CN112449006A - 一种用于地震台站数据采集器与地震台网中心数据服务器的数据传输方法及计算机与介质 - Google Patents

一种用于地震台站数据采集器与地震台网中心数据服务器的数据传输方法及计算机与介质 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种用于地震台站数据采集器与地震台网中心数据服务器的数据传输方法，包括采集器和注册管理服务器，注册管理服务器管理预设数量的流服务器，数据传输方法包括：采集器向注册管理服务器发送注册包注册，注册管理服务器根据流服务器的负载情况分配连接的台站并根据注册包的注册信息初始化数据传输模式；采集器以初始化的数据传输模式向流服务器发送波形数据包；流服务器通过向采集器发送控制包改变数据传输模式。本数据传输方法解决了地震台站数据采集器与地震台网中心数据服务器之间的数据传输只能进行单向控制，无法进行信息交互以及控制命令单一的问题，提高了系统的预警能力，充分利用资源，降低成本。

Description

一种用于地震台站数据采集器与地震台网中心数据服务器的 数据传输方法及计算机与介质
技术领域
本发明涉及数据传输方法，尤其涉及一种用于地震台站数据采集器与地震台网中心数据服务器的数据传输方法。
背景技术
地震台站用于获取大量连续、准确、可靠的观测数据，为地震学及相关学科的研究提供了基本依据，地震台站的建设一般选择比较偏僻或艰苦的地点，通常为无人值守状态，因此需要通过台站中心远程监测，但目前对地震台站的远程监测功能并不完善。
现有地震台站数据采集器与地震台网中心数据服务器之间的数据传输方式为单向控制，中心数据服务器主要完成以下工作：处理地震动波形，获取该台站数据的关键信息，将多个台站的关键信息进行综合处理，获取地震参数等，但中心数据服务器与采集器之间不能进行交互，且数据包控制命令单一，从而限制了采集器应用于预警的能力，无法充分利用资源，提高了建设成本。
发明内容
为克服现有技术的缺点，本发明目的在于提供一种可进行信息交互、实现实时数据通讯、汇集传输和监控的用于地震台站数据采集器与地震台网中心数据服务器的数据传输方法。
本发明通过以下技术措施实现的，包括采集器和注册管理服务器，所述注册管理服务器管理预设数量的流服务器，所述数据传输方法包括：所述采集器向所述注册管理服务器发送注册包注册，所述注册管理服务器根据所述流服务器的负载情况分配连接的台站并根据注册包的注册信息初始化数据传输模式；所述采集器以初始化的所述数据传输模式向所述流服务器发送波形数据包；所述流服务器通过向采集器发送控制包改变所述数据传输模式。
作为一种优选方式，所述数据传输模式包括连续波形传输模式、触发后传输波形模式以及触发后不传输波形模式。
作为一种优选方式，所述数据传输方法还包括：所述采集器注册成功后，初始化数据传输模式或改变后的所述数据传输模式为连续波形传输模式时，所述采集器向所述流服务器连续发送实时波形数据包，所述流服务器开始接收所述实时波形数据包，且不对所述实时波形数据包进行应答。
作为一种优选方式，所述数据传输方法还包括：所述采集器注册成功后，初始化数据传输模式或改变后的所述数据传输模式为触发后传输波形模式时，进行波形触发检测，在无事件触发时，每间隔预设时间向所述流服务器发送状态信息包；所述采集器检测到事件触发，立即向所述流服务器发送触发信息参数包和触发波形数据包，直至事件触发结束为止，并保持每间隔预设时间向所述流服务器发送所述状态信息包；所述状态信息包在触发前后不中断传输。
作为一种优选方式，所述数据传输方法还包括：所述采集器的触发方式包括阈值触发和时间段触发，所述阈值触发为波形达到触发阈值时触发，所述波形不满足触发阈值停止触发；所述时间段触发为所述采集器在特定时间段内触发；所述流服务器可向所述采集器发送控制包以设定触发阈值参数或设定触发的起止时间。
作为一种优选方式，所述数据传输方法还包括：所述采集器注册成功后，初始化数据传输模式或改变后的所述数据传输模式为触发后不传输波形模式，所述采集器进行波形触发检测，在无事件触发时，每间隔预设时间向所述流服务器发送状态信息包；所述采集器检测到事件触发，立即向流服务器按照预设频率发送触发信息参数包至所述事件触发结束；所述事件触发结束后继续保持每间隔预设时间向所述流服务器发送状态信息包；所述状态信息包在触发前后不中断传输。
作为一种优选方式，所述数据传输方法还包括：所述采集器收到控制包后，发送控制命令应答包给所述流服务器。
作为一种优选方式，所述数据传输方法还包括：所述采集器处于任一数据传输模式时，所述流服务器可主动向所述采集器发送时间段波形数据包申请时间段波形数据。
作为一种优选方式，所述数据传输方法还包括：所述控制包包括传输模式控制包、时间段数据申请包、触发阈值设定控制包、时间段触发控制包、入网控制包、固件升级包、静态配置信息请求包、通用控制命令包；所述控制命令应答包包括通用控制命令应答包、状态信息包、触发信息包、波形数据包。
本发明提供的一种用于地震台站数据采集器与地震台网中心数据服务器的数据传输方法，规定了地震台站数据采集器与地震台网中心数据服务器之间数据传输的连接、注册验证以及数据传输机制，同时制定了控制命令及命令应答的数据包的详细结构，实现了数据采集器与中心数据服务器之间的实时数据通讯、汇集传输和监控，解决了地震台站数据采集器与地震台网中心数据服务器之间的数据传输只能进行单向控制，无法进行信息交互以及控制命令单一的问题，提高了系统的预警能力，充分利用资源，降低成本。
一种用于地震台站数据采集器与地震台网中心数据服务器的数据传输的计算机与介质，包括以上任一所述的一种用于地震台站数据采集器与地震台网中心数据服务器的数据传输方法，该计算机与介质解决了地震台站数据采集器与地震台网中心数据服务器之间的数据传输只能进行单向控制，无法进行信息交互以及控制命令单一的问题，提高了系统的预警能力，充分利用资源，降低成本。
附图说明
图1为本发明实施例的采集器注册流程逻辑图；
图2为本发明实施例的连续波形传输模式流程逻辑图；
图3为本发明实施例的触发后传输波形模式流程逻辑图；
图4为本发明实施例的触发后不传输波形模式流程逻辑图。
具体实施方式
下面结合实施例并对照附图对本发明作进一步详细说明。
一种用于地震台站数据采集器与地震台网中心数据服务器的数据传输方法及计算机与介质，参考图1至图4，包括采集器和注册管理服务器，注册管理服务器管理预设数量的流服务器，该数据传输方法包括：采集器向注册管理服务器发送注册包进行注册，注册管理服务器根据流服务器的负载情况分配连接的台站并根据注册包的注册信息初始化数据传输模式；采集器以初始化的数据传输模式向流服务器发送波形数据包；流服务器通过向采集器发送控制包改变数据传输模式。
该数据传输方法具体为：采集器主动发起与注册管理服务器的连接，连接成功后向注册管理服务器发送注册包注册，连接不成功则2分钟后超时重连；注册管理服务器管理着多个流服务器，并根据各流服务器的负载情况动态智能分配连接的台站，将指定连接的流服务器信息通过注册应答包发送给采集器；采集器根据注册响应包中的信息连接指定的流服务器；注册管理服务器同时把台站的注册信息发送给指定的流服务器，被指定的流服务器将会接收该台站的连接，并根据注册信息初始化数据传输模式；其中，在台站注册成功并收到应答后，应关闭链接并建立节点服务器的链接。
采集器注册成功后，以初始化的数据传输模式向流服务器发送波形数据包，若需要改变采集器的传输模式，则主动向采集器发送传输模式控制包，采集器解析控制命令包后返回控制命令应答包给流服务器，然后根据传输模式控制包的参数改变传输模式。
具体的，采集器首先连接一个固定IP地址的注册管理服务器，注册管理服务器默认监听端口为1973端口。包序号结构如下：
每个交互的数据包都应有包序号，流服务器发送的包序号由流服务器计算产生，采集器发送的包序号由采集器计算产生，其中至少si/Sl、ti/Tl、wc/WC和wt/WT类数据包应采用统一包序号。
采集器产生的数据包的主要包括wc/WC、wt/WT、ws/WS、si/Sl、ti/Tl和SOH类数据包，其数据包结构如表1所示。流服务器端产生的数据包主要包括cc、cr、uc和ur类数据包，其数据包结构如表2所示；各种响应包都返回其所响应命令包的序号；包序号用于实现断点续传。
Figure BDA0002775230580000061
表1：数据采集器产生数据包结构
Figure BDA0002775230580000062
表2：数据流服务器控制命令和应答数据包结构
初始化数据传输模式或收到流服务器发送的传输模式控制包设定数据传输模式为连续波形传输模式时，采集器向流服务器连续发送实时波形数据包，流服务器开始接收实时波形数据包，且不对实时波形数据包进行应答。
初始化数据传输模式或收到流服务器发送的传输模式控制包设定数据传输模式为触发后传输波形模式时，进行波形触发检测，在无事件触发时，每间隔预设时间(如10秒)向流服务器发送状态信息包；采集器检测到事件触发，立即向流服务器发送触发信息参数包和触发波形数据包，直至事件触发结束为止，并保持每间隔预设时间(10秒)向流服务器发送状态信息包；其中，状态信息包在触发前后不中断传输，始终保持间隔10s传输一次。
采集器的触发方式包括阈值触发和时间段触发，阈值触发为波形达到触发阈值时触发，波形不满足触发阈值停止触发；时间段触发为采集器在特定时间段内触发；流服务器可向采集器发送控制包以设定触发阈值参数或设定触发的起止时间。
初始化数据传输模式或收到流服务器发送的传输模式控制包设定数据传输模式为触发后不传输波形模式，采集器进行波形触发检测，在无事件触发时，每间隔预设时间向流服务器发送状态信息包；采集器检测到事件触发，立即向流服务器按照预设频率发送触发信息参数包至事件触发结束；事件触发结束后继续保持每间隔预设时间向流服务器发送状态信息包；状态信息包在触发前后不中断传输。
上述控制包包括传输模式控制包、时间段数据申请包、触发阈值设定控制包、时间段触发控制包、入网控制包、固件升级包、静态配置信息请求包、通用控制命令包；控制命令应答包包括通用控制命令应答包、状态信息包、触发信息包、波形数据包。
本用于地震台站数据采集器与地震台网中心数据服务器的数据传输方法，规定了地震台站数据采集器与地震台网中心数据服务器之间数据传输的连接、注册验证以及数据传输机制，同时制定了控制命令及命令应答的数据包的详细结构，实现了数据采集器与中心数据服务器之间的实时数据通讯、汇集传输和监控，解决了地震台站数据采集器与地震台网中心数据服务器之间的数据传输只能进行单向控制，无法进行信息交互以及控制命令单一的问题，提高了系统的预警能力，充分利用资源，降低成本。
其中，具体到本实施例中，数据采集器(以下简称数采)向流服务器发送的注册包的结构定义如表3所示：
Figure BDA0002775230580000081
Figure BDA0002775230580000091
表3：台站注册信息包的结构定义
注册结果响应包结构定义如表4所示：
Figure BDA0002775230580000092
表4：注册结果响应包结构定义
传输模式控制包结构定义如表5所示：
Figure BDA0002775230580000101
表5：传输模式控制包结构定义
时间段数据申请包结构定义如表6所示：
Figure BDA0002775230580000102
表6：时间段数据申请包结构定义
触发阈值设定控制包结构定义如表7所示：
Figure BDA0002775230580000103
Figure BDA0002775230580000111
表7：触发阈值设定控制包结构定义
时间段触发控制包，用于流服务器反向设定采集器在特定的时间段内触发，结构定义如表8所示：
Figure BDA0002775230580000112
表8：时间段触发控制包结构定义
入网控制包结构定义如表9所示，当新建台网处于测试阶段或仪器故障阶段，为避免这种不能使用的台站数据对数据处理系统的干扰，设定台站数据处于不可用状态；
Figure BDA0002775230580000113
Figure BDA0002775230580000121
表9：入网控制包结构定义
固件升级包结构定义如表10所示，固件升级包主要包括升级时间等。
其中，固件升级可多次应答，应答状态Ox07XY或者0x0000；
0 检查更新
1 检查更新失败
2 不需要更新
3 下载更新文件，Y是下载完成的百分比，1＝10％，10＝100％
4 下载更新文件失败
5 重启系统
6 更新失败
0x0000，更新成功。
Figure BDA0002775230580000122
Figure BDA0002775230580000131
表10固件升级包结构定义
仪器静态配置/状态信息请求包如表11所示，当向数采申请静态配置/状态信息，数采返回通用控制应答包，集中数据区包含json数据结构的静态配置/状态信息。
Figure BDA0002775230580000132
表11静态配置信息请求包结构定义
控制命令应答包结构定义如表12所示。
Figure BDA0002775230580000133
Figure BDA0002775230580000141
表12控制命令应答包结构定义
通用控制命令包结构定义如表13所示。其包含各种型号类型数采都会使用的通用命令。比如数采固件升级，重启，设置采样率，滤波器类型等；数采收到命令后，根据自身配置，检查是否可升级，如可升级，下载固件更新成功后自动重启数采。要求数采在更新时，不能覆盖用户原有的配置。
Figure BDA0002775230580000142
表13通用控制命令包结构定义
通用控制命令应答包结构定义如表14所示：
Figure BDA0002775230580000143
Figure BDA0002775230580000151
表14通用控制命令应答包结构定义
状态信息包结构定义如表15所示：
Figure BDA0002775230580000152
表15状态信息包结构定义
触发信息包结构定义如表16所示：
Figure BDA0002775230580000161
Figure BDA0002775230580000171
表16触发信息包结构定义
波形数据包结构定义见表17，数据包的长度可以是256字节或者512字节，[1000]子块头段中有数据包长度标识。
Figure BDA0002775230580000172
Figure BDA0002775230580000181
Figure BDA0002775230580000191
表17波形数据包结构定义
以上是对本发明一种用于地震台站数据采集器与地震台网中心数据服务器的数据传输方法及计算机与介质进行的阐述，用于帮助理解本发明，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，任何未背离本发明原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种用于地震台站数据采集器与地震台网中心数据服务器的数据传输方法，其特征在于，包括采集器和注册管理服务器，所述注册管理服务器管理预设数量的流服务器，所述数据传输方法包括：所述采集器向所述注册管理服务器发送注册包注册，所述注册管理服务器根据所述流服务器的负载情况分配连接的台站并根据注册包的注册信息初始化数据传输模式；所述采集器以初始化的所述数据传输模式向所述流服务器发送波形数据包；所述流服务器通过向采集器发送控制包改变所述数据传输模式。
2.根据权利要求1所述的一种用于地震台站数据采集器与地震台网中心数据服务器的数据传输方法，其特征在于，所述数据传输模式包括连续波形传输模式、触发后传输波形模式以及触发后不传输波形模式。
3.根据权利要求1所述的一种用于地震台站数据采集器与地震台网中心数据服务器的数据传输方法，其特征在于，所述数据传输方法还包括：所述采集器注册成功后，初始化数据传输模式或改变后的所述数据传输模式为连续波形传输模式时，所述采集器向所述流服务器连续发送实时波形数据包，所述流服务器开始接收所述实时波形数据包，且不对所述实时波形数据包进行应答。
4.根据权利要求1所述的一种用于地震台站数据采集器与地震台网中心数据服务器的数据传输方法，其特征在于，所述数据传输方法还包括：所述采集器注册成功后，初始化数据传输模式或改变后的所述数据传输模式为触发后传输波形模式时，进行波形触发检测，在无事件触发时，每间隔预设时间向所述流服务器发送状态信息包；所述采集器检测到事件触发，立即向所述流服务器发送触发信息参数包和触发波形数据包，直至事件触发结束为止，并保持每间隔预设时间向所述流服务器发送所述状态信息包；所述状态信息包在触发前后不中断传输。
5.根据权利要求4所述的一种用于地震台站数据采集器与地震台网中心数据服务器的数据传输方法，其特征在于，所述数据传输方法还包括：所述采集器的触发方式包括阈值触发和时间段触发，所述阈值触发为波形达到触发阈值时触发，所述波形不满足触发阈值停止触发；所述时间段触发为所述采集器在特定时间段内触发；所述流服务器可向所述采集器发送控制包以设定触发阈值参数或设定触发的起止时间。
6.根据权利要求1所述的一种用于地震台站数据采集器与地震台网中心数据服务器的数据传输方法，其特征在于，所述数据传输方法还包括：所述采集器注册成功后，初始化数据传输模式或改变后的所述数据传输模式为触发后不传输波形模式，所述采集器进行波形触发检测，在无事件触发时，每间隔预设时间向所述流服务器发送状态信息包；所述采集器检测到事件触发，立即向流服务器按照预设频率发送触发信息参数包至所述事件触发结束；所述事件触发结束后继续保持每间隔预设时间向所述流服务器发送状态信息包；所述状态信息包在触发前后不中断传输。
7.根据权利要求1-6任一所述的一种用于地震台站数据采集器与地震台网中心数据服务器的数据传输方法，其特征在于，所述数据传输方法还包括：所述采集器收到控制包后，发送控制命令应答包给所述流服务器。
8.根据权利要求1-6任一所述的一种用于地震台站数据采集器与地震台网中心数据服务器的数据传输方法，其特征在于，所述数据传输方法还包括：所述采集器处于任一数据传输模式时，所述流服务器可主动向所述采集器发送时间段波形数据包申请时间段波形数据。
9.根据权利要求1-6任一所述的一种用于地震台站数据采集器与地震台网中心数据服务器的数据传输方法，其特征在于，所述数据传输方法还包括：所述控制包包括传输模式控制包、时间段数据申请包、触发阈值设定控制包、时间段触发控制包、入网控制包、固件升级包、静态配置信息请求包、通用控制命令包；所述控制命令应答包包括通用控制命令应答包、状态信息包、触发信息包、波形数据包。
10.一种用于地震台站数据采集器与地震台网中心数据服务器的数据传输的计算机与介质，其特征在于，包括权利要求1-9任一所述的一种用于地震台站数据采集器与地震台网中心数据服务器的数据传输方法。
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