一种智能电表数据采集系统和及采集方法与流程

1.本发明涉及智能电表数据采集技术领域，特别涉及一种智能电表数据采集系统和及采集方法。


背景技术：

2.随着智能电能表的全面推广，其拆回数量与日俱增。但是，智能电能表生产企业和电力公司之间的数据没有共享，缺少对智能电能表设计制造和运行报废全生命周期各环节质量控制点的全面掌控，智能电能表在运行环节的偶发故障较多，公司面临的运营风险、运维成本和舆情压力较大。
3.现有技术对智能电表生命周期前端的质量控制、监管手段缺乏，各企业之间的信息传递分割严重，数据分散，不利于智能量测产品质量技术水平的提高。


技术实现要素：

4.有鉴于此，本发明实施例的目的在于提供一种智能电表数据采集系统和及采集方法，能够对于不同来源、不同性质、不同影响的质量数据，进行统一采集和接入，为智能量测云服务平台提供数据支撑。
5.第一方面，本发明实施例提供了一种智能电表数据采集系统，其中，包括：
6.质量数据采集装置，用于对分散在各环节的智能电表质量数据进行采集。
7.数据传输装置，用于将各环节采集到的质量数据进行传输。
8.数据融合治理装置，用于处理和分析质量数据，对采集的数据进行清洗、降维和融合处理。
9.可编程接口装置，用于对外部管理者开放增加节点功能的入口，对所述质量数据采集装置的服务进行编程。
10.结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第一种可能的实施方式，其中，所述质量数据采集装置包括：
11.生产数据采集模块，连接生产侧系统，用于采集智能电表在研发设计、生产制造、物料采购、出厂供货环节的质量数据。
12.质检数据采集模块，连接质检侧系统，用于采集智能电表在验收检测、仓储配送、安装运行、拆除报废环节的质量数据。
13.用户信息采集模块，连接用户信息系统，用于采集用户(生产企业、电网公司、政府机构等)侧智能电表的质量信息数据。
14.(其中，所述质量数据采集装置使用ddr4内存，大幅提高内存带宽，更加适合大数据编辑、处理等工作。搭配带核显e3-1200 v5处理器，支持4k，可提供高达1080p 240fps的硬件转码能力和800fps的硬件解码能力。内置3个3.5寸sata硬盘扩展位，最多可配置3个3.5寸sata盘和2个sata ssd硬盘，满足客户对数据采集后的存储需求；提供一组pciex16槽位，支持扩展多种网络应用接口及存储接口。使用目前流行地ubuntu操作系统,具备高性能
软硬件平台。软硬件采用模块化设计理念,可按照用户地不同需求进行积木式组合。支持多路千兆网络(电)，支持wifi无线布局以及4g远程通信功能，便于用户实现远程监控应用，确保通讯地高稳定性，对工业控制器设备的联网和远程控制需求有较强的兼容性和适应性。采集装置网关装置主要可分为主节点装置dcf和子节点装置dcc。)
15.(其中，所述质量数据采集装置作为服务提供者，根据全生命周期质量数据采集需求，统一设计不同类型质量数据采集的webservice服务接口，供用户侧系统调用。在用户侧数据变化时，通过用户侧接口服务器运行的应用软件，主动调用webservice服务接口，写入数据。质量信息采集装置接收到数据后，按照统一标准的格式，发送到云服务平台。
16.质量信息采集装置具备严密的安全管理，内置国密算法、签名验签及服务接口管理等功能，接入云服务平台须经过身份认证、身份签名，传输数据须经过加密，确保数据安全。)
17.结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第二种可能的实施方式，其中，所述数据传输装置包括：
18.定时自动传输模块，用于按照预设的周期、内容和对象对质量数据进行传输。
19.(其中，自动传输的数据项主要包括研发设计、生产制造、物料采购、出厂供货各环节的过程进度数据、质量控制数据，这些数据来自企业plm、mes等相关系统，通过部署在企业侧的质量信息采集系统，与企业内部相关系统进行交互，提取相关质量信息数据，按照《智能量测云服务平台通信协议：质量信息采集装置与云服务平台通信协议》，自动传输到云服务平台。)
20.随机传输模块，用于随机采集智能电表质量的辅助数据，支持特定的分析、诊断需求。
21.接口传输模块，用于将已有的历史数据和采集到的质量信息数据存入数据库。(包括：在系统建立之前，将已有的历史数据通过txt、excel、xml文件等格式，导入云服务平台，由云服务平台处理后存入数据库，可迅速提供系统运行所需的数据；在企业侧无相关信息系统的情况下，可按照统一格式将质量信息数据导入云服务平台，由云服务平台处理后存入数据库。常见的格式主要包括txt、excel、xml等。)
22.手动传输模块，用于传输特定分析所需的辅助材料和非结构化数据(如视频文件等)。
23.结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第三种可能的实施方式，其中，所述数据融合治理装置包括：
24.数据清洗模块，用于检查质量数据的一致性，处理无效值和缺失值，保留有效的质量数据。
25.数据降维模块，用于对质量数据中的线性特征和非线性特征分别研究，基于降维进行非可逆数据特征提取。
26.数据融合模块，用于采用自适应数据融合算法对有价值的数据进行融合。(在神经元数据融合系统上融合数据。)
27.结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第四种可能的实施方式，其中，所述可编程接口装置包括：
28.web servcer接口模块，用于与用户进行过程类实时数据传输，对不同的质量数据
类型定义不同的函数名，以函数进行调用，使用户侧对特定类型的质量数据进行写入，系统侧对特定类型的质量数据进行读取。
29.中间库接口模块，用于与用户以中间库方式进行数据传输，以数据库为载体，按照预先定义的库、表结构定义和权限配置对数据进行分类和交换。
30.文件接口模块，用于与用户以文件(如txt、excel、xml等格式)为载体进行数据传输，按照预先定义的文件结构对数据进行分类和交换。
31.第二方面，本发明实施例还提供了一种智能电表数据采集系统，其中，包括：
32.对分散在各环节的智能电表质量数据进行采集。
33.将各环节采集到的质量数据进行传输。
34.处理和分析质量数据，对采集的数据进行清洗、降维和融合处理。
35.对外部管理者开放增加节点功能的入口，对所述质量数据采集装置的服务进行编程。
36.结合第二方面，本发明实施例提供了第二方面的第一种可能的实施方式，其中，所述对分散在各环节的智能电表质量数据进行采集包括：
37.采集智能电表在研发设计、生产制造、物料采购、出厂供货环节的质量数据。
38.采集智能电表在验收检测、仓储配送、安装运行、拆除报废环节的质量数据。
39.采集用户(生产企业、电网公司、政府机构等)侧智能电表的质量信息数据。
40.结合第二方面，本发明实施例提供了第二方面的第二种可能的实施方式，其中，所述将各环节采集到的质量数据进行传输包括：
41.按照预设的周期、内容和对象对质量数据进行传输。
42.(其中，自动传输的数据项主要包括研发设计、生产制造、物料采购、出厂供货各环节的过程进度数据、质量控制数据，这些数据来自企业plm、mes等相关系统，通过部署在企业侧的质量信息采集系统，与企业内部相关系统进行交互，提取相关质量信息数据，按照《智能量测云服务平台通信协议：质量信息采集装置与云服务平台通信协议》，自动传输到云服务平台。)
43.随机采集智能电表质量的辅助数据，支持特定的分析、诊断需求。
44.将已有的历史数据和采集到的质量信息数据存入数据库。(包括：在系统建立之前，将已有的历史数据通过txt、excel、xml文件等格式，导入云服务平台，由云服务平台处理后存入数据库，可迅速提供系统运行所需的数据；在企业侧无相关信息系统的情况下，可按照统一格式将质量信息数据导入云服务平台，由云服务平台处理后存入数据库。常见的格式主要包括txt、excel、xml等。)
45.传输特定分析所需的辅助材料和非结构化数据(如视频文件等)。
46.结合第二方面，本发明实施例提供了第二方面的第三种可能的实施方式，其中，所述处理和分析质量数据，对采集的数据进行清洗、降维和融合处理包括：
47.检查质量数据的一致性，处理无效值和缺失值，保留有效的质量数据。
48.对质量数据中的线性特征和非线性特征分别研究，基于降维进行非可逆数据特征提取。
49.采用自适应数据融合算法对有价值的数据进行融合。(在神经元数据融合系统上融合数据。)
50.结合第二方面，本发明实施例提供了第二方面的第四种可能的实施方式，其中，所述对外部管理者开放增加节点功能的入口，对所述质量数据采集装置的服务进行编程包括：
51.与用户进行过程类实时数据传输，对不同的质量数据类型定义不同的函数名，以函数进行调用，使用户侧对特定类型的质量数据进行写入，系统侧对特定类型的质量数据进行读取。
52.与用户以中间库方式进行数据传输，以数据库为载体，按照预先定义的库、表结构定义和权限配置对数据进行分类和交换。
53.与用户以文件(如txt、excel、xml等格式)为载体进行数据传输，按照预先定义的文件结构对数据进行分类和交换。
54.本发明实施例的有益效果是：
55.本发明采集提取产品在不同环节的质量数据，通过无线、以太网、rs485等方式对分散在生产企业各个系统内的各环节数据进行采集，转换成统一格式的质量信息数据，能够对于不同来源、不同性质、不同影响的质量数据进行统一采集和接入，为智能量测云服务平台提供数据支撑。
附图说明
56.为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
57.图1为本发明智能电表数据采集系统结构示意图；
58.图2为本发明智能电表数据采集方法的流程图；
59.图3为本发明用于智能电表生产企业全过程质量数据的采集系统架构示意图；
60.图4为本发明质量数据采集装置工作原理图；
61.图5为本发明质量数据采集装置节点功能示意图；
62.图6为本发明可编程接口装置逻辑示意图。
具体实施方式
63.为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件能够以各种不同的配置来布置和设计。
64.请参照图1、图3至图6，本发明的第一个实施例提供一种智能电表数据采集系统，其中，包括：
65.质量数据采集装置，用于对分散在各环节的智能电表质量数据进行采集。
66.数据传输装置，用于将各环节采集到的质量数据进行传输。
67.数据融合治理装置，用于处理和分析质量数据，对采集的数据进行清洗、降维和融合处理。
68.可编程接口装置，用于对外部管理者开放增加节点功能的入口，对所述质量数据采集装置的服务进行编程。
69.结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第一种可能的实施方式，其中，所述质量数据采集装置包括：
70.生产数据采集模块，连接生产侧系统，用于采集智能电表在研发设计、生产制造、物料采购、出厂供货环节的质量数据。
71.质检数据采集模块，连接质检侧系统，用于采集智能电表在验收检测、仓储配送、安装运行、拆除报废环节的质量数据。
72.用户信息采集模块，连接用户信息系统，用于采集用户生产企业、电网公司、政府机构等侧智能电表的质量信息数据。
73.其中，所述质量数据采集装置使用ddr4内存，大幅提高内存带宽，更加适合大数据编辑、处理等工作。搭配带核显e3-1200 v5处理器，支持4k，可提供高达1080p 240fps的硬件转码能力和800fps的硬件解码能力。内置3个3.5寸sata硬盘扩展位，最多可配置3个3.5寸sata盘和2个sata ssd硬盘，满足客户对数据采集后的存储需求；提供一组pciex16槽位，支持扩展多种网络应用接口及存储接口。使用目前流行地ubuntu操作系统,具备高性能软硬件平台。软硬件采用模块化设计理念,可按照用户地不同需求进行积木式组合。支持多路千兆网络电，支持wifi无线布局以及4g远程通信功能，便于用户实现远程监控应用，确保通讯地高稳定性，对工业控制器设备的联网和远程控制需求有较强的兼容性和适应性。采集装置网关装置主要可分为主节点装置dcf和子节点装置dcc。
74.其中，所述质量数据采集装置作为服务提供者，根据全生命周期质量数据采集需求，统一设计不同类型质量数据采集的webservice服务接口，供用户侧系统调用。在用户侧数据变化时，通过用户侧接口服务器运行的应用软件，主动调用webservice服务接口，写入数据。质量信息采集装置接收到数据后，按照统一标准的格式，发送到云服务平台。
75.质量信息采集装置具备严密的安全管理，内置国密算法、签名验签及服务接口管理等功能，接入云服务平台须经过身份认证、身份签名，传输数据须经过加密，确保数据安全。
76.结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第二种可能的实施方式，其中，所述数据传输装置包括：
77.定时自动传输模块，用于按照预设的周期、内容和对象对质量数据进行传输。
78.其中，自动传输的数据项主要包括研发设计、生产制造、物料采购、出厂供货各环节的过程进度数据、质量控制数据，这些数据来自企业plm、mes等相关系统，通过部署在企业侧的质量信息采集系统，与企业内部相关系统进行交互，提取相关质量信息数据，按照《智能量测云服务平台通信协议：质量信息采集装置与云服务平台通信协议》，自动传输到云服务平台。
79.随机传输模块，用于随机采集智能电表质量的辅助数据，支持特定的分析、诊断需求。
80.接口传输模块，用于将已有的历史数据和采集到的质量信息数据存入数据库。包括：在系统建立之前，将已有的历史数据通过txt、excel、xml文件等格式，导入云服务平台，由云服务平台处理后存入数据库，可迅速提供系统运行所需的数据；在企业侧无相关信息
系统的情况下，可按照统一格式将质量信息数据导入云服务平台，由云服务平台处理后存入数据库。常见的格式主要包括txt、excel、xml等。
81.手动传输模块，用于传输特定分析所需的辅助材料和非结构化数据如视频文件等。
82.结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第三种可能的实施方式，其中，所述数据融合治理装置包括：
83.数据清洗模块，用于检查质量数据的一致性，处理无效值和缺失值，保留有效的质量数据。
84.数据降维模块，用于对质量数据中的线性特征和非线性特征分别研究，基于降维进行非可逆数据特征提取。
85.数据融合模块，用于采用自适应数据融合算法对有价值的数据进行融合。在神经元数据融合系统上融合数据。
86.结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第四种可能的实施方式，其中，所述可编程接口装置包括：
87.web servcer接口模块，用于与用户进行过程类实时数据传输，对不同的质量数据类型定义不同的函数名，以函数进行调用，使用户侧对特定类型的质量数据进行写入，系统侧对特定类型的质量数据进行读取。
88.中间库接口模块，用于与用户以中间库方式进行数据传输，以数据库为载体，按照预先定义的库、表结构定义和权限配置对数据进行分类和交换。
89.文件接口模块，用于与用户以文件如txt、excel、xml等格式为载体进行数据传输，按照预先定义的文件结构对数据进行分类和交换。
90.请参照图2，本发明的第二个实施例提供一种智能电表数据采集系统，其中，包括：
91.对分散在各环节的智能电表质量数据进行采集。
92.将各环节采集到的质量数据进行传输。
93.处理和分析质量数据，对采集的数据进行清洗、降维和融合处理。
94.对外部管理者开放增加节点功能的入口，对所述质量数据采集装置的服务进行编程。
95.结合第二方面，本发明实施例提供了第二方面的第一种可能的实施方式，其中，所述对分散在各环节的智能电表质量数据进行采集包括：
96.采集智能电表在研发设计、生产制造、物料采购、出厂供货环节的质量数据。
97.采集智能电表在验收检测、仓储配送、安装运行、拆除报废环节的质量数据。
98.采集用户生产企业、电网公司、政府机构等侧智能电表的质量信息数据。
99.结合第二方面，本发明实施例提供了第二方面的第二种可能的实施方式，其中，所述将各环节采集到的质量数据进行传输包括：
100.按照预设的周期、内容和对象对质量数据进行传输。
101.其中，自动传输的数据项主要包括研发设计、生产制造、物料采购、出厂供货各环节的过程进度数据、质量控制数据，这些数据来自企业plm、mes等相关系统，通过部署在企业侧的质量信息采集系统，与企业内部相关系统进行交互，提取相关质量信息数据，按照《智能量测云服务平台通信协议：质量信息采集装置与云服务平台通信协议》，自动传输到
云服务平台。
102.随机采集智能电表质量的辅助数据，支持特定的分析、诊断需求。
103.将已有的历史数据和采集到的质量信息数据存入数据库。包括：在系统建立之前，将已有的历史数据通过txt、excel、xml文件等格式，导入云服务平台，由云服务平台处理后存入数据库，可迅速提供系统运行所需的数据；在企业侧无相关信息系统的情况下，可按照统一格式将质量信息数据导入云服务平台，由云服务平台处理后存入数据库。常见的格式主要包括txt、excel、xml等。
104.传输特定分析所需的辅助材料和非结构化数据如视频文件等。
105.结合第二方面，本发明实施例提供了第二方面的第三种可能的实施方式，其中，所述处理和分析质量数据，对采集的数据进行清洗、降维和融合处理包括：
106.检查质量数据的一致性，处理无效值和缺失值，保留有效的质量数据。
107.对质量数据中的线性特征和非线性特征分别研究，基于降维进行非可逆数据特征提取。
108.采用自适应数据融合算法对有价值的数据进行融合。在神经元数据融合系统上融合数据。
109.结合第二方面，本发明实施例提供了第二方面的第四种可能的实施方式，其中，所述对外部管理者开放增加节点功能的入口，对所述质量数据采集装置的服务进行编程包括：
110.与用户进行过程类实时数据传输，对不同的质量数据类型定义不同的函数名，以函数进行调用，使用户侧对特定类型的质量数据进行写入，系统侧对特定类型的质量数据进行读取。
111.与用户以中间库方式进行数据传输，以数据库为载体，按照预先定义的库、表结构定义和权限配置对数据进行分类和交换。
112.与用户以文件如txt、excel、xml等格式为载体进行数据传输，按照预先定义的文件结构对数据进行分类和交换。
113.本发明实施例旨在保护一种智能电表数据采集系统和及采集方法，具备如下效果：
114.本发明通过采集提取产品在不同环节的质量数据，通过无线、以太网、rs485等方式对分散在生产企业各个系统内的各环节数据进行采集，转换成统一格式的质量信息数据，能够对于不同来源、不同性质、不同影响的质量数据进行统一采集和接入，为智能量测云服务平台提供数据支撑。。
115.本发明实施例所提供的智能电表数据采集方法及装置的计算机程序产品，包括存储了程序代码的计算机可读存储介质，程序代码包括的指令可用于执行前面方法实施例中的方法，具体实现可参见方法实施例，在此不再赘述。
116.具体地，该存储介质能够为通用的存储介质，如移动磁盘、硬盘等，该存储介质上的计算机程序被运行时，能够执行上述智能电表数据采集方法，从而能够对于不同来源、不同性质、不同影响的质量数据进行统一采集和接入，为智能量测云服务平台提供数据支撑。
117.所述功能如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个处理器可执行的非易失的计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明
的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：u盘、移动硬盘、只读存储器(read-only memory，rom)、随机存取存储器(random access memory，ram)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
118.最后应说明的是：以上所述实施例，仅为本发明的具体实施方式，用以说明本发明的技术方案，而非对其限制，本发明的保护范围并不局限于此，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。