基于多协议并行采集技术的能耗数据采集器及其采集方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及数据采集领域，特别涉及一种基于多协议并行采集技术的能耗数据采集器及其米集方法。
【背景技术】
[0002]在全球节能减排工作持续升温，节能减排重要性持续提升的背景下，节能环保行业涌现出了各类节能技术。要实现节能减排，能源消耗现状的统计、分析，开展能源信息化工作，对当前的耗能大户进行用能监测是重要的基础工作。
[0003]当前，能耗测量仪表主要包含电能表、热量表、水表、气表等仪表。能耗监测的任务是将这些能耗测量仪表的数据通过通信手段，集中采集并汇总至能耗管理中心，再由能耗管理中心的软件进行分析和优化。通常，电能表的通信接口采用基于RS485的MODBUS RTU协议或者DL/T645-1997，DL/T645-2007协议；热量表、水表、气表采用CJ/T188-2004协议。此外，由于能耗管理中心往往从层面上分成企业级、城市级、省级、国家级等多个层面，能耗数据需要上传到不同层面的管理中心。
[0004]行业内，由仪表厂商提供的数据采集器往往仅支持一种标准协议或者其自身自定义的通信协议，无法采集第三方协议的仪表。这就导致无法使用各仪表厂商的采集器来汇总能耗数据。从采集器与能耗管理中心的连接及可靠性上看，现有的采集器往往仅支持一个能耗管理中心，往往只能做到企业级的能耗数据集中。同时，在采集器与能耗管理中心间通信中断的情况下，会出现通信中断期间能耗数据丢失的情况。
【发明内容】
[0005]本发明针对现有技术存在的上述不足，提供了一种基于多协议并行采集技术的能耗数据采集器，可采集符合标准协议的能耗仪表，并提供所采集能耗数据的单位换算、报警等处理，并将处理后的数据上传至多个能耗数据中心。本采集器可存储历史能耗数据，确保采集器与能耗数据中心通讯中断期间的能耗数据不丢失。本采集器还内置Web网页配置接口，可方便通过Web对采集参数进行配置和调整。
[0006]本发明通过以下技术方案实现:
一种基于多协议并行采集技术的能耗数据采集器，其特征在于，包括:
采集模块，用以数据采集和处理；
配置模块，用以配置基于多协议并行采集技术的能耗数据采集器的接入网络的配置接口和生成配置文件；以及，
诊断模块，周期性的向采集模块和配置模块发送心跳通知，并接收回应，用以监视采集模块和配置模块是否正常运行；
其中，采集模块包括:数据采集单元、数据处理单元、数据实时值缓冲单元、数据存储单元以及数据上传单元；
数据采集单元包括若干不同协议的采集接口，根据配置文件加载对应的协议库，并根据协议库中的初始化函数进行初始化，结合通用的和特异的方法进行数据采集；
数据处理单元连接数据采集单元，接收数据采集单元采集到的数据，并进行处理，用以减少能耗管理中心的处理压力；
数据实时值缓冲单元连接数据处理单元，用以对处理后的数据进行缓冲；
数据存储单元连接数据实时值缓冲单元，用以存储数据；
数据上传单元连接数据实时值缓冲单元以及数据存储单元，设置能耗管理中心的IP地址和端口，并根据预设的初始化函数进行初始化，建立与能耗管理中心的连接，续传历史数据或上传实时数据。
[0007]较佳的，配置接口包括组态软件配置接口和Web网页配置接口 ；
Web网页配置接口用以配置基于多协议并行采集技术的能耗数据采集器的网口 IP地址、能耗管理中心的IP地址和端口、基于多协议并行采集技术的能耗数据采集器的建筑编码；
组态软件配置接口用以配置采集接口的属性、协议，以及在采集接口上添加仪表节点，配置仪表的属性，然后在仪表节点上添加采集节点，配置采集节点的属性，以生成配置文件。
[0008]较佳的，采集模块还包括若干RS485接口、若干RJ45接口、无线接口，用以数据传输。
[0009]较佳的，数据采集单元采用多线程技术，若干不同协议的采集接口分别创建一独立的采集线程。
[0010]较佳的，数据存储单元采用多文件分散历史数据存储，以小时为间隔生成历史数据文件，按年月日结构存储在对应文件夹。
[0011]本发明另提供一种基于多协议并行采集技术的能耗数据采集方法，可采集符合标准协议的能耗仪表，并对所采集能耗数据的单位换算、报警等处理，并将处理后的数据上传至多个能耗数据中心。
[0012]一种基于多协议并行采集技术的能耗数据采集方法，提供上述的基于多协议并行采集技术的能耗数据采集器，并执行包括以下步骤:
51、对各采集接口进行初始化；
52、根据配置文件对各采集接口加载对应的协议库；
53、根据协议库中的初始化函数对采集接口上的仪表和采集点进行初始化；
54、结合通用的和特异的方法进行数据采集；
55、对采集到的数据进行处理，以减少能耗管理中心的处理压力；
56、将处理后的数据存储到数据存储单元；
57、对能耗管理中心进行初始化，设置其IP地址和端口；
58、根据协议库中的初始化函数对能耗管理中心的密钥、建筑编码进行初始化；
59、与能耗管理中心建立连接和认证；
S10、根据之前的断线情况，续传历史数据和上传实时数据；
其中，所述SI与S7同时开始，异步执行。
[0013]较佳的，各采集接口包括配置了 MODUBS RTU或DL/T645-2007采集协议的RS485接口。
[0014]较佳的，RS485接口的数据采集流程包括:
511、根据配置文件中的波特率、奇偶校验信息设置串口属性，再根据配置文件中该RS485接口的采集协议名从协议库中选择相应的协议库进行加载；
512、利用该协议库的初始化函数设置下挂仪表的设备地址、各采集点的寄存器地址、采集周期等，形成一个采集队列，之后便开始正式的采集循环。
[0015]较佳的，步骤S12包括:
每次从采集队列中取出下一个需要采集的目标，使用协议库的组包函数组好查询数据帧从RS485接口发送出去，然后在超时时间内等待回应的数据帧并使用协议库的校验函数对其进行校验，当校验成功时利用协议库的解析函数进行解析得到每个采集点的数值，当接收失败或校验失败时则进一步判断是否超过重试次数，如果没要超过超时次数时，重试发送查询数据帧，如果超过了重试次数，则利用协议库的解析函数进行采集点的质量码更新，在解析完成后，将该采集目标再插回队列的合适位置，然后开始下一个采集目标的采集。
【附图说明】
[0016]图1所示的是本发明的结构示意图；
图2所示的是本发明采集模块的结构示意图；
图3所示的是本发明数据采集单元的结构示意图；
图4所示的是本发明一采集接口的工作流程图；
图5所示的是本发明数据上传单元的工作流程图；
图6所示的是本发明建筑能耗导则的工作流程图。
[0017]
【具体实施方式】
以下将结合本发明的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述和讨论，显然，这里所描述的仅仅是本发明的一部分实例，并不是全部的实例，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的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明的保护范围。
[0018]为了便于对本发明实施例的理解，下面将结合附图以具体实施例为例作进一步的解释说明，且各个实施例不构成对本发明实施例的限定。
[0019]如