【學(xué)員問(wèn)題】能耗監測系統數據交換的設計？

　　【解答】在能耗監測系統中，數據測量?jì)x表得到數字信號，通過(guò)數據采集器定時(shí)采集數據并發(fā)送到數據中心，應用軟件處理數據，上傳數據，整個(gè)過(guò)程都是數據交換和數據處理的過(guò)程。如何結合能耗監測系統的特點(diǎn)，將現有的成熟技術(shù)合理地用到能耗監測系統中，是數據交換設計的關(guān)鍵。數據交換主要包括數據發(fā)送、數據傳輸和數據解析，數據解析依賴(lài)數據發(fā)送時(shí)的數據定義。

　　1.數據采集過(guò)程

　　在能耗監測系統中數據要記錄到省市級信息中心的數據庫中需要包括以下幾個(gè)環(huán)節，傳感器測量數據，采集器獲取傳感器數據，采集器向省市級信息中心發(fā)送數據，省市級信息中心系統軟件接收并存儲數據。因此數據交換分為兩大部分，其一為數據傳感器和采集器的數據交換，其二為采集器和省市級數據中心系統平臺軟件的數據交換。采集器通過(guò)RS-485協(xié)議定時(shí)和傳感器通訊并采集數據，采集器向信息中心上傳數據。數據傳感器和采集器為現場(chǎng)有線(xiàn)連接，具有標準的協(xié)議，不用單獨設計，而采集器和信息中心數據交換必須經(jīng)過(guò)INTERNET，在連接方式和數據表示法及其格式方面沒(méi)有統一標準，必須結合系統特點(diǎn)制定自己的數據表示法和數據傳輸格式。

　　2.能耗監測數據的表示方法

　　數據傳輸采用數據流方式發(fā)送和接收，當采集器與信息中心建立連接后，開(kāi)始發(fā)送數據流，在數據流中包括了采集器獲取的各個(gè)傳感器的數據，因此數據流中必須能夠區分數據是哪個(gè)傳感器的數據，數據代表的物理意義（如空調用電、動(dòng)力用電等）。能耗監測數據按照《國家機關(guān)辦公建筑和大型公共建筑能耗監測系統軟件開(kāi)發(fā)指導說(shuō)明書(shū)》定義數據代碼，明確真實(shí)數據和計算機表示數據的關(guān)系。定義將隨著(zhù)能耗監測系統的不斷完善，進(jìn)行補充和修改。在本軟件中嚴格執行開(kāi)發(fā)指導說(shuō)明書(shū)中的代碼定義，使得后面信息中心的數據解析變得很容易，為解析數據提供了開(kāi)放的定義，也為數據采集器提供了開(kāi)放的標準。

　　3.采用標準的傳輸數據格式

　　數據格式應獨立于軟件和硬件，避免對軟件和硬件的依賴(lài)，同時(shí)也減小了對軟件和硬件的限制，便于不同應用程序之間共享數據。本軟件采用XML格式傳送數據，主要考慮XML數據以純文本格式進(jìn)行存儲，純文本數據在不同操作系統之間都是一樣的，不依賴(lài)于操作系統，同時(shí)XML有其獨立的語(yǔ)法定義，已成為一種標準，不用單獨制定格式定義規則，且通用性強，已開(kāi)發(fā)出一些公開(kāi)發(fā)表的成熟解析工具，減少了編寫(xiě)程序的工作，程序穩定性也大大提高。從數據采集器到數據中轉站或信息中心，再上傳到住建部信息中心，各級均采用XML格式進(jìn)行數據交換。

　　4.在數據接收和數據記錄之間采用中間件技術(shù)

　　系統軟件接收采集器發(fā)送的數據時(shí)間短，而接收到的數據需要記錄原始數據，并在進(jìn)行拆分運算后再記錄到各自的數據庫中，需要時(shí)間遠大于接收時(shí)間，因此接收的瓶頸發(fā)生在接收數據后的處理，當有大量的被監測建筑物時(shí)，可能造成數據堵塞或丟失數據，因此必須解決傳輸數據的速度問(wèn)題。為此將數據接收存儲程序分成兩部分，第一部分直接與數據采集器直接進(jìn)行數據交換，及時(shí)獲取數據，該部分程序功能簡(jiǎn)單，只起中間傳遞作用，維護量很小，第二部分保存數據到數據庫并進(jìn)行數據拆分，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據直接發(fā)給中間件，中間件可保證將收到的數據準確送達第二部分，這樣較好地解決了數據接收速度和準確到達目的地的問(wèn)題。第二部分程序將獲得的數據按照能耗監測系統軟件開(kāi)發(fā)指導說(shuō)明書(shū)中的要求進(jìn)行存儲拆分，建立各種數據庫，供數據分析展示模塊使用。

　　5.根據軟件模塊功能確定編程語(yǔ)言

　　數據接收部分是數據交換的核心，在選擇語(yǔ)言時(shí)，需要考慮數據傳輸格式和界面設計，該部分沒(méi)有復雜界面，傳輸數據格式在上述3.2和3.3中已經(jīng)明確，采用XML格式進(jìn)行數據傳輸，所以采用JAVA語(yǔ)言作為數據交換部分的編程語(yǔ)言，它具有較強的處理XML格式數據的功能，同時(shí)有很強的跨平臺可移植性，數據無(wú)需轉換，所以便于操作系統升級；數據分析展示部分對界面要求高，屬于客戶(hù)服務(wù)器模式，采用。Net編程。

　　6.采用標準的協(xié)議與數據采集器進(jìn)行數據通訊

　　目前，不同廠(chǎng)家的BAS系統之間很難進(jìn)行數據交換，各自組成一個(gè)封閉的系統。原因是沒(méi)有開(kāi)放的統一的數據傳輸標準。能耗監測系統是一個(gè)新的應用系統，而采集器必須與省市級平臺軟件進(jìn)行數據交換。因此上游軟件開(kāi)發(fā)商應考慮系統的開(kāi)放性和兼容性，便于采集器生產(chǎn)商自行開(kāi)發(fā)滿(mǎn)足系統軟件要求的數據發(fā)送程序，便于集成商集成系統。通過(guò)3.2和3.3建立的開(kāi)放能耗監測系統數據通訊協(xié)議，數據采集器廠(chǎng)商可以方便地開(kāi)發(fā)與系統軟件通訊的數據發(fā)送程序。

　　7.雙通道設計

　　監測系統和采集器一直處于連續運行狀態(tài)，當一些采集器參數需要更新或程序升級時(shí)，采用兩個(gè)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。

　　以上內容均根據學(xué)員實(shí)際工作中遇到的問(wèn)題整理而成，供參考，如有問(wèn)題請及時(shí)溝通、指正。