CN114531500A - 可扩展的设备数据采集终端、方法和系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种可扩展的设备数据采集终端和系统。所述设备数据采集终端包括：多种通信协议接口，其中每种通信协议接口与采用对应通信协议的一个采集设备相连接；采集客户端，其包括协议模块、通讯模块和控制模块。所述控制模块执行：依次基于对应的通信协议与每个采集设备进行通信交互，以确认是否准备好，如果是，则进入单设备准备完成阶段，并执行对应的阶段任务，否则认为当前采集设备异常；依次通过对应的通信协议与每个采集设备进行通信交互，以确认是否开始采集，如果是，则进入单设备采集开始阶段，并执行对应的阶段任务，否则认为当前采集设备异常。这样，可以同时支持多种采集设备的数据采集，减少了采集设备的配置时间。

Description

可扩展的设备数据采集终端、方法和系统

技术领域

本发明涉及数据采集领域，尤其涉及可扩展的设备数据采集终端、方法和系统。

背景技术

采集多个不同硬件采集设备数据时，由于采集设备具有的通信协议不统一，在同时采集时会比较困难。可能的通讯协议有串口通信，网口通信，CAN通信等。需要打开多个不同采集客户端，以适应不同的通信协议。在做采集设备的参数配置时，要在各个采集客户端中切换，操作繁琐。采集过程无法通过数字化手段记录，不便于后期的数据分析。

因此，有必要提出一种新的方案来解决上述问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种可扩展的设备数据采集终端、方法和系统，可以同时支持多种采集设备的数据采集，减少了采集设备的配置时间。

根据本发明的一个方面，本发明提供一种可扩展的设备数据采集终端，其包括：多种通信协议接口，其中每种通信协议接口与采用对应通信协议的一个采集设备相连接；采集客户端，其包括协议模块、通讯模块和控制模块，所述协议模块能够实现多种通信协议，所述采集客户端通过所述协议模块能够与采用不同通信协议的各个采集设备依照对应的通信协议实现通信，所述采集客户端通过所述通讯模块能够通过网络与数据处理服务器实现通信，所述控制模块执行如下操作：依次基于对应的通信协议与每个采集设备进行通信交互，以确认当前采集设备是否准备好，如果是，则进入当前采集设备的单设备准备完成阶段，并执行单设备准备完成阶段对应的阶段任务，否则认为当前采集设备异常，直到已准备好的采集设备和异常的采集设备的和等于采集设备的总数，随后进入所有设备进入准备完成阶段；依次通过对应的通信协议与每个采集设备进行通信交互，以确认当前采集设备是否开始采集，如果是，则进入当前采集设备的单设备采集开始阶段，并执行单设备采集开始阶段对应的阶段任务，否则认为当前采集设备异常，直到已开始采集的采集设备和异常的采集设备的和等于采集设备的总数，随后进入所有设备进入采集开始阶段。

根据本发明的另一个方面，本发明提供一种可扩展的设备数据采集系统，其包括：上述设备数据采集终端；通过网络与所述设备数据采集终端连接的数据处理服务器；和，通过网络与所述数据处理服务器连接的交互端。

根据本发明的再一个方面，本发明提供一种可扩展的设备数据采集方法，其包括：依次基于对应的通信协议与每个采集设备进行通信交互，以确认当前采集设备是否准备好，如果是，则进入当前采集设备的单设备准备完成阶段，并执行单设备准备完成阶段对应的阶段任务，否则认为当前采集设备异常，随后进入所有设备进入准备完成阶段；依次通过对应的通信协议与每个采集设备进行通信交互，以确认当前采集设备是否开始采集，如果是，则进入当前采集设备的单设备采集开始阶段，并执行单设备采集开始阶段对应的阶段任务，否则认为当前采集设备异常，随后进入所有设备进入采集开始阶段。

与现有技术相比，本发明中的可扩展的设备数据采集终端，可以同时支持多种采集设备的数据采集，减少了采集设备的配置时间，数据采集更具灵活性。

附图说明

图1为本发明的可扩展的设备数据采集系统在一个实施例中的结构示意图；

图2为本发明的采集客户端的控制模块执行的采集方法的流程示意图。

图3为配置文件的一个示例；

图4为配置文件结构的说明。

具体实施方式

为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明的具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如下。

本发明提出一种可扩展的设备数据采集终端、方法和系统，其可以在不同的通信协议下，同时支持多种采集设备的数据采集，另外也可以减少采集设备的配置时间，并记录数据采集的每个阶段。此外，通过系统对外的接口自定义，使得数据采集更具灵活性。

本发明中将数据采集过程的各个阶段进行划分，称为采集生命周期。这些阶段依次包括：单设备准备完成阶段、所有设备进入准备完成阶段、单设备采集开始阶段、所有设备进入采集开始阶段、设备异常状态、系统异常状态。

为了使采集系统更灵活，充分利用各阶段，采集系统设计了阶段任务。在统一的接口规范下，可以实现更多的业务。在一个实施例中，所述阶段任务包括更新设备参数任务、发送特殊指令任务、保存配置信息任务、定时上报采集状态任务和监听远程指令任务。以上阶段以及阶段任务适用于下面提到的采集客户端。在不同的阶段，采集客户端会调用配置好的阶段任务来完成采集设备的数据采集。

图1为本发明的可扩展的设备数据采集系统100在一个实施例中的结构示意图。如图1所示的，所述设备数据采集系统100包括设备数据采集终端10、通过网络与所述设备数据采集终端10连接的数据处理服务器20和通过网络与所述数据处理服务器20连接的交互端30。

所述设备数据采集终端100包括多种通信协议接口和采集客户端。每种通信协议接口与采用对应通信协议的一个采集设备相连接。举例来说，所述采集设备可以是加速度计、陀螺仪、GPS、磁传感器等数据采集设备，在有时也可以将所述采集设备直接称之为设备。所述通讯协议可以包括串口通信、网口通信、CAN通信等。所述设备数据采集终端100可以是一台计算机设备。

所述采集客户端包括协议模块、通讯模块和控制模块。所述协议模块能够实现多种通信协议，比如可以包括串口通信协议、网口通信协议、CAN通信协议等。所述采集客户端通过所述协议模块能够与采用不同通信协议的各个采集设备依照对应的通信协议实现通信。举例来说，所述采集客户端通过所述协议模块中的串口通信协议与采用串口通信协议的采集设备实现通信，所述采集客户端通过所述协议模块中的网口通信协议与采用网口通信协议的采集设备实现通信。所述采集客户端通过所述通讯模块能够通过网络与数据处理服务器20实现通信，比如将采集到的数据上传到数据处理服务器20。所述控制模块是采集客户端的启动入口，在这里将根据采集生命周期依次执行不同阶段的任务，下文将详细描述。所述采集客户端的表现形式可以为一台计算机设备的一个后台进程。

所述数据服务器20包括验证模块、数据接收模块和数据处理模块。所述验证模块用于采集客户端的合法性验证，保证输出传输的安全。所述数据接收模块接收来自采集客户端的数据，对采集过程记录。所述数据处理模块包含实时数据分析，采集完成后的数据归档，数据分析，生成报告等处理。所述数据服务器可以表现形式可以为一台计算机设备的一个后台进程。

所述交互端30包括设置模块和监控模块。所述设置模块可以用于设置采集设备，设置采集生命周期的各个阶段任务等。所述监控模块用于监控数据的采集情况、远程执行设备的指令。所述交互端30可以表现形式可以为一个网页应用。

为了更好的理解本技术方案，以下说明一个常规的实施示例。

首先，定义采集过程。进入交互端30的网页，在设置模块下创建采集设备记录，所述采集设备记录包含采集设备的名称、通讯协议类型和额外参数；在设置模块下创建采集客户端记录，所述采集客户端记录包括采集客户端名称、描述、身份标识ID；将所述采集设备记录与采集客户端记录关联。在设置模块下设置采集生命周期的阶段任务，并且在单设备准备完成阶段设置更新设备参数任务和保存配置信息任务，在单设备采集开始阶段设置定时上报采集状态任务。在这些操作完成后，导出这些配置信息保存为一个配置文件。所述配置文件是为第一次采集做准备。图3为配置文件的一个示例；图4为配置文件结构的说明。

然后，执行数据采集。先确保采集设备已连接到设备数据采集终端10上，拷贝在导出的配置文件到设备数据采集终端10的采集客户端的启动目录，启动采集客户端。采集客户端的控制模块读取配置文件，在有网络连接的情况下，以TCP/IP方式与数据处理服务器20通过通讯模块交互，数据处理服务器20验证所述配置文件中的采集客户端的身份标识ID，确认身份标识ID有效后，并通知采集客户端已验证身份信息，开始准备接收数据。采集客户端收到完成验证的通知后，根据所述配置文件根据采集生命周期中定义的阶段依次执行阶段任务，并开始传输数据。数据处理服务器接收到数据后，定时将数据保存为文件，并监控采集客户端的连接情况。当监测到采集客户端没有连接或主动关闭时，数据处理服务器停止接收数据，并记录为一次采集过程。记录包含文件路径，采集开始时间，采集结束时间，采集终端信息等。同时启动数据分析进程，对保存为文件的数据做分析，并记录分析结果。

最后，查看数据结果。进入交互端30的网页，在监控模块查看对应采集客户端的运行情况。借助于数据处理服务器20能实时监控采集客户端的连接情况，通过网页能可视化地看到连接状态，已接收的数据，分析结果等信息。

图2为本发明的采集客户端的控制模块执行的采集方法200的流程示意图，该采集方法200也就是本发明所提及的可扩展的设备数据采集方法。如图2所示的，所述采集方法200包括如下步骤。

步骤210，依次基于对应的通信协议与每个采集设备进行通信交互，以在步骤215确认当前采集设备是否准备好。如果是，则在步骤225进入当前采集设备的单设备准备完成阶段，并执行单设备准备完成阶段对应的阶段任务。如果否，则在步骤220认为当前采集设备异常。步骤230，判断已准备好的采集设备和异常的采集设备的和等于采集设备的总数，所述总数可以通过所述配置文件得知。如果是，则在步骤235，进入所有设备进入准备完成阶段。否则，返回步骤210继续循环。

步骤240，依次通过对应的通信协议与每个采集设备进行通信交互，以在步骤245确认当前采集设备是否开始采集。如果是，则在步骤252进入当前采集设备的单设备采集开始阶段，并执行单设备采集开始阶段对应的阶段任务，否则在步骤250认为当前采集设备异常。步骤255，判断已准备好的采集设备和异常的采集设备的和等于采集设备的总数，所述总数可以通过所述配置文件得知。如果否，则返回步骤240继续循环。如果是，则在步骤260进入所有设备进入采集开始阶段。

随后，在步骤270，判断系统是否运异常，如果是，则在步骤275认为系统异常，如果否，则在步骤280判断是否主动关闭或断网，如果是，则退出，如果否，则返回步骤270。

在一个实施例中，在进入所有设备进入准备完成阶段后，执行所有设备进入准备完成阶段对应的阶段任务，在进入所有设备进入采集开始阶段后，执行所有设备进入采集开始阶段对应的阶段任务，根据配置文件确定所有设备进入准备完成阶段对应的阶段任务、所有设备进入采集开始阶段对应的阶段任务。所有设备进入采集开始阶段对应的阶段任务包括监听远程指令任务和发送特殊指令任务。

在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，除了包含所列的那些要素，而且还可包含没有明确列出的其他要素。

在本文中，所涉及的前、后、上、下等方位词是以附图中零部件位于图中以及零部件相互之间的位置来定义的，只是为了表达技术方案的清楚及方便。应当理解，所述方位词的使用不应限制本申请请求保护的范围。

在不冲突的情况下，本文中上述实施例及实施例中的特征可以相互结合。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，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 (10)

1.一种可扩展的设备数据采集终端，其特征在于，其包括：

多种通信协议接口，其中每种通信协议接口与采用对应通信协议的一个采集设备相连接；

采集客户端，其包括协议模块、通讯模块和控制模块，所述协议模块能够实现多种通信协议，所述采集客户端通过所述协议模块能够与采用不同通信协议的各个采集设备依照对应的通信协议实现通信，所述采集客户端通过所述通讯模块能够通过网络与数据处理服务器实现通信，

所述控制模块执行如下操作：

依次基于对应的通信协议与每个采集设备进行通信交互，以确认当前采集设备是否准备好，如果是，则进入当前采集设备的单设备准备完成阶段，并执行单设备准备完成阶段对应的阶段任务，否则认为当前采集设备异常，随后进入所有设备进入准备完成阶段；

依次通过对应的通信协议与每个采集设备进行通信交互，以确认当前采集设备是否开始采集，如果是，则进入当前采集设备的单设备采集开始阶段，并执行单设备采集开始阶段对应的阶段任务，否则认为当前采集设备异常，随后进入所有设备进入采集开始阶段。

2.如权利要求1所述的设备数据采集终端，其特征在于，所述控制模块根据配置文件确定采集设备的名称和通讯协议类型、单设备准备完成阶段对应的阶段任务、单设备采集开始阶段对应的阶段任务。

3.如权利要求2所述的设备数据采集终端，其特征在于，所述单设备准备完成阶段对应的阶段任务包括更新设备参数任务和保存配置信息任务，所述单设备采集开始阶段对应的阶段任务包括定时上报采集状态任务。

4.如权利要求2所述的设备数据采集终端，其特征在于，所述控制模块根据配置文件确定所述采集客户端的身份标识，所述采集客户端通过其身份标识通过所述通讯模块与数据处理服务器进行身份验证，验证通过后所述采集客户端能够与所述数据处理服务器进行正常的数据通讯。

5.如权利要求1所述的设备数据采集终端，其特征在于，所述控制模块还在进入所有设备进入准备完成阶段后，执行所有设备进入准备完成阶段对应的阶段任务，在进入所有设备进入采集开始阶段后，执行所有设备进入采集开始阶段对应的阶段任务，

所述控制模块根据配置文件确定所有设备进入准备完成阶段对应的阶段任务、所有设备进入采集开始阶段对应的阶段任务。

6.如权利要求5所述的设备数据采集终端，其特征在于，所有设备进入采集开始阶段对应的阶段任务包括监听远程指令任务和发送特殊指令任务。

7.如权利要求2-6任一所述的设备数据采集终端，其特征在于，所述配置文件是在交互端上设置形成的，随后将所述配置文件转移至所述设备数据采集终端的采集客户端内。

8.一种可扩展的设备数据采集系统，其特征在于，其包括：

如权利要求1-7任一所述的设备数据采集终端；

通过网络与所述设备数据采集终端连接的数据处理服务器；和

通过网络与所述数据处理服务器连接的交互端。

9.如权利要求8所述的设备数据采集系统，其特征在于，

在所述交互端上设置形成所述配置文件，将所述配置文件转移至所述设备数据采集终端上，在所述交互端上能够查看对应的设备数据采集终端的运行情况，

在所述交互端上创建采集设备记录，所述采集设备记录包含采集设备的名称、通讯协议类型和额外参数；在所述交互端上创建采集客户端记录，所述采集客户端记录包括采集客户端名称、描述、身份标识ID；在所述交互端上将所述采集设备记录与采集客户端记录关联，在所述交互端上设置采集生命周期的阶段任务，在单设备准备完成阶段设置更新设备参数任务和保存配置信息任务，在单设备采集开始阶段设置定时上报采集状态任务，导出这些配置信息保存为一个配置文件。

10.一种可扩展的设备数据采集方法，其特征在于，其包括：

依次基于对应的通信协议与每个采集设备进行通信交互，以确认当前采集设备是否准备好，如果是，则进入当前采集设备的单设备准备完成阶段，并执行单设备准备完成阶段对应的阶段任务，否则认为当前采集设备异常，随后进入所有设备进入准备完成阶段；

依次通过对应的通信协议与每个采集设备进行通信交互，以确认当前采集设备是否开始采集，如果是，则进入当前采集设备的单设备采集开始阶段，并执行单设备采集开始阶段对应的阶段任务，否则认为当前采集设备异常，随后进入所有设备进入采集开始阶段。

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