CN110620674B - 一种监控系统的配置方法及计算机设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种监控系统的配置方法及计算机设备，该方法包括：解析获取到的配置文档；根据每个子设备的设备信息和信号量信息生成数据配置文件；根据每个子设备的物理链路信息，统计监控系统中每个物理介质挂接的子设备的类型、数量、编号和物理地址，生成通讯通道配置文件；根据每个子设备支持的协议帧格式和协议内容，生成轮询命令配置文件；根据每个子设备的参数映射信息，生成子设备参数配置文件。采用本方法，开发人员只需要根据项目需求和子设备协议编辑配置文档，监控系统获取配置文档后对配置文档进行解析和配置文件生成，即可以完成更新子设备协议或扩展子设备等项目的开发，大大减少了系统开发和维护的时间，节省了开发和维护成本。

Description

一种监控系统的配置方法及计算机设备

技术领域

本发明涉及嵌入式电源监控领域，特别是涉及一种监控系统的配置方法及计算机设备。

背景技术

电源监控系统在通信电源、直流电源、高压直流、光伏、充电桩、不间断电源(UPS，Uninterruptible Power System/Uninterruptible Power Supply)等项目中有广泛的应用。电源监控需要管理逆变器、整流器、汇流箱、环境监测仪、交流配电柜、直流配电柜、箱变测控、电表等子设备，如图1所示，它们使用modbus协议、SAEJ1939国网协议、自研底层通讯协议、光伏远动协议、1363协议等与电源监控系统进行通讯。现有技术中，更新子设备协议或扩展子设备时需要对整个监控系统重新进行设计和开发，耗费大量的人力物力。

发明内容

本发明提供一种监控系统的配置方法及计算机设备，用以解决现有技术更新子设备协议或扩展子设备时需要对整个监控系统重新进行设计和开发，耗费大量的人力物力的问题。

为解决上述技术问题，一方面，本发明提供一种监控系统的配置方法，包括：解析获取到的配置文档，其中，所述配置文档中至少包括以下信息：所有子设备中每个子设备的设备信息、信号量信息、每个子设备与监控系统间的物理链路信息、每个子设备支持的协议帧格式以及协议内容、每个子设备的参数映射信息；根据所述每个子设备的设备信息以及所述信号量信息生成每个子设备的数据配置文件；根据所述每个子设备的物理链路信息，统计所述监控系统中每个物理介质挂接的子设备的类型、数量、编号以及物理地址，生成通讯通道配置文件；根据所述每个子设备支持的协议帧格式以及协议内容，生成每个子设备的轮询命令配置文件；根据所述每个子设备的参数映射信息，生成每个子设备的子设备参数配置文件。

进一步，所述配置文档通过网络和/或可移动设备获取。

进一步，所述信号量至少包括：遥信量、遥测量、遥调量以及遥控量；所述信号量信息至少包括：信号量编号、信号量内存地址相对索引、信号量精度、信号量字节。

进一步，根据所述每个子设备的设备信息以及所述信号量信息生成每个子设备的数据配置文件，包括：根据每个子设备的编号、所述信号量编号以及所述信号量内存地址相对索引，构建每个子设备的信号量ID；根据所述每个子设备的信号量ID、所述信号量精度以及所述信号量字节生成所述每个子设备的数据配置文件。

进一步，根据所述每个子设备的参数映射信息，生成每个子设备的子设备参数配置文件之后，还包括：根据所述数据配置文件、所述通讯通道配置文件、所述轮询命令配置文件以及所述子设备参数配置文件，实现监控系统对子设备的监控管理。

进一步，根据所述数据配置文件、所述通讯通道配置文件、所述轮询命令配置文件以及所述子设备参数配置文件，实现监控系统对子设备的监控管理，包括：根据所述通讯通道配置文件，确定挂接有子设备的所有物理介质的物理链路，以及所述所有物理介质挂接的所有子设备中每个子设备的物理地址；根据所述每个子设备的轮询命令配置文件和所述物理地址，向所述每个子设备分别下发符合每个子设备支持的协议帧格式的轮询命令，并收集所述每个子设备反馈的遥信量和/或遥测量；根据预设子设备的子设备参数配置文件，向所述预设子设备下发命令帧，其中，所述命令帧中至少包括所述预设子设备支持的协议帧格式的遥调量和/或遥控量。

进一步，收集所述每个子设备反馈的遥信量和/或遥测量之后，还包括：根据所述每个子设备的数据配置文件，确定所述每个子设备反馈的遥信量和/或遥测量的信号量ID；根据所述信号量ID中信号量内存地址相对索引，将所述每个子设备反馈的遥信量和/或遥测量保存至所述监控系统的内存中。

进一步，解析获取到的配置文档之前，还包括：监测所述监控系统的内存使用率是否达到第一预设阈值；在所述监控系统的内存使用率未达到第一预设阈值的情况下，解析所述配置文档；在所述监控系统的内存使用率达到第一预设阈值的情况下，停止解析所述配置文档，并在所述监控系统的内存使用率降低至所述第一预设阈值以下时，继续解析所述配置文档。

进一步，解析获取到的配置文档之前，还包括：监测所述监控系统的剩余存储空间是否小于第二预设阈值；在所述监控系统的剩余存储空间大于或等于第二预设阈值的情况下，解析所述配置文档；在所述监控系统的剩余存储空间小于第二预设阈值的情况下，停止解析所述配置文档，并清理所述监控系统的存储空间中存储的冗余文件，在所述监控系统的剩余存储空间大于或等于第二预设阈值时，继续解析所述配置文档。

另一方面，本发明还提供一种计算机设备，至少包括存储器、处理器，所述存储器上存储有计算机程序，其特征在于，所述处理器在执行所述存储器上的计算机程序时实现上述的监控系统的配置方法的步骤。

采用本发明实施例描述的方法，开发人员只需要根据项目需求和子设备协议编辑配置文档，监控系统获取配置文档后对配置文档进行解析和配置文件生成，即可以完成更新子设备协议或扩展子设备等项目的开发，无需对监控系统重新进行设计和开发，大大减少了系统开发和维护的时间，节省了开发和维护成本。

附图说明

图1是现有技术中监控系统的通讯构成示意图；

图2是本发明第一实施例中监控系统的配置方法流程图；

图3是本发明第一实施例中监控系统的内存使用率的监测流程图；

图4是本发明第一实施例中监控系统的剩余存储空间的监测流程图。

具体实施方式

为了解决现有技术更新子设备协议或扩展子设备时需要对整个监控系统重新进行设计和开发，耗费大量的人力物力的问题，本发明实施例提供了一种监控系统的配置方法及计算机设备，以下结合附图以及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不限定本发明。

本发明的第一实施例提供了一种监控系统的配置方法，主要应用于嵌入式电源监控系统，其流程图如图2所示，具体包括步骤S101至S105：

S101，解析获取到的配置文档。

在监控系统的子设备协议更新，或需要新增子设备时，开发人员根据项目需求编辑配置文档，配置文档可以为Excel文档，其主要信息内容包括：监控系统需要监控的所有子设备中每个子设备的设备信息、信号量信息、每个子设备与监控系统间的物理链路信息、每个子设备支持的协议帧格式以及协议内容、每个子设备的参数映射信息等。

具体地，子设备的设备信息主要为该子设备自身的基本信息，如类型、编号等信息。信号量是指子设备与监控系统间进行信息交互时发送或接收的信号量，主要包括遥信量、遥测量、遥调量以及遥控量，信号量信息主要包括信号量编号、信号量内存地址相对索引、信号量精度、信号量字节等描述信号量的信息，其中，信号量内存地址相对索引为当前信号量保存的内存地址与上一个信号量保存的内存地址之间的索引关系。子设备通过挂接监控系统提供的一系列物理介质，与监控系统之间形成了物理链路，子设备与监控系统间的物理链路信息即为指示该设备具体挂接了哪一个物理介质，该物理介质的物理地址等，其中，物理介质主要包括串口、网口、控制器局域网络(CAN，Controller Area Network)通讯口等；参数映射信息主要包括参数组、参数ID-参数组映射、参数组-参数集合映射等，由于每个子设备的参数不同，开发人员根据实际使用情况为其设置不同的参数映射关系，以便后续进行调控时实现参数快速寻址。

开发人员编辑配置文档完毕后，将配置文档通过网络或可移动设备等方式上传到监控系统。监控系统获取到配置文档后，首先对配置文档进行解析，以读取配置文档中保存的所有信息。

S102，根据每个子设备的设备信息以及信号量信息生成每个子设备的数据配置文件。

S103，根据每个子设备的物理链路信息，统计监控系统中每个物理介质挂接的子设备的类型、数量、编号以及物理地址，生成通讯通道配置文件。

S104，根据每个子设备支持的协议帧格式以及协议内容，生成每个子设备的轮询命令配置文件。

S105，根据每个子设备的参数映射信息，生成每个子设备的子设备参数配置文件。

监控系统解析并得到配置文档中的所有信息后，根据配置文档生成监控系统可用的二进制(bin)文件，即配置文件，配置文件具体包括数据配置文件、通讯通道配置文件、轮询命令配置文件以及子设备参数配置文件。

具体地，数据配置文件主要用于子设备数据的解析，由于监控系统通讯收集的子设备数据是一堆数据包，无法直接读取保存，因此监控系统根据数据配置文件将数据包解析成如电压、电流或其他具体的信号量，存入系统内存，供协议转发使用。进一步地，在生成数据配置文件时，首先根据配置文档中每个子设备的编号、信号量编号以及信号量内存地址相对索引，构建每个子设备的信号量ID，信号量ID的格式如下：每一个子设备的信号量用32位的ID来唯一标示，ID的1～8位为VIndex，9～16位为PIndex，17～32为信号量在内存中的相对索引，其中，PIndex表示子设备编号，VIndex表示子设备某个信号量的编号，例如：逆变器1的所有数据PIndex均为1，逆变器5的所有数据PIndex均为5，逆变器的三相电压的VIndex分别为1、2、3；信号量ID确定后，根据每个子设备的信号量ID、信号量精度以及信号量字节生成每个子设备的数据配置文件。

通讯通道配置文件主要用于监控系统对物理链路的管理，在生成通讯通道配置文件时，主要根据每个子设备的物理链路信息，统计监控系统中每个物理介质挂接的子设备的类型、数量、编号以及物理地址等信息，形成统一的结构体后，将各个物理介质的结构体按顺序生成通讯通道配置文件。

轮询命令配置文件主要记录监控系统收集子设备数据的命令，以收集子设备的遥信量、遥测量，在生成轮询命令配置文件时，主要根据每个子设备支持的协议帧格式以及协议内容，生成监控系统发送轮询命令的相关信息。轮询命令下发时的格式应与对应子设备支持的协议帧格式相同，以保证子设备可以正确识别轮询命令，并根据轮询命令反馈自身的信号量。

子设备参数配置文件根据每个子设备的参数映射信息生成，与轮询命令配置文件类似，主要用于生成设置子设备参数的命令，即下发包含有遥控量或遥调量的命令帧对子设备的参数进行调整。

应当了解的是步骤S102至S105的顺序不限于本实施例中所提供的顺序，由于上述四种配置文件之间不存在逻辑关系，因此在对应生成时可以同时生成或按一定顺序生成，本实施例在此不多做限制。

在上述四种类型的配置文件生成后，将其保存至监控系统的内存中，在监控系统运行时，根据内存中保存的数据配置文件、通讯通道配置文件、轮询命令配置文件以及子设备参数配置文件，实现监控系统对子设备的监控管理。具体地，监控系统对子设备的监控管理如下：

首先根据通讯通道配置文件，确定挂接有子设备的所有物理介质的物理链路，以及所有物理介质挂接的所有子设备中每个子设备的物理地址；随后根据每个子设备的轮询命令配置文件和对应的物理地址，向每个子设备分别下发符合每个子设备支持的协议帧格式的轮询命令，并收集每个子设备反馈的遥信量和/或遥测量；收集每个子设备反馈的遥信量和/或遥测量之后，根据每个子设备的数据配置文件，确定每个子设备反馈的遥信量和/或遥测量的信号量ID；根据信号量ID中信号量内存地址相对索引，将每个子设备反馈的遥信量和/或遥测量保存至监控系统的内存中；最后，根据待调整子设备(即预设子设备)的子设备参数配置文件，向待调整子设备下发命令帧，其中，命令帧中至少包括待调整子设备支持的协议帧格式的遥调量和/或遥控量，实现对待调整子设备的控制和参数调整。

应当了解的是，在实际实现时，监控系统可以使用两层链表管理通讯需求，并且在配置文档存在变更的情况下，及时对两层链表进行变更，以使监控系统变更子设备的协议或管理策略。两层链表的第一层链表管理监控的串口、CAN通讯接口、网口等物理链路信息，第二层链表管理物理链路上的子设备信息，包括子设备的类型、数量和协议等，并在保存信号量时按照不同的协议帧格式将信号量分组打包，将同类型的信号量组织到连续的内存区域，通过指针偏移的方式设计快速读写接口供信号量的解析使用。例如，监控系统在串口上连接了1个交流配电柜，在CAN口上连接了一个整流器，则监控系统需要实时的管理串口和CAN口两条物理链路；如果监控系统只在串口上连接了1个交流配电柜，那么监控只需要管理串口链路而无需管理CAN口链路，以提高监控系统的效率；监控系统的一个串口上可以支持10个整流器，但是该串口实际只连接了3个整流器，如果监控每个周期都发送10个整流器的轮询命令那么收集所有在线整流器的数据周期就会增加，此时监控系统则根据第二层链表仅向其连接的3个整流器发送轮询命令，在该串口连接的整流器数量变为5个时，则向其连接的5个整流器发送轮询命令。应当了解的是，本实施例中提供的两层链表管理方式只是一种优选的实施方式，在实际使用时，开发人员可根据实际情况进行修改，只要是根据上述四种配置文件实现的管理调度均应该包含在本发明的保护范围内，在此不再详细介绍。

监控系统在获取到配置文档后，需要对配置文档进行解析，为了解析过程中不影响监控系统的正常工作，监控系统采用线程池来完成解析工作。在进行解析之前，需要对监控系统当前状态进行监测，如内存使用率或剩余存储空间等状态，具体地：

在对监控系统的内存使用率进行监测时，其流程图如图3所示，具体包括步骤如下：

S31，监测监控系统的内存使用率是否达到第一预设阈值，若未达到，则执行步骤S32，否则，执行步骤S33；

S32，解析配置文档；

S33，停止解析配置文档，并重新执行步骤S31。

其中，第一预设阈值为开发人员根据监控系统的使用情况设置的，在监控系统的内存使用率超过第一预设阈值时，则证明当前监控系统处于高负荷运行状态，不适合进行配置文档的解析，以及生成配置文件的操作，此时停止解析配置文档，并在监控系统的内存使用率降低至第一预设阈值以下时，继续解析配置文档。

在对监控系统的剩余存储空间进行监测时，其流程图如图4所示，具体包括步骤如下：

S41，监测监控系统的剩余存储空间是否小于第二预设阈值，若大于或等于，则执行步骤S42，否则，执行步骤S43；

S42，解析配置文档；

S43，停止解析配置文档，并清理监控系统的存储空间中存储的冗余文件，重新执行步骤S41。

其中，第二预设阈值为开发人员根据监控系统的使用情况设置的，在监控系统的内存剩余存储空间小于第二预设阈值时，证明监控系统没有多余的存储空间进行配置文档的解析和后续的配置文件的生成和保存工作，此时停止解析配置文档，通过清理监控系统的存储空间中存储的冗余文件，如临时文件、超过一定期限的历史文件等，在监控系统的剩余存储空间大于或等于第二预设阈值时，继续解析配置文档。

应当了解的是，对于内存使用率和剩余存储空间的监测可以单独进行，也可以同时进行，本实施例在此不再赘述。

根据本实施例中提供的方法，开发人员只需要根据项目需求和子设备协议编辑配置文档，监控系统获取配置文档后对配置文档进行解析和配置文件生成，即可以完成更新子设备协议或扩展子设备等项目的开发，无需对监控系统重新进行设计和开发，大大减少了系统开发和维护的时间，节省了开发和维护成本。进一步地，售后维护人员在需要对监控系统进行升级或扩展时，只需要将配置文档导入监控就可以实现监控系统的升级和扩展，减少了升级扩展的时间和成本。

另外，本实施例中还提供一种监控系统自适应子设备的管理策略变更方案，主要应该用于子设备类型和协议类型比较少的应用场景。此时，监控系统根据子设备的类型、数量、协议类型，生成完整的子设备信息集合，并给集合中每一个物理介质下可以连接的所有子设备发送建链命令，根据建链是否成功，将子设备区分为在线和不在线两种集合。若建链成功，则证明子设备在线，若建链失败，则证明子设备不在线或没有子设备连接到当前物理介质；监控系统给在线的子设备每个发送轮询命令，待在线子设备的信号量全部收集后，依次从不在线的子设备集合中选取一个子设备发送探测命令，根据探测命令的回复信息自适应地更新子设备的管理策略，从而在不过度影响通讯效率的前提下实现了子设备通讯的自适应管理。例如：某一个串口上可以支持10个整流器，但是实际只连接了3个整流器，此时管理策略如下：将10个整流器分为在线和不在线的两组，每个周期发送3个在线整流器的数据采集命令，然后依次从剩余的7个整流器中选取一个发送探测命令，即在1个周期内发送3个在线整流器的数据采集命令和1个不在线整流器的探测命令。如果该串口又接入了1个整流器，根据探测命令的回复，在线整流器变成4个，不在线整流器变成6个，监控系统将监控管理策略变更为1个周期发送4个在线整流器的数据的采集命令和1个不在线整流器的探测命令。

本发明的第二实施例提供了一种计算机设备，至少包括存储器、处理器，存储器上存储有计算机程序，处理器在执行存储器上的计算机程序时实现如下步骤S1至S5：

S1，解析获取到的配置文档，其中，配置文档中至少包括以下信息：所有子设备中每个子设备的设备信息、信号量信息、每个子设备与监控系统间的物理链路信息、每个子设备支持的协议帧格式以及协议内容、每个子设备的参数映射信息；

S2，根据每个子设备的设备信息以及信号量信息生成每个子设备的数据配置文件；

S3，根据每个子设备的物理链路信息，统计监控系统中每个物理介质挂接的子设备的类型、数量、编号以及物理地址，生成通讯通道配置文件；

S4，根据每个子设备支持的协议帧格式以及协议内容，生成每个子设备的轮询命令配置文件；

S5，根据每个子设备的参数映射信息，生成每个子设备的子设备参数配置文件。

在本实施例中，计算机设备可以为具有电源监控功能的服务器或终端。由于在第一实施例中已经对监控系统的配置方法进行了详细说明，因此，在本实施例中不再赘述。

尽管为示例目的，已经公开了本发明的优选实施例，本领域的技术人员将意识到各种改进、增加和取代也是可能的，因此，本发明的范围应当不限于上述实施例。

Claims (10)

1.一种监控系统的配置方法，其特征在于，包括：

解析获取到的配置文档，其中，所述配置文档中至少包括以下信息：所有子设备中每个子设备的设备信息、信号量信息、每个子设备与监控系统间的物理链路信息、每个子设备支持的协议帧格式以及协议内容、每个子设备的参数映射信息；

根据所述每个子设备的设备信息以及所述信号量信息生成每个子设备的数据配置文件；

根据所述每个子设备的物理链路信息，统计所述监控系统中每个物理介质挂接的子设备的类型、数量、编号以及物理地址，生成通讯通道配置文件；

根据所述每个子设备支持的协议帧格式以及协议内容，生成每个子设备的轮询命令配置文件；

根据所述每个子设备的参数映射信息，生成每个子设备的子设备参数配置文件。

2.如权利要求1所述的配置方法，其特征在于，所述配置文档通过网络和/或可移动设备获取。

3.如权利要求1或2所述的配置方法，其特征在于，所述信号量至少包括：遥信量、遥测量、遥调量以及遥控量；所述信号量信息至少包括：信号量编号、信号量内存地址相对索引、信号量精度、信号量字节。

4.如权利要求3所述的配置方法，其特征在于，根据所述每个子设备的设备信息以及所述信号量信息生成每个子设备的数据配置文件，包括：

根据每个子设备的编号、所述信号量编号以及所述信号量内存地址相对索引，构建每个子设备的信号量ID；

根据所述每个子设备的信号量ID、所述信号量精度以及所述信号量字节生成所述每个子设备的数据配置文件。

5.如权利要求4所述的配置方法，其特征在于，根据所述每个子设备的参数映射信息，生成每个子设备的子设备参数配置文件之后，还包括：

根据所述数据配置文件、所述通讯通道配置文件、所述轮询命令配置文件以及所述子设备参数配置文件，实现监控系统对子设备的监控管理。

6.如权利要求5所述的配置方法，其特征在于，根据所述数据配置文件、所述通讯通道配置文件、所述轮询命令配置文件以及所述子设备参数配置文件，实现监控系统对子设备的监控管理，包括：

根据所述通讯通道配置文件，确定挂接有子设备的所有物理介质的物理链路，以及所述所有物理介质挂接的所有子设备中每个子设备的物理地址；

根据所述每个子设备的轮询命令配置文件和所述物理地址，向所述每个子设备分别下发符合每个子设备支持的协议帧格式的轮询命令，并收集所述每个子设备反馈的遥信量和/或遥测量；

根据预设子设备的子设备参数配置文件，向所述预设子设备下发命令帧，其中，所述命令帧中至少包括所述预设子设备支持的协议帧格式的遥调量和/或遥控量。

7.如权利要求6所述的配置方法，其特征在于，收集所述每个子设备反馈的遥信量和/或遥测量之后，还包括：

根据所述每个子设备的数据配置文件，确定所述每个子设备反馈的遥信量和/或遥测量的信号量ID；

根据所述信号量ID中信号量内存地址相对索引，将所述每个子设备反馈的遥信量和/或遥测量保存至所述监控系统的内存中。

8.如权利要求1或2所述的配置方法，其特征在于，解析获取到的配置文档之前，还包括：

监测所述监控系统的内存使用率是否达到第一预设阈值；

在所述监控系统的内存使用率未达到第一预设阈值的情况下，解析所述配置文档；

在所述监控系统的内存使用率达到第一预设阈值的情况下，停止解析所述配置文档，并在所述监控系统的内存使用率降低至所述第一预设阈值以下时，继续解析所述配置文档。

9.如权利要求1或2所述的配置方法，其特征在于，解析获取到的配置文档之前，还包括：

监测所述监控系统的剩余存储空间是否小于第二预设阈值；

在所述监控系统的剩余存储空间大于或等于第二预设阈值的情况下，解析所述配置文档；

在所述监控系统的剩余存储空间小于第二预设阈值的情况下，停止解析所述配置文档，并清理所述监控系统的存储空间中存储的冗余文件，在所述监控系统的剩余存储空间大于或等于第二预设阈值时，继续解析所述配置文档。

10.一种计算机设备，至少包括存储器、处理器，所述存储器上存储有计算机程序，其特征在于，所述处理器在执行所述存储器上的计算机程序时实现权利要求1至9中任一项所述方法的步骤。

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