CN116204573A - 基于实时数据库的可配置多协议数据采集装置及方法 - Google Patents

基于实时数据库的可配置多协议数据采集装置及方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种基于实时数据库的可配置多协议数据采集装置及方法，所述装置包括：参数配置模块，用于进行连接配置和采集参数配置；数据采集模块，用于进行相关设备的数据采集，并将采集数据通过实时数据库的数据采集接口存储到所述实时数据库中；断线重连模块，用于在数据采集过程中与所述相关设备通信中断时，发出警报并自动与设备进行重连；数据恢复模块，用于在数据采集过程中与所述实时数据库的连接中断后，将采集到的数据保存到本地，并在与数据库连接恢复后将保存的数据重新存入所述实时数据库；设备控制模块，用于接收所述实时数据库传递的控制消息，并基于所述控制消息向连接的所述相关设备发送控制命令。

Description

基于实时数据库的可配置多协议数据采集装置及方法
技术领域
本发明涉及计算机技术领域，尤其是涉及一种基于实时数据库的可配置多协议数据采集装置及方法。
背景技术
安捷(Agilor)实时数据库系统是具有完全知识产权的大型分布式实时数据库系统，将实时技术与数据库技术有机结合，实现了海量实时数据高效存储以及实时事务调度与并发控制，主要用于采集存储并管理来自各种控制系统和现场总线的设备状态与生产过程数据，为流程企业提供统一的企业级实时数据管理平台，消除了企业生产管理与过程控制之间的“鸿沟”。该系统采用实时事务调度算法、并发控制协议、自适应的历史数据压缩算法、多服务器动态冗余技术以及主动规则推理技术等，提供双机热备、数据镜像、AgilorOPC Server等服务，支持穿越网闸的数据采集与数据镜像，单服务器系统支持超过一千万点的数据采集与长达十几年的历史数据存储。
数据采集软件能够通过事先拟定的通信协议将不同设备的各类数据汇集起来，经过数据过滤以及加工之后统一存入数据库中为上层应用提供数据支撑。同时，数据采集软件需要稳定高效持久的运行，并具有通信中断重连、数据缓存、重复数据过滤等功能。
目前市面上没有能够匹配实时数据库的数据采集方法，绝大部分数据采集软件(方法)是针对特定设备和专有协议开发，采集到的数据存入小型自有数据库或者关系型数据库中，采集效率低，数据集中管理困难。
综上所述，现有技术中存在以下技术问题：
1.没有能够匹配安捷(Agilor)实时数据库的数据采集软件；
2.大部分的数据采集软件采集速率不够，无法支撑数据分析中对于实时数据的需求；
3.能够支持的通信协议较为单一，普适性较差；
4.由于缺乏统一的管理数据库以及支持的通信协议较少，导致数据难以统一进行管理；
5.对于重复数据过滤和断连后的数据缓存功能支持不够；
6.大多数只能采集数据，无法对设备进行控制。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于实时数据库的可配置多协议数据采集装置及方法，旨在解决现有技术中的上述问题。
本发明提供一种基于实时数据库的可配置多协议数据采集装置，包括：
参数配置模块，用于进行与所述实时数据库和连接设备的连接配置和采集参数配置；
数据采集模块，用于根据所述连接配置和所述采集参数配置进行相关设备的数据采集，并将采集数据通过实时数据库的数据采集接口存储到所述实时数据库中；
断线重连模块，用于在数据采集过程中与所述相关设备通信中断时，发出警报并自动与设备进行重连，直到通信恢复正常；
数据恢复模块，用于在数据采集过程中与所述实时数据库的连接中断后，将采集到的数据保存到本地，并在与数据库连接恢复后将保存的数据重新存入所述实时数据库；
设备控制模块，用于接收所述实时数据库传递的控制消息，并基于所述控制消息向连接的所述相关设备发送控制命令。
本发明提供一种基于实时数据库的可配置多协议数据采集方法，包括：
通过参数配置模块进行与所述实时数据库和连接设备的连接配置和采集参数配置；
通过数据采集模块，根据所述连接配置和所述采集参数配置进行相关设备的数据采集，并将采集数据通过实时数据库的数据采集接口存储到所述实时数据库中；
在数据采集过程中与所述相关设备通信中断时，通过断线重连模块发出警报并自动与设备进行重连，直到通信恢复正常；
在数据采集过程中与所述实时数据库的连接中断后，通过数据恢复模块将采集到的数据保存到本地，并在与数据库连接恢复后将保存的数据重新存入所述实时数据库；
通过设备控制模块接收所述实时数据库传递的控制消息，并基于所述控制消息向连接的所述相关设备发送控制命令。
本发明实施例还提供一种基于实时数据库的可配置多协议数据采集装置，包括：存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时实现上述基于实时数据库的可配置多协议数据采集方法的步骤。
本发明实施例还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有信息传递的实现程序，所述程序被处理器执行时实现上述基于实时数据库的可配置多协议数据采集方法的步骤。
采用本发明实施例，提供了一种能够支持安捷(Agilor)实时数据库的多协议数据采集方法，能够覆盖绝大多数智慧建筑中使用的各类通信协议(OPC、Modbus、Bacnet、KNX、TCP、UDP等等)，并将各类协议的数据转换成统一的格式存入安捷(Agilor)实时数据库中进行管理。支持毫秒级数据采集，能够有效的支撑对实时数据要求较高的组态运维系统和数据分析软件。能够支持重复数据过滤，少数据冗余，节约磁盘空间。本发明实施例的技术方案还支持设备断线重连报警和数据库断连后的数据缓存功能，最大限度的减少了断连后数据丢失的问题。此外，能够通过实时数据库的消息机制将上层应用的控制命令发送到连接设备中，达到设备控制的目的。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本发明的具体实施方式。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，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是本发明装置实施例一的基于实时数据库的可配置多协议数据采集装置的示意图；
图2是本发明实施例的基于实时数据库的可配置多协议数据采集装置的运行流程图；
图3是本发明实施例的基于实时数据库的可配置多协议数据采集方法的流程图；
图4是本发明装置实施例二的基于实时数据库的可配置多协议数据采集装置的示意图。
具体实施方式
下面将结合实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，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。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个所述特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。此外，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
装置实施例一
根据本发明实施例，提供了一种基于实时数据库的可配置多协议数据采集装置，图1是本发明装置实施例一的基于实时数据库的可配置多协议数据采集装置的示意图，如图1所示，根据本发明实施例的基于实时数据库的可配置多协议数据采集装置具体包括：
参数配置模块10，用于进行与所述实时数据库和连接设备的连接配置和采集参数配置；所述参数配置模块10具体用于：
确认通信协议，通过所述通信协议对设备和实时数据库的连接进行相关配置，其中，对设备的连接配置具体包括：IP、网络端口、串口、波特率、以及校验位；对实时数据库的连接配置具体包括：IP、端口、以及设备站；对寄存器地址、采集的频率、重复数据过滤、开机自启动、断线数据自动恢复、设备点表进行采集参数的配置。
数据采集模块12，用于根据所述连接配置和所述采集参数配置进行相关设备的数据采集，并将采集数据通过实时数据库的数据采集接口存储到所述实时数据库中；所述数据采集模块12具体用于：根据所述连接配置和所述采集参数配置进行相关设备的数据采集，判断是否开启重复数据过滤，在开启的情况下，删除重复的采集数据，否则，保留重复的采集数据，并将采集数据转化为统一格式后，将统一格式的采集数据通过实时数据库的数据采集接口存储到所述实时数据库中。
断线重连模块14，用于在数据采集过程中与所述相关设备通信中断时，发出警报并自动与设备进行重连，直到通信恢复正常；
数据恢复模块16，用于在数据采集过程中与所述实时数据库的连接中断后，将采集到的数据保存到本地，并在与数据库连接恢复后将保存的数据重新存入所述实时数据库；
设备控制模块18，用于接收所述实时数据库传递的控制消息，并基于所述控制消息向连接的所述相关设备发送控制命令。
在本发明实施例中，上述装置还可以进一步包括：
信息记录模块，用于对所述装置在手动操作过程以及数据采集过程中出现的问题进行本地记录。
以下结合附图，对本发明实施例的上述技术方案进行详细说明。
图2是本发明实施例的基于实时数据库的可配置多协议数据采集装置的运行流程图，如图2所示：本发明实施例的装置具体包括如下模块：
1.参数配置模块：
(1)连接配置：确认通信协议，通过协议对设备(根据协议的不同包括ip、网络端口、串口、波特率、校验位等等)和实时数据库连接(包括ip、端口、设备站)进行相关配置
(2)采集参数配置：对寄存器地址、采集的频率、重复数据过滤、开机自启动、断线数据自动恢复、设备点表等参数进行相关配置。
2.数据采集模块：根据参数配置进行相关设备的数据采集，并通过实时数据库的数据采集接口将采集数据存入其中。
3.断线重连模块：在采集过程中由于不同的原因和设备之间的通信中断后，能够发出警报并自动与设备进行重连，直到通信恢复正常。
4.数据恢复模块：在采集过程中与实时数据库的连接中断后，能够将采集到的数据保存到本地，并在与数据库连接恢复后将保存的数据重新存入数据库中。
5.设备控制模块：接收实时数据库传递的控制消息，向连接的设备发送控制命令。
6.信息记录模块：对程序的手动操作过程以及采集过程中出现的问题进行本地记录。
7.开机启动模块：设置开机启动功能，让其在采集服务器断电重启后立即重新投入工作，尽可能的减少数据丢失。
本发明实施例的装置的运行步骤如下：
1.确定数据采集的通信协议，根据通信协议对连接设备的参数进行配置；对实时数据库服务器连接的ip、网络端口及设备站进行配置；
2.对采集参数进行配置，包括采集频率、重复数据过滤、设备点表，采集寄存器地址等等；
3.检查是否有数据库断线后本地缓存的数据，若有则向数据库进行上传；
4.开始采集数据后，同时运行了4条不同的进程：
(1)数据加工上传：判断是否开启了重复数据过滤，若开启则不保留采集到的连续重复数据，若关闭则上传不过滤的所有数据，之后将数据加工至实时数据库要求的统一格式，与设备点表中的信息匹配后实时将其存入数据库中。
(2)控制指令下发：通过与实时数据库建立的信息沟通机制接收到来自上层应用的控制指令，将指令中的点信息与设备点表进行匹配后，把控制指令下发至设备中。
(3)设备断线重连：通过心跳包机制检测与设备之间的连接是否中断，若发现中断，报警后则每隔一段时间与设备进行重连，直至通信恢复。
(4)数据库断线重连：通过与实时数据库建立的信息沟通机制检测是否连接中断，若发现中断，报警后在尝试重连的过程中会将采集数据缓存至本地磁盘中，待重新建立连接之后把缓存数据重新存入数据库并停止缓存。
5.在运行过程中，会将对软件的操作以及采集中发生的错误、断连重连信息存入本地磁盘文件中，方便事件追溯以及错误分析。
6.该软件配置的开机启动功能能够让其在采集服务器断电重启后立即重新投入工作，尽可能的减少数据丢失。
采用本发明实施例，能够支持安捷(Agilor)实时数据库的多协议数据采集，能够覆盖绝大多数智慧建筑中使用的各类通信协议(OPC、Modbus、Bacnet、KNX、TCP、UDP等等)，并将各类协议的数据转换成统一的格式存入安捷(Agilor)实时数据库中进行管理。支持毫秒级数据采集，能够有效的支撑对实时数据要求较高的组态运维系统和数据分析软件。能够支持重复数据过滤，少数据冗余，节约磁盘空间。本发明实施例的技术方案还支持设备断线重连报警和数据库断连后的数据缓存功能，最大限度的减少了断连后数据丢失的问题。此外，能够通过实时数据库的消息机制将上层应用的控制命令发送到连接设备中，达到设备控制的目的。
方法实施例
根据本发明实施例，提供了一种基于实时数据库的可配置多协议数据采集方法，图3是本发明实施例的基于实时数据库的可配置多协议数据采集方法的流程图，如图3所示，根据本发明实施例的基于实时数据库的可配置多协议数据采集方法具体包括：
步骤301，通过参数配置模块进行与所述实时数据库和连接设备的连接配置和采集参数配置；步骤301具体包括：
确认通信协议，通过所述通信协议对设备和实时数据库的连接进行相关配置，其中，对设备的连接配置具体包括：IP、网络端口、串口、波特率、以及校验位；对实时数据库的连接配置具体包括：IP、端口、以及设备站；对寄存器地址、采集的频率、重复数据过滤、开机自启动、断线数据自动恢复、设备点表进行采集参数的配置。
步骤302，通过数据采集模块，根据所述连接配置和所述采集参数配置进行相关设备的数据采集，并将采集数据通过实时数据库的数据采集接口存储到所述实时数据库中；步骤302具体包括：
根据所述连接配置和所述采集参数配置进行相关设备的数据采集，判断是否开启重复数据过滤，在开启的情况下，删除重复的采集数据，否则，保留重复的采集数据，并将采集数据转化为统一格式后，将统一格式的采集数据通过实时数据库的数据采集接口存储到所述实时数据库中。
步骤303，在数据采集过程中与所述相关设备通信中断时，通过断线重连模块发出警报并自动与设备进行重连，直到通信恢复正常；
步骤304，在数据采集过程中与所述实时数据库的连接中断后，通过数据恢复模块将采集到的数据保存到本地，并在与数据库连接恢复后将保存的数据重新存入所述实时数据库；
步骤305，通过设备控制模块接收所述实时数据库传递的控制消息，并基于所述控制消息向连接的所述相关设备发送控制命令。
在本发明实施例中，还可以进一步包括：通过信息记录模块对在手动操作过程以及数据采集过程中出现的问题进行本地记录。
本发明详细的处理步骤可以参考装置实施例中图2的具体说明。在此不再赘述。
采用本发明实施例的技术方案，具有以下有益效果：
1.支持安捷(Agilor)实时数据库，采集到存储全部国产化自主可控；
2.支持绝大多数智慧建筑中的通信协议，比现有的数据采集软件适应性更好；
3.各种保护机制能够减少数据丢失，提高采集可靠性。
4.统一数据格式，避免了同一个建筑中多个厂家使用多个数据库的麻烦、方便数据的统一管理。
装置实施例二
本发明实施例提供一种基于实时数据库的可配置多协议数据采集装置，如图4所示，包括：存储器40、处理器42及存储在所述存储器40上并可在所述处理42上运行的计算机程序，所述计算机程序被所述处理器42执行时实现如方法实施例中所述的步骤。
装置实施例三
本发明实施例提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有信息传输的实现程序，所述程序被处理器42执行时实现如方法实施例中所述的步骤。
本实施例所述计算机可读存储介质包括但不限于为：ROM、RAM、磁盘或光盘等。
显然，本领域的技术人员应该明白，上述的本发明的各模块或各步骤可以用通用的计算装置来实现，它们可以集中在单个的计算装置上，或者分布在多个计算装置所组成的网络上，可选地，它们可以用计算装置可执行的程序代码来实现，从而，可以将它们存储在存储装置中由计算装置来执行，并且在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤，或者将它们分别制作成各个集成电路模块，或者将它们中的多个模块或步骤制作成单个集成电路模块来实现。这样，本发明不限制于任何特定的硬件和软件结合。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种基于实时数据库的可配置多协议数据采集装置，其特征在于，包括：
参数配置模块，用于进行与所述实时数据库和连接设备的连接配置和采集参数配置；
数据采集模块，用于根据所述连接配置和所述采集参数配置进行相关设备的数据采集，并将采集数据通过实时数据库的数据采集接口存储到所述实时数据库中；
断线重连模块，用于在数据采集过程中与所述相关设备通信中断时，发出警报并自动与设备进行重连，直到通信恢复正常；
数据恢复模块，用于在数据采集过程中与所述实时数据库的连接中断后，将采集到的数据保存到本地，并在与数据库连接恢复后将保存的数据重新存入所述实时数据库；
设备控制模块，用于接收所述实时数据库传递的控制消息，并基于所述控制消息向连接的所述相关设备发送控制命令。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述装置进一步包括：
信息记录模块，用于对所述装置在手动操作过程以及数据采集过程中出现的问题进行本地记录。
3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述参数配置模块具体用于：
确认通信协议，通过所述通信协议对设备和实时数据库的连接进行相关配置，其中，对设备的连接配置具体包括：IP、网络端口、串口、波特率、以及校验位；对实时数据库的连接配置具体包括：IP、端口、以及设备站；
对寄存器地址、采集的频率、重复数据过滤、开机自启动、断线数据自动恢复、设备点表进行采集参数的配置。
4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述数据采集模块具体用于：根据所述连接配置和所述采集参数配置进行相关设备的数据采集，判断是否开启重复数据过滤，在开启的情况下，删除重复的采集数据，否则，保留重复的采集数据，并将采集数据转化为统一格式后，将统一格式的采集数据通过实时数据库的数据采集接口存储到所述实时数据库中。
5.一种基于实时数据库的可配置多协议数据采集方法，其特征在于，包括：
通过参数配置模块进行与所述实时数据库和连接设备的连接配置和采集参数配置；
通过数据采集模块，根据所述连接配置和所述采集参数配置进行相关设备的数据采集，并将采集数据通过实时数据库的数据采集接口存储到所述实时数据库中；
在数据采集过程中与所述相关设备通信中断时，通过断线重连模块发出警报并自动与设备进行重连，直到通信恢复正常；
在数据采集过程中与所述实时数据库的连接中断后，通过数据恢复模块将采集到的数据保存到本地，并在与数据库连接恢复后将保存的数据重新存入所述实时数据库；
通过设备控制模块接收所述实时数据库传递的控制消息，并基于所述控制消息向连接的所述相关设备发送控制命令。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述方法进一步包括：
通过信息记录模块对在手动操作过程以及数据采集过程中出现的问题进行本地记录。
7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，通过参数配置模块进行与所述实时数据库和连接设备的连接配置和采集参数配置具体包括：
确认通信协议，通过所述通信协议对设备和实时数据库的连接进行相关配置，其中，对设备的连接配置具体包括：IP、网络端口、串口、波特率、以及校验位；对实时数据库的连接配置具体包括：IP、端口、以及设备站；
对寄存器地址、采集的频率、重复数据过滤、开机自启动、断线数据自动恢复、设备点表进行采集参数的配置。
8.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，通过数据采集模块，根据所述连接配置和所述采集参数配置进行相关设备的数据采集，并将采集数据通过实时数据库的数据采集接口存储到所述实时数据库中具体包括：
根据所述连接配置和所述采集参数配置进行相关设备的数据采集，判断是否开启重复数据过滤，在开启的情况下，删除重复的采集数据，否则，保留重复的采集数据，并将采集数据转化为统一格式后，将统一格式的采集数据通过实时数据库的数据采集接口存储到所述实时数据库中。
9.一种基于实时数据库的可配置多协议数据采集装置，其特征在于，包括：存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时实现如权利要求5至8中任一项所述的基于实时数据库的可配置多协议数据采集方法的步骤。
10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质上存储有信息传递的实现程序，所述程序被处理器执行时实现如权利要求5至8中任一项所述的基于实时数据库的可配置多协议数据采集方法的步骤。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN117555699A (zh) * 2024-01-11 2024-02-13 杭州剑齿虎信息技术有限公司 一种lck实时采集系统

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