CN105182807B - 一种基于3g网络的数据采集处理系统的数据处理方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于3G网络的数据采集处理系统及方法，系统包括控制主机和工业控制现场的RS‑232或者RS‑485接口的数据信号，以及开关量信号和模拟量信号；所述信号通过信号线连接到一个数据采集处理装置，数据采集处理装置中设置有3G网络卡，3G网络卡通过3G网络与控制主机连接。所述方法包括控制主机主动查询步骤和数据采集处理装置自主查询的步骤；将查询的结果利用3G网络传递至控制主机；本发明不需要上位机一直发送查询指令，即可实时掌握设备的变化，在大大节省软件工作量和数据流量的同时，不丢失对设备状态的掌握。
Description
技术领域
本发明涉及数据采集，是一种基于3G网络的数据采集处理系统及方法。
背景技术
在工业控制的现场中，经常要遇到对现场数据采集处理的问题，这些数据即包括一些RS-232或者RS-485等接口的数据信息，也包括各种传感器输出的开关量、模拟量信息，有时用户还有对现场的开关量、模拟量输入设备进行控制的需求。而工业现场有时不能提供有线网络或者提供有线网络的成本比较高。
发明内容
本发明目的在于提供一种基于3G网络的数据采集处理系统及方法，鉴于目前移动网络已经覆盖几乎所有的区域，在这种情况我们选用3G网络进行数据的传输。对工业现场一般对实时性要求较高，要求终端与采集现场之间进行频繁的数据通信产生庞大流量费用的问题，本发明采用现场查询处理的方式，将数据通讯的流量降至最低，大大节省了用户的运营成本。
为了实现上述目的，本发明的方案是：
一种基于3G网络的数据采集处理系统，包括控制主机和工业控制现场的RS-232或者RS-485接口的数据信号，以及开关量信号和模拟量信号；所述RS-232或者RS-485接口的数据信号，以及开关量信号和模拟量信号通过信号线连接到一个数据采集处理装置，数据采集处理装置中设置有3G通讯网络卡，3G通讯网络卡通过3G通信网络与控制主机连接。
方案进一步是：所述装置中设置有电源模块、开关量和模拟量输入模块、SIM卡、RS-232、RS-485通讯模块、CPU模块；电源模块负责装置的电源转换和稳压；开关量和模拟量输入模块负责将外部开关量和模拟量输入转换后送CPU处理；RS-232、RS-485通讯模块负责将外部的RS-232、RS-485接口进行转换送CPU处理；CPU模块负责程序总体控制和协调；SIM卡负责将通讯数据发送至网络。
一种基于3G网络数据采集处理系统的数据处理方法，所述系统包括控制主机和工业控制现场的RS-232或者RS-485接口的数据信号，以及开关量信号和模拟量信号，所述RS-232或者RS-485接口的数据信号，以及开关量信号和模拟量信号通过信号线连接到一个数据采集处理装置，数据采集处理装置中设置有3G通讯网络卡，3G通讯网络卡通过3G通信网络与控制主机连接，数据采集处理装置实时查询各信号的状态值，并将状态值存入存储器；所述方法包括控制主机主动查询步骤和数据采集处理装置自主查询的步骤；
所述控制主机主动查询步骤是：控制主机向数据采集处理装置发出一个查询指令，数据采集处理装置接到指令后，按照指令将存储器中存储的当前状态值发送至控制主机；
所述数据采集处理装置自主查询的步骤是：
第一步：查询各信号的当前状态值；
第二步：将当前状态值与存储器中存储的各信号的值进行比较，若各信号的值为初始状态值，则将前状态值替换初始状态值；若存储器中各信号的值与当前状态值相同，说明设备状态没有变化，放弃当前的状态值，返回第一步；若存储器中各信号的值与当前状态值不相同，说明设备的状态已经发生变化了，将变化的状态值替换存储器中相应信号的值；
第三步：将变化的状态值同时通过3G通信网络发送至控制主机。
方案进一步是：所述方法进一步包括，数据采集处理装置收到控制主机发出查询指令后，数据采集处理装置优先执行查询指令，如果数据采集处理装置未接到控制主机查询指令，数据采集处理装置将自动进入自主查询的步骤。
方案进一步是：所述方法进一步包括，增加或删除被查询的设备以及更改自主查询的时间间隔。
方案进一步是：所述查询指令是选择性查询指令，控制主机通过选择性指令获取一路信号或几路信号的状态值。
方案进一步是：所述数据采集处理装置与控制主机通过3G通信网络使用数据流量访问联通方式进行数据传递连接。
本发明不需要上位机一直发送查询指令，即可实时掌握设备的变化，在大大节省软件工作量和数据流量的同时，不丢失对设备状态的掌握。以门禁系统的传输为例，极端情况下，数据流量可以仅为正常状态下流量的万分之一，几乎可以在零流量的情况下实时掌握设备的变化。
下面结合附图和实施例对本发明作一详细描述。
附图说明
图1本发明系统示意图。
具体实施方式
实施例1：
一种基于3G通讯网络的数据采集处理系统实施例，包括在主控室放置的控制主机1和工业控制现场的多路RS-232或者RS-485接口的数据信号以及多路开关量信号和模拟量信号2；所述多路RS-232或者RS-485接口的数据信号以及多路开关量信号和模拟量信号通过信号线连接到一个数据采集处理装置3，数据采集处理装置中设置有3G通讯网络卡301，3G通讯网络卡通过3G通信网络4与控制主机连接。
实施例中：所述3G通讯网络是目前广泛被公众使用的通讯网络。
实施例中，所述数据采集处理装置既是一个3G的传输装置，更是一个管理终端，可以对包括类似于温湿度传感器、可燃气体传感器等所有符合MODBUS协议的设备，门禁控制器等RS-485接口的设备，太阳能控制器等RS-232接口的设备以及输出开关量的报警设备进行管理和控制，并且可以通过RS-485接口扩展模块，实现继电器的输出，模拟量的输入输出等。装置中设置有电源模块、开关量和模拟量输入模块、SIM卡（3G通讯网络卡）、3G模块和RS-232、RS-485通讯模块、CPU模块及其他扩展模块。电源模块负责设备的电源转换和稳压；开关量和模拟量输入模块负责将外部开关量和模拟量输入转换后送CPU处理；RS-232、RS-485通讯模块负责将外部的RS-232、RS-485接口进行转换送CPU处理；CPU模块负责程序总体控制和协调；SIM卡和3G模块负责将通讯数据发送至网络；外加网络和音视频扩展模块用于其他功能的扩展。
实施例2：
本实施例是基于实施例1一种基于3G网络数据采集处理系统的数据处理方法，实施例1中的内容也应认为是本实施例中的内容；因此，所述系统包括控制主机和工业控制现场的RS-232或者RS-485接口的数据信号，以及开关量信号和模拟量信号，所述RS-232或者RS-485接口的数据信号，以及开关量信号和模拟量信号通过信号线连接到一个数据采集处理装置，数据采集处理装置中设置有3G通讯网络卡，3G通讯网络卡通过3G通信网络与控制主机连接，数据采集处理装置实时查询各信号的状态值，并将状态值存入存储器；本实施例中，所述方法包括控制主机主动查询步骤和数据采集处理装置自主查询的步骤；
其中：
所述控制主机主动查询步骤是：控制主机向数据采集处理装置发出一个查询指令，数据采集处理装置接到指令后，按照指令将存储器中存储的当前状态值发送至控制主机；
所述数据采集处理装置自主查询的步骤是：
第一步：查询各信号的当前状态值；
第二步：将当前状态值与存储器中存储的各信号的值进行比较，若各信号的值为初始状态值（本实施例的初始状态是为空或为“0”），则将前状态值替换初始状态值；若存储器中各信号的值与当前状态值相同，说明设备状态没有变化，放弃当前的状态值，返回第一步；若存储器中各信号的值与当前状态值不相同，说明设备的状态已经发生变化了，将变化的状态值替换存储器中相应信号的值；
第三步：将变化的状态值同时通过3G通信网络发送至控制主机。
实施例中：所述方法进一步包括，数据采集处理装置收到控制主机发出查询指令后，数据采集处理装置优先执行查询指令，如果数据采集处理装置未接到控制主机查询指令，数据采集处理装置将自动进入自主查询的步骤。
实施例中：所述查询指令是选择性查询指令，控制主机通过选择性指令获取一路信号或几路信号的状态值。
实施例中：所述数据采集处理装置与控制主机通过3G通信网络使用数据流量访问联通方式进行数据传递连接。数据流量访问联通方式实际上作为本实施例的应用是一种打包传输的方式，将所要传递的内容打成一个包，然后采用应答的方式将数据包传递出去，进而节省了网络通信的时长，而且每一次的连通与3G通信一样采用呼叫应答的方式，加速了传递，一旦通讯完毕迅速切断传输，节省了费用。
系统运行后，首先进行状态和参数的初始化操作，然后打开3G网络传输功能，通过作为上位机的控制主机软件设置系统中需要连接到数据采集处理装置的每种设备所对应的查询指令和查询时间间隔，设置成功之后，此设置值可以保存在数据采集处理装置中，断电不会丢失，除了在此处可以进行此项设置之外，在系统运行的任何时刻，只要通过上位机软件向装置发送一条设置指令，即可随时增加连接到本装置上的设备，即：增加或删除被查询的设备以及更改自主查询的时间间隔。
以上的初始化操作完成后，上位机软件若想知道某种设备的状态，可随时向数据采集处理装置发送查询指令，数据采集处理装置接收到查询指令之后，立即优先将存储器中存储的上次查得的设备状态值返回给上位机。
若上位机没有发送查询指令，数据采集处理装置即会进入到自主查询的模式；由数据采集处理装置发起的，向连接到数据采集处理装置的设备查询。并且，数据采集处理装置接收到设备的状态值之后，会自动与存储器中所存储的上次查询到的状态值进行比对，若与上次查询到的状态值相同，说明设备状态没有变化，数据采集处理装置会丢掉接收到设备的状态值，且不进行任何其他操作；若本次查询到的状态值与上次相比有变化，说明设备的状态已经发生变化了，数据采集处理装置会将本次的查询值写入存储器中，替换上次查询的数值，同时还会将数值通过SIM卡主动上传至上位机。
上述实施例的优点在于，不需要上位机一直发送查询指令，即可实时掌握设备的变化，在大大节省软件工作量和数据流量的同时，不丢失对设备状态的掌握。以门禁系统的传输为例，极端情况下，数据流量可以仅为正常状态下流量的八万分之一，几乎可以在零流量的情况下实时掌握设备的变化。
Claims (5)
1.一种基于3G网络数据采集处理系统的数据处理方法，所述系统包括控制主机和工业控制现场的RS-232或者RS-485接口的数据信号，以及开关量信号和模拟量信号，所述RS-232或者RS-485接口的数据信号，以及开关量信号和模拟量信号通过信号线连接到一个数据采集处理装置，数据采集处理装置中设置有3G通讯网络卡，3G通讯网络卡通过3G网络与控制主机连接，数据采集处理装置实时查询各信号的状态值，并将状态值存入存储器；其特征在于，所述方法包括控制主机主动查询步骤和数据采集处理装置自主查询的步骤；
所述控制主机主动查询步骤是：控制主机向数据采集处理装置发出一个查询指令，数据采集处理装置接到指令后，按照指令将存储器中存储的当前状态值发送至控制主机；
所述数据采集处理装置自主查询的步骤是：
第一步：查询各信号的当前状态值；
第二步：将当前状态值与存储器中存储的各信号的值进行比较，若各信号的值为初始状态值，则将当前状态值替换初始状态值；若存储器中各信号的值与当前状态值相同，说明设备状态没有变化，放弃当前的状态值，返回第一步；若存储器中各信号的值与当前状态值不相同，说明设备的状态已经发生变化了，将变化的状态值替换存储器中相应信号的值；
第三步：将变化的状态值同时通过3G通信网络发送至控制主机。
2.根据权利要求1所述的数据处理方法，其特征在于，所述方法进一步包括，数据采集处理装置收到控制主机发出查询指令后，数据采集处理装置优先执行查询指令，如果数据采集处理装置未接到控制主机查询指令，数据采集处理装置将自动进入自主查询的步骤。
3.根据权利要求1所述的数据处理方法，其特征在于，所述方法进一步包括：增加或删除被查询的设备以及更改自主查询的时间间隔。
4.根据权利要求1所述的数据处理方法，其特征在于，所述查询指令是选择性查询指令，控制主机通过选择性指令获取一路信号或几路信号的状态值。
5.根据权利要求1至4中任一所述的数据处理方法，其特征在于，所述方法进一步包括：所述数据采集处理装置与控制主机通过3G通信网络使用数据流量访问联通方式进行数据传递连接。
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