CN111176171A - 一种基于分布式云架构的楼宇物联网数据采集装置 - Google Patents

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常晓敏
邹智祥
马乾隆
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Abstract

本发明涉及一种基于分布式云架构的楼宇物联网数据采集装置，包括云端楼宇数据传输服务系统与本地数据采集系统。本地数据采集系统中的任务模块与设置于楼宇的各个采集子系统进行通讯连接，并将采集的数据存储于本地数据库；各个采集子系统为设于楼宇内至少一个监控对象的监测装置；任务模块通过数据接口驱动方式获取各个采集子系统的数据；云端楼宇数据传输服务系统包括云端采集连接服务和云端采集数据服务；云端采集连接服务为实现云端与本地数据采集系统的实际连接；本发明能够对于智能楼宇设备的各种标准接口和非标准接口都能够实现各应用系统的信息的转换和实时传送。

Description

一种基于分布式云架构的楼宇物联网数据采集装置
技术领域
本发明涉及到一种数据采集装置，用于解决楼宇物联网应用过程中的协议转换、数据采集、处理和传输等技术问题，属楼宇物联网中的底层应用工具，具体涉及一种基于分布式云架构的楼宇物联网数据采集装置。
背景技术
楼宇物联网是将楼宇智能化设备运行信息的交汇与处理的中心。系统需要对汇集的各类信息进行分析、处理和判断，对各楼宇设备进行分布式监控和管理，使各子系统和设备始终处于有条不紊、协调一致的高效、经济的状态下运行，最大限度地节省能耗和日常运行管理的各项费用，保证各系统能得到充分、高效、可靠的运行。目前物联网、互联网已经融入了整个社会，云计算、数据也成为了社会热点，同样也应用在智能化的楼宇方面。
在智能化楼主领域，其中数据采集装置是保障楼宇物联网的数据基础，目前由于楼宇设备纷繁复杂、各设备的品牌也琳琅满目，设备提供的数据缺乏统一的接口和标准的协议，本发明的基于分布式云架构的数据采集器兼容了大部分的楼宇设备，实现了数据的采集和转换，为楼宇物联网的应用提供了数据基础。
发明内容
1.所要解决的技术问题：
针对上述技术问题，本发明提出一种基于分布式云架构的楼宇物联网数据采集装置，能够兼容了大部分的楼宇设备，实现了数据的采集和转换，为楼宇物联网的应用提供了数据基础。
2.技术方案：
一种基于分布式云架构的楼宇物联网数据采集装置，其特征在于：包括云端楼宇数据传输服务系统与本地数据采集系统。
所述本地数据采集系统中的任务模块与设置于楼宇的各个采集子系统进行通讯连接，并将采集的数据存储于本地数据库；所述各个采集子系统为设于楼宇内至少一个监控对象的监测装置；所述任务模块通过数据接口驱动方式获取各个采集子系统的数据；所述任务模块设有4路或以上RS485口、2路及以上以太网口，能够实现对232、485、以太网TCP的通讯方式的驱动支持；所述本地数据采集系统还包括管理模块；所述管理模块用于管理各个子系统的相应进程；进程包括：异常自启动、进程守护以及相应的调度功能；所述本地数据采集系统还包括临时数据库；所述临时数据库用于采集数据的临时存储，并支持断点续传。
所述云端楼宇数据传输服务系统包括云端采集连接服务和云端采集数据服务；所述云端采集连接服务为实现云端与本地数据采集系统的实际连接；所述云端采集连接服务将云端开放给每个本地数据采集系统唯一入口；所述云端采集数据服务用于与已连接的本地数据采集系统进行数据交互，包括指令下发、消息应答和采集数据的收集。
进一步地，所述本地数据采集系统中的任务模块根据预设的项目部署相应的采集子系统；每一采集子系统针对预设的项目下的某一个目标系统的数据进行采集并将采集的数据传输至云端采集数据服务，同时该采集子系统也能够接受云端采集数据服务下发的功能指令；所述功能指令包括更新采集配置指令和采集点位控制指令；进而完成相应动作并给予反馈应答；每个本地采集子系统分配唯一的工作编号，所述工作编号与采集子系统位于对应的项目ID下的对应的目标系统ID形成一一对应关系。
进一步地，云端采集数据服务通过云端数据上传通道将本地数据采集系统采集的数据传递给云端存储服务模块；所述云端数据上传通道分为历史数据通道和实时数据通道；云端存储服务模块将从通道中收集到的采集数据最终存储到云端采集数据库中。
进一步地，云端采集数据服务通过云端命令下发通道接收云端应用服务下发的指令，指令包括采集配置下发指令和控制指令；并进而下发至本地数据采集系统执行，并在本地数据采集系统执行完成且收到本地数据采集系统的应答后通过云端命令应答通道反馈给予云端应用服务。
3.有益效果：
（1）本发明能够对于智能楼宇设备的各种标准接口（OPC、BACnet、LonWorks、ODBC、RS485/422/232、ModBus等）和非标准接口都能够实现各应用系统的信息的转换和实时传送。
本发明的基于分布式云架构的楼宇物联网数据采集器主要功能包括：
（2）本发明能够同时支持本地采集工作模式和云端采集工作模式。对于云端采集：即支持云端单体项目的实施也支持云端综合项目的实施。
（3）本发明的控制架构集成合理有效，能够支持前端控制指令的执行与应答并在设计上考虑指令执行的时序问题。
（4）本发明能够支持采集数据断点续传。
（5）本发明通过云端的数据通道的设定屏蔽前端服务对采集配置信息逻辑结构的理解。
（6）与前端服务通讯选取合理高效的消息中间件，保证数据信息传递的完整性和快捷性。
（7）本发明具备本地结构的可扩展性：云端采集服务和本地采集进程具有松耦性，联系两者的仅是云端本地采集通讯协议。
附图说明
图1为本发明中本地数据采集系统的框架图；
图2为本发明中的云端楼宇数据传输服务系统的框架图；
图3为具体实施例的流程图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明进行具体的说明。
如附图1、2所示，一种基于分布式云架构的楼宇物联网数据采集装置，其特征在于：包括云端楼宇数据传输服务系统与本地数据采集系统。
所述本地数据采集系统中的任务模块与设置于楼宇的各个采集子系统进行通讯连接，并将采集的数据存储于本地数据库；所述各个采集子系统为设于楼宇内至少一个监控对象的监测装置；所述任务模块通过数据接口驱动方式获取各个采集子系统的数据；所述任务模块设有4路或以上RS485口、2路及以上以太网口，能够实现对232、485、以太网TCP的通讯方式的驱动支持；所述本地数据采集系统还包括管理模块；所述管理模块用于管理各个子系统的相应进程；进程包括：异常自启动、进程守护以及相应的调度功能；所述本地数据采集系统还包括临时数据库；所述临时数据库用于采集数据的临时存储，并支持断点续传。
所述云端楼宇数据传输服务系统包括云端采集连接服务和云端采集数据服务；所述云端采集连接服务为实现云端与本地数据采集系统的实际连接；所述云端采集连接服务将云端开放给每个本地数据采集系统唯一入口；所述云端采集数据服务用于与已连接的本地数据采集系统进行数据交互，包括指令下发、消息应答和采集数据的收集。
进一步地，所述本地数据采集系统中的任务模块根据预设的项目部署相应的采集子系统；每一采集子系统针对预设的项目下的某一个目标系统的数据进行采集并将采集的数据传输至云端采集数据服务，同时该采集子系统也能够接受云端采集数据服务下发的功能指令；所述功能指令包括更新采集配置指令和采集点位控制指令；进而完成相应动作并给予反馈应答；每个本地采集子系统分配唯一的工作编号，所述工作编号与采集子系统位于对应的项目ID下的对应的目标系统ID形成一一对应关系。
进一步地，云端采集数据服务通过云端数据上传通道将本地数据采集系统采集的数据传递给云端存储服务模块；所述云端数据上传通道分为历史数据通道和实时数据通道；云端存储服务模块将从通道中收集到的采集数据最终存储到云端采集数据库中。
进一步地，云端采集数据服务通过云端命令下发通道接收云端应用服务下发的指令，指令包括采集配置下发指令和控制指令；并进而下发至本地数据采集系统执行，并在本地数据采集系统执行完成且收到本地数据采集系统的应答后通过云端命令应答通道反馈给予云端应用服务。
具体实施例：
云端采集数据服务在云端作为本地数据采集系统和云端应用服务的之间的信息中转服务首先运行，相应的云端存储服务也随之运行。 如附图3所示。
本地数据采集系统部署在本地，并人为对每个采集子系统进行配置，指明该采集子系统的采集目标即当前项目的某一个子系统。采集子系统配置完成并启动运行后会根据配置信息主动连接至云端，由云端采集连接服务(负载均衡)，为其分配一个对应的云端采集数据服务与之实际连接（如附图2所示），该连接建立完毕后采集器开始工作。采集系统在工作中可能出现因某种原因和云端采集数据服务失去连接的情况，一旦该情况发生采集系统可通过某种机制重启或尝试以一定间隔向云端请求重连，云端连接服务再次收到该信息后重新为其分配相应的云端采集代理服务与之连接，从而恢复正常工作。
云端应用服务将采集配置信息通过命令下发通道传递至云端采集数据服务，云端采集数据服务又将该信息下发给本地采集系统开始进行数据采集。本地采集系统完成采集配置更新后，会以应答消息的形式反馈给云端采集数据服务。
云端数据采集服务又将该消息通过命令应答通道传递给云端应用服务。
本地采集系统的数据采集是一个循环持续往复的过程，但将以一定的时间间隔(如5分钟)将采集数据传递给云端采集数据服务，云端采集数据服务又将采集数据通过历史数据通道传递给云端存储模块。
云端存储模块负责将采集的数据存储至云端采集数据库中。
云端应用可以从云端采集数据库中获得采集的历史数据。
如需要对设备进行控制，云端应用服务可通过命令下发通道将控制指令信息传递给云端采集数据服务，云端采集数据服务进而将该指令信息下发给本地采集器，本地采集器完成对设备的控制后将结果状态以消息的形式反馈给云端采集数据服务，云端采集数据服务又将该消息通过命令应答通道传递给云端应用服务。
云端应用服务和云端采集数据服务之间的消息传递均为异步方式。
虽然本发明已以较佳实施例公开如上，但它们并不是用来限定本发明的，任何熟习此技艺者，在不脱离本发明之精神和范围内，自当可作各种变化或润饰，因此本发明的保护范围应当以本申请的权利要求保护范围所界定的为准。

Claims (4)

1.一种基于分布式云架构的楼宇物联网数据采集装置，其特征在于：包括云端楼宇数据传输服务系统与本地数据采集系统；
所述本地数据采集系统中的任务模块与设置于楼宇的各个采集子系统进行通讯连接，并将采集的数据存储于本地数据库；所述各个采集子系统为设于楼宇内至少一个监控对象的监测装置；所述任务模块通过数据接口驱动方式获取各个采集子系统的数据；所述任务模块设有4路或以上RS485口、2路及以上以太网口，能够实现对232、485、以太网TCP的通讯方式的驱动支持；所述本地数据采集系统还包括管理模块；所述管理模块用于管理各个子系统的相应进程；进程包括：异常自启动、进程守护以及相应的调度功能；所述本地数据采集系统还包括临时数据库；所述临时数据库用于采集数据的临时存储，并支持断点续传；
所述云端楼宇数据传输服务系统包括云端采集连接服务和云端采集数据服务；所述云端采集连接服务为实现云端与本地数据采集系统的实际连接；所述云端采集连接服务将云端开放给每个本地数据采集系统唯一入口；所述云端采集数据服务用于与已连接的本地数据采集系统进行数据交互，包括指令下发、消息应答和采集数据的收集。
2.根据权利要求1所述的一种基于分布式云架构的楼宇物联网数据采集装置，其特征在于：所述本地数据采集系统中的任务模块根据预设的项目部署相应的采集子系统；每一采集子系统针对预设的项目下的某一个目标系统的数据进行采集并将采集的数据传输至云端采集数据服务，同时该采集子系统也能够接受云端采集数据服务下发的功能指令；所述功能指令包括更新采集配置指令和采集点位控制指令；进而完成相应动作并给予反馈应答；每个本地采集子系统分配唯一的工作编号，所述工作编号与采集子系统位于对应的项目ID下的对应的目标系统ID形成一一对应关系。
3.根据权利要求1所述的一种基于分布式云架构的楼宇物联网数据采集装置，其特征在于：云端采集数据服务通过云端数据上传通道将本地数据采集系统采集的数据传递给云端存储服务模块；所述云端数据上传通道分为历史数据通道和实时数据通道；云端存储服务模块将从通道中收集到的采集数据最终存储到云端采集数据库中。
4.根据权利要求1所述的一种基于分布式云架构的楼宇物联网数据采集装置，其特征在于：云端采集数据服务通过云端命令下发通道接收云端应用服务下发的指令，指令包括采集配置下发指令和控制指令；并进而下发至本地数据采集系统执行，并在本地数据采集系统执行完成且收到本地数据采集系统的应答后通过云端命令应答通道反馈给予云端应用服务。
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