CN115685817B - Can网络多节点通信时数据并发的处理方法、装置及介质 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种CAN网络多节点通信时数据并发的处理方法、装置及介质，其方法包括：根据数据种类对存储设备进行区域划分成数据存储区，数据存储区包括临时存储区和特殊存储区；当多个CAN通信节点通信出现数据并发时，则获取未能及时传输的数据；确定未能及时传输的数据的数据种类，在添加传输时间戳后将其存储在相应的临时存储区；当任一临时存储区内数据量达到临时数据量阈值时，则对各临时存储区内数据进行筛选；将各临时存储区筛选出的数据储存在相应的特殊存储区，并清空临时存储区；当CAN网络空闲时，则将特殊存储区内数据取出发送；本发明能够解决电力系统中CAN总线多节点通信的数据并发问题，从保证通信时数据的及时性和完整性。
Description
技术领域
本发明涉及一种CAN网络多节点通信时数据并发的处理方法、装置及介质，属于电力系统通信技术领域。
背景技术
电力系统作为关乎国计民生的重大基础设施，每时每刻都面临着海量数据的采集、传输和分析，随着越来越多的分布式能源设施接入电网，电力系统中传输的电力数据将呈现爆发式增长。CAN总线作为一种具有良好的抗干扰性、高数据传输速率以及高可靠性的现场控制总线，被广泛应用于工业实时控制领域，作为数据交换的媒介。在实际电力系统场景中，电力仪表呈网络化分布，为了节约成本，通常一个网关需要管理来自多个设备的数据，当同一时刻有多个设备需要上报数据时，由于CAN总线每次只允许一条报文消息在总线上传输，不能保证每条电力数据均能在当前时刻上传，这将导致数据并发问题。
目前，存在的针对CAN总线网络数据并发问题的解决方法主要是根据CAN协议本身的特点进行报文优先级划分，使各节点数据按划分的优先级传输。由于电力数据上报具有不定时性，难以从时间角度对电力设备上报数据进行错峰排队，从而保证所有电力数据均能上报；且固定优先级不能应对电力系统场景中多数据类型的重要度问题。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种CAN网络多节点通信时数据并发的处理方法、装置及介质，能够解决电力系统中CAN总线多节点通信的数据并发问题，从保证通信时数据的及时性和完整性。
为达到上述目的，本发明是采用下述技术方案实现的：
第一方面，本发明提供了一种CAN网络多节点通信时数据并发的处理方法，包括：
确定CAN网络通信时数据的数据种类；
根据数据种类对存储设备进行区域划分成数据存储区，所述数据存储区包括临时存储区和特殊存储区；
当多个CAN通信节点通信出现数据并发时，则获取数据并发导致的未能及时传输的数据；
确定未能及时传输的数据的数据种类，在添加传输时间戳后将其存储在相应的临时存储区；
当任一临时存储区内数据量达到临时数据量阈值时，则对各临时存储区内数据进行筛选；
将各临时存储区筛选出的数据储存在相应的特殊存储区，并清空临时存储区；
当CAN网络空闲时，则将特殊存储区内数据取出发送。
可选的，所述对各临时存储区内数据进行筛选包括：
统计各临时存储区内数据量，并根据各临时存储区内数据量确定其数据的优先级；
根据各临时存储区内数据的传输时间戳和优先级对数据进行分块；
根据各临时存储区内数据的分块结果和优先级对数据进行筛选。
可选的，所述根据各临时存储区内数据量确定其数据的优先级包括：
若临时存储区内数据量大于临时数据量阈值一半时，则将所述临时存储区内数据作为高优先级；
若临时存储区内数据量小于等于临时数据量阈值一半时，则将所述临时存储区内数据作为低优先级。
可选的，所述根据各临时存储区内数据的传输时间戳和优先级对数据进行分块包括：
对各临时存储区，依次获取相邻传输时间戳的差值；
若存在相邻传输时间戳的差值大于差值阈值t，则在所述相邻传输时间戳内数据之间设置分割线；
根据分割线对数据进行分块并统计分块数量；
若数据的分块数量大于其优先级对应的分块数量阈值，则令差值阈值t＝t+a×j并返回若存在相邻传输时间戳的差值大于差值阈值t的步骤；式中，j为与t同数量级的最小值，a为迭代次数；
若数据的分块数量小于等于其优先级对应的分块数量阈值，则分块完成。
可选的，所述根据各临时存储区内数据的分块结果和优先级对数据进行筛选包括：
对各临时存储区：
若分块内数据为高优先级，则确定所述分块内数据最大值和最小值对应的传输时间戳并组成时间段；对时间段内的数据取平均值AVG1，将平均值AVG1、最大值以及最小值筛选保留；
若分块内数据为低优先级，则将所述分块内数据最大值和最小值筛选保留。
可选的，若特殊存储区内数据量达到特殊数据量阈值时，仍存在临时存储区筛选出的数据需要存入，根据特殊存储区内数据的优先级确定删除数量；
对特殊存储区内的数据取平均值AVG2，根据删除数量从特殊存储区内删除临近平均值AVG2的数据。
可选的，根据特殊存储区内数据的优先级，确定数据取出顺序。
第二方面，本发明提供了一种CAN网络多节点通信时数据并发的处理装置，所述装置包括：
种类确定模块，用于确定CAN网络通信时数据的数据种类；
区域划分模块，用于根据数据种类对存储设备进行区域划分成数据存储区，所述数据存储区包括临时存储区和特殊存储区；
数据获取模块，用于当多个CAN通信节点通信出现数据并发时，则获取数据并发导致的未能及时传输的数据；
临时存储模块，用于确定未能及时传输的数据的数据种类，在添加传输时间戳后将其存储在相应的临时存储区；
数据筛选模块，用于当任一临时存储区内数据量达到临时数据量阈值时，则对各临时存储区内数据进行筛选；
特殊存储模块，用于将各临时存储区筛选出的数据储存在相应的特殊存储区，并清空临时存储区；
数据发送模块，用于当CAN网络空闲时，则将特殊存储区内数据取出发送。
第三方面，本发明提供了一种CAN网络多节点通信时数据并发的处理装置，包括处理器及存储介质；
所述存储介质用于存储指令；
所述处理器用于根据所述指令进行操作以执行根据上述方法的步骤。
第四方面，本发明提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现上述方法的步骤。
与现有技术相比，本发明所达到的有益效果：
本发明提供了一种CAN网络多节点通信时数据并发的处理方法、装置及介质，通过将未发送数据加上时间戳先存储在临时存储区；再对临时存储区的数据根据数据量的多少进行优先级划分，确定当前数据类型的重要程度；之后对这些数据按照时间进行分块处理，对每一块中的数据寻找其最大值、最小值以及平均值，保证关键数据的保留，并存储在特殊存储区；最后当CAN网络空闲时，将特殊存储区的数据按照数据优先级依次取出进行补发；不同于一般的根据CAN协议直接划分优先级的方法，而是从数据量角度对电力数据先进行优先级划分，这保证了系统能够灵活准确地划分优先级，确定数据的重要程度；之后再对划分过优先级的数据根据时间进行分块，将时间相近的数据归为一类，并寻找其最大值、最小值和平均值，保证在该时间段内数据的完整性，给后端数据的维护和分析决策带来方便。
附图说明
图1是本发明实施例一提供的一种CAN网络多节点通信时数据并发的处理方法流程图；
图2是本发明实施例一提供的根据各临时存储区内数据的传输时间戳和优先级对数据进行分块流程图。
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。
实施例一：
如图1所示，本发明实施例提供了一种CAN网络多节点通信时数据并发的处理方法，包括以下步骤：
1、确定CAN网络通信时数据的数据种类。
2、根据数据种类对存储设备进行区域划分成数据存储区，数据存储区包括临时存储区和特殊存储区；
例如：数据种类包括三项电压、三项电流、三项有功功率、总有功功率、总无功功率、总功率因数、频率、总电能共十四类数据，将存储区划分为14个数据存储区，每个数据存储区分别包含一个临时存储区和一个特殊存储区。
3、当多个CAN通信节点通信出现数据并发时，则获取数据并发导致的未能及时传输的数据。
4、确定未能及时传输的数据的数据种类，在添加传输时间戳后将其存储在相应的临时存储区。
5、当任一临时存储区内数据量达到临时数据量阈值时，则对各临时存储区内数据进行筛选；
对各临时存储区内数据进行筛选包括：
5.1、统计各临时存储区内数据量，并根据各临时存储区内数据量确定其数据的优先级；
优先级的确定包括：
若临时存储区内数据量大于临时数据量阈值一半时，则将临时存储区内数据作为高优先级；
若临时存储区内数据量小于等于临时数据量阈值一半时，则将临时存储区内数据作为低优先级。
5.2、根据各临时存储区内数据的传输时间戳和优先级对数据进行分块；
如图2所示，对数据进行分块包括：
对各临时存储区，依次获取相邻传输时间戳的差值；
若存在相邻传输时间戳的差值大于差值阈值t，则在相邻传输时间戳内数据之间设置分割线；
根据分割线对数据进行分块并统计分块数量；
若数据的分块数量大于其优先级对应的分块数量阈值，则令差值阈值t＝t+a×j并返回若存在相邻传输时间戳的差值大于差值阈值t的步骤；式中，j为与t同数量级的最小值，a为迭代次数；
若数据的分块数量小于等于其优先级对应的分块数量阈值，则分块完成；
其中，同数量级一般以10的n次幂作为数量级划分，0-9为一个量级，10-99为一个量级，以此类推。
5.3、根据各临时存储区内数据的分块结果和优先级对数据进行筛选。
对数据进行筛选包括：
对各临时存储区：
若分块内数据为高优先级，则确定分块内数据最大值和最小值对应的传输时间戳并组成时间段；对时间段内的数据取平均值AVG1，将平均值AVG1、最大值以及最小值筛选保留；
若分块内数据为低优先级，则将分块内数据最大值和最小值筛选保留。
6、将各临时存储区筛选出的数据储存在相应的特殊存储区，并清空临时存储区；
若特殊存储区内数据量达到特殊数据量阈值时，仍存在临时存储区筛选出的数据需要存入，根据特殊存储区内数据的优先级确定删除数量；
对特殊存储区内的数据取平均值AVG2，根据删除数量从特殊存储区内删除临近平均值AVG2的数据。
7、当CAN网络空闲时，则将特殊存储区内数据取出发送；
根据特殊存储区内数据的优先级，确定数据取出顺序；以高优先级和低优先级为例，先取出高优先级的数据，后取出低优先级的数据。
实施例二：
本发明提供了一种CAN网络多节点通信时数据并发的处理装置，装置包括：
种类确定模块，用于确定CAN网络通信时数据的数据种类；
区域划分模块，用于根据数据种类对存储设备进行区域划分成数据存储区，数据存储区包括临时存储区和特殊存储区；
数据获取模块，用于当多个CAN通信节点通信出现数据并发时，则获取数据并发导致的未能及时传输的数据；
临时存储模块，用于确定未能及时传输的数据的数据种类，在添加传输时间戳后将其存储在相应的临时存储区；
数据筛选模块，用于当任一临时存储区内数据量达到临时数据量阈值时，则对各临时存储区内数据进行筛选；
特殊存储模块，用于将各临时存储区筛选出的数据储存在相应的特殊存储区，并清空临时存储区；
数据发送模块，用于当CAN网络空闲时，则将特殊存储区内数据取出发送。
实施例三：
基于实施例一，本发明实施例提供了一种CAN网络多节点通信时数据并发的处理装置，包括处理器及存储介质；
存储介质用于存储指令；
处理器用于根据指令进行操作以执行根据上述方法的步骤。
实施例四：
基于实施例一，本发明实施例提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现上述方法的步骤。
本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本申请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，本申请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。
本申请是参照根据本申请实施例的方法、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。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种CAN网络多节点通信时数据并发的处理方法，其特征在于，包括：
确定CAN网络通信时数据的数据种类；
根据数据种类对存储设备进行区域划分成数据存储区，所述数据存储区包括临时存储区和特殊存储区；
当多个CAN通信节点通信出现数据并发时，则获取数据并发导致的未能及时传输的数据；
确定未能及时传输的数据的数据种类，在添加传输时间戳后将其存储在相应的临时存储区；
当任一临时存储区内数据量达到临时数据量阈值时，则对各临时存储区内数据进行筛选；
将各临时存储区筛选出的数据储存在相应的特殊存储区，并清空临时存储区；
当CAN网络空闲时，则将特殊存储区内数据取出发送。
2.根据权利要求1所述的一种CAN网络多节点通信时数据并发的处理方法，其特征在于，所述对各临时存储区内数据进行筛选包括：
统计各临时存储区内数据量，并根据各临时存储区内数据量确定其数据的优先级；
根据各临时存储区内数据的传输时间戳和优先级对数据进行分块；
根据各临时存储区内数据的分块结果和优先级对数据进行筛选。
3.根据权利要求2所述的一种CAN网络多节点通信时数据并发的处理方法，其特征在于，所述根据各临时存储区内数据量确定其数据的优先级包括：
若临时存储区内数据量大于临时数据量阈值一半时，则将所述临时存储区内数据作为高优先级；
若临时存储区内数据量小于等于临时数据量阈值一半时，则将所述临时存储区内数据作为低优先级。
4.根据权利要求2所述的一种CAN网络多节点通信时数据并发的处理方法，其特征在于，所述根据各临时存储区内数据的传输时间戳和优先级对数据进行分块包括：
对各临时存储区，依次获取相邻传输时间戳的差值；
若存在相邻传输时间戳的差值大于差值阈值t，则在所述相邻传输时间戳内数据之间设置分割线；
根据分割线对数据进行分块并统计分块数量；
若数据的分块数量大于其优先级对应的分块数量阈值，则令差值阈值t＝t+a×j并返回若存在相邻传输时间戳的差值大于差值阈值t的步骤；式中，j为与t同数量级的最小值，a为迭代次数；
若数据的分块数量小于等于其优先级对应的分块数量阈值，则分块完成。
5.根据权利要求3所述的一种CAN网络多节点通信时数据并发的处理方法，其特征在于，所述根据各临时存储区内数据的分块结果和优先级对数据进行筛选包括：
对各临时存储区：
若分块内数据为高优先级，则确定所述分块内数据最大值和最小值对应的传输时间戳并组成时间段；对时间段内的数据取平均值AVG1，将平均值AVG1、最大值以及最小值筛选保留；
若分块内数据为低优先级，则将所述分块内数据最大值和最小值筛选保留。
6.根据权利要求1所述的一种CAN网络多节点通信时数据并发的处理方法，其特征在于，
若特殊存储区内数据量达到特殊数据量阈值时，仍存在临时存储区筛选出的数据需要存入，根据特殊存储区内数据的优先级确定删除数量；
对特殊存储区内的数据取平均值AVG2，根据删除数量从特殊存储区内删除临近平均值AVG2的数据。
7.根据权利要求2所述的一种CAN网络多节点通信时数据并发的处理方法，其特征在于，根据特殊存储区内数据的优先级，确定数据取出顺序。
8.一种CAN网络多节点通信时数据并发的处理装置，其特征在于，所述装置包括：
种类确定模块，用于确定CAN网络通信时数据的数据种类；
区域划分模块，用于根据数据种类对存储设备进行区域划分成数据存储区，所述数据存储区包括临时存储区和特殊存储区；
数据获取模块，用于当多个CAN通信节点通信出现数据并发时，则获取数据并发导致的未能及时传输的数据；
临时存储模块，用于确定未能及时传输的数据的数据种类，在添加传输时间戳后将其存储在相应的临时存储区；
数据筛选模块，用于当任一临时存储区内数据量达到临时数据量阈值时，则对各临时存储区内数据进行筛选；
特殊存储模块，用于将各临时存储区筛选出的数据储存在相应的特殊存储区，并清空临时存储区；
数据发送模块，用于当CAN网络空闲时，则将特殊存储区内数据取出发送。
9.一种CAN网络多节点通信时数据并发的处理装置，其特征在于，包括处理器及存储介质；
所述存储介质用于存储指令；
所述处理器用于根据所述指令进行操作以执行根据权利要求1-7任一项所述方法的步骤。
10.计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该程序被处理器执行时实现权利要求1-7任一项所述方法的步骤。
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| CN104125292A (zh) * | 2014-08-06 | 2014-10-29 | 曙光信息产业(北京)有限公司 | 一种数据处理装置、云服务器及其使用方法 |
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