CN105373505B - 基于设备模型缓冲的非实时在线通讯数据采集系统及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了基于设备模型缓冲的非实时在线通讯数据采集系统及方法,包括依次连接的物理设备模块、通讯模块、模型缓冲模块和界面数据展现模块,当界面数据展现模块发起通讯请求时,模型缓冲模块根据接收到的模型描述分配一个模型缓冲用于数据交互,模型缓冲根据从界面数据展现模块接收到的物理设备地址通过通讯模块连接物理设备模块,建立界面数据展现模块和物理设备模块的在线通讯链路;当完成数据采集后断开通讯链路,模型缓冲模块回收此模型缓冲。本发明中模型缓冲模块在进程启动时开辟,且只需要开辟最大维护设备数量的缓冲即可,在进程结束后释放。本发明能够减少了系统内存开销,提高了系统运行的快速性和稳定性。

Description

基于设备模型缓冲的非实时在线通讯数据采集系统及方法
技术领域
[0001]本发明涉及一种基于设备模型缓冲的非实时在线通讯数据采集系统,还涉及一种 基于设备模型缓冲的非实时在线通讯数据采集方法,属于变电站通讯领域。
背景技术
[0002]当前变电站远程实时监控领域的技术发展尤为快速,在这些监控系统中一般构建 了与变电站现场物理设备一致的界面设备(界面设备用以展现设备的具体数据,如遥信、遥 测、遥控、遥脉),系统中的界面设备通过电力系统网络实时在线监控现场物理设备,当监控 人员发现事故或故障时,再通知检修单位进行检修。检修单位不需要一直在线监控变电站 设备,只有变电站现场出现运行问题时,才会响应处理问题。而当前由于缺少相应的二次设 备远程运维工具,检修单位一般只能安排检修人员至现场查看设备运行情况,然后再根据 现场情况决定如何检修,如此一来,一起事故往往需多次往返现场才能解决,检修效率比较 低下。因此迫切需要一套二次设备远程检修系统来解决这个问题,该系统不需要实时监控 现场所有设备,只需在维护时连接某些设备以获取这些设备的运行数据。
[0003] 随着这种需求,远程非实时监控系统应运而生,远程实时监控系统为实时系统,运 行时所有设备都保持与系统实时在线连接,而远程非实时监测系统则不需要与所有设备保 持实时在线通讯,只需在检修某个设备时,才通过人机界面连接该设备,二者相比较,后者 运行时所占用的内存更小,占用的网络带宽更少。在非实时监控系统中一般在连接某设备 后开辟对应内存以存储采集到的数据,在断开连接后再释放该内存。但这样频繁申请/释放 内存对系统运行的快速性和稳定性有一定影响,因此本发明中提出了一种基于设备模型缓 冲的非实时在线通讯数据采集系统及方法,该系统通过在系统中预开辟多个模型缓冲的方 法,使系统在实现功能的基础上减少了大量内存开销,并且提高了系统运行的稳定性与快 速性。
发明内容
[0004] 为了克服现有技术的不足,本发明提供一种基于设备模型缓冲的非实时在线通讯 数据采集系统及方法,解决了现有技术中非实时采集系统内存开销大,稳定性和快速性较 差的技术问题。
[0005] 本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:一种基于设备模型缓冲的非实时在 线通讯数据采集系统,包括,
[0006] 界面数据展现模块:用于建立与模型缓冲模块的通讯连接并展现接收到的数据;
[0007] 模型缓冲模块:用于响应界面数据展现模块的通讯请求并建立与物理设备模块的 通讯连接,管理模型缓冲,采集并存储物理设备模块数据供界面数据展现模块使用;
[0008] 通讯模块:用于在模型缓冲模块和物理设备模块之间建立在线通信;
[0009] 物理设备模块:用于响应模型缓冲模块的通讯请求上传数据。
[0010]进一步的,所述物理设备模块中包含不同类型的物理设备,同一类型的物理设备 具有相同的数据模型。
[0011] 进一步的,所述模型缓冲模块根据不同物理设备的数据模型构建不同类型的模型 缓冲,在进程启动时开辟,在进程结束后释放,且每个类型的模型缓冲个数根据最大维护设 备数量来设定,每个模型缓冲包括序号和状态信息。
[0012] 进一步的,所述界面数据展现模块包括与所有物理设备相对应的界面设备,界面 设备根据物理设备的数据模型构建包含模块描述信息。
[0013] 本发明还提供了基于设备模型缓冲的非实时在线通讯数据采集系统的采集方法, 包括以下步骤:
[0014] 步骤一,当采集数据时,界面设备向模型缓冲模块发出连接请求以申请模型缓冲, 模型缓冲模块根据模型描述分配模型缓冲和界面设备建立关联,连接模型缓冲成功后,界 面设备将所请求的物理设备地址传递给模型缓冲,模型缓冲通过通讯模块依据物理设备地 址向所请求的物理设备发送连接请求以建立连接,界面数据展现模块和物理设备模块之间 通过模型缓冲模块建立在线通讯数据链路;
[0015] 步骤二,在线通讯数据链路连接成功后,界面设备发出数据请求,对应模型缓冲接 收到该数据请求后通过通讯模块向物理设备请求相应数据,并保存物理设备响应的物理设 备数据,再将缓存的数据上传给界面设备展现;
[0016] 步骤三,当数据采集完成后,界面设备向模型缓冲发出断开请求,对应模型缓冲接 收到该断开请求后通过通讯模块向物理设备请求断开,在线通讯数据链路断开,模型缓冲 模块回收此模型缓冲。
[0017] 进一步的,所述步骤一中,模型缓冲模块分配模型缓冲的具体过程为,模型缓冲模 块通过界面设备所传来的模型描述来确定可使用的模型缓冲,模型缓冲模块遍历该设备模 型所对应的缓冲,当检查到第一个状态为“空”的模型缓冲时,则建立界面数据展现模块中 的界面设备与模型缓冲的关联,并置该模型缓冲状态为“非空”以表明该缓冲已被占用。
[0018] 进一步的,所述步骤三中,模型缓冲模块回收模型缓冲的具体过程为,模型缓冲模 块清除模型缓冲缓存的物理设备地址和数据,并置该模型缓冲状态为“空”以表明该缓冲可 接收新的连接。
[0019] 本发明的有益效果是,
[0020] 1. 一个通讯系统中一般含有多种类型的物理设备,同一类型的物理设备具有相同 的数据模型。因此可按数据模型构建若干个模型缓冲用以存储对应类型物理设备数据,则 在界面数据展现模块可调用这些模型缓冲数据用以人机交互。
[0021] 2.当界面数据展现模块中有连接请求时,则从已开辟的该设备类型的多个模型缓 冲中调取出一个状态为“空”的缓冲用于数据交互,并置该模型缓冲状态为“非空”以表明该 缓冲己被占用,当连接断开后则清除该模型缓冲中数据,并置该模型缓冲状态为“空”以表 明该缓冲可接收新的连接,同类型的模型缓冲可共享模型缓冲,在进程中,模型缓冲模块只 需要开辟最大维护设备数量的缓冲即可,节省系统内存开销。
[0022] 3.模型缓冲在进程启动时开辟,在进程结束后释放,在任务正常运行时该模型缓 冲的内存一直存在,因此在正常通讯时,不必再重复进行内存的开辟与释放操作,提高了任 务执行效率,提高了系统运行的快速性和稳定性。
附图说明
[0023]图1是本发明的模型框图。
具体实施方式
[0024]下面结合附图对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明 的技术方案,而不能以此来限制本发明的保护范围。
[0025]如图1所示,一种基于设备模型缓冲的非实时在线通讯数据采集系统,包括,
[0026]界面数据展现模块:用于建立与模型缓冲模块的通讯连接并展现接收到的数据; [0027]模型缓冲模块:用于响应界面数据展现模块的通讯请求并建立与物理设备模块的 通讯连接,管理模型缓冲,采集并存储物理设备模块数据供界面数据展现模块使用;
[0028]通讯模块:用于在模型缓冲模块和物理设备模块之间建立在线通信;
[0029]物理设备模块:用于响应模型缓冲模块的通讯请求上传数据。
[0030]所述物理设备模块中包含不同类型的物理设备,同一类型的物理设备具有相同的 数据模型。
[0031]所述模型缓冲模块根据不同物理设备的数据模型构建不同类型的模型缓冲,在进 程启动时开辟,在进程结束后释放,且每个类型的模型缓冲个数根据最大维护设备数量来 设定,每个模型缓冲包括序号和状态信息。
[0032]所述界面数据展现模块包括与所有物理设备相对应的界面设备,界面设备根据物 理设备的数据模型构建包含模块描述信息。
[0033] 本发明的目的在于还提供了一种基于以上所述系统的数据采集方法,结合以下具 体实施例加以说明:
[0034] 一个变电站内有若干个不同类型的物理设备,物理设备模块根据实际的物理设备 类型建立,如图1中所示,物理设备模型有模型0物理设备X+1个(模型0物理设备0〜X)、模型 1物理设备Y个……模型N物理设备Z个;与此相对应的在检修单位主站系统中建立界面数据 展现模块,界面数据展现模块中建立有与物理设备相对的界面设备,如图1中所示,界面数 据展现模块有模型〇界面设备X+1个(模型0界面设备0〜X)、模型1界面设备Y个……模型N界 面设备Z个。系统为非实时通讯系统,因此不需要每个界面设备与物理设备实时在线通讯, 只有当用户需要查看某个设备时才连接该物理设备;
[0035] 在系统中建立模型缓冲模块,如图1中,模型缓冲模块中,针对每个类型的物理设 备构构建了x个缓冲模块,x值取决于用户对某个类型的设备所需的最大连接数量,因为系 统为非实时在线监控系统,用户不会在同一时刻连接现场所有物理设备进行数据查询,因 此一般X远远大于x,类似模型0缓冲模块,建立模型1……模型N的模型缓冲;
[0036]通讯模块用来在模型缓冲模块和物理设备模块之间建立在线通信。
[0037]当现场设备有需要维修时,系统才在进程中开辟模型缓冲模块的内存空间,界面 设备通过模型缓冲模块连接某些物理设备以获取这些设备的运行数据。具体通讯过程包括 以下步骤:
[0038]步骤一,当采集数据时,界面设备向模型缓冲模块发出连接请求以申请模型缓冲, 模型缓冲模块根据模型描述分配模型缓冲和界面设备建立关联,连接模型缓冲成功后,界 面设备将所请求的物理设备地址传递给模型缓冲,模型缓冲通过通讯模块依据物理设备地 址向所请求的物理设备发送连接请求,界面数据展现模块和物理设备模块之间通过模型缓 冲模块建立在线通讯数据链路;
[0039] 界面设备向模型缓冲模块发出连接请求时,模型缓冲模块通过界面设备所传来的 模型描述来确定可使用的模型缓冲,模型缓冲模块遍历该设备模型所对应的缓冲,当检查 到第一个状态为“空”的模型缓冲时,则建立界面数据展现模块中的界面设备与模型缓冲的 关联,并置该模型缓冲状态为“非空”以表明该缓冲已被占用。模型缓冲模块根据界面设备 传来的物理设备地址通过通讯模块建立与物理设备模块的通讯连接,使界面数据展现模块 和物理设备模块之间通过模型缓冲模块建立在线通讯。
[0040] 在实施例中以模型0界面设备0请求连接为例,模型0界面设备0发起对模型缓冲模 块连接请求以申请属于模型〇的、状态为“空”的模型缓冲,模型缓冲模块根据模型0界面设 备0中传来的“模型描述”来确定分配何种模型缓冲,遍历模型〇缓冲,当有状态为“空”的模 型〇缓冲时,告知界面设备〇所匹配的模型〇缓冲序号,如图1示,序号〇缓冲(模型〇缓冲〇)与 模型0界面设备〇建立了连接,连接后,序号〇缓冲状态设置为“非空”,模型〇界面设备〇将对 应的物理设备地址写入序号〇缓冲以供缓冲连接物理设备。后续的模型〇界面设备2连接时, 由于序号0缓冲状态被置为“非空”,序号1、序号2缓冲状态本身为“非空”,则只能连接序号3 缓冲。当模型〇界面设备〇与序号〇缓冲连接成功后,序号〇缓冲将通过通讯模块按地址连接 对应模型〇物理设备〇,连接成功后,模型〇界面设备〇通过序号0缓冲与模型〇物理设备0建立 在线通讯链路,即构成“界面数据展现模块一〉模型缓冲模块一〉物理设备模块”的三层数据 传输链路。
[0041] 步骤二,在线通讯数据链路连接成功后,界面设备发出数据请求,对应模型缓冲接 收到该数据请求后通过通讯模块向物理设备请求相应数据,并保存物理设备响应的物理设 备数据,再将缓存的数据上传给界面设备展现;
[0042] 以模型〇界面设备〇发出数据请求为例,序号0缓冲接收到数据请求命令后,通过通 讯模块向所请求的模型〇物理设备〇请求数据,模型0物理设备0响应请求上传数据给序号0 缓冲,序号〇缓冲接收响应的数据并缓存数据,以备上传给模型0界面设备0。
[0043] 步骤三,当数据采集完成后,界面设备向模型缓冲发出断开请求,对应模型缓冲接 收到断开请求后根据缓存的物理设备地址通过通讯模块向物理设备请求断开,在线通讯数 据链路断开,模型缓冲模块回收此模型缓冲。
[0044] 当系统不需要对模型0界面设备0进行数据查询时,则用户通过模型0界面设备〇断 开与序号0缓冲的连接,模型缓冲模块将清除序号0缓冲缓存的物理设备地址和数据,置缓 冲状态为“空”以备下次连接时使用。
[0045] 当所有需要维修的现场设备数据都采集完成后,界面展现模块断开与物理设备模 块的连接,系统在进程中释放模型缓冲模块的内存空间。
[0046] 如上描述了界面数据展现模块中的界面设备与物理设备模块中的物理设备之间 的连接/断开步骤以及数据传输流程,通过此方法能够减少计算机内存开销,避免了重复开 辟/释放内存,能够有效提高系统的稳定性与快速性。
[0047] 上述实施例为本发明较佳的实施方式,但本发明的实施方式并不受上述实施例的 限制,其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化, 均应为等效的置换方式,都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1. 一种基于设备模型缓冲的非实时在线通讯数据采集系统,其特征是,包括, 界面数据展现模块:用于建立与模型缓冲模块的通讯连接并展现接收到的数据; 模型缓冲模块:用于响应界面数据展现模块的通讯请求并建立与物理设备模块的通讯 连接,管理模型缓冲,采集并存储物理设备模块数据供界面数据展现模块使用; 通讯模块:用于在模型缓冲模块和物理设备模块之间建立在线通信•, 物理设备模块:用于响应模型缓冲模块的通讯请求上传数据。
2. 根据权利要求1所述的一种基于设备模型缓冲的非实时在线通讯数据采集系统,其 特征是,所述物理设备模块中包含不同类型的物理设备,同一类型的物理设备具有相同的 数据模型。
3. 根据权利要求1所述的一种基于设备模型缓冲的非实时在线通讯数据采集系统,其 特征是,所述模型缓冲模块根据不同物理设备的数据模型构建不同类型的模型缓冲,在进 程启动时开辟,在进程结束后释放,且每个类型的模型缓冲个数根据最大维护设备数量来 设定,每个模型缓冲包括序号和状态信息。
4. 根据权利要求1所述的一种基于设备模型缓冲的非实时在线通讯数据采集系统,其 特征是,所述界面数据展现模块包括与所有物理设备相对应的界面设备,界面设备根据物 理设备的数据模型构建包含模块描述信息。
5. 根据权利要求1-4任一项所述基于设备模型缓冲的非实时在线通讯数据采集系统的 采集方法,其特征是,包括以下步骤: 步骤一,当采集数据时,界面设备向模型缓冲模块发出连接请求以申请模型缓冲,模型 缓冲模块根据模型描述分配模型缓冲和界面设备建立关联,连接模型缓冲成功后,界面设 备将所请求的物理设备地址传递给模型缓冲,模型缓冲通过通讯模块依据物理设备地址向 所请求的物理设备发送连接请求以建立连接,界面设备和物理设备之间通过模型缓冲建立 在线通讯数据链路; 步骤二,在线通讯数据链路连接成功后,界面设备发出数据请求,对应模型缓冲接收到 该数据请求后通过通讯模块向物理设备请求相应数据,并保存物理设备响应的物理设备数 据,再将缓存的数据上传给界面设备展现; 步骤三,当数据采集完成后,界面设备向模型缓冲发出断开请求,对应模型缓冲接收到 该断开请求后通过通讯模块向物理设备请求断开,在线通讯数据链路断开,模型缓冲模块 回收此模型缓冲。
6. 根据权利要求5所述的采集方法,其特征是,所述步骤一中,模型缓冲模块分配模型 缓冲的具体过程为,模型缓冲模块通过界面设备所传来的模型描述来确定可使用的模型缓 冲,模型缓冲模块遍历该设备模型所对应的缓冲,当检查到第一个状态为“空”的模型缓冲 时,则建立界面数据展现模块中的界面设备与模型缓冲的关联,并置该模型缓冲状态为“非 空”以表明该缓冲己被占用。
7. 根据权利要求5所述的采集方法,其特征是,所述步骤三中,模型缓冲模块回收模型 缓冲的具体过程为,模型缓冲模块清除模型缓冲中缓存的物理设备地址和数据,并置该模 型缓冲状态为“空”以表明该缓冲可接收新的连接。
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