本发明涉及一种远程终端设备的监控，尤其是涉及一种基于配电领域rtu设备模型的管理方法及数据采集装置。
背景技术
数据采集装置是一种具有在实验室或配电现场进行实时数据采集、自动存储记录、信号预处理、即时显示、即时状态分析、自动传输等功能的自动化设备。随着互联网技术以及it技术的不断发展，再加上设备复杂多样性，在实际应用中工程技术人员对数据采集装置的需求日渐趋向具有高速度、可灵活配置、统一平台管理、便携等性能的方向发展。而传统数据采集往往由于专用性的原故，而不能满足通用性的需求，可重复性差，每个工程都需要重新配置一遍采集指令及数据解析，配置复杂且容易出错，需要反复多次修改才能达到效果，人力成本高。
传统的数据采集和应用中存在以下的影响数据采集准确性和便利性的不足：1、传统数据采集装置需要根据不同工程项目设计软件程序获取rtu数据，通用性、重复性差；2、数据采集配置灵活性差，工程技术人员对设备的管理不方便；3、配置时需要使用电脑才能配置，数据正确与否难排查；4、施工周期长，人力成本高。
技术实现要素：
本发明解决的技术问题是提供一种基于配电领域rtu设备模型的管理方法及数据采集装置，解决配电项目中rtu设备配置的通用性、重复性差的问题，提高rtu设备连接配置的作业效率，降低作业成本。
本发明的技术解决方案是：
一种基于配电rtu设备模型的管理方法，其中，包括步骤：
步骤一，将rtu设备连接至数据采集装置，在所述数据采集装置中为同一型号的rtu设备建立统一的rtu模型，并将模型文件存储于服务器数据库中；
步骤二，于所述服务器数据库中搜索指定型号的rtu模型；
步骤三，若找到指定型号的rtu模型，则提取该模型文件；
步骤四，若找不到指定型号的rtu模型，则新建该指定型号的rtu模型，并将其存储至服务器数据库中；
步骤五，配置所述型号的rtu模型的rtu设备至所述数据采集装置，接收并检查rtu设备数据，分析rtu设备数据，控制rtu设备。
本发明还提供一种基于配电rtu设备模型的数据采集装置，其中，包括主机及数据库服务器，所述主机设有微控制单元、存储器、电源、rs485端口及usbwi-fi端口，所述电源用以提供该主机的电源；所述rs485端口用以连接rtu设备的通讯端口；所述usbwi-fi端口用以连接usbwi-fi模块建立wi-fi接入点；所述存储器用以保存及暂存接收的数据；所述微控制单元连接所述存储器、rs485端口及usbwi-fi端口，用以发送命令、接收数据以及处理和分析数据；
所述数据库服务器中设置有建立rtu设备的rtu模型的编辑工具以及存储有供下载安装的终端应用程序，所述终端应用程序用以连接数据库服务器搜索、编辑rtu模型的模型文件，以及用以连接所述主机，将模型文件保存至主机的存储器中；所述主机加载所述模型文件用以与指定的rtu设备建立通讯。
由以上说明得知，本发明确实具有如下的优点：
本发明针对现有技术的问题，设计了一种基于配电领域rtu设备模型的管理方法及数据采集装置。建立rtu设备的通用模型文件，构建数据采集网关软件框架；采用统一的描述设备、数据格式以及数据处理规则，实现对同一类型设备描述信息和数据处理规则的统一设置，增强数据采集的通用性、可重复性，便于设备的统一管理。
具体的还有以下有益效果：
1、基于xml技术，建立同一型号rtu的统一设备模型描述文件，保存到远程服务器中，保证模型文件的统一性，完整性。
2、不同项目工程中，通过配套的手机app软件把相应的rtu模型及接入的数量配置到本发明的装置中，具有配置灵活性强，通用性高的优点，明显节省施工时间，节约人力成本。
3、在本智能装置中能对配置下来的rtu模型和数量建立关联关系，实现数据的采集，运算，上报。
4、支持usbwifi插口通过wifi无线配置，把一个usbwi-fi模块插入，即可产生一个wi-fiap，手机等移动终端可连接这个ap建立通信。
5、可通过lan接口扩展一级子网关采集数据，实现超出rs485通信范围的局域网组网，由rs485组网变成由rs485与tcp/ip的混合组网。
附图说明
图1为本发明的较佳实施例的流程示意图；
图2为本发明的模型文件中头部信息的参考示意图；
图3为本发明的模型文件中发送报文部分的信息的参考示意图；
图4为本发明的模型文件中数据解析部分的模拟量部分的信息的参考示意图；
图5为本发明的模型文件中数据解析部分的数字量数据项的信息的参考示意图；
图6为本发明的模型文件中数据解析部分的远程控制项的信息的参考示意图；
图7为本发明的基于配电rtu设备模型的数据采集装置的较佳实施例的主机结构示意图；
图8为本发明的基于配电rtu设备模型的数据采集装置的较佳实施例的usbwi-fi接口的连接示意图；
图9为的本发明的基于配电rtu设备模型的数据采集装置的较佳实施例的lan接口构建子网关连接rtu设备的连接示意图。
具体实施方式
为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图说明本发明的具体实施方式。
本发明的一种基于配电rtu设备模型的管理方法，其较佳的实施例中，请参照图1所示为本发明的较佳实施例的流程示意图。如图所示，本发明的一种基于配电rtu设备模型的管理方法，包括步骤：
s101步骤一，将rtu设备连接至数据采集装置，在所述数据采集装置中为同一型号的rtu设备建立统一的rtu模型，并将模型文件存储于服务器数据库中。
主要是通过将rtu设备的规格及配置参数以统一的形式记录及保存在数据库中，不同型号规格的rtu设备存储为不同的模型文件，包括设备描述、数据格式以及数据处理规则等，并且对rtu设备进行统一的编号；所述服务器数据库可以是本地服务器数据库也可以是远程服务器数据库，对模型文件进行管理，保证了设备模型的准确性和统一性。
s102步骤二，于所述服务器数据库中搜索指定型号的rtu模型。
在配置新的rtu设备时，将rtu设备连接至数据采集装置后，在数据库中搜索该连接好的rtu设备的模型文件。
s103步骤三，若找到指定型号的rtu模型，则提取该模型文件。
如果在数据库中找到了该rtu设备的模型文件，则将该模型文件载入至所述数据采集装置中。
s104步骤四，若找不到指定型号的rtu模型，则新建该指定型号的rtu模型，并将其存储至服务器数据库中。
如果找不到接入的rtu设备的模型文件，则执行与步骤一相同的操作建立新的rtu模型，将其模型文件存储至服务器数据库中。
s105步骤五，配置所述型号的rtu模型的rtu设备至所述数据采集装置，接收并检查rtu设备数据，分析rtu设备数据，控制rtu设备。
找到或新建对应的rtu设备的模型文件后，直接载入至数据采集装置中进行配置，建立该rtu设备与数据采集装置之间的通讯。
本发明建立rtu设备的模型文件，对相同型号的rtu设备建立了统一的模型文件，通过加载对应的模型文件能够直接配置新接入的rtu设备与数据采集装置之间的通讯，无需重新设置全部配置参数，而且也可以有效保证相同rtu设备的配置的统一性，降低了配置出错的可能。
如上所述的本发明的一种基于配电rtu设备模型的管理方法，其较佳的实施例中，所述步骤一中，还包括设立wi-fi接入点，经由终端设备连接所述wi-fi接入点，开启所述终端设备上对应的应用软件与所述数据采集装置通讯。
通过设立wi-fi接入点(wi-fiap)，构建一个小的无线局域网络，允许手机、平板电脑等终端设备能够通过无线局域网络与数据采集装置连接通讯，经由终端设备上安装的所述数据采集装置的应用与所述数据采集装置建立连接，从而通过终端设备查找服务器数据库上的模型文件，并将模型文件加载至数据采集装置完成rtu设备的配置。更进一步地，还可以通过终端设备直接获取数据采集装置上rtu设备的数据和状态信息，用于检查核对实时数据的准确性。并且还能够通过终端设备对rtu设备进行控制。采用wi-fi接入点，连接移动终端设备可现场进行调试配置，实时查看数据。工程人员不用携带沉重的电脑，只用拿一台轻便的移动终端(手机或平板电脑)，减轻工程人员负担。而且对工程人员的专业技术要求降低，只需经过简单培训，使用手机就可以完成配置操作。
如上所述的本发明的基于配电rtu设备模型的管理方法，其较佳的实施例中，所述步骤一中，还包括经由rs485总线将rtu设备连接与所述数据采集装置连接。通过rs485总线将rtu设备与数据采集装置建立通讯连接。
如上所述的本发明的基于配电rtu设备模型的管理方法，其较佳的实施例中，所述步骤一中，还包括经由局域网将rtu设备与所述数据采集装置连接。通过设置局域网，将数据采集装置与一级子网关设备连接，例如交换机，而rtu设备经由子网关设备连接至数据采集装置，实现数据采集装置与rtu设备的通讯。
如上所述的本发明的基于配电rtu设备模型的管理方法，其较佳的实施例中，步骤一中，还包括经由广域网将所述数据采集装置与远程云平台连接，所述数据采集装置与所述远程云平台通讯。通过广域网，将数据采集装置与远程的云平台连接，例如阿里云、腾讯云等云服务器连接，实现数据的云通讯管理。
如上所述的本发明的基于配电rtu设备模型的管理方法，其较佳的实施例中，所述rtu模型的模型文件采用xml编辑工具建立，模型文件包括头部、发送报文部分、数据解析部分：
所述头部包括设备名称、设备型号、模型编号及通信协议类型，用以记录模型文件的识别信息；
所述发送报文部分包括命令编号及发送的命令数据，用以向rtu设备发送请求命令；
所述数据解析部分包括rtu设备的模拟量检测数据、数字量状态数据及远程控制命令数据；所述模拟量检测数据包括接收到的rtu设备检测数据信息，并将数据信息转化为指定数据数值；所述数字量状态数据包括接收到的rtu设备的运行状态数据信息；所述远程控制命令数据为发送至rtu设备的命令数据。
在一个较佳的实施例中，请参阅图2至图6所示，为本发明的较佳实施例中所采用的xml编辑工具中项目实例示意图。在该实施例中：
一、头部(header)，包含4部分内容：“device”为设备中文名称；“model”为设备型号；“modelid”为该模型的编号；“protocol”为设备的通信协议类型(如modbus-rtu,dlt/645-2007,cj/t188等)，如图2所示。
二、发送报文部分(sendpacket)，包含4部分内容：“cid”为命令编号，根据实际采集设备数据需要的命令数来配置；“code”为发送的命令数据，这一部分是不变的，设备地址和校验不包含在此，由网关根据现场配置了设备后自动完成；“rsplen”是发出上述命令后设备所返回的数据长度；“cycle”是采集数据的间隔次数，如图3所示。
三、数据解析部分(analysis)
1、“yaoce”模拟量部分，请参照图4所示：
“sid”为数据项编号；
rule:0-4321,bigpoint:1-1234,littilpoint:2-3412；3-1243；type:0-uint；1-sint；2-float,3-double；ratio为系数，“cid”对应“packet”中的cid编号，从该编号的返回数据来解析信号；“start”从返回的数据0字节开始算起的字节数，“len”数据项占几个字节，alarm：告警选项，0-无告警功能，1-打开告警功能。
2、“yaoxin”数字量数据项，参阅图5所示：
“sid”为数据项编号，“cid”对应“packet”中的cid编号,从该编号的返回数据来解析信号；“desc_0”数据项为0时的描述，“desc_1”数据项为1时的描述“start”从返回的数据0字节开始算起的字节数，“bit”为该字节的第几位。
3、“yaokong”远程控制项，参阅图6所示：
“sid”为数据项编号，“code”为发送到设备的命令固定部分，“vallen”远程控制下发的数据参数长度。
本发明的基于配电rtu设备模型的管理方法，能够为多种不同型号的rtu设备建立模型文件，并在现场实施安装的过程中，通过直接加载已存在的相同的模型文件或者新建新的模型文件完成rtu设备的通讯设置，避免了现有技术中在不同型号规格的rtu设备配置过程中，可重复性差，每个工程都需要重新配置一遍采集指令及数据解析，配置复杂且容易出错，需要反复多次需改才能达到效果，人力成本高的问题。
本发明还提供一种基于配电rtu设备模型的数据采集装置，在其较佳的实施例中，请参阅图7所示，为本发明的基于配电rtu设备模型的数据采集装置的较佳实施例的主机结构示意图，包括主机1及数据库服务器，所述主机1设有微控制单元3(mcu)、存储器4、电源8、rs485端口2及usbwi-fi端口5，所述电源8用以提供该主机1的电源8；所述rs485端口2用以连接rtu设备的通讯端口；所述usbwi-fi端口5用以连接usbwi-fi模块建立wi-fi接入点；所述存储器4用以保存及暂存接收的数据；所述微控制单元3连接所述存储器4、rs485端口2及usbwi-fi端口5，用以发送命令、接收数据以及处理和分析数据；
所述数据库服务器中设置有建立rtu设备的rtu模型的编辑工具以及存储有供下载安装的终端应用程序，所述终端应用程序用以连接数据库服务器搜索、编辑rtu模型的模型文件，以及用以连接所述主机1，将模型文件保存至主机1的存储器4中；所述存储器4可以包括ram和flash存储器，分别用来保存临时数据和长期数据(如模型文件)，所述主机1加载所述模型文件用以与指定的rtu设备建立通讯。
本发明的基于配电rtu设备模型的数据采集装置，设置有usbwi-fi端口5，能够通过接入usbwi-fi模块建立wi-fi接入点，而便携移动终端，例如手机、平板电脑、小型笔记本等都可以接入该wi-fi接入点与该基于配电rtu设备模型的数据采集装置建立通讯，请参阅图8所示。如上所述，本发明的基于配电rtu设备模型的数据采集装置可以通过rs485端口2建立rs485总线连接rtu设备建立通讯，而数据库服务器中存储有rtu设备的模型文件，通过移动终端上的应用加载对应的rtu设备的模型文件至主机1中，根据模型文件的配置方案对连接至主机1的rtu设备进行通讯配置，简单高效。同时，在移动终端上，也可以在应用中直接获取并显示主机1所获取的rtu设备的数据，实时查看数据的准确性；也可以发送命令直接控制rtu设备的运行状态和动作。
如上所述的本发明的基于配电rtu设备模型的数据采集装置，其较佳的实施例中，所述主机1上设有局域网端口，所述局域网端口用以连接子网关设备，所述子网关设备用以连接rtu设备，建立主机与rtu设备之间的通讯。本发明除了可以通过rs485端口2连接rtu设备之外，还可以通过局域网端口(lan接口7)连接子网关设备，例如交换机等，子网关rtu设备直接连接子网关设备。通过tcp/ip协议把数据传到lan接口7接在同一个局域网的子网关，通过子网关采集数据，把所有的rtu设备接入到一个大的局域网里面，实现更长距离和更大连接数量的配置，请参阅图9所示。
如上所述的本发明的基于配电rtu设备模型的数据采集装置，其较佳的实施例中，所述主机1上设有广域网端口，所述广域网端口用以连接广域网络，建立主机与外部远程云平台之间的通讯。本发明在主机1上还可以设有广域网端口(wan接口6)，wan接口6可以连接到远程云平台，比如阿里云，腾讯云等，实现云通信管理。
如上所述的本发明的基于配电rtu设备模型的数据采集装置，其较佳的实施例中，所述rtu模型的编辑工具为xml编辑工具，所述模型文件包括头部、发送报文部分、数据解析部分：
所述头部包括设备名称、设备型号、模型编号及通信协议类型，用以记录模型文件的识别信息；
所述发送报文部分包括命令编号及发送的命令数据，用以向rtu设备发送请求命令；
所述数据解析部分包括rtu设备的模拟量检测数据、数字量状态数据及远程控制命令数据；所述模拟量检测数据包括接收到的rtu设备检测数据信息，并将数据信息转化为指定数据数值；所述数字量状态数据包括接收到的rtu设备的运行状态数据信息；所述远程控制命令数据为发送至rtu设备的命令数据。
在一个较佳的实施例中，请参阅图2至图6所示，为本发明的较佳实施例中所采用的xml编辑工具中项目实例示意图。在该实施例中：
一、头部(header)，包含4部分内容：“device”为设备中文名称；“model”为设备型号；“modelid”为该模型的编号；“protocol”为设备的通信协议类型(如modbus-rtu,dlt/645-2007,cj/t188等)，如图2所示。
二、发送报文部分(sendpacket)，包含4部分内容：“cid”为命令编号，根据实际采集设备数据需要的命令数来配置；“code”为发送的命令数据，这一部分是不变的，设备地址和校验不包含在此，由网关根据现场配置了设备后自动完成；“rsplen”是发出上述命令后设备所返回的数据长度；“cycle”是采集数据的间隔次数，如图3所示。
三、数据解析部分(analysis)
1、“yaoce”模拟量部分，请参照图4所示：
“sid”为数据项编号；
rule:0-4321,bigpoint:1-1234,littilpoint:2-3412；3-1243；type:0-uint；1-sint；2-float,3-double；ratio为系数，“cid”对应“packet”中的cid编号，从该编号的返回数据来解析信号；“start”从返回的数据0字节开始算起的字节数，“len”数据项占几个字节，alarm：告警选项，0-无告警功能，1-打开告警功能。
2、“yaoxin”数字量数据项，参阅图5所示：
“sid”为数据项编号，“cid”对应“packet”中的cid编号,从该编号的返回数据来解析信号；“desc_0”数据项为0时的描述，“desc_1”数据项为1时的描述“start”从返回的数据0字节开始算起的字节数，“bit”为该字节的第几位。
3、“yaokong”远程控制项，参阅图6所示：
“sid”为数据项编号，“code”为发送到设备的命令固定部分，“vallen”远程控制下发的数据参数长度。
本发明采用的是xml描述的rtu模型的智能管理装置的配置，能够实现数据采集、数据运算、逻辑控制、定时上报、(开合状态)变位上报以及告警上报的装置及方法。采用xml编辑工具，建立设备模块文件，构建数据采集网关软件框架；本发明应用xml技术，描述设备、数据格式以及数据处理规则，实现对同一类型设备描述信息和数据处理规则的统一设置，增强数据采集的通用性、可重复性，便于设备的统一管理。
如上所述的本发明的基于配电rtu设备模型的数据采集装置的一个应用实施例中，包括以下内容：
本发明基于配电rtu设备模型的数据采集装置是一种智能数据采集装置，包括有：1个usbwifi接口，配套手机app能通过该接口实现rtu设备的下载和采集数量的配置，查看所有的rtu的通信状态和实时数据，核对接线，数据项一目了然，只要app看到正确的数据，上报的数据也就正确。4路隔离型rs485端口2，1个wan接口6，一个lan接口7。其中可通过wan接口6与云平台连接，组建云平台监控系统；rs485、lan接口7可连接触摸屏、pc机等装置。本发明通过rs485通信总线获取所述rtu所采集的实时数据或通过数据采集装置对设备进行远程控制，实现对设备的远程管理，还可以通过lan接口7扩展一级子网关设备，实现设备的多级多种通信方式的混合组网，大大增加本发明装置的接入能力。wan接口6可以连接到远程云平台，比如阿里云，腾讯云等，实现云通信管理。
本发明采用xml编辑工具对每一种类型型号的rtu设备建立模型文件，描述设备、数据格式以及数据处理规则，并对rtu设备模型进行统一编号，将其存放在远程服务器数据库上，由远程服务器对设备模型进行管理，保证了设备模型的准确性，统一性。工程技术人员根据项目中所采用的rtu型号清单，对比数据库的rtu模型，如果数据库中没有该rtu的模型文件，则建立一个新的rtu模型，并放入服务器数据库中，如果数据库中已经存在该rtu模型则不需要再新建模型，拿来用即可，使模型一旦建立即可永久使用。工程技术人员可在手机等移动终端设备上安装配套软件，如下载安装与本智能数据采集装置匹配的手机app，通过无线网络从远程数据库服务器下载所需类型设备的模型文件到手机上，方便在现场施工时对智能采集装置进行采集配置，具有便携性、配置灵活性高的特点。本发明所述数据采集装置支持usbwifi插口，把一个usbwifi模块插入，即可产生一个wifiap(接入点)，手机等移动终端可连接这个ap建立通信。工程技术人员手机通过该wifi远程无线连接到智能采集装置，在手机app上配置采集方案，就能与数据采集装置进行通信，同时在手机app软件上可完成设备模型下载，设备数量的添减等配置。数据采集装置能识别app配置下来的rtu模型及数量，建立采集关系，自动完成rtu设备数据的采集，并能完成数据分析运算、定时上报及(开合状态)变位上报；还能进行报警阈值的设置进行告警上报和控制。智能终端设备(rtu)除了可以通过由rs485端口接入数据采集装置，还可以通过tcp/ip协议把数据传到lan接口接在同一个局域网的子网关，通过子网关采集数据，把所有的rtu设备接入到一个大的局域网里面来。
以上所述仅为本发明示意性的具体实施方式，并非用以限定本发明的范围。任何本领域的技术人员，在不脱离本发明的构思和原则的前提下所作出的等同变化与修改，均应属于本发明保护的范围。