能耗采集器、能耗采集系统及能耗采集方法与流程

本发明涉及工业数据采集领域，尤其涉及一种能耗采集器、能耗采集系统及能耗采集方法。

背景技术：
随着科技的发展，智能设备越来越多，最常见的就是仪表(电表、水表、燃气表、能量表、PM2.5仪表等)，往往智能仪表不是单独工作的，需要配置数据管理软件来对数据进行管理与分析，从而形成不同的报表。目前市场内不同智能设备通信协议各厂家都有所不同，即使协议相同但数据的寄存器地址也都是不相同的，传统的的方式是通过计算机软件来采集设备的数据，通信协议与数据缓存由计算机来完成，此种做法不仅成本高，功耗大，同时维护也需要较高成本，也降低管理的灵活性，数据之间的传送也无法得到100％的保障。

技术实现要素：
本发明提供一种能耗采集器、能耗采集系统及能耗采集方法，以解决现有的能耗数据采集、管理设备存在的成本高、功耗大、管理灵活性低及数据之间的传送得不到保障等问题。为解决上述技术问题，本发明提供一种能耗采集器，其用于将从现场设备处采集到的数据上传到数据中心，所述能耗采集器包括现场设备接口、以太网接口、数据采集模组、异步数据上传模组、协议匹配模组、内存和存储器，所述数据采集模组通过所述现场设备接口采集所述现场设备发送的数据，并同时存入所述内存及存储器中，所述异步数据上传模组通过所述以太网接口将所述内存中的数据或数据组定时经由以太网上传到数据中心，所述协议匹配模组选择与现场设备相匹配的协议支持所述数据采集模组采集从所述现场设备发送的数据，所述协议匹配模组选择与数据中心相匹配的通信协议支持所述异步数据上传模组上传储存于所述内存中的数据。进一步的，所述能耗采集器还包括加密模组，所述加密模组为所述内存中将要上传的数据加密。进一步的，所述现场设备为具备RS485接口的智能设备，所述现场设备接口为RS485接口。进一步的，所述能耗采集器还包括控制模组，所述控制模组实时接收数据中心发出的命令，并控制所述异步数据上传模组立即上传或暂停上传数据，或/和控制所述数据采集模组立即采集或停止采集数据。进一步的，所述存储器采用自定义寄存器地址将不同型号的所述现场设备处发送的数据存入对应的寄存器中。进一步的，所述能耗采集器还包括异常处理模组，所述异步数据上传模组在上传数据过程中丢失数据时，所述异常处理模组从所述存储器中将数据恢复，并重新存入所述内存中。进一步的，所述能耗采集器还包括定时监测模组，所述定时监测模组定时监测所述异步数据上传模组及数据采集模组，当它们出现异常时向所述数据中心发出警报并重启各模组。本发明还提供一种能耗采集系统，其包括若干不同或相同类型的现场设备、若干上述能耗采集器和数据中心，每个所述能耗采集器均分别从多个所述不同或相同类型的现场设备处采集数据，并将该数据通过以太网上传到数据中心。进一步的，所述能耗采集系统还包括短信猫，所述短信猫与所述数据中心电信连接。进一步的，所述数据中心包括数据库和数据管理平台，所述数据管理平台与所述数据库通过以太网连接，所述数据管理平台用于对所述能耗采集器进行控制并利用所述数据库中的数据进行数据报表等操作，所述数据库用于接收并储存从所述能耗采集器处通过以太网上传的数据。进一步的，所述能耗采集器还包括控制模组，所述控制模组实时接收所述数据管理平台发出的命令，并控制所述异步数据上传模组立即上传或暂停上传数据，或/和控制所述数据采集模组立即采集或停止采集数据。进一步的，所述能耗采集器还包括定时监测模组，所述定时监测模组定时监测所述异步数据上传模组及数据采集模组，当它们出现异常时向所述数据管理平台发出警报并重启各模组。本发明还提供一种能耗采集方法，其包括：步骤一：将上述能耗采集器与数据中心通过以太网连接；步骤二：将所述能耗采集器与现场设备电信连接；步骤三：根据现场设备与上传数据类型，通过所述能耗采集器中的协议匹配模组确定能耗采集器采集及上传数据的方式；步骤四：通过能耗采集器中的数据采集模组采集从所述现场设备处发送的数据；步骤五：通过能耗采集器中的异步数据上传模组经由以太网向数据中心定时上传采集到的数据；步骤六：重复步骤四和步骤五，持续采集并上传数据，直至关闭所述能耗采集器。进一步的，在所述步骤五中，所述上传数据的方法包括：步骤5-1：所述异步数据上传模组向所述数据中心发起TCP连接；步骤5-2：通过数据中心判断连接是否成功，若连接成功，则数据中心对所述能耗采集器进行身份验证，否则退回步骤5-1；步骤5-3：通过数据中心判断验证是否成功，若验证成功，则进行数据远传或重传，否则断开连接；步骤5-4：通过数据中心判断远传或重传是否成功，若远传或重传成功，则断开连接，否则继续进行数据重传。进一步的，在所述步骤5-2中，若连接成功，在进行身份验证前，所述数据中心对所述能耗采集器发送心跳连接检测，接着所述异步数据上传模组再重新对所述数据中心发起TCP连接。进一步的，在所述步骤5-2中，所述进行身份验证的方法包括：所述数据中心向所述能耗采集器发送随机序列与MD5校验。进一步的，在所述步骤5-4中，若远传或重传不成功，则继续进行数据重传的次数小于等于3次，当重传到第3次时若仍不成功，则断开连接。与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：本发明提供的能耗采集器、能耗采集系统及能耗采集方法主要通过协议匹配模组解决了不同型号、不同厂家、不同领域、不同应用方式的智能现场设备数据采集与上传问题，并采用了自定义寄存器地址与设备型号的配置方式简化了匹配问题，完全网络化管理配置易于工作人员管理与操作，多进程异步处理方法使数据的采集与上传更有序、高效。所述能耗采集器在正常运行时可以无故障低功耗长时间运行的采集N个能耗数据，同时根据配置的上传方式与频率定时向数据中心上传采集的数据，同时如果触发报警则向数据中心发送警报，数据中心则可以利用采集器采集的数据进行数据报表等操作。附图说明下面结合附图对本发明作进一步说明：图1为本发明实施例提供的能耗采集系统的结构示意图；图2为本发明实施例提供的能耗采集方法的流程示意图；图3为本发明实施例提供的能耗采集方法中步骤五的流程示意图。在图1中，1：能耗采集器；2：数据库；3：数据管理平台；4：现场设备；5：以太网；6：短信猫。具体实施方式以下结合附图和具体实施例对本发明提出的能耗采集器、能耗采集系统及能耗采集方法作进一步详细说明。根据下面说明和权利要求书，本发明的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比率，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。本发明的核心思想在于，提供一种能耗采集器、能耗采集系统及能耗采集方法，其主要通过协议匹配模组解决了不同型号、不同厂家、不同领域、不同应用方式的智能现场设备数据采集与上传问题，并采用了自定义寄存器地址与设备型号的配置方式简化了匹配问题，完全网络化管理配置易于工作人员管理与操作，多进程异步处理方法使数据的采集与上传更有序、高效。所述能耗采集器在正常运行时可以无故障低功耗长时间运行的采集N个能耗数据，同时根据配置的上传方式与频率定时向数据中心上传采集的数据，同时如果触发报警则向数据中心发送警报，数据中心则可以利用采集器采集的数据进行数据报表等操作。请参考图1至图3，图1为本发明实施例提供的能耗采集系统的结构示意图；图2为本发明实施例提供的能耗采集方法的流程示意图；图3为本发明实施例提供的能耗采集方法中步骤五的流程示意图。本发明实施例提供一种能耗采集器1，其用于将从现场设备4处采集到的数据上传到数据中心，所述能耗采集器1包括现场设备接口、以太网接口、数据采集模组、异步数据上传模组、协议匹配模组、内存和存储器，所述数据采集模组通过所述现场设备接口采集所述现场设备4发送的数据，并同时存入所述内存及存储器中，所述异步数据上传模组通过所述以太网接口将所述内存中的数据或数据组定时经由以太网5上传到数据中心，所述协议匹配模组选择与现场设备4相匹配的协议，以支持所述数据采集模组采集从所述现场设备4发送的数据，所述协议匹配模组选择与数据中心相匹配的通信协议，以支持所述异步数据上传模组上传储存于所述内存中的数据。在本实施例中，所述现场设备4均为具备RS485接口的智能设备，所述现场设备接口为RS485接口，所述能耗采集器1通过RS485接口与现场智能设备电信连接，所述以太网接口为RS485→TCP/IP接口。进一步的，所述能耗采集器1还包括加密模组，所述加密模组为所述内存中将要上传的数据加密。进一步的，所述能耗采集器1还包括控制模组，所述控制模组实时接收数据中心发出的命令，并控制所述异步数据上传模组立即上传或暂停上传数据，或/和控制所述数据采集模组立即采集或停止采集数据。进一步的，所述存储器采用自定义寄存器地址将不同型号的所述现场设备4处发送的数据存入对应的寄存器中，使该能耗采集器1能够针对不同类型的现场设备4进行数据的采集工作。在本实施例中，所述存储器采用嵌入式数据库存储数据，内存中缓存数据的天数以及报警触发条件与报警方式均可通过数据中心人工自行配置。进一步的，所述能耗采集器1还包括异常处理模组，所述异步数据上传模组在上传数据过程中丢失数据时，所述异常处理模组从所述存储器中将数据恢复，并重新存入所述内存中。进一步的，所述能耗采集器1还包括定时监测模组，所述定时监测模组定时监测所述异步数据上传模组及数据采集模组，当它们出现异常时向所述数据中心发出警报并重启各模组。如图1所示，本发明实施例还提供一种能耗采集系统，其包括若干不同或相同类型的现场设备4、若干上述能耗采集器1和数据中心，每个所述能耗采集器1均分别从多个所述不同或相同类型的现场设备4处采集数据，并将该数据通过以太网5上传到数据中心。进一步的，所述能耗采集系统还包括短信猫6，所述短信猫6与所述数据中心电信连接，所述短信猫6能够接收所述数据中心的数据及应用，实现远程监控。进一步的，所述数据中心包括数据库2和数据管理平台3，所述数据管理平台3与所述数据库2通过以太网5连接，所述数据管理平台3用于对所述能耗采集器1进行控制并利用所述数据库2中的数据进行数据报表等操作，所述数据库2用于接收并储存从所述能耗采集器1处通过以太网5上传的数据。进一步的，所述能耗采集器1还包括控制模组，所述控制模组实时接收所述数据管理平台3发出的命令，并控制所述异步数据上传模组立即上传或暂停上传数据，或/和控制所述数据采集模组立即采集或停止采集数据。进一步的，所述能耗采集器1还包括定时监测模组，所述定时监测模组定时监测所述异步数据上传模组及数据采集模组，当它们出现异常时向所述数据管理平台3发出警报并重启各模组。如图2所示，本发明实施例还提供一种能耗采集方法，其包括：步骤一：将上述能耗采集器1与数据中心通过以太网5连接；步骤二：将所述能耗采集器1与现场设备4电信连接；步骤三：根据现场设备4与上传数据类型，通过所述能耗采集器1中的协议匹配模组确定能耗采集器1采集及上传数据的方式；步骤四：通过能耗采集器1中的数据采集模组采集从所述现场设备4处发送的数据；步骤五：通过能耗采集器1中的异步数据上传模组经由以太网5向数据中心中的数据库2定时上传采集到的数据；步骤六：重复步骤四和步骤五，持续采集并上传数据，直至关闭所述能耗采集器1。如图3所示，在所述步骤五中，所述上传数据的方法包括：步骤5-1：所述异步数据上传模组向所述数据中心的数据库2及数据管理平台3发起TCP连接；步骤5-2：通过数据中心的数据管理平台3判断连接是否成功，若连接成功，则数据中心的数据管理平台3对所述能耗采集器1进行身份验证，否则退回步骤5-1；步骤5-3：通过数据中心的数据管理平台3判断验证是否成功，若验证成功，则进行数据远传或重传，否则断开连接；步骤5-4：通过数据中心的数据管理平台3判断远传或重传是否成功，若远传或重传成功，则断开连接，否则继续进行数据重传。进一步的，在所述步骤5-2中，若连接成功，在进行身份验证前，所述数据中心的数据管理平台3对所述能耗采集器1发送心跳连接检测，接着所述异步数据上传模组再重新对所述数据中心的数据库2及数据管理平台3发起TCP连接。进一步的，在所述步骤5-2中，所述进行身份验证的方法包括：所述数据中心的数据管理平台3向所述能耗采集器1发送随机序列与MD5校验。进一步的，在所述步骤5-4中，若远传或重传不成功，则继续进行数据重传的次数小于等于3次，当重传到第3次时若仍不成功，则断开连接。综上所述，本发明实施例提供的能耗采集器1、能耗采集系统及能耗采集方法主要通过协议匹配模组解决了不同型号、不同厂家、不同领域、不同应用方式的智能现场设备4数据采集与上传问题，并采用了自定义寄存器地址与设备型号的配置方式简化了匹配问题，完全网络化管理配置易于工作人员管理与操作，多进程异步处理方法使数据的采集与上传更有序、高效。所述能耗采集器1在正常运行时可以无故障低功耗长时间运行的采集N个能耗数据，同时根据配置的上传方式与频率定时向数据中心上传采集的数据，同时如果触发报警则向数据中心发送警报，数据中心则可以利用采集器采集的数据进行数据报表等操作。显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些改动和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。