CN105721564A - 一种基于工业物联网的数据采集方法及其系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种基于工业物联网的数据采集方法及其系统，包括相互连接的数据采集网关、传输总线、数据采集点及与其连接的运行设备；数据采集网关设有控制器和存储器；数据采集网关还包括配置模块，及与数据采集网关连接的WEB服务端和移动终端，WEB服务端及移动终端用于提供人机交互的操作端口；配置模块设有数据采集轮询规则和数据存储规则；数据采集网关的控制器根据WEB服务端或移动终端的操作指令，调用配置模块的规则，收取数据采集点的各设备运行数据，存入存储器进行数据处理。本发明的数据采集方法及其数据采集系统与现有技术相比，能有效地对采集后的数据，进行类型转换整理、状态分析及合理分类存储，有利于后续物联网的上层架构使用及操作。
Description
技术领域
本发明涉及工业物联网技术领域，特指一种基于工业物联网的数据采集方法及其数据采集系统。
背景技术
工业物联网技术日益发展，已逐渐普遍应用到各大型工业项目，如基于物联网的数据采集系统，该系统主要功能在于，将基层的大量设备产生的运行数据采集起来，进行综合监控管理及应用。例如，基于物联网的中央空调管理系统，常见的中央空调系统由冷热源系统和空气调节系统组成。采用液体汽化制冷的原理为空气调节系统提供所需冷量，用以抵消室内环境的冷负荷；制热系统为空气调节系统提供用以抵消室内环境热负荷的热量。该系统中涉及大量基础设备，如空气压缩机、冷凝器、节流装置、蒸发器等多种基层设备，各设备在日常运行中，将产生大量数据，通过采集这些数据，并对这些采集数据进行监控及管理，从而控制整个系统内的所有设备。因此，对各设备的运行数据进行采集及存储的基础程序，十分重要，将影响到后续对采集数据进行物联网应用。
现有技术中，对上述数据的采集技术，仅限于传输数据，并未能对数据的类型、状态、异常情况等进行有效的处理及分类管理，从而导致采集的数据十分混乱，难以在物联网的上层架构上应用，已不符合现今数据采集技术的需求。
发明内容
本发明目的在于提供一种基于工业物联网的新型数据采集方法及其数据采集系统，能有效地对采集后的数据，进行类型转换整理、状态分析以及合理分类存储，有利于后续物联网的上层架构使用。
为了达到上述目的，给出本发明的技术方案：
一种基于工业物联网的数据采集方法，包括WEB服务端及移动终端、数据采集网关、数据采集点及与数据采集点连接的多个设备，其步骤包括：
Q1：所述WEB服务端或移动终端对数据采集网关发出数据采集指令，让控制器调用配置模块的数据采集轮询规则；
Q2：所述控制器根据数据采集轮询规则与相应的数据采集点建立通信连接，并从数据采集点向运行设备发出数据采集请求；
Q3：若在所述数据采集轮询规则规定的响应时限内收到运行设备的反馈信号，则跳转到步骤Q4；若在所述响应时限内没有收到运行设备的反馈信号时，则停止向当前运行设备发出请求，跳转向下一个运行设备发出请求；
Q4：所述控制器对响应的运行设备进行数据收取，并向所述数据采集网关的存储器发送；
Q5：所述检测模块调用配置模块的数据存储规则，对存储器接收的数据进行数据类型及进制的转换操作；
Q6：所述检测模块将转换后的数据进行状态分析，若是运行设备正常状态产生的数据，则跳转到步骤Q7；若是运行设备异常状态产生的数据，则向报警模块发送指令，启动报警程序，并跳转到步骤Q8；
Q7：所述存储器根据数据存储规则，将运行设备正常状态产生的数据，存入普通数据报文库；
Q8：所述存储器根据数据存储规则，执行异常状态的标识操作，将运行设备异常状态产生的数据，存入COV数据报文库。
COV数据，一般是指离散程度较大的数据。在实际应用中，若运行设备发生异常，则其产生的运行数据与之前该运行设备产生的数据具有较大变动。因此，本发明系统将运行设备在异常状态下所产生的运作数据标识为COV数据，并作相应的操作。
其中，在步骤Q6所述检测模块对数据状态分析还包括如下步骤：
P1：所述检测模块将转换后的数据与存储器中的数据进行对比，如数据有所变动，则跳转到步骤P2；如没有变动，则将数据存入普通数据报文库；
P2：根据数据存储规则分析数据的变动范围，如超过数据存储规则的规定范围，则识别为运行设备异常产生的数据，并跳转到步骤Q8；如在数据存储规则的规定范围内，则识别为运行设备正常产生的数据，跳转到步骤Q7；
进一步地，在步骤Q1前还包括对所述采集轮询规则和数据存储规则的配置步骤，对所述采集轮询规则的配置步骤包括：
A1：根据数据采集点的运行设备情况，通过所述WEB服务端或移动终端对数据采集网关发出相应设置指令；所述设置指令包括设定访问各运行设备的顺序、响应时限、运行设备产生的参数；
A2：所述配置模块接收所述配置指令，并将配置指令中的设定值生成配置表；
A3：所述配置模块将所述配置表形成可调用的采集轮询规则。
在上述基础上，所述设置指令中的响应时限为3至10分钟，在所述响应时限内没有收到运行设备的反馈信号，则跳转到下一个运行设备。从而缩减对各个设备建立数据采集时的响应时间，加快整体数据采集进程。
所述对采集轮询规则的配置步骤还包括所述控制器与数据采集点建立连接及向运行设备发出数据采集请求的定时设置。所述定时设置，可根据实际数据采集的情况来设置。在设备开启后，根据WEB服务端或移动终端的控制指令，所述数据采集网关与数据采集点将建立通信连接，一般来说，可设定为每小时、上午、下午或每天等频率来执行统一的数据采集工作。但实际应用中，过于频密地进行采集，能反映设备运作情况的有效数据不高，因此，应按各运行设备的实际运作情况，进行有效的定时设置。一方面，提高采集的数据有效性；另一方面，让数据采集网关及各采集点设备不用持续执行采集操作，节省能源及降低系统运作成本。
再进一步地，对所述数据存储规则的配置步骤包括：
B1：根据所述采集轮询规则的配置表，调取运行设备产生的参数，建立数据存储排序列表；
B2：根据相应运行设备的数据产生情况，通过WEB服务端或移动终端对配置模块发出数据变动范围的设定指令；所述设定指令包括设定相应运行设备正常运行产生的数据变动范围；
B3：所述配置模块接收所述设定指令，并将设定指令中的数据变动范围与所述数据存储排序列表进行匹配操作，生成数据变动范围配置表；
B4：所述配置模块将所述数据存储排序列表以及数据变动范围配置表整合，形成可调用的数据存储规则。
对数据采集方式作进一步改进，所述数据采集网关的控制器通过开启多个总线的方式，与多个数据采集点同时建立通信连接，并同时从各数据采集点向运行设备发出数据采集请求。不需要对多个数据采集点，逐一轮流建立连接，才能进行数据采集，而是多个数据采集点同时连接，再向各数据采集点的运行设备进行数据采集，节省操作时间，提高数据采集的整体效率。
本发明还提供一种应用所述数据采集方法的数据采集系统，包括相互连接的数据采集网关、传输总线、数据采集点以及与其连接的运行设备；所述数据采集网关设有控制器和存储器；所述数据采集网关还包括配置模块，以及与数据采集网关连接的WEB服务端和移动终端，所述WEB服务端及移动终端用于提供人机交互的操作端口；所述配置模块设有数据采集轮询规则和数据存储规则；所述数据采集网关的控制器根据WEB服务端或移动终端的操作指令，调用配置模块的规则，收取数据采集点的各设备运行数据，存入存储器进行数据处理。
进一步地，所述存储器包括普通数据报文库以及COV数据报文库，所述普通数据报文库用于存放运行设备正常运作产生的正常数据；所述COV数据报文库用于存放运行设备异常所产生的异常数据。
再进一步地，所述控制器还包括检测模块和报警模块，所述检测模块用于分析采集数据的类型状态,当采集数据状态分析为异常时，启动报警模块，进行报警操作。
本发明一种基于工业物联网的数据采集方法及其数据采集系统，有益效果在于：针对数据采集点的运行设备情况，配置相应的数据采集及数据存储的设定，生成可以调用的规则设于所述配置模块，所述控制器通过调用配置模块的相应规则进行数据采集及存储操作。结合检测模块对数据状态分析，在数据采集的过程中，已对采集的数据进行数据类型转换及数据分类操作，再在存储器内进行分类存储，有利于后续物联网的上层架构，对采集的数据作进一步的应用及操作。
附图说明
图1为应用本发明一种基于工业物联网的数据采集方法的采集系统结构示意图；
图2为本发明一种基于工业物联网的数据采集方法流程图。
具体实施方式
结合附图说明本发明一种基于工业物联网的数据采集方法及其数据采集系统。
如图1所示，本发明的数据采集系统，包括相互连接的数据采集网关、传输总线、数据采集点以及与其连接的运行设备；所述数据采集网关设有控制器和存储器；所述数据采集网关还包括配置模块，以及与数据采集网关连接的WEB服务端和移动终端，所述WEB服务端及移动终端用于提供人机交互的操作端口；所述配置模块设有数据采集轮询规则和数据存储规则；所述数据采集网关的控制器根据WEB服务端或移动终端的操作指令，调用配置模块的规则，收取数据采集点的各设备运行数据，存入存储器进行数据处理。
其中，所述存储器包括普通数据报文库以及COV数据报文库，所述普通数据报文库用于存放运行设备正常运作产生的正常数据；所述COV数据报文库用于存放运行设备异常所产生的异常数据。
优选地，所述控制器还包括检测模块和报警模块，所述检测模块用于分析采集数据的类型状态,当采集数据状态分析为异常时，启动报警模块，进行报警操作。
如图2所示，本发明的数据采集方法，步骤包括：所述WEB服务端或移动终端对数据采集网关发出数据采集指令，让控制器调用配置模块的数据采集轮询规则；所述控制器根据数据采集轮询规则与相应的数据采集点建立通信连接，并从数据采集点向运行设备发出数据采集请求；若在所述数据采集轮询规则规定的响应时限内收到运行设备的反馈信号，所述控制器对响应的运行设备进行数据收取，并向所述数据采集网关的存储器发送；若在所述响应时限内没有收到运行设备的反馈信号时，则停止向当前运行设备发出请求，跳转向下一个运行设备发出请求；所述检测模块调用配置模块的数据存储规则，对存储器接收的数据进行数据类型及进制的转换操作；所述检测模块将转换后的数据进行状态分析，若是运行设备正常状态产生的数据，所述存储器根据数据存储规则，将运行设备正常状态产生的数据，存入普通数据报文库；若是运行设备异常状态产生的数据，则向报警模块发送指令，启动报警程序，所述存储器根据数据存储规则，执行异常状态的标识操作，将运行设备异常状态产生的数据，存入COV数据报文库。
其中，所述检测模块对数据状态分析还包括如下步骤：所述检测模块将转换后的数据与存储器中的数据进行对比：
如没有变动，则将数据存入普通数据报文库；
如数据有所变动，根据数据存储规则分析数据的变动范围，如超过数据存储规则的规定范围，则识别为运行设备异常产生的数据，存入COV数据报文库；如在数据存储规则的规定范围内，则识别为运行设备正常产生的数据，存入普通数据报文库。
优选地，在所述WEB服务端或移动终端对数据采集网关发出数据采集指令前，还包括对所述采集轮询规则和数据存储规则的配置步骤，对所述采集轮询规则的配置步骤包括：根据数据采集点的运行设备情况，通过所述WEB服务端或移动终端对数据采集网关发出相应设置指令；所述设置指令包括设定访问各运行设备的顺序、响应时限、运行设备产生的参数；所述配置模块接收所述配置指令，并将配置指令中的设定值生成配置表；所述配置模块将所述配置表形成可调用的采集轮询规则。
所述设置指令中的响应时限可优选为3至10分钟，在所述响应时限内没有收到运行设备的反馈信号，则跳转到下一个运行设备。
优选地，所述对采集轮询规则的配置步骤还包括所述控制器与数据采集点建立连接及向运行设备发出数据采集请求的定时设置。所述定时设置，可根据实际数据采集的情况来设置，提高采集的数据有效性，节省能源及降低系统运作成本。
优选地，对所述数据存储规则的配置步骤包括：根据所述采集轮询规则的配置表，调取运行设备产生的参数，建立数据存储排序列表；根据相应运行设备的数据产生情况，通过WEB服务端或移动终端对配置模块发出数据变动范围的设定指令；所述设定指令包括设定相应运行设备正常运行产生的数据变动范围；所述配置模块接收所述设定指令，并将设定指令中的数据变动范围与所述数据存储排序列表进行匹配操作，生成数据变动范围配置表；所述配置模块将所述数据存储排序列表以及数据变动范围配置表整合，形成可调用的数据存储规则。
优选地，所述数据采集网关的控制器通过开启多个总线的方式，与多个数据采集点同时建立通信连接，并同时从各数据采集点向运行设备发出数据采集请求。节省操作时间，提高数据采集的整体效率。
根据上述说明书的揭示和教导，本发明所属领域的技术人员还可以对上述实施方式进行变更和修改。因此，本发明并不局限于上面揭示和描述的具体实施方式，对本发明的一些修改和变更也应当落入本发明的权利要求的保护范围内。此外，尽管本说明书中使用了一些特定的术语，但这些术语只是为了方便说明，并不对本发明构成任何限制。
Claims (10)
1.一种基于工业物联网的数据采集方法，包括WEB服务端及移动终端、数据采集网关、数据采集点及与数据采集点连接的多个设备，其特征在于，至少包括如下步骤：
Q1：所述WEB服务端或移动终端对数据采集网关发出数据采集指令，让控制器调用配置模块的数据采集轮询规则；
Q2：所述控制器根据数据采集轮询规则与相应的数据采集点建立通信连接，并从数据采集点向运行设备发出数据采集请求；
Q3：若在所述数据采集轮询规则规定的响应时限内收到运行设备的反馈信号，则跳转到步骤Q4；若在所述响应时限内没有收到运行设备的反馈信号时，则停止向当前运行设备发出请求，跳转向下一个运行设备发出请求；
Q4：所述控制器对响应的运行设备进行数据收取，并向所述数据采集网关的存储器发送；
Q5：所述检测模块调用配置模块的数据存储规则，对存储器接收的数据进行数据类型及进制的转换操作；
Q6：所述检测模块将转换后的数据进行状态分析，若是运行设备正常状态产生的数据，则跳转到步骤Q7；若是运行设备异常状态产生的数据，则向报警模块发送指令，启动报警程序，并跳转到步骤Q8；
Q7：所述存储器根据数据存储规则，将运行设备正常状态产生的数据，存入普通数据报文库；
Q8：所述存储器根据数据存储规则，执行异常状态的标识操作，将运行设备异常状态产生的数据，存入COV数据报文库。
2.根据权利要求1所述的数据采集方法，其特征在于，在步骤Q6中，所述检测模块对数据状态分析还包括如下步骤：
P1：所述检测模块将转换后的数据与存储器中的数据进行对比，如数据有所变动，则跳转到步骤P2；如没有变动，则将数据存入普通数据报文库；
P2：根据数据存储规则分析数据的变动范围，如超过数据存储规则的规定范围，则识别为运行设备异常产生的数据，并跳转到步骤Q8；如在数据存储规则的规定范围内，则识别为运行设备正常产生的数据，跳转到步骤Q7。
3.根据权利要求1所述的数据采集方法，其特征在于，在步骤Q1前还包括对所述采集轮询规则和数据存储规则的配置步骤，所述配置步骤包括：
A1：根据数据采集点的运行设备情况，通过所述WEB服务端或移动终端对数据采集网关发出相应设置指令；所述设置指令包括设定访问各运行设备的顺序、响应时限、运行设备产生的参数；
A2：所述配置模块接收所述配置指令，并将配置指令中的设定值生成配置表；
A3：所述配置模块将所述配置表形成可调用的采集轮询规则。
4.根据权利要求3所述的数据采集方法，其特征在于，所述设置指令中的响应时限为3至10分钟，在所述响应时限内没有收到运行设备的反馈信号，则跳转到下一个运行设备。
5.根据权利要求3所述的数据采集方法，其特征在于，所述对采集轮询规则的配置步骤还包括所述控制器与数据采集点建立连接及向运行设备发出数据采集请求的定时设置。
6.根据权利要求3所述的数据采集方法，其特征在于，所述配置步骤还包括：
B1：根据所述采集轮询规则的配置表，调取运行设备产生的参数，建立数据存储排序列表；
B2：根据相应运行设备的数据产生情况，通过WEB服务端或移动终端对配置模块发出数据变动范围的设定指令；所述设定指令包括设定相应运行设备正常运行产生的数据变动范围；
B3：所述配置模块接收所述设定指令，并将设定指令中的数据变动范围与所述数据存储排序列表进行匹配操作，生成数据变动范围配置表；
B4：所述配置模块将所述数据存储排序列表以及数据变动范围配置表整合，形成可调用的数据存储规则。
7.根据权利要求1所述的数据采集方法，其特征在于，所述数据采集网关的控制器通过开启多个总线的方式，与多个数据采集点同时建立通信连接，并同时从各数据采集点向运行设备发出数据采集请求。
8.一种应用权利要求1至7任一项所述数据采集方法的数据采集系统，包括相互连接的数据采集网关、传输总线、数据采集点以及与其连接的运行设备；所述数据采集网关设有控制器和存储器；其特征在于，所述数据采集网关还包括配置模块，以及与数据采集网关连接的WEB服务端和移动终端，所述WEB服务端及移动终端用于提供人机交互的操作端口；所述配置模块设有数据采集轮询规则和数据存储规则；所述数据采集网关的控制器根据WEB服务端或移动终端的操作指令，调用配置模块的规则，收取数据采集点的各设备运行数据，存入存储器进行数据处理。
9.根据权利要求8所述的数据采集系统，其特征在于，所述存储器包括普通数据报文库以及COV数据报文库，所述普通数据报文库用于存放运行设备正常运作产生的正常数据；所述COV数据报文库用于存放运行设备异常所产生的异常数据。
10.根据权利要求8所述的数据采集系统，其特征在于，所述控制器还包括检测模块和报警模块，所述检测模块用于分析采集数据的类型状态,当采集数据状态分析为异常时，启动报警模块，进行报警操作。
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Legal Events
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| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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Effective date of registration: 20170505 Address after: 510000, 107, 14 rooms, No. 788, Guangzhou Avenue, Haizhuqu District, Guangdong, Guangzhou Applicant after: Guangzhou dyyun Service Technology Co. Ltd. Address before: 510000, Guangzhou, Panyu District, South Village Road, 16-18, No. Applicant before: GUANGZHOU CANLEAD ENERGY TECHNOLOGY CO., LTD. |
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| TA01 | Transfer of patent application right | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20160629 |
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| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |