CN112910828B - 一种泛在电力物联网终端设备数据统一处理的方法 - Google Patents
一种泛在电力物联网终端设备数据统一处理的方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种泛在电力物联网终端设备数据统一处理的方法，包括如下步骤：A1.多协议解析；A2.判断是否属于被动上传协议，若是，则进行被动上传协议解析，若否，则进行主动上传协议解析；A3.数据冗余过滤；A4.数据加解密；A5.边缘存储，所述步骤A1.多协议解析包括针对被动上传协议的解析方法和针对主动上传协议的解析方法。本发明利用终端设备对数据进行初步处理，充分利用终端设备空闲资源，提高资源利用率，保证采集数据处理的实时性和准确性，系统减少了非业务性功能，增加系统可维护性和扩展性，系统容错能力提升，各厂商数据上传互相隔离，a厂商的数据上传故障不会影响b厂商数据的处理，降低系统故障发生频次。
Description
技术领域
本发明涉及数据处理技术领域，特别涉及一种泛在电力物联网终端设备数据统一处理的方法。
背景技术
泛在电力物联网是一个实现电网基础设施、人员及所在环境识别、感知、互联与控制的网络系统。2019年国家电网公司在两会报告中提出建设世界一流能源互联网企业的重要物质基础是要建设运营好“两网”，分别是“坚强智能电网”和“泛在电力物联网”，泛在电力物联网这个名词首次出现在国家电网公司的两会报告中，成为和坚强智能电网相提并论的重点工作。目前泛在电力物联网系统接入的终端设备超过5亿台(只)，而规划到2030年，接入物联网系统的设备数量将达到20亿台(只)。终端设备数据采集面临‘数据量大’、‘数据增长速度快’、‘数据冗余’、‘设备通信协议不一致’等特点，目前用电系统无法适应不断增长的处理需求，数据处理能力有所不足。
发明内容
本发明的目的在于提供一种泛在电力物联网终端设备数据统一处理的方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种泛在电力物联网终端设备数据统一处理的方法，包括以下步骤：
A1.多协议解析；
A2.判断是否属于被动上传协议，
若是，则进行被动上传协议解析，
若否，则进行主动上传协议解析；
A3.数据冗余过滤；
A4.数据加解密；
A5.边缘存储，
所述步骤A1.多协议解析包括针对被动上传协议的解析方法和针对主动上传协议的解析方法。
所述步骤A4.数据数据加解密，包括如下步骤：
B1.解析接收到的数据，根据数据报文判断数据加密方式；
B2.询问是否使用国密算法SM2进行加密，
若是，则不对数据解密，并结束线程，
若否，则进入步骤B3；
B3.根据报文中加密类型对报文进行解密；
B4.使用国密SM2算法对数据进行加密；
B5.结束线程。
所述针对被动上传协议的解析方法，包括如下步骤：
C1.启动定时管理线程；
C2.加载数据库设备数据到内存链表中；
C3.判断是否需要被动启动数据采集线程，
若是，则被动启动数据采集线程，
若否，则进入步骤C4；
C4.判断是否需要被动启动设备重连线程；
若是，则被动启动设备重连线程，
若否，则进入步骤步骤C5；
C5.线程睡眠，进入步骤C2。
所述步骤C3中的被动启动数据采集线程，包括如下步骤：
D1.被动启动数据采集线程；
D2.读取采集设备信息链表；
D3.尝试对设备发起网络连接；
D4.询问是否连接成功，
若连接成功，则进入步骤D5，
若连接失败，则进入步骤D4-1；
D4-1询问重连次数是否超过配置次数，
若超过，则进入步骤D4-2，
若未超过，则进入步骤D3；
D4-2.将设备连接失败标识更新到采集设备信息链表，
并将设备信息写入到设备重连链表，
进入步骤D2；
D5.将设备连接成功标识更新到采集设备信息链表；
D6.对设备进行数据采集，并对数据进行处理；
D7.询问程序是否正常执行，
若是，则进入步骤D6，
若否，则进入步骤D8；
D8.记录异常日志，将设备信息写入到设备重连链表；
D9.结束线程。
所述C4中的被动启动设备重连线程，包括如下步骤：
E1.被动启动设备重连线程；
E2.读取设备重连信息链表；
E3.尝试对设备发起网络连接；
E4.询问是是否连接成功，
若是，则进入步骤E5，
若否，则进入步骤E2；
E5.将设备连接成功标识更新到采集设备信息链表；
E6.对设备进行数据采集，并对数据进行处理；
E7.询问程序是否正常执行，
若是，则进入步骤E6，
若否，则进入步骤E8；
E8.记录异常日志，将设备信息写入到设备重连链表；
E9.结束线程。
所述针对主动上传协议的解析方法，包括如下步骤：
F1.启动实时监听线程；
F2.加载数据库设备数据到内存采集设备信息链表中；
F3.主动启动设备连接线程；
F4.主动启动数据采集线程；
F5.主动启动设备重连线程；
F6.加载数据库设备数据更新到内存采集设备信息链表中；
F7.线程睡眠，进入步骤F6。
所述步骤F3.主动启动设备连接线程，包括如下步骤：
G1.主动启动设备连接线程；
G2.读取采集设备信息链表；
G3.尝试对设备发起网络连接；
G4.询问是否连接成功，
若是，则进入步骤G5-1，
若否，则进入步骤G6-1；
G5-1.将设备连接成功标识更新到采集设备信息链表，进入步骤G5-2；
G5-2.将连接对象加入到监听队列，进入步骤G2；
G6-1询问重连次数是否超过配置的次数，
若是，则进入步骤G6-2，
若否，则进入步骤G3；
G6-2将设备连接失败标识更新到采集设备信息链表，
再将设备信息写入到设备重连链表，
并进入步骤G2。
所述步骤F4.主动启动数据采集线程，包括如下步骤：
H1.主动启动数据采集线程；
H2.连接对象队列；
H3.对设备上传的数据进行处理；
H4.询问程序是否正常执行，
若是，则进入步骤H2，
若否，则进入步骤H5；
H5.记录异常日志，将设备信息写入到设备重连链表；
H6.结束线程。
所述步骤F5.主动启动设备重连线程，包括如下步骤：
I1.主动启动设备重连线程；
I2.循环读取设备；
I3.尝试读取设备重连信息链表；
I4.尝试对设备发起网络连接；
I5.询问是否连接成功，
若是，则进入步骤I6，
若否则进入步骤I2；
I6.将设备连接成功标识更新到采集设备信息链表；
I7.将连接对象加入到监听队列。
本发明的技术效果和优点：
1、利用终端设备对数据进行初步处理，充分利用终端设备空闲资源，提高资源利用率。
2、系统通过将非核心功能下沉，可以有效缓解系统集群压力，保证采集数据处理的实时性和准确性，系统更专注于数据处理和分析。
3、系统减少了非业务性功能，无需开发附加应用，增加系统可维护性和扩展性。
4、系统容错能力提升，各厂商数据上传互相隔离，a厂商的数据上传故障不会影响b厂商数据的处理，降低系统故障发生频次。
附图说明
为了更清晰地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明中记载的一些实施例，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为本发明一种泛在电力物联网终端设备数据统一处理的方法的流程图；
图2为本发明被动启动数据采集线程的方法的流程图；
图3为本发明被动启动设备重连线程的方法的流程图；
图4为本发明针对被动上传协议的解析方法的流程图；
图5为本发明主动启动设备连接线程的方法的流程图；
图6为本发明主动启动数据采集线程的方法的流程图；
图7为本发明主动启动设备重连线程的方法的流程图；
图8为本发明针对主动上传协议的解析方法的流程图；
图9为本发明数据加解密的方法的流程图。
具体实施方式
本发明提供了如图1所示的一种泛在电力物联网终端设备数据统一处理的方法，包括以下步骤：
A1.多协议解析；
A2.判断是否属于被动上传协议，
若是，则进行被动上传协议解析，
若否，则进行主动上传协议解析；
A3.数据冗余过滤；
A4.数据加解密；
A5.边缘存储，
所述步骤A1.多协议解析包括针对被动上传协议的解析方法和针对主动上传协议的解析方法。
在本发明的一种实施例中，数据冗余过滤采用一棵红黑树结构缓存数据，提高查找速度，将发生变化和新增的数据传输给系统，减少数据冗余和网络负载。
在本发明的一种实施例中，边缘存储终端设备增加嵌入式数据库，用于存放最近n(根据终端设备配置信息动态设定n值)个周期的数据，当系统需要再次采集历史数据时，可以直接读取数据库中缓存的数据，缩短数据采集链路长度，减少边缘设备资源消耗。
被动启动数据采集线程，包括如下步骤：
D1.被动启动数据采集线程；
D2.读取采集设备信息链表；
D3.尝试对设备发起网络连接；
D4.询问是否连接成功，
若连接成功，则进入步骤D5，
若连接失败，则进入步骤D4-1；
D4-1询问重连次数是否超过配置次数，
若超过，则进入步骤D4-2，
若未超过，则进入步骤D3；
D4-2.将设备连接失败标识更新到采集设备信息链表，
并将设备信息写入到设备重连链表，
进入步骤D2；
D5.将设备连接成功标识更新到采集设备信息链表；
D6.对设备进行数据采集，并对数据进行处理；
D7.询问程序是否正常执行，
若是，则进入步骤D6，
若否，则进入步骤D8；
D8.记录异常日志，将设备信息写入到设备重连链表；
D9.结束线程。
被动启动数据采集线程，增加可连接协议种类(解决没有定义主动上传功能的协议，比如modbus)。
被动启动设备重连线程，包括如下步骤：
E1.被动启动设备重连线程；
E2.读取设备重连信息链表；
E3.尝试对设备发起网络连接；
E4.询问是是否连接成功，
若是，则进入步骤E5，
若否，则进入步骤E2；
E5.将设备连接成功标识更新到采集设备信息链表；
E6.对设备进行数据采集，并对数据进行处理；
E7.询问程序是否正常执行，
若是，则进入步骤E6，
若否，则进入步骤E8；
E8.记录异常日志，将设备信息写入到设备重连链表；
E9.结束线程。
被动启动设备重连线程可提高终端设备连接效率。
针对被动上传协议的解析方法，包括如下步骤：
C1.启动定时管理线程；
C2.加载数据库设备数据到内存链表中；
C3.判断是否需要被动启动采集线程，
若是，则被动启动数据采集线程，
若否，则进入步骤C4；
C4.判断是否需要被动启动设备重连线程；
若是，则被动启动设备重连线程，
若否，则进入步骤步骤C5；
C5.线程睡眠，进入步骤C2。
针对被动上传协议的解析方法可提高系统稳定性。
主动启动设备连接线程，包括如下步骤：
G1.主动启动设备连接线程；
G2.读取采集设备信息链表；
G3.尝试对设备发起网络连接；
G4.询问是否连接成功，
若是，则进入步骤G5-1，
若否，则进入步骤G6-1；
G5-1.将设备连接成功标识更新到采集设备信息链表，进入步骤G5-2；
G5-2.将连接对象加入到监听队列，进入步骤G2；
G6-1询问重连次数是否超过配置的次数，
若是，则进入步骤G6-2，
若否，则进入步骤G3；
G6-2将设备连接失败标识更新到采集设备信息链表，
再将设备信息写入到设备重连链表，
并进入步骤G2。
主动启动设备连接线程可提高系统资源利用率。
主动启动数据采集线程，包括如下步骤：
H1.主动启动数据采集线程；
H2.连接对象队列；
H3.对设备上传的数据进行处理；
H4.询问程序是否正常执行，
若是，则进入步骤H2，
若否，则进入步骤H5；
H5.记录异常日志，将设备信息写入到设备重连链表；
H6.结束线程。
主动启动数据采集线程可提高数据采集成功率。
主动启动设备重连线程，包括如下步骤：
I1.主动启动设备重连线程；
I2.循环读取设备；
I3.尝试读取设备重连信息链表；
I4.尝试对设备发起网络连接；
I5.询问是否连接成功，
若是，则进入步骤I6，
若否则进入步骤I2；
I6.将设备连接成功标识更新到采集设备信息链表；
I7.将连接对象加入到监听队列。
主动启动设备重连线程可提高终端设备连接效率。
针对主动上传协议的解析方法，包括如下步骤：
F1.启动实时监听线程；
F2.加载数据库设备数据到内存采集设备信息链表中；
F3.主动启动设备连接线程；
F4.主动启动数据采集线程；
F5.主动启动设备重连线程；
F6.加载数据库设备数据更新到内存采集设备信息链表中；
F7.线程睡眠，进入步骤F6。
针对主动上传协议的解析方法可提高系统稳定性。
数据加解密，包括如下步骤：
B1.解析接收到的数据，根据数据报文判断数据加密方式；
B2.询问是否使用国密算法SM2进行加密，
若是，则不对数据解密，并结束线程，
若否，则进入步骤B3；
B3.根据报文中加密类型对报文进行解密；
B4.使用国密SM2算法对数据进行加密；
B5.结束线程。
数据加解密针对不同加密数据进行分类判断，对不符合要求的加密算法进行解密操作，通过使用统一的加密算法(国密算法)将数据重新加密后传输，对于符合要求的加密算法，直接将数据透传。数据加解密可简化上层系统接口程序，更加符合安全标准。
综上，本发明利用终端设备对数据进行初步处理，充分利用终端设备空闲资源，提高资源利用率。系统通过将非核心功能下沉，可以有效缓解系统集群压力，保证采集数据处理的实时性和准确性，系统更专注于数据处理和分析。系统减少了非业务性功能，无需开发附加应用，增加系统可维护性和扩展性。系统容错能力提升，各厂商数据上传互相隔离，a厂商的数据上传故障不会影响b厂商数据的处理，降低系统故障发生频次。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换,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)
1.一种泛在电力物联网终端设备数据统一处理的方法，其特征在于，包括以下步骤：
A1.多协议解析；
A2.判断是否属于被动上传协议，
若是，则进行被动上传协议解析，
若否，则进行主动上传协议解析；
A3.数据冗余过滤；
A4.数据加解密；
A5.边缘存储，
所述步骤A1.多协议解析包括针对被动上传协议的解析方法和针对主动上传协议的解析方法；
所述步骤A4.数据加解密，包括如下步骤：
B1.解析接收到的数据，根据数据报文判断数据加密方式；
B2.询问是否使用国密算法SM2进行加密，
若是，则不对数据解密，并结束线程，
若否，则进入步骤B3；
B3.根据报文中加密类型对报文进行解密；
B4.使用国密SM2算法对数据进行加密；
B5.结束线程。
2.根据权利要求1所述的一种泛在电力物联网终端设备数据统一处理的方法，其特征在于，所述针对被动上传协议的解析方法，包括如下步骤：
C1.启动定时管理线程；
C2.加载数据库设备数据到内存链表中；
C3.判断是否需要被动启动数据采集线程，
若是，则被动启动数据采集线程，
若否，则进入步骤C4；
C4.判断是否需要被动启动设备重连线程；
若是，则被动启动设备重连线程，
若否，则进入步骤步骤C5；
C5.线程睡眠，进入步骤C2。
3.根据权利要求2所述的一种泛在电力物联网终端设备数据统一处理的方法，其特征在于，所述步骤C3中的被动启动数据采集线程，包括如下步骤：
D1.被动启动数据采集线程；
D2.读取采集设备信息链表；
D3.尝试对设备发起网络连接；
D4.询问是否连接成功，
若连接成功，则进入步骤D5，
若连接失败，则进入步骤D4-1；
D4-1询问重连次数是否超过配置次数，
若超过，则进入步骤D4-2，
若未超过，则进入步骤D3；
D4-2.将设备连接失败标识更新到采集设备信息链表，
并将设备信息写入到设备重连链表，
进入步骤D2；
D5.将设备连接成功标识更新到采集设备信息链表；
D6.对设备进行数据采集，并对数据进行处理；
D7.询问程序是否正常执行，
若是，则进入步骤D6，
若否，则进入步骤D8；
D8.记录异常日志，将设备信息写入到设备重连链表；
D9.结束线程。
4.根据权利要求3所述的一种泛在电力物联网终端设备数据统一处理的方法，其特征在于，所述C4中的被动启动设备重连线程，包括如下步骤：
E1.被动启动设备重连线程；
E2.读取设备重连信息链表；
E3.尝试对设备发起网络连接；
E4.询问是是否连接成功，
若是，则进入步骤E5，
若否，则进入步骤E2；
E5.将设备连接成功标识更新到采集设备信息链表；
E6.对设备进行数据采集，并对数据进行处理；
E7.询问程序是否正常执行，
若是，则进入步骤E6，
若否，则进入步骤E8；
E8.记录异常日志，将设备信息写入到设备重连链表；
E9.结束线程。
5.根据权利要求1所述的一种泛在电力物联网终端设备数据统一处理的方法，其特征在于，所述针对主动上传协议的解析方法，包括如下步骤：
F1.启动实时监听线程；
F2.加载数据库设备数据到内存采集设备信息链表中；
F3.主动启动设备连接线程；
F4.主动启动数据采集线程；
F5.主动启动设备重连线程；
F6.加载数据库设备数据更新到内存采集设备信息链表中；
F7.线程睡眠，进入步骤F6。
6.根据权利要求5所述的一种泛在电力物联网终端设备数据统一处理的方法，其特征在于，所述步骤F3.主动启动设备连接线程，包括如下步骤：
G1.主动启动设备连接线程；
G2.读取采集设备信息链表；
G3.尝试对设备发起网络连接；
G4.询问是否连接成功，
若是，则进入步骤G5-1，
若否，则进入步骤G6-1；
G5-1.将设备连接成功标识更新到采集设备信息链表，进入步骤G5-2；
G5-2.将连接对象加入到监听队列，进入步骤G2；G6-1询问重连次数是否超过配置的次数，
若是，则进入步骤G6-2，
若否，则进入步骤G3；
G6-2将设备连接失败标识更新到采集设备信息链表，
再将设备信息写入到设备重连链表，
并进入步骤G2。
7.根据权利要求6所述的一种泛在电力物联网终端设备数据统一处理的方法，其特征在于，所述步骤F4.主动启动数据采集线程，包括如下步骤：
H1.主动启动数据采集线程；
H2.连接对象队列；
H3.对设备上传的数据进行处理；
H4.询问程序是否正常执行，
若是，则进入步骤H2，
若否，则进入步骤H5；
H5.记录异常日志，将设备信息写入到设备重连链表；
H6.结束线程。
8.根据权利要求6所述的一种泛在电力物联网终端设备数据统一处理的方法，其特征在于，所述步骤F5.主动启动设备重连线程，包括如下步骤：
I1.主动启动设备重连线程；
I2.循环读取设备；
I3.尝试读取设备重连信息链表；
I4.尝试对设备发起网络连接；
I5.询问是否连接成功，
若是，则进入步骤I6，
若否则进入步骤I2；
I6.将设备连接成功标识更新到采集设备信息链表；
I7.将连接对象加入到监听队列。
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| CN201911224063.4A CN112910828B (zh) | 2019-12-04 | 2019-12-04 | 一种泛在电力物联网终端设备数据统一处理的方法 |
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| CN201911224063.4A CN112910828B (zh) | 2019-12-04 | 2019-12-04 | 一种泛在电力物联网终端设备数据统一处理的方法 |
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| CN112910828A CN112910828A (zh) | 2021-06-04 |
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|---|---|---|---|
| CN201911224063.4A Active CN112910828B (zh) | 2019-12-04 | 2019-12-04 | 一种泛在电力物联网终端设备数据统一处理的方法 |
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Legal Events
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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