一种基于数据传输可靠性保证机制的建筑能耗监测设备制造技术

本实用新型专利技术涉及一种基于数据传输可靠性保证机制的建筑能耗监测设备，采集装置（1）与监测设备（2）通过Zigbee网络连接，监测设备（2）与数据中心平台（3）通过网络连接，通信数据帧长度控制模块（4）和应答与超时重传机制模块（6）分别与无线节点路由机制模块（5）连接；监测设备（2）包括反馈模块（7）、断点续传机制模块（8）、第一冗余机制模块（9），断点续传机制模块（8）与第一冗余机制模块（9）连接；数据中心平台（3）内设置有第二冗余机制模块（10）。本实用新型专利技术能够有效的解决针对目前建筑能耗数据传输过程中容易出现的通信可靠性问题，为建筑能耗数据监测系统提供了一个完整的数据传输可靠性保证机制。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
一种基于数据传输可靠性保证机制的建筑能耗监测设备
本技术属于嵌入式系统应用领域，具体涉及一种基于数据传输可靠性保证机制的建筑能耗监测设备。
技术介绍
在建筑能耗监测系统中，需要对现场的不同类型、不同传输协议的多个仪表进行数据采集，采集后的数据要通过有线或无线的方式汇聚至现场数据监测设备，并根据实际需要再将数据传送至指定的数据中心，进行数据管理和分析。目前，现场采集数据的传送一般采取有线传输或者Zigbee无线传输的方式，有线传输存在成本高、适应性差、扩展性低，布线实施困难等缺陷。Zigbee无线传输虽然能很好的解决有线传输的缺陷，但当现场障碍物遮挡、电磁环境不良的不利情况下，会造成数据传输的可靠性下降。因此，在既定的现场工作条件和数据传输形式下，如何能够保证数据传输的可靠性成为建筑能耗监测设备的各个设计环节中都应着重考虑的问题。
技术实现思路
本技术的目的是针对上述技术问题提出了一种基于数据传输可靠性保证机制的建筑能耗监测设备，能够有效的解决针对目前建筑能耗数据传输过程中容易出现的通信可靠性问题，为建筑能耗数据监测系统提供了一个完整的数据传输可靠性保证机制。本技术解决上述技术问题采用的技术方案:—种基于数据传输可靠性保证机制的建筑能耗监测设备，包括前端仪表信息的米集装置1、汇总和上传信息的监测设备2、对数据进行管理和分析的数据中心平台3，采集装置I与监测设备2通过Zigbee网络连接，监测设备2与数据中心平台3通过网络连接，采集装置I包括用于控制信息容量大小的通信数据帧长度控制模块4、用于上传信息的无线节点路由机制模块5、用于响应采集装置I与监测设备2之间信息传输反馈的应答与超时重传机制模块6，通信数据帧长度控制模块4和应答与超时重传机制模块6分别与无线节点路由机制模块5连接；监测设备2包括对应答与超时重传机制模块6上传信息响应的反馈模块7、用于网络中断恢复后信息继续上传的断点续传机制模块8、用于无线3G网络与以太网进行自行切换的第一冗余机制模块9，断点续传机制模块8与第一冗余机制模块9连接；数据中心平台3内设置有第二冗余机制模块10。本技术的有益效果是:1.采集装置和监测设备之间的无线通信，通过采取控制通信数据帧的长度、建立应答与超时重传机制、无线采集节点路由机制等进行通信可靠性保证；2.监测设备和数据中心之间的通信，除通过以太网传输外，建立3G无线通信的冗余机制和数据断点续传机制，二者作为整体对数据上传的可靠性和完整性进行保证；3.针对建筑能耗监测系统中各个可能出现的数据传输可靠性问题的环节，建立一套由具体应对措施组成的整体的可靠性保证机制，大大提高了整个系统运行的数据传输可靠性。【附图说明】图1为本技术的结构流程图；图2为本技术中通信数据帧的结构组成。【具体实施方式】一种基于数据传输可靠性保证机制的建筑能耗数据监测设备，以应对建筑能耗监测系统中各个通信环节可能出现的数据传输可靠性问题，它包括:现场采集装置I与监测设备2之间的数据传输可靠性措施、监测设备2与数据中心平台3之间的数据传输可靠性措施。1.采集装置和监测设备之间的可靠性措施采集装置I和监测设备2之间数据通过Zigbee无线传输的方式来实现，根据现场环境及Zigbee无线通信的特点，采取的可靠性保证措施如下:( I)通信数据帧长度控制模块4:与有线传输相比，无线通信可靠性相对较差，随着通信数据帧长度增加，该数据帧传输的成功率就会降低。基于此，本方案中在保证数据传输信息量的前提下，合理分配组织数据帧内容，尽可能降低数据帧的长度，以保证无线传输数据的可靠性。完整的数据帧包括:帧头、帧长、帧类型、备用字节、地址域、包序列号、数据域、校验码和帧尾；具体内容格式如图2所示，其中，数据域分为普通能耗数据帧的数据域和配置命令帧的数据域两种，在保证能耗监测通信应用的基础上对数据帧和配置帧的数据域长度进行了限制性的分包处理，从而降低ZigBee通信链路的数据负荷量；普通能耗数据帧的数据域中，每个仪表采集点数据长度8个字节；限制每次最多传输8个采集点的数据信息，从而限制每次ZigBee通信链路上的数据量。配置命令帧的数据域中，配置信息包括:基本配置信息和采集点配置信息。配置帧分为两种类型:使配置数据信息分为两部分，截短每包的数据长度。把每个采集点的配置信息单独分为一帧数据进行传送，完成配置应用的分包处理，实现对ZigBee通信链路上的数据量控制。(2)应答与超时重传机制模块6:通信双方中，如果发送方发出数据帧后要求接收方回复应答信息，由此判断对方收到正确信息并此次通信结束；如果发送方在发出数据帧后IOOms内未能接收到应答信息，则判断通信失败，需重新发送数据帧等待监测设备2的反馈模块7进行确认。由此应答与超时重传机制模块6保证了通信双方数据传输的可靠性。(3)无线节点路由机制模块5:建筑能耗数据采集应用现场具有环境复杂性，无线数据传输的方式一方面消除了有线方式带来的布线难度，另一方面，也使得无线通信面临较差的现场通信环境，如:采集装置节点I与监测设备2间通信距离较远、现场临时性或永久性障碍物的出现等，都会对Zigbee通信带来不利影响，且随着整个通信系统的规模扩大，通信障碍也会增多。本方案中，各个采集装置I节点除将其作为数据采集终端外，同时还充当通信拓扑结构中路由器的角色。在受障碍物影响的节点与监测设备2之间直接通信存在连接障碍的情形下，利用各个节点兼具的自动路由功能，自动形成新的数据传输通道，通过相邻路由器的自动转送模块11进行数据转发直至传输到监测设备2，由此，通信的成功率及抗干扰能力大大提升。2.监测设备2和数据中心平台3之间的可靠性措施正常情况下，监测设备2和数据中心平台3之间通过以太网进行数据传输，数据传输的速率及可靠性均有较好的保障。但是，数据传输的可靠性完全取决于以太网的可靠性，一旦以太网出现故障或断开连接，则数据传输完全中断，且连接断开期间的前端实时数据会造成丢失。本方案为以太网数据传输方式提供了一种冗余机制和断点续传机制，冗余机制的存在，使得在有线传输中断的情形下，仍能保证数据的可靠上传。此外，通过增设断点续传机制模块8，使得在连接断开期间的数据在监测设备2进行保存，待连接重新建立后，继续完成该批数据上传，使得上传数据的完整性得以保障。( I)第一冗余机制模块9、第二冗余机制模块10:在监测设备2和数据中心平台3两端分别第一冗余机制模块9和第二冗余机制模块10，第一冗余机制模块9和第二冗余机制模块10内均增设3G路由器接口，在以太网中断的情况下，自动启用3G路由器，通过3G无线通信方式进行数据传输，在以太网恢复正常之后自动切换为以太网，关闭3G路由器。虽然3G路由器存在通信成本较高的问题，但是鉴于以太网通信的故障率较低且出现故障后一般情况下均可在短时间内恢复通信，因此，将3G路由器作为一种备用方式，既不至于花费较多通信成本，同时又很好地保证了通信的可靠性。( 2 )断点续传机制模块8:在因连接断开而无法进行数据上传的情形下，监测设备2将本段时间内所接收到的前端采集数据通过监测设备自带的SD数据存储卡进行保存，在通信连接得到恢复之后，如有线连接恢复或启用3G无线连接后，将为未正常上传的数据继续上传本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于数据传输可靠性保证机制的建筑能耗监测设备，包括前端仪表信息的采集装置（1）、汇总和上传信息的监测设备（2）、对数据进行管理和分析的数据中心平台（3），采集装置（1）与监测设备（2）通过Zigbee网络连接，监测设备（2）与数据中心平台（3）通过网络连接，其特征是：采集装置（1）包括用于控制信息容量大小的通信数据帧长度控制模块（4）、用于上传信息的无线节点路由机制模块（5）、用于响应采集装置（1）与监测设备（2）之间信息传输反馈的应答与超时重传机制模块（6），通信数据帧长度控制模块（4）和应答与超时重传机制模块（6）分别与无线节点路由机制模块（5）连接；监测设备（2）包括对应答与超时重传机制模块（6）上传信息响应的反馈模块（7）、用于网络中断恢复后信息继续上传的断点续传机制模块（8）、用于无线3G网络与以太网进行自行切换的第一冗余机制模块（9），断点续传机制模块（8）与第一冗余机制模块（9）连接；数据中心平台（3）内设置有第二冗余机制模块（10）。

【技术特征摘要】
1.一种基于数据传输可靠性保证机制的建筑能耗监测设备，包括前端仪表信息的采集装置(I)、汇总和上传信息的监测设备(2)、对数据进行管理和分析的数据中心平台(3)，采集装置(I)与监测设备(2)通过Zigbee网络连接，监测设备(2)与数据中心平台(3)通过网络连接，其特征是: 采集装置(I)包括用于控制信息容量大小的通信数据帧长度控制模块(4)、用于上传信息的无线节点路由机制模块(5)、用于响应采集装置(I)与监测设备(2)之间信息...

【专利技术属性】
技术研发人员：李玮，邓中恒，吴晓闯，陶波，王玉宏，田涛，柳飞荣，张建江，吴彦，李鹏，王耀华，
申请(专利权)人：太原罗克佳华工业有限公司，
类型：新型
国别省市：山西;14