CN110324324B - 一种电、水、气、热四表采集协议系统及转换方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种电、水、气、热四表采集协议库，包括数据交互模块，所述数据交互模块通过多信道通信接口进行数据的采集与集中，采集到的数据以实体对象的形式传递给业务处理层与数据库层处理；业务处理模块，包括协议识别解析接口库、数据处理接口库和协议转换接口库；数据库与资源应用模块，提供全面的资源访问功能支持，并向上层屏蔽资源的来源；故障监测与日志模块，用于系统异常、日志记录、业务操作记录，记录协议库应用处理中出现的系统异常与业务异常。该协议库提高了开发人员对各种四表采集系统的开发效率与可靠性。
Description
技术领域
本发明涉及一种数据采集协议库，尤其涉及一种电、水、气、热四表采集协议系统及转换方法。
背景技术
公用事业计量仪器包括电表、水表、燃气表、热量表四种，其中电表行业发展快，目前已经基本实现了全部数据的采集。电表、水表、燃气表、热量表等四表纳入统一的采集系统，存在协议种类多、数据格式不统一、软件功能要求大不相同的困难，对水、气、热表管理企业造成了管理复杂、硬件投入大的问题。目前对四表采集系统的主要解决方式是应用层集成数种典型的四表通信协议进行解决，可以解决部分四表采集系统应用，然而这种解决模式无法涵盖全部的四表通信协议，当需要接入非典型四表协议的表计时，应用程序需要重新开发升级或者更换表计，维护效率低、成本高。
发明内容
本发明为解决电、水、气、热四表集抄中协议不统一的问题，本发明提供了电、水、气、热表的协议系统，以提高开发人员对各种四表采集系统的开发效率与可靠性。
本发明所采取的技术方案为：一种电、水、气、热四表采集协议系统，包括数据交互模块，所述数据交互模块通过多信道通信接口进行数据的采集与集中形成抄表报文，所述抄表报文以实体对象的形式传递给业务处理层与数据库层处理，之后通过应用任务接口传输至业务处理模块；
业务处理模块，包括协议识别解析接口库、数据处理接口库和协议转换接口库，所述协议识别解析接口库对数据交互模块传递的抄表报文进行识别和解析处理，并将处理后的数据传输至所述数据处理接口库进行格式处理，将所述抄表报文中的表计故障事件传输至所述协议转换接口库生成统一故障报表；
数据库与资源应用模块，对所述业务处理模块处理后的数据进行录入或存储后出库。
进一步的，所述协议识别解析接口库用于对电、水、气、热表上送的数据帧进行分析，确定数据模型所属协议，同时对帧头的控制域和数据格式进行解析，判断表计信息的有效性，提取协议识别后的有效数据帧的基本信息，将数据区报文存储到消息缓存中并且进行解析得到应用层数据。
进一步的，所述协议识别解析接口库通过报文的帧头、结束符、校验位与数据结构分析确定数据模型所属协议。
进一步的，所述有效数据帧的基本信息包括包数、字节数、主机数、连接统计和数据区。
进一步的，所述协议转换接口库用于负责对表计参数设置和控制操作协议封装供抄表应用程序使用，对于故障信息和事件记录协议转换接口库负责处理生成统一故障报表。
进一步的，所述表计参数为多种表计的信息交换过程中发生的各种表计参数。
进一步的，还包括故障监测与日志模块，用于系统异常、日志记录、业务操作记录，记录协议库应用处理中出现的系统异常与业务异常。
进一步的，所述数据处理接口库对数据格式进行统一。
进一步的，所述协议识别解析接口库对数据进行规约识别，若在规约库内则进行解析，不在规约库内则生成非法报文。
本发明还涉及一种电、水、气、热四表采集协议转换方法，包括以下步骤
S01通过多信道通信接口进行数据的采集与集中形成抄表报文，所述抄表报文以实体对象的形式传递给业务处理层与数据库层处理，之后通过应用任务接口进行发布；
S02对抄表报文进行识别和解析处理，并将处理后的数据进行格式处理，将表计故障事件生成统一故障报表；
S03对格式处理后的数据和统一故障报表进行录入或存储后出库。
本发明还提供了一种电、水、气、热四表采集协议库建立方法，包括构建数据交互模块，所述数据交互模块通过多信道通信接口进行数据的采集与集中，并将采集到的数据以实体对象的形式传递给业务处理层与数据库层处理；
构建业务处理模块，所述构建业务处理模块将数据交互模块传送的抄表报文经协议识别解析接口库处理，并将处理后的数据传给数据处理接口入库，表计故障信息传给协议转换接口库处理生成统一故障报表存储，以供查询；
构建数据库与资源应用模块，通过数据库与资源应用模块提供全面的资源访问功能支持，并向上层屏蔽资源的来源；
构建故障监测与日志模块，通过故障监测与日志模块记录系统异常、日志、业务操作，记录协议库应用处理中出现的系统异常与业务异常。
进一步的，抄表报文经所述协议识别解析接口库处理后无效信息被摒弃，得到表计数据的应用层数据与明文数据。
本发明所产生的有益效果包括：
水、电、气、热协议库，以库的形式对四表采集系统中多种表计的数据进行采集、协议识别、结构分析、数据解析。协议库中提供了水、电、气、热多种表计协议识别解析接口库，可以对Dlt645.07、Dlt645.97、CJ/T-188 2004、DLT698.45、Dlms-Cosem等协议进行解析重构；协议库中提供了数据库与资源应用模块，可以对Sqlite3等嵌入式数据库进行读写存储操作接口；协议库中提供了数据库与资源应用模块，可以对系统日志、运行状态、安全信息等进行记录。本软件实现了电、水、热、气四表的协议集成和应用开发框架，有效缩短了开发人员对四表采集系统的开发时间和提高了电、水、热、气应用开发的可靠性，具有架构合理、设计巧妙的优点。
附图说明
图1本发明中电、水、气、热四表采集协议库结构示意图；
图2本发明中电、水、气、热四表采集协议库的业务流程图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步详细的解释说明，但应当理解为本发明的保护范围并不受具体实施方式的限制。
如图1所示，本发明中的电、水、气、热四表采集协议库包括数据交互模块、业务处理模块、数据库与资源应用模块、故障处理模块、安全与日志模块。业务处理模块封装了四表协议数据模型包括协议识别解析接口库、数据处理接口库和协议转换接口库。数据交互模块通过多信道通信接口进行数据的采集与集中，采集到的数据以实体对象的形式传递给业务处理层与数据库层处理，之后通过应用任务接口进行发布。其中业务处理模块接收到数据交互模块抄表报文后块调用协议识别解析接口库，经协议识别解析接口库处理后的数据传给数据处理接口入库，表计故障信息传给协议转换接口库处理生成统一故障报表存储，供其他模块查询。
协议识别解析接口库：对电、水、气、热表上送的数据帧进行分析，通过报文的帧头、结束符、校验位与数据结构分析确定该数据模型所属协议，同时对帧头的控制域和数据格式进行解析，判断表计信息的有效性，然后将协议识别后的有效数据帧对包数、字节数、主机数、连接统计、数据区等基本信息提取后，将数据区报文存储到消息缓存中并且进行解析得到应用层数据。
协议转换接口库：针对多种表计间信息交换需求、多种表计的信息交换过程中发生的各种表计参数设置、控制操作、故障信息和事件记录，协议转换接口库负责对参数设置和控制操作协议封装供抄表应用程序使用，对于故障信息和事件记录协议转换接口库负责处理生成统一故障报表存储，供其他模块查询。
数据库与资源应用模块：其职责是提供全面的资源访问功能支持，并向上层屏蔽资源的来源。
故障监测与日志模块：用于系统异常、日志记录、业务操作记录，记录协议库应用处理中出现的系统异常与业务异常，包括数据非法输入、协议库运行异常等。
协议库提供了协议识别解析接口库，协议识别解析接口库集成了DLT-645.97、DLT-645.07、DLT698.45、CJ/T-188 2004、Dlms-Cosem、Landisgyr等规约的处理与解析类；
协议库提供了基本操作接口库，涵盖了协议库访问基本的操作系统服务，如消息传递、进程间通信、时钟功能和调试接口；
协议库提供了数据库与资源应用模块，配置完成后可以对数据库进行存储与读出等操作；
协议库提供了硬件操作接口，实现了对串口、EPROM、铁电、CAN等硬件接口的访问。
如图2所示，多表计通信协议库的数据流程代表了表计数据的流动方向，当通信转换器通过Mbus、载波、Lora等多信道接收到电、水、气、热数据后，未处理的表数据通过应用程序调用协议库数据接口进行传递，经过协议库协议识别解析接口库解析处理后，无效信息被摒弃，得到表计数据的应用层数据与明文数据。
四表应用程序得到的明文数据有两个流向，一个流向是协议库进行数据存储，将表计数据等信息存入数据库；另一个流向是重新进入协议库的协议转换接口库，进行外部报文头打包后，由通信转换器转交抵达采集终端与用电信息采集系统。
主站下发的表计参数等下行协议报文，应用程序的主站通信进程接收后调用协议库的协议转换接口库完成协议封装成后下发表计进行参数设置与控制等操作，实现了电、水、气、热等多种能源表计数据的协议库解析与互联互通。
上述仅为本发明的优选实施例，本发明并不仅限于实施例的内容。对于本领域中的技术人员来说，在本发明的技术方案范围内可以有各种变化和更改，所作的任何变化和更改，均在本发明保护范围之内。
Claims (4)
1.一种电、水、气、热四表采集协议系统，其特征在于：包括
数据交互模块，所述数据交互模块通过多信道通信接口进行数据的采集与集中形成抄表报文，所述抄表报文以实体对象的形式传递给业务处理层与数据库层处理，之后通过应用任务接口传输至业务处理模块；
业务处理模块，包括协议识别解析接口库、数据处理接口库和协议转换接口库，所述协议识别解析接口库对数据交互模块传递的抄表报文进行识别和解析处理，并将处理后的数据传输至所述数据处理接口库进行格式处理，将所述抄表报文中的表计故障事件传输至所述协议转换接口库生成统一故障报表；
数据库与资源应用模块，对所述业务处理模块处理后的数据进行录入或存储后出库；
故障监测与日志模块，用于系统异常、日志记录、业务操作记录，记录协议库应用处理中出现的系统异常与业务异常；所述协议识别解析接口库用于对电、水、气、热表上送的数据帧进行分析，确定数据模型所属协议，同时对帧头的控制域和数据格式进行解析，判断表计信息的有效性，提取协议识别后的有效数据帧的基本信息，将数据区报文存储到消息缓存中并且进行解析得到应用层数据；
所述协议识别解析接口库通过报文的帧头、结束符、校验位与数据结构分析确定数据模型所属协议；
所述有效数据帧的基本信息包括包数、字节数、主机数、连接统计和数据区；
所述协议转换接口库用于负责对表计参数设置和控制操作协议封装供抄表应用程序使用，对于故障信息和事件记录协议转换接口库负责处理生成统一故障报表；
所述表计参数为多种表计的信息交换过程中发生的各种表计参数；
所述数据处理接口库对数据格式进行统一；
所述协议识别解析接口库对数据进行规约识别，若在规约库内则进行解析，不在规约库内则生成非法报文。
2.一种电、水、气、热四表采集协议转换方法，其特征在于：采用权利要求1所述的系统，所述方法包括以下步骤
S01通过多信道通信接口进行数据的采集与集中形成抄表报文，所述抄表报文以实体对象的形式传递给业务处理层与数据库层处理，之后通过应用任务接口进行发布；
S02对抄表报文进行识别和解析处理，并将处理后的数据进行格式处理，将表计故障事件生成统一故障报表；
S03 对格式处理后的数据和统一故障报表进行录入或存储后出库。
3.根据权利要求2所述的电、水、气、热四表采集协议转换方法，其特征在于，未处理的表数据通过应用程序调用协议库数据接口进行传递，经过协议库协议识别解析接口库解析处理后，无效信息被摒弃，得到表计数据的应用层数据与明文数据。
4.根据权利要求3所述的电、水、气、热四表采集协议转换方法，其特征在于，所述的明文数据流向有：一个流向是协议库进行数据存储，将表计数据信息存入数据库；另一个流向是重新进入协议库的协议转换接口库，进行外部报文头打包后，由通信转换器转交抵达采集终端与用电信息采集系统。
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