CN114745448A - 一种多通道规约适配处理方法、系统及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种多通道规约适配处理方法、系统及装置，本发明基于采集设备协议的读取结果，进行协议参数配置和传输通道参数配置，生成配置文件，基于配置文件启动相应的线程进行报文接收和解析，实现了不同厂商采集设备的多通道接入适配，实现感知层的一体化采集以及数据交互共享、展示。
Description
技术领域
本发明涉及一种多通道规约适配处理方法、系统及装置，属于电力通信技术领域。
背景技术
随着电网着力发展低碳、数字化电力系统，在通信站房监控领域，数字化基础资源传感设备以及不同类型通信技术得到大规模应用，包括数字有线环境量/动力量传感、微功率无线传感、4G/5G移动通信，然而针对不同业务系统的协议也不尽相同，这给边端智能装置规模化采集和协议解析带了困扰，急需一种在软件方面灵活适配厂家以及不同系统之间协议差异的多通道规约适配处理方法。
发明内容
本发明提供了一种多通道规约适配处理方法、系统及装置，解决了背景技术中披露的问题。
为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：
一种多通道规约适配处理方法，包括：
导入并读取外接的采集设备的协议；
根据协议读取结果和采集设备类型，进行规约配置，生成并存储配置文件；其中，规约配置包括协议参数配置和传输通道参数配置；
响应于采集设备传输报文，根据配置文件启动相应的线程，接收并解析报文；其中，启动的线程为根据配置文件启动的绑定的通道引擎和协议引擎；
根据报文解析结果和预设的点位数据，生成并存储采集设备的原始值、计算值和告警信息；
响应于读取存储的采集设备数据，通过数据接口将存储的采集设备数据上报至读取端。
导入并读取外接的采集设备的协议，包括：
根据采集设备类型，从协议库中导入与采集设备类型匹配的协议，并对协议进行读取，获得协议ID、协议名、文件名、版本号以及协议导入状态。
根据协议读取结果和采集设备类型，进行规约配置，生成并存储配置文件，包括：
根据协议读取结果和采集设备类型，进行规约配置，将规约配置信息持久化至配置文件，存储配置文件。
生成的配置文件里分为四个区域，包括装置描述区、协议配置区、通道配置区和规约描述区；
其中，
装置描述区为装置整体属性的抽象化，其中，装置为采用所述多通道规约适配处理方法的装置，包括：
1）装置ID编号，该编号为装置的唯一标识；
2）装置软件ID编号，该编号是装置软件的唯一标号，用于维护心跳报文；
3）工作模式编号，该编号标识装置软件工作模式，包括透传模式和远动模式；
协议配置区保存有配置的协议参数，通道配置区保存有配置的传输通道参数，协议配置区和通道配置区成对生成；
规约描述区是对协议配置区和通道配置区的总描述。
配置文件存储于文件库中；作为历史数据的原始值、计算值和告警信息存储于SQLite数据库中，并定期进行自动清理；作为实时数据的原始值、计算值和告警信息存储于内存库中。
一种多通道规约适配处理系统，包括：
导入模块，用以导入并读取外接的采集设备的协议；
规约配置模块，用以根据协议读取结果和采集设备类型，进行规约配置，生成并存储配置文件；其中，规约配置包括协议参数配置和传输通道参数配置；
线程启动模块，用以响应于采集设备传输报文，根据配置文件启动相应的线程，接收并解析报文；其中，启动的线程为根据配置文件启动的绑定的通道引擎和协议引擎；
数据转换模块，用以根据报文解析结果和预设的点位数据，生成并存储采集设备的原始值、计算值和告警信息；
数据读取模块，用以响应于读取存储的采集设备数据，通过数据接口将存储的采集设备数据上报至读取端。
规约配置模块，用以根据协议读取结果和采集设备类型，进行规约配置，将规约配置信息持久化至配置文件，存储配置文件。
生成的配置文件里分为四个区域，包括装置描述区、协议配置区、通道配置区和规约描述区；
其中，
装置描述区为装置整体属性的抽象化，其中，装置为采用所述多通道规约适配处理方法的装置，包括：
1）装置ID编号，该编号为装置的唯一标识；
2）装置软件ID编号，该编号为所述多通道规约适配处理系统的唯一标号，用于维护心跳报文；
3）工作模式编号，该编号标识所述多通道规约适配处理系统工作模式，包括透传模式和远动模式；
协议配置区保存有配置的协议参数，通道配置区保存有配置的传输通道参数，协议配置区和通道配置区成对生成；
规约描述区是对协议配置区和通道配置区的总描述。
一种多通道规约适配处理装置，包括相连的微处理器和主处理器；主处理器上扩展有网口和串口，网口用以外接智能采集设备和后台，串口用以外接智能采集设备，主处理器采用多通道规约适配处理方法进行多通道规约适配处理；微处理器上扩展有直采量输入接口和直采量输出接口，直采量输入接口和直采量输出接口外接非智能传感设备。
本发明所达到的有益效果：本发明基于采集设备协议的读取结果，进行协议参数配置和传输通道参数配置，生成配置文件，基于配置文件启动相应的线程进行报文接收和解析，实现了不同厂商采集设备的多通道接入适配，实现感知层的一体化采集以及数据交互共享、展示。
附图说明
图1为本发明方法的流程图；
图2为本发明装置的结构示意图；
图3为具体的数据流转示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。
如图1所示，一种多通道规约适配处理方法，包括以下步骤：
步骤1，导入并读取外接的采集设备的协议；
步骤2，根据协议读取结果和采集设备类型，进行规约配置，生成并存储配置文件；其中，规约配置包括协议参数配置和传输通道参数配置；
步骤3，响应于采集设备传输报文，根据配置文件启动相应的线程，接收并解析报文；其中，启动的线程为根据配置文件启动的绑定的通道引擎和协议引擎；
步骤4，根据报文解析结果和预设的点位数据，生成并存储采集设备的原始值、计算值和告警信息；
步骤5，响应于读取存储的采集设备数据，通过数据接口将存储的采集设备数据上报至读取端。
上述方法基于采集设备协议的读取结果，进行协议参数配置和传输通道参数配置，生成配置文件，基于配置文件启动相应的线程进行报文接收和解析，实现了不同厂商采集设备的多通道接入适配，实现感知层的一体化采集以及数据交互共享、展示。
上述方法实时在采集设备和后台之间的装置中，当采集设备（一般为传感器）连接至装置，根据采集设备类型，从协议库中导入与采集设备类型匹配的协议，并对协议进行读取，获得协议ID、协议名、文件名、版本号以及协议导入状态。
其中，协议库为静态链接库，每个协议库有特定ID，这是协议库配置查找的唯一标识。为保证通用性，对协议库接口进行统一，抽象出传感器协议专属类和通用依赖接口，专属类包含RUN、初始化、地址配置、消息接受、消息处理、校验的协议处理器，通用依赖接口包括协议ID、属性读取、协议链接，属性读取接口是根据每个协议需要配置参数的不同而调整。
协议库可通过文件管理接口动态加载，文件管理接口为外部应用程序与WEB服务器之间的接口，即CGI接口，除管理协议库，还负责装置远程更新/备份、license文件管理。
协议读取完成后，进行规约配置，主要包括协议参数配置和传输通道参数配置，配置完成后，将配置的信息持久化至配置文件中，一般为ini文件，并存储配置文件，进行报文传输时，可通过配置文件启动绑定的通道引擎和协议引擎。
其中通道引擎是传输通道参数实例化成实体通信线程，对常用传输通道进行了枚举封装，抽象出包含ID、名称以及参数的类，可灵活增加通信方式。传输通道包括串口、UDP客户/服务端、TCP客户/服务端、无线服务端、MQTT。在新增、修改规约中传输通道时，根据选择的传输通道名称，从WEB端向后台调用查询response接口，后台根据传输通道ID号将查询出对应传输通道参数，并通过response接口上送给界面，以便查看和对特定参数进行修改。
协议引擎是为协议运行提供参数供给、监控维护、内部信息交互消息的线程。在新增、修改规约中协议时，根据选择的协议名称，从WEB端向后台调用查询response接口，后台根据协议ID号将查询出对应协议配置参数，并通过response接口上送给界面，以便查看和对特定参数进行修改。
协议引擎和通道引擎双线程绑定是完成新建、修改规约（协议、通道）参数后，绑定信息会保存在ini文件中。
配置文件里分为四个区域，包括装置描述区、协议配置区、通道配置区和规约描述区；
其中，
装置描述区为装置整体属性的抽象化，其中，装置为采用所述多通道规约适配处理方法的装置，包括：
1）装置ID编号，该编号为装置的唯一标识；
2）装置软件ID编号，该编号是装置软件的唯一标号，用于维护心跳报文；
3）工作模式编号，该编号标识装置软件工作模式，包括透传模式和远动模式；
协议配置区保存有配置的协议参数，通道配置区保存有配置的传输通道参数，协议配置区和通道配置区成对生成；
规约描述区是对协议配置区和通道配置区的总描述。
绑定的通道引擎和协议引擎会接收并解析传输来的报文，报文中的数据一般为二进制数据，需要根据预设的点位数据进行进一步计算，从而获得采集设备传输的原始值、计算值和告警信息，并对获取的数据进行存储。
上述所有的数据采用分类存储方式，其中，配置文件存储于文件库中；作为历史数据的原始值、计算值和告警信息存储于SQLite数据库中，并定期进行自动清理；作为实时数据的原始值、计算值和告警信息存储于内存库中。
当后台需要进行数据去读取使，通过数据接口将存储的采集设备数据上报至读取端。
基于相同的技术方案，本发明还公开了上述方法的软件系统，一种多通道规约适配处理系统，包括：
导入模块，用以导入并读取外接的采集设备的协议。
规约配置模块，用以根据协议读取结果和采集设备类型，进行规约配置，将规约配置信息持久化至配置文件，存储配置文件；其中，规约配置包括协议参数配置和传输通道参数配置。
生成的配置文件里分为四个区域，包括装置描述区、协议配置区、通道配置区和规约描述区；
其中，
装置描述区为装置整体属性的抽象化，其中，装置为采用所述多通道规约适配处理方法的装置，包括：
1）装置ID编号，该编号为装置的唯一标识；
2）装置软件ID编号，该编号为所述多通道规约适配处理系统的唯一标号，用于维护心跳报文；
3）工作模式编号，该编号标识所述多通道规约适配处理系统工作模式，包括透传模式和远动模式；
协议配置区保存有配置的协议参数，通道配置区保存有配置的传输通道参数，协议配置区和通道配置区成对生成；
规约描述区是对协议配置区和通道配置区的总描述。
线程启动模块，用以响应于采集设备传输报文，根据配置文件启动相应的线程，接收并解析报文；其中，启动的线程为根据配置文件启动的绑定的通道引擎和协议引擎。
数据转换模块，用以根据报文解析结果和预设的点位数据，生成并存储采集设备的原始值、计算值和告警信息。
数据读取模块，用以响应于读取存储的采集设备数据，通过数据接口将存储的采集设备数据上报至读取端。
上述系统中各模块的数据处理流程与方法的一致，这里不重复描述了。
为了适配上述方法，本发明还公开了相应的多通道规约适配处理装置，如图2所示，包括相连的微处理器和主处理器。
主处理器采用瑞芯微多核CPU，运行Linux系统，软件主服务采用B/S架构，装置硬件资源、使用率以及接口状态都可通过WEB界面进行查看。主处理器上扩展有网口（千兆网口）和串口（232/485），网口既可用以外接智能采集设备也可与后台通信，网口所连的智能采集设备主要是网络类智能采集设备，串口用以外接智能采集设备，串口所连的智能采集设备主要是本地总线类智能采集设备，串口通过HUB和开关模块连接主处理器，并且开关模块受主控制器控制，主处理器采用上述方法进行多通道规约适配处理。主处理器上还扩展有安全加密模块、存储模块、BEEP、DEBUG和无线模块。
微处理器上扩展有直采量输入接口和直采量输出接口；直采量输入接口外接非智能传感设备，指非232/284的非智能设备，不需要协议解析，直接采集电压电流，如温湿度传感器、烟感、水浸，直采量输入接口包括模拟量输入接口和开关量输入接口；直采量输出接口外接非智能被控设备，直采量输出接口主要是开关量输出接口，输出电压以控制外接的继电器、空调的开启、关闭等。微处理器和主控制器之间采用串行接口交互，节约主控制器GPIO以及分离采集业务。微处理器定义、开发满足模拟量、信号量输入以及开关量输出的问答式交互协议，涉及遥测采集、遥信采集、工况判断、遥控输出。
还包括给装置各部件供电的电源模块，电源模块包括DC24 ~DC48V外部电源输入和DC12V直流输出（由DC24 ~DC48V降压得到），12V输出可为接入的传感设备供电，也可为无线模块供电，DC24 ~DC48V外部电源通过DC转DC模块获得DC12，DC12V电压连接为微处理器，同时连接蓄电模块，蓄电模块为备用电源，连接主处理器，避免掉电情况下，历史数据、告警无法丢失。
基于上述装置和方法，在进行适配处理时的数据流转如图3所示，包括：
101）采集设备通过串口、直采量输入接口、直采量输出接口、网口接入装置中，接入方式不受限制，并可全通道满载接入；
102）通过主机浏览器网页登录设备，web界面提供了一套自定义的，基于Websocket通讯协议及JSON对象的简单通信接口；Websocket使得前端web界面的开发和后台服务进程充分解耦，开发人员无需充分了解业务逻辑，也能高效地进行软件开发；加载协议，license注册，配置网口，并按照接入设备种类，配置基于通道引擎和协议引擎的规约服务，配置完成后，信息会保存在ini文件中，ini文件存储于文件库中；
103）服务配置完成后，保存于ini文件的信息分为四区：装置描述区（fep_info）、规约描述区（ptu_info）、协议配置区（protocol:ptu*）和通道配置区（engine:ptu*）；
重启服务，使配置生效，服务重启后，会扫描协议目录下的所有so静态库文件，链接进程序进程地址空间，对于每一个类生成一个对象用于封装so库的导出接口，并读取ini配置文件，对于文件中的每一个规约配置项，生成一个配置ptu对象和ptu配置对象；
104）通道引擎，通道参数实例化成实体通信线程；
105）协议引擎，为协议运行提供参数供给、监控维护、内部信息交互消息的线程；
106）获取遥测、遥信采集值、工况信息等；其中，硬件信息服务可为其提供CPU、内存、硬盘、网口、串口硬件资源数据；
107）实时数据存入内存库，历史数据存入SQLite数据库中，并定期进行自动清理；
108）物理数据库服务由SqliteManager对象和SQlite3数据库提供；SqliteManager对象实现了同步查询和异步操作接口，保证用户体验的同时更注重IO效率；
物理数据库服务使用一个FIFO用于保存异步请求，在一般情况下，总是采用先提交先处理的原则进行事务处理，然后，用户可以设置提交的优先级，用于某些紧急事务的优先处理；
109）网页通过各业务接口和后台查询硬件运行参数、实时数据、历史曲线、实时告警、历史告警、配置信息。
基于相同的技术方案，本发明还公开了一种存储一个或多个程序的计算机可读存储介质，所述一个或多个程序包括指令，所述指令当由计算设备执行时，使得所述计算设备执行多通道规约适配处理方法。
基于相同的技术方案，本发明还公开了一种计算设备，包括一个或多个处理器、一个或多个存储器以及一个或多个程序，其中一个或多个程序存储在所述一个或多个存储器中并被配置为由所述一个或多个处理器执行，所述一个或多个程序包括用于执行多通道规约适配处理方法的指令。
本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质（包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等）上实施的计算机程序产品的形式。
本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备（系统）、和计算机程序产品的流程图和／或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和／或方框图中的每一流程和／或方框、以及流程图和／或方框图中的流程和／或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和／或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和／或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和／或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
以上仅为本发明的实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均包含在申请待批的本发明的权利要求范围之内。
Claims (9)
1.一种多通道规约适配处理方法，其特征在于，包括：
导入并读取外接的采集设备的协议；
根据协议读取结果和采集设备类型，进行规约配置，生成并存储配置文件；其中，规约配置包括协议参数配置和传输通道参数配置；
响应于采集设备传输报文，根据配置文件启动相应的线程，接收并解析报文；其中，启动的线程为根据配置文件启动的绑定的通道引擎和协议引擎；
根据报文解析结果和预设的点位数据，生成并存储采集设备的原始值、计算值和告警信息；
响应于读取存储的采集设备数据，通过数据接口将存储的采集设备数据上报至读取端。
2.根据权利要求1所述的一种多通道规约适配处理方法，其特征在于，导入并读取外接的采集设备的协议，包括：
根据采集设备类型，从协议库中导入与采集设备类型匹配的协议，并对协议进行读取，获得协议ID、协议名、文件名、版本号以及协议导入状态。
3.根据权利要求1所述的一种多通道规约适配处理方法，其特征在于，根据协议读取结果和采集设备类型，进行规约配置，生成并存储配置文件，包括：
根据协议读取结果和采集设备类型，进行规约配置，将规约配置信息持久化至配置文件，存储配置文件。
4.根据权利要求3所述的一种多通道规约适配处理方法，其特征在于，生成的配置文件里分为四个区域，包括装置描述区、协议配置区、通道配置区和规约描述区；
其中，
装置描述区为装置整体属性的抽象化，其中，装置为采用所述多通道规约适配处理方法的装置，包括：
1）装置ID编号，该编号为装置的唯一标识；
2）装置软件ID编号，该编号是装置软件的唯一标号，用于维护心跳报文；
3）工作模式编号，该编号标识装置软件工作模式，包括透传模式和远动模式；
协议配置区保存有配置的协议参数，通道配置区保存有配置的传输通道参数，协议配置区和通道配置区成对生成；
规约描述区是对协议配置区和通道配置区的总描述。
5.根据权利要求1所述的一种多通道规约适配处理方法，其特征在于，配置文件存储于文件库中；作为历史数据的原始值、计算值和告警信息存储于SQLite数据库中，并定期进行自动清理；作为实时数据的原始值、计算值和告警信息存储于内存库中。
6.一种多通道规约适配处理系统，其特征在于，包括：
导入模块，用以导入并读取外接的采集设备的协议；
规约配置模块，用以根据协议读取结果和采集设备类型，进行规约配置，生成并存储配置文件；其中，规约配置包括协议参数配置和传输通道参数配置；
线程启动模块，用以响应于采集设备传输报文，根据配置文件启动相应的线程，接收并解析报文；其中，启动的线程为根据配置文件启动的绑定的通道引擎和协议引擎；
数据转换模块，用以根据报文解析结果和预设的点位数据，生成并存储采集设备的原始值、计算值和告警信息；
数据读取模块，用以响应于读取存储的采集设备数据，通过数据接口将存储的采集设备数据上报至读取端。
7.根据权利要求6所述的一种多通道规约适配处理系统，其特征在于，规约配置模块，用以根据协议读取结果和采集设备类型，进行规约配置，将规约配置信息持久化至配置文件，存储配置文件。
8.根据权利要求7所述的一种多通道规约适配处理系统，其特征在于，生成的配置文件里分为四个区域，包括装置描述区、协议配置区、通道配置区和规约描述区；
其中，
装置描述区为装置整体属性的抽象化，其中，装置为采用所述多通道规约适配处理方法的装置，包括：
1）装置ID编号，该编号为装置的唯一标识；
2）装置软件ID编号，该编号为所述多通道规约适配处理系统的唯一标号，用于维护心跳报文；
3）工作模式编号，该编号标识所述多通道规约适配处理系统工作模式，包括透传模式和远动模式；
协议配置区保存有配置的协议参数，通道配置区保存有配置的传输通道参数，协议配置区和通道配置区成对生成；
规约描述区是对协议配置区和通道配置区的总描述。
9.一种多通道规约适配处理装置，其特征在于，包括相连的微处理器和主处理器；主处理器上扩展有网口和串口，网口用以外接智能采集设备和后台，串口用以外接智能采集设备，主处理器采用权利要求1~5任意一项所述的方法进行多通道规约适配处理；
微处理器上扩展有直采量输入接口和直采量输出接口，直采量输入接口和直采量输出接口外接非智能传感设备。
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