CN114911667A - 监控数据采集方法、系统和存储介质 - Google Patents

监控数据采集方法、系统和存储介质 Download PDF

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CN114911667A CN202210302641.7A CN202210302641A CN114911667A CN 114911667 A CN114911667 A CN 114911667A CN 202210302641 A CN202210302641 A CN 202210302641A CN 114911667 A CN114911667 A CN 114911667A
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Abstract

本申请公开了一种监控数据采集方法、系统和存储介质，应用于串行采集装置，包括以下步骤：获取配置信息，根据配置信息确定分别属于第一分组和第二分组的设备；确定所述第一分组中各设备的固定采集频率，并按照对应的固定采集频率对第一分组中的设备进行数据采集；确定所述第二分组中各设备的初始采集频率，在对第二分组中各设备进行之少两轮的采集后，根据设备所采集的数据动态调整第二分组中设备的采集频率；其中，第二分组中设备的采集频率设有上限值和下限值。通过实施本方案可以降低采集设备的功耗，同时保证高实时性的设备可以及时得到采集。

Description

监控数据采集方法、系统和存储介质
技术领域
本申请涉及机房监控技术，特别是一种监控数据采集方法、系统和存储介质。
背景技术
在大数据和云计算应用的促进下，数据中心建设迎来了一个新的建设高潮，而当前数据中心为了确保机房正常运行同时响应国家“建造绿色机房，节能减排”号召，一般地，机房会配置有动力环境监控系统，在实时监控机房环境与智能设备运行状态的同时为机房带来绿色节能效果。机房智能设备的监控采集技术也应运而生。
一般地，智能设备的监控数据采集均会设置有固定的采集间隔，而不同的设备，采集的频率设定值也各不相同，如电量仪的采集间隔为5S/次，烟感传感器的采集间隔为1S/次。一些实时性要求较高的智能设备(如烟雾传感器、水浸传感器等)可设置较低的固定的采集频率以确保机房安全运行，但另外的一部分实时性要求较低的设备，在实际应用场景中采集的监控数据大部分时间是没有变化的或者是变化会十分缓慢的，例如温湿度探头，由于机房恒温恒湿的特性，正常情况下，温湿度数值大部分时间均是没有变化的或者会于较小的数值区间进行浮动，若同样采用固定的采集频率采集此类型设备的监控数据，则会消耗大量的能量传输重复的采集数据，反而会造成机房能耗的浪费。
参照图5，现有的Modbus 485设备采集算法，是按照设备作为最小调度单元轮巡采集的，每台设备按顺序进行采集，这种采集方式的优点是公平，即每台设备同等对待，但缺点是当同一串口下接入多种类型且数量较多的设备时，实时性要求较高的设备可能会处于轮巡采集顺序的末端，这样会在一定程度上影响该设备的监控数据实时性，从而危及到机房的安全运行。
发明内容
本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种监控数据采集方法、系统和存储介质，以确保重要设备的采集实时性，同时降低功耗。
一方面，本申请实施例提供了：一种监控数据采集方法，应用于串行采集装置，包括以下步骤：
获取配置信息，根据配置信息确定分别属于第一分组和第二分组的设备；
确定所述第一分组中各设备的固定采集频率，并按照对应的固定采集频率对第一分组中的设备进行数据采集；
确定所述第二分组中各设备的初始采集频率，在对第二分组中各设备进行之少两轮的采集后，根据设备所采集的数据动态调整第二分组中设备的采集频率；
其中，第二分组中设备的采集频率设有上限值和下限值。
在一些实施例中，所述根据设备所采集的数据动态调整第二分组中设备的采集频率，具体包括：
判断设备本次采集的数据与上一次采集的数据之差是否超过调整阈值，若是，则增加或者维持采集频率，若否，则降低或者维持采集频率。
在一些实施例中，所述增加或者维持采集频率具体是：
若当前的采集频率和频率增加量之和大于所述上限值时，维持采集频率；
若当前的采集频率和频率增加量之和小于等于所述上限值时，增加采集频率。
在一些实施例中，所述增加或者维持采集频率具体是：
若当前的采集频率和频率减少量之和小于所述下限值时，维持采集频率；
若当前的采集频率和频率减少量之和大于等于所述下限值时，减少采集频率。
在一些实施例中，不同类型的设备对应的调整阈值不同。
在一些实施例中，第一分组的设备的数据采集优先于所述第二分组的设备。
在一些实施例中，当判定设备本次采集的数据与上一次采集的数据之差未超过调整阈值时，还包括以下步骤：
对该设备的下一次采集额外延迟一个采集周期的时间。
另一方面，本申请实施例提供了一种监控数据采集系统，包括：
获取模块，用于获取配置信息，根据配置信息确定分别属于第一分组和第二分组的设备；
第一分组处理模块，用于确定所述第一分组中各设备的固定采集频率，并按照对应的固定采集频率对第一分组中的设备进行数据采集；
第二分组处理模块，用于确定所述第二分组中各设备的初始采集频率，在对第二分组中各设备进行之少两轮的采集后，根据设备所采集的数据动态调整第二分组中设备的采集频率；
其中，第二分组中设备的采集频率设有上限值和下限值。
另一方面，本申请实施例提供了一种监控数据采集系统，包括：
存储器，用于存储程序；
处理器，用于加载所述程序以执行所述的监控数据采集方法。
另一方面，本申请实施例提供了一种计算机可读存储介质，其存储有程序，所述程序被处理器加载时，实现所述的监控数据采集方法。
本申请实施例应用于串行采集装置，本申请实施例通过获取配置信息，根据配置信息确定分别属于第一分组和第二分组的设备；然后确定所述第一分组中各设备的固定采集频率，并按照对应的固定采集频率对第一分组中的设备进行数据采集；接着确定所述第二分组中各设备的初始采集频率，在对第二分组中各设备进行之少两轮的采集后，根据设备所采集的数据动态调整第二分组中设备的采集频率；并为第二分组中设备的采集频率设有上限值和下限值，通过这一方式可以动态调整第二分组的设备，只需要将重要的、采集有实时性要求的设备配置在第一分组，而相对实时性需要较弱设备配置在第二分组，就可以灵活地根据采集情况在上下限值范围调整第二分组设备的频率，有效地保障了重要设备的采集频率，同时降低功耗。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图做一简单地介绍，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是本申请实施例提供的一种监控数据采集方法的流程图；
图2是本申请实施例提供的一种本申请实施例提供的监控数据采集系统的架构图；
图3是本申请实施例提供的另一种监控数据采集方法的流程图(涉及S1分组部分)；
图4是本申请实施例提供的又一种监控数据采集方法的流程图(涉及S2分组部分)；
图5是现有技术的串行采集装置的架构图。
具体实施方式
为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，以下将参照本申请实施例中的附图，通过实施方式清楚、完整地描述本申请的技术方案，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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，都属于本申请保护的范围。
在本发明的描述中，若干的含义是一个以上，多个的含义是两个以上，大于、小于、超过等理解为不包括本数，以上、以下、以内等理解为包括本数。如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。
本发明的描述中，除非另有明确的限定，设置等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本发明中的具体含义。
本发明的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
参照图1，本申请实施例提供了：一种监控数据采集方法，应用于串行采集装置，包括以下步骤：
100、获取配置信息，根据配置信息确定分别属于第一分组和第二分组的设备；
200、确定所述第一分组中各设备的固定采集频率，并按照对应的固定采集频率对第一分组中的设备进行数据采集。参照图2和图3，在本步骤中会对第一分组S1的设备的采集频率进行确定。需要理解的是，在本实施例中，第一分组的采集优先级高于第二分组的采集优先级，意味着正常的顺序是先采集第一分组再采集第二分组。不同的设备可能有不同的采集周期，有的可能是1s，有的可能是100ms。在确定周期的时候，有多种方式，例如在一种方式中，为每个设备设定一个计时的函数，然后按照第一分组在先，第二分组在后的顺序进行循环检查，检测每个设备是否已经到采集周期，如果是则按顺序进行采集，并将计时的函数复位。还有一种方式是根据各设备的周期产生一个采集顺序表，并按照采集顺序表的次序依次对各设备进行采集，在这种情况下，第一分组的设备如果和第二分组的设备的采集时间点相同，则可以让第一分组的设备优先于第二分组的设备采集。
300、确定所述第二分组中各设备的初始采集频率，在对第二分组中各设备进行之少两轮的采集后，根据设备所采集的数据动态调整第二分组中设备的采集频率。其中，第二分组中设备的采集频率设有上限值和下限值。
具体地，本步骤的目标在于动态调整第二分组中各设备的采集频率。在初始阶段，每个设备的采集频率都设置为上限值和下限值这一范围内的某个数值。对于不同的设备可能有不同的初始值、上限值和下限值。例如，温度采集设备和震动采集设备对采集间隔的要求不同，单位也不同，因此需要采用不同的上下限值和初始值。
如图4所示，步骤300中，所述根据设备所采集的数据动态调整第二分组中设备的采集频率，具体包括：
判断设备本次采集的数据与上一次采集的数据之差是否超过调整阈值，若是，则增加或者维持采集频率，若否，则降低或者维持采集频率。不同类型的设备对应的调整阈值不同。
所述增加或者维持采集频率具体是：
若当前的采集频率和频率增加量之和大于所述上限值时，维持采集频率；
若当前的采集频率和频率增加量之和小于等于所述上限值时，增加采集频率。
所述增加或者维持采集频率具体是：
若当前的采集频率和频率减少量之和小于所述下限值时，维持采集频率；
若当前的采集频率和频率减少量之和大于等于所述下限值时，减少采集频率。
具体地，在每次测量(第二次以后的测量)的时候会对比上一次测量值，如果测量值大于设备设定的调整阈值时，就会增加采集频率，例如，设备设定的采集频率的上限是10Hz，下限1Hz。增加量和减少量是1Hz，则假设初始的时候是9Hz，增加1Hz到10Hz之后，不在增加。增加量和减少量可以是固定值，也可以是比例值。例如，可以是当前值的10％。可以理解的是，诸如温度等参数的变化一般是比较缓慢的，高频的采集除了浪费功耗之外，并无益处，同时，此类采集的次数增加可能会导致实时性要求较高的设备由于串行采集的原因无法及时采集。在上述实施例中，通过两次采集的变化情况判断次要设备是否产生明显变化，如果没有则可以降低其采集频率，如果产生的变化超过一定的程度，则增加其采集频率。通过这一方式可以确保各设备平稳运行，保证高实时性要求的设备可以及时得到采集，同时可以在一定程度上减少采集的次数，降低设备的功耗。
在一些实施例中，为了进一步降低第二分组设备的采集频率，当判定设备本次采集的数据与上一次采集的数据之差未超过调整阈值时，还包括以下步骤：
对该设备的下一次采集额外延迟一个采集周期的时间。
参照图3和图4，本实施例公开了一种低功耗的监控数据采集方法，其中，包括以下步骤：
A、接收用户的采集指令，获取采集设备的类型，并根据设备采集实时性要求对设备进行固定分组，实时性要求较高的设备固定分为第一分组，剩余实时性要求较低的设备则固定分为第二分组；
B、首先轮巡采集第一分组的设备，发送指令调整当前采集设备采集频率，将采集频率设置为适当的固定值，并采集当前监控数据数值；
C、待第一分组设备数据均采集完毕后，再轮巡采集第二分组设备，并针对第二分组设备的采集频率进行调整，其中，所述步骤C第二分组设备采集频率调整流程具体包括：
C1、首先采集当前设备的监控数据，并判断当前采集数据与之前采集数据的差值的绝对值是否大于设定阈值，若是，则执行步骤C2；若否，则返回执行步骤C3；
(注：本步骤中所提阈值为固定值，因不同的设备类型，监控数据特性会存在差异，故该具体数值大小会根据设备类型而有所变化，如设备为温度探头，基于机房恒温特性，阈值一般可设置在2～3的数值内，表示当两次采集数据数值相差超过2～3℃时，则将其判断为当前环境变化较大，需重点关注，故提高当前设备的采集频率；反之，则降低当前设备的采集频率。)
C2、判断当前设备采集频率是否大于频率设定允许最大值，若是，则将当前设备采集频率设定为允许最大值，随后执行C6；若否则执行C4；
C3、判断当前设备采集频率是否小于频率设定允许最小值，若是，则将当前设备采集频率设定为允许最小值，随后执行C6；若否则执行C5；
C4、提高当前设备采集频率设定值，随后执行C6；
C5、降低当前设备采集频率设定值，随后执行C6；
C6、延迟一个当前采集设备的采集频率周期时间，延迟完毕后返回执行步骤C1。
本发明根据设备监控数据实时性需求，对设备进行分组，通过调整实时性要求较高的设备采集轮巡顺序的优先级及固定较低的数据采集频率，以达到保障该类型设备数据实时性的目的，确保机房安全运行。本发明通过对实时性要求较低的设备的采集频率进行动态调控，若设备监控数据处于正常监控数值浮动范围内则下调设备的采集频率，从而达到减低机房功耗的目的；若设备监控数据超过正常数据浮动范围，则上调设备的采集频率，保障设备采集告警数据的实时性。
综合上述的实施例，现有技术Modbus 485设备采集在多机通信中，一般采用主机轮巡从机应答的方式，每台从机均分配有一个从机地址，主机与从机之间进行串行通信时，通常是主机先呼叫某从机地址，唤醒被叫从机后，主、从两机之间进行数据交换。一次完整的通信过程分为3个阶段：主机询问、从机应答和链路释放。主机询问阶段，主机以帧的形式将从机地址码、命令、数据和校验码传送到指定从机；从机应答阶段，从机解析接收的命令码，并组织相应帧信息回送到主机；链路释放阶段，从机清除接收缓冲区及相关变量，准备与主机下次通信。任何一次完整的通信过程都是由主机方发起的，从机在被主机寻址前只能处于侦听状态，从机在接收到地址码的第2个字节后，立即判断是否寻址自己，如果是，继续接受下面的数据，否则不与理睬。故设备的每次数据采集均依赖于主机的处理器进行数据发送与接收，当设备采集频率较高时，由于大量数据的接发很容易会导致主机处理器处于超频状态，而处理器处于超频状态下功耗一般会比正常状态提高20％～30％，最终导致机房功耗的提升。
而通过本发明对设备采集频率进行动态调控，可有效减少大量重复性数据的传输以减少主机处理器的数据处理压力，从而达到降低机房功耗的目的。可见，通过在本领域实施该方案，具有明显的节能效果。
其次，每次设备的数据采集均需要主机发送包含从机地址码、命令、数据和校验码等信息的数据包传送到指定从机，从机解析接收的数据包后再组织相应的信息回送数据包至主机。假定每次采集数据包大小为1KB，设备采集频率为1HZ(即每1S进行1次数据采集)，以采集设备为温湿度探头为例子，一般地，数据中心每个机柜均会配置有温湿度探头以实时监控柜内环境，若数据中心机柜数量为100个，在当前设定的传统方案的采集频率下，则至少需要800Kbps带宽以满足设备数据采集需求。
而若使用本发明对设备采集频率进行动态调控，在设备数据变化趋于平缓时，设备采集频率一般会调控至0.2HZ(即每5S进行1次数据采集)，在同样的情况下，带宽只需要160Kbps即可满足数据采集需求，带宽占用比原传统方案下降80％。
另一方面，本申请实施例提供了一种监控数据采集系统，包括：
获取模块，用于获取配置信息，根据配置信息确定分别属于第一分组和第二分组的设备；
第一分组处理模块，用于确定所述第一分组中各设备的固定采集频率，并按照对应的固定采集频率对第一分组中的设备进行数据采集；
第二分组处理模块，用于确定所述第二分组中各设备的初始采集频率，在对第二分组中各设备进行之少两轮的采集后，根据设备所采集的数据动态调整第二分组中设备的采集频率；
其中，第二分组中设备的采集频率设有上限值和下限值。
另一方面，本申请实施例提供了一种监控数据采集系统，包括：
存储器，用于存储程序；
处理器，用于加载所述程序以执行所述的监控数据采集方法。
另一方面，本申请实施例提供了一种计算机可读存储介质，其存储有程序，所述程序被处理器加载时，实现所述的监控数据采集方法。
在本申请中所述集成的单元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全部或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计算机装置(可以是个人计算机，服务器，或者网络装置等)执行本申请各个实施例所述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-OnlyMemory，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。
注意，上述仅为本申请的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本申请不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本申请的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本申请进行了较为详细的说明，但是本申请不仅仅限于以上实施例，在不脱离本申请构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本申请的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (10)

1.一种监控数据采集方法，其特征在于，应用于串行采集装置，包括以下步骤：
获取配置信息，根据配置信息确定分别属于第一分组和第二分组的设备；
确定所述第一分组中各设备的固定采集频率，并按照对应的固定采集频率对第一分组中的设备进行数据采集；
确定所述第二分组中各设备的初始采集频率，在对第二分组中各设备进行之少两轮的采集后，根据设备所采集的数据动态调整第二分组中设备的采集频率；
其中，第二分组中设备的采集频率设有上限值和下限值。
2.根据权利要求1所述的一种监控数据采集方法，其特征在于，所述根据设备所采集的数据动态调整第二分组中设备的采集频率，具体包括：
判断设备本次采集的数据与上一次采集的数据之差是否超过调整阈值，若是，则增加或者维持采集频率，若否，则降低或者维持采集频率。
3.根据权利要求2所述的一种监控数据采集方法，其特征在于，所述增加或者维持采集频率具体是：
若当前的采集频率和频率增加量之和大于所述上限值时，维持采集频率；
若当前的采集频率和频率增加量之和小于等于所述上限值时，增加采集频率。
4.根据权利要求2所述的一种监控数据采集方法，其特征在于，所述增加或者维持采集频率具体是：
若当前的采集频率和频率减少量之和小于所述下限值时，维持采集频率；
若当前的采集频率和频率减少量之和大于等于所述下限值时，减少采集频率。
5.根据权利要求1所述的一种监控数据采集方法，其特征在于，不同类型的设备对应的调整阈值不同。
6.根据权利要求1所述的一种监控数据采集方法，其特征在于，第一分组的设备的数据采集优先于所述第二分组的设备。
7.根据权利要求1所述的一种监控数据采集方法，其特征在于，当判定设备本次采集的数据与上一次采集的数据之差未超过调整阈值时，还包括以下步骤：
对该设备的下一次采集额外延迟一个采集周期的时间。
8.一种监控数据采集系统，其特征在于，包括：
获取模块，用于获取配置信息，根据配置信息确定分别属于第一分组和第二分组的设备；
第一分组处理模块，用于确定所述第一分组中各设备的固定采集频率，并按照对应的固定采集频率对第一分组中的设备进行数据采集；
第二分组处理模块，用于确定所述第二分组中各设备的初始采集频率，在对第二分组中各设备进行之少两轮的采集后，根据设备所采集的数据动态调整第二分组中设备的采集频率；
其中，第二分组中设备的采集频率设有上限值和下限值。
9.一种监控数据采集系统，其特征在于，包括：
存储器，用于存储程序；
处理器，用于加载所述程序以执行如权利要求1-7任一项所述的监控数据采集方法。
10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，其存储有程序，所述程序被处理器加载时，实现如权利要求1-7任一项所述的监控数据采集方法。
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