CN111366208A - 基于平台、远传设备、水表间上下层通讯的数据采集方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基于平台、远传设备、水表间上下层通讯的数据采集方法，包括：服务端采集远传集抄设备上线后主动上传的设备编号，以识别该远传集抄设备；服务端主动下发心跳帧信号，对所述远传集抄设备进行心跳检测；所述心跳检测通过后，服务端接收平台的调度命令；服务端将有效的调度命令下发至所述远传集抄设备；待所述远传集抄设备接收调度指令后作出应答后，所述服务端接收应答消息，所述应答消息包括抄表时间、水表编号、水表读数；服务端解析所述应答消息，并向平台提交解析后的数据。本发明对数据采集平台与远传集抄设备的数据传输格式进行了统一，便于业务部门对远传集抄设备及数据的管理。

Description

基于平台、远传设备、水表间上下层通讯的数据采集方法
技术领域
本发明涉及水表数据集抄领域，尤其涉及一种基于平台、远传设备、水表间上下层通讯的数据采集方法。
背景技术
现有技术中，数据采集协议、通讯协议、远传集抄表数据采集平台等均由各远传水表供应商提供，且采集的数据均存入各水表供应商运营的平台中，从而造成远传集抄设备采购、管理平台的应用受制于各远传表厂商，同时给水务公司业务部门的对远传水表的管理带来不便。
发明内容
为了解决现有技术的问题，本发明提供了一种基于平台、远传集抄设备、水表间上下层通讯的数据采集方法，通过定义远传数据采集统一通讯协议，使各厂商的远传集抄设备能按统一的数据传输标准与数据采集平台连接并进行数据通信，实现远传集抄设备数据的统一采集，便于业务部门对远传集抄设备及数据的管理，所述技术方案如下：
一方面，本发明提供了一种基于平台、远传集抄设备、水表间上下层通讯的数据采集方法，其中，所述平台与远传集抄设备之间通过上层通讯协议进行数据交互，包括以下步骤：
服务端采集远传集抄设备上线后主动上传的设备编号，以识别该远传集抄设备；
服务端主动下发心跳帧信号，对所述远传集抄设备进行心跳检测；
所述心跳检测通过后，服务端接收平台的调度命令；
服务端将有效的调度命令下发至所述远传集抄设备；
待所述远传集抄设备接收调度指令后作出应答后，所述服务端接收应答消息，所述应答消息包括抄表时间、水表编号、水表读数；
服务端解析所述应答消息，并向平台提交解析后的数据。
进一步地，所述远传集抄设备接收到有效的调度指令后，所述远传集抄设备将存储器中最新的水表数据返回至服务端，所述水表数据由所述远传集抄设备根据下层通讯协议与水表进行通讯而获取。
进一步地，所述下层通讯协议下的数据采集方法包括：
所述远传集抄设备下发读取表计数据的指令至水表，所述水表根据该指令向所述远传集抄设备返回累计流量、结算日流量、水表状态和阀门状态；及/或
所述远传集抄设备下发读取表计地址的指令至水表，所述水表根据该指令向所述远传集抄设备返回表计地址。
进一步地，所述远传集抄设备接收调度指令后作出应答，应答完毕后继续进行心跳检测，包括：所述远传集抄设备向服务端发送心跳帧信号，并采集所述服务端的回应消息；
心跳检测通过后，服务端接收下一次的平台调度命令。
进一步地，所述服务端接收平台的调度命令后，判断所述调度命令是否有效，若无效，则向所述平台返回错误提示消息，并继续进行下一次心跳检测；若有效，则将有效的调度命令下发至所述远传集抄设备。
进一步地，所述数据采集方法还包括：
服务端向远传集抄设备下发抄指定水表水量指令，所述抄指定水表水量指令包括水表编号；
所述远传集抄设备将所述抄指定水表水量指令转换为对所述水表编号对应的指定水表发出的读取表计数据的指令；
所述远传集抄设备接收指定水表返回的相应的水表数据，并将其发送至服务端。
进一步地，所述数据采集方法还包括：
服务端向远传集抄设备下发开关个别水表阀门指令，所述开关个别水表阀门指令包括水表编号及阀门操作，所述阀门操作包括打开水表阀门或关闭水表阀门；
所述远传集抄设备根据所述开关个别水表阀门指令对所述水表编号对应的水表执行相应的阀门操作；
完成阀门操作后，所述远传集抄设备将结果应答至服务端，应答的消息包括阀门操作及阀门状态。
进一步地，所述服务端同一时间下发开关个别水表阀门指令至远传集抄设备的数量预设有上限；且每个水表操作阀门指令具有预设的时延。
可选地，所述水表为总线式水表或LORA水表。
另一方面，本发明提供了一种基于平台、远传集抄设备、水表间上下层通讯的数据采集系统，其中，所述平台与远传集抄设备之间通过上层通讯协议进行数据交互，包括：
服务端采集远传集抄设备上线后主动上传的设备编号，以识别该远传集抄设备；
服务端主动下发心跳帧信号，对所述远传集抄设备进行心跳检测；
所述心跳检测通过后，服务端接收平台的调度命令；
服务端将有效的调度命令下发至所述远传集抄设备；
待所述远传集抄设备接收调度指令后作出应答后，所述服务端接收应答消息，所述应答消息包括抄表时间、水表编号、水表读数；所述远传集抄设备接收到有效的调度指令后，所述远传集抄设备将存储器中最新的水表数据返回至服务端，所述水表数据由所述远传集抄设备根据下层通讯协议与水表进行通讯而获取；
服务端解析所述应答消息，并向平台提交解析后的数据。
本发明提供的技术方案带来的有益效果如下：通过定义远传数据采集统一通讯协议，使各厂商的远传集抄设备能按统一的数据传输标准与数据采集平台连接并进行数据通信，实现远传集抄设备数据的统一采集，便于业务部门对远传集抄设备及数据的管理。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例提供的平台与远传集抄设备间上层通讯协议下的数据采集方法流程图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，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的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、装置、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其他步骤或单元。
在本发明的一个实施例中，提供了一种基于平台、远传集抄设备、水表间上下层通讯的数据采集方法，通讯的协议内容按设备通讯层次分为二大类：一是远传数据采集平台与远传集抄设备(集中器)之间的通讯协议(以下简称上层通讯协议)，二是集中器与表计之间的通讯协议(以下简称下层通讯协议)。上层通讯协议实现远传数据采集平台与远传集抄设备之间的通讯，其目的是实现数据采集的统一化，从软件层面上实现整个远传集抄设备的集中管理，并实现不同厂家集中器的互换。其中，所述平台与远传集抄设备之间通过上层通讯协议进行数据交互，如图1所示，所述交互过程包括以下步骤：
设备连接成功后，主动向服务器发送设备序列号，以英文半角的“)”开头(16进制的0x29)即可，序列号的建立应注意唯一性。设备通讯波特率可以如下：2400bit/s，校验位：偶，数据位：8，停止位：1。
服务端采集远传集抄设备上线后主动上传的设备编号，以识别该远传集抄设备。具体地，在设备上指定服务器TCP连接地址和端口，设备上线后主动上传设备编号，服务端数据采集平台接收设备编号，识别设备，并将设备状态更新为在线。
服务端主动下发心跳帧信号，对所述远传集抄设备进行心跳检测。具体地，为检测数据采集平台与设备通讯链路是否有效，服务端主动下发16进制的心跳帧AA 55，设备收到后应答16进制的A5。
在本发明的一个实施例中，采用实时集抄水表数据的方式，即所述心跳检测通过后，服务端接收平台的调度命令；
服务端将有效的调度命令下发至所述远传集抄设备，具体地，服务端下发实时集抄指令，设备收到后将存储器中最新的水表数据返回至服务端(水表数据由集中器按下层通讯协议与水表通讯获取)，应答数据中包含了抄表时间，水表编号，水表读数，水表状态等。
待所述远传集抄设备接收调度指令后作出应答后，所述服务端接收应答消息，所述应答消息包括抄表时间、水表编号、水表读数；
服务端解析所述应答消息，并向平台提交解析后的数据。
进一步地，所述远传集抄设备接收到有效的调度指令后，所述远传集抄设备将存储器中最新的水表数据返回至服务端，所述水表数据由所述远传集抄设备根据下层通讯协议与水表进行通讯而获取。所述水表为总线式水表或LORA水表，总线制水表集中器采用透明数据传输，即TCP/IP协议。上位机与集中器之间采用主-从结构的半双工通讯方式，所述下层通讯协议指的是集中器与单个水表芯片之间的通讯协议，当各水表厂家实现了下层通讯协议之后，即可实现X厂家的集中器挂靠Y厂家的水表，并由水表供应商从硬件层面予以实现时钟校时。具体地，所述远传集抄设备与水表间下层通讯协议下的数据采集方法包括：
所述远传集抄设备下发读取表计数据的指令至水表，所述水表根据该指令向所述远传集抄设备返回累计流量、结算日流量、水表状态和阀门状态；及/或
所述远传集抄设备下发读取表计地址的指令至水表，所述水表根据该指令向所述远传集抄设备返回表计地址。
集中器对表计进行抄表时，若遇到故障表计未响应命令，应再次对同一表计发送命令进行抄表，遍数定为6次，若6次表计都未响应命令则集中器判定抄收失败。本协议命令中考虑了一卡多表的运行模式，如一卡一表的模式，则集中器地址和表计地址为同一个编号。
字节格式如下：每字节含8位二进制码，传输时加上一个起始位(0)、一个偶校验位(E)和一个停止位(1)，共11位。其字节传输序列下图。D0是字节的最低位，D7是字节的最高位。先传低位，后传高位。
如图1所示，所述远传集抄设备接收调度指令后作出应答，应答完毕后继续进行心跳检测，包括：所述远传集抄设备向服务端发送心跳帧信号，并采集所述服务端的回应消息；
心跳检测通过后，服务端接收下一次的平台调度命令。
心跳模式设定为服务器发送，DTU或其他设备被动应答的方式。由于行业内无统一标准，暂定为服务器向下发送16进制的AA 55，DTU收到后向上发送A5。(主动上报的物联网水表或集中器上线传完数据就下线，不采用心跳保活机制)。设备连接成功后，主动向服务器发送设备序列号，以英文半角的“)”开头(16进制的0x29)即可，建立具有唯一性的序列号。
进一步地，所述服务端接收平台的调度命令后，判断所述调度命令是否有效，若无效，则向所述平台返回错误提示消息，并继续进行下一次心跳检测；若有效，则将有效的调度命令下发至所述远传集抄设备。
在本发明的一个实施例中，还提供了一种抄个别用户水量的数据采集方法，包括：
服务端向远传集抄设备下发抄指定水表水量指令，所述抄指定水表水量指令包括水表编号；
所述远传集抄设备将所述抄指定水表水量指令转换为对所述水表编号对应的指定水表发出的读取表计数据的指令；
所述远传集抄设备接收指定水表返回的相应的水表数据，并将其发送至服务端，优选地，所述抄个别用户水量的数据格式与实时集抄操作一致。
在本发明的一个实施例中，还提供了一种开关个别水表阀门的数据采集方法，包括：
服务端向远传集抄设备下发开关个别水表阀门指令，所述开关个别水表阀门指令包括水表编号及阀门操作，所述阀门操作包括打开水表阀门或关闭水表阀门；
所述远传集抄设备根据所述开关个别水表阀门指令对所述水表编号对应的水表执行相应的阀门操作；
完成阀门操作后，所述远传集抄设备将结果应答至服务端，应答的消息包括阀门操作及阀门状态。
由于远传表因开关阀门功耗较大，故同时开关阀门的表计数量要有一定的限制，且每个表操作时应该有一定的时延。
另一方面，本发明提供了一种基于平台、远传集抄设备、水表间上下层通讯的数据采集系统，如图1所示，所述平台与远传集抄设备之间通过上层通讯协议进行数据交互，包括：
服务端采集远传集抄设备上线后主动上传的设备编号，以识别该远传集抄设备；
服务端主动下发心跳帧信号，对所述远传集抄设备进行心跳检测；
所述心跳检测通过后，服务端接收平台的调度命令；
服务端将有效的调度命令下发至所述远传集抄设备；
待所述远传集抄设备接收调度指令后作出应答后，所述服务端接收应答消息，所述应答消息包括抄表时间、水表编号、水表读数；所述远传集抄设备接收到有效的调度指令后，所述远传集抄设备将存储器中最新的水表数据返回至服务端，所述水表数据由所述远传集抄设备根据下层通讯协议与水表进行通讯而获取；
服务端解析所述应答消息，并向平台提交解析后的数据。
需要说明的是：本数据采集系统实施例与上述实施例提供的数据采集方法属于同一构思，其具体实现过程详见方法实施例，即上述数据采集方法实施例中的所有特征都可以通过引用的方式引入本数据采集系统实施例。
本发明提供了一种基于平台、远传集抄设备、水表间上下层通讯的数据采集方法及采集系统，硬件部署上可根据实际服务器资源情况，采用集中式部署或分布式部署，使用多线程模型和异步数据传输方式，支持更多设备连接数，并提供更好的网络吞吐性能，降低延迟，节省资源。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，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 (10)

1.一种基于平台、远传集抄设备、水表间上下层通讯的数据采集方法，其特征在于，所述平台与远传集抄设备之间通过上层通讯协议进行数据交互，包括以下步骤：
服务端采集远传集抄设备上线后主动上传的设备编号，以识别该远传集抄设备；
服务端主动下发心跳帧信号，对所述远传集抄设备进行心跳检测；
所述心跳检测通过后，服务端接收平台的调度命令；
服务端将有效的调度命令下发至所述远传集抄设备；
待所述远传集抄设备接收调度指令后作出应答后，所述服务端接收应答消息，所述应答消息包括抄表时间、水表编号、水表读数；
服务端解析所述应答消息，并向平台提交解析后的数据。
2.根据权利要求1所述的数据采集方法，其特征在于，所述远传集抄设备接收到有效的调度指令后，所述远传集抄设备将存储器中最新的水表数据返回至服务端，所述水表数据由所述远传集抄设备根据下层通讯协议与水表进行通讯而获取。
3.根据权利要求2所述的数据采集方法，其特征在于，所述下层通讯协议下的数据采集方法包括：
所述远传集抄设备下发读取表计数据的指令至水表，所述水表根据该指令向所述远传集抄设备返回累计流量、结算日流量、水表状态和阀门状态；及/或
所述远传集抄设备下发读取表计地址的指令至水表，所述水表根据该指令向所述远传集抄设备返回表计地址。
4.根据权利要求1所述的数据采集方法，其特征在于，所述远传集抄设备接收调度指令后作出应答，应答完毕后继续进行心跳检测，包括：所述远传集抄设备向服务端发送心跳帧信号，并采集所述服务端的回应消息；
心跳检测通过后，服务端接收下一次的平台调度命令。
5.根据权利要求1所述的数据采集方法，其特征在于，所述服务端接收平台的调度命令后，判断所述调度命令是否有效，若无效，则向所述平台返回错误提示消息，并继续进行下一次心跳检测；若有效，则将有效的调度命令下发至所述远传集抄设备。
6.根据权利要求2所述的数据采集方法，其特征在于，还包括：
服务端向远传集抄设备下发抄指定水表水量指令，所述抄指定水表水量指令包括水表编号；
所述远传集抄设备将所述抄指定水表水量指令转换为对所述水表编号对应的指定水表发出的读取表计数据的指令；
所述远传集抄设备接收指定水表返回的相应的水表数据，并将其发送至服务端。
7.根据权利要求1所述的数据采集方法，其特征在于，还包括：
服务端向远传集抄设备下发开关个别水表阀门指令，所述开关个别水表阀门指令包括水表编号及阀门操作，所述阀门操作包括打开水表阀门或关闭水表阀门；
所述远传集抄设备根据所述开关个别水表阀门指令对所述水表编号对应的水表执行相应的阀门操作；
完成阀门操作后，所述远传集抄设备将结果应答至服务端，应答的消息包括阀门操作及阀门状态。
8.根据权利要求7所述的数据采集方法，其特征在于，所述服务端同一时间下发开关个别水表阀门指令至远传集抄设备的数量预设有上限；且每个水表操作阀门指令具有预设的时延。
9.根据权利要求1-8中任意一项所述的数据采集方法，其特征在于，所述水表为总线式水表或LORA水表。
10.一种基于平台、远传集抄设备、水表间上下层通讯的数据采集系统，其特征在于，所述平台与远传集抄设备之间通过上层通讯协议进行数据交互，包括：
服务端采集远传集抄设备上线后主动上传的设备编号，以识别该远传集抄设备；
服务端主动下发心跳帧信号，对所述远传集抄设备进行心跳检测；
所述心跳检测通过后，服务端接收平台的调度命令；
服务端将有效的调度命令下发至所述远传集抄设备；
待所述远传集抄设备接收调度指令后作出应答后，所述服务端接收应答消息，所述应答消息包括抄表时间、水表编号、水表读数；所述远传集抄设备接收到有效的调度指令后，所述远传集抄设备将存储器中最新的水表数据返回至服务端，所述水表数据由所述远传集抄设备根据下层通讯协议与水表进行通讯而获取；
服务端解析所述应答消息，并向平台提交解析后的数据。
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