CN116303112A - 一种数据采集方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及数据采集技术领域，公开了一种数据采集方法，该方法用于对多个采集参数进行采集，每个采集参数包括起始地址和数据长度，其中通过将多个采集参数分为至少一个采集块，然后基于采集块生成块采集指令来采集采集块内所有采集参数的数据，最后对采集到的数据进行解析来获得采集参数的数据，从而能同一批次采集多个采集参数的数据，不用基于每个采集参数一一轮询被采集设备，从而提供进行数据采集的控制器的采集时间、提高控制器的实时性。
Description
技术领域
本发明涉及数据采集技术领域，具体涉及一种数据采集方法。
背景技术
在主从设备之间或者主主设备之间，都需要进行设备间的数据采集来获取所需要的参数信息，例如变频器或者伺服驱动器中都存有电机的运行状态参数信息，而PLC为了获取这些参数信息就需要一个一个的访问变频器或者伺服驱动器的存储单元，从而获取这些参数信息；另外对于有些参数信息，其并不是提前存储在某一个固定的存储单元中，而是由起始地址和参数长度组成。
目前参数信息存储在设备中的存储单元中，每个存储单元都有其物理地址。在需要获取多个参数信息时，大多是发送不同的采集指令来逐个访问每个参数信息所对应的存储单元，从而获取这些参数信息，而这种采集方式在实际使用时存在以下不足：
由于是发送不同的采集指令来逐个访问对应的存储单元，而每次指令发送完成后存在校验时间、数据应答时间，从而导致整个的采集周期变成，进而使设备的控制器的处理周期变长，实时性较差。
发明内容
鉴于背景技术的不足，本发明是提供了一种数据采集方法，所要解决的技术问题是目前在需要获取多个参数信息时，都是发送不同的采集指令来轮询被采集设备，进而导致数据采集周期变长。
为解决以上技术问题，本发明提供了如下技术方案：一种数据采集方法，用于对多个采集参数进行采集，每个采集参数包括起始地址和数据长度，包括如下步骤：
S1：对所有采集参数的起始地址进行排序，生成采集地址列表；
S2：沿排序方向对所述采集地址列表进行切割，生成至少一个采集块，每个采集块包括至少一个起始地址；
S3：基于所述采集块生成块采集指令，向被采集设备发送所述块采集指令，所述块采集指令用于采集被采集设备中地址大于等于第一地址且小于等于第二地址的存储单元中的数据；所述第一地址为采集块的首采集参数的起始地址，所述第二地址为采集块的首采集参数的起始地址、采集块的尾采集参数的起始地址与采集块的首采集参数的起始地址的偏移量和采集块的尾采集参数的数据长度之和；
S4：对步骤S3采集的数据进行解析，获取所述采集参数对应的采集数据。
在某种实施方式中，在步骤S1中，将所有采集参数的起始地址按照从小到大的顺序或者从大到小的顺序进行排序。
在某种实施方式中，在步骤S2中，沿排序方向对所述采集地址列表进行切割的步骤如下：
S20：设置每次采集数据的最大采集量；
S21：依次将采集地址列表中除首采集参数的起始地址之外的其余起始地址进行以下处理：
如果采集地址列表中只有一个起始地址，则将该起始地址作为一个采集块；
将进行计算的其余起始地址作为当前起始地址，计算当前起始地址与首采集参数的起始地址的偏移量和当前起始地址对应的采取参数的数据长度之和，记为切割判断值；
判断所述切割判断值是否大于所述最大偏移量，如果所述切割判断值大于所述最大偏移量，则将当前起始地址作为一个切割点，将当前起始地址前面的所有起始地址作为一个采集块，将当前起始地址和当前起始地址后面的所有起始地址作为新的采集地址列表，其中当前起始地址所对应的采集参数为新的首采集参数；
如果最后一个起始地址对应的切割判断值小于等于所述最大偏移量，将所有起始地址作为一个采集块；
S22：循环执行步骤S21，直至将所有起始地址分割到对应的采集块中。
在某种实施方式中，在步骤S3中，先基于所述采集块生成信息包，然后基于所述信息包生成所述块采集指令；所述信息包包括以下信息：首采集参数的起始地址信息、采集长度信息、采集参数个数信息、采集块中除首采集参数外的其余采集参数的起始地址与首采集参数的起始地址的偏移量和每个采集参数数据格式信息；
所述采集长度信息的计算方式如下：将采集块的尾采集参数的起始地址与采集块的首采集参数的起始地址的偏移量加上尾采集参数的数据长度得到所述采集长度信息；
所述采集块中除首采集参数外的其余采集参数的起始地址与首采集参数的起始地址的偏移量信息的计算方式如下：将除首采集参数外的其余采集参数的起始地址依次减去首采集参数的起始地址，从而得到首采集参数外的其余采集参数的起始地址与首采集参数的起始地址的偏移量信息。
在某种实施方式中，所述块采集指令包括以下信息：被采集设备地址信息、首采集参数的起始地址信息、采集长度信息和校验信息。
在某种实施方式中，所述校验信息包括第一校验信息和第二校验信息，所述第一校验信息的生成方式如下：
将被采集地址信息与所述采集首地址信息相加得到第一校验信息、
第二校验信息的生成方式如下：将首采集地址与采集偏移量信息进行CRC校验得到第二校验信息；或者将首采集地址信息和采集偏移量信息进行异或校验得到第二校验信息。
在某种实施方式中，根据所述信息包中的采集首地址信息的大小将所述信息包组成单向链表，依据单向链表依次向被采集设备发送块采集指令；
在向所述被采集设备发送完块采集指令后，如果有应答数据回复，则基于所述块采集指令对应的信息包进行数据解析，获取被采集数据，在数据解析完成后向被采集设备发送下一个信息包所对应的块采集指令；
如果没有应答数据回复，则开始应答超时计时，在应答超时计时完成后如果仍然没有应答数据回复，则向被访问设备发送下一个信息包所对应的块采集指令。
在某种实施方式中，所述数据解析的过程如下：依据采集参数的起始地址找到对应的起始采集数据，依据采集参数的数据长度找到采集参数对应的剩余采集数据。
在某种实施方式中，依据采集参数的起始地址找到对应的起始采集数据的方式如下：
将首采集参数起始地址加上采集块中除首采集参数外的其余采集参数的起始地址与首采集参数的起始地址的偏移量便得到采集参数的起始地址。
在某种实施方式中，所述信息包还包括采集数据存储单元，在得到所述应答数据后，将所述应答数据放到所述采集数据存储单元中，在进行数据解析时，从所述采集数据存储单元中取出所述应答数据进行数据解析。
本发明与现有技术相比所具有的有益效果是：本发明通过将多个采集参数分为至少一个采集块，然后基于采集块生成块采集指令来采集采集块内所有采集参数的数据，最后对采集到的数据进行解析来获得采集参数的数据，从而能同一批次采集多个采集参数的数据，不用基于每个采集参数一一轮询被采集设备，从而提供进行数据采集的控制器的采集时间、提高控制器的实时性。
附图说明
图1为本发明的流程图；
图2为本发明的步骤S2的流程图。
具体实施方式
现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。
对于现有的采集参数，其包括起始地址和数据长度，对于不同的采集参数，其可能存在重叠区域。目前在获取每个采集参数的数据时，都需要一一发送采集指令来轮询被采集设备，进而导致进行采集的控制器的整体采集时间变长，控制器的实时性较差。
基于上述问题，如图1所示，本发明提供了一种数据采集方法，用于对多个采集参数进行采集，每个采集参数包括起始地址和数据长度，包括如下步骤：
S1：对所有采集参数的起始地址进行排序，生成采集地址列表。
具体地，在对采集参数的起始地址进行排序时，可以将所有采集参数的起始地址按照从小到大的顺序进行排序，也可以将所有采集参数的起始地址从大到小的顺序进行排序。
在本实施例中，将所有采集参数的起始地址按照从小到大的顺序进行排序。其中，可以使用冒泡算法对所有采集参数的起始地址进行排序。
示例性地，以一组采集示例为例，该采集示例包括四个采集参数，分别为采集参数一、采集参数二、采集参数三和采集参数四；采集参数一～四的起始地址、数据类型和数据长度信息如下：
采集参数一：起始地址为0X5131，数据类型为uint16，数据长度为两个字节；
采集参数二：起始地址为0X5128，数据类型为uint8，数据长度为一个字节；
采集参数三：起始地址为0X5127，数据类型为uint16，数据长度为两个字节；
采集参数四：起始地址为0X5319，数据类型为uint16，数据长度为两个字节；
需要说明的是，0X代表十六进制，数据类型和数据长度一一对应。
在对采集示例中的四个采集参数的起始地址进行排序后，生成的采集地址列表中的起始地址的排序如下：0x5127，0x5128，0x5131，0x5319。
S2：沿排序方向对采集地址列表进行切割，生成至少一个采集块，每个采集块包括至少一个起始地址。
具体地，如图2所示，步骤S2包括以下步骤：
S20：设置每次采集数据的最大采集量；
其中最大采集量依据控制器或者实际采集需求设置，并不是固定的；
S21：依次将采集地址列表中除首采集参数的起始地址之外的其余起始地址进行以下处理：
如果采集地址列表中只有一个起始地址，则将该起始地址作为一个采集块；
将进行计算的其余起始地址作为当前起始地址，计算当前起始地址与首采集参数的起始地址的偏移量和当前起始地址对应的采取参数的数据长度之和，记为切割判断值；
判断切割判断值是否大于最大偏移量，如果切割判断值大于最大偏移量，则将当前起始地址作为一个切割点，将当前起始地址前面的所有起始地址作为一个采集块，将当前起始地址和当前起始地址后面的所有起始地址作为新的采集地址列表，其中当前起始地址所对应的采集参数为新的首采集参数；
如果最后一个起始地址对应的切割判断值小于等于最大偏移量，将所有起始地址作为一个采集块；
S22：循环执行步骤S21，直至将所有起始地址分割到对应的采集块中。
以采集示例为例，设置最大采集量为128字节；由于采集参数三的起始地址为首位，则采集参数三为首采集参数，采集参数二、采集参数一和采集参数四依次排在采集参数一后面；
先计算采集参数二与采集参数一的偏移量，为一字节，再加上采集参数二的长度为一个字节，此时判断切割值为2，小于128，因此采集参数二不是切割点；
接着计算采集参数一与采集参数三的偏移量，为4字节，再加上采集参数一的数据长度为两个字节，此时切割判断值为6，小于128，因此采集参数一不是切割点；
然后计算采集参数四与采集参数一的偏移量，为192字节，再加上采集参数四的数据长度为两个字节，此时切割判断值为194，大于128，因此采集参数四是切割点；因此把采集参数三、采集参数二和采集参数一作为第一个采集块；此时采集参数四对应的起始地址为新的采集地址列表，采集参数四为首采集参数；另外由于新的采集地址列表中只有一个起始地址，因此该起始地址单独作为第二个采集块。
S3：基于采集块生成块采集指令，向被采集设备发送块采集指令，块采集指令用于采集被采集设备中地址大于等于第一地址且小于等于第二地址的存储单元中的数据；第一地址为采集块的首采集参数的起始地址，第二地址为采集块的首采集参数的起始地址、采集块的尾采集参数的起始地址与采集块的首采集参数的起始地址的偏移量和采集块的尾采集参数的数据长度之和；
具体地，在步骤S3中，在步骤S3中，先基于采集块生成信息包，然后基于信息包生成块采集指令；信息包包括以下信息：首采集参数的起始地址信息、采集长度信息、采集参数个数信息、采集块中除首采集参数外的其余采集参数的起始地址与首采集参数的起始地址的偏移量和每个采集参数数据格式信息；
采集长度信息的计算方式如下：将采集块的尾采集参数的起始地址与采集块的首采集参数的起始地址的偏移量加上尾采集参数的数据长度得到采集长度信息；
采集块中除首采集参数外的其余采集参数的起始地址与首采集参数的起始地址的偏移量信息的计算方式如下：将除首采集参数外的其余采集参数的起始地址依次减去首采集参数的起始地址，从而得到首采集参数外的其余采集参数的起始地址与首采集参数的起始地址的偏移量信息。
以采集示例的四个采集参数形成的第一个采集块和第二个采集块为例，其生成的两个信息包的相关信息如下：
对于第一个采集块，包括以下起始地址，0X5127、0X5128和0X5131,其中0X5127对应的采集参数三为第一个采集块的首采集参数，0X5131对应的采集参数一为第一个采集块的尾采集参数，与地址0X5127相比，地址0X5127、地址5128和地址0X5131的偏移量分别尾0、1和4，第一个采集块的采集长度为6字节；
对于第二个采集块，由于只有一个采集参数，因此第二个采集块中的采集参数与第二个采集块的首采集参数的偏移量为0，第二个采集块的采集长度为两字节。
在实际使用时，信息包中的信息一方面用于生成块采集指令，另一方面用于对采集到的所有数据进行解析，从而获得每个采集参数的对应数据。
对于块采集指令，其包括以下信息：被采集设备地址信息、首采集参数的起始地址信息、采集长度信息和校验信息。
在实际使用时，通过块采集指令可以采集被采集设备中以首采集参数的起始地址为起点，长度为采集长度的所有存储单元的信息。以第一个采集块为例，通过块采集指令可以采集被采集设备中的地址为0X5127、0X5128、0X5129、0X5130、0X5131和0X5132的存储单元中的数据。以第二个采集块为例，可以采集被采集设备中地址为0X5131和0X5132的存储单元中的数据。
其中校验信息包括第一校验信息和第二校验信息，第一校验信息的生成方式如下：
将被采集地址信息与采集首地址信息相加得到第一校验信息、
第二校验信息的生成方式如下：将首采集地址与采集偏移量信息进行CRC校验得到第二校验信息；或者将首采集地址信息和采集偏移量信息进行异或校验得到第二校验信息。
另外，在步骤S3中，可以依据以下方式向被采集设备发送不同信息包的块采集指令，具体如下：
根据信息包中的采集首地址信息的大小将信息包组成单向链表，依据单向链表依次向被采集设备发送块采集指令；
在向被采集设备发送完块采集指令后，如果有应答数据回复，则基于块采集指令对应的信息包进行数据解析，获取被采集数据，在数据解析完成后向被采集设备发送下一个信息包所对应的块采集指令；
如果没有应答数据回复，则开始应答超时计时，在应答超时计时完成后如果仍然没有应答数据回复，则向被访问设备发送下一个信息包所对应的块采集指令。
以采集示例形成的两个块采集指令为例，假设第一个采集块形成的块采集指令得到的应答数据为{0x12,0x34,0x34,0x21,0x12,0x34}，第二个采集块形成的块采集指令得到的应答数据为{0X34,0X34}。
另外，对于信息包，信息包还包括采集数据存储单元，在得到应答数据后，将应答数据放到对于信息包的采集数据存储单元中，在步骤S4中进行数据解析时，从采集数据存储单元中取出应答数据进行数据解析
S4：对步骤S3采集的数据进行解析，获取采集参数对应的采集数据。
具体地，数据解析的过程如下：依据采集参数的起始地址找到对应的起始采集数据，依据采集参数的数据长度找到采集参数对应的剩余采集数据。
其中，依据采集参数的起始地址找到对应的起始采集数据的方式如下：
将首采集参数起始地址加上采集块中除首采集参数外的其余采集参数的起始地址与首采集参数的起始地址的偏移量便得到采集参数的起始地址。
以对第一个采集块得到的应答数据为例，其中采集参数三对应的采集数据是0X12和0X34即应答数据中的前两个数据，采集参数二对应的采集数据是0X34即应答数据中得第二个数据，采集参数一对应的采集数据是0X12和0X34即应答数据中的最后两个数据。
综上，本发明通过将多个采集参数分为至少一个采集块，然后基于采集块生成块采集指令来采集采集块内所有采集参数的数据，最后对采集到的数据进行解析来获得采集参数的数据，从而能同一批次采集多个采集参数的数据，不用基于每个采集参数一一轮询被采集设备，从而提供进行数据采集的控制器的采集时间、提高控制器的实时性。
上述依据本发明为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。
Claims (10)
1.一种数据采集方法，用于对多个采集参数进行采集，每个采集参数包括起始地址和数据长度，其特征在于，包括如下步骤：
S1：对所有采集参数的起始地址进行排序，生成采集地址列表；
S2：沿排序方向对所述采集地址列表进行切割，生成至少一个采集块，每个采集块包括至少一个起始地址；
S3：基于所述采集块生成块采集指令，向被采集设备发送所述块采集指令，所述块采集指令用于采集被采集设备中地址大于等于第一地址且小于等于第二地址的存储单元中的数据；所述第一地址为采集块的首采集参数的起始地址，所述第二地址为采集块的首采集参数的起始地址、采集块的尾采集参数的起始地址与采集块的首采集参数的起始地址的偏移量和采集块的尾采集参数的数据长度之和；
S4：对步骤S3采集的数据进行解析，获取所述采集参数对应的采集数据。
2.根据权利要求1所述的一种数据采集方法，其特征在于，在步骤S1中，将所有采集参数的起始地址按照从小到大的顺序或者从大到小的顺序进行排序。
3.根据权利要求1所述的一种数据采集方法，其特征在于，在步骤S2中，沿排序方向对所述采集地址列表进行切割的步骤如下：
S20：设置每次采集数据的最大采集量；
S21：依次将采集地址列表中除首采集参数的起始地址之外的其余起始地址进行以下处理：
如果采集地址列表中只有一个起始地址，则将该起始地址作为一个采集块；
将进行计算的其余起始地址作为当前起始地址，计算当前起始地址与首采集参数的起始地址的偏移量和当前起始地址对应的采取参数的数据长度之和，记为切割判断值；
判断所述切割判断值是否大于所述最大偏移量，如果所述切割判断值大于所述最大偏移量，则将当前起始地址作为一个切割点，将当前起始地址前面的所有起始地址作为一个采集块，将当前起始地址和当前起始地址后面的所有起始地址作为新的采集地址列表，其中当前起始地址所对应的采集参数为新的首采集参数；
如果最后一个起始地址对应的切割判断值小于等于所述最大偏移量，将所有起始地址作为一个采集块；
S22：循环执行步骤S21，直至将所有起始地址分割到对应的采集块中。
4.根据权利要求1所述的一种数据采集方法，其特征在于，在步骤S3中，先基于所述采集块生成信息包，然后基于所述信息包生成所述块采集指令；所述信息包包括以下信息：首采集参数的起始地址信息、采集长度信息、采集参数个数信息、采集块中除首采集参数外的其余采集参数的起始地址与首采集参数的起始地址的偏移量和每个采集参数数据格式信息；
所述采集长度信息的计算方式如下：将采集块的尾采集参数的起始地址与采集块的首采集参数的起始地址的偏移量加上尾采集参数的数据长度得到所述采集长度信息；
所述采集块中除首采集参数外的其余采集参数的起始地址与首采集参数的起始地址的偏移量信息的计算方式如下：将除首采集参数外的其余采集参数的起始地址依次减去首采集参数的起始地址，从而得到除首采集参数外的其余采集参数的起始地址与首采集参数的起始地址的偏移量信息。
5.根据权利要求4所述的一种数据采集方法，其特征在于，所述块采集指令包括以下信息：被采集设备地址信息、首采集参数的起始地址信息、采集长度信息和校验信息。
6.根据权利要求5所述的一种数据采集方法，其特征在于，所述校验信息包括第一校验信息和第二校验信息，所述第一校验信息的生成方式如下：
将被采集地址信息与所述采集首地址信息相加得到第一校验信息、
第二校验信息的生成方式如下：将首采集地址与采集偏移量信息进行CRC校验得到第二校验信息；或者将首采集地址信息和采集偏移量信息进行异或校验得到第二校验信息。
7.根据权利要求4所述的一种数据采集方法，其特征在于，根据所述信息包中的采集首地址信息的大小将所述信息包组成单向链表，依据单向链表依次向被采集设备发送块采集指令；
在向所述被采集设备发送完块采集指令后，如果有应答数据回复，则基于所述块采集指令对应的信息包进行数据解析，获取被采集数据，在数据解析完成后向被采集设备发送下一个信息包所对应的块采集指令；
如果没有应答数据回复，则开始应答超时计时，在应答超时计时完成后如果仍然没有应答数据回复，则向被访问设备发送下一个信息包所对应的块采集指令。
8.根据权利要求7所述的一种数据采集方法，其特征在于，所述数据解析的过程如下：依据采集参数的起始地址找到对应的起始采集数据，依据采集参数的数据长度找到采集参数对应的剩余采集数据。
9.根据权利要求8所述的一种数据采集方法，其特征在于，依据采集参数的起始地址找到对应的起始采集数据的方式如下：
将首采集参数起始地址加上采集块中除首采集参数外的其余采集参数的起始地址与首采集参数的起始地址的偏移量便得到采集参数的起始地址。
10.根据权利要求7所述的一种数据采集方法，其特征在于，所述信息包还包括采集数据存储单元，在得到所述应答数据后，将所述应答数据放到所述采集数据存储单元中，在进行数据解析时，从所述采集数据存储单元中取出所述应答数据进行数据解析。
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