CN110191174A - 基于http协议的数据监视系统、方法及计算机可读介质 - Google Patents

基于http协议的数据监视系统、方法及计算机可读介质 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种基于HTTP协议的数据监视系统,其用于支持多用户监视设备的运行状态。所述基于HTTP协议的数据监视系统包括数据采集模块、用户指针控制模块、循环队列存储模块、时间戳控制模块及数据压缩模块。循环队列存储模块接收设备的运行状态数据、用户创建信息及用户取走数据的信息,并将设备的运行状态数据根据用户创建信息及用户取走数据的信息按照循环队列的原则进行内存分配和存储。数据压缩模块将压缩数据发送给对应的用户。本发明的基于HTTP协议的数据监视系统、方法及计算机可读介质可实现多用户读取设备运行数据,且可保证监视数据时序的完整性和正确性。

Description

基于HTTP协议的数据监视系统、方法及计算机可读介质
技术领域
本发明涉及数据监视技术领域,特别一种基于HTTP协议的数据监视系统及一种基于HTTP协议的数据监视方法。
背景技术
在工业领域,为了对设备的运行状态进行监视,用户需要读取设备的运行数据,目前用户读取数据的方式有多种,例如,采用后台记录数据的方法,把数据记录到一个或多个文件内,文件可以读取或被可视化分析软件直接打开,此种方式读取及数据显示不灵活;采用UDP协议读取数据,此种方式数据容易丢失;采取Websocket协议读取数据,此种方式兼容性支持较差。
另一种现有的较为常见的采用HTTP协议读取数据的方式,在B/S架构下,浏览器通过连续发起HTTP协议请求获取控制器监视数据。在多用户、连续不间断的HTTP请求的情况下,对控制器服务器处理速度和并发能力的要求较高,由于网络延迟影响,数据包传送至浏览器时,无法保证客户端接受到数据的时序,容易引起监视数据时序错位。
发明内容
有鉴于此,本发明的目的在于提出一种基于HTTP协议的数据监视系统、一种基于HTTP协议的数据监视方法及计算机可读介质,可实现多用户读取设备运行数据,且可保证监视数据时序的完整性和正确性。
本发明提出一种基于HTTP协议的数据监视系统,其用于支持多用户监视设备的运行状态。所述基于HTTP协议的数据监视系统包括数据采集模块、用户指针控制模块、循环队列存储模块、时间戳控制模块及数据压缩模块。数据采集模块采集所述设备的运行状态数据。用户指针控制模块接收用户创建信息及标记用户取走数据的信息。循环队列存储模块接收所述设备的运行状态数据、所述用户创建信息及所述用户取走数据的信息,并将所述设备的运行状态数据根据所述用户创建信息及所述用户取走数据的信息按照循环队列的原则进行内存分配和存储。时间戳控制模块标记用户创建信息及用户读取数据时间。数据压缩模块根据所述用户创建信息及用户读取数据时间对所述循环队列存储模块分配后的所述设备的运行状态数据进行压缩,并将压缩数据发送给对应的用户。
在基于HTTP协议的数据监视系统的一种示意性实施例中,所述基于HTTP协议的数据监视系统还包括溢出控制模块,所述溢出控制模块与所述循环队列存储模块和所述时间戳控制模块相连,所述溢出控制模块判断循环队列是否溢出,并将是否溢出的信息告知所述循环队列存储模块和所述时间戳控制模块。
在基于HTTP协议的数据监视系统的一种示意性实施例中,所述溢出控制模块判断循环队列无溢出时,所述循环队列存储模块将需要记录新的数据值压入循环缓冲队列,循环队列头指针前移一位,所述新的数据值存入循环队列头指针指向位置,循环队列尾指针不发生移动。
在基于HTTP协议的数据监视系统的一种示意性实施例中,所述溢出控制模块判断循环队列溢出时,所述溢出控制模块将循环队列头指针与循环队列尾指针同时前移一位,抛弃循环队列尾指针指向的数据值,将新采样数据存储在抛弃数据位置,且将用户的时间戳增加记录采样时间。
在基于HTTP协议的数据监视系统的一种示意性实施例中,所述基于HTTP协议的数据监视系统还包括HTTP服务器,所述HTTP服务器接收用户的请求并将所述数据压缩模块输出的压缩数据发送给用户。
在基于HTTP协议的数据监视系统的一种示意性实施例中,所述基于HTTP协议的数据监视系统还包括登录控制模块,所述登录控制模块与所述用户指针控制模块和所述HTTP服务器相连,为新连用户和断连用户创建资源和回收资源。
本发明还提供一种基于HTTP协议的数据监视方法,所述方法用于支持多用户监视设备的运行状态,所述基于HTTP协议的数据监视方法包括以下步骤:
采集所述设备的运行状态数据;
接收用户创建信息及标记用户取走数据的信息;
接收所述设备的运行状态数据、所述用户创建信息及所述用户取走数据的信息,并将所述设备的运行状态数据根据所述用户创建信息及所述用户取走数据的信息按照循环队列的原则进行内存分配和存储;
标记用户创建信息及用户读取数据时间;以及
根据所述用户创建信息及用户读取数据时间对分配后的所述设备的运行状态数据进行压缩,并将压缩数据发送给对应的用户。
本发明又提供一种计算机可读介质,所述计算机可读介质上存储有计算机指令,所述计算机指令在被处理器执行时,使所述处理器执行上述的基于HTTP协议的数据监视方法。
在本发明的基于HTTP协议的数据监视系统、方法及计算机可读介质中,循环队列存储模块将设备的运行状态数据根据用户创建信息及用户取走数据的信息按照循环队列的原则进行内存分配和存储。时间戳控制模块标记用户创建信息及用户读取数据时间。数据压缩模块根据用户创建信息及用户读取数据时间对循环队列存储模块分配后的所述设备的运行状态数据进行压缩,并将压缩数据发送给对应的用户。可支持多用户数据访问,由于用户的HTTP请求的响应数据中均包含时间戳信息,客户端在接受的响应数据后,通过时间戳来还原采样数据的次序,避免在并发请求时,因网络延时造成的先发后至,客户端还原数据时序颠倒错位的问题,从而可保证监视数据时序的完整性和正确性。
附图说明
下面将通过参照附图详细描述本发明的优选实施例,使本领域的普通技术人员更清楚本发明的上述及其它特征和优点,附图中:
图1为本发明一实施例的基于HTTP协议的数据监视系统的框架示意图。
图2为图1所示的基于HTTP协议的数据监视系统在多用户下的数据记录循环队列的示意图。
图3为图1所示的基于HTTP协议的数据监视系统的工作流程图。
在上述附图中,所采用的附图标记如下:
本发明
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚,以下举实施例对本发明进一步详细说明。
图1为本发明一实施例的基于HTTP协议的数据监视系统的框架示意图,请参见图1,本实施例的基于HTTP协议的数据监视系统100用于支持多用户监视设备的运行状态,所述设备例如为变频器。基于HTTP协议的数据监视系统100包括数据采集模块10、用户指针控制模块20、循环队列存储模块30、时间戳控制模块40及数据压缩模块50,数据采集模块10采集所述设备的运行状态数据。用户指针控制模块20接收用户创建信息及标记用户取走数据的信息。循环队列存储模块30接收所述设备的运行状态数据、所述用户创建信息及所述用户取走数据的信息,并将所述设备的运行状态数据根据所述用户创建信息及所述用户取走数据的信息按照循环队列的原则进行内存分配和存储。时间戳控制模块40标记用户创建信息及用户读取数据时间。数据压缩模块50根据所述用户创建信息及用户读取数据时间对所述循环队列存储模块20分配后所述设备的运行状态数据进行压缩,并将压缩数据发送给对应的用户。
更具体地,基于HTTP协议的数据监视系统100还包括溢出控制模块60、HTTP服务器70及登录控制模块80。数据采集模块10对所述设备的运行数据进行循环采样,循环采样周期为Tsample。循环采样周期Tsample小于基于HTTP协议的数据监视系统100向用户发送数据的周期T,换言之,在向用户发送数据的一个周期内,数据采集模块10进行了多次采样。
当用户登陆基于HTTP协议的数据监视系统100需要查看设备的运行数据时,用户指针控制模块20可接收用户创建信息且可标记用户取走数据的信息,用户取走数据的信息为用户申请取走且尚未取走的信息。
当每个用户首次连接时,循环队列存储模块30对每个用户分配循环队列尾指针循环队列尾指针指向当前循环队列头指针Xhead,时间戳控制模块40分配用户时间戳且用户时间戳等于当前时刻Tcurrent,其中k=1,2,3…...。图2为图1所示的基于HTTP协议的数据监视系统在多用户下的数据记录循环队列的示意图,请参见图2,X1、X2、X3、X4......Xn、Xnew表示采样数据值,当第一个用户User(1)访问时,第一个用户User(1)分配到的循环队列尾指针为此时数据采集模块10采集到的设备的运行状态数据值为X1,向用户发送数据的周期为T,当前循环队列头指针为Xhead,当前循环队列头指针Xhead指向数据采集模块10采集到的设备的最新运行状态数据值Xnew;当第二个用户User(2)访问时,第二个用户User(2)分配到的循环队列尾指针为此时数据采集模块10采集到的设备的运行状态数据值为X4,在向用户发送数据的一个周期T内,循环队列存储模块30为第一个用户User(1)分配和存储的数据值是X1至Xnew,循环队列存储模块30为第二个用户User(2)分配和存储的数据值是X4至Xnew
请再次参见图2,时间戳控制模块40用于生成用户端数据请求的响应数据包中第一个数据点的采集时刻,并标记为时间戳 为整型数据表达的UTC时间(世界标准时间)。用户初次创建连接时,首包数据包的时间戳标记为其中Tcurrent为系统时间。在无溢出控制模块60发生溢出判断时,每次向用户返回请求数据后需要对时间戳进行更新,的计算为其中等式左边为新的时间戳,等式右边为上次计算所得的时间戳,n为上次向用户发送的采样点个数。
循环记录数据时,溢出控制模块60判断循环队列是否溢出,若循环队列无溢出,循环队列存储模块30将需要记录的数据压入循环缓冲队列,当采集到的新的数据值Xnew需要被记录时,循环队列头指针Xhead前移一位,新的数据值Xnew存入循环队列头指针Xhead指向位置,循环队列尾指针不发生移动。
若发生循环队列溢出,即循环队列头指针Xhead追上循环队列尾指针的情形。此时循环队列无法继续缓冲数据,溢出控制模块60将循环队列头指针Xhead与循环队列尾指针同时前移一位,抛弃循环队列尾指针指向的数据值,将新采样数据存储在抛弃数据位置,且需将上次计算的时间戳自增记录采样时间Tsample,即将用户的时间戳增加记录采样时间Tsample,以表示下次发送的采样数据将从开始,即丢失采样时长Tsample内的采样数据。如果下个周期采样数据记录时仍发生溢出,则重复此溢出处理过程。
每次数据采样周期记录数据完毕时,检查是否存在用户User(k)的HTTP数据请求,若无请求则等待下周期循环启动,即从建立数据记录的循环队列开始再次循环;若存在用户User(k)的HTTP数据请求,数据压缩模块50移动用户User(k)对应的队列尾指针依次取出所有缓冲数据,与时间戳数据打包压缩,并将压缩后的数据发送给用户User(k);例如,第一个用户User(1)发送HTTP数据请求,则移动第一个用户User(1)对应的队列尾指针依次取出所有缓冲数据X1、X2、X3、X4......Xn、Xnew,并与时间戳数据打包压缩,将压缩后的数据发送给第一个用户User(1);第二个用户User(1)发送HTTP数据请求,则移动第二个用户User(2)对应的队列尾指针依次取出所有缓冲数据X4......Xn、Xnew,并与时间戳数据打包压缩,将压缩后的数据发送给第二个用户User(2)。
需要说明的是,由于用户的HTTP请求的响应数据中均包含时间戳信息,客户端在接受的响应数据后,通过时间戳来还原采样数据的次序,避免在并发请求时,因网络延时造成的先发后至,客户端还原数据时序颠倒错位的问题。
数据压缩模块50将压缩数据发送给用户User(k)后,时间戳控制模块40将用户User(k)的时间戳修改为当前时间,作为下次发送数据的时间戳基准,例如,将压缩数据发送给第一个用户User(1)后,修改第一个用户User(1)的时间戳TUser为当前时间,此当前时间戳为下次发送数据的时间戳基准,也就是说,下次发送给第一个用户User(1)的起始数据是以此当前时间戳作为时间戳基准所对应的数据,这样可以避免将数据重复发给用户。
溢出控制模块60与循环队列存储模块20和时间戳控制模块40相连,溢出控制模块60判断循环队列是否溢出,并将是否溢出的信息告知循环队列存储模块30和时间戳控制模块40。
HTTP服务器70接收用户的请求并将基于HTTP协议的数据监视系统100的响应信息发送给用户,即数据压缩模块50输出的压缩数据通过HTTP服务器70发送给用户。
登录控制模块80与用户指针控制模块30和HTTP服务器70相连,为新连用户和断连用户创建资源和回收资源。所述回收资源指回收session和cookie数据资源cookie数据存放在客户的浏览器上,session数据放在服务器上。
图3为图1所示的基于HTTP协议的数据监视系统的工作流程图,请参见图2,用户需要对设备的运行数据进行监视时,步骤S01,用户打开基于HTTP协议的浏览器并发出数据请求,HTTP服务器70将用户的数据请求信息发送给登录控制模块80。步骤S02,用户指针控制模块20接收用户创建信息,即获知哪个或哪些用户需要查看设备的运行状态数据。步骤S03,循环队列存储模块30建立数据记录的循环队列,如图2所示。步骤S04,数据采集模块10采集到的设备的最新运行状态数据值Xnew,当前循环队列头指针Xhead指向最新运行状态数据值Xnew。步骤S05,溢出控制模块60判断循环队列是否有溢出,如果循环队列溢出,执行步骤S06、S07和S08,循环队列尾指针前移,抛弃循环队列尾指针指向的数据值;步骤S07,将对应用户时间戳增加记录采样时间Tsample,以记录抛弃的时间;步骤S08,将新采集到的数据值Xnew存入循环队列头指针Xhead指向位置;如果循环队列未溢出,执行完步骤S05后,直接执行步骤S08。
步骤S09,通过登录控制模块80检查是否存在用户User(k)的HTTP数据请求,如果没有请求,则等待下周期循环启动,返回步骤S03;如果有请求,执行步骤S10,步骤S10,数据压缩模块50移动用户User(k)对应的队列尾指针依次取出所有缓冲数据。步骤S11,数据压缩模块50还通过时间戳控制模块40取出时间戳数据步骤S12,数据压缩模块50将取出的所有缓冲数据和缓冲数据对应的时间戳数据打包。步骤S13,数据压缩模块50将取出的所有缓冲数据和缓冲数据对应的时间戳数据进行压缩。步骤S14,数据压缩模块50将压缩数据发送给登录控制模块80,再通过HTTP服务器70将压缩数据发送给用户,以相应用户的数据请求。步骤S15,时间戳控制模块40将用户User(k)的时间戳修改为未取走数据的首个采样点采样时刻。执行完步骤S15后,返回步骤S03,如此循环。
本发明还提供一种基于HTTP协议的数据监视方法,其包括以下步骤:
采集所述设备的运行状态数据;
接收用户创建信息及标记用户取走数据的信息;
接收所述设备的运行状态数据、所述用户创建信息及所述用户取走数据的信息,并将所述设备的运行状态数据根据所述用户创建信息及所述用户取走数据的信息按照循环队列的原则进行内存分配和存储;
标记用户创建信息及用户读取数据时间;以及
根据所述用户创建信息及用户读取数据时间对分配后的所述设备的运行状态数据进行压缩,并将压缩数据发送给对应的用户。
本发明还提供了一种计算机可读介质,存储用于使一计算机执行如本文所述的基于HTTP协议的数据监视方法的指令。具体地,可以提供配有存储介质的系统或者装置,在该存储介质上存储着实现上述实施例中任一实施例的功能的软件程序代码,且使该系统或者装置的计算机(或CPU或MPU)读出并执行存储在存储介质中的程序代码。
在这种情况下,从存储介质读取的程序代码本身可实现上述实施例中任何一项实施例的功能,因此程序代码和存储程序代码的存储介质构成了本发明的一部分。
用于提供程序代码的存储介质实施例包括软盘、硬盘、磁光盘、光盘(如CD-ROM、CD-R、CD-RW、DVD-ROM、DVD-RAM、DVD-RW、DVD+RW)、磁带、非易失性存储卡和ROM。可选择地,可以由通信网络从服务器计算机上下载程序代码。
此外,应该清楚的是,不仅可以通过执行计算机所读出的程序代码,而且可以通过基于程序代码的指令使计算机上操作的操作系统等来完成部分或者全部的实际操作,从而实现上述实施例中任意一项实施例的功能。
此外,可以理解的是,将由存储介质读出的程序代码写到插入计算机内的扩展板中所设置的存储器中或者写到与计算机相连接的扩展单元中设置的存储器中,随后基于程序代码的指令使安装在扩展板或者扩展单元上的CPU等来执行部分和全部实际操作,从而实现上述实施例中任一实施例的功能。
需要说明的是,上述各流程和各系统结构图中不是所有的步骤和模块都是必须的,可以根据实际的需要忽略某些步骤或模块。各步骤的执行顺序不是固定的,可以根据需要进行调整。上述各实施例中描述的系统结构可以是物理结构,也可以是逻辑结构,即,有些模块可能由同一物理实体实现,或者,有些模块可能分由多个物理实体实现,或者,可以由多个独立设备中的某些部件共同实现。
以上各实施例中,硬件单元可以通过机械方式或电气方式实现。例如,一个硬件单元可以包括永久性专用的电路或逻辑(如专门的处理器,FPGA或ASIC)来完成相应操作。硬件单元还可以包括可编程逻辑或电路(如通用处理器或其它可编程处理器),可以由软件进行临时的设置以完成相应操作。具体的实现方式(机械方式、或专用的永久性电路、或者临时设置的电路)可以基于成本和时间上的考虑来确定。
本发明的基于HTTP协议的数据监视系统、方法及计算机可读介质至少具有以下的优点:
1.在本发明的基于HTTP协议的数据监视系统、方法及计算机可读介质中,循环队列存储模块将设备的运行状态数据根据用户创建信息及用户取走数据的信息按照循环队列的原则进行内存分配和存储。时间戳控制模块标记用户创建信息及用户读取数据时间。数据压缩模块根据用户创建信息及用户读取数据时间对循环队列存储模块分配后的所述设备的运行状态数据进行压缩,并将压缩数据发送给对应的用户。可支持多用户数据访问,由于用户的HTTP请求的响应数据中均包含时间戳信息,客户端在接受的响应数据后,通过时间戳来还原采样数据的次序,避免在并发请求时,因网络延时造成的先发后至,客户端还原数据时序颠倒错位的问题,从而可保证监视数据时序的完整性和正确性。
2.在本发明的基于HTTP协议的数据监视系统、方法及计算机可读介质的一实施例中,采用独立的用户数据循环队列缓存指针,时间戳控制模块分配用户时间戳且使得用户时间戳等于当前时刻Tcurrent,采用独立的用户时间戳标签,从而保证所述数据监视系统提供的数据时序的正确性。
3.在本发明的基于HTTP协议的数据监视系统、方法及计算机可读介质的一实施例中,循环记录数据时,溢出控制模块判断循环队列是否溢出,若循环队列溢出,则抛弃部分数据,避免占用较大内存。
4.在本发明的基于HTTP协议的数据监视系统、方法及计算机可读介质的一实施例中,兼容标准HTTP协议,具有良好的协议兼容性,减少网络传输请求次数以及带宽需求。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.基于HTTP协议的数据监视系统(100),用于支持多用户监视设备的运行状态,其特征在于,所述基于HTTP协议的数据监视系统(100)包括:
数据采集模块(10),采集所述设备的运行状态数据;
用户指针控制模块(20),接收用户创建信息及标记用户取走数据的信息;
循环队列存储模块(30),接收所述设备的运行状态数据、所述用户创建信息及所述用户取走数据的信息,并将所述设备的运行状态数据根据所述用户创建信息及所述用户取走数据的信息按照循环队列的原则进行内存分配和存储;
时间戳控制模块(40),标记用户创建信息及用户读取数据时间;以及
数据压缩模块(50),根据所述用户创建信息及用户读取数据时间对所述循环队列存储模块(20)分配后的所述设备的运行状态数据进行压缩,并将压缩数据发送给对应的用户。
2.如权利要求1所述的基于HTTP协议的数据监视系统(100),其特征在于,还包括:
溢出控制模块(60),与所述循环队列存储模块(20)和所述时间戳控制模块(40)相连,所述溢出控制模块(60)判断循环队列是否溢出,并将是否溢出的信息告知所述循环队列存储模块(30)和所述时间戳控制模块(40)。
3.如权利要求2所述的基于HTTP协议的数据监视系统(100),其特征在于,所述溢出控制模块(60)判断循环队列无溢出时,所述循环队列存储模块(30)将需要记录新的数据值(Xnew)压入循环缓冲队列,循环队列头指针(Xhead)前移一位,所述新的数据值(Xnew)存入循环队列头指针(Xhead)指向位置,循环队列尾指针不发生移动。
4.如权利要求2所述的基于HTTP协议的数据监视系统(100),其特征在于,所述溢出控制模块(60)判断循环队列溢出时,所述溢出控制模块(60)将循环队列头指针(Xhead)与循环队列尾指针同时前移一位,抛弃循环队列尾指针指向的数据值,将新采样数据存储在抛弃数据位置,且将用户的时间戳增加记录采样时间(Tsample)。
5.如权利要求1所述的基于HTTP协议的数据监视系统(100),其特征在于,还包括:
HTTP服务器(70),接收用户的请求并将所述数据压缩模块(50)输出的压缩数据发送给用户。
6.如权利要求1所述的基于HTTP协议的数据监视系统(100),其特征在于,还包括:
登录控制模块(80),与所述用户指针控制模块(30)和所述HTTP服务器(70)相连,为新连用户和断连用户创建资源和回收资源。
7.基于HTTP协议的数据监视方法,用于支持多用户监视设备的运行状态,其特征在于,所述基于HTTP协议的数据监视方法包括以下步骤:
采集所述设备的运行状态数据;
接收用户创建信息及标记用户取走数据的信息;
接收所述设备的运行状态数据、所述用户创建信息及所述用户取走数据的信息,并将所述设备的运行状态数据根据所述用户创建信息及所述用户取走数据的信息按照循环队列的原则进行内存分配和存储;
标记用户创建信息及用户读取数据时间;以及
根据所述用户创建信息及用户读取数据时间对分配后的所述设备的运行状态数据进行压缩,并将压缩数据发送给对应的用户。
8.计算机可读介质,其特征在于,所述计算机可读介质上存储有计算机指令,所述计算机指令在被处理器执行时,使所述处理器执行权利要求7所述的方法。
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