CN113596625A - 消息队列遥测传输协议的电能表数据传输方法和装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种消息队列遥测传输协议的电能表数据传输方法和装置，涉及电能表数据采集的技术领域，包括，获取采集参数，并根据采集参数对采集脚本进行设置，其中，采集参数包括采集对象、采集周期、上传周期和上传渠道；基于消息队列遥测传输协议配置采集信息网络；根据采集脚本对电能表中已设置的数据对象进行采集；对从电能表接收的采集数据进行预处理；将预处理后的待发数据发送至上位机，解决了什么技术问题，解决数据交互困难的问题。

Description

消息队列遥测传输协议的电能表数据传输方法和装置
技术领域
本发明涉及电能表数据采集技术领域，尤其是涉及一种消息队列遥测传输协议的电能表数据传输方法和装置。
背景技术
电能是日常生活、工业生产无法离开的能源之一。为了更好的利用电能，智能化的自动采集传输方案目前已经逐渐推广开来。工厂、写字楼等园区为了更好监控电能数据，提高园区内电能供给质量，也需要更好的采集传输方案。
当前的电能表数据采集和传输方案中，采集器自身的采集脚本更新难、还存在与电能表、主站的数据交互难、链路泄露风险大等方面问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种消息队列遥测传输协议的电能表数据传输方法和装置，通过消息队列遥测传输协议从电能表中采集数据，以缓解了数据交互困难的技术问题。
第一方面，本发明实施例提供了一种消息队列遥测传输协议的电能表数据传输方法，应用于采集器，所述方法包括：
获取采集参数，并根据所述采集参数对采集脚本进行设置，其中，所述采集参数包括采集对象、采集周期、上传周期和上传渠道；
基于消息队列遥测传输协议配置采集信息网络；
根据所述采集脚本对电能表中已设置的数据对象进行采集；
对从所述电能表接收的采集数据进行预处理；
将预处理后的待发数据发送至上位机。
结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第一种可能的实施方式，其中，对从所述电能表接收的采集数据进行预处理的步骤，包括：
接收所述电能表发送的业务数据；
对所述业务数据进行进制解析，得到解析数据；
按照所述解析数据的参数类型，将所述解析数据调整为待发数据，其中，所述待发数据为JSON格式。
结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第二种可能的实施方式，其中，按照所述解析数据的参数类型，将所述解析数据调整为待发数据的步骤，包括：
按照字节将解析数据进行排序，划分出每个参数区间数据，其中，所述参数区间数据用于表征用电业务参数；
将每个所述参数区间数据调整为待发数据。
结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第三种可能的实施方式，其中，将预处理后的待发数据发送至上位机的步骤，包括：
按照所述上传周期，通过无线网络将所述待发数据发送至上位机。
结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第四种可能的实施方式，其中，基于消息队列遥测传输协议配置采集信息网络的步骤，包括：
基于消息队列遥测传输协议，设置为采集信息网络的采集端和接收端。
结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第五种可能的实施方式，其中，所述方法还包括：
通过数据传输单元从数据传输服务器获取采集脚本并更新。
结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第六种可能的实施方式，其中，所述方法还包括：
设置消息队列遥测传输服务器订阅的数据库接收消息。
第二方面，本发明实施例还提供一种消息队列遥测传输协议的电能表数据传输装置，所述装置包括：
设置模块，获取采集参数，并根据所述采集参数对采集脚本进行设置，其中，所述采集参数包括采集对象、采集周期、上传周期和上传渠道；
配置模块，基于消息队列遥测传输协议配置采集信息网络；
采集模块，根据所述采集脚本对电能表中已设置的数据对象进行采集；
预处理模块，对从所述电能表接收的采集数据进行预处理；
传输模块，将预处理后的待发数据发送至上位机。
第三方面，实施例提供一种电子设备，包括存储器、处理器，所述存储器中存储有可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述前述实施方式任一项所述的方法的步骤。
第四方面，实施例提供一种机器可读存储介质，所述机器可读存储介质存储有机器可执行指令，所述机器可执行指令在被处理器调用和执行时，机器可执行指令促使处理器实现前述实施方式任一项所述的方法的步骤。
本发明实施例带来了一种消息队列遥测传输协议的电能表数据传输方法和装置，依据上位机发送的采集脚本进行配置，并通过消息队列遥测传输协议从电能表中采集数据，并对采集数据进行预处理，解决数据交互困难的问题。
本发明的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点在说明书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式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方式，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为本发明实施例提供的一种消息队列遥测传输协议的电能表数据传输方法流程图；
图2为本发明实施例提供的一种消息队列遥测传输协议的电能表数据传输的应用场景示意图；
图3为本发明实施例提供的一种消息队列遥测传输协议的电能表数据传输装置的功能模块示意图；
图4为本发明实施例提供的电子设备的硬件架构示意图。
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，下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，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。
目前的电表信息采集网络主要有多功能电能表、采集器、主站三个节点。其中采集器与电能表链接的线路主要依靠RS485线，而采集器与主站链接一般依靠无线或者以太方式进行。电能表一般采用单片机STM32等设备作为控制器，采集器通常带有STM32、PLC等控制模块，且具有通信模块。主站上位机为人机交互端，作为指令下发的初始段。
经发明人研究发现，目前的电能表数据采集及传输方法主要有以下问题：
1、采用PLC控制模块进行采集，采集器的占据空间太大。
2、由于电能表涉及多设备厂家、多协议，因此采集器与电能表的数据交互较为不便。
3、由于解析程序定制化开发复杂，采集器自身的采集脚本更新较为困难。
4、由于采集器与主站多为双向通信，进而增大了通信链路风险。
基于此，本发明实施例提供的一种消息队列遥测传输协议的电能表数据传输方法和装置，通过消息队列遥测传输协议从电能表中采集数据，以缓解了数据交互困难的技术问题。
为便于对本实施例进行理解，首先对本发明实施例所公开的一种消息队列遥测传输协议的电能表数据传输方法进行详细介绍，该方法通信稳定、便于交互、具有普适性，能够应用于普通商业、工厂园区等场景。
图1为本发明实施例提供一种消息队列遥测传输协议的电能表数据传输方法流程图，该方法应用于采集器。
参照图1，该方法包括：
步骤S102，获取采集参数，并根据采集参数对采集脚本进行设置，其中，采集参数包括采集对象、采集周期、上传周期和上传渠道。
需要说明的是，该采集脚本的部署有两种方式：上位机编译脚本，再实体烧录至采集器；或者，上位机编译脚本，通过远程方式下发，部署进采集器。其中，上位机即主站或远程控制端，一般为方便与操作人员进行交互的具有可视化界面的计算机。本发明实施例施例的上位机中可装载Windows系统，并且与互联网联通。通过该计算机下发设置编写好的采集脚本程序。另外如果此脚本程序如果由C语言等高级程序语言编写，上位机将该采集脚本编译为采集器可执行语言。
可以理解的是，此处可通过采集器读取采集参数后，自动实现对采集脚本的相应代码功能的设置或修改，也可采用人工通过采集参数对采集脚本进行相应修改。
步骤S104，基于消息队列遥测传输协议配置采集信息网络。
步骤S106，根据采集脚本对电能表中已设置的数据对象进行采集。
其中，采集器根据脚本程序发出采集信号，依据该采集信号对电能表中的已设置的数据对象进行采集，该采集器通过MODBUS通信协议进行通信访问，并接收从RS485通讯方式传输的电能表数据对象。
步骤S108，对从电能表接收的采集数据进行预处理。
步骤S110，将预处理后的待发数据发送至上位机。
经发明人研究发现，电能表数据采集及传输事关后期供给的电力能源质量，且电能表数据采集传输系统同时被采集周期、上报通道、存储方式及使用等因素影响。因此，本发明实施例提供一种拥有稳定的、高效的、易交互的、安全的、便捷的等特性的电能表采集与传输方案，通过消息队列遥测传输协议从电能表中采集数据，以解决上述问题。
在一些实施例中，步骤S104还包括以下步骤：
步骤1.1)，基于消息队列遥测传输协议，设置为采集信息网络的采集端和接收端。
其中，采集信息网络基于消息队列遥测传输MQTT协议，设置采集端Publish端、接收采集信息的数据库的接收端Subscribe端以及目标Topic等。
在一些实施例中，步骤S108，包括以下步骤：
步骤2.1)，接收电能表发送的业务数据；
步骤2.2)，对业务数据进行进制解析，得到解析数据；
其中，该业务数据一般是十六进制格式，对该十六进制的业务数据进行解码，本发明实施例中是从十六进制数的业务数据转为二进制的解析数据。
步骤2.3)，按照解析数据的参数类型，将解析数据调整为待发数据，其中，待发数据为JSON格式。
在一些实施例中，步骤2.3)还包括以下步骤，具体包括：
步骤2.3.1)，按照字节将解析数据进行排序，划分出每个参数区间数据，其中，参数区间数据用于表征用电业务参数。
步骤2.3.2)，将每个参数区间数据调整为待发数据。
示例性地，解析后的数据根据字节排序等，划分出各参数区间，包括A相电压、B相电压、C相电压、平均相电压等多个参数。这一步通常要将字节码格式的数据，调整转为JSON格式，方便分发传递。且订阅方接收数据后容易读写操作。
在一些实施例中，步骤S110，还可通过以下步骤实现，具体包括：
步骤3.1)，按照上传周期，通过无线网络将待发数据发送至上位机。
在一些实施例中，该方法还包括：
步骤4.1)，通过数据传输单元从数据传输服务器获取采集脚本并更新。
其中，采集器采用数据传输单元DTU，通过RS485主从链接方式与各电能表链接。使用DTU能有效减少采集器体积，安装便捷。DTU通过DTU服务器进行脚本配置及更新。DTU服务器通过网络与主站相连接，接收脚本信息等。
在一些实施例中，上述方法还可通过以下步骤实现，包括：
步骤5.1)，设置消息队列遥测传输服务器订阅的数据库接收消息，以便接收该数据库发送的目标订阅信息。
在实际应用过程中，如图2所示，远程控制端如上位机对采集脚本进行配置，通过网络将该配置后的采集脚本发送给数据传输DTU服务器，数据传输DTU服务器再将该配置后的采集脚本发送给集器的数据传输模块DTU中，采集器基于该采集脚本中参数进行设置，并配置网络，依据采集脚本获取采集数量众多的电能表采集的数据对象。电能表可通过RS485协议将数据对象发送给采集器的数据传输模块DTU中。采集器对数据对象进行解析和预处理，生成待发数据通过发布或无线网络如4G网络发送给远程控制端。在一些实施例中，采集器还用于依据消息队列遥测传输协议服务器向数据库服务器发送订阅信息，进行设置，以便接收数据库服务器发送的目标订阅信息，远程控制端再从采集器中调用该目标订阅信息。
本发明实施例基于MQTT协议的电能表数据采集与传输方案有以下益处：
1、采集器采用DTU数据传输模块，体积小、部署简单、易拆卸；
2、将采集的业务数据转化为JSON格式方便在各网络传递使用；
3、通过DTU服务器可远程部署更新脚本；
4、MQTT的发布与订阅机制，增强数据传输的定向传输能力；
5、将采集指令的发布放在近表侧，减少数据通道被劫持可能。
如图3所示，本发明实施例还提供一种消息队列遥测传输协议的电能表数据传输装置，所述装置包括：
设置模块，获取采集参数，并根据所述采集参数对采集脚本进行设置，其中，所述采集参数包括采集对象、采集周期、上传周期和上传渠道；
配置模块，基于消息队列遥测传输协议配置采集信息网络；
采集模块，根据所述采集脚本对电能表中已设置的数据对象进行采集；
预处理模块，对从所述电能表接收的采集数据进行预处理；
传输模块，将预处理后的待发数据发送至上位机。
本发明实施例提供的消息队列遥测传输协议的电能表数据传输装置，与上述实施例提供的消息队列遥测传输协议的电能表数据传输方法具有相同的技术特征，所以也能解决相同的技术问题，达到相同的技术效果。
本发明实施例提供的用于实现一种电子设备，本实施例中，所述电子设备可以是，但不限于，个人电脑(Personal Computer，PC)、笔记本电脑、监控设备、服务器等具备分析及处理能力的计算机设备。
作为一种示范性实施例，可参见图4，电子设备110，包括通信接口111、处理器112、存储器113以及总线114，处理器112、通信接口111和存储器113通过总线114连接；上述存储器113用于存储支持处理器112执行上述图像锐化方法的计算机程序，上述处理器112被配置为用于执行该存储器113中存储的程序。
本文中提到的机器可读存储介质可以是任何电子、磁性、光学或其它物理存储装置，可以包含或存储信息，如可执行指令、数据，等等。例如，机器可读存储介质可以是：RAM(Radom Access Memory，随机存取存储器)、易失存储器、非易失性存储器、闪存、存储驱动器(如硬盘驱动器)、任何类型的存储盘(如光盘、dvd等)，或者类似的存储介质，或者它们的组合。
非易失性介质可以是非易失性存储器、闪存、存储驱动器(如硬盘驱动器)、任何类型的存储盘(如光盘、dvd等)，或者类似的非易失性存储介质，或者它们的组合。
可以理解的是，本实施例中的各功能模块的具体操作方法可参照上述方法实施例中相应步骤的详细描述，在此不再重复赘述。
本发明实施例所提供计算机可读存储介质，所述可读存储介质中存储有计算机程序，所述计算机程序代码被执行时可实现上述任一实施例所述的方法，具体实现可参见方法实施例，在此不再赘述。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统和装置的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
另外，在本发明实施例的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
最后应说明的是：以上所述实施例，仅为本发明的具体实施方式，用以说明本发明的技术方案，而非对其限制，本发明的保护范围并不局限于此，尽管参照前述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：任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种消息队列遥测传输协议的电能表数据传输方法，其特征在于，应用于采集器，所述方法包括：
获取采集参数，并根据所述采集参数对采集脚本进行设置，其中，所述采集参数包括采集对象、采集周期、上传周期和上传渠道；
基于消息队列遥测传输协议配置采集信息网络；
根据所述采集脚本对电能表中已设置的数据对象进行采集；
对从所述电能表接收的采集数据进行预处理；
将预处理后的待发数据发送至上位机。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，对从所述电能表接收的采集数据进行预处理的步骤，包括：
接收所述电能表发送的业务数据；
对所述业务数据进行进制解析，得到解析数据；
按照所述解析数据的参数类型，将所述解析数据调整为待发数据，其中，所述待发数据为JSON格式。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，按照所述解析数据的参数类型，将所述解析数据调整为待发数据的步骤，包括：
按照字节将解析数据进行排序，划分出每个参数区间数据，其中，所述参数区间数据用于表征用电业务参数；
将每个所述参数区间数据调整为待发数据。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，将预处理后的待发数据发送至上位机的步骤，包括：
按照所述上传周期，通过无线网络将所述待发数据发送至上位机。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，基于消息队列遥测传输协议配置采集信息网络的步骤，包括：
基于消息队列遥测传输协议，设置为采集信息网络的采集端和接收端。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
通过数据传输单元从数据传输服务器获取采集脚本并更新。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
设置消息队列遥测传输服务器订阅的数据库接收消息。
8.一种消息队列遥测传输协议的电能表数据传输装置，其特征在于，应用于采集器，所述装置包括：
设置模块，获取采集参数，并根据所述采集参数对采集脚本进行设置，其中，所述采集参数包括采集对象、采集周期、上传周期和上传渠道；
配置模块，基于消息队列遥测传输协议配置采集信息网络；
采集模块，根据所述采集脚本对电能表中已设置的数据对象进行采集；
预处理模块，对从所述电能表接收的采集数据进行预处理；
传输模块，将预处理后的待发数据发送至上位机。
9.一种电子设备，其特征在于，包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并且能够在所述处理器上运行的程序，所述处理器执行所述程序时实现如权利要求1至7中任一项所述的方法。
10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述可读存储介质中存储有计算机程序，所述计算机程序被执行时实现权利要求1-7中任意一项所述的方法。
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