一种机坪地面设备运行状态数据的采集和传输方法与流程

1.本发明涉及机坪地面设备管理技术领域，特别涉及一种机坪地面设备运行状态数据的采集和传输方法。


背景技术：

2.机坪地面设备包括400hz静变电源、飞机地面空调、登机桥以及为飞机提供地面服务的其他设备，机坪地面设备运行状态数据的采集、传输是用来对设备进行远程实时监测，采集是对地面设备运行状态进行数据采集，传输是将采集到的数据传输至服务器端，服务器将采集的部分设备数据经过处理后用作向航空公司收费的依据，同时存储的历史状态数据、故障数据也有利于对设备进行科学有效的管理。
3.机坪地面设备运行状态数据主要是基于通讯协议进行采集，采集的数据包括运行状态数据以及故障状态数据，运行状态数包括设备启停状态、工作电压、电流以及设定参数、工作实时参数等多项数据，故障状态包括有无故障以及具体的故障信息、故障代码。
4.目前机坪地面设备运行状态数据的采集通常是先建立通讯连接然后向设备发送查询指令，设备对正确的查询指令回复相应的数据包，至此可获得设备的状态数据，查询指令均为周期性发送，数据的传输则是基于tcp/ip协议通过搭建的局域网每隔一定的时间向服务器传输一次数据包。此方法的缺点一是通讯连接发生异常时，无法自动连接，需人工启动采集装置方可再次连接；二是会传输很多无用的数据(在设备待机时的返回数据包基本都一样的)，并且会占用大量的网络带宽，在网络繁忙时会出现丢失数据包的情况。


技术实现要素：

5.本发明的目的旨在至少解决所述技术缺陷之一。
6.为此，本发明的目的在于提出一种机坪地面设备运行状态数据的采集和传输方法。
7.为了实现上述目的，本发明的实施例提供一种机坪地面设备运行状态数据的采集和传输方法，包括如下步骤：
8.步骤s1，根据机坪地面设备的通讯接口参数，初始化通讯接口参数，进而与机坪地面设备建立通讯连接；
9.步骤s2，与机坪地面设备建立首次通讯连接；
10.步骤s3，发送查询指令，采用发出访问
‑
访问设备成功
‑
设备应答的方式得到要采集的数据；
11.步骤s4，首次通讯连接成功后，在采集数据过程中当检测到通讯失败时，跳转至通讯异常处理流程；
12.步骤s5，当通讯连接正常时，设备根据接收到的查询指令给出应答指令，其中，所述应答指令为包括数据的指令；
13.步骤s6，接收到设备返回的数据包后，进入数据处理流程；
14.步骤s7，经过解析和判断得到传输数据，该数据基于tcp/ip协议通过局域网传输至服务器；
15.步骤s8，数据的传输经过传输确认机制，以保证传输的服务器的数据准确不丢失。
16.进一步，在所述步骤s1中，所述通讯接口包括：串口和网口，对所述串口和网口的参数进行配置。
17.进一步，所述串口的参数包括：串口号、波特率、校验位、数据位和停止位；所述网口的参数包括：将采集装置的ip与设备的ip设置成同一个网段，访问前设置好端口号，通过ip与端口号访问到设备，获取设备的状态数据。
18.进一步，在所述步骤s3中，针对不同设备的不同通讯协议发送不同的查询指令，其中，所述查询指令包括：设备地址、功能码、数据地址、数据量、校验码，地面设备在接收到正确的指令后，以约定的格式返回数据包。
19.进一步，在所述步骤s4中，所述通讯异常处理流程包括如下步骤：
20.(1)检测到通讯异常，包括：通过连接报错或发送指令来判断是否发生通讯异常；
21.(2)关闭原有连接索引再次建立通讯连接，发生通讯异常后先关闭原有连接索引，然后重新建立连接；
22.(3)判断连接是否成功，如果连接成功则不报错，否则报错；
23.(4)发送查询指令，在连接成功后正常发送查询指令；
24.(5)如果连接不成功，将不成功次数从零开始加一，此时的连接频率为程序固有的刷新频率；
25.(6)当连接不成功次数大于预设值以后，则不再按照程序固有频率去连接设备；
26.(7)设定等待时间，当不成功次数大于所述预设值后，等待预设时长后再连接设备。
27.进一步，所述预设值为5次，所述预设时长为60秒。
28.进一步，在所述步骤s5中，设备返回状态数据包，当设备接收到查询指令并判断该指令为正确指令后，设备根据查询专利的要求返回约定格式的数据包。
29.进一步，在所述步骤s6中，所述数据处理流程，包括如下步骤：
30.(1)接收设备返回的数据包；
31.(2)解析得到数据值，其中数据包中包括通讯设备地址、功能码、数据数量、数据值和校验码信息，根据设备通讯地址定位到返回数据的设备，根据校验码检验设备返回数据的正确性，待验证完数据包无误后，对数据值进行截取；
32.(3)采集程序划分本地地址m用于暂存数据值，所述本地地址m在采集过程中存储上一次不相同的新数据值；
33.(4)解析得到的新数据值与所述本地地址m中的数据值进行比较，如果相等则执行步骤(5)；如果不相等则执行步骤(6)和(8)；
34.(5)丢弃与所述本地地址m中相等的新数据值；
35.(6)在本地数据库中暂存数据以供传输确认机制使用，每组存入的数据均有唯一的id，在向服务器传输数据时连同该id一起传输；
36.(7)将本地数据库中的数据取出并传输至服务器；
37.(8)如果新数据值与本地地址m中的数据不同，则更新所述本地地址m。
38.进一步，在所述步骤s7中，根据先入库先出的原则取出一组数据然后进行传输，周期性向服务器发送数据。
39.进一步，在所述步骤s8中，所述传输确认机制包括如下步骤：
40.(1)将本地数据已经将先入库先出的原则取出一组包括id的数据传输至服务器；
41.(2)所述服务器接收到数据并将该数据存入服务器数据库中，并且返回该组数据的id；
42.(3)所述服务器返回数据id，如果收到服务器返回的数据id，则执行步骤(4)；如果无返回则跳转至步骤(1)；
43.(4)接收到所述服务器返回的数据id之后，在本地数据库中删除id值与之相等的那组数据，至此数据已经传输至服务器，并确保服务器接收存储该数据；
44.(5)从所述本地数据库取出一条新数据向所述服务器传输
45.根据本发明实施例的机坪地面设备运行状态数据的采集和传输方法，对原有采集方式进行优化，解决通讯自动连接的问题，减少无用数据的传输，并增加传输确认机制确保数据传输不丢失，同时确认机制也解决了网络恢复后的数据自动续传，以保证与服务器断网期间的数据能在网络恢复后自动续传至服务器。
46.本发明可以实时自动的采集设备运行状态数据，数据经过处理后可以直接生成设备使用的计量数据，较之以往的人工手签单、手工录入的方式提高了工作效率和数据准确度，避免了以往因签单书写不准确、录入有误等人为因素造成的拒付情况。
47.本发明的采集方法在与设备连接成功后可以正常实现采集，在与设备连接发生异常后，可以通过多次连接确认的方式检查设备是否在线，若地面设备发生断电或通讯线缆断开等特殊情况后，本采集方法依然有效，直至外部故障修复完成，地面设备通电启动之后，即可自动连接成功，无需对采集柜装置进行现场断电重启。
48.本发明的采集方法可以减少无用数据的传输，通过新采集数据与上一组数据相比对的方式来确定新数据是否需要保留和传输，此方法节省了数据传输的数量，减少了对网络带宽的占用，减少了对服务器数据库空间的占用，提高数据库的检索速度。
49.本发明的传输方法是基于tcp/ip协议通过局域网传输至服务器，在整个传输过程中增加了传输确认机制，该确认机制中为每组数据赋予唯一id，在传输数据时连带该id一起传输，在服务器收到该组数据并成功存入服务器数据库后，服务器将该id返回，前端采集装置接收到该id后，在本地数据库删除该id所在的那组数据即可，若前端采集装置接收不到返回的id，则继续发送数据，直至服务器返回为止，此方法可确保数据传输不丢失，同时确认机制也解决了网络恢复后的数据自动续传，以保证断网期间的数据不丢失。
50.本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
51.本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
52.图1为根据本发明实施例的机坪地面设备运行状态数据的采集和传输方法的流程图；
53.图2为根据本发明实施例的机坪地面设备运行状态数据的采集和传输方法的示意图；
54.图3为根据本发明实施例的通讯异常处理的流程图；
55.图4为根据本发明实施例的数据处理的流程图；
56.图5为根据本发明实施例的传输确认机制的流程图。
具体实施方式
57.下面详细描述本发明的实施例，实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
58.如图1和图2所示，本发明实施例的机坪地面设备运行状态数据的采集和传输方法，包括如下步骤：
59.步骤s1，根据机坪地面设备的通讯接口参数，初始化通讯接口参数，进而与机坪地面设备建立通讯连接。
60.具体的，初始化通讯口参数是按机坪地面设备的通讯口参数设置，只有参数设置一致，方可成功建立通讯连接。在本步骤中，通讯接口包括：串口和网口，对串口和网口的参数进行配置。
61.在本发明的实施例中，串口的参数包括：串口号、波特率、校验位、数据位和停止位等。除了串口号为采集装置上对应的硬件串口外，其他参数均需要根据机坪地面设备的通讯参数要求来设置。
62.网口的参数包括：将采集装置的ip与设备的ip设置成同一个网段，访问前设置好端口号，通过ip与端口号访问到设备，获取设备的状态数据。
63.本发明通过自动采集、实时传输的方式来替代原有的人工签单、人工录入方式，将自动化准确的应用到数据的采集和传输，提高了工作效率。本发明对被采集设备数量没有限制，只要具备通讯口和通讯协议的设备均可在此方法下进行采集，具有良好的兼容性。
64.步骤s2，与机坪地面设备建立首次通讯连接。
65.本步骤是根据正确的参数设置与机坪设备握手以建立首次连接，一旦连接成功会接受到连接成功的提示，此时可以向设备发送查询指令，以获取设备的状态数据，若是连接不成功则需要参看设置参数是否有误，外部连接线是否有误，然后再次启动连接。
66.步骤s3，发送查询指令，通常该查询指令是基于通讯协议，采用发出访问
‑
访问设备成功
‑
设备应答的方式得到要采集的数据。
67.在本步骤中，针对不同设备的不同通讯协议发送不同的查询指令，其中，查询指令包括：设备地址、功能码、数据地址、数据量、校验码等，地面设备在接收到正确的指令后，以约定的格式返回数据包。
68.步骤s4，首次通讯连接成功后，在采集数据过程中当检测到通讯失败时，跳转至通讯异常处理流程。即，在首次连接成功后，并且采集数据过程中由于外界原因导致通讯失败时，会进入通讯异常处理流程。
69.具体的，如图3所示，通讯异常处理流程，包括如下步骤：
70.(s31)检测到通讯异常，包括：通过连接报错或发送指令来判断是否发生通讯异
常；
71.(s32)关闭原有连接索引再次建立通讯连接，发生通讯异常后先关闭原有连接索引，然后重新建立连接；
72.(s33)判断连接是否成功，如果连接成功则不报错，否则报错；
73.(s34)发送查询指令，在连接成功后正常发送查询指令；
74.(s35)如果连接不成功，将不成功次数从零开始加一，此时的连接频率为程序固有的刷新频率；
75.(s36)当连接不成功次数大于预设值以后，则不再按照程序固有频率去连接设备；
76.(s37)设定等待预设时长，当不成功次数大于预设值后，等待预设时长后再连接设备。在本发明的实施例中，预设值为5次，预设时长为60秒。
77.即，当连接不成功次数大于5次以后，则不再按程序固有频率去连接设备。然后设定等待时间60s，即当不成功次数大于5次以后，则需要等待60s再去连接设备，此时连接不上设备的原因多为外界原因，比如设备故障、设备断电或者连接线问题，待解决此问题后，从设备上电到设备真正使用之间的时间间隔大于2分钟，所以设定60s的连接间隔既能降低采集程序的cpu消耗也不影响对设备连接恢复后的数据采集。
78.综上，本发明为了进一步提高自动化，将计量过程增加了通讯异常处理流程，通过多次握手连接、加长自动连接周期的方式实现设备恢复后的自动通讯，无需工作人员去现场重启前端采集装置。
79.步骤s5，当通讯连接正常时，设备根据接收到的查询指令给出应答指令，其中，应答指令为包括数据的指令。
80.在本步骤中，设备返回状态数据包，当设备接收到查询指令并判断该指令为正确指令后，设备根据查询专利的要求返回约定格式的数据包。其中，数据包中包含设备通讯地址、功能码、数据数量、数据值以及校验码等数据信息。
81.步骤s6，接收到设备返回的数据包后，进入数据处理流程。
82.具体的，如图4所示，数据处理流程，包括如下步骤：
83.(s41)接收设备返回的数据包；
84.(s42)解析得到数据值，其中数据包中包括通讯设备地址、功能码、数据数量、数据值和校验码信息，根据设备通讯地址定位到返回数据的设备，根据校验码检验设备返回数据的正确性，待验证完数据包无误后，对数据值进行截取；如果是多个数据，则根据数据长度分别截取出来，并根据转换规则转换成实际数值。
85.(s43)采集程序划分本地地址m用于暂存数据值，本地地址m在采集过程中存储上一次不相同的新数据值；
86.(s44)解析得到的新数据值与本地地址m中的数据值进行比较，如果相等则执行步骤(s45)；如果不相等则执行步骤(s46)和(s48)。地址m在采集程序启动时会被初始化为0值，此0值仅与采集到的第一组数据值进行比较，0值通常在第一次比较后就被新值更新掉(采集的第一组数据为0的情况除外)。
87.(s45)丢弃与本地地址m中相等的新数据值；
88.(s46)在本地数据库中暂存数据以供传输确认机制使用，每组存入的数据均有唯一的id，在向服务器传输数据时连同该id一起传输；
89.(s47)将本地数据库中的数据取出并传输至服务器。取数据库数据采用先入库先出的原则，由于传输频率大于采集频率所以数据库中不会存在数据积累，可以保证数据采集、传输的实时性，但局域网网络断开的情况下，由于数据传输失败会导致数据库积累，在网络恢复后会自动将数据库中积累的数据续传至服务器中，此方法保证断网期间的数据也不会丢失。
90.(s48)如果新数据值与本地地址m中的数据不同，则更新本地地址m。更新办法即为删除原有数据然后存入新数据，存入新数据后的地址m再次等待下一数据进行比对。
91.综上，本发明为保证传输效率、节省宽带资源，采用了新旧数据比对的方式，将相同数据自动丢弃，只传输新的变化数据，在保证完整采集设备状态的同时，也节省了宽带资源和数据库的存储空间，并为后期数据库的检索提供了良好的数据基础。
92.步骤s7，经过解析和判断得到传输数据，该数据基于tcp/ip协议通过局域网传输至服务器。
93.在本步骤中，根据先入库先出的原则取出一组数据然后进行传输，基于tcp/ip协议通过局域网周期性的向服务器发送数据。
94.步骤s8，数据的传输经过传输确认机制，以保证传输的服务器的数据准确、不丢失。
95.具体的，如图5所示，传输确认机制，包括如下步骤：
96.(s51)将本地数据已经将先入库先出的原则取出一组包括id的数据传输至服务器；
97.(s52)服务器接收到数据并将该数据存入服务器数据库中，并且返回该组数据的id；
98.(s53)服务器返回数据id，如果收到服务器返回的数据id，则执行步骤(s54)；如果无返回则跳转至步骤(s51)；
99.(s54)接收到服务器返回的数据id之后，在本地数据库中删除id值与之相等的那组数据，至此数据已经准确的传输至服务器，并确保服务器已经接收存储该数据；
100.(s55)从本地数据库取出一条新数据向服务器传输即可。
101.综上，本发明为了保证数据正确传输至服务器并存储，将数据赋予唯一id，并将id随数据一起传输，该id在服务器将数据成功接收并存储后返回至前端采集装置，前端采集装置根据返回的id来删除本地数据库中的数据，所有成功传输的数据均被删除，本地数据库中剩余数据均为待传输数据，此方法保证数据传输正确，避免少传、漏传的情况发生。本发明为了保证任何时段数据的完整性，通过传输确认机制可以实现断网期间数据暂存本地数据库，待网络恢复后的自动将断网期间的数据传输至服务器，由于数据丢失意味着收益对应减少，所以数据的完整性有非常重要的意义。
102.根据本发明实施例的机坪地面设备运行状态数据的采集和传输方法，对原有采集方式进行优化，解决通讯自动连接的问题，减少无用数据的传输，并增加传输确认机制确保数据传输不丢失，同时确认机制也解决了网络恢复后的数据自动续传，以保证与服务器断网期间的数据能在网络恢复后自动续传至服务器。
103.本发明可以实时自动的采集设备运行状态数据，数据经过处理后可以直接生成设备使用的计量数据，较之以往的人工手签单、手工录入的方式提高了工作效率和数据准确
度，避免了以往因签单书写不准确、录入有误等人为因素造成的拒付情况。
104.本发明的采集方法在与设备连接成功后可以正常实现采集，在与设备连接发生异常后，可以通过多次连接确认的方式检查设备是否在线，若地面设备发生断电或通讯线缆断开等特殊情况后，本采集方法依然有效，直至外部故障修复完成，地面设备通电启动之后，即可自动连接成功，无需对采集柜装置进行现场断电重启。
105.本发明的采集方法可以减少无用数据的传输，通过新采集数据与上一组数据相比对的方式来确定新数据是否需要保留和传输，此方法节省了数据传输的数量，减少了对网络带宽的占用，减少了对服务器数据库空间的占用，提高数据库的检索速度。
106.本发明的传输方法是基于tcp/ip协议通过局域网传输至服务器，在整个传输过程中增加了传输确认机制，该确认机制中为每组数据赋予唯一id，在传输数据时连带该id一起传输，在服务器收到该组数据并成功存入服务器数据库后，服务器将该id返回，前端采集装置接收到该id后，在本地数据库删除该id所在的那组数据即可，若前端采集装置接收不到返回的id，则继续发送数据，直至服务器返回为止，此方法可确保数据传输不丢失，同时确认机制也解决了网络恢复后的数据自动续传，以保证断网期间的数据不丢失。
107.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
108.尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。本发明的范围由所附权利要求及其等同限定。