CN110221998B - 数据采集方法、装置及系统、计算机存储介质 - Google Patents

数据采集方法、装置及系统、计算机存储介质 Download PDF

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Abstract

一种数据采集方法、装置、系统及计算机存储介质。其中方法步骤包括:通过服务器第一端口周期性地接收采集器的第一类数据包,其中第一类数据包包括采集器的身份ID信息;通过服务器第二端口接收采集器的第二类数据包,其中第二类数据包包含心跳规则和身份ID信息,服务器与所述采集器进行相应的命令交互,以采集数据。采用上述方案,服务器被动周期性接收采集器发送的不同类型的数据包,实现采集数据的周期分类;并使用不同的服务器端口响应不同类型的数据包,同时加入线程释放策略,能够减少服务器与采集器的频繁交互,减轻服务器的工作负荷。再者,可以实现服务器连接多个采集器,使得采集数据的容量扩张,采集周期灵活,采集效率提高。

Description

数据采集方法、装置及系统、计算机存储介质
技术领域
本发明涉及数据采集技术领域,具体涉及一种数据采集方法及系统。
背景技术
传统数据采集的方式有二个特点,一是通过软件和硬件的长链接或者半永久链接通讯方式采集数据;二是通过软件对硬件采集器轮询机制采集器数据。这些方式存在端口占用,轮询周期固定,进程资源利用低效,无效运算的问题。
再者,数据中心的服务器是周期性的与大量的有线或者无线采集器RTU进行交互,将采集数据实时上传至服务器,需要为每一个采集器配置一个时钟,这样周期的配置与管理都集中在服务器,因此导致服务器的工作负荷重,硬件配置要求高。而且,一旦采集终端数量提升,需要更多服务器和更高性能来满足。
行业应用中对单点采集数量少,采集数据实时性周期种类多,又需要无线方式实现,满足大容量站点数据采集的需求越来越多。就需要一种新方法来实现数据的集中采集。
发明内容
本发明实施例目的之一是实现服务器采集数据站点的容量扩张、种类扩展。
本发明实施例目的之一是减少服务器与采集器的无效交互,减轻服务器的工作负荷。
本发明实施例目的之一是依据现场实时性要求,提高数据采集的效率。
本发明实施例目的之一是依据服务器的时间为采集周期时间戳,包容各类采集需要,实现采集数据的周期分类。
本发明提供一种数据采集方法,包括:通过服务器第一端口周期性地接收采集器的第一类数据包,其中第一类数据包包括采集器的ID身份信息;通过服务器第二端口接收所述采集器的第二类数据包,其中第二类数据包包含心跳规则及采集器的身份ID信息;服务器根据所述身份ID信息与所述采集器进行命令交互,以采集数据。这里的心跳规则可以根据情况自定义规则。
在一个可能的实施例中,当所述服务器在预设周期内未接收到采集器的反馈时,服务器第一端口和相应采集器连接的服务线程、第二端口和相应采集器连接的服务线程进行释放。
在一个可能的实施例中,所述第一端口接收和响应封装的数字量/模拟量接口的数据。
在一个可能的实施例中,所述第二端口响应采集器上RS-485和/或RS-232智能接口与对接设备命令交互的数据。
在一个可能的实施例中,在所述服务器与采集器建立连接之前还包括,根据预设规则对所述第一类数据包/第二类数据包进行验证。
在一个可能的实施例中,所述第二类数据包是心跳数据包。
一种数据采集装置,包括:第一接收模块,用于通过第一端口周期性地接收采集器的第一类数据包,其中第一类数据包包括采集器的地址信息;第二接收模块,用于通过第二端口接收所述采集器的第二类数据包,其中第二类数据包包含心跳规则及采集器的身份ID信息;交互模块,用于根据所述身份ID信息与所述采集器进行命令交互,以采集数据。这里的心跳规则可以根据情况自定义规则。
在一个可能的实施例中,所述交互模块还用于当在预设周期内未接收到采集器的反馈时,第一端口和相应采集器连接的服务线程、第二端口和相应采集器连接的服务线程进行释放。
在一个可能的实施例中,所述第一端口接收和响应开关量/模拟量接口传输的数据。
在一个可能的实施例中,所述第二端口接收和响应采集器上RS-485和/或RS-232智能接口与对接设备命令交互的数据。
在一个可能的实施例中,还包括验证模块,用于根据预设规则对所述第一类数据包/第二类数据包进行验证。
在一个可能的实施例中,所述第二类数据包是心跳数据包。
一种服务器,包括如前述所述的数据采集装置。
一种数据采集系统,包括服务器和至少一个采集器,其中至少一个采集器用于向服务器发送第一类数据包和第二类数据包;服务器用于通过第一端口等待并周期性地接收至少一个采集器发送的第一类数据包,通过第二端口等待并接收至少一个采集器发送的第二类数据包;服务器还用于与该连接的采集器进行命令交互以采集数据;其中采集器包括多个接口,用于接收和传输不同类型的数据包;所述第一类数据包包括采集器的身份ID信息,第二类数据包包括心跳规则及采集器的身份ID信息。这里的心跳规则可以根据情况自定义规则。
在一个可能的实施例中,所述服务器还用于,当在预设周期内未接收到采集器的反馈时,服务器第一端口和相应采集器连接的服务线程、第二端口和相应采集器连接的服务线程进行释放。
在一个可能的实施例中,所述采集器的接口至少包括以下之一:数字量/模拟量接口、RS-485接口、RS-232接口。
在一个可能的实施例中,所述第一端口接收和响应封装的数字量/模拟量接口数据;所述第二端口响应采集器上RS-485和/或RS-232智能接口对接设备命令交互的数据。
在一个可能的实施例中,采集器和服务器通过无线通信方式连接。
在一个可能的实施例中,还包括与采集器连接的传感器和/或智能设备。
在一个可能的实施例中,采集器是远程终端单元RTU。
一种计算机存储介质,存储有计算机程序,当该计算机程序被处理器执行时实现如前述的数据采集方法。
与现有技术相比,本发明的技术方案具有以下优点:
采用上述方案,服务器通过心跳数据包与采集器建立连接,并使用不同的服务器端口处理不同类型的数据包,同时加入线程释放策略,能够减少服务器与采集器的无效交互,减轻服务器的工作负荷。而且,可以实现服务器连接多个采集器,使得采集数据的容量扩张、采集周期灵活,采集效率提高。
附图说明
图1是本发明实施例中数据采集系统的网络示意图;
图2是本发明实施例中数据采集系统的结构示意图;
图3是本发明实施例中方法流程图;
图4是本发明实施例中装置框图;
图5是本发明实施例中又一方法流程图。
具体实施方式
如图1和图2,图1示出了数据采集系统的网络架构图,图2示出了一个采集器与服务器连接的结构示意图。以下参照附图详细描述本发明实施例。
本发明实施例提供一种数据采集系统10,包括服务器100和至少一个采集器101,至少一个采集器101与服务器100通过网络102连接。采集器101用于通过外部连接的设备采集并存储数据,还可以分类封装数据。服务器100用于对获得的数据进行解析、处理、分析和应用。
具体的,至少一个采集器101用于周期性地向服务器100发送第一类数据包,其中第一类数据包携带采集器101的身份ID信息。这里的周期不固定,以采集器例如RTU的应用场景对采集周期的时间要求来定义周期数据包,采集时间以数据包通信时间为依据。
在一个实施例中,第一类数据包可以是数字量/模拟量数据包。
在一个实施例中,至少一个采集器101用于向服务器100发送第二类数据包,其中第二类数据包可以是心跳包,包括心跳规则和采集器的身份ID信息。用户可以根据不同的情况自定义心跳规则。
采集器包括多种类型的接口,下行口包含如A/D、RS485、RS232,可以用来连接终端设备,例如传感器、智能设备等;上行口包含如无线接口,以太网接口实现远传功能等。采集器还包括可扩展端口,用于连接其他扩展设备。
服务器100可以启用多个端口,用于响应不同类型的数据包。例如,服务器包括端口号分别为10120、10121、10122、10123的多个端口,这些端口分别对应于采集器的如下接口:A/D、RS485、RS232、扩展接口,实现服务器100端口和采集器101接口的线程对应关系。
在一个实施例中,可将服务器端口分为第一端口和第二端口。其中第一端口接收和响应采集器101封装的数字量/模拟量接口数据;第二端口响应采集器上RS-485和/或RS-232智能接口与对接设备命令交互的数据。
在一个实施例中,服务器100通过心跳规则和身份ID信息与对应的采集器101建立连接。
在建立连接后,服务器100还用于与对应的采集器101进行启用相应的命令交互以采集数据。在一个实施例中,服务器100可通过第一端口等待并接收已经连接的采集器101发送的第一类数据包,并对第一类数据包进行处理。不同类型的数据包可通过采集器101的相应的封装接口输出给服务器100,服务器100按照预设的规则并使用不同的端口对相应的数据包进行响应和处理,例如优先处理、等待、过滤、丢弃等。
通过上述采集方法将通信包分成2类,一类是纯粹的封装模拟量/数字量的数据包,以系统的时间为时间戳作为采集时间;二类是心跳包,实现服务器和采集器的连接,并依据识别的ID身份信息,调用响应的协议命令进行交互数据采集。
当服务器100收到了采集器101的反馈信号,进行正常的数据采集过程。
当服务器100在预设周期内未接收到采集器101的反馈时,判定为通信异常等情况,分别释放第一端口和采集器、第二端口和采集器的连接线程。通过释放对应端口和采集器的连接线程,可以节省资源。
在一个实施例中,采集器101可以是远程终端单元RTU,可以以无线或有线的通信方式与服务器100连接,例如4G网络。
在一个实施例中,服务器100可以是计算机设备,在服务器上可以安装软件或应用程序,以实现界面化管理。
在一个实施例中,服务器100可以连接多个采集器及多个被采集器分类的数据端口。
基于上述数据采集系统,如图3和图5,本发明实施例中还提供一种数据采集方法,应用于服务器端。该方法包括,
S101,通过服务器第一端口周期性地接收采集器的第一类数据包,其中第一类数据包包括采集器的身份ID信息。
可以预先对数据包进行分类,以使对应的端口发送或响应对应的数据包。在一个实施例中,所述第一类数据包是封装数字量和模拟量的数据包。这里,服务器可以根据系统的时间被动地接收采集器发送的数据包。
在一个实施例中,第一端口接收和响应封装的数字量/模拟量接口数据。
S102,通过服务器第二端口接收所述采集器的第二类数据包,其中第二类数据包包含心跳规则及采集器的身份ID信息;
在一个实施例中,第二类数据包可以是心跳数据包。在实际应用当中,可根据不同情况自定义心跳规则。工作开始,服务器处于等待状态,采集器主动向服务器发送心跳数据包,并携带心跳规则和该采集器的身份ID信息。
在一个实施例中,第二端口响应采集器上RS-485和/或RS-232智能接口对接设备命令交互的数据。
S103,服务器根据所述身份ID信息与所述采集器进行命令交互,以采集数据。
根据第一类数据包中的身份ID信息,使服务器与对应的采集器建立连接。
在一个实施例中,服务器的第一端口和第二端口分别等待并接收采集器发送的第一数据包和第二类数据包,并对第一类数据包和第二类数据包进行解析。不同类型的数据包可通过采集器不同的接口输出给服务器,服务器按照预设的规则并使用不同的端口对相应的数据包进行响应和处理,例如优先处理、等待、过滤、丢弃等。
服务器对应端口接收采集器对应接口发送的数据包,并对数据包进行验证;服务器判断所述数据包的类型,并根据不同类型对数据包进行不同处理。
在一个实施例中,在所述服务器与采集器建立连接之前还包括,根据预设规则对所述第一类数据包和第二类数据包进行验证。
例如参照图5所示流程图,端口1用于周期性地接收正常的数据周期包,并对该数据周期包进行验证。如果验证通过,则对该数据包进行解析并将解析结果存入数据总线。端口n用于接收交互心跳包,其中心跳包的心跳规则可进行自定义;然后根据预设的规则对该心跳包进行验证,当验证通过后采集器和服务器端口n建立线程连接,并交互调用数据解析模块进行解析,解析完成后存入数据总线。
在一个实施例中,当所述服务器在预设周期内未接收到采集器的反馈时,服务器释放对应端口的线程连接。
通过上述数据采集方法,服务器通过心跳数据包与采集器建立连接,并使用不同的服务器端口处理不同类型的数据包,能够减少服务器与采集器的无效交互,减轻服务器的工作负荷。而且,可以实现服务器连接多个采集器,使得采集数据的容量扩张、采集效率提高。
如图4,本发明实施例中还包括一种数据采集装置20,包括第一接收模块200,用于通过第一端口周期性地接收采集器的第一类数据包,其中第一类数据包包括采集器的ID身份信息;第二接收模块201,用于通过第二端口接收所述采集器的第二类数据包,其中第二类数据包包含心跳规则及采集器的身份ID信息;交互模块202,用于根据所述身份ID信息与所述采集器进行命令交互,以采集数据。心跳规则可根据不同情况进行自定义。
由于该装置对应于前述数据采集方法,该数据采集装置20的具体实施方式这里不再赘述。
本发明实施例中还公开了一种服务器,该服务器包括前述数据采集装置20。
另外,本文中术语“和/或”,仅仅是一种描述关联对象的关联关系,表示可以存在三种关系,例如,A和/或B,可以表示:单独存在A,同时存在A和B,单独存在B这三种情况。另外,本文中字符“/”,一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
本领域普通技术人员可以意识到,结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤,能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现,为了清楚地说明硬件和软件的可互换性,在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行,取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能,但是这种实现不应认为超出本发明的范围。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到,为了描述的方便和简洁,上述描述的系统、装置和单元的具体工作过程,可以参考前述方法实施例中的对应过程,在此不再赘述。
在本申请所提供的几个实施例中,应该理解到,所揭露的系统、装置和方法,可以通过其它的方式实现。例如,以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的,例如,单元的划分,仅仅为一种逻辑功能划分,实际实现时可以有另外的划分方式,例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统,或一些特征可以忽略,或不执行。
作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的,作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元,即可以位于一个地方,或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本发明实施例方案的目的。
另外,在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中,也可以是各个单元单独物理存在,也可以是两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现,也可以采用软件功能单元的形式实现。
集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时,可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解,本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分,或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来,该计算机软件产品存储在一个存储介质中,包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机,服务器,或者网络设备等)执行本发明各个实施例方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括:U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM,Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM,Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
以上,仅为本发明的具体实施方式,但本发明的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内,可轻易想到各种等效的修改或替换,这些修改或替换都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此,本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (5)

1.一种数据采集方法,其特征在于,所述方法包括:
通过服务器第一端口周期性地被动接收采集器的第一类数据包,其中第一类数据包包括采集器的身份ID信息;
通过服务器第二端口接收所述采集器的第二类数据包,其中第二类数据包包含心跳规则及采集器的身份ID信息;
服务器根据所述身份ID信息与所述采集器进行命令响应交互,以采集数据;
当所述服务器在预设周期内未接收到采集器的反馈时,服务器第一端口和相应采集器连接的服务线程、第二端口和相应采集器连接的服务线程进行释放;
所述第一端口接收和响应封装的数字量/模拟量接口数据;
所述第二端口响应采集器上RS-485和/或RS-232智能接口与对接设备命令交互的数据;
在所述服务器与采集器建立连接之前还包括,根据预设规则对所述第一类数据包/第二类数据包进行验证;
所述第二类数据包是心跳数据包。
2.一种数据采集装置,其特征在于,包括:
第一接收模块,用于通过第一端口被动地周期性地接收采集器的第一类数据包,其中第一类数据包包括采集器的身份ID信息;
第二接收模块,用于通过第二端口接收所述采集器的第二类数据包,其中第二类数据包包含心跳规则及采集器的身份ID信息;
交互模块,用于根据所述身份ID信息与所述采集器进行命令交互,以采集数据;
所述交互模块还用于当在预设周期内未接收到采集器的反馈时,第一端口和相应采集器连接的服务线程、第二端口和相应采集器连接的服务线程进行释放;
所述第一端口接收和响应封装的数字量/模拟量接口数据;
所述第二端口响应采集器上RS-485和/或RS-232智能接口与对接设备命令交互的数据;
用于根据预设规则对所述第一类数据包/第二类数据包进行验证。
3.一种服务器,其特征在于,包括如权利要求2所述的装置。
4.一种数据采集系统,其特征在于,包括服务器和至少一个采集器,其中至少一个采集器用于向服务器发送第一类数据包和第二类数据包;服务器用于通过第一端口等待并接收至少一个采集器发送的第一类数据包,通过第二端口等待并接收至少一个采集器发送的第二类数据包;服务器还用于根据身份ID信息与采集器进行命令交互以采集数据;其中
采集器包括多个接口,用于接收和传输不同类型的数据包;所述第一类数据包包括采集器的身份ID信息,第二类数据包包括心跳规则及采集器的身份ID信息;所述服务器还用于,当在预设周期内未接收到采集器的反馈时,服务器第一端口和相应采集器连接的服务线程、第二端口和相应采集器连接的服务线程进行释放;所述第一端口接收和响应封装的数字量/模拟量接口数据;所述第二端口响应采集器上RS-485和/或RS-232智能接口与对接设备命令交互的数据;采集器和服务器通过无线通信方式连接。
5.一种计算机存储介质,存储有计算机程序,其特征在于,当该计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1所述的数据采集方法。
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