[發明專利]煤礦機電設備數據采集解析網關

有效

• 申請號: 201310052598.4
• 申請日: 2013-02-19
• 公開（公告）號: CN103139059A
• 公開（公告）日: 2013-06-05
• 發明（設計）人: 夏士雄;陳朋朋;肖碩
• 申請（專利權）人: 中國礦業大學
• 主分類號: H04L12/66
• 分類號: H04L12/66
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 唐惠芬

技術領域

本發明涉及一種數據采集解析網關，特別是一種煤礦機電設備數據采集解析網關。

背景技術

對煤礦機電設備工作狀態的實時監測，是實現煤礦機電設備統一信息化管理的有效途徑，隨著信息技術的發展，越來越多的設備工作數據被傳輸到煤礦集控中心，但是各廠家的機電設備沒有統一的接口。通信協議多樣化、數據異構性的特點對信息上傳匯總技術提出嚴峻考驗。如果對每一種接口都開發一套特定的數據采集網關顯然非常繁瑣，這就對數據采集網關的通用性提出要求。目前，大部分的網關僅僅實現了數據的轉發和交換功能，無法對接收到數據進行解析，即使具備了解析功能也是將該功能固化在程序代碼里，通用性較差。

發明內容

本發明的目的是要提供一種煤礦機電設備數據采集解析網關，解決當前煤礦機電設備監測系統接口和通信協議繁多，信息解析困難的問題。

本發明的目的是這樣實現的：數據采集解析網關包括裝置和方法；

裝置包括：核心處理模塊、數據存儲模塊、程序存儲模塊、CAN總線模塊、串口通信模塊、以太網協議轉換模塊、光纖接口模塊、RJ45接口模塊和電源模塊；核心處理模塊同時與數據存儲模塊、程序存儲模塊、CAN總線模塊、串口通信模塊和以太網協議轉換模塊連接，以太網協議轉換模塊同時與光纖接口模塊和RJ45接口模塊連接，電源模塊與所有模塊連接，為各模塊提供電源。

該數據解析網關方法基于數據接收模塊、數據解析模塊、數據上傳模塊、網關設定模塊；這四個模塊通過軟件實現，控制硬件的工作流程和工作方式；通過對現場設備的名稱和通信協議的預設能夠實現設備的自動識別與數據的自適應解析；其中數據接收模塊兼容TCP/IP、RS485、RS232、CAN總線多種通訊方式，能夠將現場設備的數據讀入到網關中；數據解析模塊解析各類設備的數據并按照預設的解析規則進行計算與轉換處理，解析規則主要包含了對數據各位和各字節含義的標定，以及數據格式的轉換方法；數據上傳模塊能夠緩存數據并采用標準通用網絡協議TCP/IP向上層系統發送數據；網關設定模塊包括數據上傳設定、數據解析規則設定、現場設備參數設定以及其他系統參數設定；

將現場可變動因素從代碼中抽象出來，利用配置設定的方式加載到系統，該網關方法的具體步驟如下：

（1）設備設定：首先對現場所有設備的信息通過網關的Web控制臺錄入網關中，同時對所有設備進行編址；當添加新的設備裝置時，能通過信息配置，在不更改網關已有固化程序的情況下，實現對新加入設備的自動識別；

（2）數據獲取設定：網關讀取設定信息，依據預設信息獲取現場設備的通信協議類型以及接口，利用設備通信函數遍歷所有設備，以測試現場設備與網關的物理連通性，若連接正常后則逐一打開數據連接接口，根據設備信息調用相關函數訪問對應的端口，返回數據結果，然后對所獲取的原始數據進行校驗，校驗成功則保留數據，否則丟棄；

（3）數據解析設定：獲取原始數據后，處理器能夠根據預設的解析設定，對需要運算的數據進行處理，解析設定主要包含了對數據各位和各字節含義的標定，以及數據格式的轉換方法；

（4）數據上傳設定：網關首先以文件的形式緩存解析后的數據，數據的存儲按天為單位，每天的數據存于一個文件中，最多緩存三天數據；對于數據的上傳，采用TCP模式Socket編程，首先向上層系統發起TCP連接，若連接成功，通過握手協議進行身份驗證，驗證成功后開始發送數據，在數據傳輸過程中若出現意外，如因傳輸網絡故障等原因未能將數據定時遠傳，則記錄斷點，待傳輸網絡恢復正常后網關利用存儲的數據進行斷點續傳；若連接失敗則再重新連接三次，若仍失敗，記錄在日志文件內。

有益效果：由于采用了上述方案，對現場所有設備的信息通過網關的Web控制臺錄入網關中，可以對所有設備進行編址。當需要添加新的設備裝置時，在不更改網關已有固化程序的情況下，能通過信息配置，實現對新加入設備的自動識別。

依據預設信息獲取現場設備的通信協議類型以及接口，利用設備通信函數遍歷所有設備，以測試現場設備與網關的物理連通性，若連接正常后則逐一打開數據連接接口，根據設備信息調用相關函數訪問對應的端口，返回數據結果，然后對所獲取的原始數據進行校驗，校驗成功則保留數據，否則丟棄。

獲取原始數據后，讀入解析規則設定文件，然后根據所設定的數據解析規則對需要運算的數據進行處理，最后通過格式轉化函數對所有數據進行格式轉換，并依據所設定格式進行統一標識。

解決了當前煤礦機電設備監測系統接口和通信協議繁多，信息解析困難的問題，達到了本發明的目的。