面向服务的智慧住区实时数据库系统及其工作方法技术方案

本发明专利技术公开了面向服务的智慧住区实时数据库系统及其工作方法；包括：数据接口层，现对住区的安防系统或楼宇自控系统的传感器信息进行分类采集，将数据按照统一的通信协议进行封装，将封装好的数据采用二进制数据流的方式传入到数据持久层的内存中；数据持久层，用于实现对数据接口层采集数据的统一存储；调用服务层进行数据的解析与存储；数据模型层，用于提供测点、物联网设备及用于数据关联分析与预测；服务层，用于提供核心服务，核心服务包括数据解析、数据清洗、数据压缩、数据解压缩、数据转换、实时数据存取、历史数据存取、状态监测、事务管理、日志记录和报警服务；该实时数据库具有松耦合、服务可重用等特点。

Service oriented intelligent residential real-time database system and working method thereof

The invention discloses a service oriented intelligent residential area real-time database system and its working method; including: data interface layer, the sensor information to the residential security system or building automation system classified collection, data communication protocol in accordance with the unified package, packaged data using a binary data stream is transmitted to the the data persistence layer in memory; data persistence layer, to achieve unified storage of data interface layer data collection analysis and storage; data call service layer; the data model layer, to provide measuring points, networking equipment and used for data analysis and prediction; service layer, to provide core services, including core services data analysis, data cleaning, data compression, data compression, data conversion, data access, data access, historical status Monitoring, transaction management, logging and alerting services; the real-time database has the characteristics of loose coupling and reusable services.

【技术实现步骤摘要】
面向服务的智慧住区实时数据库系统及其工作方法
本专利技术涉及面向服务的智慧住区实时数据库系统及其工作方法。
技术介绍
当前，我国多个城市正在建设智慧住区，智慧住区的建设以住区居民为主体，以资源融合为目标，智慧住区综合服务平台是智慧住区的建设核心，智慧社区综合信息服务平台的建设目标是在社区层面实现城市不同部门异构系统间的资源共享和业务协同，有效避免城市多头投资、重复建设、资源浪费等问题。智慧住区实时数据库实现对智慧住区海量数据资源的收集，为智慧住区综合服务平台的各类应用提供数据，有效支撑社区内各系统正常、健康地运行，为社区居民提供良好的服务，也为政府实现高效的业务管理提供方便。智慧社区中的基础系统包括智能家居系统、能源管理系统、环境监测系统、地源热泵系统，家庭医疗系统等。建设智慧社区实时数据库，实时收集智慧社区数据资源，进行统一管理，实现系统间的联动；收集的海量数据为数据挖掘等提供数据基础。在现有实时数据库的研究中，工业实时数据库与电力行业实时数据库的研究相对较多，其中，工业实时数据库采用多层分布式的体系结构，应用了模块化、组件化的思想，主要采用COM技术实现，其数据模型构建与数据存储以位号为基础单位。这种实时数据库的构建方式，系统相对稳定，但是组件开发灵活性较低，功能粒度相对较高，重用性较低，在对外开放的接口方面，以OPC或ODBC技术为支撑，提供相应接口。同时，工业实时数据库其服务领域为工业生产，以工业生产的需求为指导，并不满足智慧住区的相关需求。应用于电力行业的实时数据库近年来发展较快，数据库的部分模块已开始应用面向服务的架构进行设计，并取得较好的效果，同时电力行业其数据模型的构建除以基本位号为基础单位外，还基于面向对象的思想进行了数据模型的构建。社区实时数据库作为各个系统数据融合平台，对下收集各个系统硬件设施的数据，对上为各个软件系统提供数据服务。工业级别的实时数据库，价格昂贵，同时不满足智慧住区的应用要求，而以SQLSERVER等数据库作为智慧住区的实时历史数据库，一方面其性能难以满足海量的数据的存储需求，另一方面，其实时性无法满足要求。
技术实现思路
本专利技术的目的就是为了解决上述问题，提供面向服务的智慧住区实时数据库系统及其工作方法，该实时数据库具有松耦合、服务可重用等特点，并提供标准的数据服务接口，提高了数据交换效率，满足各类数据资源的数据集成与共享需求，降低软件开发周期与应用成本，并较轻易的实现分布式部署。该实时数据库采用多进程或多线程的方式开发，采用面向服务的方法实现分布式部署与应用。为了实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：面向服务的智慧住区实时数据库系统，包括：数据接口层，用于实现对住区的安防系统或楼宇自控系统的传感器信息进行分类采集，将数据按照统一的通信协议进行封装，将封装好的数据采用二进制数据流的方式传入到数据持久层的内存中；数据持久层，用于实现对数据接口层采集数据的统一存储；调用服务层进行数据的解析与存储；数据模型层，用于提供测点、物联网设备及用于数据关联分析与预测；服务层，用于提供核心服务，核心服务包括数据解析、数据清洗、数据压缩、数据解压缩、数据转换、实时数据存取、历史数据存取、状态监测、事务管理、日志记录和报警服务；系统运维层，用于提供权限管理、状态监测、资源与负载管理和事务管理；服务管理层，用于对服务层进行管理；包括服务访问控制、服务分类、服务可替代性分析和服务访问记录；扩展应用层，基于实时数据库的服务或引用网络服务接口，进行组合运行，实现扩展应用功能。服务层服务以数据源的不同分为两类，一类是以实时数据库本身内存与磁盘为数据源的服务，只能提供基于实时数据库自身的数据服务，提供内存与磁盘的本身存储的数据的提取、转换服务；另一类服务数据源包括自身内存与磁盘，也包括外界数据源；所述数据接口层，包括：OPCClient，用于采取OPC协议采集各个OPCserver的数据，将浮点型数据、整形、bool型数据类型分别组织，将数据类型相同的数据进行单次上传；物联网节点，将物联网设备所有测点的数据集中组织，以设备类型为分类依据，向上传输；设备类型的代码按照国家电网公司企业标准Q/GDW723-2012规范制定；测点包括智能设备，物联网节点与智能设备之间的关系是一对一或一对多的关系；智能设备包括具有控制功能的控制设备与具有监测功能的监测设备；所述控制设备包括智能开关、智能插座和智能窗帘，所述监测设备包括：环境监测设备和人员监测设备；其他接口，包括基于通用协议BACNET等协议的数据采集接口；其他接口，用于采集住区单独小型设备的数据。所述数据持久层，包括：内存，用于存储实时数据与近期历史数据，所述近期历史数据是指定时间段内的历史数据；磁盘，用于存储过期历史数据。所述数据模型层，包括：任务流模型，用于描述任务流通用的属性与方法的数据结构；基础测点数据模型，用于描述基础测点的属性与方法的数据结构；物联网数据模型，用于描述物联网节点采集的环境数据、设备数据的属性与方法的数据结构；部分设备数据模型，用于描述基于通用协议采集的测点的属性与方法的数据结构；组态数据模型，用于描述数据库配置组态信息，基础测点、物联网设备及测点、其他设备测点的组态信息的属性与方法的数据结构；所述组态信息包括区域、量程、上下级关系；数据统计分析模型，用于描述统计与分析算法的属性与方法的数据结构；所述服务层，包括：数据解析与处理服务模块，用于分辨采集的数据种类，依照协议将数据接口采集的数据切割、提取，解析为可用数据并存储，放入一级缓冲队列中；数据清洗服务模块，用于进行实时/历史数据分析时，对冗余、错误数据进行处理；状态监测服务模块，用于监测OPCClient、物联网节点各个数据采集接口的工作状态；实时数据存取服务模块，用于从一级缓冲队列中取出数据，存储入实时数据存储区中；数据压缩服务模块，用于将内存数据库的数据转存到历史数据库时，依据不同种类的数据，采用不同的压缩算法进行压缩，以减少存储空间；组态数据服务模块，用于提供测点、设备、数据采集接口的组态信息查询、修改等服务。数据转换服务模块，用于依据组态信息，进行量程转换，或将物联网环境等数据转换为单个测点的数据形式；历史数据存取服务模块，用于将内存中数据库的数据转存到磁盘文件上去；事务管理服务模块，用于接收事物处理要求，进行事物处理；日志记录服务模块，用于实时数据库在运维过程与事务处理过程中进行数据记录；数据解压服务模块，用于进行历史数据获取时，对历史数据用不同的解压算法进行解压；报警服务模块，用于判断某个测点或模块其数据异常时，发出报警信息；所述系统运维层，包括：系统访问权限控制模块，用于实时数据库系统的访问控制；服务器状态监测模块，用于实时监测物联网节点、OPCclient接口及其所在计算机的工作状态；设备运行状态监测模块，用于依据采集的测点数据实时判断设备运行状态是否良好；资源管理模块，用于管理与实时数据库相关的所有软硬件资源的工作状态的历史情况；负载管理模块，用于实时监测各个服务器的负载情况，当某计算机负载过大时，进行负载平衡，或关闭不必要负载。所述服务管理层，包括：服务访问控制模块，用于服务负载控制与服务权限控制，对服务实行分类管理，并记录服务访问信息；所述分类本文档来自技高网...

【技术保护点】
面向服务的智慧住区实时数据库系统，其特征是，包括：数据接口层，用于实现对住区的安防系统或楼宇自控系统的传感器信息进行分类采集，将数据按照统一的通信协议进行封装，将封装好的数据采用二进制数据流的方式传入到数据持久层的内存中；数据持久层，用于实现对数据接口层采集数据的统一存储；调用服务层进行数据的解析与存储；数据模型层，用于提供测点、物联网设备及用于数据关联分析与预测；服务层，用于提供核心服务，核心服务包括数据解析、数据清洗、数据压缩、数据解压缩、数据转换、实时数据存取、历史数据存取、状态监测、事务管理、日志记录和报警服务；系统运维层，用于提供权限管理、状态监测、资源与负载管理和事务管理；服务管理层，用于对服务层进行管理；包括服务访问控制、服务分类、服务可替代性分析和服务访问记录；扩展应用层，基于实时数据库的服务或引用网络服务接口，进行组合运行，实现扩展应用功能。

【技术特征摘要】
1.面向服务的智慧住区实时数据库系统，其特征是，包括：数据接口层，用于实现对住区的安防系统或楼宇自控系统的传感器信息进行分类采集，将数据按照统一的通信协议进行封装，将封装好的数据采用二进制数据流的方式传入到数据持久层的内存中；数据持久层，用于实现对数据接口层采集数据的统一存储；调用服务层进行数据的解析与存储；数据模型层，用于提供测点、物联网设备及用于数据关联分析与预测；服务层，用于提供核心服务，核心服务包括数据解析、数据清洗、数据压缩、数据解压缩、数据转换、实时数据存取、历史数据存取、状态监测、事务管理、日志记录和报警服务；系统运维层，用于提供权限管理、状态监测、资源与负载管理和事务管理；服务管理层，用于对服务层进行管理；包括服务访问控制、服务分类、服务可替代性分析和服务访问记录；扩展应用层，基于实时数据库的服务或引用网络服务接口，进行组合运行，实现扩展应用功能。2.如权利要求1所述的面向服务的智慧住区实时数据库系统，其特征是，服务层服务以数据源的不同分为两类，一类是以实时数据库本身内存与磁盘为数据源的服务，只能提供基于实时数据库自身的数据服务，提供内存与磁盘的本身存储的数据的提取、转换服务；另一类服务数据源包括自身内存与磁盘，也包括外界数据源。3.如权利要求1所述的面向服务的智慧住区实时数据库系统，其特征是，所述数据接口层，包括：OPCClient，用于采取OPC协议采集各个OPCserver的数据，将浮点型数据、整形、bool型数据类型分别组织，将数据类型相同的数据进行单次上传；物联网节点，将物联网设备所有测点的数据集中组织，以设备类型为分类依据，向上传输；设备类型的代码按照国家电网公司企业标准Q/GDW723-2012规范制定；测点包括智能设备，物联网节点与智能设备之间的关系是一对一或一对多的关系；智能设备包括具有控制功能的控制设备与具有监测功能的监测设备；所述控制设备包括智能开关、智能插座和智能窗帘，所述监测设备包括：环境监测设备和人员监测设备；其他接口，包括基于通用协议BACNET协议的数据采集接口；其他接口，用于采集住区单独小型设备的数据。4.如权利要求1所述的面向服务的智慧住区实时数据库系统，其特征是，所述数据持久层，包括：内存，用于存储实时数据与近期历史数据，所述近期历史数据是指定时间段内的历史数据；磁盘，用于存储过期历史数据。5.如权利要求1所述的面向服务的智慧住区实时数据库系统，其特征是，所述数据模型层，包括：任务流模型，用于描述任务流通用的属性与方法的数据结构；基础测点数据模型，用于描述基础测点的属性与方法的数据结构；物联网数据模型，用于描述物联网节点采集的环境数据、设备数据的属性与方法的数据结构；部分设备数据模型，用于描述基于通用协议采集的测点的属性与方法的数据结构；组态数据模型，用于描述数据库配置组态信息，基础测点、物联网设备及测点、其他设备测点的组态信息的属性与方法的数据结构；所述组态信息包括区域、量程、上下级关系；数据统计分析模型，用于描述统计与分析算法的属性与方法的数据结构。6.如权利要求1所述的面向服务的智慧住区实时数据库系统，其特征是，所述服务层，包括：数据解析与处理服务模块，用于分辨采集的数据种类，依照协议将数据接口采集的数据切割、提取，解析为可用数据并存储，放入一级缓冲队列中；数据清洗服务模块，用于进行实时/历史数据分析时，对冗余、错误数据进行处理；状态监测服务模块，用于监测OPCClient、物联网节点各个数据采集接口的工作状态；实时数据存取服务模块，用于从一级缓冲队列中取出数据，存储入实时数据存储区中；数据压缩服务模块，用于将内存数据库的数据转存到历史数据库时，依据不同种类的数据，采用不同的压缩算法进行压缩，以减少存储空间；组态数据服务模块，用于提供测点、设备、数据采集接口的组态信息查询、修改服务；数据转换服务模块，用...

【专利技术属性】
技术研发人员：王少林，田晨璐，乔国兴，高修崇，杨芳，黄喜悦，
申请(专利权)人：山东建筑大学，
类型：发明
国别省市：山东,37