CN110311757A - 一种实现水文遥测报文大数据的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种实现水文遥测报文大数据的方法,包括如下步骤:步骤一:在需要测量水位点的水道坡壁安装投入式液位传感器;步骤二:在水位测量点近点高处安装气象传感器;步骤三:在监察室内搭建PLC主机模组,与各点的投入式液位传感器与气象传感器电性连接,并定义ideal模块与主机间的测量以及通信协议;步骤四:投入式液位传感器与气象传感器采集的信息传输至PLC主机内的存储器进行储存,并存储为独立的水位信息。本发明以压缩形式传输,提高了冗余度,增大了达到了数据完整性的要求,从而提高了一条报文携带的有效数据最长时长。
Description
技术领域
本发明涉及水文遥测报文大数据的方法技术领域,具体为一种实现水文遥测报文大数据的方法。
背景技术
随着社会经济的快速发展,水文遥测适用于水文部门对江、河、湖泊、水库、渠道和地下水等水文参数进行实时监测,以便相关部门做出安排,防范洪涝灾害事故的发生,水利是国民经济的基础行业,我国地域辽阔,水利资源分布区域较广,大小江河、湖泊、水库和附属的堤坝、闸门、涵洞众多,要管理和利用好这些水资源和水利设施,做到日常管理与防汛指挥、抗洪抢险并用,远程的调度、检测和维护是必不可少的。
但是,现有的水文遥测报文的行业标准是《水文监测数据通信规约》(SL651-2014),规约中的规约可扩展性较差,规约数据冗余度太小,规约中一条报文携带的有效数据最长为1小时,无法满足数据的完整性;因此,不满足现有的需求,对此我们提出了一种实现水文遥测报文大数据的方法。
发明内容
本发明的目的在于提供一种实现水文遥测报文大数据的方法,以解决上述背景技术中提出的现有的水文遥测报文的行业标准是《水文监测数据通信规约》(SL651-2014),规约中的规约可扩展性较差,规约数据冗余度太小,规约中一条报文携带的有效数据最长为1小时,无法满足数据的完整性等问题。
为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:一种实现水文遥测报文大数据的方法,包括如下步骤:
步骤一:在需要测量水位点的水道坡壁安装投入式液位传感器;
步骤二:在水位测量点近点高处安装气象传感器;
步骤三:在监察室内搭建PLC主机模组,与各点的投入式液位传感器与气象传感器电性连接,并定义ideal模块与主机间的测量以及通信协议;
步骤四:投入式液位传感器与气象传感器采集的信息传输至PLC主机内的存储器进行储存,并存储为独立的水位信息;
步骤五:以压缩形式将数据以相对地址为介质存储,以压缩形式传输,提高存储器的冗余度,无效数据和重复数据则定期时长为P自动删除;
步骤六:时间截的数据指针指向相对地址存储介质一起进行传输,信息完整化,时间指针指向该字节:
[1 0 000001]:后面数据为[年][月][日][时][分],格式[10xxxxxx]…[10xxxxxx]
[年]: 0b100000yy [yy=0-3]
[月]: 0b1000mmmm [mmmm=1-12]
[日]: 0b100ddddd [dddd=1-31]
[时]: 0b100hhhhh [hhhh=0-23]
[分]: 0b10mmmmmm [mmmmm=0-59], 注意:不会包含0xBF(0b10111111);
步骤七:报文以冗余形式输出,其冗余输出格式:
[中心接收时间][节点名称][系统信息]
[当前数据时间][项目名称/XXXX.XXX] [项目名称/XXX.XXX]..[项目名称/XXX.XXX]
[记录时间][项目名称/XXXX.XX/重复次数]
[记录时间][项目名称/XXXX.XX/重复次数]
[记录时间][项目名称/XXXX.XX/重复次数]。
优选的,所述步骤三中ideal模块的定义:测量以元为基本单位,长度:64 bytes;
基元(虚元0):物理测量单元,一个模块可包含数个虚元;
虚元:已列为单位的逻辑测量单元;
行元:已行为单位的逻辑测量单元。
优选的,所述步骤三中ideal模块的定义:测量以元为基本单位,长度:32 bytes;
基元(虚元0):物理测量单元,一个模块可包含数个虚元;
虚元:已列为单位的逻辑测量单元;
行元:已行为单位的逻辑测量单元。
优选的,所述步骤四中独立的水位信息数据保存格式为:[t v s z a c xxxxx][txxxxxxx]…[t xxxxxxx][xxxxx][xxxxxxx]…[xxxxxxx],低位在先(低地址);
类型位:t=0,表示该字节为数据(有效数据、无效数据);
t=1,表示该字节为非数据(含重复数据或其他数据);
有效位:v=0; 有效;
v=1; 无效;
符号位:对有符号数,s=1,负数;
s=0,正数;
对无符号数,s为有效数据位;
气象位:雨水天气,z=1;
非雨水天气,z=0;
有无水位变化位:有水位变化,a=1;
无水位变化,a=0;
是否有其他水文参数影响:z=0,a=1时即有其他水文参数影响,c=1;
无其他水文参数影响,c=0。
优选的,所述步骤五中时长P=2 day。
优选的,所述步骤五中时长P=6h。
优选的,所述投入式液位传感器的型号为HS-L300,所述气象传感器的型号为HCD6815。
优选的,所述步骤五中无效数据:用于在参数无效时的数据表示,主要用于Belt元,也可用于虚元中的数据(表示数据无效),无效参数的长度等于虚元规定的长度,格式为:[0 1 xxxxxx][0yyyyyy]…[0zzzzzzz],其中xxxxxx可用于对应的错误类型号;
所述步骤五中重复数据:[1 1 xxxxxx]:重复前面数据,xxxxxx重复次数{0-64};连续数据超出63的,添加[1 1 yyyyyy]类型字节,重复次数为[yyyyyy xxxxxx],Maximumrepeat record=0x0fff; (4095)。
与现有技术相比,本发明的有益效果是:该方法兼容目前水文监测的所有参数,可以接入常规水文相关传感器,满足扩展性要求,解决水文遥测报文的扩展性问题;将数据以压缩形式传输,以时间截加入作为时间指针压缩,以压缩形式将数据以相对地址为介质存储,以压缩形式传输,提高了冗余度,从而提高传输的数据量,增大了达到了数据完整性的要求,从而提高了一条报文携带的有效数据最长时长。
附图说明
图1为本发明整体的流程结构示意图;
图2为本发明数据的逻辑示图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。
实施例一:
请参阅图1至图2,一种实现水文遥测报文大数据的方法,包括如下步骤:
步骤一:在需要测量水位点的水道坡壁安装投入式液位传感器;
步骤二:在水位测量点近点高处安装气象传感器;
步骤三:在监察室内搭建PLC主机模组,与各点的投入式液位传感器与气象传感器电性连接,并定义ideal模块与主机间的测量以及通信协议;
步骤四:投入式液位传感器与气象传感器采集的信息传输至PLC主机内的存储器进行储存,并存储为独立的水位信息;
步骤五:以压缩形式将数据以相对地址为介质存储,以压缩形式传输,提高存储器的冗余度,无效数据和重复数据则定期时长为P自动删除;
步骤六:时间截的数据指针指向相对地址存储介质一起进行传输,信息完整化,时间指针指向该字节:
[1 0 000001]:后面数据为[年][月][日][时][分],格式[10xxxxxx]…[10xxxxxx]
[年]: 0b100000yy [yy=0-3]
[月]: 0b1000mmmm [mmmm=1-12]
[日]: 0b100ddddd [dddd=1-31]
[时]: 0b100hhhhh [hhhh=0-23]
[分]: 0b10mmmmmm [mmmmm=0-59], 注意:不会包含0xBF(0b10111111);
步骤七:报文以冗余形式输出,其冗余输出格式:
[中心接收时间][节点名称][系统信息]
[当前数据时间][项目名称/XXXX.XXX] [项目名称/XXX.XXX]..[项目名称/XXX.XXX]
[记录时间][项目名称/XXXX.XX/重复次数]
[记录时间][项目名称/XXXX.XX/重复次数]
[记录时间][项目名称/XXXX.XX/重复次数]。
进一步,步骤三中ideal模块的定义:测量以元为基本单位,长度:64 bytes,64位数据的数据长度长,数据详细程度更高,数据准确性更高;
基元(虚元0):物理测量单元,一个模块可包含数个虚元;
虚元:已列为单位的逻辑测量单元;
行元:已行为单位的逻辑测量单元。
进一步,步骤四中独立的水位信息数据保存格式为:[t v s z a c xxxxx][txxxxxxx]…[t xxxxxxx][xxxxx][xxxxxxx]…[xxxxxxx],低位在先(低地址);
类型位:t=0,表示该字节为数据(有效数据、无效数据);
t=1,表示该字节为非数据(含重复数据或其他数据);
有效位:v=0; 有效;
v=1; 无效;
符号位:对有符号数,s=1,负数;
s=0,正数;
对无符号数,s为有效数据位;
气象位:雨水天气,z=1;
非雨水天气,z=0;
有无水位变化位:有水位变化,a=1;
无水位变化,a=0;
是否有其他水文参数影响:z=0,a=1时即有其他水文参数影响,c=1;
无其他水文参数影响,c=0。
进一步,步骤五中时长P=6h,可以在短期时间清除多余的无效数据和重复数据,提高存储空间的利用率。
进一步,投入式液位传感器的型号为HS-L300,所述气象传感器的型号为HCD6815。
进一步,步骤五中无效数据:用于在参数无效时的数据表示,主要用于Belt元,也可用于虚元中的数据(表示数据无效),无效参数的长度等于虚元规定的长度,格式为:[0 1xxxxxx][0yyyyyy]…[0zzzzzzz],其中xxxxxx可用于对应的错误类型号;
步骤五中重复数据:[1 1 xxxxxx]:重复前面数据,xxxxxx重复次数{0-64};连续数据超出63的,添加[1 1 yyyyyy]类型字节,重复次数为[yyyyyy xxxxxx],Maximum repeatrecord=0x0fff; (4095)。
实施例二:
请参阅图1至图2,一种实现水文遥测报文大数据的方法,包括如下步骤:
步骤一:在需要测量水位点的水道坡壁安装投入式液位传感器;
步骤二:在水位测量点近点高处安装气象传感器;
步骤三:在监察室内搭建PLC主机模组,与各点的投入式液位传感器与气象传感器电性连接,并定义ideal模块与主机间的测量以及通信协议;
步骤四:投入式液位传感器与气象传感器采集的信息传输至PLC主机内的存储器进行储存,并存储为独立的水位信息;
步骤五:以压缩形式将数据以相对地址为介质存储,以压缩形式传输,提高存储器的冗余度,无效数据和重复数据则定期时长为P自动删除;
步骤六:时间截的数据指针指向相对地址存储介质一起进行传输,信息完整化,时间指针指向该字节:
[1 0 000001]:后面数据为[年][月][日][时][分],格式[10xxxxxx]…[10xxxxxx]
[年]: 0b100000yy [yy=0-3]
[月]: 0b1000mmmm [mmmm=1-12]
[日]: 0b100ddddd [dddd=1-31]
[时]: 0b100hhhhh [hhhh=0-23]
[分]: 0b10mmmmmm [mmmmm=0-59], 注意:不会包含0xBF(0b10111111);
步骤七:报文以冗余形式输出,其冗余输出格式:
[中心接收时间][节点名称][系统信息]
[当前数据时间][项目名称/XXXX.XXX] [项目名称/XXX.XXX]..[项目名称/XXX.XXX]
[记录时间][项目名称/XXXX.XX/重复次数]
[记录时间][项目名称/XXXX.XX/重复次数]
[记录时间][项目名称/XXXX.XX/重复次数]。
进一步,步骤三中ideal模块的定义:测量以元为基本单位,长度:32 bytes,32位的长度使数据占内存空间缩小,可以储存更多的相关数据量;
基元(虚元0):物理测量单元,一个模块可包含数个虚元;
虚元:已列为单位的逻辑测量单元;
行元:已行为单位的逻辑测量单元。
进一步,步骤四中独立的水位信息数据保存格式为:[t v s z a c xxxxx][txxxxxxx]…[t xxxxxxx][xxxxx][xxxxxxx]…[xxxxxxx],低位在先(低地址);
类型位:t=0,表示该字节为数据(有效数据、无效数据);
t=1,表示该字节为非数据(含重复数据或其他数据);
有效位:v=0; 有效;
v=1; 无效;
符号位:对有符号数,s=1,负数;
s=0,正数;
对无符号数,s为有效数据位;
气象位:雨水天气,z=1;
非雨水天气,z=0;
有无水位变化位:有水位变化,a=1;
无水位变化,a=0;
是否有其他水文参数影响:z=0,a=1时即有其他水文参数影响,c=1;
无其他水文参数影响,c=0。
进一步,步骤五中时长P=2 day,数据缓存时间较长,当数据发生错误有数据丢失时,重复的备用数据可以代替。
进一步,投入式液位传感器的型号为HS-L300,所述气象传感器的型号为HCD6815。
进一步,步骤五中无效数据:用于在参数无效时的数据表示,主要用于Belt元,也可用于虚元中的数据(表示数据无效),无效参数的长度等于虚元规定的长度,格式为:[0 1xxxxxx][0yyyyyy]…[0zzzzzzz],其中xxxxxx可用于对应的错误类型号;
步骤五中重复数据:[1 1 xxxxxx]:重复前面数据,xxxxxx重复次数{0-64};连续数据超出63的,添加[1 1 yyyyyy]类型字节,重复次数为[yyyyyy xxxxxx],Maximum repeatrecord=0x0fff; (4095)。
对于本领域技术人员而言,显然本发明不限于上述示范性实施例的细节,而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下,能够以其他的具体形式实现本发明。因此,无论从哪一点来看,均应将实施例看作是示范性的,而且是非限制性的,本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定,因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
Claims (8)
1.一种实现水文遥测报文大数据的方法,其特征在于:包括如下步骤:
步骤一:在需要测量水位点的水道坡壁安装投入式液位传感器;
步骤二:在水位测量点近点高处安装气象传感器;
步骤三:在监察室内搭建PLC主机模组,与各点的投入式液位传感器与气象传感器电性连接,并定义ideal模块与主机间的测量以及通信协议;
步骤四:投入式液位传感器与气象传感器采集的信息传输至PLC主机内的存储器进行储存,并存储为独立的水位信息;
步骤五:以压缩形式将数据以相对地址为介质存储,以压缩形式传输,提高存储器的冗余度,无效数据和重复数据则定期时长为P自动删除;
步骤六:时间截的数据指针指向相对地址存储介质一起进行传输,信息完整化,时间指针指向该字节:
[1 0 000001]:后面数据为[年][月][日][时][分],格式[10xxxxxx]…[10xxxxxx]
[年]: 0b100000yy [yy=0-3]
[月]: 0b1000mmmm [mmmm=1-12]
[日]: 0b100ddddd [dddd=1-31]
[时]: 0b100hhhhh [hhhh=0-23]
[分]: 0b10mmmmmm [mmmmm=0-59], 注意:不会包含0xBF(0b10111111);
步骤七:报文以冗余形式输出,其冗余输出格式:
[中心接收时间][节点名称][系统信息]
[当前数据时间][项目名称/XXXX.XXX] [项目名称/XXX.XXX]..[项目名称/XXX.XXX]
[记录时间][项目名称/XXXX.XX/重复次数]
[记录时间][项目名称/XXXX.XX/重复次数]
...
[记录时间][项目名称/XXXX.XX/重复次数]。
2.根据权利要求1所述的一种实现水文遥测报文大数据的方法,其特征在于:所述步骤三中ideal模块的定义:测量以元为基本单位,长度:64 bytes;
基元(虚元0):物理测量单元,一个模块可包含数个虚元;
虚元:已列为单位的逻辑测量单元;
行元:已行为单位的逻辑测量单元。
3.根据权利要求1所述的一种实现水文遥测报文大数据的方法,其特征在于:所述步骤三中ideal模块的定义:测量以元为基本单位,长度:32 bytes;
基元(虚元0):物理测量单元,一个模块可包含数个虚元;
虚元:已列为单位的逻辑测量单元;
行元:已行为单位的逻辑测量单元。
4.根据权利要求1所述的一种实现水文遥测报文大数据的方法,其特征在于:所述步骤四中独立的水位信息数据保存格式为:[t v s z a c xxxxx][t xxxxxxx]…[t xxxxxxx][xxxxx][xxxxxxx]…[xxxxxxx],低位在先(低地址);
类型位:t=0,表示该字节为数据(有效数据、无效数据);
t=1,表示该字节为非数据(含重复数据或其他数据);
有效位:v=0; 有效;
v=1; 无效;
符号位:对有符号数,s=1,负数;
s=0,正数;
对无符号数,s为有效数据位;
气象位:雨水天气,z=1;
非雨水天气,z=0;
有无水位变化位:有水位变化,a=1;
无水位变化,a=0;
是否有其他水文参数影响:z=0,a=1时即有其他水文参数影响,c=1;
无其他水文参数影响,c=0。
5.根据权利要求1所述的一种实现水文遥测报文大数据的方法,其特征在于:所述步骤五中时长P=2 day。
6.根据权利要求1所述的一种实现水文遥测报文大数据的方法,其特征在于:所述步骤五中时长P=6h。
7.根据权利要求1所述的一种实现水文遥测报文大数据的方法,其特征在于:所述投入式液位传感器的型号为HS-L300,所述气象传感器的型号为HCD6815。
8.根据权利要求1所述的一种实现水文遥测报文大数据的方法,其特征在于:所述步骤五中无效数据:用于在参数无效时的数据表示,主要用于Belt元,也可用于虚元中的数据(表示数据无效),无效参数的长度等于虚元规定的长度,格式为:[0 1 xxxxxx][0yyyyyy]…[0zzzzzzz],其中xxxxxx可用于对应的错误类型号;
所述步骤五中重复数据:[1 1 xxxxxx]:重复前面数据,xxxxxx重复次数{0-64};连续数据超出63的,添加[1 1 yyyyyy]类型字节,重复次数为[yyyyyy xxxxxx],Maximumrepeat record=0x0fff; (4095)。
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