括空数据个数计算模块，用于当上次保存的数据为所述空数据，且本次保存的数据也为所述空数据时，在上次保存的所述空数据的存储空间里更新空数据的个数。

10.根据权利要求8所述的智能电表的数据存储系统，其特征在于，所述记录模块还用于记录前一次数据存放的偏移、所述存储页面存放的数据的类型、所述存储页面存放的数据的份数。