一种基于智能物联网关的多任务采集调度管理方法与流程

1.本发明涉及配电网调度技术领域，特别是一种基于智能物联网关的多任务采集调度管理方法。


背景技术：

2.随着未来泛在电力物联网的大规模建设，各专业超海量的感应终端、物联数据可能会出现物联通信方式过多、物联协议不规范；物联接入过程复杂，自动化程度不高；无数据通融标准，数据条线过多；边缘计算与应用管理不统一，进而导致数据开放能力不足等问题。
3.现有低压配电网采集系统中终端只能采集基本的电能数据且采集频度低、存储容量小、传输速度慢，当前的采集终端功能无法同时满足差异化需求。传统采集终端各组件之间、组件与业务之间采用紧耦合，功能模块间存在相互影响，开发、测试、实施的工作量成倍增加，且遇到新功能发布需要对整个系统进行停机检修，无法实现不间断软件更新，增加了系统总不可用时间，无法满足“高内聚，低耦合，热部署”的服务体验与业务需求。


技术实现要素：

4.本部分的目的在于概述本发明的实施例的一些方面以及简要介绍一些较佳实施例。在本部分以及本技术的说明书摘要和发明名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和发明名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本发明的范围。
5.鉴于现有技术中存在的问题，提出了本发明。
6.因此，本发明所要解决的技术问题是
7.为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种基于智能物联网关的多任务采集调度管理方法，其包括利用时间管理触发系统触发采集任务调度系统循环加载采集任务，并判断任务是否有效，是则读取任务方案，否则结束任务；读取采集到的任务，判断任务方案是否正常，正常则将任务加入任务列表，否则结束任务；采集任务调度系统实施抄表执行，采集任务列表中的任务方案，对应读取终端设备端口数据；通过采集任务调度系统将读取的端口数据存储到数据中心。
8.作为本发明所述基于智能物联网关的多任务采集调度管理方法的一种优选方案，其中：所述判断任务是否有效包括识别采集任务和采集方案是否匹配以及执行时间和执行优先级是否满足要求，
9.所述采集任务包括执行周期和任务方案，所述采集方案包括任务内容，通过程序将采集任务和采集方案调用至匹配关系库进行匹配；若是采集任务和采集方案匹配则判断为有效任务；若是采集任务和采集方案不匹配则判断为无效任务；若执行时间和执行优先级满足优先级顺序则为有效任务；若执行时间和执行优先级不满足优先级顺序则为无效任务。
10.作为本发明所述基于智能物联网关的多任务采集调度管理方法的一种优选方案，
其中：若是有效任务则读取任务对应的方案，若是无效任务则进行判断所有任务是否读取完毕；
11.若所有任务读取完毕则结束任务，若所有任务未读取完毕则返回循环加载任务。
12.作为本发明所述基于智能物联网关的多任务采集调度管理方法的一种优选方案，其中：所述读取任务方案包括读取实时数据和日冻结数据。
13.作为本发明所述基于智能物联网关的多任务采集调度管理方法的一种优选方案，其中：所述判断任务方案是否正常包括，
14.识别采集对象，所述采集对象包括能效终端设备、能源表计和故障指示器；识别采集内容，所述采集内容包括所述采集对象的对象属性、电气量和设备数据；
15.通过程序将采集对象和采集内容调用至匹配关系库进行匹配，若采集对象和采集内容匹配则判断任务方案是正常，若采集对象和采集内容不匹配则判断任务方案是不正常。
16.作为本发明所述基于智能物联网关的多任务采集调度管理方法的一种优选方案，其中：若任务方案正常则将任务加入到任务列表，若任务方案不正常则进行判断所有任务是否读取完毕；若所有任务读取完毕则结束任务，若所有任务未读取完毕则返回循环加载任务。
17.作为本发明所述基于智能物联网关的多任务采集调度管理方法的一种优选方案，其中：所述时间管理触发系统还包括任务优先级排序，所述任务优先级排序首先进行是否产生任务判断，是则触发任务优先级排序，否则无需运行。
18.作为本发明所述基于智能物联网关的多任务采集调度管理方法的一种优选方案，其中：触发任务优先级排序后形成当前任务节点，然后判断任务队列是否为空，是则将当前任务节点作为链表头节点，否则遍历任务队列再进行优先级排序。
19.作为本发明所述基于智能物联网关的多任务采集调度管理方法的一种优选方案，其中：当所述当前任务节点的优先级大于遍历节点优先级则将当前任务节点作为链表头节点；
20.否则进行判断当前任务节点优先级是否小于等于遍历节点的优先级同时当前任务节点优先级是否大于等于下一个节点优先级。
21.作为本发明所述基于智能物联网关的多任务采集调度管理方法的一种优选方案，其中：若当前任务节点优先级小于等于遍历节点的优先级同时当前任务节点优先级大于等于下一个节点优先级则插入当前节点作为遍历节点的下一个节点，然后结束优先级判断任务；
22.若当前任务节点优先级不满足优先级小于等于遍历节点的优先级同时当前任务节点优先级大于等于下一个节点优先级则返回遍历任务队里。
23.本发明的有益效果：
24.(1)采集任务冗余的自筛查，剔除冗余的采集方案或采集数据项，增强任务执行效率；
25.(2)支持多级采集任务优先级管理，支持按业务类型编排优先级，抄表端口按照优先级进行排序，确保高优先级业务优先执行；
26.(3)执行采集任务前，先从数据中心查询该数据项有效性，避免浪费端口资源；
27.(4)为提高采集效率，采集数据支持本地缓存功能，按需将采集数据写入数据中心；
28.(5)采集数据对外提供数据库接口和消息订阅接口，实现数据共享；
29.(6)可接收主动上报数据或事件，按需将采集数据写入数据中心。
附图说明
30.为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。其中：
31.图1为第一个实施例中的采集任务调度系统功能模块框图。
32.图2为第一个实施例中的采集任务调度系统和时间管理触发系统的配合系统图。
33.图3为第一个实施例中的方法流程图。
34.图4为第一个实施例中的采集方案流程图。
35.图5为第二个实施例中的任务优先级判断逻辑流程图。
具体实施方式
36.为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合说明书附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。
37.在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。
38.其次，此处所称的“一个实施例”或“实施例”是指可包含于本发明至少一个实现方式中的特定特征、结构或特性。在本说明书中不同地方出现的“在一个实施例中”并非均指同一个实施例，也不是单独的或选择性的与其他实施例互相排斥的实施例。
39.实施例1
40.参照图1～4，为本发明第一个实施例，该实施例提供了一种基于智能物联网关的多任务采集调度管理方法，其包括四个步骤：
41.s1、利用时间管理触发系统触发采集任务调度系统循环加载采集任务，并判断任务是否有效，有效则读取任务方案，否则判断所有任务是否读取完毕。读取完毕则结束任务，否则返回重新循环加载采集任务。
42.s2、读取采集到的任务，判断任务方案是否正常，正常则将任务加入任务列表，否则判断所有任务是否读取完毕。读取完毕则结束任务，否则返回重新循环加载采集任务。
43.s3、采集任务调度系统实施抄表执行，采集任务列表中的任务方案，对应读取终端设备端口数据。
44.s4、通过采集任务调度系统将读取的端口数据存储到数据中心。
45.在s1步骤中，时间管理触发系统包括有触发加载采集任务和任务优先级排序两个功能。其中任务优先级排序还可以在s1步骤中用于判断任务的有效性。其支持255个任务，256种优先级，可以多个任务同一优先级，当优先级相同时，按照任务序号顺序执行。通过对
任务队列的排序进行任务优先级的管理。如果某一端口配置的表计，其高优先级采集任务全部执行完成，可以继续执行低优先级任务，与其他端口的高优先级采集任务状态无关。
46.所述判断任务是否有效包括识别采集任务和采集方案是否匹配以及执行时间和执行优先级是否满足要求；具体的，所述采集任务包括每个采集终端的执行周期和任务方案，所述采集方案包括每个采集终端对应的任务内容，任务内容具体为终端设备内部设定的所需要执行的内容数据。
47.通过程序将采集任务和采集方案调入至匹配关系库进行匹配；
48.若是采集任务和采集方案匹配则判断为有效任务；
49.若是采集任务和采集方案不匹配则判断为无效任务；
50.同时，不仅需要判断采集任务和采集方案是否匹配，还需对优先级顺序进一步审核判断；通过调用程序判断任务的执行时间和优先级顺序。
51.若执行时间和执行优先级满足优先级顺序则为有效任务；
52.若执行时间和执行优先级不满足优先级顺序则为无效任务。
53.以上步骤s1中，若是有效任务则读取任务对应的方案，若是无效任务则进行判断所有任务是否读取完毕；
54.若所有任务读取完毕则结束任务，若所有任务未读取完毕则返回循环加载任务。
55.在步骤s1中，所述读取任务方案包括读取终端设备的实时数据和日冻结数据。
56.进一步的，在s2步骤中，需要判断任务方案是否正常；所述判断任务方案是否正常包括需要识别采集对象和采集内容，通过匹配采集对象和采集内容判断任务方案是否正常：
57.所述采集对象包括能效终端设备、能源表计和故障指示器，所述采集内容包括所述采集对象的对象属性、电气量和设备数据，正常情况下采集对象和采集内容一一匹配，通过程序将采集对象和采集内容调入至匹配关系库进行匹配，若采集对象和采集内容匹配则判断任务方案是正常，若采集对象和采集内容不匹配则判断任务方案是不正常。
58.若任务方案正常则将任务加入到任务列表，若任务方案不正常则进行判断所有任务是否读取完毕；
59.若所有任务读取完毕则结束任务，若所有任务未读取完毕则返回循环加载任务。
60.进一步的，在s3步骤中，采集任务调度系统由主应用调度内部处理模块，内部模块分成上、下行消息处理与抄表处理模块三大模块；上行消息负责和业务之间进行数据交互；下行消息负责和本地通信管理进行数据交互；抄表处理模块负责对采集任务进行调度管理、对抄表线程进行管理，其中抄表执行分为载波抄表线程和485通讯抄表线程，载波抄表线程与模块进行交互，485通讯抄表线程直接与物理接口交互。具体线程实现过程中，抽象成初始化、发送、接收、存储四个状态机进行管理。根据电表规约类型，调用不同规约表库对应的状态处理函数进行实现。
61.启动抄表后，进入“执行抄表流程”，同时检测是否有档案参数变更，如果有参数变更则重新初始化进行档案同步，然后再重新启动抄表。
62.进入抄表流程后，选择待抄读的测量点，获得待抄读测量点后，检索需要抄读的数据项列表，如果待抄读数据项为空，则表示此表已经抄读完成，然后切表，如果待抄读数据项不空，则执行抄表，抄表过程按顺序依次抄读各个数据项，直到最后一个数据项完成抄
读，然后切表。
63.如果当前激活采集任务中有部分表计的部分数据项抄读失败(表计无响应)，需在任务激活期间的后续某个时间里，将该部分数据项状态置位初始化状态，再次执行补抄。
64.采集任务执行过程中，在检索待抄读数据项时，需先检索数据中心，如果数据已经抄读完成并能从数据中心中获取，则无需再次抄读。
65.实施例2
66.参照图5，为本发明第二个实施例，该实施例基于上一个实施例，时间管理触发系统可以触发采集任务调度系统循环加载采集任务，同时内部进行任务优先级排序，任务优先级排序首先进行是否产生任务判断，是则触发任务优先级排序，否则无需运行。
67.任务优先级排序在系统开始运行，即初始化后同步运行。
68.触发任务优先级排序后形成当前任务节点，然后判断任务队列是否为空，为空则将当前任务节点作为链表头节点，否则遍历任务队列再进行优先级排序。
69.当所述当前任务节点的优先级大于遍历节点优先级则将当前任务节点作为链表头节点；
70.否则进行判断当前任务节点优先级是否小于等于遍历节点的优先级同时当前任务节点优先级是否大于等于下一个节点优先级。
71.若当前任务节点优先级小于等于遍历节点的优先级同时当前任务节点优先级大于等于下一个节点优先级则插入当前节点作为遍历节点的下一个节点，然后结束优先级判断任务；
72.若当前任务节点优先级不满足优先级小于等于遍历节点的优先级同时当前任务节点优先级大于等于下一个节点优先级则返回遍历任务队里。
73.任务节点优先级根据任务执行时间和任务执行周期来确定，由任务执行时间和任务执行周期两者作为优先级的判断依据。
74.在时间管理触发系统初始化进行时，任务优先级排序实时产生。
75.一种基于智能物联网关的多任务采集调度管理方法由主应用调度内部处理模块，内部模块分成上、下行消息处理与抄表处理三大模块组成。对数据采集的采集任务进行分析、管理以及调度，完成采集任务的执行，并将采集结果存储到数据中心供各业务或边缘计算查询。
76.智能物联网关需采集的数据种类多，数据的重要性、实时性及采集频度各不相同，多任务采集调度管理方法目标是通过划分内部功能模块将分散的数据采集设备的异构数据高效、及时、准确地采集到数据管理中心，解决现在采集执行在多任务中不同优先级任务相护挤占、执行效率低、移植性差等问题。
77.表一 技术方案的优势表
[0078] 我方技术现有技术兼容性(终端类型个数)8～156～9采集成功率(％)10094.35效率(采集一组耗时)0.42s1.08s
[0079]
我方技术目前应用于广东电力系统的物联网中，用于监测终端数据、执行抄表功能和数据中心管理功能，相较于传统的现有技术，采用基于智能物联网关的多任务采集调
度管理方法更具有兼容性、采集成功率更高、执行效率更快，如上述表一所示，在配电网中替换为基于智能物联网关的多任务采集调度管理方法后兼容性从6～9种终端设备升至8～15种类型的终端设备，大大提高了多种设备并列运行的兼容性；同时在采集方案时由于优先级排序，采集成功率为100％，传统方案由于多项任务的相互挤压，容易采集失败，成功率往往在94.35％左右；而采集效率我方技术也大大增长，在采集同一组方案时，传统技术由于网络延迟和任务拥挤，通常耗时1.08s左右，任务优先级排序后，方案有序采集，采集时间在0.42s左右，速度提升了一倍多。
[0080]
重要的是，应注意，在多个不同示例性实施方案中示出的本技术的构造和布置仅是例示性的。尽管在此公开内容中仅详细描述了几个实施方案，但参阅此公开内容的人员应容易理解，在实质上不偏离该申请中所描述的主题的新颖教导和优点的前提下，许多改型是可能的(例如，各种元件的尺寸、尺度、结构、形状和比例、以及参数值(例如，温度、压力等)、安装布置、材料的使用、颜色、定向的变化等)。例如，示出为整体成形的元件可以由多个部分或元件构成，元件的位置可被倒置或以其它方式改变，并且分立元件的性质或数目或位置可被更改或改变。因此，所有这样的改型旨在被包含在本发明的范围内。可以根据替代的实施方案改变或重新排序任何过程或方法步骤的次序或顺序。在权利要求中，任何“装置加功能”的条款都旨在覆盖在本文中所描述的执行所述功能的结构，且不仅是结构等同而且还是等同结构。在不背离本发明的范围的前提下，可以在示例性实施方案的设计、运行状况和布置中做出其他替换、改型、改变和省略。因此，本发明不限制于特定的实施方案，而是扩展至仍落在所附的权利要求书的范围内的多种改型。
[0081]
此外，为了提供示例性实施方案的简练描述，可以不描述实际实施方案的所有特征(即，与当前考虑的执行本发明的最佳模式不相关的那些特征，或于实现本发明不相关的那些特征)。
[0082]
应理解的是，在任何实际实施方式的开发过程中，如在任何工程或设计项目中，可做出大量的具体实施方式决定。这样的开发努力可能是复杂的且耗时的，但对于那些得益于此公开内容的普通技术人员来说，不需要过多实验，所述开发努力将是一个设计、制造和生产的常规工作。
[0083]
应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。