[發明專利]一種面向傳感器流數據的數據重放系統和方法

在審

• 申請號: 202210365980.X
• 申請日: 2022-04-08
• 公開（公告）號: CN114691757A
• 公開（公告）日: 2022-07-01
• 發明（設計）人: 葉楓;杜澤銀;劉煒;蘭林;傅曉
• 申請（專利權）人: 河海大學
• 主分類號: G06F16/2458
• 分類號: G06F16/2458;G06F16/2455
• 代理公司: 南京樂羽知行專利代理事務所(普通合伙) 32326
• 代理人: 李玉平

1.一種面向傳感器流數據的數據重放系統，其特征在于，包括自下向上依次排布歷史數據存儲層、數據庫連接層、數據重放執行層和重放數據展示層；

所述歷史數據存儲層使用時間序列數據庫Apache IoTDB存儲傳感器采集的帶有時間戳的歷史流數據；

所述數據庫連接層通過數據庫連接池與IoTDB進行連接并獲取數據，并通過線程池使得多個重放請求能夠并發執行；

所述數據重放執行層通過一個并發緩沖池來實現對傳感器歷史數據的重放；當用戶請求重放數據時，通過重放接口向并發緩沖池請求數據，并發緩沖池在為重放接口提供數據的同時通過線程池和連接池與底層歷史數據存儲層的數據庫進行交互，以此實現對自身的數據填充；

所述重放數據展示層為前端展示頁面，直接與用戶交互，用戶通過前端頁面選擇和設置重放數據和相關參數，數據展示層則通過重放接口從執行層中的緩沖池中獲取重放數據。

2.根據權利要求1所述的面向傳感器流數據的數據重放系統，其特征在于，所述時間序列數據庫Apache IoTDB中根據采集站點的不同，數據被分為多個時間序列；IoTDB存儲的每個數據均由時間戳和該時間對應的采集數值組成，反映了隨時間變化的傳感器數值。

3.根據權利要求1所述的面向傳感器流數據的數據重放系統，其特征在于，重放前端頁面分為重放參數選擇區和重放數據曲線顯示區，重放參數選擇區提供時間、速度和時間序列名稱供用戶選擇，重放數據曲線顯示區則將重放的數據以動態曲線的形式進行呈現。

4.一種面向傳感器流數據的數據重放方法，其特征在于，包括如下步驟：

步驟1，安裝配置Apache IoTDB；

步驟2，通過數據庫連接池與IoTDB進行連接并獲取數據，并通過線程池使得多個重放請求能夠并發執行；

步驟3，數據重放執行：實現一個并發緩沖池；并發緩沖池下接IoTDB數據庫，上接重放系統數據展示層，在不間斷地從IoTDB數據庫中獲取重放數據的同時將數據提供給前端頁面進行展示，獲取重放數據和提供數據給前端頁面兩個過程通過中間設置的緩沖池進行連接，使得獲取和提供數據兩個過程互不干擾，同時進行；

步驟4，在數據重放執行時，使用緩沖技術和優先隊列實現并發緩沖池的正常工作；并發緩沖池用于數據重放的，對應的鍵值分別為時間序列名稱和一個由優先隊列組成的多級緩沖隊列，這個由優先隊列組成的并發緩沖池命名為TimeSeriesPool，其內部定義了多級優先隊列和每個緩沖任務的先后順序，以此來保證并發緩沖池的正常工作；

步驟5，在重放數據展示層，通過前端展示頁面，直接與用戶交互，用戶通過前端頁面選擇和設置重放數據和相關參數，數據展示層則通過重放接口從執行層中的緩沖池中獲取重放數據。

5.根據權利要求4所述的面向傳感器流數據的數據重放方法，其特征在于，所述步驟2中，在數據庫連接層，將對數據庫的各種查詢操作進行封裝，封裝為一個Java類，包括：根據起止時間進行查詢、根據時間序列名進行查詢、根據傳感器進行查詢、根據數據采集站點進行查詢；另外通過編碼實現了一個數據庫連接池，并通過Java的多線程編程實現一個線程池。

6.根據權利要求5所述的面向傳感器流數據的數據重放方法，其特征在于，所述步驟2中，所述步驟2中，封裝了多種查詢操作方法的類根據不同的輸入調用不同的方法，并返回相應的時間序列數據，具體步驟為：

輸入：起止時間、時間序列名稱、傳感器名稱、采集數據站點名稱；

輸出：篩選后符合上述輸入條件的時間序列數據；

首先通過從連接池中獲取連接實現對IoTDB數據庫的查詢操作；之后根據輸入的參數使用不同的查詢方法，并獲取符合查詢條件的數據；最后將獲取到的數據提供給并發緩沖池，并根據并發緩沖池的要求開始下一次的獲取數據過程。