[发明专利]机器设备数据采集方法以及采集系统

说明书

本发明涉及数据采集技术领域，其目的是提供一种机器设备数据采集方法和数据采集系统，能够平衡采集速率与发送速率，保证发送操作占用较短的时间，并且在发生网络不顺畅的情况下仍能够保证数据的传输完整，确保不会丢失数据。该方法是使用NodeMCUrrent作为主控制器一边采集数据，并同时通过TCP协议进行数据传输的方法，具体包括：采集数据、WiFi重连和传送数据三个部分。基于所述数据采集方法的数据采集系统包括：配置模块、列队模块、确认移除模块、发送模块、任务模块、初始化模块。

技术领域

本发明涉及机器设备数据的处理技术领域，具体来说，是涉及一种机器设备数据采集方法以及采集系统。

背景技术

机器设备的数据采集在市场上有多种方法：现在常用的方式是选用Arduino采集数据。Arduino是用来建电子类产品的一个开源的平台，和ESP8266结合就可以把本身采集到的数据发到指定的地方。使用Arduino采集传感器数据然后通过AT指令命令ESP8266发送的架构，如图1所示。

这种架构最大的弊端就在于数据采集者与发送者不是同一个设备，于是需要两个MCU(微控制单元)之间进行交互，工作量巨大，还很容易出错。

同时，在使用各种MCU进行数据采集与发送时，存在以下三个方面的难点：(1)采样的数据源源不断地产生，属于高频事件，而发送的频率却是很低，如何解决采样速率与发送速率频率不一致的问题，使得数据的采样和发送达到平衡状态；(2)如果发生网络情况不顺畅时，如何保证数据的传输的完整，不丢失数据；(3)采样频率往往比较高，这意味着发送操作占用时间必须足够短，否则会使得下一次采样时间延后。只有解决了以上三个方面的难点，才能保证网络传输的速度与稳定性。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术中的不足之处，提供一种机器设备数据采集方法，能够平衡采集速率与发送速率，保证发送操作占用较短的事件，并且在发生网络情况不顺畅时仍能够保证数据的传输完整，确保不会丢失数据。

本发明的另一目的是提供一种基于上述机器设备数据采集方法的数据采集系统。

为了上述目的，本发明把ESP8266刷成NodeMCU，使用NodeMCU做主控制器。NodeMCU是一个32位CPU、1～8MB闪存、80KB RAM与一块WiFi射频芯片的结合体，兼有强大的运算能力、持久化存储能力和WiFi功能。由于其自带WiFi功能而且价格低廉，非常适合作为设备传感器数据无线采集终端。同时，本发明采用更为轻量、高效的，也更适用于嵌入式系统的脚本语言Lua来取代传统的嵌入式语言c或c++，用Lua语言给NodeMCU编程。架构如图2所示。

本发明直接把传感器与NodeMCU相连，那么NodeMCU就可以一边采集数据一边发送数据，NodeMCU同时作为数据采集者和发送者，即使有交互也是在同一个MCU内部，共享同一片内存，线程(协程)的调度也容易得多，不仅节约了硬件也节约了软件。

本发明一种机器设备数据采集方法，该方法是使用NodeMCUrrent作为主控制器一边采集数据，并同时通过TCP协议进行数据传输的方法，具体包括：

(一)采集数据，包括：

(1.1)在NodeMCU的内存中建立一个列队，采集线程以固定的频率采集传感器数据并塞入队列的尾部，形成队尾；

(1.2)当队尾达到预先设定的大小后，就把当前队尾全部写入文件名为qf_x(x＝0,1,2,3,……)的文件中，然后把当前内存中的队尾清空；

(二)WiFi重连，设置成每间隔一定时间T1重新连接一下WiFi；

(三)传送数据，包括：

(3.1)读取待发送数据：在队列内部维护一个cache(缓存文件)，当需要获取待发送的数据时，调用peekPacket函数，判断cache是否为空：