CN110334047A - 采集设备数据的系统及方法、变频器及计算机可读介质 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种采集设备数据的系统，其包括数据提取及预计算模块、算法判断模块、求差法计算模块及穷尽法计算模块。数据提取及预计算模块提取设备数据并对设备数据进行预计算。算法判断模块根据预计算后的设备数据中数据信息变化率的大小，判断需要采取的压缩方法。求差法计算模块记录预计算后的设备数据中相邻记录点之间改变的数据，将所记录的改变数据调整为设备的真实数据，并对所述真实数据进行压缩。穷尽法计算模块记录预计算后的所述设备数据，并对预计算后的所述设备数据进行压缩。本发明的采集设备数据的系统及方法、变频器及计算机可读介质，可实现提高存储效率，减少存储空间，且不容易丢失数据的效果。
Description
技术领域
本发明涉及设备数据处理技术领域，特别一种采集设备数据的系统、一种采集设备数据的方法、一种变频器及一种计算机可读介质。
背景技术
在工业设备运行过程中，需要对设备数据进行采集，例如，记录变频器状态信息(状态字，报错信息等)可以使变频器的使用情况最好地被监测及诊断。无论是短时间记录，如记录几毫秒内的信息，或者长时间记录，如记录几个星期内的信息，都容易出现因数据量太大，无法将数据存储在一个数据包内的问题，或者出现难以在一定存储空间内存储完整信息的问题。
在现有技术中，通常把每一个状态点的时间及数值记录下来，如果数据溢出，则把最早期的信息删掉，或者降低采样率，然而，这些方法都容易导致数据的丢失。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提出一种采集设备数据的系统、一种采集设备数据的方法、一种变频器及一种计算机可读介质，可实现提高存储效率，减少存储空间，且不容易丢失数据的效果。
本发明提出一种采集设备数据的系统，其包括数据提取及预计算模块、算法判断模块、求差法计算模块及穷尽法计算模块。所述数据提取及预计算模块提取设备数据并对所述设备数据进行预计算。所述算法判断模块根据预计算后的所述设备数据中数据信息变化率的大小，判断需要采取的压缩方法。所述求差法计算模块记录预计算后的所述设备数据中相邻记录点之间改变的数据，将所记录的改变数据调整为设备的真实数据，并对所述真实数据进行压缩。所述穷尽法计算模块记录预计算后的所述设备数据，并对预计算后的所述设备数据进行压缩。其中，所述求差法计算模块及所述穷尽法计算模块与所述算法判断模块相连，所述设备数据中数据信息变化率小于或等于一预设值时，所述算法判断模块判断采用所述求差法计算模块对所述设备数据进行压缩；所述设备数据中数据信息变化率大于所述预设值时，所述算法判断模块判断采用所述穷尽法计算模块对所述设备数据进行压缩。
在采集设备数据的系统的一种示意性实施例中，所述求差法计算模块包括差值判断模块、差值排序模块以及时间调整模块。所述差值判断模块记录预计算后的所述设备数据中相邻记录点之间改变的数据。所述差值排序模块对所述差值判断模块输出的所述改变的数据按照时间先后进行排序。所述时间调整模块将排序后的所述改变的数据调整为设备的真实数据。
在采集设备数据的系统的一种示意性实施例中，所述穷尽法计算模块还包括数据排序模块，所述数据排序模块对预计算后的所述设备数据按照时间先后进行排序。
在采集设备数据的系统的一种示意性实施例中，所述预设值为50％。
在采集设备数据的系统的一种示意性实施例中，所述采集设备数据的系统还包括存储器，所述存储器存储所述求差法计算模块和所述穷尽法计算模块输出的压缩数据。
本发明还提出一种变频器，其包括上述任意一种采集设备数据的系统。
本发明又提出一种采集设备数据的方法，其包括以下步骤：
提取设备数据并对所述设备数据进行预计算；
根据预计算后的所述设备数据中数据信息变化率的大小，判断需要采取的压缩方法；
所述设备数据中数据信息变化率小于或等于一预设值时，记录预计算后的所述设备数据中相邻记录点之间改变的数据，将所记录的改变数据调整为设备的真实数据，并对所述真实数据进行压缩；以及
所述设备数据中数据信息变化率大于所述预设值时，记录预计算后的所述设备数据，并对预计算后的所述设备数据进行压缩。
本发明进一步提出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采集设备数据的方法。
在本发明的采集设备数据的系统及方法、变频器及计算机可读介质中，求差法计算模块记录预计算后的设备数据中相邻记录点之间改变的数据，将所记录的改变数据调整为设备的真实数据，并对所述真实数据进行压缩。穷尽法计算模块记录预计算后的所述设备数据，并对预计算后的设备数据进行压缩。设备数据中数据信息变化率小于或等于一预设值时，算法判断模块判断采用求差法计算模块对设备数据进行压缩。设备数据中数据信息变化率大于所述预设值时，算法判断模块判断采用穷尽法计算模块对所述设备数据进行压缩。可在不同压缩方法之间灵活切换，无附加设备及成本，只需通过软件算法提高存储效率，大大减少存储空间，且不容易丢失数据。
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采集设备数据的系统的框架示意图。
图2为图1所示的采集设备数据的系统记录状态字信号的示意图。
图3为图1所示的采集设备数据的系统的工作流程图。
在上述附图中，所采用的附图标记如下：
本发明
100 采集设备数据的系统
101 设备
10 数据提取及预计算模块
20 算法判断模块
200 用户
30 求差法计算模块
31 差值判断模块
32 差值排序模块
33 时间调整模块
40 穷尽法计算模块
41 数据排序模块
50 存储器
S01-S15 步骤
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采集设备数据的系统的框架示意图，请参见图1，本实施例的采集设备数据的系统100用于采集设备101的数据，设备101例如为变频器，但不以此为限。采集设备数据的系统100包括数据提取及预计算模块10、算法判断模块20、求差法计算模块30以及穷尽法计算模块40。数据提取及预计算模块10提取设备数据并对所述设备数据进行预计算。算法判断模块20根据预计算后的所述设备数据中数据信息变化率的大小，判断需要采取的压缩方法。求差法计算模块30记录预计算后的所述设备数据中相邻记录点之间改变的数据，将所记录的改变数据调整为设备的真实数据，并对所述真实数据进行压缩。穷尽法计算模块40记录预计算后的所述设备数据，并对预计算后的所述设备数据进行压缩。
求差法计算模块30及穷尽法计算模块40与算法判断模块20相连，所述设备数据中数据信息变化率小于或等于一预设值时，算法判断模块20判断采用求差法计算模块30对所述设备数据进行压缩；所述设备数据中数据信息变化率大于所述预设值时，算法判断模块20判断采用穷尽法计算模块40对所述设备数据进行压缩。
更具体地，数据提取及预计算模块10与设备101相连，提取设备101的数据。用户200向数据提取及预计算模块10发送提取数据的请求。算法判断模块20判断需要采取的压缩方法的方式为，当设备101在一个固定工作点正常运行时，设备101绝大部分的状态信息不会变化，即设备数据中数据信息变化率较小，小于或等于一预设值，此时，算法判断模块20判断得出采用差法计算模块30对设备数据进行压缩；当设备101大部分的状态信息发生变化，即设备数据中数据信息变化率较大，大于所述预设值，此时，算法判断模块20判断采用穷尽法计算模块40对所述设备数据进行压缩；例如，1000个数据采样点中有超过500次变化，所述预设值为50％时，采用穷尽法计算模块40对所述设备数据进行压缩，但本发明不以此为限，预设值的大小可依照实际需求任意设定。
求差法计算模块30包括差值判断模块31、差值排序模块32及时间调整模块33。差值判断模块31记录预计算后的所述设备数据中相邻记录点之间改变的数据。差值排序模块32对差值判断模块31输出的所述改变的数据按照时间先后进行排序。时间调整模块33将排序后的所述改变的数据调整为设备的真实数据。采用求差法计算模块30的压缩方法只需把数值的变化及时间记录下来，图2为图1所示的采集设备数据的系统记录状态字信号的示意图，请参见图2，x代表时间的变量，y是代表事件的变量。采用穷尽法计算模块40的记录模式下，如果y所代表的信号在被1000个采样点扫描，则1000个y值被保存。采用求差法计算模块30的记录模式下，只记录改变的数据，即只记录(Δx1,y1),(Δx2,y2),(Δx3,y3),(Δx4,y4)这8个值，为了避免代表时间关系的x轴数值过大，只记录与上一个记录点之间的差值Δx。
需要说明的是，采用求差法计算模块30记录的数据中的时间最终要被恢复为绝对时间x。由于在多次叠加Δx会产生误差，则需要在每经过一段时间之后，使叠加后的x值被绝对时间校准。时间调整模块33通过对Δx和的计算及纠正，数据可以被恢复为更易理解和方便显示的数据形式。通过这种方法，固定存储空间内的存储量被大大提高。
穷尽法计算模块40还包括数据排序模块41，数据排序模块41对预计算后的所述设备数据按照时间进行排序。
采集设备数据的系统100还包括存储器50，存储器50存储求差法计算模块30和穷尽法计算模块40输出的压缩数据。用户200可从存储器50中提取所需数据。
图3为图1所示的采集设备数据的系统的工作流程图，请参见图3，步骤S01，定义数据采集时间；步骤S02，数据提取及预计算模块10提取设备数据并对所述设备数据进行预计算；步骤S03，所述设备数据中数据信息变化率是否小于或等于预设值，若是，算法判断模块20判断采用求差法计算模块30对所述设备数据进行压缩，执行步骤S04，若否，算法判断模块20判断采用穷尽法计算模块40对所述设备数据进行压缩。
步骤S04，求差法计算模块30启动对设备数据进行压缩的流程，记录时间为x0，n＝0，i＝0，其中n指记录次数，每增加记录一次，则n+1；i为数据信息变化次数。
步骤S05，增加一次记录次数，即n+1。
步骤S06，记录设备数据x(n)，y(n)。
步骤S07，判断y(n)≠y(n-1)，若判断结果为是，即y(n)和y(n-1)的数值不相同，则执行S08；若判断结果为否，即y(n)和y(n-1)的数值相同，则执行S11。
步骤S08，记录代表时间关系的x轴上记录时间点与上一个记录点之间的差值Δx(i)，y(i)＝y(n)，x(i)＝x(n)，Δx(i)＝x(i)-x(i-1)。
步骤S09，记录改变的数据，例如，记录的数据为x0，[Δx(i-2)y(i-2)]。
步骤S10，数据的改变次数增加一次，i＝i+1。
步骤S11，增加一次记录次数，即n+1，再次执行步骤S05、S06及S07，依次循环，从而步骤S09中记录的数据为x0，[Δx(i-2)y(i-2)]，[Δx(i-1)y(i-1)]，[Δx(i)y(i)]......。
步骤S12，算法判断模块20启动对设备数据进行压缩的流程，记录时间为x0，n＝0，i＝0，其中n指记录次数，每增加记录一次，则n+1；i为数据信息变化次数。
步骤S13，增加一次记录次数，即n+1。
步骤S14，记录设备数据，例如，记录的数据为x0，[y(n-2)]。
步骤S15，增加一次记录次数，n＝n+1，再次执行步骤S13和S14，依次循环，从而记录的数据为x0，[y(n-2)]，[y(n-1)]，[y(n)]......。
本发明还提出一种变频器，所述变频器包括上述的采集设备数据的系统100。
本发明还提出一种采集设备数据的方法，其包括以下步骤：
提取设备数据并对所述设备数据进行预计算；
根据预计算后的所述设备数据中数据信息变化率的大小，判断需要采取的压缩方法；
所述设备数据中数据信息变化率小于或等于一预设值时，记录预计算后的所述设备数据中相邻记录点之间改变的数据，将所记录的改变数据调整为设备的真实数据，并对所述真实数据进行压缩；以及
所述设备数据中数据信息变化率大于所述预设值时，记录预计算后的所述设备数据，并对预计算后的所述设备数据进行压缩。
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采集设备数据的方法的指令。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。
本发明的采集设备数据的系统及方法、变频器及计算机可读介质至少具有以下的优点：
1.在本发明的采集设备数据的系统及方法、变频器及计算机可读介质中，求差法计算模块记录预计算后的设备数据中相邻记录点之间改变的数据，将所记录的改变数据调整为设备的真实数据，并对所述真实数据进行压缩。穷尽法计算模块记录预计算后的所述设备数据，并对预计算后的设备数据进行压缩。设备数据中数据信息变化率小于或等于一预设值时，算法判断模块判断采用求差法计算模块对设备数据进行压缩。设备数据中数据信息变化率大于所述预设值时，算法判断模块判断采用穷尽法计算模块对所述设备数据进行压缩。可在不同压缩方法之间灵活切换，无附加设备及成本，只需通过软件算法提高存储效率，大大减少存储空间，且不容易丢失数据。
2.在本发明的采集设备数据的系统及方法、变频器及计算机可读介质的一实施例中，求差法计算模块只记录改变的数据，不记录不变的数据，有利于减少存储空间。
3.在本发明的采集设备数据的系统及方法、变频器及计算机可读介质的一实施例中，由于减少了存储空间，从而降低对数据传输率的要求，使多种通讯方式得以应用，降低成本。
4.在本发明的采集设备数据的系统及方法、变频器及计算机可读介质的一实施例中，在存储空间一定的情况下，通过提高数据量，更全面地对变频器的状态进行分析，提高变频器可靠性。
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.采集设备数据的系统(100)，其特征在于，包括：
数据提取及预计算模块(10)，提取设备数据并对所述设备数据进行预计算；
算法判断模块(20)，根据预计算后的所述设备数据中数据信息变化率的大小，判断需要采取的压缩方法；
求差法计算模块(30)，记录预计算后的所述设备数据中相邻记录点之间改变的数据，将所记录的改变数据调整为设备的真实数据，并对所述真实数据进行压缩；以及
穷尽法计算模块(40)，记录预计算后的所述设备数据，并对预计算后的所述设备数据进行压缩；
其中，所述求差法计算模块(30)及所述穷尽法计算模块(40)与所述算法判断模块(20)相连，所述设备数据中数据信息变化率小于或等于一预设值时，所述算法判断模块(20)判断采用所述求差法计算模块(30)对所述设备数据进行压缩；所述设备数据中数据信息变化率大于所述预设值时，所述算法判断模块(20)判断采用所述穷尽法计算模块(40)对所述设备数据进行压缩。
2.如权利要求1所述的采集设备数据的系统(100)，其特征在于，所述求差法计算模块(30)包括：
差值判断模块(31)，记录预计算后的所述设备数据中相邻记录点之间改变的数据；
差值排序模块(32)，对所述差值判断模块(31)输出的所述改变的数据按照时间先后进行排序；以及
时间调整模块(33)，将排序后的所述改变的数据调整为设备的真实数据。
3.如权利要求1所述的采集设备数据的系统(100)，其特征在于，所述穷尽法计算模块(40)还包括：
数据排序模块(41)，对预计算后的所述设备数据按照时间先后进行排序。
4.如权利要求1所述的采集设备数据的系统(100)，其特征在于，所述预设值为50％。
5.如权利要求1所述的采集设备数据的系统(100)，其特征在于，所述采集设备数据的系统(100)还包括：
存储器(50)，存储所述求差法计算模块(30)和所述穷尽法计算模块(40)输出的压缩数据。
6.变频器，其特征在于，所述变频器包括如权利要求1至5任意一项所述的采集设备数据的系统(100)。
7.采集设备数据的方法，其特征在于，包括以下步骤：
提取设备数据并对所述设备数据进行预计算；
根据预计算后的所述设备数据中数据信息变化率的大小，判断需要采取的压缩方法；
所述设备数据中数据信息变化率小于或等于一预设值时，记录预计算后的所述设备数据中相邻记录点之间改变的数据，将所记录的改变数据调整为设备的真实数据，并对所述真实数据进行压缩；以及
所述设备数据中数据信息变化率大于所述预设值时，记录预计算后的所述设备数据，并对预计算后的所述设备数据进行压缩。
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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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111831677A (zh) * | 2020-09-16 | 2020-10-27 | 杭州华塑加达网络科技有限公司 | 一种数据处理方法及装置 |
| CN111831677B (zh) * | 2020-09-16 | 2021-04-13 | 杭州华塑科技股份有限公司 | 一种数据处理方法及装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN110334047B (zh) | 2023-01-17 |
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