CN105391780A - 一种数据采集和接收的方法及系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种数据采集和接收的方法及系统，其中所述数据采集方法包括：将于第一设备上产生的数据按照预先设定的第一数据结构打包生成的数据帧，并按照设定的通信协议发送至第二设备；第二设备接收所述数据帧，并将若干数据帧按照预先设定的第二数据结构打包生成对应的数据包，并予以输出；其中，所述第二设备分别连接于若干个所述第一设备，且所述第二设备与第一设备之间为两线制连接，本发明让不同通道、不同格式的数据都能通过同一个网络通道被快速无误地传递给上位机，通过响应上位机的指令，完成数据采集、打包、传输、丢包重传等工作。

Description

一种数据采集和接收的方法及系统
技术领域
本发明涉及仪表自动化控制领域，特别是涉及一种数据采集和接收的方法及系统。
背景技术
以太网技术在工业通讯上的应用是当前的研究热点之一。相比于其他RS-232或RS-485等串口通信，以太网更加普及和通用，可以直接与Internet上的其他终端相连，传输速度快、传输距离远，再结合UDP/IP协议，可以更方便地与上位机进行通信。
如图1，为现有的一种获取智能仪表终端数据和对智能仪表进行控制的系统，如图所示，智能仪表100通过连接工控机200，工控机200通过网络连接上位机300，在上位机300端可以通过工控机200向智能仪表100发送指令来采集智能仪表100上的数据，工控机200对智能仪表100上传的数据进行打包后再通过网络上传至上位机300。通过前述系统来实现数据采集的方式无法实现多种数据的采集，需要采用多个工控机200才能实现多种数据的采集，从而成本较高，且数据采集的效率不高。
因此，为了适应工业化互联网的趋势，如何克服在现有仪表数据采集和接收上效率不高及采集成本等问题，就成了本技术领域需要改进方向。
发明内容
鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种数据采集和接收的方法及系统，用于解决如何克服在现有仪表数据采集和接收上效率不高及采集成本的问题。
为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供以下技术方案：
一种数据采集方法，包括：将于第一设备上产生的数据按照预先设定的第一数据结构打包生成的数据帧，并按照设定的通信协议发送至第二设备；第二设备接收所述数据帧，并将若干数据帧按照预先设定的第二数据结构打包生成对应的数据包，并予以输出；其中，所述第二设备分别连接于若干个所述第一设备，且所述第二设备与第一设备之间为两线制连接。
优选地，所述数据帧的结构为：设备ID、数据长度、数据、CRC校验位。
优选地，所述数据包的结构为：帧类型、功能码、通道数量、数据总长度、若干所述数据帧、CRC校验位，其中，每一所述数据帧中的CRC校验位经校验后予以删除。
优选地，所述第一设备与第二设备之间按照串口通信协议进行通信。
另外本发明还提供了一种数据采集系统，包括：第一设备，适于将其产生的数据按照预先设定的第一数据结构打包生成对应的数据帧，并按照设定的通信协议发送至第二设备；第二设备，适于接收所述数据帧，并将若干数据帧按照预先设定的第二数据结构打包生成对应的数据包，并予以输出；其中，所述第二设备分别连接于若干个所述第一设备，且所述第二设备与所述第一设备之间为两线制连接。
优选地，所述数据帧的结构为：设备ID、数据长度、数据、CRC校验位。
优选地，所述数据包的结构为：帧类型、功能码、通道数量、数据总长度、若干所述数据帧、CRC校验位，其中，每一所述数据帧中的CRC校验位经校验后予以删除。
优选地，所述第一设备与第二设备之间按照串口通信协议进行通信。
另外，本发明还提供了一种数据接收方法，其特征在于，包括：在第一设备上将通过网络接收到的数据进行解包得到对应于第一预设数据结构的数据包；对所述数据包进行验证和拆分得到若干对应于第二预设数据结构的数据帧，并将若干数据帧按照设定的通信协议分别发送至对应的第二设备；第二设备适于对应接收所述数据帧，完成数据的接收，其中所述第一设备分别连接于若干个所述第二设备，且所述第一设备与第二设备之间为两线制连接。
另外，本发明还提供了一种数据接收系统，包括：第一设备，适于将通过网络接收到的数据进行解包得到对应于第一预设数据结构的数据包，对所述数据包进行验证和拆分得到若干对应于第二预设数据结构的数据帧，并将若干数据帧按照设定的通信协议分别发送至对应的第二设备；第二设备适于对应接收所述数据帧，完成数据的接收；其中，所述第一设备分别连接于若干个所述第二设备，且所述第一设备与第二设备之间为两线制连接。
相对现有技术，本发明至少具有以下优点：本发明让不同通道、不同格式的数据都能通过同一个网络通道被快速无误地传递给上位机，通过响应上位机的指令，完成数据采集、打包、传输、丢包重传等工作。
附图说明
图1显示为现有的一种获取智能仪表终端数据和对智能仪表进行控制的系统；
图2显示为为一种实现智能仪表数据收发的原理图；
图3显示为一种数据采集方法的实现流程图；
图4显示为第一数据结构的原理图；
图5显示为第二数据结构的原理图；
图6显示为一种数据采集系统的原理图；
图7显示为一种数据接收方法的实现流程图；
图8显示为一种数据接收系统的原理图。
附图标号说明
100智能仪表
200工控机
300上位机
400网关设备
610第一设备A
620第二设备B
810第一设备A’
820第二设备B’
S101-S103步骤
S201-S205步骤
具体实施方式
以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。
需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，遂图式中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。
请参见图2，为一种实现智能仪表数据收发的原理图，如图所示，通过一网关设备400来分别与不同的智能仪表100之间进行通信连接，在不同智能仪表100和网关设备400之间形成多通道的数据传输，通过该网关设备400通过网络来与上位机300之间进行通信连接，在网关设备400上来实现智能仪表的数据以及上位机300的指令的转发。具体的数据发送和数据接收方法将通过以下具体实施例的方式来予以详细说明。
实施例1
请参见图3，为一种数据采集方法的实现流程图，下面对该方法的具体实现步骤予以详细说明。
步骤101，将于第一设备上产生的数据按照预先设定的第一数据结构打包生成的数据帧，并按照设定的通信协议发送至第二设备。
在具体实施中，第一设备可以为现有技术中的智能仪表，也可以为未来出现的智能仪表，只要其具备输出数据的功能即可。
此外，该设定的通信协议可以根据第一设备上数据输出端口的类型来设计，以现有的智能仪表为例，在其上产生的数据一般都是按照串口通信协议来进行数据的传输。具体地，该串口协议可以包括RS-232和RS-485等。
具体地，于本实施例中，在按照设定的通信协议进行数据通信时，第一设备在数据传输之前需要按照一定的数据格式对该数据进行打包。更为具体地来说，第一设备是按照数据帧的方式进行数据传输的。至于该数据帧的结构可以参见图4，如图4所示，为本实施例中第一数据结构的原理图，依次包括设备ID、数据长度、数据、CRC校验位。第一设备将按照这种数据结构的数据帧将其产生的数据发送出去。
需要说明的是，为了解决多通道数据采集打包及拆分机制带来的不可靠的数据错误和缺失问题，本实施例中采用了CRC算法进行验证，其工作原理为：在第一设备上发送数据时向与第二设备之间的通道数据添加首部，并利用CRC算法添加校验码；另外，在第一设备上接收数据时，同样要进行CRC校验，对于不正确的数据帧要予以丢弃。
步骤103，第二设备接收所述数据帧，并将若干数据帧按照预先设定的第二数据结构打包生成对应的数据包，并予以输出；其中，第二设备分别连接于若干个第一设备，且第二设备与第一设备之间为两线制连接。
在具体实施中，第二设备可以为前述中的网关设备400。与前述对应地来看，即一个网关设备400分别连接于多个智能仪表，且网关设备400与每个仪表之间可以采用两线制的方式来进行连接，并可以按照设定的串口通信协议进行数据通信。
具体地，由于与第二设备连接的有多个第一设备，从而在与每个第一设备之间都形成了一单独的数据传输通道，故第二设备可以接收到多个第一设备输出的不同数据类型。简单地来说，在第二设备接收到多个数据帧时(显然，不同数据帧之间中的数据可以是不一样的)，会对其进行二次打包，形成对第一设备上的数据的融合。
见图5，为本实施例中第二数据结构的原理图，如图所示，该第二数据结构依次为：帧类型、功能码、通道数量、数据总长度、若干所述数据帧、CRC校验位。显然，这中数据结构可以将经第一设备打包生成的数据帧进行融合，融入一个新的数据包中，其中，在第一设备中的数据帧进入第二设备后会对其进行验证，并在验证后删除每一数据帧中的CRC校验位，也就是说，在按照第二数据结构形成的数据包中不包括数据帧中的CRC校验位。
实施例2
如图6，为一种数据采集系统的原理图，如图所示，该系统可以包括第一设备A和第二设备B，其中，第二设备B分别连接于若干个第一设备A，且第二设备B与第一设备A之间为两线制连接；第一设备A适于将其产生的数据按照预先设定的第一数据结构打包生成数据帧，并按照设定的通信协议发送至第二设备B；第二设备B适于接收所述数据帧，并将若干数据帧按照预先设定的第二数据结构打包生成数据包，并予以输出。
在具体实施中，第一设备A可以为现有技术中的智能仪表，也可以为未来出现的智能仪表，只要其具备输出数据的功能即可。另外，第二设备B可以为网关设备400，即一个网关设备400分别连接于多个智能仪表，且网关与每个仪表之间可以采用两线制的方式来进行连接。
此外，第一设备A和第二设备B之间可以按照设定的串口通信协议进行数据通信，该设定的通信协议可以根据第一设备A上数据输出端口的类型来设计，以现有的智能仪表为例，在其上产生的数据一般都是按照串口通信协议来进行数据的传输。具体地，该串口协议可以包括RS-232和RS-485等。
在具体实施中，再结合图4，所述数据帧的结构可以为：设备ID、数据长度、数据、CRC校验位。第一设备A将按照这种数据结构的数据帧将其产生的数据发送出去。
在具体实施中，再结合图5，所述数据包的结构为：帧类型、功能码、通道数量、数据总长度、若干所述数据帧、CRC校验位。显然，这中数据结构可以将经第一设备A打包生成的数据帧进行融合，融入一个新的数据包中，其中，在第一设备A中的数据帧进入第二设备B后会对其进行验证，并在验证后删除每一数据帧中的CRC校验位，也就是说，在按照第二数据结构形成的数据包中不包括数据帧中的CRC校验位。
实施例3
如图7所示，为一种数据接收方法的实现流程图，如图所示，该方法包括以下具体实现步骤：
步骤S201，在第一设备上将通过网络接收到的数据进行解包得到对应于第一预设数据结构的数据包；
步骤S203，对所述数据包进行验证和拆分得到若干对应于第二预设数据结构的数据帧，并将若干数据帧按照设定的通信协议分别发送至对应的第二设备；
步骤S205，第二设备适于对应接收所述数据帧，完成数据的接收，其中第一设备分别连接于若干个第二设备，且第一设备与第二设备之间为两线制连接。
请再结合图2，与本实施例中，第一设备可以对应为网关设备400，第二设备可以对应为智能仪表，通过网关设备400来接收上位机300的数据并进行解包得到预设数据结构的数据包(请结合图5)，进一步地，网关设备400再将数据包中的数据(具体的为数据帧)发送至对应的智能仪表中，此时需要再对该数据包进行拆分得到预设数据结构的数据帧(请结合图4)，并按照网关设备400与智能仪表100之间的通信协议将该数据帧发送至对应的智能仪表100中，完成数据的接收。
在具体实施中，第一设备和第二设备之间可以采用串口通信协议进行通信。
实施例4
见图8，为一种数据接收系统的原理图，如图所示，该系统包括第一设备A’和第二设备B’，第一设备A’分别连接于若干个第二设备B’，且第一设备A’与第二设备B’之间为两线制连接，其中，第一设备A’适于将通过网络接收到的数据进行解包得到对应于第一预设数据结构的数据包，对数据包进行验证和拆分得到若干对应于第二预设数据结构的数据帧，并将若干数据帧按照设定的通信协议分别发送至对应的第二设备B’；第二设备B’适于对应接收数据帧，完成数据的接收。
请再结合图2，与本实施例中，第一设备A’可以对应为网关设备，第二设备B’可以对应为智能仪表，通过网关设备来接收上位机300的数据并进行解包得到预设数据结构的数据包(请结合图5)，进一步地，网关设备再将数据包中的数据(具体的为数据帧)发送至对应的智能仪表中，此时需要再对该数据包进行拆分得到预设数据结构的数据帧(请结合图4)，并按照网关设备可以智能仪表之间的通信协议将该数据帧发送至对应的智能仪表中，完成数据的接收。
在具体实施中，第一设备A’和第二设备B’之间可以采用串口通信协议进行通信。
综上所述，本发明让不同通道、不同格式的数据都能通过同一个网络通道被快速无误地传递给上位机，通过响应上位机的指令，完成数据采集、打包、传输、丢包重传等工作。所以，本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims (10)

1.一种数据采集方法，其特征在于，包括：
将于第一设备上产生的数据按照预先设定的第一数据结构打包生成的数据帧，并按照设定的通信协议发送至第二设备；
第二设备接收所述数据帧，并将若干数据帧按照预先设定的第二数据结构打包生成对应的数据包，并予以输出；
其中，所述第二设备分别连接于若干个所述第一设备，且所述第二设备与第一设备之间为两线制连接。
2.根据权利要求1所述的数据采集方法，其特征在于，所述数据帧的结构为：设备ID、数据长度、数据、CRC校验位。
3.根据权利要求1所述的数据采集方法，其特征在于，所述数据包的结构为：帧类型、功能码、通道数量、数据总长度、若干所述数据帧、CRC校验位，其中，每一所述数据帧中的CRC校验位经校验后予以删除。
4.根据权利要求1所述的数据采集方法，其特征在于，所述第一设备与第二设备之间按照串口通信协议进行通信。
5.一种数据采集系统，其特征在于，包括：
第一设备，适于将其产生的数据按照预先设定的第一数据结构打包生成对应的数据帧，并按照设定的通信协议发送至第二设备；
第二设备，适于接收所述数据帧，并将若干数据帧按照预先设定的第二数据结构打包生成对应的数据包，并予以输出；
其中，所述第二设备分别连接于若干个所述第一设备，且所述第二设备与所述第一设备之间为两线制连接。
6.根据权利要求5所述的数据采集系统，其特征在于，所述数据帧的结构为：设备ID、数据长度、数据、CRC校验位。
7.根据权利要求5所述的数据采集系统，其特征在于，所述数据包的结构为：帧类型、功能码、通道数量、数据总长度、若干所述数据帧、CRC校验位，其中，每一所述数据帧中的CRC校验位经校验后予以删除。
8.根据权利要求5所述的数据采集系统，其特征在于，所述第一设备与第二设备之间按照串口通信协议进行通信。
9.一种数据接收方法，其特征在于，包括：
在第一设备上将通过网络接收到的数据进行解包得到对应于第一预设数据结构的数据包；
对所述数据包进行验证和拆分得到若干对应于第二预设数据结构的数据帧，并将若干数据帧按照设定的通信协议分别发送至对应的第二设备；
第二设备适于对应接收所述数据帧，完成数据的接收，其中所述第一设备分别连接于若干个所述第二设备，且所述第一设备与第二设备之间为两线制连接。
10.一种数据接收系统，其特征在于，包括：
第一设备，适于将通过网络接收到的数据进行解包得到对应于第一预设数据结构的数据包，对所述数据包进行验证和拆分得到若干对应于第二预设数据结构的数据帧，并将若干数据帧按照设定的通信协议分别发送至对应的第二设备；
第二设备适于对应接收所述数据帧，完成数据的接收；
其中，所述第一设备分别连接于若干个所述第二设备，且所述第一设备与第二设备之间为两线制连接。
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PB01 Publication
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RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20160309

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