【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及设备数据采集，具体涉及一种无需改造设备硬件的高速数据采集方法。
技术介绍
1、近几年工业互联网持续高速发展，涌现出许多边缘计算应用，比如设备状态监测、加工工件检测、加工过程撞刀报警等，这些应用都依赖于数据采集；其中有部分应用，比如撞刀报警，对数据采集的实时性要求非常高。目前经常需要拆机来安装传感器，一方面高精度的传感器费用较高，另一方面某些设备造价昂贵，拆机安装传感器风险较大。因此，亟需一种不需要改造硬件就能满足高速数据采集的方法。
2、当前大部分中高端的设备，基本都设置有以太网口并支持通过以太网通讯对外开发数据读、写接口。以太网通讯是全双工通讯，速度可以达到十兆，百兆甚至千兆。以太网通讯从osi层面，可以分为物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层和应用层。从通讯架构上则主要分为b/s和c/s架构。在通讯协议上，则主要使用tcp和udp进行数据传输。相比于传统的串口通讯，以modbus协议为例，基于以太网的modbustcp与基于串口的modbusrtu相比，modbustcp优势非常明显，比如具有更高的传输速度、单帧传输更大的数据量等。然而，设备上数据点众多，如果需要读取所有点的数据，每读取一个点的数据就需要与设备交互一次，会消耗设备的资源，影响性能；另外由于需要读取每个点的数据所以采集数据的时间也会很长，如果单次数据通讯在20ms左右，采集的数据点有20个，那么采集所有数据至少需要400～500ms。
技术实现思路
1、本专利技术解决现有技
2、本专利技术要求保护的技术方案如下：
3、一种无需改造设备硬件的高速数据采集方法，包括如下步骤：
4、s1：初始化：在设备端内部运行的操作系统中申请连续内存，并对所述连续内存中的数据进行初始化；所述设备端为设置有以太网口的设备；所述设备端支持基于以太网的特定通讯协议；
5、s2：设备端数据汇总：设备端内部运行的操作系统通过库函数创建多个采集参数处理线程用于分别采集设备端的不同参数数据并将采集的不同参数数据拷贝到s1所述连续内存中；
6、s3：采集端连接目标设备端：采集端通过设备端的所述特定通讯协议与设备端建立连接；所述采集端为用于采集设备端数据的网关设备；所述采集端设置有与设备端相对应的所述特定通讯协议；
7、s4：采集端采集数据：采集端和设备端连接成功后，采集端通过所述特定通讯协议与设备端进行通讯，并通过多个采集参数处理线程从设备端的连续内存中采集设备端的不同参数数据；
8、s5：采集端处理数据：采集端根据用户需求处理s4得到的设备端的不同参数数据。
9、优选地，s1中所述特定通讯协议包括modbus协议、focas协议、opc协议、opc-ua协议、fins协议、hostlink协议以及三菱的mc协议。
10、s3中所述采集端设置与设备端相对应的所述特定通讯协议，如果采集端集成了所述特定通讯协议，则不需要开发；否则需要开发，所述的开发包括：基于三方动态库开发和通过编程语言开发。
11、优选地，s2中所述拷贝通过copy语句实现。
12、所述s3建立连接的具体过程包括：
13、s31：设备端内部运行的操作系统通过库函数创建连接线程用于监听采集端的连接、创建监听套接字用于绑定设备端的ip地址和通讯端口；
14、s32：采集端设置要采集数据的设备的ip地址和通讯端口，并创建绑定上述ip地址和通讯端口的连接套接字，使用所述连接套接字连接设备端，设备端的连接线程通过s31所述监听套接字接受客户端的连接，并返回与采集端对应的连接套接字。
15、所述s4具体为采集端使用连接套接字携带需要采集的设备参数向设备端发送采集数据请求，设备端接收到采集数据请求后根据需要采集的设备参数采集设备端的连续内存中的设备参数数据并返回给采集端。
16、优选地，所述s2步骤可根据用户需求设置每天的执行次数。
17、优选地，s1中所述设备端内部运行的操作系统包括windows ce、vxworks、linux和单片机；所述网关设备包括windows ce、vxworks、linux和单片机。
18、所述设备端的工作流程如下：
19、步骤1：申请连续的内存，并对内存数据进行初始化；
20、步骤2：基于步骤1连续的内存和采集参数处理函数(dataprocess)，创建数据处理线程；所述采集参数处理函数具体为：将第一个参数拷贝到连续内存中对应的地址，将第二个参数拷贝到连续内存中对应的地址......将第n个参数拷贝到连续内存中对应的地址；所述采集参数处理函数的运行周期根据用户的需要进行设置；
21、步骤3：创建监听套接字，创建监听套接字成功后，监听套接字绑定要采集数据的设备的ip地址和通讯端口，并监听采集端的请求；
22、步骤4：监听套接字监听到采集端的连接请求后，与采集端建立连接；
23、步骤5：连接成功后监听套接字继续监听采集端的请求，根据采集端的请求，从连续的内存空间中获取数据，并发送采集端需要的数据给采集端；
24、步骤6：等待采集端的下一个的连接请求。
25、所述采集端的工作流程如下：
26、步骤1：设置要采集数据的设备的ip地址和通讯端口，并创建绑定上述ip地址和通讯端口的连接套接字；
27、步骤2：连接套接字创建成功后，使用连接套接字连接要采集其数据的设备端；
28、步骤3：连接成功后，使用连接套接字采集设备端的数据；
29、步骤4：设备端的数据采集成功后，采集端对获取的数据进行处理。
30、有益效果：
31、本专利技术提供一种无需改造设备硬件的高速数据采集方法，在设备端内部运行的操作系统中申请连续内存，并对连续内存中的数据进行初始化；设备端内部运行的操作系统通过库函数创建多个采集参数处理线程用于分别采集设备不同参数数据并将采集的设备不同参数数据拷贝到s1所述连续内存中对应的地址，创建多个采集参数处理线程能够做到多个线程同时对不同的参数数据进行采集，既可以节省采集的时间也可以保证参数数据的正确性，将设备端的所有数据汇集在一起；采集端通过设备端的所述特定通讯协议与设备端建立连接，并通过基于以太网的特定协议进行通讯，采集设备端的数据；以太网的通讯速度非常快，基本上在20ms以内就可以采集到设备完整的数据，采集端需要获取设备端的数据时，只需要先在采集端与设备端的操作系统之间建立连接，不需要依次采集设备端零散的数据，减少了采集端对设备的访问次数，而是直接采集设备端操作系统连续内存空间的数据即可，大大减少了采集数据的时间，解决现有技术采集设置有以太网口的设备的数据时需要拆机且采集数据时间周期过长的问题。
<本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种无需改造设备硬件的高速数据采集方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的无需改造设备硬件的高速数据采集方法，其特征在于，S1中所述特定通讯协议包括modbus协议、focas协议、opc协议、opc-ua协议、fins协议、hostLink协议以及三菱的MC协议。
3.根据权利要求2所述的无需改造设备硬件的高速数据采集方法，其特征在于，S3中所述采集端设置有与设备端相对应的所述特定通讯协议，如果采集端集成了所述特定通讯协议，则不需要开发；否则需要开发，所述开发包括：基于三方动态库开发和通过编程语言开发。
4.根据权利要求2所述的无需改造设备硬件的高速数据采集方法，其特征在于，S2中所述拷贝通过copy语句实现。
5.根据权利要求3或4所述的无需改造设备硬件的高速数据采集方法，其特征在于，所述S3建立连接的具体过程包括：
6.根据权利要求5所述的无需改造设备硬件的高速数据采集方法，其特征在于，所述S4具体为采集端使用连接套接字携带需要采集的设备参数向设备端发送采集数据请求，设备端接收到采集数据请求后
7.根据权利要求6所述的无需改造设备硬件的高速数据采集方法，其特征在于，所述S2步骤可根据用户需求设置每天的执行次数。
8.根据权利要求7所述的无需改造设备硬件的高速数据采集方法，其特征在于，S1中所述设备端内部运行的操作系统包括windows CE、VxWorks、Linux和单片机；所述网关设备包括windows CE、VxWorks、Linux和单片机。
9.根据权利要求8所述的无需改造设备硬件的高速数据采集方法，其特征在于，所述设备端的工作流程如下：
10.根据权利要求9所述的无需改造设备硬件的高速数据采集方法，其特征在于，所述采集端的工作流程如下：
...【技术特征摘要】
1.一种无需改造设备硬件的高速数据采集方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的无需改造设备硬件的高速数据采集方法，其特征在于，s1中所述特定通讯协议包括modbus协议、focas协议、opc协议、opc-ua协议、fins协议、hostlink协议以及三菱的mc协议。
3.根据权利要求2所述的无需改造设备硬件的高速数据采集方法，其特征在于，s3中所述采集端设置有与设备端相对应的所述特定通讯协议，如果采集端集成了所述特定通讯协议，则不需要开发；否则需要开发，所述开发包括：基于三方动态库开发和通过编程语言开发。
4.根据权利要求2所述的无需改造设备硬件的高速数据采集方法，其特征在于，s2中所述拷贝通过copy语句实现。
5.根据权利要求3或4所述的无需改造设备硬件的高速数据采集方法，其特征在于，所述s3建立连接的具体过程包括：
6.根据权利要求5所述的无需...
【专利技术属性】
技术研发人员：夏雪，
申请(专利权)人：上海船舶运输科学研究所有限公司，
类型：发明
国别省市：
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