一种远程设备故障信息采集系统数据压缩传输方法
【专利摘要】一种远程设备故障信息采集系统数据压缩传输方法，包括：故障信息采集终端根据配置信息表定时采集待测设备故障点数字量信号或模拟量信号；故障信息采集端按位对采集数据进行压缩处理；故障信息采集端将压缩数据上传至中心服务器，中心服务器根据配置信息表进行相应存储。本发明通过故障信息采集终端，连接到待测设备故障点传感器，可采集待测设备数字信号和模拟信号。采集回来的数据经过压缩处理进行传输，使故障信息数据占用空间大量减少，同时降低传输数据量，提高传输的实时性，降低对传输带宽的需求。
【专利说明】一种远程设备故障信息采集系统数据压缩传输方法
【【技术领域】】
[0001]本发明属于信息技术应用领域，具体是涉及一种远程设备故障信息采集系统数据压缩传输方法。
【【背景技术】】
[0002]大型机电一体化高新技术生产设备，一般都是各企业加工线上的关键生产设备，如果因为操作不当等发生故障，而维修又跟不上，它的长时间停机将给生产带来巨大的损失。
[0003]现有的故障诊断方式多为本地诊断，利用诊断卡或是其他诊断装置，实现方式为本地采集故障信息，本地诊断故障原因，对于故障库之外的故障则无能为力。而一些远程故障诊断系统，故障数据未经压缩，传输延时大，从而影响对机床的远程诊断。
【
【发明内容】
】
[0004]本发明所要解决的技术问题在于提供一种远程设备故障信息采集系统数据压缩传输算法，实现远程对故 障设备故障点信息进行采集、处理、传输等工作。
[0005]本发明是这样实现的:
[0006]一种远程设备故障信息采集系统数据压缩传输方法，包括如下步骤:
[0007]步骤一:故障信息采集终端根据配置信息表定时采集待测设备故障点数字量信号或模拟量信号；
[0008]步骤二:故障信息采集端按位对采集数据进行压缩处理；
[0009]步骤三:故障信息采集端将压缩数据上传至中心服务器，中心服务器根据配置信息表进行相应存储。
[0010]进一步地，所述步骤一，具体包括:
[0011]故障信息采集终端采集数字量及模拟量信号，设备生产方预先对待测设备故障点进行编码，用户通过配置信息修改界面配置数字量信号采集点数及模拟量信号采集数，配置数字量和模拟量信号对应的故障点编码，故障信息采集终端以周期τ定期采集待测设备故障点信息，一个数字量信号对应一个bit位数据，一个模拟量信号对应8个bit位数据。
[0012]进一步地，所述步骤二，具体包括:
[0013]转换电路将采集回的数字量信号和模拟量信号，变换成对应的二进制bit数据，压缩处理程序根据终端配置信息表，以字节为单位对数据有效压缩处理。
[0014]进一步地，所述步骤三，具体包括:
[0015]中心服务器与采集终端采用C/S架构通信方式，故障信息采集端集成有3G或4G通信模块，通过socket套接字接口，采用TCP协议创建与服务器之间的可靠传输链路；中心服务器检测到终端连接请求后，向终端发送身份认证指令；待认证通过后，故障信息采集终端与服务器之间可以进行数据的传输；采集终端接受中心服务器的指令，并根据指令发送中心服务器所需信息。
[0016]本发明的优点在于:通过故障信息采集终端，连接到待测设备故障点传感器，可采集待测设备数字信号和模拟信号。采集回来的数据经过压缩处理，使故障信息数据占用空间大量减少。采集终端通过3G/4G模块将压缩处理的故障信息数据传送给中心服务器，售后维护人员可通过查询服务器相关信息的方式，快速了解远程机械故障点信息，辅助其进行故障定位和故障原因判断。数据压缩传输方式能有效降低传输带宽需求，提高数据采集回收的实时性。与已有同类方法相比，该方法可以采集的故障点多、产生的故障信息量少，从而改善故障信息采集终端与中心服务器之间的传输负载，能及时提供给售后人员有效的故障信息，辅助进行故障诊断及相关服务支持。
【【专利附图】
【附图说明】】
[0017]下面参照附图结合实施例对本发明作进一步的描述。
[0018]图1是一种远程设备故障信息采集压缩传输方法系统框架图。
[0019]图2是一种故障点信息采集算法流程图。
[0020]图3是一种故障点信息压缩算法流程图。
[0021]图4是一种故障数据传输算法流程图。
【【具体实施方式】】
[0022]本发明为远程设备提供一种故障点信息采集、压缩及传输方法。在该方法中，先对待测设备故障点进行编码，并将故障采集终端I/o与设备故障点进行连接。故障采集终端与设备协调工作，在设备运转过程中，以周期τ对故障点信息进行采集。故障采集终端转换电路对采集到的数字量信号和模拟量信号转化成计算机可以存储的数据。根据数字量信号有效和无效两种特征，转换电路将I路数字量信号转化成I个bit数据，而将模拟量信号根据数据精度要求转化成8个bit数据。压缩处理算法对相邻同值数据和未配置采集1/0，进行有效压缩处理。中心服务器与采集终端采用C/S架构通信方式，故障信息采集端集成有3G或4G通信模块，通过socket套接字接口，采用TCP协议创建与服务器之间的可靠传输链路。中心服务器检测到终端连接请求后，向终端发送身份认证指令。待认证通过后，故障信息采集终端与服务器之间可以进行数据的传输。采集终端接受中心服务器的指令，并根据指令发送中心服务器所需信息。
[0023]如图1所示为一种远程故障信息采集压缩传输方法系统框架图，其中详细展示了一种远程故障信息采集系统所包括的三个部分，其中每个部分产生的结果作为下一个部分数据处理的对象。
[0024]第一个部分进行的是数据采集，故障采集终端以周期τ对故障点信息进行采集，转换电路对采集到的数字量信号和模拟量信号转化成计算机可以存储的数据。根据数字量信号有效和无效两种特征，转换电路将I路数字量信号转化成I个bit数据，而将模拟量信号根据数据精度要求转化成8个bit数据。第二部分进行的是数据压缩处理，故障采集终端配置设备待采集故障点数，未配置采集I/O其数据位为空，根据数字量信号有效和无效特点，数字量信号用二进制bit数据表示。对采集终端故障信息相邻同值及未配置I/O空值情况进行压缩处理。第三部分进行的是数据传输，故障采集终端通过3G或4G通信方式，与中心故障服务器中心进行身份认证及鉴别，并与之建立可靠的传输链路。中心服务器对故障采集终端发送相应指令，故障采集终端根据指令要求作出相应处理，上传故障数据可根据按时间段或实时新数据等方式上传。中心服务器接收采集终端发送的故障数据，并对其进行解压缩处理。以设备ID号查找数据库表，以故障点编码和数值对形式，将故障数据存储到相应数据库表。设备生产商售后人员通过IE浏览器访问中心服务器，根据厂家(编号)、设备类别(编号)、设备型号(编号)查询特定某款产品某个时间段或故障点实时新数据，以判断设备故障点及故障类型，并及时作出相应处理。
[0025]如图2所示，为一种故障点信息采集算法流程图，其主要步骤为:
[0026]步骤11:故障采集终端读取配置信息表，对采集I/O端口等进行初始化。
[0027]步骤12:故障采集端根据配置表采集数字量、模拟量信号，CAN扩展信息、RTC等。
[0028]步骤13:判断当前采集信息是否与上一次信息相同。当新记录与旧记录相同，则丢弃新记录；当新记录与旧记录不同，则将新记录排列后写入SRAM。
[0029]步骤14:判断SRAM数据暂存区是否满，如果SRAM数据暂存区已满，则计算FLASH开始地址和结束地址，一次性将SRAM内容卷动覆盖烧入FLASH，否则待保持记录排列后写入SRAM数据暂存区。
[0030]步骤15:任务进程挂起，等待大约500ms，任务进程继续循环采集存储数据。
[0031]如图3为故障信息记录压缩存储流程图，其主要步骤为:
[0032]步骤21:任务进程从SRAM取出一条记录，按照配置表进行解析。
[0033]步骤22:任务进程读取记录的一个数据位，将其与上一数据位的值进行比较。如果相同，则遇到相邻同值位，计算器进行累加，并继续读取记录下一数据位；如果相邻位值不同，说明可压缩同值情况结束，将此阶段数据位值及同值累加器计算值保存，继续读取下一数据位。任务进程循环读取记录位，直到到达记录尾，并将压缩后的新记录保存会SRAM。步骤3:继续从SRAM取出记录，循环进行压缩处理。
[0034]如图4为故障信息采集端与中心服务器进行数据传输的流程图，其主要步骤为:
[0035]步骤31:故障信息采集端使能3G/4G通信模块，判断上传开关是否打开，若关闭则结束任务进程，若打开则用AT指令判断通信模块连接状态，模块工作情况，以及网络状态是否正常。、
[0036]步骤32:网络状态参数正常，则清除状态标志，配置模块工作模式、
[0037]服务器IP、端口等参数，通过socket套接字接口发起与服务器的TCP连接请求。
[0038]步骤33 =TCP连接链路建立后，故障信息采集端向中心服务器发起认证请求，中心服务器进行相应应答响应，验证客户身份。
[0039]步骤34:认证通过后，故障信息采集终端上传设备类型、编号、以及本机信息，端口使用配置信息表；
[0040]步骤35:故障信息采集终端向中心服务器发送压缩存储数据，中心服务器根据配置信息表进行相应解压缩，并将故障记录信息存储到相应的数据库表中。
[0041]本发明通过故障信息采集终端，连接到待测故障点信号，可采集待测设备数字信号和模拟信号。采集回来的数据经过压缩处理，使故障信息数据占用空间大量减少。采集终端通过3G/4G模块将压缩处理的故障信息数据传送给中心服务器，售后维护人员可通过查询服务器相关信息的方式，快速了解远程机械故障点信息，辅助其进行故障定位和判断故障原因。数据压缩传输方式能有效降低传输带宽需求，提高数据采集回收的实时性。与已有同类方法相比，该方法可以采集的故障点多、产生的故障信息量少，从而改善故障信息采集终端与中心服务器之间的传输负载，能及时提供给售后人员有效的故障信息，辅助进行故障诊断及相关服务支持。
[0042]以上所述仅为本发明的较佳实施用例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换以及改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种远程设备故障信息采集系统数据压缩传输方法，其特征在于:包括如下步骤: 步骤一:故障信息采集终端根据配置信息表定时采集待测设备故障点数字量信号或模拟量信号； 步骤二:故障信息采集端按位对采集数据进行压缩处理； 步骤三:故障信息采集端将压缩数据上传至中心服务器，中心服务器根据配置信息表进行相应存储。
2.如权利要求1所述的一种远程设备故障信息采集系统数据压缩传输方法，其特征在于:所述步骤一，具体包括: 故障信息采集终端采集数字量及模拟量信号，设备生产方预先对待测设备故障点进行编码，用户通过配置信息修改界面配置数字量信号采集点数及模拟量信号采集数，配置数字量和模拟量信号对应的故障点编码，故障信息采集终端以周期τ定期采集待测设备故障点信息，一个数字量信号对应一个bit位数据，一个模拟量信号对应8个bit位数据。
3.如权利要求1所述的一种远程设备故障信息采集系统数据压缩传输方法，其特征在于:所述步骤二，具体包括: 转换电路将采集回的数字量信号和模拟量信号，变换成对应的二进制bit数据，压缩处理程序根据终端配置信息表，以字节为单位对数据有效压缩处理。
4.如权利要求1所述的一种远程设备故障信息采集系统数据压缩传输方法，其特征在于:所述步骤三，具体包括: 中心服务器与采集终端采用C/S架构通信方式，故障信息采集端集成有3G或4G通信模块，通过socket套接字接口，采用TCP协议创建与服务器之间的可靠传输链路；中心服务器检测到终端连接请求后，向终端发送身份认证指令；待认证通过后，故障信息采集终端与服务器之间可以进行数据的传输；采集终端接受中心服务器的指令，并根据指令发送中心服务器所需信息。
【文档编号】G08C17/02GK103971500SQ201410192374
【公开日】2014年8月6日 申请日期:2014年5月8日 优先权日:2014年5月8日
【发明者】聂明星, 蒋新华, 聂作先, 邵明, 张俊辉, 李光炀, 陈兴武, 杨慧芳, 朱悦涵 申请人:福建工程学院