CN109525443B - 分布式前置采集通讯链路的处理方法、装置和计算机设备 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及一种分布式前置采集通讯链路的处理方法、装置和计算机设备。所述方法包括：根据历史数据抽取串行路径模型，该串行路径模型包含采集设备、规约、通道的索引；根据该采集设备、规约、通道的索引从组件池中组装对应的设备组件、规约组件和通道组件；根据该串行路径模型确定报文消息转换组件；组合该设备组件、规约组件、通道组件和该报文消息转换组件，形成用于指示采集通讯链路的串行路径。本申请可同步采集多种业务数据，突破传统前置按通道进行管理的模式，采用串行路径混合组件，封装采集设备、通道、规约及报文消息转换组件，实现采集设备与通道应用的多种映射关系。
Description
技术领域
本申请涉及智能电网调度技术领域，特别是涉及一种分布式前置采集通讯链路的处理方法、装置、计算机设备和存储介质。
背景技术
依托云计算、大数据等先进IT技术，改革现有“智能电网调控基础平台”，研发新一代弹性调度控制支撑平台，满足电网生产控制云的基础应用，已成为业界的发展趋势。随着电网规模的扩展，结构越来越复杂，SCADA(Supervisory Control And Data Acquisition)数据采集的前置系统，需要接入RTU(RemoteTerminalUnit)、FTU(Feeder Terminal Unit)、DTU(Data Transfer unit)、PMU(power management unit)等采集设备及其它系统转发的数据，满足地市级“主配用”一体化云计算的数据采集需求。
传统的分布式前置采集系统的节点上只能实现单一业务的采集，原因如下：
a.基于“烟囱系统”模式的紧耦合分层设计，底层是采集设备管理层，向上依次是框架层、规约解释层、数据处理层，复用性差，不支持组装调度。
b.通讯链路采用参数固定绑定到框架层的链路扫描服务上，链路扫描服务提供一主多备的部署模式，且一个节点上最多部署一个链路扫描服务。
c.远端采集设备的通讯链路建模模式差别较大，调度主网中的RTU一般采用多通道的方式传输数据，而调度配网中则是多个FTU对一个采集通道。采集通道等同于采集链路的建模方式，需要大量方法处理与采集设备和通讯规约的逻辑关系。
综上所述，传统前置采集集群实现混合业务的数据采集通讯时，部署多套独立的子系统，节点数多、节点间运行的应用服务差别较大，不易实现链路调度功能。为了能在同一节点上部署多种链路扫描服务，支持采集设备与通道的一对多、多对一等多种建模模式，研究一种基于串行路径的采集设备与通道解耦方法，是本领域迫切需要解决的问题。
发明内容
基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种能够同步采集多种业务数据的分布式前置采集通讯链路的处理方法、装置、计算机设备和存储介质。
一种分布式前置采集通讯链路的处理方法，所述方法包括：
根据历史数据抽取串行路径模型，该串行路径模型包含采集设备、规约、通道的索引；
根据该采集设备、规约、通道的索引从组件池中组装对应的设备组件、规约组件和通道组件；
根据该串行路径模型确定报文消息转换组件；
组合该设备组件、规约组件、通道组件和该报文消息转换组件，形成用于指示采集通讯链路的串行路径。
在其中一个实施例中，该方法还包括：
轮询该串行路径；
根据轮询结果管理该串行路径。
在其中一个实施例中，该串行路径的类型包括暂态连接，该根据轮询结果管理该串行路径的步骤包括：
当该串行路径中的报文消息转换组件接收到远端采集设备的采集报文时，启动该串行路径；
当该串行路径处于启动状态且该报文消息转换组件在预设时间段内没有接收到远端采集设备的采集报文时，停止该串行路径。
在其中一个实施例中，该启动该串行路径的步骤包括：
通过该设备组件初始化TCP或UDP通讯链路；
通过该通道组件与该设备组件绑定IP和端口，并在建立连接后通知该规约组件；
通过该报文消息转换组件接收该远端采集设备发送的采集报文，根据该规约组件将该采集报文转换为通讯消息，发送给生产者组件或消费者服务组件，完成与弹性消息总线的消息交互。
在其中一个实施例中，该串行路径的类型包括常态连接，该根据轮询结果管理该串行路径的步骤包括：
当该串行路径对应的服务为启动状态时，不停止该串行路径。
在其中一个实施例中，该方法还包括：
确定部署在前置的第一节点上的通讯扫描器的状态和连接的数量，该连接的数量对应已启动的串行路径的数量；
当该连接的数量超过该通讯扫描器的预设上限时，将最新接入该第一节点通讯扫描器的两个连接分配至第二节点的通讯扫描器；或，
当该第一节点的通讯扫描器异常时，隔离该第一节点。
一种分布式前置采集通讯链路的处理装置，所述装置包括：
模型抽取模块，用于根据历史数据抽取串行路径模型，所述串行路径模型包含采集设备、规约、通道的索引；
组装模块，用于根据所述采集设备、规约、通道的索引从组建池中组装对应的设备组件、规约组件和通道组件；
组件确定模块，用于根据所述串行路径模型确定报文消息转换组件；
组合模块，用于组合所述设备组件、规约组件、通道组件和所述报文消息转换组件，形成用于指示采集通讯链路的串行路径。一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现以下步骤：
根据历史数据抽取串行路径模型，该串行路径模型包含采集设备、规约、通道的索引；
根据该采集设备、规约、通道的索引从组件池中组装对应的设备组件、规约组件和通道组件；
根据该串行路径模型确定报文消息转换组件；
组合该设备组件、规约组件、通道组件和该报文消息转换组件，形成用于指示采集通讯链路的串行路径。
一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现以下步骤：
根据历史数据抽取串行路径模型，该串行路径模型包含采集设备、规约、通道的索引；
根据该采集设备、规约、通道的索引从组件池中组装对应的设备组件、规约组件和通道组件；
根据该串行路径模型确定报文消息转换组件；
组合该设备组件、规约组件、通道组件和该报文消息转换组件，形成用于指示采集通讯链路的串行路径。
上述分布式前置采集通讯链路的处理方法、装置、计算机设备和存储介质，通过抽取包含采集设备、规约、通道的索引，根据该索引重新组装用于指示采集通讯链路的串行路径，采用流式服务组件架构实现基于串行路径解耦，实现可进行链路调度的“通讯扫描器”，本申请可同步采集多种业务数据，突破传统前置按通道进行管理的模式，采用串行路径混合组件，封装采集设备、通道、规约及报文消息转换组件，实现采集设备与通道应用的多种映射关系。
附图说明
图1为一个实施例中分布式前置采集通讯链路的处理方法的应用环境图；
图2为一个实施例中分布式前置采集通讯链路的处理方法的流程示意图；
图3为另一实施例中分布式前置采集通讯链路的处理方法的流程示意图；
图4为一个实施例中分布式前置采集通讯链路的处理方法的架构示意图；
图5为一个实施例中串行路径组装架构示意图；
图6为一个实施例中任务调度管理器的扫描器调度示意图；
图7为一个实施例中分布式前置采集通讯链路的处理装置的结构框图；
图8为一个实施例中计算机设备的内部结构图。
具体实施方式
为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。
本申请提供的分布式前置采集通讯链路的处理方法，可以应用于如图1所示的应用环境中。其中，终端102通过网络与服务器104通过网络进行通信。其中，终端102可以但不限于是各种个人计算机、笔记本电脑、智能手机、平板电脑和便携式可穿戴设备，服务器104可以用独立的服务器或者是多个服务器组成的服务器集群来实现。
在一个实施例中，如图2所示，提供了一种分布式前置采集通讯链路的处理方法，以该方法应用于图1中的服务器或服务器组为例进行说明，包括以下步骤：
步骤201，根据历史数据抽取串行路径模型，该串行路径模型包含采集设备、规约、通道的索引。
步骤202，根据该采集设备、规约、通道的索引从组件池中组装对应的设备组件、规约组件和通道组件。
步骤203，根据该串行路径模型确定报文消息转换组件。
步骤204，组合该设备组件、规约组件、通道组件和该报文消息转换组件，形成用于指示采集通讯链路的串行路径。
上述分布式前置采集通讯链路的处理方法中，通过抽取包含采集设备、规约、通道的索引，根据该索引重新组装用于指示采集通讯链路的串行路径，采用流式服务组件架构实现基于串行路径解耦，实现可进行链路调度的“通讯扫描器”，本申请可同步采集多种业务数据，突破传统前置按通道进行管理的模式，采用串行路径混合组件，封装采集设备、通道、规约及报文消息转换组件，实现采集设备与通道应用的多种映射关系，本申请可扩展为一种通用的采集系统。
在其中一个实施例中，该方法还包括：
轮询该串行路径；
根据轮询结果管理该串行路径。
在其中一个实施例中，该串行路径的类型包括暂态连接，该根据轮询结果管理该串行路径的步骤包括：
当该串行路径中的报文消息转换组件接收到远端采集设备的采集报文时，启动该串行路径；
当该串行路径处于启动状态且该报文消息转换组件在预设时间段内没有接收到远端采集设备的采集报文时，停止该串行路径。
在其中一个实施例中，该启动该串行路径的步骤包括：
通过该设备组件初始化TCP或UDP通讯链路；
通过该通道组件与该设备组件绑定IP和端口，并在建立连接后通知该规约组件；
通过该报文消息转换组件接收该远端采集设备发送的采集报文，根据该规约组件将该采集报文转换为通讯消息，发送给生产者组件或消费者服务组件，完成与弹性消息总线的消息交互。
在其中一个实施例中，该串行路径的类型包括常态连接，该根据轮询结果管理该串行路径的步骤包括：
当该串行路径对应的服务为启动状态时，不停止该串行路径。
在其中一个实施例中，该方法还包括：
确定部署在前置的第一节点上的通讯扫描器的状态和连接的数量，该连接的数量对应已启动的串行路径的数量；
当该连接的数量超过该通讯扫描器的预设上限时，将最新接入该第一节点通讯扫描器的两个连接分配至第二节点的通讯扫描器；或，
当该第一节点的通讯扫描器异常时，隔离该第一节点。
应该理解的是，虽然图2-3的流程图中的各个步骤按照箭头的指示依次显示，但是这些步骤并不是必然按照箭头指示的顺序依次执行。除非本文中有明确的说明，这些步骤的执行并没有严格的顺序限制，这些步骤可以以其它的顺序执行。而且，图2-3中的至少一部分步骤可以包括多个子步骤或者多个阶段，这些子步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成，而是可以在不同的时刻执行，这些子步骤或者阶段的执行顺序也不必然是依次进行，而是可以与其它步骤或者其它步骤的子步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。
图3为另一实施例中分布式前置采集通讯链路的处理方法的流程示意图，图3所示的一种分布式前置采集通讯链路扫描方法，包含参数建模、串行路径组装、路径簇及路径管理器、链路扫描及数据采集、任务调度管理等五步实现方法。
图4为一个实施例中分布式前置采集通讯链路的处理方法的架构示意图，可称为“通讯扫描器”，模块包含前置模型组件ParamDb(1)、路径管理器组件RouteManager(2)、路径簇组件RouteCluster(3)、串行路径Route(4)、生产者组件Producer(5)和消费者组件Consumer(6)；使用弹性消息总线(7)实现平台的流式计算处理。
图5为一个实施例中串行路径组装架构示意图，分为“按类型抽取基组件”和“参与与基组件匹配”两个前置模型分析处理过程，抽取的基组件构成采集设备基组件集、通道基组件集、规约基组件集，共同作用构成“基组件池”；解析串行路径模型，匹配“基组件池”构建串行路径的设备组件(Device)、通道组件(Channel)、规约组件(Protocol)、报文消息转换组件(Message)等四个服务组件，生成一个最小的采集单元。
图6为一个实施例中任务调度管理器的扫描器调度示意图，图6中全局扫描器部署在前置的所有节点上，某个全局扫描器异常后需隔离此扫描器所在的节点，恢复正常后重新加入系统；节点扫描器采用一主一备模式，部署到主备互斥的两个节点上运行。
参考图3，图3中包含参数建模步骤31、串行路径组装步骤32、路径簇及路径管理器步骤33、链路扫描及数据采集步骤34、任务调度管理步骤35这五步实现方法。
参考图4，图4所示的一种分布式前置采集通讯链路扫描系统，可称为“通讯扫描器”，模块包含前置模型组件ParamDb(1)、路径管理器组件RouteManager(2)、路径簇组件RouteCluster(3)、串行路径Route(4)、生产者组件Producer(5)和消费者组件Consumer(6)、使用弹性消息总线(7)实现平台的流式计算处理。
参考图5，图5所示的一种串行路径组装架构，分为“按类型抽取基组件”和“参与与基组件匹配”两个前置模型分析处理过程，抽取的基组件构成采集设备基组件集、通道基组件集、规约基组件集，共同作用构成“基组件池”；解析串行路径模型，匹配“基组件池”构建串行路径的设备组件(Device)、通道组件(Channel)、规约组件(Protocol)、报文消息转换组件(Message)等四个服务组件，生成一个最小的采集单元。
参考图6，图6所示的一种任务调度管理器的扫描器调度方法，全局扫描器部署在前置的所有节点上，某个全局扫描器异常后需隔离此扫描器所在的节点，恢复正常后重新加入系统；节点扫描器采用一主一备模式，部署到主备互斥的两个节点上运行。
本发明的通讯扫描器，在上述一种分布式前置采集通讯链路扫描方法及系统的实施例阐述的技术特征及其有益效果，均适用于本发明提供的一种分布式前置采集通讯链路扫描系统的实施例中，特此声明。
本实施例的参数建模及通讯扫描器的前置模型组件，包括：
1).参数建模(如图3中步骤31)：从传统的采集设备、采通道、规约模型中抽取出一种“串行路径”模型，建模如下：
a.采集设备(RTU|FTU|DTU|PMU|其它系统)：设备基础属性、设备的SCADA分区；
b.通道：通道基础属性(包含IP地址和端口、通道约束)、通道分组。
c.规约：采集规约基础属性。
d.串行路径：采集设备、规约、通道的索引；采集约束(串行路径的私有属性，如优先级、转发标示、时限、责任区及告警约束等)。
2).前置模型组件包含模型服务的调用接口，从电网模型中检索出前置采集相关的集设备(RTU|FTU|DTU|PMU)、规约、通道、串行路径等前置模型信息。
3).通讯扫描器初始化时，从前置模型信息中提取类型信息，初始化“基组件池”；从汇聚器获取通道禁用状态，据此确定通道组件是否禁用；解析串行路径参数，构建串行路径；解析通道分组信息，串行路径划分路径簇。
4).程序运行过程中，通过前置模型组件监听前置相关参数变更，调度串行路径运行策略；获取通道控制命令，调度相关串行路径的启动、停止；输出串行路径及其通道组件的实时状态。
本实施例的串行路径组装(S32)步骤如图5所示，包括：
1).定义“基组件”及“基组件池”：“基组件”按参数的类型进行初始化，为实现指定类型的某个单一功能点的基础组件。“基组件池”用于管理“基组件”，并提供方便的检索接口。
2).按类型抽取基组件：调用前置模型组件，提取采集设备模型，按采集设备的类型(RTU|FTU|DTU|PMU|其它系统)初始化“采集设备基组件集”，生成RTU基组件、FTU基组件、DTU基组件、PMU基组件、其它系统基组件；“采集设备基组件集”存放在“基组件池”。同样按通道类型构建“通道基组件集”，按规约类型(IEC101/104、DL476、SCI1801、TASE2等)构建“规约基组件集”。
3).参数与基组件匹配：解析串行路径参数，通过索引检索“基组件池”，找到采集设备、规约、通道的基组件，绑定具体的参数生成“基础服务组件”。如根据一个RTU参数从“基组件池”中检索出‘RTU基组件’，参数和基组件绑定生成“RTU服务组件”。进一步的，读取一条串行路径模型，通过采集设备、规约、通道的索引则可关联匹配“基组件池”，构建对应的“采集设备服务组件”、“规约服务组件”和“通道服务组件”；串行路径模型中的其它属性封装到“报文消息转换组件”，通过生产者或消费者服务组件完成与弹性消息总线的消息交互；
4).设备、通道、规约、报文消息转换等四个服务组件共同作用，构成一个最小化的采集单元“串行路径”。
本实施例的路径簇及路径管理器(S33)步骤详见图4中的路径簇组件RouteCluster(3)和路径管理器组件RouteManager(2)，包括：
1).路径簇组件，按通道分组参数构建的串行路径的队列式管理容器，并为串行路径开辟采集设备、通道、规约、报文消息转换等服务组件的缓存空间。每个路径簇组件由一个工作线程驱动，轮询扫描队列中串行路径的工作状态。路径簇组件扫描到跨‘采集设备的SCADA分区’的串行路径时，给出告警提示。
2).路径管理器组件，实现串行路径的组装、销毁、启动、停止、分配路径簇等操作，实现方法如下：
a.组装串行路径：参考图5所示的架构，采集设备基组件输入TCP/UDP初始化信息，封装通讯链路初始化、启动和停止控制等操作；通道基组件输入IP和端口等初始化信息，封装报文处理约束、转发约束，采集组约束等限制；规约基组件输入规约号及名称，封装规约参数配置，初始化规约应用接口，如IEC101/104、DL476、SCI1801、TASE2等规约的基组件的数据收发接口、缓存接口、规约库参数接口等。
b.销毁串行路径：从路径簇中的路径队列中删除指定的串行路径，释放其关联的采集设备、通道、规约、报文消息转换等服务组件的缓存空间。
c.启动串行路径：采集设备组件和通道组件协调作用，进行TCP握手校验或UDP校验，建立通讯链接；连接正常后，调用规约组件实现报文的解释或封装，调用串行路径组件实现通讯消息的收发转换。
d.停止串行路径：中断报文或消息解释处理，规约组件缓存接收的报文，串行路径组件缓存接收的消息。
e.分配路径簇：根据串行路径索引通道的分组信息，把串行路径组件分配到指定的路径簇组件中管理。
3).程序运行过程中，前置模型发生变化，路径管理器组件分析变化信息，生成对应的操作指令。如增加一个RTU及3条通道，则对应的创建3条串行路径并分配路径簇；如果禁用某一通道或删除某个通道的参数，则销毁通道相关的串行路径，重新启用时再组装创建；如果某个通道的参数变更，则只需重启动路径簇的线程，重新加载新的参数。
4).程序运行过程中，接到通道控制命令，启动或停止通道，路径管理器组件则启动或停止通道相关的串行路径。
5).路径管理器组件监视并输出串行路径及其通道组件的实时状态。
本实施例的链路扫描及数据采集(S34)的步骤包括：
1).链路扫描，路径簇组件的线程，轮询扫描内部串行路径队列中的串行路径状态(主要是采集设备组件和通道组件的协作状态)，确定通讯链路是否可用；不可用的链路，尝试几次重新启动后仍不可用，则需告警提示。
2).远端采集设备的报文采集，通过“采集网络”采集的报文经串行路径处理，由生产者组件向“弹性消息总线”发布消息的处理过程：
a.扫描串行路径组件的状态；
b.报文解释出采集设备、链路的IP和端口信息，定位所要使用的串行路径；
c.如果串行路径已经启动，报文提交规约组件处理；
d.如果串行路径未启动，则通知路径管理器组件创建串行路径组件，并分配路径簇进行管理；新串行路径启动后，报文提交规约组件处理；
e.串行路径组件完成消息封装，生成的消息由生产者组件向“弹性消息总线”发布；生产者组件发布采集消息的同时，还需进行报文统计、报文转发处理。
3).消费者组件从“弹性消息总线”订阅通道控制命令或转发数据，通过串行路径组件发送给远端采集设备的处理过程：
a.扫描串行路径组件的状态；
b.解析通道控制命令或转发数据消息中的目的地址信息，提取采集设备、链路的IP和端口信息，定位所要使用的串行路径；
c.如果串行路径已经启动，消息提交规约组件处理；
d.如果串行路径未启动，则通知路径管理器组件创建串行路径组件，并分配路径簇进行管理；新串行路径启动后，报文提交规约组件处理；如果链路异常串行路径创建失败，则告警通知，并缓存消息。
e.规约组件完成报文封装，并把报文发送给“采集网络”。
本实施例的任务调度管理(S35)步骤，参考图6，通过弹性消息总线发布任务调度指令，前置节点订阅指令完成全局扫描器及节点扫描器的调度执行，包括：
1).全局扫描器部署到每个前置节点上，一般作为TCP或UDP的服务端，等待远端客户端的连接。任务调度管理器内置一个“客户端链路分配代理”，实现以下功能：
a.监听每个前置节点上全局扫描器的状态，扫描器上实时连接的个数；
b.远端客户端的新连接，首先与“客户端链路分配代理”握手校核，是控制范围内的连接，则把新连接分配给实时连接个数最少的扫描器。
c.远端客户端到一个扫描器的连接异常，“客户端链路分配代理”把此连接当做一个新的连接，分配给剩余扫描器中实时连接个数最少的扫描器。
d.过载调度：全局扫描器的实时连接个数大于配置的上限时，需要把最新接入的几个远端客户端连接，调度给其它节点上的全局扫描器。
e.全局扫描器异常时，“客户端链路分配代理”隔离异常的节点；“客户端链路分配代理”重新分配异常全局扫描器上的连接到其它扫描器上；其恢复正常后，则把扫描器重新加入系统。
2).节点扫描器只在前置节点集群中的一个节点上运行，一般作为TCP或UDP的客户端，其异常后相关资源被调度，漂移到其它节点上继续运行，包括：
(1).节点扫描器路径管理器组件，驱动路径簇组件轮询扫描内部路径队列中串行路径的状态；状态正常则通讯链路正常，状态异常则需尝试重连三次。
(2).一个节点上运行的“节点扫描器”最大限制个数计算公式为：新增节点扫描器的负载均衡策略：
a.计算前置节点的资源评分，并从高低排序(评分高的资源空闲度高)；
b.有新启动的扫描器时，取节点评分最高的节点；
c.判断节点上已经运行的节点扫描器个数，是否小于
d.上面c步判断的结论，小于则可把新启动的扫描器分配给这个节点；
e.上面c步判断的结论，不小于，则取节点评分次高的节点，返回c步执行。
(3).节点扫描器异常时，漂移调度的负载均衡策略：
a.一个节点扫描器异常，取剩余前置节点中评分最高的节点；
b.判断节点上已经运行的节点扫描器个数，是否小于
c.上面b步判断的结论，小于则可把异常的节点扫描器调度给这个节点；
d.上面b步判断的结论，不小于，则取节点评分次高的节点，返回b步执行。
本实施例通过以下步骤1)～5)实现解耦及通讯链路的扫描：
1).串行路径建模:从采集设备、采通道、规约模型中抽取出一种“串行路径”模型，串行路径模型至少包含：采集设备、规约、通道的索引。
2).串行路径组装:读取一条串行路径模型，通过采集设备、规约、通道的索引匹配‘基组件池’，设备、规约、通道和报文消息转换组件共同作用构成一个混合组件“串行路径”。
3).路径簇及路径管理器，通过“路径簇”分组管理“串行路径”，实现串行路径的组装、销毁、启动、停止、分配路径簇等操作。
4).链路扫描及数据采集:定义“链路扫描”为轮询扫描路径簇内串行路径的连接状态，一个路径簇由一个独立的线程控制。串行路径中通道的连接方式分为‘暂态连接’和‘常态连接’两类，放在不同的簇中管理；暂态连接的链路控制源为“远端采集设备的采集报文”，有报文则启动串行路径，无报文一段时间后则停止串行路径；常态连接的链路控制源为模型参数，服务启动则保持连接。其中，串行路径连接及数据采集的过程包括：
a.“采集设备服务组件”初始化TCP/UDP等通讯链路；
b.“通道服务组件”与“采集设备服务组件”协作，绑定IP和端口；建立连接后通知“规约服务组件”，开始处理报文；
c.“报文消息转换组件”与“规约服务组件”交互信息，实现通讯消息与通讯报文的封装转换；
d.“报文消息转换组件”通过生产者或消费者服务组件，完成与弹性消息总线的消息交互。
e.“路径簇服务组件”，轮询串行路径中“通道服务组件”与“采集设备服务组件”协作的状态信息；为“任务调度管理器”提供基础调度匹配依据。
5).任务调度管理:定义“通讯扫描器”，完成参数模型中‘设备的SCADA分区’内的采集设备的链路扫描及数据采集功能；采用任务调度管理器实现通讯扫描器的任务调度。任务调度策略包括：
(1).任务调度管理器内置一个“客户端链路分配代理”，监听前置节点上全局扫描器的状态和实时连接的个数；新连接先与“客户端链路分配代理”握手校核，校核通过则把新连接分配给实时连接个数最少的扫描器；一个全局扫描器的实时连接个数大于配置的上限时，需要把最新接入的两个连接，调度给其它节点上的全局扫描器；全局扫描器异常时，“客户端链路分配代理”隔离异常的节点，重新分配异常全局扫描器上的连接到其它扫描器上。
(2).新增节点扫描器的负载均衡策略：
a.计算前置节点的资源评分，并从高低排序(评分高的资源空闲度高)；
b.有新启动的扫描器时，取节点评分最高的节点；
c.判断节点上已经运行的节点扫描器个数，是否小于；
d.上面c步判断的结论，小于则可把新启动的扫描器分配给这个节点；
e.上面c步判断的结论，不小于，则取节点评分次高的节点，返回c步执行。
(3).节点扫描器异常时，漂移调度的负载均衡策略：
a.一个节点扫描器异常，取剩余前置节点中评分最高的节点；
b.判断节点上已经运行的节点扫描器个数，是否小于；
c.上面b步判断的结论，小于则可把异常的节点扫描器调度给这个节点；
d.上面b步判断的结论，不小于，则取节点评分次高的节点，返回b步执行。
本实施例中的分布式前置采集通讯链路扫描系统“通讯扫描器”，按采集通道集合分组策略，管理分组内所有采集通道的报文收发、生数据解释投递工作；设计包含前置模型组件(ParamDb)、路径管理器组件(RouteManager)、路径簇组件(RouteCluster)、生产者组件(Producer)和消费者组件(Consumer)。
所述通讯扫描器的前置模型组件，提供采集系统的电网模型：采集设备(RTU|FTU|DTU|PMU)、规约、通道、串行路径等。根据通道参数分组创建路径簇内的串行路径；根据通道参数及当前状态(是否禁用)创建、销毁、管理串行路径组件及其绑定的相关组件。
所述通讯扫描器的路径管理器组件，实现串行路径的组装、销毁、启动、停止、分配路径簇等操作，实现方法如下：
1).组装串行路径
a.调用电网模型服务接口获取前置模型，构建“基组件池”中的“采集设备基组件集”、“通道基组件集”和“规约基组件集”。采集设备基组件输入TCP/UDP初始化信息，封装通讯链路初始化、启动和停止控制等操作；通道基组件输入IP和端口等初始化信息，封装报文处理约束、转发约束，采集组约束等限制；规约基组件输入规约号及名称，封装规约参数配置，初始化规约应用接口，如IEC101/104、DL476、SCI1801、TASE2等规约的基组件的数据收发接口、缓存接口、规约库参数接口等。
b.解析串行路径模型，通过参数的采集设备、通道、规约等索引信息，匹配“基组件池”，完成基组件的参数输入，实体化采集设备、通道、规约等三个服务组件；串行路径模型中的其它属性封装生成“报文消息转换组件”，实现‘采集网络的报文’与‘弹性消息总线的消息’的转换，并调用生产者或消费者组件与弹性消息总线通讯；设备组件(Device)、通道组件(Channel)、规约组件(Protocol)、报文消息转换组件(Message)等四个服务组件共同作用，构成一个最小化的采集单元“串行路径”。
2).销毁串行路径：从路径簇中的路径队列中删除指定的串行路径，释放其关联的采集设备、通道、规约、报文消息转换等服务组件的缓存空间。
3).启动串行路径：采集设备组件和通道组件协调作用，进行TCP握手校验或UDP校验，建立通讯链接；连接正常后，调用规约组件实现报文的解释或封装，调用串行路径组件实现通讯消息的收发转换。
4).停止串行路径：中断报文或消息解释处理，规约组件缓存接收的报文，串行路径组件缓存接收的消息。
5).分配路径簇：根据串行路径索引通道的分组信息，把串行路径组件分配到指定的路径簇组件中管理。
所述通讯扫描器的路径簇组件，按通道分组参数构建的串行路径的队列式管理容器，并为串行路径开辟采集设备、通道、规约、报文消息转换等服务组件的缓存空间。每个路径簇组件由一个工作线程驱动，轮询扫描队列中串行路径的工作状态。路径簇组件扫描到跨‘采集设备的SCADA分区’的串行路径时，给出告警提示。
所述通讯扫描器的路径簇组件管理的串行路径，是采集设备、通道、规约、报文消息转换等四个服务组件构成的一个最小的独立采集单元；实现设备组件与通道组件间的一对一、多对一、一对多、多对多等映射关联模式。如某采集设备RTU有四条通道，则其对应四条串行路径；如果3个FTU共同使用一条通道通讯，则其对应三条串行路径；每条串行路径关联一个采集规约及一个报文消息转换服务组件。
所述的串行路径中的设备组件，为采集设备(RTU、FTU、DTU、PMU)的抽象化体现，按前置模型初始化采集设备的通讯链路，按转发参数初始化转发通讯链路；链路类型包含：TcpClient、单一链接的TcpServer、多个链接的TcpServer、UdpClient、UdpServer；与通道组件和规约组件协同完成通讯链路的启停控制：
a.支持采集设备的初始化操作。
b.支持采集设备的Open操作，并将链路建立通知规约组件。
c.支持采集设备的Close操作，并将链路销毁通知规约组件。
d.支持采集设备的Read操作，并将read内容提交规约组件。
e.支持采集设备的write操作，write内容来自规约组件。
所述的串行路径中的通道组件，为采集设备组件提供IP地址和通讯端口信息，实体化通讯链路；并实现采集分组、转发分组、报文参数、通道监视及通道约束等的管理。
所述的串行路径中的规约组件，与设备组件协同工作，实现报文的规约解释及下行报文组帧发送，实现过程如下：
a.建立通道收发报文缓存队列，实现规约类的缓冲接口。
b.根据本通道对应的采集设备、规约配置参数实现规约库的参数接口，如设备接口、链路接口(实现了报文统计)、厂站接口。
c.实现规约库生数据提交接口和转发数据获取接口。
d.建立通道命令队列，接收来自“路径管理器组件”的控制命令，实现规约库所需要的命令接口。
e.创建通道串行路径规约对象，通道链路情况正常情况下启动路径规约扫描，即循环调用接收扫描和发送扫描。
f.通过生产者组件接口向弹性消息队列提交生数据、报文统计信息、控制应答信息、通道收发报文。
g.通过消费者组件接口获取通道命令及通道转发数据。
所述的串行路径中的报文消息转换组件，实现“外网采集的报文”与“弹性消息总线的消息”间的转换，可通过内部接口与规约组件交互报文，可调用生产者或消费者组件与弹性消息总线交互消息。
所述通讯扫描器的生产者组件，提供扫描器对外提供信息的发送功能(取RTU所在分区号，按照分区投递)。发送的信息包含：生数据、控制应答、通讯报文、报文统计等内容。
所述通讯扫描器的消费者组件，提供扫描器所依赖的外部消息队列的接收功能。接收的信息包含：转发数据、通道控制命令等内容。通道转发数据来自于汇聚器，汇聚器处理的转发数据包含整站转发生数据和挑点转发的熟数据。
在一个实施例中，如图7所示，提供了一种分布式前置采集通讯链路的处理装置10，包括：模型抽取模块11、组装模块12、组件确定模块13和组合模块14，其中：
模型抽取模块，用于根据历史数据抽取串行路径模型，所述串行路径模型包含采集设备、规约、通道的索引；
组装模块，用于根据所述采集设备、规约、通道的索引从组件池中组装对应的设备组件、规约组件和通道组件；
组件确定模块，用于根据所述串行路径模型确定报文消息转换组件；
组合模块，用于组合所述设备组件、规约组件、通道组件和所述报文消息转换组件，形成用于指示采集通讯链路的串行路径。
在其中一个实施例中，所述装置还包括：
轮询模块，用于轮询所述串行路径；
管理模块，用于根据轮询结果管理所述串行路径。
在其中一个实施例中，所述轮询模块包括：
启动模块，用于当该串行路径中的报文消息转换组件接收到远端采集设备的采集报文时，启动该串行路径；
停止模块，用于当该串行路径处于启动状态且该报文消息转换组件在预设时间段内没有接收到远端采集设备的采集报文时，停止该串行路径。
在其中一个实施例中，该启动模块具体用于：
通过该设备组件初始化TCP或UDP通讯链路；
通过该通道组件与该设备组件绑定IP和端口，并在建立连接后通知该规约组件；
通过该报文消息转换组件接收该远端采集设备发送的采集报文，根据该规约组件将该采集报文转换为通讯消息，发送给生产者组件或消费者服务组件，完成与弹性消息总线的消息交互。
在其中一个实施例中，该串行路径的类型包括常态连接，该管理模块还用于：
当该串行路径对应的服务为启动状态时，不停止该串行路径。
在其中一个实施例中，该装置还包括：
确定模块，用于确定部署在前置的第一节点上的通讯扫描器的状态和连接的数量，该连接的数量对应已启动的串行路径的数量；
接入模块，用于当该连接的数量超过该通讯扫描器的预设上限时，将最新接入该第一节点通讯扫描器的两个连接分配至第二节点的通讯扫描器；
隔离模块，用于当该第一节点的通讯扫描器异常时，隔离该第一节点。
关于分布式前置采集通讯链路的处理装置的具体限定可以参见上文中对于分布式前置采集通讯链路的处理方法的限定，在此不再赘述。上述分布式前置采集通讯链路的处理装置中的各个模块可全部或部分通过软件、硬件及其组合来实现。上述各模块可以硬件形式内嵌于或独立于计算机设备中的处理器中，也可以以软件形式存储于计算机设备中的存储器中，以便于处理器调用执行以上各个模块对应的操作。
在一个实施例中，提供了一种计算机设备，该计算机设备可以是终端，其内部结构图可以如图8所示。该计算机设备包括通过系统总线连接的处理器、存储器、网络接口、显示屏和输入装置。其中，该计算机设备的处理器用于提供计算和控制能力。该计算机设备的存储器包括非易失性存储介质、内存储器。该非易失性存储介质存储有操作系统和计算机程序。该内存储器为非易失性存储介质中的操作系统和计算机程序的运行提供环境。该计算机设备的网络接口用于与外部的终端通过网络连接通信。该计算机程序被处理器执行时以实现一种分布式前置采集通讯链路的处理方法。该计算机设备的显示屏可以是液晶显示屏或者电子墨水显示屏，该计算机设备的输入装置可以是显示屏上覆盖的触摸层，也可以是计算机设备外壳上设置的按键、轨迹球或触控板，还可以是外接的键盘、触控板或鼠标等。
本领域技术人员可以理解，图8中示出的结构，仅仅是与本申请方案相关的部分结构的框图，并不构成对本申请方案所应用于其上的计算机设备的限定，具体的计算机设备可以包括比图中所示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者具有不同的部件布置。
在一个实施例中，提供了一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，处理器执行计算机程序时实现以下步骤：
根据历史数据抽取串行路径模型，该串行路径模型包含采集设备、规约、通道的索引；
根据该采集设备、规约、通道的索引从组件池中组装对应的设备组件、规约组件和通道组件；
根据该串行路径模型确定报文消息转换组件；
组合该设备组件、规约组件、通道组件和该报文消息转换组件，形成用于指示采集通讯链路的串行路径。
在一个实施例中，处理器执行计算机程序时还实现以下步骤：
轮询该串行路径；
根据轮询结果管理该串行路径。
在一个实施例中，该串行路径的类型包括暂态连接，处理器执行计算机程序时还实现以下步骤：
当该串行路径中的报文消息转换组件接收到远端采集设备的采集报文时，启动该串行路径；
当该串行路径处于启动状态且该报文消息转换组件在预设时间段内没有接收到远端采集设备的采集报文时，停止该串行路径。
在一个实施例中，处理器执行计算机程序时还实现以下步骤：
通过该设备组件初始化TCP或UDP通讯链路；
通过该通道组件与该设备组件绑定IP和端口，并在建立连接后通知该规约组件；
通过该报文消息转换组件接收该远端采集设备发送的采集报文，根据该规约组件将该采集报文转换为通讯消息，发送给生产者组件或消费者服务组件，完成与弹性消息总线的消息交互。
在一个实施例中，该串行路径的类型包括常态连接，处理器执行计算机程序时还实现以下步骤：
当该串行路径对应的服务为启动状态时，不停止该串行路径。
在一个实施例中，处理器执行计算机程序时还实现以下步骤：
确定部署在前置的第一节点上的通讯扫描器的状态和连接的数量，该连接的数量对应已启动的串行路径的数量；
当该连接的数量超过该通讯扫描器的预设上限时，将最新接入该第一节点通讯扫描器的两个连接分配至第二节点的通讯扫描器；或，
当该第一节点的通讯扫描器异常时，隔离该第一节点。
在一个实施例中，提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现以下步骤：
根据历史数据抽取串行路径模型，该串行路径模型包含采集设备、规约、通道的索引；
根据该采集设备、规约、通道的索引从组件池中组装对应的设备组件、规约组件和通道组件；
根据该串行路径模型确定报文消息转换组件；
组合该设备组件、规约组件、通道组件和该报文消息转换组件，形成用于指示采集通讯链路的串行路径。
在一个实施例中，计算机程序被处理器执行时还实现以下步骤：
轮询该串行路径；
根据轮询结果管理该串行路径。
在一个实施例中，该串行路径的类型包括暂态连接，计算机程序被处理器执行时还实现以下步骤：
当该串行路径中的报文消息转换组件接收到远端采集设备的采集报文时，启动该串行路径；
当该串行路径处于启动状态且该报文消息转换组件在预设时间段内没有接收到远端采集设备的采集报文时，停止该串行路径。
在一个实施例中，计算机程序被处理器执行时还实现以下步骤：
通过该设备组件初始化TCP或UDP通讯链路；
通过该通道组件与该设备组件绑定IP和端口，并在建立连接后通知该规约组件；
通过该报文消息转换组件接收该远端采集设备发送的采集报文，根据该规约组件将该采集报文转换为通讯消息，发送给生产者组件或消费者服务组件，完成与弹性消息总线的消息交互。
在一个实施例中，该串行路径的类型包括常态连接，计算机程序被处理器执行时还实现以下步骤：
当该串行路径对应的服务为启动状态时，不停止该串行路径。
在一个实施例中，计算机程序被处理器执行时还实现以下步骤：
确定部署在前置的第一节点上的通讯扫描器的状态和连接的数量，该连接的数量对应已启动的串行路径的数量；
当该连接的数量超过该通讯扫描器的预设上限时，将最新接入该第一节点通讯扫描器的两个连接分配至第二节点的通讯扫描器；或，
当该第一节点的通讯扫描器异常时，隔离该第一节点。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一非易失性计算机可读取存储介质中，该计算机程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，本申请所提供的各实施例中所使用的对存储器、存储、数据库或其它介质的任何引用，均可包括非易失性和/或易失性存储器。非易失性存储器可包括只读存储器(ROM)、可编程ROM(PROM)、电可编程ROM(EPROM)、电可擦除可编程ROM(EEPROM)或闪存。易失性存储器可包括随机存取存储器(RAM)或者外部高速缓冲存储器。作为说明而非局限，RAM以多种形式可得，诸如静态RAM(SRAM)、动态RAM(DRAM)、同步DRAM(SDRAM)、双数据率SDRAM(DDRSDRAM)、增强型SDRAM(ESDRAM)、同步链路(Synchlink)DRAM(SLDRAM)、存储器总线(Rambus)直接RAM(RDRAM)、直接存储器总线动态RAM(DRDRAM)、以及存储器总线动态RAM(RDRAM)等。
以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (9)
1.一种分布式前置采集通讯链路的处理方法，所述方法包括：
根据历史数据抽取串行路径模型，所述串行路径模型包含采集设备、规约、通道的索引；
根据所述采集设备、规约、通道的索引从组件池中组装对应的设备组件、规约组件和通道组件；
根据所述串行路径模型确定报文消息转换组件；
组合所述设备组件、规约组件、通道组件和所述报文消息转换组件，形成用于指示采集通讯链路的串行路径；
确定部署在前置第一节点上的通讯扫描器的状态和连接的数量，所述连接的数量对应已启动的串行路径的数量；
当所述连接的数量超过所述通讯扫描器的预设上限时，将最新接入所述第一节点通讯扫描器的两个连接分配至第二节点的通讯扫描器；或，
当所述第一节点的通讯扫描器异常时，隔离所述第一节点。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
轮询所述串行路径；
根据轮询结果管理所述串行路径。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述串行路径的类型包括暂态连接，所述根据轮询结果管理所述串行路径的步骤包括：
当所述串行路径中的报文消息转换组件接收到远端采集设备的采集报文时，启动所述串行路径；
当所述串行路径处于启动状态且所述报文消息转换组件在预设时间段内没有接收到远端采集设备的采集报文时，停止所述串行路径。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述启动所述串行路径的步骤包括：
通过所述设备组件初始化TCP或UDP通讯链路；
通过所述通道组件与所述设备组件绑定IP和端口，并在建立连接后通知所述规约组件；
通过所述报文消息转换组件接收所述远端采集设备发送的采集报文，根据所述规约组件将所述采集报文转换为通讯消息，发送给生产者组件或消费者服务组件，完成与弹性消息总线的消息交互。
5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述串行路径的类型包括常态连接，所述根据轮询结果管理所述串行路径的步骤包括：
当所述串行路径对应的服务为启动状态时，不停止所述串行路径。
6.一种分布式前置采集通讯链路的处理装置，其特征在于，所述装置包括：
模型抽取模块，用于根据历史数据抽取串行路径模型，所述串行路径模型包含采集设备、规约、通道的索引；
组装模块，用于根据所述采集设备、规约、通道的索引从组件池中组装对应的设备组件、规约组件和通道组件；
组件确定模块，用于根据所述串行路径模型确定报文消息转换组件；
组合模块，用于组合所述设备组件、规约组件、通道组件和所述报文消息转换组件，形成用于指示采集通讯链路的串行路径；
确定模块，用于确定部署在前置的第一节点上的通讯扫描器的状态和连接的数量，该连接的数量对应已启动的串行路径的数量；
接入模块，用于当该连接的数量超过该通讯扫描器的预设上限时，将最新接入该第一节点通讯扫描器的两个连接分配至第二节点的通讯扫描器；
隔离模块，用于当该第一节点的通讯扫描器异常时，隔离该第一节点。
7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：
轮询模块，用于轮询所述串行路径；
管理模块，用于根据轮询结果管理所述串行路径。
8.一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1至5中任一项所述方法的步骤。
9.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至5中任一项所述的方法的步骤。
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