CN109639284A - 一种智能电表的时间数据压缩方法及其解压方法 - Google Patents
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Abstract
一种智能电表的时间数据压缩方法，时间数据由时间项和固定项组成，包括以下步骤：步骤1、以设定的基准时间为起点，将时间数据中的时间项转换成秒；步骤2、将步骤1中得到的秒转换成4字节16进制数，得到压缩后的时间数据；步骤3、将压缩后的时间数据存储到EEPROM中。还公开了一种解压方法。通过将分别单独存储时间数据整体转换成以秒为单位的10进制数，且将该10进制数转换成4字节16进制数，因此使用该4字节空间替换现有技术中COSEM协议中规定的12字节的Data_Time类型的结构体数据，缩短了时间数据长度，节约了存储空间；且通过对该压缩后的时间数据进行解压，存取速度快，因此能方便读取数据。
Description
技术领域
本发明涉及数据处理领域，特别涉及一种智能电表的时间数据压缩方法及其解压方法。
背景技术
表计在正常工作时会需要记录很多数据，部分数据需要频繁记录，单条记录长且记录的数量很多，比如电力局需要通过需量来监控电网的负荷状态，就需要表计能够按一定时间差频繁记录需量值，储存这些需量需要很大的空间，而由于EEPROM内存有限且价格较高，故快速有效的数据压缩存取方法对数据记录和EEPROM空间利用有很大的实际意义。
COSEM协议中数据类型为Data_Time的对象，其值在写入EEPROM时由：数据类型和数据值两部分组成，而长度达12字节的数据值有明显规律可寻，COSEM协议中定义Data_Time数据共12个字节，其格式为：年高位、年低位、月、日、周、时、分、秒、0.01秒、时区高位、时区低位以及固定时钟状态字0xFF。其中固定项为0.01秒(时间计量精度只到秒级)、时区高位、时区低位、时钟状态字共4字节。仅年、月、日、周、时、分、秒进行累加。
有申请号为CN201510819201.9(申请公布号为CN105404472A)的中国发明专利公开了一种压缩日志时间数据的存储空间的方法及装置，压缩日志时间数据的存储空间的方法，包括：获取日志时间数据；以预设的方式来读取日志时间数据，分别得到日志时间数据中的年数据、月数据、日数据、小时数据、分钟数据和秒数据中的任一者或多者；分别以二进制方式来处理日志时间数据中的年数据、月数据、日数据、小时数据、分钟数据和秒数据；使用预设长度的存储空间来存储以二进制方式处理过的日志时间数据。通过该压缩方法可以节省存储日志时间数据所需占用的存储空间，但是该方法压缩后的数据还是以各自的位置进行数据存储，且解压时只能单独读取数据。
发明内容
本发明所要解决的第一个技术问题是针对现有技术的现状，提供一种能提高数据存取速率且节省存储空间的智能电表的时间数据压缩方法。
本发明所要解决的第二个技术问题是针对现有技术的现状，提供一种采用上述数据压缩方法的时间数据解压方法，该方法解压出的数据满足时间数据的格式且方便、快速读取。
本发明解决上述第一个技术问题所采用的技术方案为：一种智能电表的时间数据压缩方法，用于压缩COSEM协议中的时间数据，其中，时间数据由时间项和固定项组成，其特征在于：包括以下步骤：
步骤1、以设定的基准时间为起点，将时间数据中的时间项转换成秒；
步骤2、将步骤1中得到的秒转换成4字节16进制数，得到压缩后的时间数据；
步骤3、将压缩后的时间数据存储到EEPROM中。
具体的，所述固定项包括0.01秒、时区高位、时区低位、时钟状态，各占1字节。
作为优选，所述固定项中的时钟状态为0xFF。
在本方案中，所述时间数据中的时间项包括年高位、年低位、月、日、周、时、分、秒。
所述压缩后的时间数据中不包括固定项，所有压缩后的时间数据共同具有一个固定项。
作为优选，所述步骤1中的基准时间为2000年1月1日周六0时0分0秒。
具体的，所述步骤2中压缩后时间数据的取值范围为0x00000000～0xFFFFFFFF。
一种时间数据解压方法，其特征在于：包括如下步骤：
步骤1、从智能电表的EEPROM中读取压缩后的时间数据；
步骤2、将步骤1中读取的时间数据转换成10进制数；
步骤3、根据设定的基准时间，将步骤2中的10进制数转换成时间数据，作为解压之后的时间数据；
步骤4、将解压之后的时间数据和时间数据的固定项组成符合COSEM协议的字符串数据。
具体的，所述步骤3中的具体步骤如下：
步骤3-1、将步骤2中的10进制数除以60，得到第一商和第一余数；第一余数为解压后时间项的秒，第一商为总分钟数；
步骤3-2、将步骤3-1中的第一商除以60，得到第二商和第二余数，其中，第二余数为解压后时间项的分钟，第二商为总小时数；
步骤3-3、将步骤3-2中的第二商除以24，得到第三商和第三余数，其中，第三余数为解压后时间项的小时，第三商为总天数；
步骤3-4、将步骤3-3中的第三商除以7，得到第四余数，其中，根据设定的基准时间的在一周中的天数计算出第四余数加1的数在一周中的天数；
步骤3-5、判断设定的基准时间年份是否为闰年，如是，则该年份为366天，如否，则该年份为365天；
步骤3-6、计算总天数与设定的基准时间年份的天数之间的差值，作为剩余天数，判断剩余天数是否大于0，如是，则转入步骤3-7，如否，则输出该基准时间的年份和计算之前的总天数作为剩余天数，转入步骤3-9；
步骤3-7、将年份加上1，作为新年份，并判断新年份是否为闰年，如是，则该年份为366天，如否，则该年份为365天，并转入步骤3-8；
步骤3-8、计算剩余天数与新年份的天数之间的差值，作为剩余天数，判断剩余天数是否大于0，如是，则转至步骤3-7，如否，则输出该新年份和该年份计算前的剩余天数，并转入步骤3-9；
步骤3-9、判断输出的年份是否为闰年，如是，则该年的2月为29天，如否，则该年的2月为28天；
步骤3-10、根据基准时间的月份的天数，计算剩余天数与基准时间的月份的天数之间的差值，作为剩余天数；判断剩余天数是否大于0，如是，则转入步骤3-11，如否，则输出该基准时间的月份和计算前的剩余天数，并转入步骤3-13；
步骤3-11、将月份加上1，作为新月份；
步骤3-12、计算剩余天数与新月份的天数之间的差值，作为剩余天数，判断剩余天数是否大于0，如是，则转至步骤3-11，如否，则输出新月份和该月份计算前的剩余天数，并转入步骤3-13；
步骤3-13、根据基准时间的日期计算出剩余天数所属的日期。
作为优选，所述步骤3中的基准时间为2000年1月1日周六0时0分0秒。
与现有技术相比，本发明的优点在于：通过将分别单独存储年、月、日、周、时、分和秒数据整体转换成以秒为单位的10进制数，且将该10进制数转换成4字节16进制数，得到压缩后的时间数据，该时间数据为4字节，因此使用该4字节空间替换COSEM协议中规定的12字节的Data_Time类型的结构体数据，缩短时间长度为原来的1/3，节约了存储空间；且直接通过对该压缩后的时间数据进行转换，得到解压后的时间数据，因此能方便读取数据、存取速度快。
附图说明
图1为本发明实施例的时间数据解压方法的流程图。
具体实施方式
以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。
一种智能电表的时间数据压缩方法，用于压缩COSEM协议中的时间数据，包括以下步骤：
步骤1、以设定的基准时间为起点，将时间数据中的时间项转换成秒；本实施例中，基准时间为2000年1月1日周六0时0分0秒；
步骤2、将步骤1中得到的秒转换成4字节16进制数，得到压缩后的时间数据；
步骤3、将压缩后的时间数据存储到EEPROM中。
其中，压缩前的时间数据由时间项和固定项组成，固定项包括0.01秒、时区高位、时区低位、时钟状态，各占1字节；时间项包括年高位、年低位、月、日、周、时、分、秒，共占8字节；压缩后的时间数据为4字节16进制数，共4字节，且压缩后的时间数据中不包括固定项，所有压缩后的时间数据共同具有一个固定项。在本实施例中，固定项中的时钟状态为0xFF。压缩后时间数据的取值范围为0x00000000～0xFFFFFFFF。
一种采用上述压缩方法进行时间数据压缩对应的解压方法，如图1所示，包括如下步骤：
步骤1、从智能电表的EEPROM中读取压缩后的时间数据；
步骤2、将步骤1中读取的时间数据转换成10进制数；
步骤3、根据设定的基准时间，将步骤2中的10进制数转换成时间数据，作为解压之后的时间数据；本实施例中，基准时间为2000年1月1日周六0时0分0秒；
步骤4、将解压之后的时间数据和固定项组成符合COSEM协议的字符串数据。
其中，步骤3的具体步骤为：
步骤3-1、将步骤2中的10进制数除以60，得到第一商和第一余数；第一余数为解压后时间项的秒，第一商为总分钟数；
步骤3-2、将步骤3-1中的第一商除以60，得到第二商和第二余数，其中，第二余数为解压后时间项的分钟，第二商为总小时数；
步骤3-3、将步骤3-2中的第二商除以24，得到第三商和第三余数，其中，第三余数为解压后时间项的小时，第三商为总天数；
步骤3-4、将步骤3-3中的第三商除以7，得到第四余数，其中，根据设定的基准时间的在一周中的天数计算出第四余数加1的数在一周中的天数
步骤3-5、判断设定的基准时间年份是否为闰年，如是，则该年份为366天，如否，则该年份为365天；
步骤3-6、计算总天数与设定的基准时间年份的天数之间的差值，作为剩余天数，判断剩余天数是否大于0，如是，则转入步骤3-7，如否，则输出该基准时间的年份和计算之前的总天数作为剩余天数，转入步骤3-9；
步骤3-7、将年份加上1，作为新年份，并判断新年份是否为闰年，如是，则该年份为366天，如否，则该年份为365天，并转入步骤3-8；
步骤3-8、计算剩余天数与新年份的天数之间的差值，作为剩余天数，判断剩余天数是否大于0，如是，则转至步骤3-7，如否，则输出该新年份和该年份计算前的剩余天数，并转入步骤3-9；
步骤3-9、判断输出的年份是否为闰年，如是，则该年的2月为29天，如否，则该年的2月为28天；
步骤3-10、根据基准时间的月份的天数，计算剩余天数与基准时间的月份的天数之间的差值，作为剩余天数；判断剩余天数是否大于0，如是，则转入步骤3-11，如否，则输出该基准时间的月份和计算前的剩余天数，并转入步骤3-13；
步骤3-11、将月份加上1，作为新月份；
步骤3-12、计算剩余天数与新月份的天数之间的差值，作为剩余天数，判断剩余天数是否大于0，如是，则转至步骤3-11，如否，则输出新月份和该月份计算前的剩余天数，并转入步骤3-13；
步骤3-13、根据基准时间的日期计算出剩余天数所属的日期。
在使用该数据压缩方法进行时间数据压缩时，假设2031年9月9日周二1时46分40秒时产生一条时间数据记录，使用如下步骤：
步骤1、将2031年9月9日周二1时46分40秒转换成秒：以2000年1月1日周六0时0分0秒为基准时间，经过8个闰年，23个平年，因此2000年1月1日～2031年1月1日的天数为：8*366+23*365＝11323天；2031年1月1日～2031年9月9日的天数为：31+28+31+30+31+30+31+31+8＝251天；因此2000年1月1日～2031年9月9日的总天数为：11574天；2031年9月9日周二1时46分40秒总共的秒数为：((11574*24+1)*60+46)*60+40＝1000000000；
步骤2、将1000000000转换成8位16进制数为0x3B9ACA00，压缩后的时间项数据为0x3B9ACA00；
步骤3、压缩后的时间项为4个字节，将0x3B9ACA00存储到EEPROM中。
当表计需要读取上述压缩后的时间数据时，采用解压方法，具体步骤为：
(1)、从智能电表的EEPROM中读取压缩后的时间数据，其中，时间数据为0x3B9ACA00；
(2)、将0x3B9ACA00转换为10进制数，得到1000000000；
(3)、将1000000000转换成时间数据，作为解压之后的时间项；
其中，将1000000000转换成时间数据的具体步骤为：
取秒：1000000000/60＝16666666余40，余数40为解压后时间项的秒，16666666为总分钟数；
取分：16666666/60＝277777余46，余数46为解压后时间项的分，277777为总小时数；
取时：277777/24＝11574余1，余数1为解压后时间项的小时，11574为总天数；
取周：11574/7＝1653余3，3+1＝4，由于2000年1月1日是周六，所以当前为周二；
取年：根据2000年是闰年，所以2000年为366天，11574-366＝11388天，剩余天数11388大于0；新年份为2001年，2001年为365天，计算剩余天数为：11388-365＝11023天，剩余天数11023大于0；依次将剩余天数减去新年份的天数，直到计算至当剩余天数与新年份的天数之差小于0时，则将该新年份作为最终的年份，并输出该年份计算前的剩余天数；当2031年时，计算后的剩余天数为-114天，因此新年份为2031年，2031年计算前的剩余天数为251天，所以输出最终的年为2031年；251表示天数；
取月：2031年为闰年，2031年每月的天数：1月30天，2月28天，3月31天，4月30天，5月31天，6月30天，7月31天，8月31天，9月30天，10月31天，11月30天，10月31天；根据基准时间的月份的天数，计算出剩余天数与基准时间1月份的天数30之间的差值221，剩余天数221天大于0，则继续新月份2月，计算剩余天数与新月份2月的天数之间的差值，作为剩余天数；依次将剩余天数减去新月份的天数，直到计算至当剩余天数与新月份的天数之差小于0时，则将新月份作为最终的月份，并输出该月计算前的剩余天数；当9月份计算完后剩余天数为-21天，因此最后的月份为9月，9月份计算之前剩余天数为9天；
取日：根据剩余天数9天，得到为9日。
(4)、将解压之后的时间项2031年9月9日周二1时46分10秒与固定项(0.01秒、时区高位、时区低位、时钟状态0xFF)，组成符合COSEM协议的12字节的字符串数据。
因此通过该种时间数据压缩方法，使用4字节数据替代12字节的时间数据，缩短了时间数据长度，能有效提高存取速率，并节省EEPROM空间，且解压后的时间数据与固定项组成的字符串数据与COSEM协议中的Data_Time格式一致，通过在10进制与16进制数直接的转换，直接压缩和解压时间数据，因此能有效提高数据读写速率，提高表计的工作效率。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种智能电表的时间数据压缩方法，用于压缩COSEM协议中的时间数据，其中，时间数据由时间项和固定项组成，其特征在于：包括以下步骤：
步骤1、以设定的基准时间为起点，将时间数据中的时间项转换成秒；
步骤2、将步骤1中得到的秒转换成4字节16进制数，得到压缩后的时间数据；
步骤3、将压缩后的时间数据存储到EEPROM中。
2.根据权利要求1所述的智能电表的时间数据压缩方法，其特征在于：所述固定项包括0.01秒、时区高位、时区低位、时钟状态，各占1字节。
3.根据权利要求2所述的智能电表的时间数据压缩方法，其特征在于：所述固定项中的时钟状态为0xFF。
4.根据权利要求1所述的智能电表的时间数据压缩方法，其特征在于：所述时间数据中的时间项包括年高位、年低位、月、日、周、时、分、秒。
5.根据权利要求1所述的智能电表的时间数据压缩方法，其特征在于：所述压缩后的时间数据中不包括固定项，所有压缩后的时间数据共同具有一个固定项。
6.根据权利要求1所述的智能电表的时间数据压缩方法，其特征在于：所述步骤1中的基准时间为2000年1月1日周六0时0分0秒。
7.根据权利要求1所述的智能电表的时间数据压缩方法，其特征在于：所述步骤2中压缩后时间数据的取值范围为0x00000000～0xFFFFFFFF。
8.一种与权利要求1～7任一项方法相对应的时间数据解压方法，其特征在于：包括如下步骤：
步骤1、从智能电表的EEPROM中读取压缩后的时间数据；
步骤2、将步骤1中读取的时间数据转换成10进制数；
步骤3、根据设定的基准时间，将步骤2中的10进制数转换成时间数据，作为解压之后的时间数据；
步骤4、将解压之后的时间数据和固定项组成符合COSEM协议的字符串数据。
9.根据权利要求8所述的智能电表的时间数据解压方法，其特征在于：所述步骤3中的具体步骤如下：
步骤3-1、将步骤2中的10进制数除以60，得到第一商和第一余数；第一余数为解压后时间项的秒，第一商为总分钟数；
步骤3-2、将步骤3-1中的第一商除以60，得到第二商和第二余数，其中，第二余数为解压后时间项的分钟，第二商为总小时数；
步骤3-3、将步骤3-2中的第二商除以24，得到第三商和第三余数，其中，第三余数为解压后时间项的小时，第三商为总天数；
步骤3-4、将步骤3-3中的第三商除以7，得到第四余数，其中，根据设定的基准时间的在一周中的某天计算出第四余数加1的数在一周中的天数；
步骤3-5、判断设定的基准时间年份是否为闰年，如是，则该年份为366天，如否，则该年份为365天；
步骤3-6、计算总天数与设定的基准时间年份的天数之间的差值，作为剩余天数，判断剩余天数是否大于0，如是，则转入步骤3-7，如否，则输出该基准时间的年份和计算之前的总天数作为剩余天数，转入步骤3-9；
步骤3-7、将年份加上1，作为新年份，并判断新年份是否为闰年，如是，则该年份为366天，如否，则该年份为365天，并转入步骤3-8；
步骤3-8、计算剩余天数与新年份的天数之间的差值，作为剩余天数，判断剩余天数是否大于0，如是，则转至步骤3-7，如否，则输出该新年份和该年份计算前的剩余天数，并转入步骤3-9；
步骤3-9、判断输出的年份是否为闰年，如是，则该年的2月为29天，如否，则该年的2月为28天；
步骤3-10、根据基准时间的月份的天数，计算剩余天数与基准时间的月份的天数之间的差值，作为剩余天数；判断剩余天数是否大于0，如是，则转入步骤3-11，如否，则输出该基准时间的月份和计算前的剩余天数，并转入步骤3-13；
步骤3-11、将月份加上1，作为新月份；
步骤3-12、计算剩余天数与新月份的天数之间的差值，作为剩余天数，判断剩余天数是否大于0，如是，则转至步骤3-11，如否，则输出新月份和该月份计算前的剩余天数，并转入步骤3-13；
步骤3-13、根据基准时间的日期计算出剩余天数所属的日期。
10.根据权利要求9所述的智能电表的时间数据压缩方法，其特征在于：所述步骤3中的基准时间为2000年1月1日周六0时0分0秒。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20190416 |
|
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