本發(fā)明屬于電力系統(tǒng)調(diào)度自動(dòng)化領(lǐng)域，尤其涉及一種基于Redis實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫的分布式前置采集系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

隨著各工礦企業(yè)電網(wǎng)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，企業(yè)EMS主站直采子站設(shè)備的數(shù)量也不斷增多，為適應(yīng)大批量子站設(shè)備數(shù)據(jù)的采集與監(jiān)控，使前置采集系統(tǒng)安全、穩(wěn)定、可靠運(yùn)行，同時(shí)力爭為用戶提供更加簡潔、友好的維護(hù)界面，設(shè)計(jì)開發(fā)出一套大容量的分布式前置系統(tǒng)。

當(dāng)前EMS（能量管理系統(tǒng)）系統(tǒng)中前置采集部分都是作為一個(gè)模塊處理，不能獨(dú)立部署，前置容量一般為兩組。由于每組接入設(shè)備數(shù)有限，已不能滿足大批量子站設(shè)備的接入。面對大批量子站設(shè)備的接入，前置將承擔(dān)巨大的數(shù)據(jù)處理壓力。前置模塊必須與主站部署在一起，當(dāng)主站與子站通信鏈路發(fā)生故障時(shí)，故障期間的數(shù)據(jù)將無法不存，存在很大的安全隱患。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本發(fā)明提供一種基于Redis實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫的分布式前置采集系統(tǒng)，能夠獨(dú)立的部署在EMS子站端，實(shí)現(xiàn)大批量的子站設(shè)備的接入，大幅降低了EMS主站系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理壓力。

本發(fā)明的上述技術(shù)問題主要是通過下述技術(shù)方案得以解決的：

基于Redis實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫的分布式前置采集系統(tǒng)，包括系統(tǒng)管理模塊、通訊規(guī)約處理模塊、分布式前置通訊模塊、分布式前置斷點(diǎn)續(xù)傳模塊、Redis實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫模塊、Redis實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫服務(wù)端模塊、Redis實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫客戶端模塊；

本系統(tǒng)以Redis實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫模塊為核心，建立各類變化數(shù)據(jù)和全數(shù)據(jù)在Redis實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫中的存儲(chǔ)模型。

系統(tǒng)管理模塊，負(fù)責(zé)檢測分布式前置采集系統(tǒng)與EMS主站系統(tǒng)的通訊狀態(tài)，并把通訊狀態(tài)及時(shí)通知其他各模塊；

通訊規(guī)約處理模塊，負(fù)責(zé)與子站端RTU（遠(yuǎn)程終端單元，RemoteTerminalUnit）設(shè)備的通訊規(guī)約處理并將采集到的數(shù)據(jù)報(bào)文解析后轉(zhuǎn)發(fā)給分布式前置通訊模塊；

分布式前置通訊模塊，負(fù)責(zé)與EMS主站、Redis實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫服務(wù)端模塊數(shù)據(jù)交互；

分布式前置斷點(diǎn)續(xù)傳模，負(fù)責(zé)在分布式前置采集系統(tǒng)與EMS主站系統(tǒng)的通訊中斷又重新恢復(fù)的情況下將Redis實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫模塊的未發(fā)送區(qū)的全數(shù)據(jù)類型和變化數(shù)據(jù)類型重新封裝成消息的數(shù)據(jù)格式重新發(fā)送給EMS主站系統(tǒng)；

Redis實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫服務(wù)端模塊，負(fù)責(zé)與Redis實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫模塊、分布式前置斷點(diǎn)續(xù)傳模塊的數(shù)據(jù)交互；

在分布式前置采集系統(tǒng)與EMS主站系統(tǒng)通訊正常時(shí)，分布式前置通訊模塊將采集到的全數(shù)據(jù)類型和變化數(shù)據(jù)類型封裝成消息的數(shù)據(jù)格式發(fā)送給EMS主站，同時(shí)僅將收到的全數(shù)據(jù)信息發(fā)送給Redis實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫服務(wù)端模塊。

在分布式前置采集系統(tǒng)與EMS主站系統(tǒng)通訊正常時(shí)，Redis實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫服務(wù)端模塊將從分布式前置通訊模塊接收到的全數(shù)據(jù)信息以鏈表的形式存儲(chǔ)于Redis實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫模塊的已發(fā)送區(qū)。

在分布式前置采集系統(tǒng)與EMS主站系統(tǒng)通訊中斷時(shí)，分布式前置通訊模塊將采集到的全數(shù)據(jù)類型和變化數(shù)據(jù)全部發(fā)送給Redis實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫服務(wù)端模塊。

在分布式前置采集系統(tǒng)與EMS主站系統(tǒng)通訊中斷時(shí)，分布式前置通訊模塊將采集到的全數(shù)據(jù)類型和變化數(shù)據(jù)全部發(fā)送給Redis實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫服務(wù)端模塊。

在分布式前置采集系統(tǒng)與EMS主站系統(tǒng)通訊中斷時(shí)，Redis實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫服務(wù)端模塊將從分布式前置通訊模塊接收到的全數(shù)據(jù)類型和變化數(shù)據(jù)以鏈表的形式存儲(chǔ)于Redis實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫模塊的未發(fā)送區(qū)。

在分布式前置采集系統(tǒng)與EMS主站系統(tǒng)的通訊中斷到重新恢復(fù)時(shí)，Redis實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫服務(wù)端模塊取出Redis實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫模塊的未發(fā)送區(qū)的全數(shù)據(jù)類型和變化數(shù)據(jù)類型發(fā)送給分布式前置斷點(diǎn)續(xù)傳模塊。

在分布式前置采集系統(tǒng)與EMS主站系統(tǒng)的通訊中斷到重新恢復(fù)時(shí)，分布式前置斷點(diǎn)續(xù)傳模塊接收到Redis實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫模塊的未發(fā)送區(qū)的全數(shù)據(jù)類型和變化數(shù)據(jù)類型重新封裝成消息的數(shù)據(jù)格式重新發(fā)送給EMS主站系統(tǒng)，并將發(fā)送結(jié)果反饋給Redis實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫服務(wù)端模塊。

Redis實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫服務(wù)端模塊收到分布式前置斷點(diǎn)續(xù)傳模塊發(fā)送成功的反饋信息，將續(xù)傳的全數(shù)據(jù)類型和變化數(shù)據(jù)類型從Redis實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫模塊的未發(fā)送區(qū)移除，并將全數(shù)據(jù)類型遷移到Redis實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫模塊的已發(fā)送區(qū)。

所述Redis實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫服務(wù)端模塊還負(fù)責(zé)Redis實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫的被動(dòng)持久化（即在分布式前置采集系統(tǒng)持續(xù)運(yùn)行一定時(shí)間后，Redis實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫服務(wù)端模塊將Redis實(shí)時(shí)庫中已發(fā)送區(qū)的鏈表數(shù)據(jù)持久化到磁盤上）并從Redis實(shí)時(shí)庫中刪除對應(yīng)時(shí)段數(shù)據(jù)。持久化后的歷史數(shù)據(jù)按照規(guī)定數(shù)據(jù)格式存儲(chǔ)，可以后期用作大數(shù)據(jù)分析計(jì)算。

Redis實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫客戶端模塊，實(shí)現(xiàn)Redis實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫的主動(dòng)持久化（即響應(yīng)用戶定制的持久化請求處理）。

本發(fā)明的有益效果是：能夠獨(dú)立部署于子站端，基于Redis實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫，實(shí)現(xiàn)大批量子站設(shè)備的接入，大幅減輕了EMS主站處理數(shù)據(jù)的壓力，并且當(dāng)在分布式前置采集系統(tǒng)與EMS主站通訊中斷的時(shí)候也能完好的將數(shù)據(jù)保存，不會(huì)造成數(shù)據(jù)的丟失，提高了系統(tǒng)的可靠性，安全性。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本發(fā)明的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖；

圖2為本發(fā)明的數(shù)據(jù)流程圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)闡述，以使本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和特征能更易于被本領(lǐng)域技術(shù)人員理解，從而對本發(fā)明的保護(hù)范圍做出更為清楚明確的界定。

參照圖1至圖2所示，本發(fā)明基于Redis實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫的分布式前置采集系統(tǒng)；本系統(tǒng)基于Redis實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫，能夠獨(dú)立的部署于EMS子站端，實(shí)現(xiàn)大批量子站設(shè)備的接入；系統(tǒng)容量為256組分布式前置采集系統(tǒng)，每組包含兩臺(tái)前置機(jī)，互為主備，每組可實(shí)現(xiàn)1024個(gè)子站設(shè)備的接入，包括系統(tǒng)管理模塊、通訊規(guī)約處理模塊、分布式前置通訊模塊、分布式前置斷點(diǎn)續(xù)傳模塊、Redis實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫模塊、Redis實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫服務(wù)端模塊、Redis實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫客戶端模塊。

系統(tǒng)管理模塊，負(fù)責(zé)檢測分布式前置采集系統(tǒng)與EMS主站系統(tǒng)的通訊狀態(tài)，并把通訊狀態(tài)及時(shí)通知其他各模塊；

通訊規(guī)約處理模塊，負(fù)責(zé)與子站端RTU設(shè)備的通訊規(guī)約處理并將采集到的數(shù)據(jù)報(bào)文解析后轉(zhuǎn)發(fā)給分布式前置通訊模塊；

分布式前置通訊模塊，負(fù)責(zé)與EMS主站、Redis實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫服務(wù)端模塊數(shù)據(jù)交互；

分布式前置斷點(diǎn)續(xù)傳模，負(fù)責(zé)在分布式前置采集系統(tǒng)與EMS主站系統(tǒng)的通訊中斷又重新恢復(fù)的情況下將Redis實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫模塊的未發(fā)送區(qū)的全數(shù)據(jù)類型和變化數(shù)據(jù)類型重新封裝成消息的數(shù)據(jù)格式重新發(fā)送給EMS主站系統(tǒng)；

Redis實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫服務(wù)端模塊，負(fù)責(zé)與Redis實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫模塊、分布式前置斷點(diǎn)續(xù)傳模塊的數(shù)據(jù)交互；

Redis實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫客戶端模塊，實(shí)現(xiàn)Redis實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫的主動(dòng)持久化。

本系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理流程主要包括：

1.分布式前置采集系統(tǒng)與站端RTU通訊采用標(biāo)準(zhǔn)規(guī)約。

2.在分布式前置采集系統(tǒng)與主站EMS系統(tǒng)通訊正常時(shí)：

2.1 站端RTU值班端口上行一幀全數(shù)據(jù)/變化數(shù)據(jù)報(bào)文DataGram_UPDATE（將全數(shù)據(jù)/變化數(shù)據(jù)報(bào)文定義為DataGram_UPDATE）；

2.2 通訊規(guī)約處理模塊接收到DataGram_UPDATE，進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)規(guī)約報(bào)文解析，將生成的全數(shù)據(jù)/變化數(shù)據(jù)信息發(fā)送給分布式前置通訊模塊；

2.3 系統(tǒng)管理模塊檢測與主站EMS系統(tǒng)的通訊狀態(tài),并將狀態(tài)“正?！狈答伣o通訊規(guī)約處理模塊；

2.4 分布式前置通訊模塊得到本子系統(tǒng)與主站通訊正常，將全數(shù)據(jù)/變化數(shù)據(jù)信息封裝成消息發(fā)送給主站EMS系統(tǒng)，同時(shí)僅將全數(shù)據(jù)信息發(fā)送給Redis實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫服務(wù)端模塊；

2.5 Redis實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫服務(wù)端模塊接收到全數(shù)據(jù)，將全數(shù)據(jù)組裝成鏈表格式，將該鏈表記錄寫入Redis實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫模塊的已發(fā)送區(qū)。

3.在分布式前置采集系統(tǒng)與主站EMS系統(tǒng)通訊中斷時(shí)：

3.1 站端RTU值班端口上行一幀全數(shù)據(jù)/變化數(shù)據(jù)報(bào)文DataGram_UPDATE；

3.2 通訊規(guī)約處理模塊接收到DataGram_UPDATE，進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)規(guī)約報(bào)文解析，將生成的全數(shù)據(jù)/變化數(shù)據(jù)信息發(fā)送給分布式前置通訊模塊。

1.3.系統(tǒng)管理模塊檢測與主站EMS系統(tǒng)的通訊狀態(tài),并將狀態(tài)“異常”反饋給通訊規(guī)約處理模塊。

3.4 分布式前置通訊模塊得到本子系統(tǒng)與主站通訊異常，將全數(shù)據(jù)/變化數(shù)據(jù)標(biāo)記為“未發(fā)送”發(fā)送給Redis實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫服務(wù)端模塊。

3.5 Redis實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫服務(wù)端模塊接收到全數(shù)據(jù)/變化數(shù)據(jù)，將全數(shù)據(jù)/變化數(shù)據(jù)分別組裝成鏈表格式，將鏈表記錄寫入Redis實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫模塊的未發(fā)送區(qū)；

3.6 系統(tǒng)管理模塊不斷檢測與主站EMS系統(tǒng)的通訊狀態(tài),通訊狀態(tài)“異?！眲t數(shù)據(jù)流程繼續(xù)重復(fù)本設(shè)計(jì)3.1-3.5數(shù)據(jù)流程；

3.7 系統(tǒng)管理模塊不斷檢測與主站EMS系統(tǒng)的通訊狀態(tài),通訊狀態(tài)由“異?！鞭D(zhuǎn)變?yōu)椤罢！眲t分布式前置采集系統(tǒng)數(shù)據(jù)流程繼續(xù)以下3.8數(shù)據(jù)流程；

3.8 系統(tǒng)管理模塊將EMS主站通訊狀態(tài)由異常轉(zhuǎn)變?yōu)檎５南⑼ㄖ植际角爸猛ㄓ嵞K、Redis實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫服務(wù)端模塊；

3.9 分布式前置通訊模塊得到本子系統(tǒng)與主站通訊恢復(fù)正常，工作流程將跳轉(zhuǎn)到設(shè)計(jì)點(diǎn)2.4數(shù)據(jù)流程；

3.10 Redis實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫服務(wù)端模塊得到本子系統(tǒng)與主站通訊恢復(fù)正常，從Redis實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫模塊的未發(fā)送區(qū)按時(shí)間先后順取出未發(fā)送鏈表數(shù)據(jù)發(fā)送給分布式前置斷點(diǎn)續(xù)傳模塊；

3.11 分布式前置斷點(diǎn)續(xù)傳模塊得到未發(fā)送鏈表數(shù)據(jù)，封裝成消息發(fā)送給主站EMS前置模塊，并將全數(shù)據(jù)和變化數(shù)據(jù)的發(fā)送結(jié)果反饋給Redis實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫服務(wù)端；

3.12 Redis實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫服務(wù)端模塊得到數(shù)據(jù)補(bǔ)發(fā)的結(jié)果，全數(shù)據(jù)補(bǔ)發(fā)成功，將已經(jīng)成功發(fā)送的全數(shù)據(jù)鏈表遷移到已發(fā)送區(qū)。變化數(shù)據(jù)補(bǔ)發(fā)成功，將變化數(shù)據(jù)鏈表從redis實(shí)時(shí)庫未發(fā)送區(qū)移除。

4 分布式前置采集系統(tǒng)持續(xù)運(yùn)行365天后，Redis實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫服務(wù)端模塊將Redis實(shí)時(shí)庫中已發(fā)送區(qū)的鏈表數(shù)據(jù)持久化到磁盤上，并從Redis實(shí)時(shí)庫中刪除對應(yīng)時(shí)段數(shù)據(jù)。持久化后的歷史數(shù)據(jù)按照規(guī)定數(shù)據(jù)格式存儲(chǔ)，可以后期用作大數(shù)據(jù)分析計(jì)算。

5 Redis實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫客戶端模塊響應(yīng)用戶定制的持久化請求。持久化（即將數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到磁盤上）后的歷史數(shù)據(jù)按照規(guī)定數(shù)據(jù)格式存儲(chǔ)，可以后期用作大數(shù)據(jù)分析計(jì)算。

以上所述，僅為本發(fā)明的具體實(shí)施方式，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何不經(jīng)過創(chuàng)造性勞動(dòng)想到的變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)該以權(quán)利要求書所限定的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。