CN103839396A - 一种高频风速仪测量数据远程传输系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种高频风速仪测量数据远程传输系统，属于数据传输及处理领域，本传输系统包括远程数据采集装置、数据传输装置和数据处理装置，所述的远程数据采集装置布置在目标采集点，远程数据采集装置与数据传输装置相连，通过数据传输装置对远程数据采集装置采集的业务数据接收并进行传输，数据传输装置通过无线通讯与数据处理装置连接，利用数据处理装置对数据传输装置发送的高频数据进行接收、处理；本发明实现偏远地区风速数据实施传输，可完全取代传统的人工采集方式，效率大大提升，有效降低人工维护成本；通过设置数据缓存及延时传送数据，并用软件将测量数据按序还原，从而确保所采集的数据完整。

Description

一种高频风速仪测量数据远程传输系统

技术领域

本发明涉及一种高频风速仪测量数据远程传输系统，属于数据传输及处理领域。

背景技术

当前，我国高层高耸建筑和大跨度桥梁等风敏感结构处于快速发展期。由于这些结构的重要性，前期的风观测，尤其是利用超声风速仪获得较高采样频率的三维风速数据对于提高结构的抗风设计有重要意义。当前传统的做法是在测风塔附近建立小型机房，用于放置采集三维超声风速仪数据的放大器和工控机等设备。设备的供电由通过附近的电网提供，而数据采集则由人工定期获得。但是很多待建结构物位于偏远地区，条件恶劣，甚至很难获得稳定的电力供应，人工采集数据也很困难，这些给风观测设备的运营带来很大困难。

另外，风速数据采集属于实时高频数据采集，如果采用网络远程传输数据，一旦无线通信网络出现问题，就会造成这部分数据不能及时传回处理中心，造成的数据丢失后不能弥补，这样就会造成采集的数据不完整，而且由于采集频率过高，在传统的数据传输的过程中会存在丢包可能，影响对数据完整性。

发明内容

针对上述问题，本发明提供一种高频风速仪测量数据远程传输系统，以实现偏远地区风速数据实施传输，可完全取代传统的人工采集方式，效率大大提升，有效降低人工维护成本；通过设置数据缓存及延时传送数据，并用软件将测量数据按序还原，确保所采集的数据完整。   

为解决技术问题，本发明采用的技术方案：所述的传输系统包括远程数据采集装置、数据传输装置和数据处理装置，所述的远程数据采集装置布置在目标采集点，远程数据采集装置与数据传输装置相连，通过数据传输装置对远程数据采集装置采集的业务数据接收并进行传输，数据传输装置通过无线通讯与数据处理装置连接，利用数据处理装置对数据传输装置发送的高频数据进行接收、处理；其中：

远程数据采集装置由风速仪1和直流供电设备2组成，风速仪1布置在目标采集点，采用直流供电设备2对其供电，确定每秒钟的采集频率，对业务数据进行高频采集；

数据传输装置由RTU模块3构成，RTU模块3由DTU模块4和定时器5组成；DTU模块4主要功能是实现采集数据的远程传输，DTU模块4同时具有数据缓存功能的内存，在无线网络不好的情况下，DTU模块4可临时缓存数据，通信网络恢复后断点续传，定时器5功能是定期自动重启DTU模块4；RTU模块3与远程数据采集装置风速仪1通过接口相连接，对远程数据采集装置采集的业务数据接收并进行传输；

数据处理装置由远程云数据库系统7和邮件系统8系统组成，远程云数据库系统7对收到的测量数据进行存储并按时按序重组还原，云数据库系统7将处理后的测量数据自动打包并定时发送至指定邮件系统8，数据处理装置通过无线通讯与所述的数据传输装置连接，对数据传输装置发送的高频数据进行接收。

更优选：所述远程云数据库系统7对收到的测量数据进行存储并按时按序重组还原，具体步骤如下：

第一步：高频数据的接收；DTU模块4通过TCP/IP协议将采集到的风速仪1测量数据传输至远程云数据库系统7，远程云数据库系统7得到tcp连接，把单个连接对应单个风速设备，并开始接收数据；

第二步：获取每小时采集的数据；远程云数据库系统7对接收的数据进行判断，判断当前小时是否有文本数据，若当前小时没有对应的文本数据，则生成当前小时的文本，第一行为收到数据时的生成时间；若当前小时有对应的数据，则对数据和上一次收到的数据的时间进行对比，判断间隔时间是否大于10s；当间隔时间小于10s时，则判断网络通畅，向当前小时文本追加收到的数据；当间隔时间大于等于10s时，则判断此时间离线或网络不畅，远程云数据库系统7自动进行离线数据进行补充，补充的条数为=赫兹*离线秒数，并对补充的数据进行补0标记，对标记后的数据向当前小时文本追加，同时，当网络恢复时，DTU模块4缓存中的缓存数据直接追加到当前小时文本中；

第三步：整合每天采集的数据；在第二天的凌晨时将前一天24小时的文本数据整合，先预加载24小时存储的数据，然后对每小时的数据进行循环处理，循环过程中，判断当前小时数据条数是否大于每小时最大数据量，其中，每小时最大数据量=赫兹*60*60，若当前小时数据条数大于每小时最大数据量，则说明当前离线或网络不畅后发来的数据带有之前的缓存，此时存在标记位为0的离线数据，遍历数据，对补0的数据进行删除操作，处理完后继续对下一小时的数据遍历操作；若当前小时数据条数小于等于每小时最大数据量，则直接处理下一小时的数据，直至将24个小时的数据遍历处理完毕后进行整和；对整合后的24小时总数据的条数与每天最大数据量进行对比判断，其中，每天最大数据量=赫兹*60*60*24，当24小时总数据的条数大于每天最大数据量时，则说明整合后数据还存在冗余的离线数据，此时再对整合后的数据从新对每个小时进行遍历操作，当24小时总数据的条数小于等于每天最大数据量时，则对整个数据进行遍历，遍历过程中将每个数据打时间标记，得到整合后的，后进行保存；

第四步：发送处理每天采集的数据；将所述第三步中整合每天采集的数据进行自动打包并定时发送至指定邮件系统8。

更优选：所述DTU模块4具有数据缓存功能的内存大小为64-128K。

更优选：所述RTU模块3通过中国移动GRPS网络6，以TCP/IP协议将采集到的风速仪1测量数据传输至远程云数据库系统7；所述数据采集软件为TCP数据采集软件。

更优选：所述直流供电设备2为风光互补发电系统。

更优选：直流供电设备2采用直流12V供电，总功耗不超过6W。

本发明的有益效果：以实现偏远地区风速数据实时传输，可完全取代传统的人工采集方式，效率大大提升，有效降低人工维护成本；通过设置数据缓存及延时传送数据并用软件将测量数据按序还原，确保所采集的数据完整。

附图说明

图1为本发明的工作流程图；

图2为本发明获取每小时采集的流程图；

图3为本发明整合每天采集的数据流程图；

图中：1-风速仪，2-直流供电设备，3-RTU模块，4-DTU模块，5-定时器，6-中国移动GRPS网络，7-云数据库系统，8-邮件系统。

具体实施方式

下面结合附图和实施过程对本发明做进一步说明，以方便技术人员理解。

如图1所示，所述的传输系统包括远程数据采集装置、数据传输装置和数据处理装置，所述的远程数据采集装置与数据传输装置相连，通过数据传输装置对远程数据采集装置采集的业务数据接收并进行传输，数据传输装置通过无线通讯与数据处理装置连接，利用数据处理装置对数据传输装置发送的高频数据进行接收、处理；其中：

远程数据采集装置由风速仪1和直流供电设备2组成，风速仪1布置在目标采集点，采用直流供电设备2，也可选用风光互补发电系统，直流12V供电，总功耗不超过6W，对风速仪1进行供电，确定风速仪1对风相的每秒钟的采集频率，对业务数据进行高频采集；

数据传输装置主要由RTU（Remote Terminal Unit）模块3组成，RTU模块3由DTU(Data Transfer unit)模块4和定时器5组成；DTU模块4主要功能是实现采集数据的远程传输，DTU模块4同时具有数据缓存功能的内存（64K-128K），在无线网络不好的情况下，DTU模块4可临时缓存数据，通信网络恢复后断点续传，确保测量数据不丢失；定时器5主要功能是定期自动重启DTU模块4，解决DTU模块4长期在线工作下可能出现的吊死情况；RTU（Remote Terminal Unit）模块3与远程数据采集装置风速仪1通过RS485接口相连接，对远程数据采集装置中风速仪1采集的业务数据接收并进行传输；

数据处理装置由远程云数据库系统7和邮件系统8系统组成，与所述的数据传输装置通过无线通讯，无线通讯采用中国移动GRPS网络6以TCP/IP协议连接，对数据传输装置中DTU模块4发送的高频数据进行接收，远程云数据库系统7对收到的测量数据进行存储并按时按序重组还原，确保处理的数据和风速仪输出的测量数据保持一致，云数据库系统7将处理后的测量数据自动打包并定时发送至指定邮件系统8。

    所述远程云数据库系统7对收到的测量数据进行存储并按时按序重组还原，具体步骤如下：

第一步：高频数据的接收：

DTU模块4通过中国移动GRPS网络6以TCP/IP协议将采集到的风速仪1测量数据传输至远程云数据库系统7，远程云数据库系统7得到tcp连接，把单个连接对应单个风速设备，并开始接收数据；

第二步：获取每小时采集的数据，

如图2所示：首先对接收的数据进行判断，判断当前小时是否有文本数据，

若当前小时没有对应的文本数据，则生成当前小时的文本，第一行为收到数据时的生成时间；

若当前小时有对应的数据，则要对数据和上一次收到的数据的时间进行对比，判断间隔时间是否大于10s；

当数据间隔时间小于10s时，则判断网络通畅，向当前小时文本追加收到的数据，

当间隔时间大于等于10s时，则判断此时间离线或网络不畅，远程云数据库系统7自动进行离线数据进行补充，补充的条数为=赫兹*离线秒数，并对补充的数据进行补0标记，对标记后的数据向当前小时文本追加；

同时，当网络恢复时，DTU模块4缓存中的缓存数据也直接补充追加到当前小时文本中，此时若存在网络延迟，远程云数据库系统7中的数据生成的条数的会大于实际采集数据的条数，此时对当前数据不做任何处理，在整合每天采集的数据的时候再进行处理，减少设备离线网络不畅等带来的丢数据问题；

第三步：整合处理每天采集的数据，如图3所示：在第二天的凌晨时将前一天24小时的文本数据整合，先预加载24小时存储的数据，然后对每小时的数据进行循环处理，循环过程中，判断当前小时数据条数是否大于每小时最大数据量，其中，每小时最大数据量=赫兹*60*60，若当前小时数据条数大于每小时最大数据量，则说明当前小时数据中存在，离线或网络不畅后补出的数据，此时存在标记位为0的离线数据，遍历数据，对补0的数据进行删除操作，处理完后继续对下一小时的数据遍历操作，若当前小时数据条数小于等于每小时最大数据量，则直接处理下一小时的数据，直至将24个小时的数据遍历处理完毕后进行整和；对整合后的24小时总数据的条数与每天最大数据量进行对比判断，其中，每天最大数据量=赫兹*60*60*24，若整合后的24小时总数据量大于每天最大数据量，则说明整合后数据还存在冗余的离线数据，此时再对整合后的数据从新对每个小时进行遍历操作，若整合后的24小时总数据量小于等于每天最大数据量，则对整个数据进行遍历，遍历过程中将每个数据打时间标记，得到整合后的数据，进行保存；

第四步：发送处理每天采集的数据，将所述整合每天采集的数据步骤中整合好的数据进行自动打包并定时发送至指定邮件系统8。

更优选：所述DTU模块4具有数据缓存功能的内存大小为64-128K。

更优选：所述RTU模块3通过中国移动GRPS网络6，以TCP/IP协议将采集到的风速仪1测量数据传输至远程云数据库系统7；所述数据采集软件为TCP数据采集软件。

更优选：所述直流供电设备为风光互补发电系统。

更优选：直流供电设备采用直流12V供电，总功耗不超过6W。

下面结合具体实施例对本发明进行说明：

实施例1：如图1，将风速仪1布置在目标采集点，通过RS485接口将风速仪1和RTU模块（ Remote Terminal Unit）3相连，采用风光互补发电系统，直流12V供电，总功耗不超过6W，对其供电，风速仪1测量数据实时传输至RTU模块3，RTU模块3由DTU(Data Transfer unit) 模块4和定时器5组成；DTU模块4主要功能是实现采集数据的远程传输，DTU 模块4同时具有数据缓存功能的64K内存，确保在无线网络不好的情况下，DTU模块 4可临时缓存数据，通信网络恢复后可断点续传，确保测量数据不丢失；定时器5主要功能是定期自动重启DTU 模块4，解决DTU 模块4长期在线工作下可能出现的吊死情况； DTU模块4通过中国移动GRPS网络6以TCP/IP协议将采集到的风速仪1测量数据传输至远程云数据库系统7，远程云数据库系统7得到tcp连接，把单个连接对应单个风速设备，并开始接收数据；获取每小时采集的数据，在存在网络不畅的情况下，发送端DTU模块4将数据缓存，等通信网络恢复后再进行断点续传，接收端远程云数据库系统7补入标记位为0的离线数据，补入的条数为=赫兹*离线秒数，得到每小时待处理的接收数据；然后在第二天的凌晨时将前一天24小时的文本数据整合，删除补入标记位为0的离线数据，并将得到的正常数据打上时间标记，对收到的测量数据进行存储并按时按序重组还原，实现高频数据的接收，确保处理的数据和风速仪输出的测量数据保持一致，最后，云数据系统将处理后的测量数据自动打包并定时发送至指定邮件系统8。

实施例2：如图1，将风速仪布置在目标采集点，通过RS485接口将风速仪1和RTU模块（Remote Terminal Unit）3相连，采用风光互补发电系统，直流12V供电，总功耗不超过6W，对其供电，风速仪1测量数据实时传输至RTU模块3，RTU模块3由DTU(Data Transfer unit)4和定时器5组成；DTU模块 4主要功能是实现采集数据的远程传输，DTU模块 4同时具有数据缓存功能的128K内存，确保在无线网络不好的情况下，DTU模块 4可临时缓存数据，通信网络恢复后可断点续传，确保测量数据不丢失；定时器5主要功能是定期自动重启DTU模块 4，解决DTU模块 4长期在线工作下可能出现的吊死情况；DTU模块4通过中国移动GRPS网络6以TCP/IP协议将采集到的风速仪1测量数据传输至远程云数据库系统7，远程云数据库系统7得到tcp连接，单个连接对应单个风速设备，并开始接收数据；获取每小时采集的数据，存在网络不畅的情况下，发送端DTU模块4将数据缓存入缓存，等通信网络恢复后再进行断点续传，接收端远程云数据库系统7补入标记位为0的离线数据，补入的条数为=赫兹*离线秒数，得到每小时待处理的接收数据；然后在第二天的凌晨时将前一天24小时的文本数据整合，删除补入标记位为0的离线数据，并将得到的正常数据打上时间标记，对收到的测量数据进行存储并按时按序重组还原，实现高频数据的接收，确保处理的数据和风速仪输出的测量数据保持一致，最后，云数据系统将处理后的测量数据自动打包并定时发送至指定邮件系统8。

本发明的实施过程：将风速仪布置在目标采集点，通过RS485接口将风速仪1和RTU模块（Remote Terminal Unit）3相连，采用风光互补发电系统，直流12V供电，总功耗不超过6W，对其供电，风速仪1测量数据实时传输至RTU模块3，RTU模块3由DTU(Data Transfer unit)4和定时器5组成；DTU模块 4主要功能是实现采集数据的远程传输，DTU模块 4同时具有数据缓存功能的64-128K内存，确保在无线网络不好的情况下，DTU模块 4可临时缓存数据，通信网络恢复后可断点续传，确保测量数据不丢失；定时器5主要功能是定期自动重启DTU模块 4，解决DTU模块 4长期在线工作下可能出现的吊死情况；DTU模块4通过中国移动GRPS网络6以TCP/IP协议将采集到的风速仪1测量数据传输至远程云数据库系统7，远程云数据库系统7得到tcp连接，把单个连接对应单个风速设备，并开始接收数据；获取每小时采集的数据，存在网络不畅的情况下，发送端DTU模块4将数据缓存入缓存，等通信网络恢复后再进行断点续传，接收端远程云数据库系统7补入标记位为0的离线数据，补入的条数为=赫兹*离线秒数，得到每小时待处理的接收数据；然后在第二天的凌晨时将前一天24小时的文本数据整合，删除补入标记位为0的离线数据，并将得到的正常数据打上时间标记，对收到的测量数据进行存储并按时按序重组还原，实现高频数据的接收，确保处理的数据和风速仪输出的测量数据保持一致，最后，云数据系统将处理后的测量数据自动打包并定时发送至指定邮件系统8。

本发明可以实现偏远地区风速数据实施传输，可完全取代传统的人工采集方式，效率大大提升，有效降低人工维护成本；通过设置数据缓存及延时传送数据并用软件将测量数据按序还原，确保所采集的数据完整。

本发明通过附图进行说明的，在不脱离本发明范围的情况下，还可以对本发明专利进行各种变换及等同代替，因此，本发明专利不局限于所公开的具体实施过程，而应当包括落入本发明专利权利要求范围内的全部实施方案。

Claims (6)

1.一种高频风速仪测量数据远程传输系统，其特征在于：所述的传输系统包括远程数据采集装置、数据传输装置和数据处理装置，远程数据采集装置布置在目标采集点，远程数据采集装置与数据传输装置相连，通过数据传输装置对远程数据采集装置采集的业务数据接收并进行传输，数据传输装置通过无线通讯与数据处理装置连接，利用数据处理装置对数据传输装置发送的高频数据进行接收、处理；其中：

所述的远程数据采集装置由风速仪(1)和直流供电设备(2)组成，风速仪(1)布置在目标采集点，采用直流供电设备(2)对其供电，确定每秒钟的采集频率，对业务数据进行高频采集；

所述的数据传输装置由RTU模块(3)组成，RTU模块(3) 由DTU模块（4）和定时器（5）组成；DTU模块（4）主要功能是实现采集数据的远程传输，DTU（模块4）同时具有数据缓存功能的内存，在无线网络不好的情况下，DTU模块（4）可临时缓存数据，通信网络恢复后断点续传，定时器（5）功能是定期自动重启DTU模块（4）与远程数据采集装置风速仪(1)通过接口相连接，对远程数据采集装置采集的业务数据接收并进行传输；

所述的数据处理装置由远程云数据库系统（7）和邮件系统（8）系统组成，与所述的数据传输装置通过无线通讯连接，对数据传输装置发送的高频数据进行接收，远程云数据库系统（7）对收到的测量数据进行存储并按时按序重组还原，云数据库系统（7）将处理后的测量数据自动打包并定时发送至指定邮件系统（8）。

2.根据权利要求1所述的高频风速仪测量数据远程传输系统，其特征在于，所述远程云数据库系统（7）对收到的测量数据进行存储并按时按序重组还原，具体步骤如下：

第一步：高频数据的接收；DTU（4）通过TCP/IP协议将采集到的风速仪(1)测量数据传输至远程云数据库系统（7），远程云数据库系统（7）得到tcp连接，把单个连接对应单个风速设备，并开始接收数据；

第二步：获取每小时采集的数据；对接收的数据进行判断，判断当前小时是否有文本数据，若当前小时没有对应的文本数据，则生成当前小时的文本，第一行为收到数据时的生成时间，若当前小时有对应的数据，则对数据和上一次收到的数据的时间进行对比，判断间隔时间是否大于10s，若间隔时间小于10s，则判断网络通畅，向当前小时文本追加收到的数据，若间隔时间大于等于10s，则判断此时间离线或网络不畅，则对进行补数据操作，所补数据的条数为=赫兹*离线秒数，并对数据进行补0标记，所补的数据数据向当前小时文本追加，当网络恢复时，DTU模块（4）缓存中的缓存数据直接追加到当前小时文本中；

第三步：整合每天采集的数据；在第二天的凌晨时将前一天24小时的文本数据整合，先预加载24小时存储的数据，然后对每小时的数据进行循环处理，循环过程中，判断当前小时数据条数是否大于每小时最大数据量，每小时最大数据量=赫兹*60*60，若当前小时数据条数大于每小时最大数据量，则说明当前离线或网络不畅后发来的数据带有之前的缓存，此时存在标记位为0的离线数据，遍历数据，对补0的数据进行删除操作，处理完后继续对下一小时的数据遍历操作，若当前小时数据条数小于等于每小时最大数据量，则直接处理下一小时的数据，直至将24个小时的数据遍历处理完毕后进行整和；对整合后的24小时总数据的条数与每天最大数据量进行对比判，每天最大数据量=赫兹*60*60*24，当24小时总数据的条数大于每天最大数据量时，则说明整合后数据还存在冗余的离线数据，此时再对整合后的数据从新对每个小时进行遍历操作，当当24小时总数据的条数小于等于每天最大数据量时，则对整个数据进行遍历，遍历过程中将每个数据打时间标记后进行保存；

第四步：发送处理每天采集的数据；将所述整合每天采集的数据步骤中整合好的数据进行自动打包并定时发送至指定邮件系统（8）。

3.根据权利要求1所述的高频风速仪测量数据远程传输系统，其特征在于，所述具有数据缓存功能的内存大小为64-128K。

4.根据权利要求1所述的高频风速仪测量数据远程传输系统，其特征在于，所述RTU模块（3）通过中国移动GRPS网络（6），以TCP/IP协议将采集到的风速仪(1)测量数据传输至远程云数据库系统（7）；所述数据采集软件为TCP数据采集软件。

5.根据权利要求1所述的高频风速仪测量数据远程传输系统，其特征在于，所述直流供电设备（2）为风光互补发电系统。

6.根据权利要求1所述的高频风速仪测量数据远程传输系统，其特征在于，直流供电设备（2）采用直流12V供电，总功耗不超过6W。

Images