CN115277706B - 一种物联网数据采集器动态分发方法及系统 - Google Patents
一种物联网数据采集器动态分发方法及系统 Download PDFInfo
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Abstract
本发明提供了一种物联网数据采集器动态分发方法及系统，查找所有终端指标，将终端指标按照终端、数据源进行分组，得到指标组列表；对指标组列表进行分组，得到数据源指标组；将数据源指标组列表中的指标按照数据源指定的分配算法分配至查找的物联网网关，获得每个网关上需执行的采集任务列表；根据采集任务查找是否存在已初始化的采集执行器执行环境，查找是否存在本地缓存的采集执行器文件，最终根据采集任务实例化采集器并启动，进行数据采集，转换成统一的结构通过网关上传到物联网平台。通过本发明，降低了数据采集系统整体的部署维护难度，提升了系统的可扩展性，保证了系统数据采集的稳定性和可靠性，提高了系统对采集故障进行转移的效率。
Description
技术领域
本发明涉及数据采集技术领域，尤其涉及一种物联网数据采集器动态分发方法及系统。
背景技术
随着物联网技术的发展，数据采集终端的类型和规模不断增加，对数据采集系统的部署和采集效率有了更高的要求。对于大型采集系统来说，负载均衡和动态部署是保证终端数据高效采集的基础。
传统的数据采集部署方式通常是基于中间件的形式来实现的，如通过数据采集模块完成业务调度和执行，从上层分别调用数据采集逻辑，控制数据采集终端实现数据采集。这种方法针对最小粒度(指标)配置时，将每个指标都视为一个采集任务，每个采集任务需进行单独配置，采集效率较低。并且数据采集器负载均衡依赖于中间件，运维难度较高，且没有动态部署机制，当系统需要新增对其它数据源的支持，即需要扩展新的数据采集协议时，需要重新进行部署，维护工作量大，扩展性差，对于大规模的数据采集任务来说，具有明显的局限性。
发明内容
本发明为了克服现有技术的不足，提供一种物联网数据采集器动态分发方法及系统，首先将需要采集的终端指标按照一定规则进行重组为采集任务列表并下发至对应物联网网关，然后初始化采集执行器执行环境，最后根据采集任务实例化采集执行器完成数据采集工作。本发明不仅可降低数据采集系统部署维护难度，而且当系统新增数据源时无需重新部署，保证了系统数据采集的稳定性和可靠性，提高了采集效率和系统扩展性。
一种物联网数据采集器动态分发方法，主要包括：
S1：查找所有终端指标，并将终端指标按照终端、数据源进行分组，得到指标组列表；
S2：按照数据源的不同对指标组列表进行分组，得到数据源指标组；将数据源指标组列表中的指标按照数据源指定的分配算法分配至查找的物联网网关，获得每个网关上需执行的采集任务列表，并将任务下发至对应网关；
S3：根据采集任务查找是否存在已初始化的采集执行器执行环境，若否，则到步骤S4，若是，则到步骤S7；
S4：查找是否存在本地缓存的采集执行器文件，若否，则到步骤S5，若是，则到步骤S6；
S5：通过向物联网平台请求采集执行器文件后，平台将文件发送到物联网网关，网关接收完文件后，再到步骤S6；
S6：加载并初始化采集执行器执行环境，然后到步骤S7；
S7：根据采集任务实例化采集器并启动，进行数据采集，并转换成统一的结构通过网关上传到物联网平台。
进一步地，步骤S1中，所述终端指标为数据采集的最小单位，如压力、流量、温度、湿度等。
进一步地，步骤S1中，查找所有终端指标的查询条件为：所属终端状态为启用，终端指标状态为启用，采集状态为等待；终端状态包含：启用、禁用和删除，指标状态包含：启用、禁用和删除，采集状态包含：停止、等待、采集和错误。
进一步地，当终端、终端指标的数据中涉及到数据采集的信息发生变动时，将发起终端指标采集配置的重新合并，则触发步骤S1。
进一步地，步骤S2中，采集任务列表包含数据源信息和采集指标组列表。
进一步地，一个数据源通过其编号与多个网关的网关编号进行关联，查找数据源指标组中数据源关联的网关的规则为：该网关可以正常运行该数据源的采集任务；查找条件为：与该数据源关联，状态为启用，运行状态为备用或采集；运行状态包括：备用、采集和停止。
进一步地，步骤S2中，所述分配算法包括轮询、加权轮询、总量分配、资源负载和动态负载算法；对于采集环境相对固定的场景，使用轮询、加权轮询和总量分配算法，对于采集环境变动较为频繁的场景，使用资源负载和动态负载算法。
进一步地，步骤S3中，当采集任务在当前网关出现数据采集通道故障时，会将当前采集任务进行重新分配，并标记当前网关对应数据源为故障，在后续的分配中将不参与分配，直至故障修复后将状态重置为备用。
进一步地，步骤S4中，所述采集执行器文件包含：采集执行器相关的代码和类库。
一种物联网数据采集器动态分发系统，用于上述的数据采集器动态分发方法，包括：
指标组列表获取模块，用于查找所有终端指标，并将终端指标按照终端、数据源进行分组，得到指标组列表；
采集任务列表获取模块，用于按照数据源的不同对指标组列表进行分组，得到数据源指标组；将数据源指标组列表中的指标按照数据源指定的分配算法分配至查找的物联网网关，获得每个网关上需执行的采集任务列表，并将任务下发至对应网关；
执行环境判断模块，用于根据采集任务查找是否存在已初始化的采集执行器执行环境；
采集执行器文件判断模块，用于查找是否存在本地缓存的采集执行器文件；
文件传送模块，用于通过向物联网平台请求采集执行器文件后，平台将文件发送到物联网网关，网关接收完文件后，执行加载并初始化模块的功能；
加载并初始化模块，用于加载并初始化采集执行器执行环境；
数据采集模块，用于根据采集任务实例化采集器并启动，进行数据采集，并转换成统一的结构通过网关上传到物联网平台。
本发明提供的技术方案带来的有益效果是：本发明可在系统内部实现系统任务的负载均衡和动态部署，在系统数据采集时仅需部署网关即可，且当系统需要新增对其它数据源的支持时，无需重新部署，仅需实现数据源对应的采集执行器并打包上传至物联网平台即可。由于网关的变更相比采集执行器来说较为固定，相比传统的基于中间件的方式实现负载均衡和动态部署，降低了数据采集系统整体的部署维护难度，提升了系统的可扩展性，保证了系统数据采集的稳定性和可靠性，提高了系统对采集故障进行转移的效率。
附图说明
下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：
图1是本发明实施例中一种物联网数据采集器动态分发方法的流程图。
图2是本发明实施例中一种物联网数据采集器动态分发的原理示意图。
具体实施方式
为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本发明的具体实施方式。
本发明的实施例提供了一种物联网数据采集器动态分发方法及系统。
请参考图1，图1是本发明实施例中一种物联网数据采集器动态分发方法的流程图，具体包括：
S1：查找所有终端指标，并将终端指标按照终端、数据源进行分组，得到指标组列表。
所述终端指标为数据采集的最小单位，如压力、流量、温度、湿度等。
查找所述终端指标的查询条件为：所属终端状态为：启用，终端指标状态为：启用，采集状态为：等待。
终端状态包含：启用、禁用和删除，指标状态包含：启用、禁用和删除，采集状态包含：停止、等待、采集和错误。
当终端、终端指标的数据中涉及到数据采集的信息发生变动时，将发起终端指标采集配置的重新合并，触发步骤1。
S2：按照数据源的不同对指标组列表进行分组，得到数据源指标组。将数据源指标组列表中的指标按照数据源指定的分配算法分配至查找的物联网网关，获得每个网关上需执行的采集任务列表，并将任务下发至对应网关。
采集任务包含数据源信息和采集指标组列表。
一个数据源可通过数据源编号与多个网关的网关编号进行关联，查找数据源指标组中数据源关联的网关的规则为：该网关可以正常运行该数据源的采集任务；查找条件为：与该数据源关联，状态为启用，运行状态为备用或采集。
运行状态包括：备用、采集和停止。
分配算法包括轮询、加权轮询、总量分配、资源负载和动态负载算法，各算法的具体定义如下：
轮询算法是指：将指标组均等的分配给各个网关的算法；
加权轮询算法是指：将指标组按照各个网关的权重进行分配的算法；
总量分配算法是指：结合各个网关当前的任务数量进行分配的算法，使网关上的任务总量相近；
资源负载算法是指：结合各个网关当前的硬件负载(CPU、内存、网络)进行分配的算法，使得网关的负载比较均衡；
动态负载算法是指：首次使用资源分配策略进行分配，后续结合资源负载变化进行动态调整的算法。
对于采集环境相对固定的场景，使用轮询、加权轮询和总量分配算法，对于采集环境变动较为频繁的场景，使用资源负载和动态负载算法。
当数据源或其绑定的网关的数据中涉及到数据采集的信息发生变动时，将发起指标组重新分配，触发步骤2。
S3：根据采集任务查找是否存在已初始化的采集执行器执行环境，如果存在则执行步骤S7，否则执行步骤S4。所述采集执行器为运行采集任务的相关代码。
当采集任务在当前网关出现数据采集通道故障时，会将当前采集任务进行重新分配，并标记当前网关对应数据源为故障，在后续的分配中将不参与分配，直至故障修复后将状态重置为备用。
S4：根据采集执行器的ID查找是否存在本地缓存的采集执行器文件，若是，则执行步骤S6，否则执行步骤S5。所述采集执行器文件包含：采集执行器相关的代码和类库。
S5：向物联网平台请求采集执行器文件，平台将文件发送到物联网网关，网关接收完文件后执行步骤S6。
S6：加载并初始化采集执行器执行环境，加载完毕后执行步骤7。
S7：根据采集任务实例化采集执行器并启动，进行数据采集，并转换成统一的结构通过网关上传到物联网平台。一种物联网数据采集器动态分发系统，用于实现如上所述的数据采集器动态分发方法，具体包括：
指标组列表获取模块，用于查找所有终端指标，并将终端指标按照终端、数据源进行分组，得到指标组列表；
采集任务列表获取模块，用于按照数据源的不同对指标组列表进行分组，得到数据源指标组；将数据源指标组列表中的指标按照数据源指定的分配算法分配至查找的物联网网关，获得每个网关上需执行的采集任务列表，并将任务下发至对应网关；
执行环境判断模块，用于根据采集任务查找是否存在已初始化的采集执行器执行环境；
采集执行器文件判断模块，用于查找是否存在本地缓存的采集执行器文件；
文件传送模块，用于通过向物联网平台请求采集执行器文件后，平台将文件发送到物联网网关，网关接收完文件后，执行加载并初始化模块的功能；
加载并初始化模块，用于加载并初始化采集执行器执行环境；
数据采集模块，用于根据采集任务实例化采集器并启动，进行数据采集，并转换成统一的结构通过网关上传到物联网平台。
图2是本发明实施例中一种物联网数据采集器动态分发的原理示意图。
具体实施例：
如图2所示，当新增终端指标时，分发服务监听到平台新增终端指标后，触发该指标相关联的数据源进行采集任务的重分配，将任务重新分配之后发送给网关服务，网关服务将任务下发给物联网网关，网关对任务进行实例化，创建采集器连接数据源进行数据采集工作，采集器采集到的数据通过物联网网关上传至网关服务。
当有新的物联网网关连接时，状态服务监听到新网关连接后，通知分发服务对该网关相关联的数据源进行采集任务的重分配，将任务重新分配之后发送给网关服务，网关服务将任务下发给物联网网关，网关对任务进行实例化，创建采集器连接数据源进行数据采集工作，采集器采集到的数据通过物联网网关上传至网关服务。
本发明的有益效果是：本发明可在系统内部实现系统任务的负载均衡和动态部署，在系统数据采集时仅需部署网关即可，且当系统需要新增对其它数据源的支持时，无需重新部署，仅需实现数据源对应的采集执行器并打包上传至物联网平台即可。由于网关的变更相比采集执行器来说较为固定，相比传统的基于中间件的方式实现负载均衡和动态部署，降低了数据采集系统整体的部署维护难度，提升了系统的可扩展性，保证了系统数据采集的稳定性和可靠性，提高了系统对采集故障进行转移的效率。
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 (2)
1.一种物联网数据采集器动态分发方法，其特征在于：包括：
S1：查找所有终端指标，并将终端指标按照终端、数据源进行分组，得到指标组列表；所述终端指标为数据采集的最小单位，包括压力、流量、温度和湿度；查找所有终端指标的查询条件为：所属终端状态为启用，终端指标状态为启用，采集状态为等待；终端状态包含：启用、禁用和删除，指标状态包含：启用、禁用和删除，采集状态包含：停止、等待、采集和错误；当终端、终端指标的数据中涉及到数据采集的信息发生变动时，将发起终端指标采集配置的重新合并，则触发步骤S1；
S2：按照数据源的不同对指标组列表进行分组，得到数据源指标组；将数据源指标组列表中的指标按照数据源指定的分配算法分配至查找的物联网网关，获得每个网关上需执行的采集任务列表，并将任务下发至对应网关；所述采集任务列表包含数据源信息和采集指标组列表；一个数据源通过其编号与多个物联网网关的网关编号进行关联，查找数据源指标组中数据源关联的网关的规则为：该网关可以正常运行该数据源的采集任务；查找条件为：与该数据源关联，状态为启用，运行状态为备用或采集；运行状态包括：备用、采集和停止；所述分配算法包括轮询、加权轮询、总量分配、资源负载和动态负载算法；对于采集环境相对固定的场景，使用轮询、加权轮询和总量分配算法，对于采集环境变动较为频繁的场景，使用资源负载和动态负载算法；
S3：根据采集任务列表查找是否存在已初始化的采集执行器执行环境，若否，则到步骤S4，若是，则到步骤S7；当采集任务在当前网关出现数据采集通道故障时，会将当前采集任务进行重新分配，并标记当前网关对应数据源为故障，在后续的分配中将不参与分配，直至故障修复后将状态重置为备用；
S4：查找是否存在本地缓存的采集执行器文件，若否，则到步骤S5，若是，则到步骤S6；所述采集执行器文件包含：采集执行器相关的代码和类库；
S5：通过向物联网平台请求采集执行器文件后，平台将文件发送到物联网网关，网关接收完文件后，再到步骤S6；
S6：加载并初始化采集执行器执行环境，然后到步骤S7；
S7：根据采集任务实例化采集器并启动，进行数据采集，并转换成统一的结构通过网关上传到物联网平台。
2.一种物联网数据采集器动态分发系统，用于实现如权利要求1所述的物联网数据采集器动态分发方法，其特征在于：包括：
指标组列表获取模块，用于查找所有终端指标，并将终端指标按照终端、数据源进行分组，得到指标组列表；
采集任务列表获取模块，用于按照数据源的不同对指标组列表进行分组，得到数据源指标组；将数据源指标组列表中的指标按照数据源指定的分配算法分配至查找的物联网网关，获得每个网关上需执行的采集任务列表，并将任务下发至对应网关；
执行环境判断模块，用于根据采集任务查找是否存在已初始化的采集执行器执行环境；
采集执行器文件判断模块，用于查找是否存在本地缓存的采集执行器文件；
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数据采集模块，用于根据采集任务实例化采集器并启动，进行数据采集，并转换成统一的结构通过网关上传到物联网平台。
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