【學(xué)員問題】能耗監(jiān)測系統(tǒng)數(shù)據(jù)交換的設(shè)計？

　　【解答】在能耗監(jiān)測系統(tǒng)中，數(shù)據(jù)測量儀表得到數(shù)字信號，通過數(shù)據(jù)采集器定時采集數(shù)據(jù)并發(fā)送到數(shù)據(jù)中心，應(yīng)用軟件處理數(shù)據(jù)，上傳數(shù)據(jù)，整個過程都是數(shù)據(jù)交換和數(shù)據(jù)處理的過程。如何結(jié)合能耗監(jiān)測系統(tǒng)的特點，將現(xiàn)有的成熟技術(shù)合理地用到能耗監(jiān)測系統(tǒng)中，是數(shù)據(jù)交換設(shè)計的關(guān)鍵。數(shù)據(jù)交換主要包括數(shù)據(jù)發(fā)送、數(shù)據(jù)傳輸和數(shù)據(jù)解析，數(shù)據(jù)解析依賴數(shù)據(jù)發(fā)送時的數(shù)據(jù)定義。

　　1.數(shù)據(jù)采集過程

　　在能耗監(jiān)測系統(tǒng)中數(shù)據(jù)要記錄到省市級信息中心的數(shù)據(jù)庫中需要包括以下幾個環(huán)節(jié)，傳感器測量數(shù)據(jù)，采集器獲取傳感器數(shù)據(jù)，采集器向省市級信息中心發(fā)送數(shù)據(jù)，省市級信息中心系統(tǒng)軟件接收并存儲數(shù)據(jù)。因此數(shù)據(jù)交換分為兩大部分，其一為數(shù)據(jù)傳感器和采集器的數(shù)據(jù)交換，其二為采集器和省市級數(shù)據(jù)中心系統(tǒng)平臺軟件的數(shù)據(jù)交換。采集器通過RS-485協(xié)議定時和傳感器通訊并采集數(shù)據(jù)，采集器向信息中心上傳數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)傳感器和采集器為現(xiàn)場有線連接，具有標(biāo)準(zhǔn)的協(xié)議，不用單獨設(shè)計，而采集器和信息中心數(shù)據(jù)交換必須經(jīng)過INTERNET，在連接方式和數(shù)據(jù)表示法及其格式方面沒有統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，必須結(jié)合系統(tǒng)特點制定自己的數(shù)據(jù)表示法和數(shù)據(jù)傳輸格式。

　　2.能耗監(jiān)測數(shù)據(jù)的表示方法

　　數(shù)據(jù)傳輸采用數(shù)據(jù)流方式發(fā)送和接收，當(dāng)采集器與信息中心建立連接后，開始發(fā)送數(shù)據(jù)流，在數(shù)據(jù)流中包括了采集器獲取的各個傳感器的數(shù)據(jù)，因此數(shù)據(jù)流中必須能夠區(qū)分?jǐn)?shù)據(jù)是哪個傳感器的數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)代表的物理意義（如空調(diào)用電、動力用電等）。能耗監(jiān)測數(shù)據(jù)按照《國家機關(guān)辦公建筑和大型公共建筑能耗監(jiān)測系統(tǒng)軟件開發(fā)指導(dǎo)說明書》定義數(shù)據(jù)代碼，明確真實數(shù)據(jù)和計算機表示數(shù)據(jù)的關(guān)系。定義將隨著能耗監(jiān)測系統(tǒng)的不斷完善，進(jìn)行補充和修改。在本軟件中嚴(yán)格執(zhí)行開發(fā)指導(dǎo)說明書中的代碼定義，使得后面信息中心的數(shù)據(jù)解析變得很容易，為解析數(shù)據(jù)提供了開放的定義，也為數(shù)據(jù)采集器提供了開放的標(biāo)準(zhǔn)。

　　3.采用標(biāo)準(zhǔn)的傳輸數(shù)據(jù)格式

　　數(shù)據(jù)格式應(yīng)獨立于軟件和硬件，避免對軟件和硬件的依賴，同時也減小了對軟件和硬件的限制，便于不同應(yīng)用程序之間共享數(shù)據(jù)。本軟件采用XML格式傳送數(shù)據(jù)，主要考慮XML數(shù)據(jù)以純文本格式進(jìn)行存儲，純文本數(shù)據(jù)在不同操作系統(tǒng)之間都是一樣的，不依賴于操作系統(tǒng)，同時XML有其獨立的語法定義，已成為一種標(biāo)準(zhǔn)，不用單獨制定格式定義規(guī)則，且通用性強，已開發(fā)出一些公開發(fā)表的成熟解析工具，減少了編寫程序的工作，程序穩(wěn)定性也大大提高。從數(shù)據(jù)采集器到數(shù)據(jù)中轉(zhuǎn)站或信息中心，再上傳到住建部信息中心，各級均采用XML格式進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。

　　4.在數(shù)據(jù)接收和數(shù)據(jù)記錄之間采用中間件技術(shù)

　　系統(tǒng)軟件接收采集器發(fā)送的數(shù)據(jù)時間短，而接收到的數(shù)據(jù)需要記錄原始數(shù)據(jù)，并在進(jìn)行拆分運算后再記錄到各自的數(shù)據(jù)庫中，需要時間遠(yuǎn)大于接收時間，因此接收的瓶頸發(fā)生在接收數(shù)據(jù)后的處理，當(dāng)有大量的被監(jiān)測建筑物時，可能造成數(shù)據(jù)堵塞或丟失數(shù)據(jù)，因此必須解決傳輸數(shù)據(jù)的速度問題。為此將數(shù)據(jù)接收存儲程序分成兩部分，第一部分直接與數(shù)據(jù)采集器直接進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，及時獲取數(shù)據(jù)，該部分程序功能簡單，只起中間傳遞作用，維護(hù)量很小，第二部分保存數(shù)據(jù)到數(shù)據(jù)庫并進(jìn)行數(shù)據(jù)拆分，中間采用具有郵局功能的中間件技術(shù)（第三方軟件），將兩部分隔離，第一部分軟件將得到的數(shù)據(jù)直接發(fā)給中間件，中間件可保證將收到的數(shù)據(jù)準(zhǔn)確送達(dá)第二部分，這樣較好地解決了數(shù)據(jù)接收速度和準(zhǔn)確到達(dá)目的地的問題。第二部分程序?qū)�獲得的數(shù)據(jù)按照能耗監(jiān)測系統(tǒng)軟件開發(fā)指導(dǎo)說明書中的要求進(jìn)行存儲拆分，建立各種數(shù)據(jù)庫，供數(shù)據(jù)分析展示模塊使用。

　　5.根據(jù)軟件模塊功能確定編程語言

　　數(shù)據(jù)接收部分是數(shù)據(jù)交換的核心，在選擇語言時，需要考慮數(shù)據(jù)傳輸格式和界面設(shè)計，該部分沒有復(fù)雜界面，傳輸數(shù)據(jù)格式在上述3.2和3.3中已經(jīng)明確，采用XML格式進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，所以采用JAVA語言作為數(shù)據(jù)交換部分的編程語言，它具有較強的處理XML格式數(shù)據(jù)的功能，同時有很強的跨平臺可移植性，數(shù)據(jù)無需轉(zhuǎn)換，所以便于操作系統(tǒng)升級；數(shù)據(jù)分析展示部分對界面要求高，屬于客戶服務(wù)器模式，采用。Net編程。

　　6.采用標(biāo)準(zhǔn)的協(xié)議與數(shù)據(jù)采集器進(jìn)行數(shù)據(jù)通訊

　　目前，不同廠家的BAS系統(tǒng)之間很難進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，各自組成一個封閉的系統(tǒng)。原因是沒有開放的統(tǒng)一的數(shù)據(jù)傳輸標(biāo)準(zhǔn)。能耗監(jiān)測系統(tǒng)是一個新的應(yīng)用系統(tǒng)，而采集器必須與省市級平臺軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。因此上游軟件開發(fā)商應(yīng)考慮系統(tǒng)的開放性和兼容性，便于采集器生產(chǎn)商自行開發(fā)滿足系統(tǒng)軟件要求的數(shù)據(jù)發(fā)送程序，便于集成商集成系統(tǒng)。通過3.2和3.3建立的開放能耗監(jiān)測系統(tǒng)數(shù)據(jù)通訊協(xié)議，數(shù)據(jù)采集器廠商可以方便地開發(fā)與系統(tǒng)軟件通訊的數(shù)據(jù)發(fā)送程序。

　　7.雙通道設(shè)計

　　監(jiān)測系統(tǒng)和采集器一直處于連續(xù)運行狀態(tài)，當(dāng)一些采集器參數(shù)需要更新或程序升級時，采用兩個連接的邏輯通道，可以在不影響正常使用情況下，保證信息中心與采集器的指令信息交換。

　　以上內(nèi)容均根據(jù)學(xué)員實際工作中遇到的問題整理而成，供參考，如有問題請及時溝通、指正。