重力储能数据采集的方法、装置及电子设备

技术领域

本发明涉及实时数据采集技术领域，特别涉及重力储能数据采集的方法、装置及电子设备。

背景技术

当前数据采集的方法大多通过网络与应用层协议耦合方式，通过这种强耦合方式，造成在数据采集过程中的资源负载过大，通信不稳定，数据采集不完整的问题凸显。

发明内容

本发明的目的是提供重力储能数据采集的方法、装置及电子设备，其网络层程序和应用层协议程序解耦，同时增加了共享实时数据库，以及进程管理层，实现网络层和应用层组灵活组合的方式解决了通信不稳定，数据采集不完整的问题。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种重力储能数据采集装置，包括前置库、网络层、协议层和管理层，

网络层与所有接入数据采集装置的设备建立通讯，采集重力储能塔里的各设备数据，每个网络通路采集数据后，将原始数据以设备的顺序号为标记，存入前置库中；

协议层根据设备顺序号，从前置库中读取对应的数据后，解析原始数据，再写入前置库中；

管理层负责网络层和协议层程序进程的管理、进程的守护、进程的启动和停止，以及支持根据不同应用需求将数据转发处理。

更进一步地，管理层包括初始化模块，初始化模块首先判断读取实时库信息是否成功，如果读取失败，本次初始化失败，程序退出，等待进程管理重新启动初始化模块；如果读取成功，则读取主备或者双机信息、读取系统的配置信息，同时将信息加载到程序中。

更进一步地，管理层包括网络层管理模块，根据配置的装置节点，判断每个装置对应的通讯程序是否启动，如果没有启动，启动这个装置对应的通讯程序。

更进一步地，管理层包括协议层管理模块，包括协议层的初始化、进程启动、进程检测和进程关闭。

更进一步地，所有设备上送的报文由规约处理程序解析后写入前置库，对于需要转发的数据，由管理层的转发管理程序派发写入转发数据缓冲区、转发规约程序读取缓冲区的数据进行转发。

更进一步地，管理层包括信息转发模块，

负责转发数据缓冲区数据的刷新，读取转发缓冲区中的变化数据，非本机值班口的变化数据直接丢弃，本机值班口的数据发送给对侧的信息转发程序，实现转发数据源的同步；

接收对侧信息转发模块发送的变化数据，刷新本机转发缓冲区中的数据，更新本机转发缓冲区中的变化数据。

更进一步地，对于主备工作模式的转发任务，规约程序将已发送的SOE/COS数据写入本机转发数据同步缓冲区，信息转发程序读取本机转发数据同步缓冲区中的数据，通知对侧信息转发模块清除调度转发队列。

一种重力储能数据采集的方法，包括如下步骤，

S1：网络层与所有接入数据采集装置的设备建立通讯后，进行数据集采集，每个网络通路采集数据，并将原始数据以设备的顺序号为标记，存入前置库中；

S2：协议层根据设备顺序号，从前置库中读取对应的数据后，解析原始数据，再写入前置库中。

一种重力储能数据采集的电子设备，包括存储器和处理器，存储器存储有计算机程序，处理器执行所述计算机程序时实现上述方法。

综上所述，本发明具有以下有益效果：

网络层与协议层分离，按照单一职责原则,网络层程序负责从网络设备中读写数据、网络负载均衡、网络连接、重连等工作；同时将读取到的数据发送到协议层，将协议层接收的数据通过网络发送给目标装置或者设备；

网络层程序和协议层程序可以随意配对，如“网络A”与“规约B”或者“规约C”配对，组成一套完成采集模块，从而提高了系统的灵活性和易用性；

协议层程序负责读取网络层原始数据，按照规约协议文本解析数据后发送给应用层程序；同时接收应用层数据，将数据按照规约协议文本组合后发送网络层；

将网络层和协议层和应用层灵活组合的方式，非常明显的解决了网络不稳定，数据丢失，负载不均衡问题，数据采集不完整的问题。

附图说明

图1是本发明一种重力储能数据采集装置的整体架构示意图；

图2是本发明一种重力储能数据采集装置的模块示意图；

图3是本发明一种重力储能数据采集装置中信息转发模块部分的流程示意图；

图4是现有技术与本发明的架构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明，本实施例不构成对本发明的限制。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下，所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护范围。

一种重力储能数据采集装置，如图1所示，包括前置库、网络层、协议层和管理层，

网络层与所有接入数据采集装置的设备（装置）建立通讯，支持多路网络同时进行数据集采集，采集重力储能塔里的各设备数据，包括发电机有功功率、发电机电压、电流、运行状态；每个网络通路采集数据后，将原始数据以设备的顺序号为标记，存入前置库中；

协议层读取网络层原始数据，按照规约协议文本解析数据后发送给应用层程序；同时接收应用层数据，将数据按照规约协议文本组合后发送网络层。具体的，协议层根据设备顺序号，从前置库中读取对应的数据后，解析原始数据，再写入前置库中；

存入前置库的数据可以提供给系统的高级应用，如有功控制应用时通过前置库中的有功功率、电压、电流等数据，来计算对重力储能塔功率的输出；其次也可以将数据转发到用户端，供用户实时查看。

网络层与协议层分离，按照单一职责原则,网络层程序负责从网络设备中读写数据，网络负载均衡，网络连接，重连等工作；同时将读取到的数据发送到协议层，将协议层接收的数据通过网络发送给目标装置或者设备。

如图1所示，管理层负责网络层和协议层程序进程的管理，同时负责进程的守护、进程的启动和停止；其次支持根据不同应用需求将数据转发处理、双机热备、冷备以及双机冗余管理等。

如图2所示，管理层包括初始化模块、实时库管理模块、网络层管理模块、规约通信模块、协议层管理模块、信息转发模块、后台转发模块、双机切换模块；每个模块又分别包含不同的子模块；

初始化模块包括前置库检测、前置数据读取、分配每个逻辑节点的数据库内存三个子模块，首先判断读取实时库信息是否成功，如果读取失败，本次初始化失败，程序退出，等待进程管理重新启动初始化模块；如果读取成功，则读取主备或者双机信息、读取系统的配置信息，同时将信息加载到程序中。

网络层管理模块包括初始化链路数据、监测各链路进程、启动链路进程三个子模块，根据配置的装置节点，主要用判断每个装置对应的通讯程序是否启动，如果没有启动，启动这个装置对应的通讯程序；

协议层管理模块包括初始化、进程启动、进程监测、进程守护、进程关闭等子模块，负责协议层的初始化、进程启动、进程检测和进程关闭；

前置信息转发模块包括初始化、COS转发队列同步、SOE转发队列同步、网络总线接收处理、开关位置计算、计算虚信号和电度、计算全数据、刷新数据通道信息等子模块，

双机切换模块包括初始化、网络检查、对侧监测、发送本机状态、检查本机运行状态、接收网络总线信息等子模块，

规约通信模块用于四遥转发，所有设备上送的报文由规约处理程序解析后写入前置库，对于需要转发的数据（COS/SOE转发共用缓冲区），由转发管理程序派发写入前置COS/SOE转发数据缓冲区，再由转发规约程序读取该缓冲区的数据进行转发，而后台转发模块将前置COS/SOE数据缓冲区的数据转发至后台。

如图3所示，信息转发模块负责在双机模式下，将主机的转发缓冲区的数据通过网络总线发送给对侧的机器，保证双机的数据是完全一致的；具体包括转发数据缓冲区数据的刷新，读取转发缓冲区中的变化数据后，非本机值班口的变化数据直接丢弃，本机值班口的数据发送给对侧的信息转发程序，实现转发数据源的同步；

接收对侧信息转发模块发送的变化数据后，刷新本机转发缓冲区中的数据，更新本机转发缓冲区中的变化数据；

对于主备工作模式的转发任务，规约程序将已发送的SOE/COS数据写入本机转发数据同步缓冲区，信息转发程序读取本机转发数据同步缓冲区中的数据，通知对侧信息转发模块清除调度转发队列；

双机切换模块用于切换“并列工作方式”和“主备轮询工作方式”；

并列工作方式：

每个前置与装置（IED）定义的所有IP均建立socket链接（即如果IED定义了4个IP，每个前置机与装置要有4个socket连接[1、2、3、4]），前置优先选择一个通道作为值班通道，其它通道为备用通道；备用通道可以独立运行，亦可仅进行通道测试以检测通道的正常与否，来减少值班通道故障时通道切换的时间。此种方式装置要支持多个socket链接，对装置或者设备的性能要求比较高。

主备轮询工作方式：

每个前置与IED定义的其中一个IP建立socket链接，connect成功则由应用程序来判断通道正常与否，正常就作为值班通道，不正常通知链路层关闭socket、切换通道建立socket，重复上述过程；connect不成功，链路层关闭socket、切换通道建立socket，重新connect。此种方式对装置的性能要求稍低。

一种重力储能数据采集的方法，包括如下步骤，

S1：网络层与所有接入数据采集装置的设备建立通讯后，进行数据集采集，每个网络通路采集数据，并将原始数据以设备的顺序号为标记，存入前置库中；

S2：协议层根据设备顺序号，从前置库中读取对应的数据后，解析原始数据，再写入前置库中。

一种重力储能数据采集的电子设备，包括存储器和处理器，存储器存储有计算机程序，处理器执行所述计算机程序时实现上述方法。

如图4所示，系统架构有A结构修改变化为B结构，变为B结构后，

网络层与协议层分离，按照单一职责原则,网络层程序负责从网络设备中读写数据，网络负载均衡，网络连接，重连等工作；同时将读取到的数据发送到协议层，将协议层接收的数据通过网络发送给目标装置或者设备；

网络层程序和协议层程序可以随意配对，如“网络A”与“规约B”或者“规约C”配对，组成一套完成采集模块，从而提高了系统的灵活性和易用性；

协议层程序负责读取网络层原始数据，按照规约协议文本解析数据后发送给应用层程序；同时接收应用层数据，将数据按照规约协议文本组合后发送网络层；

将网络层和协议层和应用层灵活组合的方式，非常明显的解决了网络不稳定，数据丢失，负载不均衡问题，数据采集不完整的问题。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，不用于限制本发明，本领域技术人员可以在本发明的实质和保护范围内，对本发明做出各种修改或等同替换，这种修改或等同替换也应视为落在本发明技术方案的保护范围内。