一种颗粒物监测系统的监测数据包发送方法

技术领域

本发明属于颗粒物监测领域，更具体的说涉及一种颗粒物监测系统的监测数据包发送方法。

背景技术

近年来,伴随着城市化、工业化进程的不断推进,大气颗粒物已成为影响城市环境空气质量的首要污染物,尤其是浮尘天气秸秆焚烧期及冬季采暖期。颗粒物主要指可吸入颗粒物(PM10即空气动力学当量直径小于等于10μm的颗粒物) 和细颗粒物(PM2.5即空气动力学当量直径小于等于2.5μm的颗粒物),分为一次颗粒物，例如土壤粒子、海盐粒子、燃烧烟尘等等，和二次颗粒物，例如二氧化硫转化生成硫酸盐等。

总体而言，空气中漂浮着多种多样的颗粒物，然而目前市面上的监测设备监测过程是，将带有颗粒物的大气通过纸带，气体穿过纸带，而颗粒物被遗留在纸带上，通过放射源对纸带上单位面积内颗粒物量进行检测，实现计算出颗粒物含量。一般的，检测周期是一个小时，即在一个小时内，气体源源不断的通过纸带，然后一小时结束后，检测纸带上颗粒物量，并将信息传递至站点的采集系统，最后站点工控机将颗粒物含量信息等传递至总服务站，工作人员在总服务站即可多的多个监测站点的监测信息和数据。监测站点和总服务器之间通过网络传输，信息和时间同步，在网络正常时，不会出现时间差。然而，为了降低数据传输成本，同时也确保在恶劣环境中信息传递准确，监测站点内的站点工控机和各个监测设备之间是通过串口直连，进行信息传输。监测设备上的时间一般是通过手动设置或通过站点工控机进行主动纠正，在手动设置时间不准确或监测设备异常操作等原因造成监测设备时间与站点工控机时间不一致，从而导致上传数据重复或丢失等情况。

发明内容

本发明的目的在于提供一种颗粒物监测系统的监测数据包发送方法，解决监测站点内，监测设备因操作或工作异常出现监测设备时间与站点工控机不一致的问题，解决因时间不一致倒是的数据发送重复或丢失的问题。

本发明技术方案一种颗粒物监测系统的监测数据包发送方法，所述颗粒物监测系统包括设置在监测站点的监测设备、通过串口与所述监测设备连接的站点工控机以及通过网络与所述站点工控机通讯的总服务器；站点工控机通过网络与总服务器通讯，实时同步站点工控机显示时间和总服务器显示时间；监测设备显示时间通过手动设置或通过站点工控机主动纠正同步；

监测设备依据监测设备显示时间，在每一个整点TA后，计算出前一小时 (TA-1～TA)内的监测数据，获得携带监测设备发送时间戳T1的监测数据包，并通过串口发送至站点工控机，站点工控机接收监测数据包并将监测数据包携带上站点工控机接收时间戳T2并暂存；站点工控机依据站点工控机显示时间，在每一整点TB后指定时间段T0内向总服务器发送前一小时(TB-1～TB)内的监测数据包；

若，TA与TB在同一整点内，且站点工控机在TB后指定时间段T0内接收到前一小时内的检测数据包，站点工控机直接将本数据包发送至总服务器；

若站点工控机某一整点TC后指定时间段T0未接收到监测设备发送的前一小 (TC-1～TC)内的监测数据包，则站点工控机将向监测设备发送一携带有站点工控机本次发送时间戳T3的第一纠错数据包，监测设备接收所述第一纠错数据包并将其携带上监测设备接收时间戳T4，获得一个站点工控机与监测设备时间差△T；再后，站点工控机将继续向监测设备发送一携带有站点工控机本次发送时间戳 T5的第二纠错数据包，监测设备接收所述第二纠错数据包并获取本次接收时间T6，监测设备依据时间T6和△T时间对监测设备显示时间进行修正；

在所述监测设备在对时间进行修正后，站点工控机将对现整点前的每一小时内监测数据包进行查找，对无监测数据包的时间段生第一成监测日志并通过串口发送信号至监测设备，由监测设备内调取本时间段内的监测数据包，若查寻到到本时间段内的监测数据包，则发送至站点工控机，若无监测数据包，则站点工控机补充所述第一监测日志，并生成第二监测日志；

在所述监测设备在对时间进行修正后，且站点工控机对数据包进行查找和补充完成后，总服务器将对现整点前的每一小时内监测数据包进行查找，将无监测数据包的时间段发送至站点工控机，站点工控机将本时间段内的监测数据包或第二监测日志发送至总服务器。

优选地，在站点工控机与监测设备出现串口连接失败后，控制站点工控机与监测设备进行连续的3次重新连接；3次连接失败后，等待一个小时后重新连接，并记录到监测日志内，并发送异常给总服务器。

本发明技术方案的一种颗粒物监测系统的监测数据包发送方法的有益效果是：解决监测站点内，监测设备因操作或工作异常出现监测设备时间与站点工控机不一致的问题，解决因时间不一致倒是的数据发送重复或丢失的问题。

具体实施方式

为便于本领域技术人员理解本发明技术方案，现结合说具体实施例对本发明技术方案做进一步的说明。

本发明技术方案一种颗粒物监测系统的监测数据包发送方法，所述颗粒物监测系统包括设置在监测站点的监测设备、通过串口与监测设备连接的站点工控机以及通过网络与站点工控机通讯的总服务器。站点工控机通过网络与总服务器通讯，实时同步站点工控机显示时间和总服务器显示时间。监测设备显示时间通过手动设置或通过站点工控机主动纠正同步。

监测设备依据监测设备显示时间，在每一个整点TA后，计算出前一小时 (TA-1～TA)内的监测数据，获得携带监测设备发送时间戳T1的监测数据包，并通过串口发送至站点工控机，站点工控机接收监测数据包并将监测数据包携带上站点工控机接收时间戳T2并暂存。站点工控机依据站点工控机显示时间，在每一整点TB后指定时间段T0内向总服务器发送前一小时(TB-1～TB)内的监测数据包。

若，TA与TB在同一整点内，且站点工控机在TB后指定时间段T0内接收到前一小时内的检测数据包，站点工控机直接将本数据包发送至总服务器。如：TA 和TB同在7:00的整点时间段内，指定时间段T0为5min。监测设备在7:00～7:05 内向站点工控机发送6:00～7:00时间段内的监测数据包，且站点工控机在 7:00～7:05内接收到监测数据包，并立即发送至总服务器。在这个时间段内，监测设备显示时间可以出现微小误差，只要能够保证其在7:00～7:05内向站点工控机发送6:00～7:00时间段内的监测数据包，且站点工控机在7:00～7:05 内接收到6:00～7:00时间段内的监测数据包，站点工控机能够立即将6:00～ 7:00时间段内的监测数据包发送至总服务器。

基于上述技术方案，监测设备显示时间可以允许有微小误差，不需要时时进行时间纠正，降低了监测设备运行负荷。

若站点工控机某一整点TC后指定时间段T0未接收到监测设备发送的前一小 (TC-1～TC)内的监测数据包，或接收到的并不是TC前一小时(TC-1～TC)内的监测数据包，则为避免数据发送遗落或重复发送或不能及时的将整点后的监测数据包及时发送至总服务器，则均需要对监测设备进行时间校正，避免因数据不全或数据重复或数据延时而造成的监测不准确的问题。

即假如监测设备显示时间较站点工控机显示时间快，即监测设备首先到达整点，并获得本整点前一小时内的监测数据包，然后将本监测数据包发送至站点工控机，此时站点工控机还未达到整点。或，监测设备显示时间较站点工控机显示时间慢，在站点工控机到达整点后，此时并为接收到本整点前一小时内的监测数据包，此时均需要对监测设备进行时间校正。

校正方法为：首先站点工控机将向监测设备发送一携带有站点工控机本次发送时间戳T3的第一纠错数据包，监测设备接收第一纠错数据包并将其携带上监测设备接收时间戳T4，获得一个站点工控机与监测设备时间差△T。再后，站点工控机将继续向监测设备发送一携带有站点工控机本次发送时间戳T5的第二纠错数据包，监测设备接收第二纠错数据包并获取本次接收时间T6。最后，监测设备依据时间T6和△T时间对监测设备显示时间进行修正。即监测设备在本时间 T6基础上调快或调慢△T时间段，即实现了监测设备显示时间校正，确保监测设备显示时间与站点工控机显示时间同步或误差在允许范围内。

监测设备包括监测模块和监测设备控制模块，监测模块主要有用于对气体进行取样和将气体中颗粒物进行拦截的气体取样单元、气体输送导气单元、纸带输送单元、放射源检测单元等等。监测设备控制模块主要包括有监测模块控制单元、信息采集单元、信息处理单元、存储单元、信息收发单元等等。信息收发单元通过串口与站点工控机进行数据传输；存储单元存储监测设备获得的监测数据包；信息采集单元采集监测模块上获得监测数据；监测模块控制单元控制监测模块进行监测工作，包括对时间进行控制和校正操作；信息处理单元对监测数据和站点工控机发送来的新型进行处理，包括对站点工控机发送过来的纠错数据进行处理，对纠错数据上携带的时间进行处理和计算，对监测设备时间进行校正并将信号输送至监测模块控制单元，监测模块控制单元进行具体的时间纠正操作，最后显示出纠正后的时间。

基于上述技术方案，通过连续两次的纠错数据包的发送，实现对监测设备的显示时间进行校正。连续两次的纠错数据包的发生，避免因两次纠错数据包发送时间间隔过长，在两次发送之间出现连接中断等问题，造成的时间显示改变或不够准确的问题。

基于上述技术方案，通过连续两次的纠错数据包的发送，能够获得两个△T，两△T自身能够进行相互校验，若两个△T相差大于设定值，则需要进行多次校验，直至连续两次获得的△T相同或几乎相等，然后实现对监测设备显示时间进行校验。

在监测设备在对时间进行修正后，站点工控机将对现整点前的每一小时内监测数据包进行查找，对无监测数据包的时间段生第一成监测日志并通过串口发送信号至监测设备，由监测设备内调取本时间段内的监测数据包，若查寻到到本时间段内的监测数据包，则发送至站点工控机，若无监测数据包，则站点工控机补充第一监测日志，并生成第二监测日志。

在监测设备在对时间进行修正后，且站点工控机对数据包进行查找和补充完成后，总服务器将对现整点前的每一小时内监测数据包进行查找，将无监测数据包的时间段发送至站点工控机，站点工控机将本时间段内的监测数据包或第二监测日志发送至总服务器。

基于上述技术方案，实现在监测设备显示时间纠正后，对监测设备、站点工控机和总服务器内数据进行查找和统计，确保总服务器内具有各个整点时间段内的监测数据包，若总服务器内无某一整点时间段内的监测数据包，则通过对站点工控机和监测设备内存储的数据进行查找和调用，将总服务器内缺失的数据包进行补充，若无数据包补充，则需要生成日志，以便后续查找或发现监测问题。

在站点工控机与监测设备出现串口连接失败后，控制站点工控机与监测设备进行连续的3次重新连接；3次连接失败后，等待一个小时后重新连接，并记录到监测日志内，并发送异常给总服务器。通过连续3次连接，增大连接可能性。在3次连续连接失败后，等待一个小时后重新连接，避免过多的操作，对监测设备和站点工控机运行造成负担。

本发明技术方案在上面结合实施例对发明进行了示例性描述，显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性改进，或未经改进将发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。