CN114048238B - 工业设备时序数据的存储方法、装置和电子设备 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种工业设备时序数据的存储方法、装置和电子设备，包括：获取字段位置元数据表、格式固定的工况数据存储表和待写入工况数据；在字段位置元数据表中查询与待写入工况数据的字段信息和模型ID的信息对应的第一目标坐标编码的信息，并对第一目标坐标编码的信息进行解析，确定字段信息和模型ID的信息对应的第一目标行坐标值和第一目标列名称；根据第一目标行坐标值和第一目标列名称将待写入工况数据存储至工况数据存储表。本发明的方法中，工况数据存储表的格式是固定的，不会随着数采点位模型的变更进行变更，列数量也不会增加，因此可以大大减少空值的插入，节省存储空间。

Description

工业设备时序数据的存储方法、装置和电子设备

技术领域

本发明涉及工业互联网数据存储的技术领域，尤其是涉及一种工业设备时序数据的存储方法、装置和电子设备。

背景技术

时序数据从定义上来说，就是一串按时间维度索引的数据。这类数据描述了某个被测量的主体在一个时间范围内的每个时间点上的测量值。而典型工业互联网背景下，各类传感器和智能网关等监测设备无时无刻不在对外传输时序数据。时序数据用于描述一个物体在历史的时间维度上的状态变化信息，而对于时序数据的分析，就是尝试掌握并把控其变化的规律的过程。随着物联网、大数据和人工智能技术的发展，时序数据也呈爆发式的增长。而为了更好的支持这类数据的存储和分析，在市场上衍生出了多种多样的新兴的数据库产品。这类数据库产品的发明都是为了解决传统关系型数据库在时序数据存储和分析上的不足和缺陷，这类产品被统一归类为时序数据库。当前，现有的时序数据库技术如influxdb，opentsdb等广泛用于存储工业互联网所产生的海量设备端时序数据，具有能够支撑高并发、高吞吐的写入；交互级的聚合查询；能够支撑海量数据存储的能力。

时序数据的存储技术是工业大数据管理的基石，工业互联网场景中的设备端随时间不断产生的时序数据需要进行有效存储，上述时序数据库是存储此类数据合适的数据仓库。工业互联网场景中的设备时序数据通常具有以下特点：数据产生速度快且持续不断；时序数据包含字段数量普遍较多（100到10000字段不等）；设备采集的时序数据包含的字段时常因业务需要发生变化。对当前工业互联网的使用场景而言，数据存储的主要困难在于：如果一个设备数据模型对应一个数据存储表，那数据存储表的数量长期看会增多，影响写入性能；单个设备数据模型的字段数量可能会很多（因为设备的数据采集点位数量多），多的情况可能上万，影响写入性能且可能导致数据库因资源不足而崩溃；数据存储表的结构常常因设备数据模型（即数采点位模型）变更而导致频繁的变更，会对数据仓库的稳定性造成影响。

当前的时序数据的存储组织包含以下2个流程：设备时序数据的存储管理和设备时序数据的存储格式变更。通常设备时序数据的存储管理包括：按照实际场景工艺要求定义设备上传的字段列表和类型，称为数采点位模型（以下简称模型）；工业互联网数据仓库侧，按照每个模型定义，定义对应的数据存储表（如图1所示）；互联网平台侧将工况数据按照已定义的数据存储表的格式，将工况数据写入对应的数据存储表中。通常设备时序数据的存储格式变更包括包括以下步骤：工业互联网数据仓库侧，按照实际场景工艺要求更新数采点位模型对应的数据存储表的字段列表和类型；互联网平台侧将工况数据按照更新后的数据存储表格式，将工况数据写入对应的数据存储表（如图2所示）。

上述时序数据的存储过程中（如图2所示），需要对数据仓库实际的数据存储表的结构进行频繁变更（因为数采点位模型的频繁变更）；另外，需要不断的增加数据仓库实际的数据存储表的列数量（因为数采点位模型的字段数量会不断增加），影响数据写入速度；此外，工况数据写入数据存储表时，会有大量的空值插入，浪费存储空间。

针对上述时序数据存储过程中出现的问题，目前还没有有效的解决方案。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种工业设备时序数据的存储方法、装置和电子设备，以缓解现有的时序数据的存储方法需要对数据存储表的结构进行频繁变更、大量空值插入浪费存储空间的技术问题。

第一方面，本发明实施例提供了一种工业设备时序数据的存储方法，包括：

获取字段位置元数据表、格式固定的工况数据存储表和待写入工况数据，其中，所述字段位置元数据表用于存储所有工业设备的数采点位模型的信息，所述字段位置元数据表的表头包括：字段名称、所属模型、字段类型和坐标编码，所述坐标编码的信息用于表征各数采点位模型的各字段在所述工况数据存储表中的存储位置，所述工况数据存储表用于存储所有工业设备的工况数据，所述工况数据存储表的表头包括：模型ID、设备ID、数据时间戳、行坐标和列名称；

在所述字段位置元数据表中查询与所述待写入工况数据的字段信息和模型ID的信息对应的第一目标坐标编码的信息，并对所述第一目标坐标编码的信息进行解析，确定所述字段信息和所述模型ID的信息对应的第一目标行坐标值和第一目标列名称；

将所述待写入工况数据中的基本信息顺序存储至所述工况数据存储表的模型ID、设备ID、数据时间戳对应的字段，将所述第一目标行坐标值顺序存储至所述工况数据存储表的行坐标对应的字段，并将所述字段信息对应的数据值存储至所述工况数据存储表的所述第一目标行坐标值和第一目标列名称对应的位置。

进一步的，所述方法还包括：

获取当前字段位置元数据表；

根据互联网平台新定义的新数采点位模型确定所述新数采点位模型对应的字段名称信息、所属模型信息和字段类型信息；

根据预设坐标编码策略对所述字段名称信息进行坐标编码，得到所述字段名称信息对应的坐标编码信息；

将所述字段名称信息、所述所属模型信息、所述字段类型信息和所述字段名称信息对应的坐标编码信息作为新条目插入所述当前字段位置元数据表。

进一步的，根据预设坐标编码策略对所述字段名称信息进行坐标编码，包括：

统计所述当前字段位置元数据表中与所述所属模型信息和所述字段类型信息对应的条目总数；

将二进制的所述字段类型信息左移预设位数，并将左移预设位数后的结果与二进制的所述条目总数进行或运算，得到所述字段名称信息对应的坐标编码信息。

进一步的，所述方法还包括：

获取所述数采点位模型的字段重命名信息，其中，所述字段重命名信息中包括：所属模型的信息、字段类型的信息、原字段名称的信息和新字段名称的信息；

在当前字段位置元数据表中查询与所述所属模型的信息、所述字段类型的信息和所述原字段名称的信息对应的第二目标坐标编码的信息；

将所述新字段名称的信息、所述所属模型的信息、所述字段类型的信息和所述第二目标坐标编码的信息作为新条目插入所述当前字段位置元数据表。

进一步的，所述方法还包括：

获取工况数据查询请求，其中，所述工况数据查询请求中包括：模型ID的信息、设备ID的信息、时间信息和字段名称的信息；

在当前字段位置元数据表中查询与所述字段名称的信息和所述模型ID的信息对应的第三目标坐标编码的信息；

对所述第三目标坐标编码的信息进行解析，确定所述字段名称的信息对应的第二目标行坐标值和第二目标列名称；

在所述工况数据存储表中查询与所述模型ID的信息、所述设备ID的信息、所述时间信息、所述第二目标行坐标值和所述第二目标列名称对应的目标工况数据。

进一步的，所述列名称中包括：所述字段类型的信息和列坐标的信息，对所述第一目标坐标编码的信息进行解析，确定所述字段信息对应的第一目标行坐标值和第一目标列名称，包括：

确定所述第一目标坐标编码的信息对应的目标字段类型的信息；

根据所述目标字段类型的信息确定所述工况数据存储表中与所述目标字段类型的信息对应的第三目标列名称；

根据所述第三目标列名称确定所述第一目标坐标编码的信息中表征列的列位数；

确定所述第一目标坐标编码的信息中表征行的行位数和所述第一目标坐标编码的信息中表征字段类型的字段类型位数；

根据所述第一目标坐标编码的信息中表征列的列位数、所述第一目标坐标编码的信息中表征行的行位数和所述第一目标坐标编码的信息中表征字段类型的字段类型位数确定所述字段信息对应的第一目标行坐标值和第一目标列名称。

进一步的，所述列坐标的数量根据实际的各字段类型的工况数据的数量确定。

第二方面，本发明实施例还提供了一种工业设备时序数据的存储装置，包括：

获取单元，用于获取字段位置元数据表、格式固定的工况数据存储表和待写入工况数据，其中，所述字段位置元数据表用于存储所有工业设备的数采点位模型的信息，所述字段位置元数据表的表头包括：字段名称、所属模型、字段类型和坐标编码，所述坐标编码的信息用于表征各数采点位模型的各字段在所述工况数据存储表中的存储位置，所述工况数据存储表用于存储所有工业设备的工况数据，所述工况数据存储表的表头包括：模型ID、设备ID、数据时间戳、行坐标和列名称；

查询单元，用于在所述字段位置元数据表中查询与所述待写入工况数据的字段信息和模型ID的信息对应的第一目标坐标编码的信息，并对所述第一目标坐标编码的信息进行解析，确定所述字段信息和所述模型ID的信息对应的第一目标行坐标值和第一目标列名称；

存储单元，用于将所述待写入工况数据中的基本信息顺序存储至所述工况数据存储表的模型ID、设备ID、数据时间戳对应的字段，将所述第一目标行坐标值顺序存储至所述工况数据存储表的行坐标对应的字段，并将所述字段信息对应的数据值存储至所述工况数据存储表的所述第一目标行坐标值和第一目标列名称对应的位置。

第三方面，本发明实施例还提供了一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并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第一方面任一项所述的方法的步骤。

第四方面，本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有机器可运行指令，所述机器可运行指令在被处理器调用和运行时，所述机器可运行指令促使所述处理器运行上述第一方面任一项所述的方法。

在本发明实施例中，提供了一种工业设备时序数据的存储方法，包括：获取字段位置元数据表、格式固定的工况数据存储表和待写入工况数据，其中，字段位置元数据表用于存储所有工业设备的数采点位模型的信息，字段位置元数据表的表头包括：字段名称、所属模型、字段类型和坐标编码，坐标编码的信息用于表征各数采点位模型的各字段在工况数据存储表中的存储位置，工况数据存储表用于存储所有工业设备的工况数据，工况数据存储表的表头包括：模型ID、设备ID、数据时间戳、行坐标和列名称；在字段位置元数据表中查询与待写入工况数据的字段信息和模型ID的信息对应的第一目标坐标编码的信息，并对第一目标坐标编码的信息进行解析，确定字段信息和模型ID的信息对应的第一目标行坐标值和第一目标列名称；将待写入工况数据中的基本信息顺序存储至工况数据存储表的模型ID、设备ID、数据时间戳对应的字段，将第一目标行坐标值顺序存储至工况数据存储表的行坐标对应的字段，并将字段信息对应的数据值存储至工况数据存储表的第一目标行坐标值和第一目标列名称对应的位置。通过上述描述可知，本发明的工业设备时序数据的存储方法中，工况数据存储表的格式是固定的，不会随着数采点位模型的变更进行变更，列数量也不会增加，因此可以大大减少空值的插入，节省存储空间，另外，数采点位模型的变更只会体现在字段位置元数据表中，在进行工况数据的存储时，需要在字段位置元数据表中查询各字段信息在工况数据存储表中的存储位置，进而将字段信息对应的数据值存储至查询得到的工况数据存储表的对应位置，大大提高了数据的写入速度（因为列数量是固定的且空值插入少，所以数据写入速度快），缓解了现有的时序数据的存储方法需要对数据存储表的结构进行频繁变更、大量空值插入浪费存储空间的技术问题。

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数据存储表的示意图；

图2为本发明实施例提供的将工况数据写入对应的数据存储表的示意图；

图3为本发明实施例提供的一种工业设备时序数据的存储方法的流程图；

图4(a)为本发明实施例提供的字段位置元数据表的示意图；

图4(b)为本发明实施例提供的坐标编码的示意图；

图4(c)为本发明实施例提供的字段类型编码的示意图；

图4(d)为本发明实施例提供的工况数据存储表的表头的示意图；

图5为本发明实施例提供的待写入工况数据存储至工况数据存储表的示意图；

图6为本发明实施例提供的新数采点位模型的信息插入当前字段位置元数据表的示意图；

图7为本发明实施例提供的模型字段重命名后，当前字段位置元数据表的变更示意图；

图8为本发明实施例提供的查询工况数据的示意图；

图9为本发明实施例提供的采用背景技术的方案与本申请的方案在发生模型字段变更时，写入数据时的对比效果图；

图10为本发明实施例提供的一种工业设备时序数据的存储装置的示意图；

图11为本发明实施例提供的一种电子设备的示意图。

具体实施方式

下面将结合实施例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，时序数据的存储过程中，需要对数据仓库实际的数据存储表的结构进行频繁变更（因为数采点位模型的频繁变更）；另外，需要不断的增加数据仓库实际的数据存储表的列数量（因为数采点位模型的字段数量会不断增加），影响数据写入速度；此外，工况数据写入数据存储表时，会有大量的空值插入，浪费存储空间。

基于此，本实施例提供了一种工业设备时序数据的存储方法，该方法中，工况数据存储表的格式是固定的，不会随着数采点位模型的变更进行变更，列数量也不会增加，因此可以大大减少空值的插入，节省存储空间，另外，数采点位模型的变更只会体现在字段位置元数据表中，在进行工况数据的存储时，需要在字段位置元数据表中查询各字段信息在工况数据存储表中的存储位置，进而将字段信息对应的数据值存储至查询得到的工况数据存储表的对应位置，大大提高了数据的写入速度（因为列数量是固定的且空值插入少，所以数据写入速度快）。

下面结合附图对本发明实施例进行进一步介绍。

实施例一：

根据本发明实施例，提供了一种工业设备时序数据的存储方法的实施例，需要说明的是，在附图的流程图示出的步骤可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机系统中执行，并且，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。

图3是根据本发明实施例的一种工业设备时序数据的存储方法的流程图，如图3所示，该方法包括如下步骤：

步骤S302，获取字段位置元数据表、格式固定的工况数据存储表和待写入工况数据，其中，字段位置元数据表用于存储所有工业设备的数采点位模型的信息，字段位置元数据表的表头包括：字段名称、所属模型、字段类型和坐标编码，坐标编码的信息用于表征各数采点位模型的各字段在工况数据存储表中的存储位置，工况数据存储表用于存储所有工业设备的工况数据，工况数据存储表的表头包括：模型ID、设备ID、数据时间戳、行坐标和列名称；

参考图4（a），示出了字段位置元数据表的示意图（其中未示出字段类型的表头），字段名称用于表征数采点位模型中所包含的字段信息（如图4（a）中的最大切割速度）；所属模型用于表征数采点位模型对应的工业设备模型信息（如图4（a）中的火焰切割机）；字段类型用于表征数采点位模型中所包含的字段的数据类型（如，浮点型、整型、字符串型等）；坐标编码包括：字段类型编码、行编码和列编码。在本发明实施例中，坐标编码可以为32位整数（还可以为其它位数，本发明实施例对其不进行具体限制），可根据实际的业务（实际的各字段类型的工况数据的数量）为字段类型编码、行编码和列编码分配上述32位编码。如图4（b）所示，32位坐标编码中，前三位表示数据类型（即字段类型），后三位表示列（即列坐标，列坐标的数量根据实际的各字段类型的工况数据的数量确定），中间剩余部分表示行（即行坐标）。本发明实施例对上述分配的字段类型编码、行编码和列编码的位数不进行具体限制。

上述字段类型编码如图4（c）所示，图4（c）中，数据类型即为字段类型，数据类型编码即字段类型编码，本发明实施例对图4（c）中的编码不进行具体限制。

参考图4（d），示出了工况数据存储表的表头的示意图，图4（d）中，工况数据字段中的F_0_0、F_0_1、…、F_0_7、F_1_0、…、F_1_7、…、F_2_0、…、F_2_7、F_3_0、…、F_3_7表示列名称，列名称表示为F_X_Y，其中，X表示字段类型（即数据类型），Y表示列编码。

需要说明的是，图4（d）中示出了4个字段类型，每个字段类型8列，共32列，实际应用过程中，每个字段类型可以根据需求设置列数，例如，实际的业务中，浮点型数据最多，可以为其设置16列（F_0_0至F_0_15），字符串型数据为浮点型数据的一半，可以为其设置8列（F_2_0至F_2_7），整型数据为字符串型数据的一半，可以为其设置4列（F_1_0至F_1_3），当工况数据存储表固定好后，就可以根据固定好的工况数据存储表分配字段类型编码、行编码和列编码的位数。例如，对于浮点型字段，前三位表示数据类型，后四位表示列（即列坐标，0到15），中间剩余部分表示行（即行坐标）；对于字符串型字段，前三位表示数据类型，后三位表示列（即列坐标，0到7），中间剩余部分表示行（即行坐标）；对于整型字段，前三位表示数据类型，后两位表示列（即列坐标），中间剩余部分表示行（即行坐标）。

在本发明实施例中，分配给行坐标和列坐标的总bit数为26+3=29bit，因此对给定数据类型，可实际定义和存储的字段数量最大可达2²⁹，足可应对当前工业场景中数采点位模型字段的数量要求。

另外，上述字段位置元数据表用于存储所有工业设备的数采点位模型的信息，也就是说对于所有工业设备的数采点位模型中所定义的每个字段的信息都存储在字段位置元数据表中，例如，火焰切割机的数采点位模型的信息、汽车的数采点位模型的信息、空调的数采点位模型的信息等都存储在字段位置元数据表中，上述工况数据存储表用于存储所有工业设备的工况数据，即按照本发明的方法存储工业设备时序数据时，在数据仓库中只有两张表，一张为字段位置元数据表，另一张为工况数据存储表；而现有技术中的存储方法，一个工业设备的数采点位模型就对应一个数据存储表，长期看，本发明的存储方法能够提高数据写入的速度（因为表的数量少）。

例如，获取的字段位置元数据表如图5所示，待写入工况数据也如图5所示（如图5中的待写入原始工况数据）。

步骤S304，在字段位置元数据表中查询与待写入工况数据的字段信息和模型ID的信息对应的第一目标坐标编码的信息，并对第一目标坐标编码的信息进行解析，确定字段信息和模型ID的信息对应的第一目标行坐标值和第一目标列名称；

例如，如图5所示，若待写入工况数据的字段信息为速度，待写入工况数据的模型ID的信息为汽车，先在字段位置元数据表中查询与速度、汽车对应的第一目标坐标编码的信息为000 000…011，对000 000…011进行解析，得到3元组（字段类型=0，行坐标=0，列坐标=3），进而确定得到第一目标行坐标值为0，第一目标列名称为F_0_3。

步骤S306，将待写入工况数据中的基本信息顺序存储至工况数据存储表的模型ID、设备ID、数据时间戳对应的字段，将第一目标行坐标值顺序存储至工况数据存储表的行坐标对应的字段，并将字段信息对应的数据值存储至工况数据存储表的第一目标行坐标值和第一目标列名称对应的位置。

如步骤S304中的举例，将速度24.4写入行坐标为0，列名称为F_0_3对应的位置。

需要说明的是，由于字段位置元数据表需在数据写入和查询期间高频被查询，所以一般在系统启动前加载到高速缓存（例如redis）中。

在本发明实施例中，提供了一种工业设备时序数据的存储方法，包括：获取字段位置元数据表、格式固定的工况数据存储表和待写入工况数据，其中，字段位置元数据表用于存储所有工业设备的数采点位模型的信息，字段位置元数据表的表头包括：字段名称、所属模型、字段类型和坐标编码，坐标编码的信息用于表征各数采点位模型的各字段在工况数据存储表中的存储位置，工况数据存储表用于存储所有工业设备的工况数据，工况数据存储表的表头包括：模型ID、设备ID、数据时间戳、行坐标和列名称；在字段位置元数据表中查询与待写入工况数据的字段信息和模型ID的信息对应的第一目标坐标编码的信息，并对第一目标坐标编码的信息进行解析，确定字段信息和模型ID的信息对应的第一目标行坐标值和第一目标列名称；将待写入工况数据中的基本信息顺序存储至工况数据存储表的模型ID、设备ID、数据时间戳对应的字段，将第一目标行坐标值顺序存储至工况数据存储表的行坐标对应的字段，并将字段信息对应的数据值存储至工况数据存储表的第一目标行坐标值和第一目标列名称对应的位置。通过上述描述可知，本发明的工业设备时序数据的存储方法中，工况数据存储表的格式是固定的，不会随着数采点位模型的变更进行变更，列数量也不会增加，因此可以大大减少空值的插入，节省存储空间，另外，数采点位模型的变更只会体现在字段位置元数据表中，在进行工况数据的存储时，需要在字段位置元数据表中查询各字段信息在工况数据存储表中的存储位置，进而将字段信息对应的数据值存储至查询得到的工况数据存储表的对应位置，大大提高了数据的写入速度（因为列数量是固定的且空值插入少，所以数据写入速度快），缓解了现有的时序数据的存储方法需要对数据存储表的结构进行频繁变更、大量空值插入浪费存储空间的技术问题。

上述内容对本发明的工业设备时序数据的存储方法进行了简要介绍，下面对其中涉及到的具体内容进行详细描述。

在本发明的一个可选实施例中，列名称中包括：字段类型的信息和列坐标的信息，对第一目标坐标编码的信息进行解析，确定字段信息对应的第一目标行坐标值和第一目标列名称，具体包括：

（1）确定第一目标坐标编码的信息对应的目标字段类型的信息；

（2）根据目标字段类型的信息确定工况数据存储表中与目标字段类型的信息对应的第三目标列名称；

（3）根据第三目标列名称确定第一目标坐标编码的信息中表征列的列位数；

（4）确定第一目标坐标编码的信息中表征行的行位数和第一目标坐标编码的信息中表征字段类型的字段类型位数；

（5）根据第一目标坐标编码的信息中表征列的列位数、第一目标坐标编码的信息中表征行的行位数和第一目标坐标编码的信息中表征字段类型的字段类型位数确定字段信息对应的第一目标行坐标值和第一目标列名称。

如上述步骤S304中的举例，第一目标坐标编码的信息为000 000…011，其对应的目标字段类型的信息（前面三位表示字段类型）为0，表示浮点型，根据目标字段类型的信息0确定工况数据存储表中与目标字段类型的信息0对应的第三目标列名称有F_0_0、F_0_1、…、F_0_7，根据第三目标列名称：F_0_0、F_0_1、…、F_0_7可以确定第一目标坐标编码的信息000 000…011中表征列的列位数为3位，即最后三位表示列，这样就确定得到第一目标坐标编码的信息000 000…011中前三位表示字段类型位数，最后三位表示列位数，中间部分表示行位数，进而就可以得知000 000…011对应的第一目标行坐标值为0，第一目标列名称为F_0_3。

在本发明的一个可选实施例中，该方法还包括：

1）获取当前字段位置元数据表；

2）根据互联网平台新定义的新数采点位模型确定新数采点位模型对应的字段名称信息、所属模型信息和字段类型信息；

如图6所示，新数采点位模型对应的字段名称信息为：油温、油压、耗油量和速度，所属模型信息为汽车，字段类型信息为浮点型，表示为0。

3）根据预设坐标编码策略对字段名称信息进行坐标编码，得到字段名称信息对应的坐标编码信息；

预设坐标编码策略具体包括如下步骤：统计当前字段位置元数据表中与所属模型信息和字段类型信息对应的条目总数；将二进制的字段类型信息左移预设位数，并将左移预设位数后的结果与二进制的条目总数进行或运算，得到字段名称信息对应的坐标编码信息。

若获取的当前字段位置元数据表为空，现在要对油温进行坐标编码，那么统计得到当前字段位置元数据表中与汽车和0对应的条目总数为0，将二进制的字段类型信息0左移29位（即预设位数，之所以是29，是因为行+列的位数为29），左移29位后的结果为0，条目总数为0，二进制的条目总数也是0，左移29位后的结果0与二进制的条目总数0进行或运算，就得到油温对应的坐标编码信息为000 000 … 000，最后，将字段名称信息---油温、所属模型信息---汽车、字段类型信息---0、字段名称信息油温对应的坐标编码信息---000 000… 000作为新条目插入当前字段位置元数据表中，得到图6中当前字段位置元数据表的第一行；

接下来要对油压进行坐标编码，那么统计得到当前字段位置元数据表中与汽车和0对应的条目总数为1，将二进制的字段类型信息0左移29位，左移29位后的结果为0，条目总数为1，二进制的条目总数也是1，左移29位后的结果000 000 … 000与二进制的条目总数1进行或运算，就得到油压对应的坐标编码信息为000 000 … 001，最后，将字段名称信息---油压、所属模型信息---汽车、字段类型信息---0、字段名称信息油压对应的坐标编码信息---000 000 … 001作为新条目插入当前字段位置元数据表中，得到图6中当前字段位置元数据表的第二行，如此，就得到图6中所示的当前字段位置元数据表。

4）将字段名称信息、所属模型信息、字段类型信息和字段名称信息对应的坐标编码信息作为新条目插入当前字段位置元数据表。

在本发明的一个可选实施例中，该方法还包括：

1)获取数采点位模型的字段重命名信息，其中，字段重命名信息中包括：所属模型的信息、字段类型的信息、原字段名称的信息和新字段名称的信息；

如图7所示的字段重命名信息，所属模型的信息为汽车，字段类型的信息为浮点型，表示为0，原字段名称的信息为油温，新字段名称的信息为机油温度。

2)在当前字段位置元数据表中查询与所属模型的信息、字段类型的信息和原字段名称的信息对应的第二目标坐标编码的信息；

在图7所示的当前字段位置元数据表中查询与所属模型的信息---汽车、字段类型的信息---0和原字段名称的信息---油温对应的第二目标坐标编码的信息---000 000 …000。

3)将新字段名称的信息、所属模型的信息、字段类型的信息和第二目标坐标编码的信息作为新条目插入当前字段位置元数据表。

然后，将新字段名称的信息---机油温度、所属模型的信息---汽车、字段类型的信息---0、第二目标坐标编码的信息---000 000 … 000作为新条目插入当前字段位置元数据表（如图7中当前字段位置元数据表的最后一行）。

在本发明的一个可选实施例中，该方法还包括：

i)获取工况数据查询请求，其中，工况数据查询请求中包括：模型ID的信息、设备ID的信息、时间信息和字段名称的信息；

如：工况数据查询请求为查询模型ID=汽车、设备ID=car-001在2021-10-22 10:00:00的速度信息。

ii)在当前字段位置元数据表中查询与字段名称的信息和模型ID的信息对应的第三目标坐标编码的信息；

如图8所示，在当前字段位置元数据表中查询与字段名称的信息---速度和模型ID的信息---汽车对应的第三目标坐标编码的信息---000 000 … 011。

iii)对第三目标坐标编码的信息进行解析，确定字段名称的信息对应的第二目标行坐标值和第二目标列名称；

对上述第三目标坐标编码的信息---000 000 … 011进行解析，确定得到速度对应的第二目标行坐标值---0和第二目标列名称---F_0_3。

iiii)在工况数据存储表中查询与模型ID的信息、设备ID的信息、时间信息、第二目标行坐标值和第二目标列名称对应的目标工况数据。

在得到第二目标行坐标值和第二目标列名称后，在工况数据存储表中查询与模型ID的信息---汽车、设备ID的信息---car-001、时间信息---2021-10-22 10:00:00、第二目标行坐标值---0和第二目标列名称---F_0_3对应的目标工况数据为24.2（如图8中的工况数据存储表）。

下面对查询工况数据时，传统方案和本申请方案构造的查询指令语句（SQL）进行对比说明：

原始SQL：

select’数据时间戳

’，’速度’from’目标数据存储表’where模型ID=’汽车’and设备

ID='car-001' and数据时间戳='2021-10-22 10:00:00'

实际执行的SQL：

select’数据时间戳

', F_0_3 as’速度’from’工况数据存储表’where模型ID=’汽

车’and设备ID='car-001' and数据时间戳='2021-10-22

10:00:00' and 行坐标=0

图9中示出了采用背景技术的方案与本申请的方案在发生模型字段变更时，写入数据时的对比效果，可见，本申请的方案能够大大减少空值的写入，节省存储空间。

实施例二：

本发明实施例还提供了一种工业设备时序数据的存储装置，该工业设备时序数据的存储装置主要用于执行本发明实施例一中所提供的工业设备时序数据的存储方法，以下对本发明实施例提供的工业设备时序数据的存储装置做具体介绍。

图10是根据本发明实施例的一种工业设备时序数据的存储装置的示意图，如图10所示，该装置主要包括：获取单元10、查询单元20和存储单元30，其中：

获取单元，用于获取字段位置元数据表、格式固定的工况数据存储表和待写入工况数据，其中，字段位置元数据表用于存储所有工业设备的数采点位模型的信息，字段位置元数据表的表头包括：字段名称、所属模型、字段类型和坐标编码，坐标编码的信息用于表征各数采点位模型的各字段在工况数据存储表中的存储位置，工况数据存储表用于存储所有工业设备的工况数据，工况数据存储表的表头包括：模型ID、设备ID、数据时间戳、行坐标和列名称；

查询单元，用于在字段位置元数据表中查询与待写入工况数据的字段信息和模型ID的信息对应的第一目标坐标编码的信息，并对第一目标坐标编码的信息进行解析，确定字段信息和模型ID的信息对应的第一目标行坐标值和第一目标列名称；

存储单元，用于将待写入工况数据中的基本信息顺序存储至工况数据存储表的模型ID、设备ID、数据时间戳对应的字段，将第一目标行坐标值顺序存储至工况数据存储表的行坐标对应的字段，并将字段信息对应的数据值存储至工况数据存储表的第一目标行坐标值和第一目标列名称对应的位置。

在本发明实施例中，提供了一种工业设备时序数据的存储装置，包括：获取字段位置元数据表、格式固定的工况数据存储表和待写入工况数据，其中，字段位置元数据表用于存储所有工业设备的数采点位模型的信息，字段位置元数据表的表头包括：字段名称、所属模型、字段类型和坐标编码，坐标编码的信息用于表征各数采点位模型的各字段在工况数据存储表中的存储位置，工况数据存储表用于存储所有工业设备的工况数据，工况数据存储表的表头包括：模型ID、设备ID、数据时间戳、行坐标和列名称；在字段位置元数据表中查询与待写入工况数据的字段信息对应的第一目标坐标编码的信息，并对第一目标坐标编码的信息进行解析，确定字段信息对应的第一目标行坐标值和第一目标列名称；将待写入工况数据中的基本信息顺序存储至工况数据存储表的模型ID、设备ID、数据时间戳对应的字段，将第一目标行坐标值顺序存储至工况数据存储表的行坐标对应的字段，并将字段信息对应的数据值存储至工况数据存储表的第一目标行坐标值和第一目标列名称对应的位置。通过上述描述可知，本发明的工业设备时序数据的存储装置中，工况数据存储表的格式是固定的，不会随着数采点位模型的变更进行变更，列数量也不会增加，因此可以大大减少空值的插入，节省存储空间，另外，数采点位模型的变更只会体现在字段位置元数据表中，在进行工况数据的存储时，需要在字段位置元数据表中查询各字段信息在工况数据存储表中的存储位置，进而将字段信息对应的数据值存储至查询得到的工况数据存储表的对应位置，大大提高了数据的写入速度（因为列数量是固定的且空值插入少，所以数据写入速度快），缓解了现有的时序数据的存储方法需要对数据存储表的结构进行频繁变更、大量空值插入浪费存储空间的技术问题。

可选地，该装置还用于：获取当前字段位置元数据表；根据互联网平台新定义的新数采点位模型确定新数采点位模型对应的字段名称信息、所属模型信息和字段类型信息；根据预设坐标编码策略对字段名称信息进行坐标编码，得到字段名称信息对应的坐标编码信息；将字段名称信息、所属模型信息、字段类型信息和字段名称信息对应的坐标编码信息作为新条目插入当前字段位置元数据表。

可选地，该装置还用于：统计当前字段位置元数据表中与所属模型信息和字段类型信息对应的条目总数；将二进制的字段类型信息左移预设位数，并将左移预设位数后的结果与二进制的条目总数进行或运算，得到字段名称信息对应的坐标编码信息。

可选地，该装置还用于：获取数采点位模型的字段重命名信息，其中，字段重命名信息中包括：所属模型的信息、字段类型的信息、原字段名称的信息和新字段名称的信息；在当前字段位置元数据表中查询与所属模型的信息、字段类型的信息和原字段名称的信息对应的第二目标坐标编码的信息；将新字段名称的信息、所属模型的信息、字段类型的信息和第二目标坐标编码的信息作为新条目插入当前字段位置元数据表。

可选地，该装置还用于：获取工况数据查询请求，其中，工况数据查询请求中包括：模型ID的信息、设备ID的信息、时间信息和字段名称的信息；在当前字段位置元数据表中查询与字段名称的信息和模型ID的信息对应的第三目标坐标编码的信息；对第三目标坐标编码的信息进行解析，确定字段名称的信息对应的第二目标行坐标值和第二目标列名称；在工况数据存储表中查询与模型ID的信息、设备ID的信息、时间信息、第二目标行坐标值和第二目标列名称对应的目标工况数据。

可选地，列名称中包括：字段类型的信息和列坐标的信息，查询单元还用于：确定第一目标坐标编码的信息对应的目标字段类型的信息；根据目标字段类型的信息确定工况数据存储表中与目标字段类型的信息对应的第三目标列名称；根据第三目标列名称确定第一目标坐标编码的信息中表征列的列位数；确定第一目标坐标编码的信息中表征行的行位数和第一目标坐标编码的信息中表征字段类型的字段类型位数；根据第一目标坐标编码的信息中表征列的列位数、第一目标坐标编码的信息中表征行的行位数和第一目标坐标编码的信息中表征字段类型的字段类型位数确定字段信息对应的第一目标行坐标值和第一目标列名称。

可选地，列坐标的数量根据实际的各字段类型的工况数据的数量确定。

本发明实施例所提供的装置，其实现原理及产生的技术效果和前述方法实施例相同，为简要描述，装置实施例部分未提及之处，可参考前述方法实施例中相应内容。

如图11所示，本申请实施例提供的一种电子设备600，包括：处理器601、存储器602和总线，所述存储器602存储有所述处理器601可执行的机器可读指令，当电子设备运行时，所述处理器601与所述存储器602之间通过总线通信，所述处理器601执行所述机器可读指令，以执行如上述工业设备时序数据的存储方法的步骤。

具体地，上述存储器602和处理器601能够为通用的存储器和处理器，这里不做具体限定，当处理器601运行存储器602存储的计算机程序时，能够执行上述工业设备时序数据的存储方法。

处理器601可能是一种集成电路芯片，具有信号的处理能力。在实现过程中，上述方法的各步骤可以通过处理器601中的硬件的集成逻辑电路或者软件形式的指令完成。上述的处理器601可以是通用处理器，包括中央处理器(Central Processing Unit，简称CPU)、网络处理器(Network Processor，简称NP)等；还可以是数字信号处理器(DigitalSignal Processing，简称DSP)、专用集成电路(Application Specific IntegratedCircuit，简称ASIC)、现成可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，简称FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。可以实现或者执行本申请实施例中的公开的各方法、步骤及逻辑框图。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。结合本申请实施例所公开的方法的步骤可以直接体现为硬件译码处理器执行完成，或者用译码处理器中的硬件及软件模块组合执行完成。软件模块可以位于随机存储器，闪存、只读存储器，可编程只读存储器或者电可擦写可编程存储器、寄存器等本领域成熟的存储介质中。该存储介质位于存储器602，处理器601读取存储器602中的信息，结合其硬件完成上述方法的步骤。

对应于上述工业设备时序数据的存储方法，本申请实施例还提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有机器可运行指令，所述计算机可运行指令在被处理器调用和运行时，所述计算机可运行指令促使所述处理器运行上述工业设备时序数据的存储方法的步骤。

本申请实施例所提供的工业设备时序数据的存储装置可以为设备上的特定硬件或者安装于设备上的软件或固件等。本申请实施例所提供的装置，其实现原理及产生的技术效果和前述方法实施例相同，为简要描述，装置实施例部分未提及之处，可参考前述方法实施例中相应内容。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，前述描述的系统、装置和单元的具体工作过程，均可以参考上述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

在本申请所提供的实施例中，应该理解到，所揭露装置和方法，可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，又例如，多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些通信接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。

再例如，附图中的流程图和框图显示了根据本申请的多个实施例的装置、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段或代码的一部分，所述模块、程序段或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在有些作为替换的实现方式中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个连续的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或动作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本申请提供的实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。

所述功能如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台电子设备（可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等）执行本申请各个实施例所述车辆标记方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器（Read-Only Memory，简称ROM）、随机存取存储器（Random Access Memory，简称RAM）、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释，此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，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，仅为本申请的具体实施方式，用以说明本申请的技术方案，而非对其限制，本申请的保护范围并不局限于此，尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，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申请揭露的技术范围内，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申请实施例技术方案的范围。都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (9)

1.一种工业设备时序数据的存储方法，其特征在于，包括：

获取字段位置元数据表、格式固定的工况数据存储表和待写入工况数据，其中，所述字段位置元数据表用于存储所有工业设备的数采点位模型的信息，所述字段位置元数据表的表头包括：字段名称、所属模型、字段类型和坐标编码，所述坐标编码的信息用于表征各数采点位模型的各字段在所述工况数据存储表中的存储位置，所述工况数据存储表用于存储所有工业设备的工况数据，所述工况数据存储表的表头包括：模型ID、设备ID、数据时间戳、行坐标和列名称；

在所述字段位置元数据表中查询与所述待写入工况数据的字段信息和模型ID的信息对应的第一目标坐标编码的信息，并对所述第一目标坐标编码的信息进行解析，确定所述字段信息和所述模型ID的信息对应的第一目标行坐标值和第一目标列名称；

将所述待写入工况数据中的基本信息顺序存储至所述工况数据存储表的模型ID、设备ID、数据时间戳对应的字段，将所述第一目标行坐标值顺序存储至所述工况数据存储表的行坐标对应的字段，并将所述字段信息对应的数据值存储至所述工况数据存储表的所述第一目标行坐标值和第一目标列名称对应的位置；

其中，所述列名称中包括：所述字段类型的信息和列坐标的信息，对所述第一目标坐标编码的信息进行解析，确定所述字段信息对应的第一目标行坐标值和第一目标列名称，包括：

确定所述第一目标坐标编码的信息对应的目标字段类型的信息；

根据所述目标字段类型的信息确定所述工况数据存储表中与所述目标字段类型的信息对应的第三目标列名称；

根据所述第三目标列名称确定所述第一目标坐标编码的信息中表征列的列位数；

确定所述第一目标坐标编码的信息中表征行的行位数和所述第一目标坐标编码的信息中表征字段类型的字段类型位数；

根据所述第一目标坐标编码的信息中表征列的列位数、所述第一目标坐标编码的信息中表征行的行位数和所述第一目标坐标编码的信息中表征字段类型的字段类型位数确定所述字段信息对应的第一目标行坐标值和第一目标列名称。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

获取当前字段位置元数据表；

根据互联网平台新定义的新数采点位模型确定所述新数采点位模型对应的字段名称信息、所属模型信息和字段类型信息；

根据预设坐标编码策略对所述字段名称信息进行坐标编码，得到所述字段名称信息对应的坐标编码信息；

将所述字段名称信息、所述所属模型信息、所述字段类型信息和所述字段名称信息对应的坐标编码信息作为新条目插入所述当前字段位置元数据表。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，根据预设坐标编码策略对所述字段名称信息进行坐标编码，包括：

统计所述当前字段位置元数据表中与所述所属模型信息和所述字段类型信息对应的条目总数；

将二进制的所述字段类型信息左移预设位数，并将左移预设位数后的结果与二进制的所述条目总数进行或运算，得到所述字段名称信息对应的坐标编码信息。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

获取所述数采点位模型的字段重命名信息，其中，所述字段重命名信息中包括：所属模型的信息、字段类型的信息、原字段名称的信息和新字段名称的信息；

在当前字段位置元数据表中查询与所述所属模型的信息、所述字段类型的信息和所述原字段名称的信息对应的第二目标坐标编码的信息；

将所述新字段名称的信息、所述所属模型的信息、所述字段类型的信息和所述第二目标坐标编码的信息作为新条目插入所述当前字段位置元数据表。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

获取工况数据查询请求，其中，所述工况数据查询请求中包括：模型ID的信息、设备ID的信息、时间信息和字段名称的信息；

在当前字段位置元数据表中查询与所述字段名称的信息和所述模型ID的信息对应的第三目标坐标编码的信息；

对所述第三目标坐标编码的信息进行解析，确定所述字段名称的信息对应的第二目标行坐标值和第二目标列名称；

在所述工况数据存储表中查询与所述模型ID的信息、所述设备ID的信息、所述时间信息、所述第二目标行坐标值和所述第二目标列名称对应的目标工况数据。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述列坐标的数量根据实际的各字段类型的工况数据的数量确定。

7.一种工业设备时序数据的存储装置，其特征在于，包括：

获取单元，用于获取字段位置元数据表、格式固定的工况数据存储表和待写入工况数据，其中，所述字段位置元数据表用于存储所有工业设备的数采点位模型的信息，所述字段位置元数据表的表头包括：字段名称、所属模型、字段类型和坐标编码，所述坐标编码的信息用于表征各数采点位模型的各字段在所述工况数据存储表中的存储位置，所述工况数据存储表用于存储所有工业设备的工况数据，所述工况数据存储表的表头包括：模型ID、设备ID、数据时间戳、行坐标和列名称；

查询单元，用于在所述字段位置元数据表中查询与所述待写入工况数据的字段信息和模型ID的信息对应的第一目标坐标编码的信息，并对所述第一目标坐标编码的信息进行解析，确定所述字段信息和所述模型ID的信息对应的第一目标行坐标值和第一目标列名称；

存储单元，用于将所述待写入工况数据中的基本信息顺序存储至所述工况数据存储表的模型ID、设备ID、数据时间戳对应的字段，将所述第一目标行坐标值顺序存储至所述工况数据存储表的行坐标对应的字段，并将所述字段信息对应的数据值存储至所述工况数据存储表的所述第一目标行坐标值和第一目标列名称对应的位置；

其中，所述列名称中包括：所述字段类型的信息和列坐标的信息，所述查询单元还用于：确定所述第一目标坐标编码的信息对应的目标字段类型的信息；根据所述目标字段类型的信息确定所述工况数据存储表中与所述目标字段类型的信息对应的第三目标列名称；根据所述第三目标列名称确定所述第一目标坐标编码的信息中表征列的列位数；确定所述第一目标坐标编码的信息中表征行的行位数和所述第一目标坐标编码的信息中表征字段类型的字段类型位数；根据所述第一目标坐标编码的信息中表征列的列位数、所述第一目标坐标编码的信息中表征行的行位数和所述第一目标坐标编码的信息中表征字段类型的字段类型位数确定所述字段信息对应的第一目标行坐标值和第一目标列名称。

8.一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述权利要求1至6中任一项所述的方法的步骤。

9.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质存储有机器可运行指令，所述机器可运行指令在被处理器调用和运行时，所述机器可运行指令促使所述处理器运行上述权利要求1至6中任一项所述的方法。

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