專利名稱：熱力計(jì)量數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程傳輸及管理系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種熱力計(jì)量數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程傳輸及管理系統(tǒng)，屬于無(wú)線通信技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
作為一個(gè)能源消耗大國(guó)，節(jié)能減排是我國(guó)走可持續(xù)發(fā)展道路的重要舉措。推進(jìn)供熱計(jì)量改革，加快推行分戶計(jì)量、按用熱量收費(fèi)的制度是實(shí)現(xiàn)建筑節(jié)能的最有效措施。隨著供熱計(jì)量改革的逐步推開(kāi)，一些問(wèn)題也逐漸顯現(xiàn)出來(lái)抄表、核算工作量大，收費(fèi)信息不透明，用戶欠費(fèi)無(wú)法管理等。目前也有很多無(wú)線抄表系統(tǒng)，但大都針對(duì)性不強(qiáng)，僅為簡(jiǎn)單的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，不符合當(dāng)前供熱計(jì)量數(shù)據(jù)參數(shù)多、用戶呈現(xiàn)地域聚集性的特點(diǎn)，在數(shù)據(jù)監(jiān)控等方面涉及到的也比較少。

發(fā)明內(nèi)容
為克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種熱力計(jì)量數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程傳輸及管理系統(tǒng)。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案一種熱力計(jì)量數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程傳輸及管理系統(tǒng)，包括數(shù)據(jù)中心服務(wù)器、熱量?jī)x表數(shù)據(jù)采集網(wǎng)關(guān)和熱量?jī)x表，數(shù)據(jù)中心服務(wù)器通過(guò)GPRS/GSM無(wú)線公共通訊網(wǎng)絡(luò)與熱量?jī)x表數(shù)據(jù)采集網(wǎng)關(guān)連接，熱量?jī)x表數(shù)據(jù)采集網(wǎng)關(guān)通過(guò)M-BUS總線與熱量?jī)x表連接；數(shù)據(jù)中心服務(wù)器包括數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器、數(shù)據(jù)同步服務(wù)器、WEB服務(wù)器和短信發(fā)送裝置，數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器、數(shù)據(jù)同步服務(wù)器和WEB服務(wù)器通過(guò)hternet連接，短信發(fā)送裝置通過(guò)串行數(shù)據(jù)線與數(shù)據(jù)同步服務(wù)器相連；熱量?jī)x表數(shù)據(jù)采集網(wǎng)關(guān)包括基于單片機(jī)的協(xié)議轉(zhuǎn)換與數(shù)據(jù)處理單元、M-BUS通信模塊、 GPRS/GSM通信模塊、存儲(chǔ)模塊、時(shí)鐘與電源模塊，基于單片機(jī)的協(xié)議轉(zhuǎn)換與數(shù)據(jù)處理單元通過(guò)片內(nèi)總線與M-BUS通信模塊、GPRS/GSM通信模塊和存儲(chǔ)模塊連接，時(shí)鐘與電源模塊為熱量?jī)x表數(shù)據(jù)采集網(wǎng)關(guān)供電。所述數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器、數(shù)據(jù)同步服務(wù)器和TOB服務(wù)器運(yùn)行于浪潮英信NF5120，短信發(fā)送裝置為基于GSM公共通訊網(wǎng)絡(luò)短信發(fā)送裝置TC35。所述協(xié)議轉(zhuǎn)換與數(shù)據(jù)處理單元采用LPC1763，存儲(chǔ)模塊采用W25)(64，GPRS/GSM通信模塊采用M590，時(shí)鐘與電源模塊為其他模塊提供3. 3V、5V、24V的穩(wěn)壓直流電源和基準(zhǔn)時(shí)鐘。所述熱量?jī)x表為帶有串行通信接口的數(shù)字熱量計(jì)量?jī)x表。該系統(tǒng)可以解決供熱用戶地域分散但具有一定的聚集性，小范圍之內(nèi)的用戶可以合用一個(gè)熱量?jī)x表數(shù)據(jù)采集網(wǎng)關(guān)，數(shù)據(jù)網(wǎng)關(guān)與上層系統(tǒng)采用無(wú)線通信，不僅能夠在一定程度上降低布線難度，同時(shí)考慮到通信成本與效率，減少無(wú)線通信帶來(lái)的不穩(wěn)定性，也能一定程度上降低在公共通訊網(wǎng)絡(luò)上發(fā)生的通信費(fèi)用。系統(tǒng)同時(shí)提供信息管理功能，各級(jí)用戶可以查看不同的儀表數(shù)據(jù)，系統(tǒng)同時(shí)提供智能的數(shù)據(jù)處理能力，根據(jù)某些經(jīng)驗(yàn)值對(duì)儀表返回?cái)?shù)據(jù)進(jìn)行匯總、分析、計(jì)算，以得到報(bào)表、網(wǎng)損、報(bào)警信息等。對(duì)于某些比較嚴(yán)重的數(shù)據(jù)異動(dòng)能夠自動(dòng)向指定負(fù)責(zé)人發(fā)送報(bào)警短信，極大地提高故障的處理效率，同時(shí)一定程度上減少偷熱盜熱的發(fā)生，提高供熱公司的經(jīng)濟(jì)效益。一種熱力計(jì)量數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程傳輸及管理系統(tǒng)的工作方法如下系統(tǒng)在完成初始化后，熱量?jī)x表數(shù)據(jù)采集網(wǎng)關(guān)從數(shù)據(jù)同步服務(wù)器獲取儀表數(shù)據(jù)通信協(xié)議以及數(shù)據(jù)采集間隔，根據(jù)系統(tǒng)預(yù)先設(shè)定的采集時(shí)間，通過(guò)M-BUS通信模塊向帶有通信功能的熱量?jī)x表發(fā)出儀表通信協(xié)議中規(guī)定的數(shù)據(jù)采集命令，熱量?jī)x表數(shù)據(jù)采集網(wǎng)關(guān)接收到熱量?jī)x表發(fā)送的采集數(shù)據(jù)后，協(xié)議轉(zhuǎn)換與數(shù)據(jù)處理單元根據(jù)協(xié)議內(nèi)容對(duì)收到的采集數(shù)據(jù)進(jìn)行轉(zhuǎn)換并存放到存儲(chǔ)模塊中；熱量?jī)x表數(shù)據(jù)采集網(wǎng)關(guān)通過(guò)GPRS/GSM通信模塊接收到數(shù)據(jù)同步服務(wù)器的數(shù)據(jù)上傳指令后將存儲(chǔ)模塊中的采集數(shù)據(jù)根據(jù)預(yù)設(shè)的數(shù)據(jù)封裝算法處理后打包上傳；數(shù)據(jù)同步服務(wù)器接受到上傳數(shù)據(jù)后，解析數(shù)據(jù)并將上傳數(shù)據(jù)存放到數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器中；數(shù)據(jù)同步服務(wù)器對(duì)解析后的上傳數(shù)據(jù)進(jìn)行匯總處理，生成匯總數(shù)據(jù)，包括統(tǒng)計(jì)日?qǐng)?bào)數(shù)據(jù)、根據(jù)儀表管網(wǎng)關(guān)系得到的網(wǎng)損數(shù)據(jù)、對(duì)數(shù)據(jù)合理性及延續(xù)性進(jìn)行判斷產(chǎn)生的告警信息，在發(fā)生告警信息時(shí)，數(shù)據(jù)同步服務(wù)器通過(guò)短信發(fā)送裝置向系統(tǒng)規(guī)定的人員發(fā)出告警短信，并將生成的匯總數(shù)據(jù)存放到數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器中；WEB服務(wù)器為系統(tǒng)用戶提供瀏覽、查詢、修改系統(tǒng)數(shù)據(jù)的平臺(tái)；數(shù)據(jù)傳輸中使用的數(shù)據(jù)封裝方法為，熱量?jī)x表數(shù)據(jù)采集網(wǎng)關(guān)先將要發(fā)送的數(shù)據(jù)封裝成格式相同的包數(shù)據(jù)，再對(duì)包數(shù)據(jù)部分進(jìn)行打包封裝成幀，其格式為幀頭+數(shù)據(jù)類型+ 包個(gè)數(shù)+包數(shù)據(jù)+校驗(yàn)位+幀尾；其中不同的數(shù)據(jù)類型對(duì)應(yīng)不同的包數(shù)據(jù)長(zhǎng)度，因此能夠確定幀長(zhǎng)度，同時(shí)結(jié)合幀尾的位置就可以判斷該數(shù)據(jù)幀是否為熱量?jī)x表數(shù)據(jù)采集網(wǎng)關(guān)所發(fā)送的合法數(shù)據(jù)；幀頭和幀尾都為0x7E，因此打包時(shí)需要對(duì)數(shù)據(jù)幀中非頭尾的0x7E的字節(jié)進(jìn)行處理；另外在包數(shù)據(jù)中加入了儀表的身份驗(yàn)證碼，該驗(yàn)證碼采用加密算法，并將密文和密鑰同時(shí)上傳到數(shù)據(jù)同步服務(wù)器，數(shù)據(jù)同步服務(wù)器獲得密鑰后使用同樣的方法對(duì)身份驗(yàn)證碼加密，若加密后數(shù)據(jù)和接收到的密文完全一致則認(rèn)為是合法數(shù)據(jù)；具體數(shù)據(jù)封裝算法如下1)使用加和校驗(yàn)，即校驗(yàn)位與數(shù)據(jù)部分各個(gè)字節(jié)的和的最低字節(jié)位為0，并作為最后一個(gè)字節(jié)數(shù)據(jù)；2)將校驗(yàn)位與數(shù)據(jù)部分的每個(gè)字節(jié)表示為dataToEncodeti]，即要封裝的數(shù)據(jù)的第i個(gè)字節(jié)，對(duì)dataToEncodeti]進(jìn)行數(shù)據(jù)封裝如果data^ToEncode [i]等于 0x7D 或者 0x7E，則將 data^ToEncode [i]分解為兩個(gè)字節(jié)，第一個(gè)字節(jié)是0x7D，第二個(gè)字節(jié)是dataToEncode[i]與0x20的差；如果data^ToEncode [i]不等于0x7D或者0x7E，則數(shù)據(jù)不變；
幻轉(zhuǎn)換完成，幀頭、尾添加0x7E ；數(shù)據(jù)解析算法是數(shù)據(jù)封裝算法的逆過(guò)程，具體的數(shù)據(jù)解析算法為1)查找第一個(gè)0x7E后，對(duì)后續(xù)數(shù)據(jù)進(jìn)行解析；2)將后續(xù)數(shù)據(jù)的每個(gè)字節(jié)表示為dataToDecodeti]，即要解析的數(shù)據(jù)的第i個(gè)字節(jié)，對(duì)datal^Decodeti]進(jìn)行數(shù)據(jù)解析如果dataToDecode[i]不等于0x7D，解析后數(shù)據(jù)不變；如果dataToDecode [i]等于 0x7D，則解析后數(shù)據(jù)為 data^ToDecodeti+U+OxZO ；3)若查找到第二個(gè)0x7E，解析完成，對(duì)解析后數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)進(jìn)行加和校驗(yàn)，若結(jié)果為零則表示通信未發(fā)生錯(cuò)誤，否則要求系統(tǒng)重傳；數(shù)據(jù)匯總處理方法如下1)按數(shù)據(jù)格式提取儀表參數(shù)；幻若是當(dāng)前日期的最后一條記錄，則與前一天最后一條記錄作差運(yùn)算，這樣統(tǒng)計(jì)的優(yōu)點(diǎn)在與，若累計(jì)值歸零則只影響一天的日?qǐng)?bào)數(shù)據(jù)，而且超過(guò)預(yù)定閾值的日?qǐng)?bào)生成異常報(bào)警，經(jīng)處理后能夠最大程度降低誤差；3)將數(shù)據(jù)分為代表溫度、壓力的狀態(tài)參量和代表流量、熱量的統(tǒng)計(jì)參量，若狀態(tài)參量為零、統(tǒng)計(jì)參量無(wú)變化，則熱量?jī)x表為停用狀態(tài)；若狀態(tài)參量不為零、統(tǒng)計(jì)參量為零，則熱量?jī)x表為盜竊狀態(tài)；若狀態(tài)參量為零、統(tǒng)計(jì)參量有變化，則熱量?jī)x表為故障狀態(tài)；若某些參數(shù)出現(xiàn)較大程序波動(dòng)，即超出了系統(tǒng)規(guī)定的閾值，則生成超量程報(bào)警；4)計(jì)算網(wǎng)損數(shù)據(jù)，儀表具有總表或分表屬性，結(jié)合儀表所在管網(wǎng)，計(jì)算總表數(shù)據(jù)與下屬分表數(shù)據(jù)之和的差值則為網(wǎng)損數(shù)據(jù)，網(wǎng)損數(shù)據(jù)超出預(yù)先規(guī)定的閾值范圍，數(shù)據(jù)同步服務(wù)器生成網(wǎng)損異常報(bào)警。本發(fā)明的有益效果是可以避免熱量表人工數(shù)據(jù)采集中的不便與繁瑣，且針對(duì)用戶地域上分散的特點(diǎn)采用無(wú)線通訊方式降低布線難度，同時(shí)對(duì)于有一定聚集性的用戶采用部分有線模式也能夠降低設(shè)備成本和提高通信的可靠性，同時(shí)系統(tǒng)提供了穩(wěn)健的數(shù)據(jù)傳輸策略能夠較大程度降低系統(tǒng)受到攻擊的概率，在智能數(shù)據(jù)匯總方法的幫助下亦能夠給管理者提供異常情況下參考依據(jù)，使之能夠快速定位并了解現(xiàn)場(chǎng)狀況，提高服務(wù)響應(yīng)速度，另外用戶及管理者也可以通過(guò)網(wǎng)絡(luò)隨時(shí)隨地查看儀表信息。


圖1為本發(fā)明的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)框圖。圖2為本發(fā)明中熱量?jī)x表數(shù)據(jù)采集網(wǎng)關(guān)的結(jié)構(gòu)框圖。圖3為本發(fā)明的數(shù)據(jù)封裝流程圖。圖4為本發(fā)明的數(shù)據(jù)解析流程圖。圖5為發(fā)明的數(shù)據(jù)匯總處理流程圖。其中，1、熱量?jī)x表，2、熱量?jī)x表數(shù)據(jù)采集網(wǎng)關(guān)，3、數(shù)據(jù)同步服務(wù)器，4、數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器，5、TOB服務(wù)器，6、短信發(fā)送裝置，7、瀏覽器，8、用戶移動(dòng)設(shè)備，9、協(xié)議轉(zhuǎn)換與數(shù)據(jù)處理單元，10、GPRS/GSM通信模塊，11、M-BUS通信模塊，12、存儲(chǔ)模塊，13、時(shí)鐘與電源模塊。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。實(shí)施例一種熱力計(jì)量數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程傳輸及管理系統(tǒng)，包括數(shù)據(jù)中心服務(wù)器、熱量?jī)x表數(shù)據(jù)采集網(wǎng)關(guān)( 和熱量?jī)x表(1)，數(shù)據(jù)中心服務(wù)器通過(guò)GPRS/GSM無(wú)線公共通訊網(wǎng)絡(luò)與熱量?jī)x表數(shù)據(jù)采集網(wǎng)關(guān)( 連接，熱量?jī)x表數(shù)據(jù)采集網(wǎng)關(guān)( 通過(guò)M-BUS總線與熱量?jī)x表(1) 連接；數(shù)據(jù)中心服務(wù)器包括數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器G)、數(shù)據(jù)同步服務(wù)器(3)、TOB服務(wù)器( 和短信發(fā)送裝置(6)，數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器G)、數(shù)據(jù)同步服務(wù)器C3)和TOB服務(wù)器( 通過(guò)hternet連接，短信發(fā)送裝置(6)通過(guò)串行數(shù)據(jù)線與數(shù)據(jù)同步服務(wù)器C3)相連；熱量?jī)x表數(shù)據(jù)采集網(wǎng)關(guān) (2)包括基于單片機(jī)的協(xié)議轉(zhuǎn)換與數(shù)據(jù)處理單元(9)、M-BUS通信模塊(11)、GPRS/GSM通信模塊(10)、存儲(chǔ)模塊(12)、時(shí)鐘與電源模塊(13)，基于單片機(jī)的協(xié)議轉(zhuǎn)換與數(shù)據(jù)處理單元 (9)通過(guò)片內(nèi)總線與M-BUS通信模塊(11)、GPRS/GSM通信模塊(10)和存儲(chǔ)模塊(12)連接， 時(shí)鐘與電源模塊(1 為熱量?jī)x表數(shù)據(jù)采集網(wǎng)關(guān)( 供電。所述數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器(4)、數(shù)據(jù)同步服務(wù)器( 和TOB服務(wù)器( 運(yùn)行于浪潮英信 NF5120，短信發(fā)送裝置(6)為基于GSM公共通訊網(wǎng)絡(luò)短信發(fā)送裝置TC35。所述協(xié)議轉(zhuǎn)換與數(shù)據(jù)處理單元(9)采用LPC1763，存儲(chǔ)模塊(12)采用W25)(64， GPRS/GSM通信模塊(10)采用M590，時(shí)鐘與電源模塊(1 為其他模塊提供3. 3V、5V、24V的穩(wěn)壓直流電源和基準(zhǔn)時(shí)鐘。所述熱量?jī)x表(1)為帶有串行通信接口的數(shù)字熱量計(jì)量?jī)x表。一種熱力計(jì)量數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程傳輸及管理系統(tǒng)的工作方法如下系統(tǒng)在完成初始化后，熱量?jī)x表數(shù)據(jù)采集網(wǎng)關(guān)從數(shù)據(jù)同步服務(wù)器獲取儀表數(shù)據(jù)通信協(xié)議以及數(shù)據(jù)采集間隔，根據(jù)系統(tǒng)預(yù)先設(shè)定的采集時(shí)間，通過(guò)M-BUS通信模塊向帶有通信功能的熱量?jī)x表發(fā)出儀表通信協(xié)議中規(guī)定的數(shù)據(jù)采集命令，熱量?jī)x表數(shù)據(jù)采集網(wǎng)關(guān)接收到熱量?jī)x表發(fā)送的采集數(shù)據(jù)后，協(xié)議轉(zhuǎn)換與數(shù)據(jù)處理單元根據(jù)協(xié)議內(nèi)容對(duì)收到的采集數(shù)據(jù)進(jìn)行轉(zhuǎn)換并存放到存儲(chǔ)模塊中；熱量?jī)x表數(shù)據(jù)采集網(wǎng)關(guān)通過(guò)GPRS/GSM通信模塊接收到數(shù)據(jù)同步服務(wù)器的數(shù)據(jù)上傳指令后將存儲(chǔ)模塊中的采集數(shù)據(jù)根據(jù)預(yù)設(shè)的數(shù)據(jù)封裝算法處理后打包上傳；數(shù)據(jù)同步服務(wù)器接受到上傳數(shù)據(jù)后，解析數(shù)據(jù)并將上傳數(shù)據(jù)存放到數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器中；數(shù)據(jù)同步服務(wù)器對(duì)解析后的上傳數(shù)據(jù)進(jìn)行匯總處理，生成匯總數(shù)據(jù)，包括統(tǒng)計(jì)日?qǐng)?bào)數(shù)據(jù)、根據(jù)儀表管網(wǎng)關(guān)系得到的網(wǎng)損數(shù)據(jù)、對(duì)數(shù)據(jù)合理性及延續(xù)性進(jìn)行判斷產(chǎn)生的告警信息，在發(fā)生告警信息時(shí)，數(shù)據(jù)同步服務(wù)器通過(guò)短信發(fā)送裝置向系統(tǒng)規(guī)定的人員發(fā)出告警短信，并將生成的匯總數(shù)據(jù)存放到數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器中；WEB服務(wù)器為系統(tǒng)用戶提供瀏覽、查詢、修改系統(tǒng)數(shù)據(jù)的平臺(tái)；數(shù)據(jù)傳輸中使用的數(shù)據(jù)封裝方法為，熱量?jī)x表數(shù)據(jù)采集網(wǎng)關(guān)先將要發(fā)送的數(shù)據(jù)封裝成格式相同的包數(shù)據(jù)，再對(duì)包數(shù)據(jù)部分進(jìn)行打包封裝成幀，其格式為幀頭+數(shù)據(jù)類型+ 包個(gè)數(shù)+包數(shù)據(jù)+校驗(yàn)位+幀尾；其中不同的數(shù)據(jù)類型對(duì)應(yīng)不同的包數(shù)據(jù)長(zhǎng)度，因此能夠確定幀長(zhǎng)度，同時(shí)結(jié)合幀尾的位置就可以判斷該數(shù)據(jù)幀是否為熱量?jī)x表數(shù)據(jù)采集網(wǎng)關(guān)所發(fā)送的合法數(shù)據(jù)；幀頭和幀尾都為0x7E，因此打包時(shí)需要對(duì)數(shù)據(jù)幀中非頭尾的0x7E的字節(jié)進(jìn)行處理；另外在包數(shù)據(jù)中加入了儀表的身份驗(yàn)證碼，該驗(yàn)證碼采用加密算法，并將密文和密鑰同時(shí)上傳到數(shù)據(jù)同步服務(wù)器，數(shù)據(jù)同步服務(wù)器獲得密鑰后使用同樣的方法對(duì)身份驗(yàn)證碼加密，若加密后數(shù)據(jù)和接收到的密文完全一致則認(rèn)為是合法數(shù)據(jù)；具體數(shù)據(jù)封裝算法如下1)使用加和校驗(yàn)，即校驗(yàn)位與數(shù)據(jù)部分各個(gè)字節(jié)的和的最低字節(jié)位為0，并作為最后一個(gè)字節(jié)數(shù)據(jù)；2)將校驗(yàn)位與數(shù)據(jù)部分的每個(gè)字節(jié)表示為dataToEncodeti]，即要封裝的數(shù)據(jù)的第i個(gè)字節(jié)，對(duì)dataToEncodeti]進(jìn)行數(shù)據(jù)封裝如果data^ToEncode [i]等于 0x7D 或者 0x7E，則將 data^ToEncode [i]分解為兩個(gè)字節(jié)，第一個(gè)字節(jié)是0x7D，第二個(gè)字節(jié)是dataToEncode[i]與0x20的差；如果data^ToEncode [i]不等于0x7D或者0x7E，則數(shù)據(jù)不變；
3)轉(zhuǎn)換完成，幀頭、尾添加0x7E ；數(shù)據(jù)解析算法是數(shù)據(jù)封裝算法的逆過(guò)程，具體的數(shù)據(jù)解析算法為1)查找第一個(gè)0x7E后，對(duì)后續(xù)數(shù)據(jù)進(jìn)行解析；2)將后續(xù)數(shù)據(jù)的每個(gè)字節(jié)表示為dataToDecodeti]，即要解析的數(shù)據(jù)的第i個(gè)字節(jié)，對(duì)datal^Decodeti]進(jìn)行數(shù)據(jù)解析如果dataToDecode[i]不等于0x7D，解析后數(shù)據(jù)不變；如果dataToDecode [i]等于 0x7D，則解析后數(shù)據(jù)為 data^ToDecodeti+U+OxZO ；3)若查找到第二個(gè)0x7E，解析完成，對(duì)解析后數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)進(jìn)行加和校驗(yàn)，若結(jié)果為零則表示通信未發(fā)生錯(cuò)誤，否則要求系統(tǒng)重傳；數(shù)據(jù)匯總處理方法如下1)按數(shù)據(jù)格式提取儀表參數(shù)；幻若是當(dāng)前日期的最后一條記錄，則與前一天最后一條記錄作差運(yùn)算，這樣統(tǒng)計(jì)的優(yōu)點(diǎn)在與，若累計(jì)值歸零則只影響一天的日?qǐng)?bào)數(shù)據(jù)，而且超過(guò)預(yù)定閾值的日?qǐng)?bào)生成異常報(bào)警，經(jīng)處理后能夠最大程度降低誤差；3)將數(shù)據(jù)分為代表溫度、壓力的狀態(tài)參量和代表流量、熱量的統(tǒng)計(jì)參量，若狀態(tài)參量為零、統(tǒng)計(jì)參量無(wú)變化，則熱量?jī)x表為停用狀態(tài)；若狀態(tài)參量不為零、統(tǒng)計(jì)參量為零，則熱量?jī)x表為盜竊狀態(tài)；若狀態(tài)參量為零、統(tǒng)計(jì)參量有變化，則熱量?jī)x表為故障狀態(tài)；若某些參數(shù)出現(xiàn)較大程序波動(dòng)，即超出了系統(tǒng)規(guī)定的閾值，則生成超量程報(bào)警；4)計(jì)算網(wǎng)損數(shù)據(jù)，儀表具有總表或分表屬性，結(jié)合儀表所在管網(wǎng)，計(jì)算總表數(shù)據(jù)與下屬分表數(shù)據(jù)之和的差值則為網(wǎng)損數(shù)據(jù)，網(wǎng)損數(shù)據(jù)超出預(yù)先規(guī)定的閾值范圍，數(shù)據(jù)同步服務(wù)器生成網(wǎng)損異常報(bào)警。
權(quán)利要求
1.一種熱力計(jì)量數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程傳輸及管理系統(tǒng)，包括數(shù)據(jù)中心服務(wù)器、熱量?jī)x表數(shù)據(jù)采集網(wǎng)關(guān)和熱量?jī)x表，其特征在于，數(shù)據(jù)中心服務(wù)器通過(guò)GPRS/GSM無(wú)線公共通訊網(wǎng)絡(luò)與熱量?jī)x表數(shù)據(jù)采集網(wǎng)關(guān)連接，熱量?jī)x表數(shù)據(jù)采集網(wǎng)關(guān)通過(guò)M-BUS總線與熱量?jī)x表連接；數(shù)據(jù)中心服務(wù)器包括數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器、數(shù)據(jù)同步服務(wù)器、WEB服務(wù)器和短信發(fā)送裝置，數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器、數(shù)據(jù)同步服務(wù)器和WEB服務(wù)器通過(guò)hternet連接，短信發(fā)送裝置通過(guò)串行數(shù)據(jù)線與數(shù)據(jù)同步服務(wù)器相連；熱量?jī)x表數(shù)據(jù)采集網(wǎng)關(guān)包括基于單片機(jī)的協(xié)議轉(zhuǎn)換與數(shù)據(jù)處理單元、M-BUS 通信模塊、GPRS/GSM通信模塊、存儲(chǔ)模塊、時(shí)鐘與電源模塊，基于單片機(jī)的協(xié)議轉(zhuǎn)換與數(shù)據(jù)處理單元通過(guò)片內(nèi)總線與M-BUS通信模塊、GPRS/GSM通信模塊和存儲(chǔ)模塊連接，時(shí)鐘與電源模塊為熱量?jī)x表數(shù)據(jù)采集網(wǎng)關(guān)供電。
2.如權(quán)利要求1所述的熱力計(jì)量數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程傳輸及管理系統(tǒng)，其特征在于，所述數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器、數(shù)據(jù)同步服務(wù)器和WEB服務(wù)器運(yùn)行于浪潮英信NF5120，短信發(fā)送裝置為基于GSM公共通訊網(wǎng)絡(luò)短信發(fā)送裝置TC35。
3.如權(quán)利要求1所述的熱力計(jì)量數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程傳輸及管理系統(tǒng)，其特征在于，所述協(xié)議轉(zhuǎn)換與數(shù)據(jù)處理單元采用LPC1763，存儲(chǔ)模塊采用W25X64，GPRS/GSM通信模塊采用M590，時(shí)鐘與電源模塊為其他模塊提供3. 3V.5V.24V的穩(wěn)壓直流電源和基準(zhǔn)時(shí)鐘。
4.如權(quán)利要求1所述的熱力計(jì)量數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程傳輸及管理系統(tǒng)，其特征在于，所述熱量?jī)x表為帶有串行通信接口的數(shù)字熱量計(jì)量?jī)x表。
5.一種熱力計(jì)量數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程傳輸及管理系統(tǒng)的工作方法，其特征在于，工作方法如下 系統(tǒng)在完成初始化后，熱量?jī)x表數(shù)據(jù)采集網(wǎng)關(guān)從數(shù)據(jù)同步服務(wù)器獲取儀表數(shù)據(jù)通信協(xié)議以及數(shù)據(jù)采集間隔，根據(jù)系統(tǒng)預(yù)先設(shè)定的采集時(shí)間，通過(guò)M-BUS通信模塊向帶有通信功能的熱量?jī)x表發(fā)出儀表通信協(xié)議中規(guī)定的數(shù)據(jù)采集命令，熱量?jī)x表數(shù)據(jù)采集網(wǎng)關(guān)接收到熱量?jī)x表發(fā)送的采集數(shù)據(jù)后，協(xié)議轉(zhuǎn)換與數(shù)據(jù)處理單元根據(jù)協(xié)議內(nèi)容對(duì)收到的采集數(shù)據(jù)進(jìn)行轉(zhuǎn)換并存放到存儲(chǔ)模塊中；熱量?jī)x表數(shù)據(jù)采集網(wǎng)關(guān)通過(guò)GPRS/GSM通信模塊接收到數(shù)據(jù)同步服務(wù)器的數(shù)據(jù)上傳指令后將存儲(chǔ)模塊中的采集數(shù)據(jù)根據(jù)預(yù)設(shè)的數(shù)據(jù)封裝算法處理后打包上傳；數(shù)據(jù)同步服務(wù)器接受到上傳數(shù)據(jù)后，解析數(shù)據(jù)并將上傳數(shù)據(jù)存放到數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器中；數(shù)據(jù)同步服務(wù)器對(duì)解析后的上傳數(shù)據(jù)進(jìn)行匯總處理，生成匯總數(shù)據(jù)，包括統(tǒng)計(jì)日?qǐng)?bào)數(shù)據(jù)、根據(jù)儀表管網(wǎng)關(guān)系得到的網(wǎng)損數(shù)據(jù)、對(duì)數(shù)據(jù)合理性及延續(xù)性進(jìn)行判斷產(chǎn)生的告警信息， 在發(fā)生告警信息時(shí)，數(shù)據(jù)同步服務(wù)器通過(guò)短信發(fā)送裝置向系統(tǒng)規(guī)定的人員發(fā)出告警短信， 并將生成的匯總數(shù)據(jù)存放到數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器中；WEB服務(wù)器為系統(tǒng)用戶提供瀏覽、查詢、修改系統(tǒng)數(shù)據(jù)的平臺(tái)； 數(shù)據(jù)傳輸中使用的數(shù)據(jù)封裝方法為，熱量?jī)x表數(shù)據(jù)采集網(wǎng)關(guān)先將要發(fā)送的數(shù)據(jù)封裝成格式相同的包數(shù)據(jù)，再對(duì)包數(shù)據(jù)部分進(jìn)行打包封裝成幀，其格式為幀頭+數(shù)據(jù)類型+包個(gè)數(shù)+包數(shù)據(jù)+校驗(yàn)位+幀尾；其中不同的數(shù)據(jù)類型對(duì)應(yīng)不同的包數(shù)據(jù)長(zhǎng)度，因此能夠確定幀長(zhǎng)度，同時(shí)結(jié)合幀尾的位置就可以判斷該數(shù)據(jù)幀是否為熱量?jī)x表數(shù)據(jù)采集網(wǎng)關(guān)所發(fā)送的合法數(shù)據(jù)；幀頭和幀尾都為0x7E，因此打包時(shí)需要對(duì)數(shù)據(jù)幀中非頭尾的0x7E的字節(jié)進(jìn)行處理；另外在包數(shù)據(jù)中加入了儀表的身份驗(yàn)證碼，該驗(yàn)證碼采用加密算法，并將密文和密鑰同時(shí)上傳到數(shù)據(jù)同步服務(wù)器，數(shù)據(jù)同步服務(wù)器獲得密鑰后使用同樣的方法對(duì)身份驗(yàn)證碼加密，若加密后數(shù)據(jù)和接收到的密文完全一致則認(rèn)為是合法數(shù)據(jù)；具體數(shù)據(jù)封裝算法如下1)使用加和校驗(yàn)，即校驗(yàn)位與數(shù)據(jù)部分各個(gè)字節(jié)的和的最低字節(jié)位為0，并作為最后一個(gè)字節(jié)數(shù)據(jù)；2)將校驗(yàn)位與數(shù)據(jù)部分的每個(gè)字節(jié)表示為dataToEncodeti]，即要封裝的數(shù)據(jù)的第i 個(gè)字節(jié)，對(duì)dataToEncodeti]進(jìn)行數(shù)據(jù)封裝如果dataToEncode[i]等于0x7D或者0x7E，則將dataToEncode [i]分解為兩個(gè)字節(jié)， 第一個(gè)字節(jié)是0x7D，第二個(gè)字節(jié)是dataToEncode [i]與0x20的差；如果dataToEncode [i]不等于0x7D或者0x7E，則數(shù)據(jù)不變；3)轉(zhuǎn)換完成，幀頭、尾添加0x7E；數(shù)據(jù)解析算法是數(shù)據(jù)封裝算法的逆過(guò)程，具體的數(shù)據(jù)解析算法為1)查找第一個(gè)0x7E后，對(duì)后續(xù)數(shù)據(jù)進(jìn)行解析；2)將后續(xù)數(shù)據(jù)的每個(gè)字節(jié)表示為dataToDecodeti]，即要解析的數(shù)據(jù)的第i個(gè)字節(jié)，對(duì) dataToDecode[i]進(jìn)行數(shù)據(jù)解析如果dataToDecode[i]不等于0x7D，解析后數(shù)據(jù)不變；如果dataToDecode[i]等于 0x7D，則解析后數(shù)據(jù)為 data^ToDecodeti+U+OxZO ；3)若查找到第二個(gè)0x7E，解析完成，對(duì)解析后數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)進(jìn)行加和校驗(yàn)，若結(jié)果為零則表示通信未發(fā)生錯(cuò)誤，否則要求系統(tǒng)重傳；數(shù)據(jù)匯總處理方法如下1)按數(shù)據(jù)格式提取儀表參數(shù)；2)若是當(dāng)前日期的最后一條記錄，則與前一天最后一條記錄作差運(yùn)算，這樣統(tǒng)計(jì)的優(yōu)點(diǎn)在與，若累計(jì)值歸零則只影響一天的日?qǐng)?bào)數(shù)據(jù)，而且超過(guò)預(yù)定閾值的日?qǐng)?bào)生成異常報(bào)警， 經(jīng)處理后能夠最大程度降低誤差；3)將數(shù)據(jù)分為代表溫度、壓力的狀態(tài)參量和代表流量、熱量的統(tǒng)計(jì)參量，若狀態(tài)參量為零、統(tǒng)計(jì)參量無(wú)變化，則熱量?jī)x表為停用狀態(tài)；若狀態(tài)參量不為零、統(tǒng)計(jì)參量為零，則熱量?jī)x表為盜竊狀態(tài)；若狀態(tài)參量為零、統(tǒng)計(jì)參量有變化，則熱量?jī)x表為故障狀態(tài)；若某些參數(shù)出現(xiàn)較大程序波動(dòng)，即超出了系統(tǒng)規(guī)定的閾值，則生成超量程報(bào)警；4)計(jì)算網(wǎng)損數(shù)據(jù)，儀表具有總表或分表屬性，結(jié)合儀表所在管網(wǎng)，計(jì)算總表數(shù)據(jù)與下屬分表數(shù)據(jù)之和的差值則為網(wǎng)損數(shù)據(jù)，網(wǎng)損數(shù)據(jù)超出預(yù)先規(guī)定的閾值范圍，數(shù)據(jù)同步服務(wù)器生成網(wǎng)損異常報(bào)警。
全文摘要
熱力計(jì)量數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程傳輸及管理系統(tǒng)，屬于無(wú)線通信技術(shù)領(lǐng)域。包括數(shù)據(jù)中心服務(wù)器、熱量?jī)x表數(shù)據(jù)采集網(wǎng)關(guān)和熱量?jī)x表，數(shù)據(jù)中心服務(wù)器通過(guò)GPRS/GSM無(wú)線公共通訊網(wǎng)絡(luò)與熱量?jī)x表數(shù)據(jù)采集網(wǎng)關(guān)連接，熱量?jī)x表數(shù)據(jù)采集網(wǎng)關(guān)通過(guò)M-BUS總線與熱量?jī)x表連接。能避免熱量表人工數(shù)據(jù)采集中的不便，針對(duì)用戶地域上分散的特點(diǎn)采用無(wú)線通訊方式降低布線難度，對(duì)于有一定聚集性的用戶采用部分有線模式降低設(shè)備成本、提高通信可靠性，同時(shí)系統(tǒng)提供了穩(wěn)健的數(shù)據(jù)傳輸策略能夠降低系統(tǒng)受到攻擊的概率，在智能數(shù)據(jù)匯總方法的幫助下亦能夠給管理者提供異常情況下參考依據(jù)，使之能夠快速定位并了解現(xiàn)場(chǎng)狀況，提高服務(wù)響應(yīng)速度，另外用戶及管理者也可以通過(guò)網(wǎng)絡(luò)隨時(shí)隨地查看儀表信息。
文檔編號(hào)H04L29/06GK102571984SQ201210043150
公開(kāi)日2012年7月11日 申請(qǐng)日期2012年2月23日 優(yōu)先權(quán)日2012年2月23日
發(fā)明者姜愛(ài)萍, 張鵬, 李紹林, 栗華, 王洪君, 趙明英 申請(qǐng)人:山東大學(xué)