本发明涉及一种用电数据采集方法。
背景技术：
：随着步入大数据、云计算时代，在现实生活中，人们的用电数据量越来越庞大，用电种类也越来越繁多。随着智能电网的推进，对海量用电数据的智能化采集与高效化处理的要求也越来越迫切。传统的数据采集方法难以满足当今社会对大数据实时、高效处理的要求。技术实现要素：本发明的目的是提供一种用电数据采集方法，能够提高数据处理效率，减轻处理器负担。一种用电数据采集方法，其特别之处在于，包括如下步骤：(1)包括通过基于gprs通信网络进行通信的子节点和根节点，其中子节点为集中器的gprs通信单元，根节点为服务器的通信单元；首先根结点发送用电数据采集任务启动命令广播，该广播通知gprs通信网络内的所有子节点进行用电数据上报；(2)子节点在接收到用电数据采集任务启动命令广播后，子节点根据该命令广播携带的应用协议广播报文，采用地址转换机制，由通信网络中的每个子节点执行命令的相应操作；(3)子节点将执行相应操作所返回的数据打包封装成上行报文，并根据实时通信环境择机上报数据至数据过滤模块，其中上行报文通信模式为单播通信；(4)数据过滤模块接收子节点的上行报文，将接收数据与相对应的用电数据模型进行相似度匹配，如果相似度合格，就上行发送给根节点，如果相似度不合格，则视为错误报文丢弃，并将错误信息反馈给子节点。步骤(4)中的用电数据模型是对gprs通信网络中子节点发送的历史数据进行特征值抽取后组成相应的特征值集；步骤(4)中数据过滤模块进行相似度匹配具体如下：首先数据过滤模块接收子节点的上行报文，用下列公式1计算子节点发送数据的特征值与用电数据模型数据特征值之间的相似度；公式中n(u)为含有特征值u的子节点数，n(v)为含有特征值v的子节点数，wuv为子节点对应发送数据的特征值与用电数据模型中对应子节点发送数据的历史特征值相似度；建立一个由子节点—特征值的倒排表，该特征值均被子节点集合包含；建立特征值相似度矩阵c[u][v]＝|n(u)∩n(v)|，c[u][v]纪录同时包含特征值u，v的子节点数；利用下列公式2计算用电数据模型对子节点发出数据的认可程度，其中s(i,k)表示与用电数据模型特征值i最接近的k个子节点特征值集合，并且j是其中一个，n(i)表示用电数据模型认可的特征值集合，并且i是其中一个，wji表示用电数据模型特征值j和子节点特征值i的相似度，rui表示用电数据模型u对子节点特征值i的感兴趣程度，默认为1，p(u,i)表示用电数据模型u对子节点特征值i的认可程度；根据基于上述用电数据模型的协同过滤机制，进行相似性判断；当相似度在允许范围内，发送数据给根结点；否则，发送返回给子节点重新发送信号。步骤(4)中地址转换机制具体是：子节点的执行的操作由用电数据采集任务启动命令所携带应用协议广播报文指定的，此应用协议广播报文所使用的地址为广播地址；当子节点对用电数据进行上报时，将广播报文的地址替换成当前子节点地址进行改造，并执行当前的操作。本发明提出了一种用电数据采集方法，采用数据过滤的方式对数据进行优化处理，可以有效提高数据处理效率，减轻处理器负担。本发明能够提高根结点数据处理效率。从而保证数据高效、安全、合理的传输。附图说明附图1为本发明中一种用电数据特征提取原理框图；附图2为本发明中一种用电数据采集方法原理框图。具体实施方式下面通过附图和例子，对本发明做进一步的详细描述：附图1为本发明一种用电数据采集方法的原数据特征提取。首先，对原数据进行就数据完整性、标志位、数据功能和数据格式四个方面进行数据分析；然后通过特征位、特定信息抽取和数据格式三个方面进行数据特征抽取。附图2为本发明一种用电数据采集方法的原理框图，涵盖本发明方案的所有功能模块。在智能电网采集系统中，子节点为集中器的gprs通信单元，根节点为服务器的通信单元，当出现对网络内所有的集中器进行用电数据采集任务时，根节点将以广播的方式洗发数据采集任务启动命令，根据启动命令，普通节点择机完成对应的操作，并上报至根节点。其具体实施流程如下：(1)首先根结点发送用电数据采集任务启动命令广播，该广播通知gprs通信网络内的所有子节点进行用电数据上报；(2)子节点在接收到用电数据采集任务启动命令广播后，根据该命令广播携带的应用协议广播报文，根据地址转换机制，通信网络中的每个子节点执行命令的相应操作；(3)子节点将执行相应操作所返回的数据打包封装成上行报文，并根据实时通信环境择机上报数据至数据过滤模块，其中上行报文通信模式为单播通信；(4)数据过滤模块接收子节点的上行报文，将接收数据与相对应的用电数据模型进行相似度匹配，如果相似度合格，就上行发送给根节点，如果相似度不合格，则视为错误报文丢弃，并将错误信息反馈给子节点。步骤(4)中的用电数据模型，对gprs通信网络中子节点发送的历史数据进行特征值抽取，组成相应的特征值集；步骤(4)中数据过滤模块进行相似度匹配具体如下：第一步，首先数据过滤模块接收子节点的上行报文，用公式1计算子节点发送数据的特征值与用电数据模型数据特征值之间的相似度；n(u)为含有特征值u的子节点数，n(v)为含有特征值v的子节点数，wuv为子节点对应发送数据的特征值与用电数据模型中对应子节点发送数据的历史特征值相似度；以a{a,b,c},b{a,b},c{b,c}为例，其中a{a,b,c}表示子节点发送数据中包含特征值a，b，c，b{a,b}表示子节点发送数据中包含特征值a，b，c{b,c}表示子节点发送数据中包含特征值b，c；首先建立一个由子节点—特征值的倒排表，该特征值均被子节点集合包含。则倒排表为a{a,b},b{a,b,c},c{a,c}；其次，建立特征值相似度矩阵c[u][v]＝|n(u)∩n(v)|，c[u][v]纪录同时包含特征值u，v的子节点数。则相似度矩阵如下：第二步，利用下列公式2计算用电数据模型对子节点发出数据的认可程度，其中s(i,k)表示与用电数据模型特征值i最接近的k个子节点特征值集合(j是其中一个)，n(i)表示用电数据模型认可的特征值集合(i是其中一个)，wji表示用电数据模型特征值j和子节点特征值i的相似度，rui表示用电数据模型u对子节点特征值i的感兴趣程度，默认为1，p(u,i)表示用电数据模型u对子节点特征值i的认可程度；根据基于上述用电数据模型的协同过滤机制，进行相似性判断；当相似度在允许范围内，发送数据给根结点；否则，发送返回给子节点重新发送信号。上述的用电数据采集任务执行流程中，步骤2涉及到地址转换机制；子节点的执行的操作由用电数据采集任务启动命令所携带应用协议广播报文指定的，此应用协议广播报文所使用的地址为广播地址；当子节点对用电数据进行上报时，将广播报文的地址替换成当前子节点地址进行改造，并执行当前的操作。可实现上述操作的节点被称为具有用电数据采集功能的装置。在智能电网的采集系统应用中，根结点下发的启动用电数据采集任务广播命令，其所携带的应用协议报文为q/gdw1376.1报文，其格式如下：68l(1b)l(1b)68c(1b)a(5b)afn(1b)seq(1b)dui(4b)datacs(1b)16其中l字段为2字节的协议标识和用户数据长度。c字段为1字节的报文传输方向和所提供的传输服务，字段a为5字节的地址域，afn字段为一字节的应用层功能码，seq字段为一字节的帧序列域，dui字段为4字节的数据单元标识，cs字段为1字节的用户数据区所有字节的帧校验和；对于采集指令中的q/gdw1376.1协议广播报文，a字段为ffffffff7f,data域指明了根节点所要采集的数据类型，gprs通信单元将接收命令数据进行相关处理，最后，将报文封装为上报报文。对于其他应用的用电数据采集网络中，可采用上述类似的方法实现用电数据采集的功能。同时，可实施上述用电数据采集任务的gprs通信网络可被称为用电数据采集和过滤gprs通信系统。以上所述是本发明的优选实施方式，本发明并不局限在此具体实施方式，可以运用本发明中核心方法运用在多个关于大量数据处理的地方。当前第1页12