CN111741057A - 一种用于对多源物联数据的归一采集系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于对多源物联数据的归一采集系统及方法，属于数据采集及处理技术领域。本发明方法，包括：管理服务模块，设置配置信息、任务及任务量；维护服务模块，提供主控制器信息、运行状态信息及变更信息，调用所述管理服务模块确定的配置信息、根据所述控制器信息、配置信息、运行状态信息及变更信息进行配置管理；数据服务模块，对编码数据根据管理服务模块设置的任务及任务量进行存储及发布；主控制器，连接对外设备，传输多源物联数据，并将多源物联数据传输至数据服务模块。本发明针对多源物联网数据的采集节省了工作量、对技术的要求降低了标准和降低了数据采集的成本。
Description
技术领域
本发明涉及数据采集及处理技术领域，并且更具体地，涉及一种用于对多源物联数据的归一采集系统及方法。
背景技术
信号通讯转换是当前军工试验面临的主要挑战，全域的信号快捷的通讯和转换直接影响着试验的稳定性、有效性、高效性。信号的通讯、使用对试验的推动具有非常重要的作用。
在复杂的军工试验中，需要有多种信号的传输，由于设备的特性很难达到信号统一标准，合理的传输方法能够直接提高试验的实时性，有效的编码能够提高试验信息处理的速度。
现实使用中，性能试验产生高频率的数据，一般采用精简的数据编码或信号，通讯方式采用CAN等高频率的传输总线；稳定性试验、环境试验产生的数据量一般，频率低，一般采用数字信号或低频模拟量信号，通讯方式采用RS232、RS485等通用、成本低的传输总线。
E-GAUGE主要的目的就是解决多种信号、数字编码的传输问题，能够解决军工试验中多种设备信号统一标准传输的难题。对多种信号、数字编码进行统一标准化，传输方式采用网络信号传输，解决试验现场的线路铺设困难、信号干扰严重问题。
目前国内市场上有多种信号统一的装置，也有多种信号集中收集的软件，其主要的思想一是合并多个接口输入转为一个接口输出，减少网络布线；二是对多种信号的输入转换为一种标准输出。
串口服务器，整合多个RS232、RS485接口统一为RJ45或RS485接口输出。
KepServer，整合多种数据规范Modbus、BACNet等统一为OPC输出。
多个接口整合后输出，传输信号依旧为原来信号，信号格式不改变，仅改变传输方式，由串口通讯方式更改为网络通讯方式。
多种数据统一转换为标准OPC输出，信号统一，效率低、传输网络能力差。
对数据标准严格限定，串口总线标准不能在网络传输方式上使用。
发明内容
针对上述问题，本发明提出了一种用于对多源物联数据的归一采集系统，包括：
管理服务模块，设置配置信息、任务及任务量；
维护服务模块，提供主控制器信息、运行状态信息及变更信息，调用所述管理服务模块确定的配置信息、根据所述控制器信息、配置信息、运行状态信息及变更信息进行配置管理；
数据服务模块，接收主控器传输的多源物联数据，对接收的多源物联数据根据预设协议进行解码，通过解码将多源物联数据转化为内部数据，对内部数据进行归一化处理，并以标准编码格式进行编码，获取编码数据，对编码数据根据管理服务模块设置的任务及任务量进行存储及发布；
主控制器，连接对外设备，传输多源物联数据，并将多源物联数据传输至数据服务模块。
可选的，数据服务模块，还用于：提供数据传输通道，所述数据传输通道用于数据服务管理模块和主控制器、管理服务模块和维护服务模块间的数据传输，以及用于数据服务管理模块内部的数据传输；
提供预设协议，并对预设协议进行管理。
可选的，多源物联数据，包括：RS232/RS485信号、RJ45信号和CAN信号。
可选的，主控制器，包括：
多类型接口，用于连接对外设备，传输多源物联数据，所述多类型接口，包括：RS232接口、RS485接口、RJ45接口和CAN转以太网接口。
可选的，管理服务模块，还用于：创建/删除账户，对账户名称及密码进行管理，为账户设置权限，校验账户名称及密码，提供操作页面。
可选的，维护服务模块，还用于：根据所述控制器信息、配置信息、运行状态信息及变更信息进行升级管理。
本发明还提出了一种用于对多源物联数据的归一采集方法，包括：
运行管理服务模块，设置配置信息、任务及任务量；
运行维护服务模块，提供主控制器信息、运行状态信息及变更信息，调用所述管理服务模块确定的配置信息、根据所述控制器信息、配置信息、运行状态信息及变更信息进行配置管理；
控制主控制器，连接对外设备，传输多源物联数据，并将多源物联数据传输至数据服务模块；
运行数据服务模块，接收主控器传输的多源物联数据，对接收的多源物联数据根据预设协议进行解码，通过解码将多源物联数据转化为内部数据，对内部数据进行归一化处理，并以标准编码格式进行编码，获取编码数据，对编码数据根据管理服务模块设置的任务及任务量进行存储及发布。
可选的，方法，还包括：运行数据服务模块，提供数据传输通道，所述数据传输通道用于数据服务管理模块和主控制器、管理服务模块和维护服务模块间的数据传输，以及用于数据服务管理模块内部的数据传输；
提供预设协议，并对预设协议进行管理。
可选的，多源物联数据，包括：RS232/RS485信号、RJ45信号和CAN信号。
可选的，方法，还包括：运行管理服务模块，创建/删除账户，对账户名称及密码进行管理，为账户设置权限，校验账户名称及密码。
本发明针对多源物联网数据的采集节省了工作量、对技术的要求降低了标准和降低了数据采集的成本。
附图说明
图1为本发明一种用于对多源物联数据的归一采集系统结构图；
图2为本发明一种用于对多源物联数据的归一采集系统功能架构图；
图3为本发明一种用于对多源物联数据的归一采集系统功能逻辑图；
图4为本发明一种用于对多源物联数据的归一采集系统数据服务模块数据传输逻辑图；
图5为本发明一种用于对多源物联数据的归一采集系统主控制器逻辑图；
图6为本发明一种用于对多源物联数据的归一采集系统主控制器结构图；
图7为本发明一种用于对多源物联数据的归一采集方法流程图。
具体实施方式
现在参考附图介绍本发明的示例性实施方式，然而，本发明可以用许多不同的形式来实施，并且不局限于此处描述的实施例，提供这些实施例是为了详尽地且完全地公开本发明，并且向所属技术领域的技术人员充分传达本发明的范围。对于表示在附图中的示例性实施方式中的术语并不是对本发明的限定。在附图中，相同的单元/元件使用相同的附图标记。
除非另有说明，此处使用的术语(包括科技术语)对所属技术领域的技术人员具有通常的理解含义。另外，可以理解的是，以通常使用的词典限定的术语，应当被理解为与其相关领域的语境具有一致的含义，而不应该被理解为理想化的或过于正式的意义。
本发明提出了一种用于对多源物联数据的归一采集系统，如图1所示，包括：
管理服务模块，设置配置信息、任务及任务量；
维护服务模块，提供主控制器信息、运行状态信息及变更信息，调用所述管理服务模块确定的配置信息、根据所述控制器信息、配置信息、运行状态信息及变更信息进行配置管理；
数据服务模块，接收主控器传输的多源物联数据，对接收的多源物联数据根据预设协议进行解码，通过解码将多源物联数据转化为内部数据，对内部数据进行归一化处理，并以标准编码格式进行编码，获取编码数据，对编码数据根据管理服务模块设置的任务及任务量进行存储及发布；
主控制器，连接对外设备，传输多源物联数据，并将多源物联数据传输至数据服务模块。
可选的，数据服务模块，还用于：提供数据传输通道，所述数据传输通道用于数据服务管理模块和主控制器、管理服务模块和维护服务模块间的数据传输，以及用于数据服务管理模块内部的数据传输；
提供预设协议，并对预设协议进行管理。
多源物联数据，包括：RS232/RS485信号、RJ45信号和CAN信号。
主控制器，包括：
多类型接口，用于连接对外设备，传输多源物联数据，所述多类型接口，包括：RS232接口、RS485接口、RJ45接口和CAN转以太网接口。
管理服务模块，还用于：创建/删除账户，对账户名称及密码进行管理，为账户设置权限，校验账户名称及密码，提供操作页面。
维护服务模块，还用于：根据所述控制器信息、配置信息、运行状态信息及变更信息进行升级管理。
下面结合实施例对本发明进行进一步说明：
本发明由模快和硬件，两部分组成；
模块部分，主要对多源(多源化即多数据源，多种信号、多种设备、多种总线)信号的采集动作执行，将采集到信号编码进行解码，归一化(即信号统一、编码统一)为标准编码，然后进行输出。
硬件部分用来支撑软件部分的动作，具备多种接口，如RS232、RS485、RJ45接口，可以用来接收百分之六十以上的制造业的测试设备数据。内部装有Linux系统，用来支撑软件部分的运行。
整体工作模式为，温度传感器的输出信号主要为电流信号或电压信号，我们的发明装置可以直接对电流或电压等模拟量信号进行模数转换(模拟量转数字量)，这样电压或电流信号就转换为了我们计算机能够认识的二进制编码格式信号，通过查表以及公式对电压值或电流值转换为对应的温度值，此时我们得到了一个计算机能够认识的二进制温度值，将这个二进制的温度值进行统一标准的JSON格式转换，这也是软件开发普遍用到的一种标准编码格式，然后将这条编码帧数据通过网络接口传输到服务器，这样服务器就能够获取温度传感器测量的温度，类似这种的压力传感器、湿度传感器等输出为模拟量的设备均进行这样的一种归一化输出。
模块部分主要由管理服务、维护服务、数据服务三部分构成，如图2和图3所示，管理服务采用B/S架构，其工作内容为提供操作界面，用户可以通过浏览器方式进行可视化配置、信息查看等。维护服务采用C/S架构，其工作内容为对系统进行维护、升级，进行新版固件的下载、应用等，并能提供当前固件信息、运行信息获取功能。数据服务采用C/S架构，也是软件系统的核心模块，用来提供对多源数据的采集，多编码格式的解析、处理、发布等。详细组成如下：
管理服务模块：
用户登录，校验用户的账号和密码以及查询其拥有的权限功能。
用户管理，创建、删除账户，管理账户密码等。
权限管理，对登录账户进行权限划分。
信息配置，设置IP地址、端口。配置信号协议、发布协议格式、终端接收参数等。
任务管理，设置允许的最大任务数量，对当前运行的任务进行管理。
维护服务模块：
固件升级，对当前软件系统进行固件升级。
属性上报，提供API获取软件系统的固件信息、配置信息、状态信息。
属性下载，提供API对软件系统的配置信息、状态进行变更和配置。
数据服务模块：
如图4所示，用于信号采集：对多源数据进行实时采集，例如RS232/RS485信号、RJ45信号、CAN信号等。
信号解码：对采集到的信号根据配置好的协议进行解码，将二进制流数据转换为系统内部数据。
信号编码：对处理好的系统内部数据进行归一化处理，按标准编码格式进行编码。
通信管理：提供通信管道，例如打开串口进行串口通信、建立网络链接进行网络通信等。
数据发布：对统一编码好的数据进行实时发布，提供API支持其它进程获取指定数据。
配置管理：管理配置，具备哪些解码协议、哪些版本的配置。以及下载、删除、上传等。
配置加载：对存储到数据库的配置信息进行加载，支撑系统启动后加载哪些任务采用哪些协议。
配置保存：将当前运行的任务信息、任务使用的解码协议等能够支撑系统重启恢复状态的配置保存。
硬件部分，及主控制器如图5和图6所示，主要由多类型接口、电源适配器、主机、CAN转以太网、串口服务器五大部分构成。
多类型接口：
RS232接口，用来与RS232接口链接，传输RS232总线数据。
RS485接口，用来与RS485接口链接，传输RS485总线数据。
RJ45接口，用来与网络链接，传输网络协议数据。
电源适配器：
220V转24V，将220V电压转换为24V供系统使用。
110V转24V，将110V电压转换为24V供系统使用。
24V接线柱，直接将24V电压输入，供系统使用。
主机：
ARM芯片，系统核心，用来支撑操作系统运行。
主板，用来组织元器件，与芯片共同支撑系统运行。
内存，支撑系统运行，提供运行空间。
硬盘，用来存储配置、协议、源程序等数据。
系统，Linux操作系统，支撑软件系统运行。
CAN转以太网：
对CAN总线数据进行转换，转换成网络数据，通过RJ45接口传输到系统当中。
串口服务器：
对RS232/RS485的接口扩展，可以将32个RS232/RS485口转换成一个RS485或RJ45接口。增加硬件接入设备数量。
本发明还提出了一种用于对多源物联数据的归一采集方法，如图7所示，包括：
运行管理服务模块，设置配置信息、任务及任务量；
运行维护服务模块，提供主控制器信息、运行状态信息及变更信息，调用所述管理服务模块确定的配置信息、根据所述控制器信息、配置信息、运行状态信息及变更信息进行配置管理；
控制主控制器，连接对外设备，传输多源物联数据，并将多源物联数据传输至数据服务模块；
运行数据服务模块，接收主控器传输的多源物联数据，对接收的多源物联数据根据预设协议进行解码，通过解码将多源物联数据转化为内部数据，对内部数据进行归一化处理，并以标准编码格式进行编码，获取编码数据，对编码数据根据管理服务模块设置的任务及任务量进行存储及发布；
运行数据服务模块，提供数据传输通道，所述数据传输通道用于数据服务管理模块和主控制器、管理服务模块和维护服务模块间的数据传输，以及用于数据服务管理模块内部的数据传输；
提供预设协议，并对预设协议进行管理。
多源物联数据，包括：RS232/RS485信号、RJ45信号和CAN信号。
运行管理服务模块，创建/删除账户，对账户名称及密码进行管理，为账户设置权限，校验账户名称及密码。
本发明针对多源物联网数据的采集节省了工作量、对技术的要求降低了标准和降低了数据采集的成本。
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。本申请实施例中的方案可以采用各种计算机语言实现，例如，面向对象的程序设计语言Java和直译式脚本语言JavaScript等。
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。
尽管已描述了本申请的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本申请范围的所有变更和修改。
显然，本领域的技术人员可以对本申请进行各种改动和变型而不脱离本申请的精神和范围。这样，倘若本申请的这些修改和变型属于本申请权利要求及其等同技术的范围之内，则本申请也意图包含这些改动和变型在内。
Claims (10)
1.一种用于对多源物联数据的归一采集系统，所述系统包括：
管理服务模块，设置配置信息、任务及任务量；
维护服务模块，提供主控制器信息、运行状态信息及变更信息，调用所述管理服务模块确定的配置信息、根据所述控制器信息、配置信息、运行状态信息及变更信息进行配置管理；
数据服务模块，接收主控器传输的多源物联数据，对接收的多源物联数据根据预设协议进行解码，通过解码将多源物联数据转化为内部数据，对内部数据进行归一化处理，并以标准编码格式进行编码，获取编码数据，对编码数据根据管理服务模块设置的任务及任务量进行存储及发布；
主控制器，连接对外设备，传输多源物联数据，并将多源物联数据传输至数据服务模块。
2.根据权利要求1所述的系统，所述数据服务模块，还用于：提供数据传输通道，所述数据传输通道用于数据服务管理模块和主控制器、管理服务模块和维护服务模块间的数据传输，以及用于数据服务管理模块内部的数据传输；
提供预设协议，并对预设协议进行管理。
3.根据权利要求1所述的系统，所述多源物联数据，包括：RS232/RS485信号、RJ45信号和CAN信号。
4.根据权利要求1所述的系统，所述主控制器，包括：
多类型接口，用于连接对外设备，传输多源物联数据，所述多类型接口，包括：RS232接口、RS485接口、RJ45接口和CAN转以太网接口。
5.根据权利要求1所述的系统，所述管理服务模块，还用于：创建/删除账户，对账户名称及密码进行管理，为账户设置权限，校验账户名称及密码，提供操作页面。
6.根据权利要求1所述的系统，所述维护服务模块，还用于：根据所述控制器信息、配置信息、运行状态信息及变更信息进行升级管理。
7.一种使用如权利要求1-6任意一种系统对多源物联数据的归一采集方法，所述方法包括：
运行管理服务模块，设置配置信息、任务及任务量；
运行维护服务模块，提供主控制器信息、运行状态信息及变更信息，调用所述管理服务模块确定的配置信息、根据所述控制器信息、配置信息、运行状态信息及变更信息进行配置管理；
控制主控制器，连接对外设备，传输多源物联数据，并将多源物联数据传输至数据服务模块；
运行数据服务模块，接收主控器传输的多源物联数据，对接收的多源物联数据根据预设协议进行解码，通过解码将多源物联数据转化为内部数据，对内部数据进行归一化处理，并以标准编码格式进行编码，获取编码数据，对编码数据根据管理服务模块设置的任务及任务量进行存储及发布。
8.根据权利要求7所述的方法，所述方法，还包括：运行数据服务模块，提供数据传输通道，所述数据传输通道用于数据服务管理模块和主控制器、管理服务模块和维护服务模块间的数据传输，以及用于数据服务管理模块内部的数据传输；
提供预设协议，并对预设协议进行管理。
9.根据权利要求7所述的方法，所述多源物联数据，包括：RS232/RS485信号、RJ45信号和CAN信号。
10.根据权利要求7所述的方法，所述方法，还包括：运行管理服务模块，创建/删除账户，对账户名称及密码进行管理，为账户设置权限，校验账户名称及密码。
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