CN113297216A - 航天测控数据实时入库方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种航天测控数据实时入库方法,包括:接收电文数据和文件数据;将所述电文数据和所述文件数据缓存至Kafka消息中间件中得到缓存数据;按照预设的配置信息对所述缓存数据进行解析处理,将解析得到的数据按类型存储至预设的独立缓存中;其中,所述独立缓存是根据数据表中每个字段申请的独立的缓存;在解析处理完毕后,调用数据库接口将独立缓存中存储的数据存储至数据库中,本发明能够实现航天测控数据的实时解析入库,具有入库实时性高、扩展性强和安全性可靠性高的有益效果。
Description
技术领域
本发明涉及数据库处理技术领域,具体涉及一种航天测控数据实时入库方法。
背景技术
随着航天技术的发展,大型航天器的在轨运行时间、测控通信覆盖率、信息传输量、传输频率与以往相比,都有了数量级的增加,这给测控数据的存储带来了空前的挑战。大量的任务数据对于航天器状态的判读、测控资源的管理与调配以及测控任务实施过程中决策分析等都具有重要作用,但许多有用的、可提供决策的历史信息由于入库实时性不高,无法满足日益复杂多样的任务分析需求与数据服务需求。
因此,现有的数据入库系统还存在不能满足实时性要求的技术问题
发明内容
针对现有技术中的问题,本发明提供一种航天测控数据实时入库方法,能够实现航天测控数据的实时解析入库。
为解决上述技术问题,本发明提供以下技术方案:
本发明提供一种航天测控数据实时入库方法,包括:
接收电文数据和文件数据;
将所述电文数据和所述文件数据缓存至Kafka消息中间件中得到缓存数据;
按照预设的配置信息对所述缓存数据进行解析处理,将解析得到的数据按类型存储至预设的独立缓存中;其中,所述独立缓存是根据数据表中每个字段申请的独立的缓存;
在解析处理完毕后,调用数据库接口将独立缓存中存储的数据存储至数据库中。
进一步地,在所述接收电文数据和文件数据之后,还包括:
对所述电文数据和所述文件数据进行封装处理得到封装数据;
将所述封装数据缓存至Kakfa消息中间件中得到缓存数据。
进一步地,在所述接收电文数据和文件数据之前,还包括:
读取电文数据的订阅配置信息和文件数据的订阅配置信息;
根据航天器任务码、目标码信息设定Kafka主题,初始化Kafka连接并启动接收线程和推送Kafka线程。
其中,所述配置信息包括:电文数据的字段结构定义、文件数据的字段结构定义和航天测控参数定义。
其中,所述数据表的字段包括:表名、所属数据库IP、端口、时间约束参数、记录条目约束参数和记录大小约束参数。
其中,所述对所述缓存数据进行解析处理,包括:
根据航天器任务码、目标码信息从相应Kakfa主题中获取缓存数据,按照缓存数据的结构定义,对所述缓存数据进行逐个字段解析处理。
其中,还包括:
将所述电文数据和所述文件数据放入全局消息队列进行缓存。
由上述技术方案可知,本发明提供一种航天测控数据实时入库方法,通过接收电文数据和文件数据;将所述电文数据和所述文件数据缓存至Kafka消息中间件中得到缓存数据;按照预设的配置信息对所述缓存数据进行解析处理,将解析得到的数据按类型存储至预设的独立缓存中;其中,所述独立缓存是根据数据表中每个字段申请的独立的缓存;在解析处理完毕后,调用数据库接口将独立缓存中存储的数据存储至数据库中,能够实现航天测控数据的实时解析入库,具有入库实时性高、扩展性强和安全性可靠性高的有益效果。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术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为本发明实施例中的航天测控数据实时入库方法的第一流程示意图。
图2为本发明实施例中的航天测控数据实时入库方法的第二流程示意图。
图3为本发明实施例中的航天测控数据实时入库方法的第三流程示意图。
图4为本发明实施例中的航天测控数据实时入库方法的全流程示意图。
图5为本发明实施例中的航天测控数据实时入库方法中变更信息表示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,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、完整的描述,显然,所描述的实施例是本发明一部分实施例,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,都属于本发明保护的范围。
本发明提供一种航天测控数据实时入库方法的实施例,参见图1,所述航天测控数据实时入库方法具体包含有如下内容:
S101:接收电文数据和文件数据;
在本步骤中,接收数据预处理、遥测处理、遥控处理、轨道计算等上层应用软件生产的各类电文数据和文件数据,按照数据接收接口的约定,将接收的电文数据和文件数据发送Kafka消息中间件。其中,数据接收的模式按照主从模式运行,集群方式进行部署。进一步地,可依托于航天测控应用软件系统的分布式服务可实现一主多从、多主多从模式变化。
S102:将所述电文数据和所述文件数据缓存至Kafka消息中间件中得到缓存数据;
在本步骤中,接收所述电文数据和所述文件数据。其中,Kafka消息中间件的底层为Kafka消息中间件集群。接收电文数据和文件数据的为生产者,解析电文数据和文件数据的为消费者。
电文及文件数据接收与解析采用Kafka消息中间件进行数据交互,通过设计合理的主题、分区以及生产者、消费者实现多个目标的数据可以互不影响的进行并行接收处理,同时实现多个消费者间的负载均衡。
S103:按照预设的配置信息对所述缓存数据进行解析处理,将解析得到的数据按类型存储至预设的独立缓存中;其中,所述独立缓存是根据数据表中每个字段申请的独立的缓存;
在本步骤中,获取步骤S102中的缓存数据,根据航天器任务码、目标码信息从相应Kakfa主题中获取缓存数据,按照缓存数据的结构定义,对所述缓存数据进行逐个字段解析处理。
其中,针对航天测控数据,多个节点针对同一航天器组建成为一个消费者组,多节点并行消费数据,不会导致重复消费。
本实施中数据表的字段包括:表名、所属数据库IP、端口、时间约束参数、记录条目约束参数和记录大小约束参数。
本实施中配置信息包括:电文数据的字段结构定义、文件数据的字段结构定义和航天测控参数定义。
进一步地,若航天测控参数发生变化时,通过对数据表及数据字段增加时间戳描述的方法,按照绑定最新时间数据表进行入库的原则,实现了自适应多版本参数信息。
S104:在解析处理完毕后,调用数据库接口将独立缓存中存储的数据存储至数据库中。
在本步骤中,从步骤S103中的独立缓存中读取数据进行入库,在进行入库时按照时间约束参数、记录大小约束参数、记录条目约束参数三个动态配置的提交参数对每类数据进行分类别处理提交。
从上述描述可知,本发明实施例提供的航天测控数据实时入库方法,通过接收电文数据和文件数据;将所述电文数据和所述文件数据缓存至Kafka消息中间件中得到缓存数据;按照预设的配置信息对所述缓存数据进行解析处理,将解析得到的数据按类型存储至预设的独立缓存中;其中,所述独立缓存是根据数据表中每个字段申请的独立的缓存;在解析处理完毕后,调用数据库接口将独立缓存中存储的数据存储至数据库中,能够实现航天测控数据的实时解析入库,具有入库实时性高、扩展性强和安全性可靠性高的有益效果。
在本发明的一实施例中,参见图2,所述航天测控数据实时入库方法的步骤S101之前,具体包含有如下内容:
S105:读取电文数据的订阅配置信息和文件数据的订阅配置信息;
S106:根据航天器任务码、目标码信息设定Kafka主题,初始化Kafka连接并启动接收线程和推送Kafka线程。
在本实施中,读取电文订阅配置信息和文件订阅配置信息,初始化Kafka连接;启动电文接收线程和文件通知接收线程,以及启动推送Kafka线程;电文接收线程收到消息后或文件通知接收线程接收到文件通知电文后,放入全局消息队列;推送Kafka线程从全局消息队列中获取数据后,按照接口约定将数据发送至Kafka消息中间件集群,推送Kafka线程从全局消息队列中获取数据后下载相应文件,然后按照接口约定将数据发送至Kafka消息中间件集群。
在本发明的一实施例中,参见图3,所述航天测控数据实时入库方法的步骤S101之后,具体包含有如下内容:
S107:对所述电文数据和所述文件数据进行封装处理得到封装数据;
S108:将所述封装数据缓存至Kafka消息中间件中得到缓存数据。
在本实施例中,电文及文件数据接收与解析采用Kafka消息中间件进行数据交互,通过设计合理的主题、分区以及生产者、消费者实现多个目标的数据可以互不影响的进行并行接收处理,同时实现多个消费者间的负载均衡。
电文及文件接收后进行封装处理,封装包格式如下表所示,直接按该主题“任务码_目标码”发送到Kafka服务器。
设定Kafka的Broker(缓存代理,Kafka集群中的一台或多台服务器统称broker),根据Broker个数,设定Partition(Topic物理上的分组,一个topic可以分为多个partion,每个partion是一个有序的队列。partion中每条消息都会被分配一个有序的Id)个数。
数据定义为Kafka的一个主题(Topic),命名方式为“BS_任务码_目标码”。数据解析处理定义为Kafka的一个消费者组,命名为“Group_任务码_目标码”,订阅主题为“BS_任务码_目标码”的消息,保证同一目标的多个电文处理进程不会重复消费相同的数据,也不会错误消费其他目标的数据。并采用RoundRobin负载均衡策略,同时采用拉取式消费。
为进一步地说明本方案,本发明提供一种航天测控数据实时入库方法的全流程实施例,参见图4,所述航天测控数据实时入库方法具体包含有如下内容:
1、电文数据接收设计:
依托于航天测控应用软件系统的电文传输服务,实现消息数据的订阅接收。
(1)读取电文订阅配置信息,初始化Kafka连接;
(2)启动电文接收线程和推送Kafka线程;
(3)电文接收线程收到消息后,放入全局消息队列;
(4)推送kafka线程从全局消息队列中获取数据,按照接口约定,将数据发送至Kafka消息中间件集群。
2、文件数据下载设计:
依托于航天测控应用软件系统的文件传输服务,实现文件数据的订阅接收和下载。
(1)读取文件订阅配置信息,初始化Kafka连接;
(2)启动文件通知接收线程和推送Kafka线程;
(3)文件通知接收线程接收到文件通知电文后,放入全局消息队列;
(4)推送kafka线程从全局消息队列中获取数据,并下载相应文件,然后按照接口约定,将数据发送至Kafka消息中间件集群。
3、数据解析处理设计:
(1)读取电文及文件字段结构定义以及遥测参数定义的配置信息;
(2)读取数据表信息(包括表名,所属数据库IP,端口,时间约束参数,记录条目约束参数,记录大小约束参数);
(3)根据数据解析处理设计中步骤(1)和步骤(2)的信息绑定数据库中相应的数据表,为每个数据表的每个字段申请独立缓存;
(4)从Kafka消息队列中获取数据,按照数据解析处理设计中步骤(1)中电文及文件字段结构定义以及遥测参数定义信息,对相应数据的每个字段进行解析,解析后的字段数据放入数据解析处理设计中步骤(3)的字段独立缓存中,数据解析完毕后,调用数据库接口,将缓存统一提交数据入库。
4、数据库接口及Kafka主题设计:
电文及文件数据接收模块与通用数据解析处理模块间采用Kafka消息中间件进行数据交互,通过设计合理的主题、分区以及生产者、消费者实现多个目标的数据可以互不影响的进行并行接收处理,同时实现多个消费者间的负载均衡。
(1)根据每个目标的集群配置,设定Kafka的Broker(缓存代理,Kafka集群中的一台或多台服务器统称broker),根据Broker个数,设定Partition(Topic物理上的分组,一个topic可以分为多个partion,每个partion是一个有序的队列。partion中每条消息都会被分配一个有序的Id)个数。
(2)每个目标的数据定义为Kafka的一个主题(Topic),命名方式为“BS_任务码_目标码”。电文及文件接收模块,进行封装处理,直接按该主题“任务码_目标码”发送到Kafka服务器。
(3)每个目标的多个数据解析处理定义为Kafka的一个消费者组,命名为“Group_任务码_目标码”,订阅主题为“BS_任务码_目标码”的消息,保证同一目标的多个电文处理进程不会重复消费相同的数据,也不会错误消费其他目标的数据。并采用RoundRobin负载均衡策略,同时采用拉取式消费。
5、数据字典设计:
(1)数据字典中维护参数版本信息,每次更新数据字典时保留历史版本,直接追加新版本。
(2)增加表变更信息表,存储每次表变更时的更新时间、原表名。新表名等各项信息,如下图5所示。
(3)生成建表语句时,对比版本变化情况,仅对有版本变化的表重新生成表维护命令脚本(包含原表重命名命令,新表建表命令,表变更信息插入命令)。
(4)按时间段进行查询时,首先读取变更信息表,确定所需数据所在的表名,在分别进行数据提取。
从上述描述可知,本发明实施例提供的航天测控数据实时入库方法,入库实时性高。4节点集群,在单条记录长度小于6KB的情况下,数据入库速度可达到15000条/秒。扩展性强。从数据接收、缓存,到数据解析入库,再到数据库存储,均为并行化设计,实现了整个系统性能的可扩展。系统安全性可靠性高。系统任意环节节点掉线均不影响整个系统正常运行,同时将关键环节分离设计,即使在数据库发生故障时也能保证数据的完整性。
本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述,各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可,每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其,对于系统实施例而言,由于其基本相似于方法实施例,所以描述的比较简单,相关之处参见方法实施例的部分说明即可。需要说明的是,在不冲突的情况下,本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。本发明并不局限于任何单一的方面,也不局限于任何单一的实施例,也不局限于这些方面和/或实施例的任意组合和/或置换。而且,可以单独使用本发明的每个方面和/或实施例或者与一个或更多其他方面和/或其实施例结合使用。
最后应说明的是:以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围,其均应涵盖在本发明的权利要求和说明书的范围当中。
Claims (7)
1.一种航天测控数据实时入库方法,其特征在于,包括:
接收电文数据和文件数据;
将所述电文数据和所述文件数据缓存至Kafka消息中间件中得到缓存数据;
按照预设的配置信息对所述缓存数据进行解析处理,将解析得到的数据按类型存储至预设的独立缓存中;其中,所述独立缓存是根据数据表中每个字段申请的独立的缓存;
在解析处理完毕后,调用数据库接口将独立缓存中存储的数据存储至数据库中。
2.根据权利要求1所述的航天测控数据实时入库方法,其特征在于,在所述接收电文数据和文件数据之后,还包括:
对所述电文数据和所述文件数据进行封装处理得到封装数据;
将所述封装数据缓存至Kafka消息中间件中得到缓存数据。
3.根据权利要求1所述的航天测控数据实时入库方法,其特征在于,在所述接收电文数据和文件数据之前,还包括:
读取电文数据的订阅配置信息和文件数据的订阅配置信息;
根据航天器任务码、目标码信息设定Kafka主题,初始化Kafka连接并启动接收线程和推送Kafka线程。
4.根据权利要求1所述的航天测控数据实时入库方法,其特征在于,所述配置信息包括:电文数据的字段结构定义、文件数据的字段结构定义和航天测控参数定义。
5.根据权利要求1所述的航天测控数据实时入库方法,其特征在于,所述数据表的字段包括:表名、所属数据库IP、端口、时间约束参数、记录条目约束参数和记录大小约束参数。
6.根据权利要求1所述的航天测控数据实时入库方法,其特征在于,所述对所述缓存数据进行解析处理,包括:
根据航天器任务码、目标码信息从相应Kakfa主题中获取缓存数据,按照缓存数据的结构定义,对所述缓存数据进行逐个字段解析处理。
7.根据权利要求1所述的航天测控数据实时入库方法,其特征在于,还包括:
将所述电文数据和所述文件数据放入全局消息队列进行缓存。
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