基于水厂物联网系统的可配置报表系统及方法与流程

1.本发明涉及物联网领域，尤其涉及基于水厂物联网系统的可配置报表系统及方法。


背景技术：

2.当前水厂中运行的软件主要以传统工业scada系统为主，该类软件都是cs架构的模式，主要功能是以控制为主，其报表统计展示功能都要借助sql server等第三方关系型数据库，而且作为该类软件的辅助功能其报表格式固定，可配置能力差。基于该类系统定制开发的可配置报表一般采用excel表为模板配置，需要安装office等相关组件，需要熟悉不同scada系统的定制开发流程，对开发者要求较高。
3.随着bs应用的普及，水厂已经普遍部署了bs架构的信息化系统用于日常生产管理。并逐步将原有scada系统中的功能移植到信息化系统中，随着web前端相关技术的快速发展，其快速开发，页面定制化高，界面优美等优势，非常适合报表功能的开发。在常规的bs架构报表系统中数据都来源于第三方或用户填报并保存到关系型数据库中，此时随着数据的不断累积在达到千万级以上数据时，由于关系型数据库的实现方式，报表的查询性能会快速降低。此时需要通过定时删除历史数据或其他复杂的分布式数据存储架构来提高性能。
4.而水厂日常业务一般都比较简单，并不适合部署成本高且架构复杂的系统，其绝大部分的数据都来源于水厂的各种生产设备的实时数据，所以基于水厂的特殊环境，我们会部署一套基于时序数据库的物联网数据中心，来保存各个生产设备的实时数据，用于历史数据分析。正是基于这样的架构，在水厂信息化系统中设计一套基于物联网系统的可配置报表管理系统成为了最佳选择。
5.一种在中国专利文献上公开的“一种基于物联网技术的多表计量数据采集方法”，其公布号cn112133071a，包括步骤如下：a采集企业能源消耗数据；b将采集的数据通过物联网上传给企业上级单位；c企业上级单位将采集的数据进行分类统计，形成各类明细与汇总报表；d行政主管单位对数据进行能源审计计算，并将分析结果和分析所用的数据，传送给国家能耗监测中心。本发明通过能源的综合分析，合理规划不同能源配给，总体上减少能源损耗。其不足之处是：水厂报表需要借助第三方scada系统提供数据，报表性能受限于关系型数据库。


技术实现要素：

6.本发明主要是为了解决水厂报表需要借助第三方scada系统提供数据，报表性能受限于关系型数据库的问题，提供基于水厂物联网系统的可配置报表系统及方法，可以实现水厂报表不需借助第三方系统提供数据，报表性能不受限于关系型数据库的目的。
7.为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：基于水厂物联网系统的可配置报表系统，包括：
数据查询模块，用于查询物联网系统提供的水厂生产设备属性点；报表配置模块，用于配置相应的物联网生产设备数据；服务器端，根据所述报表配置模块的配置项查询相应的物联网生产设备数据；报表展示模块，根据所述报表配置模块的配置项和所述服务器端返回的数据生成相应的报表展示页。
8.所述报表配置模块将报表模板的指标对应到物联网系统中虚拟设备的属性点，并可以随时修改。结合报表结构的可配置项，所述服务器端根据所有配置项查询相应的物联网生产设备数据。
9.通过所述报表配置模块的数据关联模块，查询物联网系统提供的水厂生产设备属性点，将报表对应列绑定相应生产设备的属性点。还可以配置是否展示统计信息，辅助统计表格等。配置完成后，在所述报表展示模块可以随时查看对应设备、生产工艺数据的报表信息。可实现报表内容自由编辑，报表数据实时更新，实时查询水厂运行数据。
10.作为优选，所述生产设备属性点包括设备运行状态、频率、转速和生产工艺数据。
11.作为优选，所述报表展示模块包括用于生成报表展示页的网页端。
12.网页端可根据报表配置信息和数据关联信息，通过调用物联网数据查询接口，即可实时展示配置的报表数据和样式。
13.作为优选，所述服务器端包括数据存储单元，所述数据存储单元为时序数据库。
14.时序数据库通过特殊的数据压缩算法存储方式，极大提高了时间相关数据的处理能力，相对于关系型数据库它的存储空间减半，查询速度极大的提高。时间序列函数优越的查询性能远超过关系型数据库。
15.基于水厂物联网系统的可配置报表方法，包括以下步骤：s1：采集水厂所需数据，通过数据接口实时读取数据；s2：新建设备属性值，通过配置项将数据存储至时序数据库中；s3：报表配置模块配置报表模板；s4：绑定设备属性点，并将绑定关系保存至数据库；s5：根据所述报表配置模块的配置项和所述服务器端返回的数据生成相应的报表展示页。
16.作为优选，步骤s2中所述新建设备属性值包括以下步骤：s21：新建单个设备通道名称；s22：在新建设备下新建三个标记，三个标记分别为三个设备的监测值。
17.作为优选，步骤s3中所述报表配置模块配置报表模板包括以下步骤：s31：新建三个设备名称，关联属性点至对应设备属性点地址；s32：获取对应设备实时数据，配置实时数据至时序数据库中；s33：提供实时数据和历史数据查询接口。
18.物联网系统可通过opc协议获取到对应设备的实时数据，并通过配置每隔10s将当前的实时数据存储到时序数据中的历史库中。最后通过建设物联网系统应用层的数据查询接口，提供http协议的实时和历史数据查询接口。
19.作为优选，步骤s4中所述绑定设备属性点包括以下步骤：s41：将报表模板新增的指标名称逐一绑定系统中对应三个设备中的各自属性点。
20.报表模板配置完成后，在报表数据配置页面将报表模板新增的指标名称逐一绑定物联网系统中对应三个设备中的各自属性点。
21.作为优选，步骤s5中所述生成相应的报表展示页包括以下步骤：s51：通过数据库配置将报表模板里的指标和对应的属性点返回给前端页面；s52：将对应的属性点作为参数，通过接口请求至前端生成报表展示页。
22.通过物联网开发的http接口请求到对应属性点在当天每隔半个小时的数据。由前端通过页面渲染解析后正确展示出对应属性点下的当天的历史数据。
23.作为优选，还包括以下步骤：s6：通过报表配置模块进行报表权限控制。
24.通过将报表的url设置为系统的菜单，给不同角色的人分配不同的菜单，从而实时报表数据权限的简单控制。
25.本发明的有益效果是：（1）基于水厂物联网系统的可配置报表系统，通过灵活的配置功能，实现报表样式的高度可定制化。
26.（2）基于水厂物联网系统的可配置报表方法，可以自主修改配置，实时生成自定义格式报表并展示。
27.（3）避免引入了关系型数据库作为水厂数据存储从而产生性能瓶颈。
28.（4）避免了数据同步带来的数据丢失，不一致等风险。
29.（5）报表都是基于时间查询的，通过时间条件查询对应的数据，可支持无限数据，大数据，大跨度时间查询等。
附图说明
30.图1是本发明的流程示意图。
具体实施方式
31.下面结合附图和具体实施方式对本发明进一步的描述。
32.基于水厂物联网系统的可配置报表系统，包括：数据查询模块，用于查询物联网系统提供的水厂生产设备属性点；报表配置模块，用于配置相应的物联网生产设备数据；服务器端，根据报表配置模块的配置项查询相应的物联网生产设备数据；报表展示模块，根据报表配置模块的配置项和服务器端返回的数据生成相应的报表展示页。
33.报表配置模块将报表模板的指标对应到物联网系统中虚拟设备的属性点，并可以随时修改。结合报表结构的可配置项，服务器端根据所有配置项查询相应的物联网生产设备数据。
34.通过报表配置模块的数据关联模块，查询物联网系统提供的水厂生产设备属性点，将报表对应列绑定相应生产设备的属性点。还可以配置是否展示统计信息，辅助统计表格等。配置完成后，在报表展示模块可以随时查看对应设备、生产工艺数据的报表信息。可实现报表内容自由编辑，报表数据实时更新，实时查询水厂运行数据。
35.生产设备属性点包括设备运行状态、频率、转速和生产工艺数据。
36.报表展示模块包括用于生成报表展示页的网页端。
37.网页端可根据报表配置信息和数据关联信息，通过调用物联网数据查询接口，即可实时展示配置的报表数据和样式。
38.服务器端包括数据存储单元，数据存储单元为时序数据库。
39.时序数据库通过特殊的数据压缩算法存储方式，极大提高了时间相关数据的处理能力，相对于关系型数据库它的存储空间减半，查询速度极大的提高。时间序列函数优越的查询性能远超过关系型数据库。
40.如图1所示，基于水厂物联网系统的可配置报表方法，包括以下步骤：s1：采集水厂所需数据，通过数据接口实时读取数据；s2：新建设备属性值，通过配置项将数据存储至时序数据库中；s3：报表配置模块配置报表模板；s4：绑定设备属性点，并将绑定关系保存至数据库；s5：根据报表配置模块的配置项和服务器端返回的数据生成相应的报表展示页。
41.步骤s2中新建设备属性值包括以下步骤：s21：新建单个设备通道名称；s22：在新建设备下新建三个标记，三个标记分别为三个设备的监测值。
42.步骤s3中报表配置模块配置报表模板包括以下步骤：s31：新建三个设备名称，关联属性点至对应设备属性点地址；s32：获取对应设备实时数据，配置实时数据至时序数据库中；s33：提供实时数据和历史数据查询接口。
43.物联网系统可通过opc协议获取到对应设备的实时数据，并通过配置每隔10s将当前的实时数据存储到时序数据中的历史库中。最后通过建设物联网系统应用层的数据查询接口，提供http协议的实时和历史数据查询接口。
44.步骤s4中绑定设备属性点包括以下步骤：s41：将报表模板新增的指标名称逐一绑定系统中对应三个设备中的各自属性点。
45.报表模板配置完成后，在报表数据配置页面将报表模板新增的指标名称逐一绑定物联网系统中对应三个设备中的各自属性点。
46.步骤s5中生成相应的报表展示页包括以下步骤：s51：通过数据库配置将报表模板里的指标和对应的属性点返回给前端页面；s52：将对应的属性点作为参数，通过接口请求至前端生成报表展示页。
47.通过物联网开发的http接口请求到对应属性点在当天每隔半个小时的数据。由前端通过页面渲染解析后正确展示出对应属性点下的当天的历史数据。
48.还包括以下步骤：s6：通过报表配置模块进行报表权限控制。
49.通过将报表的url设置为系统的菜单，给不同角色的人分配不同的菜单，从而实时报表数据权限的简单控制。
50.实施例一：现要生成一张水厂设备运行日报表，其中包括设备a、b、c三个，其对应的监测值用
sf来表示，通过以下步骤，完成报表模板配置，物联网数据关联，并在展示页面实时展示报表结构与数据。
51.通过plc数据采集工具将水厂需要的数据进行统一采集和收集，并提供接口可以实时读取对应的数据。以下用kepserverex为例：新增1个设备通道名为sb，并在设备通道下面新建1个设备名为sb1，在设备下面新建3个标记，分别为a设备的监测值为a_sf，b设备的监测值为b_sf，c设备的监测值为c_sf。
52.通过建设物联网系统应用层的设备管理，新建设备a名为sb_a，其属性值为：sf，新建设备b名为sb_b，其属性值为：sf，新建设备c名为sb_c，其属性值为：sf，关联到kepserverex中的对应设备的属性点地址分别为：sb.sb1.a_sf，sb.sb1.b_sf，sb.sb1.c_sf，此时物联网系统可通过opc协议从kepserverex获取到对应设备的实时数据，并通过配置每隔10s将当前的实时数据存储到时序数据中的历史库中。最后通过建设物联网系统应用层的数据查询接口，提供http协议的实时和历史数据查询接口。
53.通过设置报表名称为设备日报表，新增指标名称依次为：a设备监测值，b设备监测值，c设备监测值。保存该配置为报表模板。
54.报表模板配置完成后，在报表数据配置页面将报表模板新增的指标名称逐一绑定物联网系统中对应三个设备中的各自属性点。绑定关系为a设备监测值对应a/sf，b设备监测值对应b/sf，c设备监测值对应c/sf。保存该绑定关系到数据库中。
55.在报表分析页面选择名为设备日报表的模板，此时页面通过数据库配置将设备报表模板里的3个指标和对应的3个物联网属性点返回给前端页面，再将3个物联网属性点作为参数，通过物联网开发的http接口请求到对应属性点在当天每隔半个小时的数据。由前端通过页面渲染解析后正确展示出对应属性点下的当天的历史数据。
56.报表权限控制，通过将报表的url设置为系统的菜单，给不同角色的人分配不同的菜单，从而实时报表数据权限的简单控制。
57.应理解，该实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本技术所附权利要求书所限定的范围。