[發明專利]基于虛擬傳感器的RTU傳感器適配層及其設計方法

在審

• 申請號: 201310693568.1
• 申請日: 2013-12-17
• 公開（公告）號: CN103677838A
• 公開（公告）日: 2014-03-26
• 發明（設計）人: 吳玉曉;李海增;董金鑫;賈美;楊建軍;吳超;吳江
• 申請（專利權）人: 北京奧特美克科技股份有限公司
• 主分類號: G06F9/44
• 分類號: G06F9/44;G06F9/455
• 代理公司: 北京金智普華知識產權代理有限公司 11401
• 代理人: 巴曉艷

1.一種基于虛擬傳感器的RTU傳感器適配層，其特征在于，所述適配層包括虛擬傳感器、算法映射表、處理算法和端口映射表，通過端口映射將虛擬傳感器與物理傳感器的端口一一對應；通過算法映射將物理傳感器與虛擬傳感器關聯在一起；處理算法則控制物理傳感器完成原始數據的采集，并轉換成統一的數據形式存儲到虛擬傳感器中。

2.根據權利要求1所述的傳感器適配層，其特征在于，具有端口映射表的外部接口包括RS-232、RS-485、SDI-12和脈沖接口等，以便適應多種物理傳感器能接入RTU上。

3.根據權利要求1所述的傳感器適配層，其特征在于，所述處理算法包括多種傳感器的轉換算法，根據調適微處理器來選擇正確的轉換算法來完成將物理層讀取的水溫數據、水壓數據或水質數據，將其轉換成適合傳送的電信號。

4.根據權利要求1所述的傳感器適配層，其特征在于，所述虛擬傳感器的基本結構包括該虛擬傳感器的類型、地址、其它參數、傳感器數據及校驗信息，其中其他參數是指虛擬傳感器的數據采集和數據處理相關的參數。

5.根據權利要求1所述的傳感器適配層，其特征在于，其中處理算法表中的處理算法的基本結構包括：算法標識、開機預熱時間參數、數據采集時間參數、數據讀取時間參數、數據采集方法、數據讀取方法、數據處理方法。

6.根據權利要求1所述的傳感器適配層的創建步驟，其特征在于，所述步驟包括：

1）適配層初始化；2）創建維護管理線程；3）創建數據處理線程；

其中所述適配層初始化需要創建初始化同步時鐘機制、創建并配置虛擬傳感器、創建端口管理對象并初始化端口映射表、創建處理算法對象并初始化處理算法映射表；所述維護管理線程完成對數據采集過程的統一控制管理，基于同步時鐘控制各個虛擬傳感器在數據采集過程的狀態轉換；所述數據處理線程主要完成對采集數據處理的控制。

7.根據權利要求6所述的創建步驟，其特征在于，在所述管理線程的控制下虛擬傳感器會經歷一個動態的狀態變化過程，該過程包括開機預熱、數據采集、數據讀取、數據處理和關機。

8.根據權利要求7所述的創建步驟，其特征在于，在數據讀取狀態中，如果數據讀取失敗并且失敗次數小于3，虛擬傳感器根據處理算法類型，通過算法映射得到數據采集時間參數和數據采集命令并設置該時間參數，根據端口類型和端口號，通過端口映射執行與其對應物理端口的寫方法將數據采集命令發送給物理傳感器，虛擬傳感器由數據讀取狀態轉入數據采集狀態；如果數據讀取失敗并且失敗次數等于3，設置數據采集失敗標志，然后根據端口類型和端口號，通過端口映射執行與其對應物理端口的關機方法關閉物理端口，此時虛擬傳感器轉入關機狀態，完成一次數據采集周期。

9.一種利用虛擬傳感器采集物理數據的方法，其特征在于，所述方法采用權利要求1-5之一所述的適配層，其特征在于，所述方法包括以下步驟：

1）?虛擬傳感器在進入數據讀取狀態會查詢端口映射表找到與其相關聯的物理傳感器的端口并向物理傳感器發送數據讀取命令；

2）?物理傳感器收到數據讀取命令后發送采集的數據，與其相連的物理端口對應的驅動程序會收到一幀數據并從中得到設備地址信息；

3）?通過輪詢虛擬傳感器的地址信息，得知接收數據屬于哪個虛擬傳感器；

4）?根據對應虛擬傳感器的處理算法類型，通過算法映射得到對應的數據處理方法，將接收數據的原始采集信息轉換成統一的數據形式存放的虛擬傳感器中，并計算校驗信息以備數據讀取時驗證數據的正確性。