企業(yè)能耗數(shù)據(jù)采集軟件的設(shè)計(jì)與開發(fā)

羅章海++趙旭

摘要：能耗數(shù)據(jù)采集作為企業(yè)衡量耗能標(biāo)準(zhǔn)的最直接的依據(jù)，也是各種節(jié)能措施的決策數(shù)據(jù)支撐，實(shí)施企業(yè)能耗采集具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。該文的主要內(nèi)容就是設(shè)計(jì)開發(fā)一套能夠適用于不同企業(yè)進(jìn)行能耗數(shù)據(jù)采集的上位軟件。

關(guān)鍵詞：能耗數(shù)據(jù)；通信協(xié)議；數(shù)據(jù)服務(wù)中心

中圖分類號(hào)：TP391 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-3044（2016）17-0069-02

Abstract： Energy consumption data collection based on the most direct measure of energy as a corporate standard， but also the decision-making data to support a variety of energy-saving measures， the implementation of enterprise energy collection has important practical significance. The main content of this paper is to develop a design can be applied to different enterprise energy consumption data acquisition PC software.

Key words： energy consumption data； communication protocols； data service center

1概述

伴隨著計(jì)算機(jī)的廣泛應(yīng)用和各種新型智能儀表的出現(xiàn)，作為連接計(jì)算機(jī)與外圍各種數(shù)據(jù)源進(jìn)行數(shù)據(jù)交換的紐帶的數(shù)據(jù)采集上位機(jī)軟件的作用更加的明顯和重要。本文所設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)的數(shù)據(jù)采集軟件主要應(yīng)用于企業(yè)能耗領(lǐng)域，企業(yè)能耗采集需要涉及各種不同類型的企業(yè)，每一個(gè)企業(yè)的用能可能涉及水、煤、氣（汽）、電、油、熱等不同能源[1]，每一種能源的計(jì)量儀表也是各式各樣，不同儀表廠家的儀表通信協(xié)議也是多種多樣，因此，要采集這些不同企業(yè)的耗能數(shù)據(jù)需要設(shè)計(jì)開發(fā)一套能夠同時(shí)接入多種不同能耗計(jì)量儀表的數(shù)據(jù)采集上位機(jī)軟件。

2系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)與原理

整個(gè)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)由數(shù)據(jù)源模塊，數(shù)據(jù)傳輸模塊，數(shù)據(jù)采集模塊，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊組成。其中，數(shù)據(jù)源模塊指各企業(yè)安裝配備的各種能耗計(jì)量儀表；數(shù)據(jù)傳輸模塊指連接數(shù)據(jù)源與數(shù)據(jù)采集模塊進(jìn)行數(shù)據(jù)交換的各種設(shè)備；數(shù)據(jù)采集模塊指數(shù)據(jù)采集上位機(jī)軟件，這也是本文介紹的重點(diǎn)內(nèi)容；數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊指存儲(chǔ)各種配置參數(shù)，采集得到的各種能耗數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)庫。

2.1數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)

企業(yè)能耗數(shù)據(jù)的采集涉及多個(gè)企業(yè)，每個(gè)企業(yè)之間分布都比較的分散，有的地處繁華都市，有的則地處偏遠(yuǎn)的礦山。因此，要想實(shí)現(xiàn)能耗數(shù)據(jù)的采集就必須有一套可靠的數(shù)據(jù)傳輸方式。

在設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)傳輸結(jié)構(gòu)的時(shí)候，根據(jù)數(shù)據(jù)采集點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境多樣化的特點(diǎn)，數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆绞揭脖仨毷嵌鄻踊?。在具備條件使用有線網(wǎng)絡(luò)的地方優(yōu)先使用有線方式；不具備走有線網(wǎng)絡(luò)，但是具有移動(dòng)、聯(lián)通等移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)信號(hào)的地方使用GPRS或者CDMA無線DTU作為數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備；在沒有網(wǎng)絡(luò)的地方則考慮使用電臺(tái)或者Zigbee無線通信模塊作為數(shù)傳設(shè)備。不論采用上述任何一種數(shù)據(jù)傳輸方式，最終都將數(shù)據(jù)傳輸?shù)綌?shù)據(jù)中心的指定端口，然后上位機(jī)軟件再接收處理。

2.2數(shù)據(jù)采集上位機(jī)軟件設(shè)計(jì)

通過企業(yè)能耗數(shù)據(jù)采集上位機(jī)軟件實(shí)時(shí)接收企業(yè)能耗數(shù)據(jù)，解析后存儲(chǔ)并定時(shí)轉(zhuǎn)發(fā)至能耗數(shù)據(jù)處理平臺(tái)中。在上位機(jī)軟件中要求可以對企業(yè)的基本信息（包括：企業(yè)編號(hào)、企業(yè)名稱、企業(yè)驗(yàn)證碼等）和企業(yè)設(shè)備的基本信息（包括：設(shè)備代碼、設(shè)備名稱、能源類型、數(shù)據(jù)類型（累計(jì)值或瞬時(shí)值）、驅(qū)動(dòng)名稱、地址、卡號(hào)等）進(jìn)行增、刪、改、查的維護(hù)；可以實(shí)時(shí)查看數(shù)據(jù)接收情況；可以對未轉(zhuǎn)發(fā)和已轉(zhuǎn)發(fā)的數(shù)據(jù)進(jìn)行查詢（按單位、設(shè)備和時(shí)間過濾）；對軟件使用用戶信息（包括：用戶名、姓名、密碼等）進(jìn)行新增、修改刪除和查詢；對所有的關(guān)鍵操作、運(yùn)行報(bào)錯(cuò)進(jìn)行日志記錄（每天一個(gè)日志文件），并定期清理日志文件。要求一般情況下軟件最小化至任務(wù)欄右下角；登錄驗(yàn)證成功才能啟動(dòng)，確認(rèn)后才可退出。由此可知，整個(gè)上位機(jī)系統(tǒng)主要包含以下功能模塊：登錄模塊、指令解析模塊、數(shù)據(jù)查詢模塊、參數(shù)設(shè)置模塊、用戶管理模塊、日志文件管理模塊、系統(tǒng)最小化模塊、系統(tǒng)退出模塊。

由于在本軟件中無線數(shù)傳DTU設(shè)備作為主要的數(shù)據(jù)采集傳輸裝置，直接TCP/IP或者電臺(tái)連接進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸都是作為DTU傳輸模式的補(bǔ)充，因此，現(xiàn)以DTU為例簡要說明上位機(jī)軟件的各個(gè)功能模塊及工作流程。

2.3數(shù)據(jù)采集上位機(jī)軟件實(shí)現(xiàn)

企業(yè)能耗數(shù)據(jù)采集上位機(jī)軟件作為一個(gè)數(shù)據(jù)采集服務(wù)中心（Data Service Center，以下簡稱能耗數(shù)據(jù)采集DSC）主要是用于接收終端儀表設(shè)備數(shù)據(jù)和向終端儀表發(fā)送取數(shù)指令數(shù)據(jù)的服務(wù)軟件，包括服務(wù)的啟動(dòng)、監(jiān)聽指定的服務(wù)端口、數(shù)據(jù)發(fā)送、數(shù)據(jù)接收、指令數(shù)據(jù)解析、關(guān)閉服務(wù)等。

2.3.1啟動(dòng)和停止服務(wù)

1）啟動(dòng)服務(wù)

成功啟動(dòng)數(shù)據(jù)服務(wù)后，DSC開始偵聽在指定端口，準(zhǔn)備接受來自于DTU設(shè)備的數(shù)據(jù)包，并根據(jù)情況判斷是DTU上線數(shù)據(jù)包還是終端儀表上傳數(shù)據(jù)包，若是DTU上線數(shù)據(jù)包則跟新DTU用戶列表，若是終端儀表上傳數(shù)據(jù)包則根據(jù)注冊的數(shù)據(jù)解析驅(qū)動(dòng)對數(shù)據(jù)包進(jìn)行解析。以下為啟動(dòng)服務(wù)的關(guān)鍵代碼：

根據(jù)接收到的數(shù)據(jù)包判斷其是設(shè)備上線包還是正常數(shù)據(jù)包，若是上線包則進(jìn)行用戶列表維護(hù)，若是數(shù)據(jù)包，則根據(jù)設(shè)備注冊時(shí)的數(shù)據(jù)解析驅(qū)動(dòng)進(jìn)行數(shù)據(jù)解析，然后將解析結(jié)果存入數(shù)據(jù)庫中。以下是數(shù)據(jù)解析部分的關(guān)鍵代碼：

2.3參數(shù)設(shè)置

在上位機(jī)DSC軟件中用戶可以根據(jù)實(shí)際情況設(shè)置對應(yīng)終端設(shè)備的數(shù)據(jù)解析參數(shù)，具體為數(shù)據(jù)解析驅(qū)動(dòng)，終端設(shè)備地址，能耗種類，數(shù)據(jù)類型（累計(jì)值或瞬時(shí)值），取數(shù)指令等。設(shè)置完畢后所有的參數(shù)將會(huì)保存到參數(shù)數(shù)據(jù)庫中對應(yīng)的表里面，上位機(jī)DSC軟件將按照設(shè)定的參數(shù)據(jù)進(jìn)行能耗數(shù)據(jù)的采集。

3結(jié)束語

本文所設(shè)計(jì)開發(fā)的上位機(jī)DSC軟件經(jīng)長期運(yùn)行，性能穩(wěn)定，后期擴(kuò)展性佳，操作便捷，數(shù)據(jù)采集效率高。既是一款能耗數(shù)據(jù)采集上位機(jī)DSC軟件，同時(shí)又具有遠(yuǎn)程設(shè)備調(diào)試工具的能力，很好地滿足了企業(yè)能耗數(shù)據(jù)采集的要求。

參考文獻(xiàn)：

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