一种适用于智能仪表的自适应铁电存储管理方法与流程

本发明涉及智能仪表，尤其涉及一种适用于智能仪表的自适应铁电存储管理方法。

背景技术：

1、传统的机械式或电子式仪表依托先进的计算机技术和微电子电子技术，正逐步向智能化仪表过渡。智能仪表不仅可以解决传统仪表不易或不能解决的问题，如可以对现场进行实时监测，可以简化仪表电路、提高仪表的可靠性，更容易实现高精度、高性能、多功能的目的，还可以完成多种物理量的精确显示，可以带变送输出、继电器控制输出、通讯、数据保持等多种功能，还可以完成数据采集、数据处理、数据通讯和数据的多样化传递等功能。

2、在电力仪表的设计中，通常需要存储如校准参数、设定参数和电能数据等重要信息，这些信息往往被分配固定的存储位置。然而，在进行系统升级时引入新的参数可能会导致存储地址出现重叠或不连续的问题，从而增加了数据管理的复杂性。虽然采用轻量级数据库可以有效地解决这一问题，但这种方案对单片机的内存容量和铁电存储器的大小提出了较高要求，可能会限制其在资源受限的嵌入式系统中的应用。因此亟需一种适用于智能仪表的自适应铁电存储管理方法。

技术实现思路

1、本发明的目的在于克服上述不足，提供一种适用于智能仪表的自适应铁电存储管理方法，提升数据存储的扩展性和升级兼容性，避免频繁对敏感数据进行铁电读写。

2、本发明的目的是这样实现的：

3、一种适用于智能仪表的自适应铁电存储管理方法，基于一种自适应铁电存储管理系统，该存储管理系统包括控制单元mcu和铁电存储单元，所述mcu上设有版本/数据管理单元、缓存单元和铁电驱动单元，mcu分别连接铁电存储单元和计量单元；所述铁电存储单元存储基本数据、校准参数、仪表参数和电能数据；该存储管理方法包括以下内容：

4、ss1、启动与初始化，

5、ss11、在mcu启动时，初始化存储管理系统，并加载基本数据结构；

6、ss12、然后进行自检，验证铁电存储电路和计量电路的状态；

7、ss2、读取基本数据；

8、ss21、从铁电固定地址读取基本数据json数据包，获取仪表版本号，确认仪表型号和序列号；

9、ss22、确定校准数据、仪表参数、电能数据的起始地址；

10、ss3、版本管理与数据兼容，

11、ss31、按照校准数据、仪表参数、电能数据的起始地址读取数据区json数据包；

12、ss32、判断当前软件版本与存储数据版本是否一致；

13、ss4、数据解析，

14、ss41、对分块读取的数据应用标准json解析库；

15、ss42、解析获取校准参数、仪表参数和电能数据，并转换为内部数据结构；

16、ss5、实时数据存储，

17、ss51、实施校准操作时，更新校准数据区，并同步时间戳；

18、ss52、监听用户操作和通信指令，对仪表参数进行实时更新；

19、ss53、监测电能计量数据；

20、ss6、数据写入与完整性保证，

21、ss61、在数据写入前进行数据完整性验证，进行crc校验。

22、ss62、采用事务写入机制保证电源中断时数据的一致性。

23、ss63、对于缓存中的数据，在达到写入条件时统一写入，并确认写入成功。

24、进一步地，步骤ss32还包括以下内容：

25、ss321、若首次上电，无法读取版本号，则写入默认数据；

26、ss322、若版本一致，则直接解析数据包；

27、ss323、若版本更新，则进行数据迁移处理：对数据包增加当前版本缺失键值，赋值默认值，如新版本增加了复费率功能，键值增加复费率参数，并更新基本数据块中各数据区起始地址，然后重新写入铁电存储单元；

28、ss324、若版本回滚，则按老版本解析程序执行，直接解析数据包。

29、进一步地，步骤ss53还包括按照设定阈值，每增加1wh，立即写入铁电存储或暂存于缓存中。

30、进一步地，还包括步骤ss7、错误处理与恢复：

31、ss71、如果数据写入失败，隔10ms实施重试机制；

32、ss72、对损坏的数据块，使用备份区数据尝试恢复数据。

33、进一步地，还包括步骤日志记录：记录操作日志，包括用户操作和系统事件，以便于问题追踪和系统维护。

34、进一步地，所述存储管理系统采用数据区域划分：将存储空间划分为若干数据区域，每种数据类型对应一个区域，以便于管理和访问；所述存储管理系统采用通用数据头：为每个数据区域设计通用数据头，包括版本号、数据长度和数据类型字段，确保数据格式的兼容性和扩展性。

35、进一步地，所述存储管理系统选择json格式。

36、进一步地，所述铁电存储单元的写入频率与条件控制：

37、校准参数：仅在出厂或校准时写入，确保这些数据的稳定性；

38、仪表参数：在参数被修改时才更新存储，减少不必要的写入操作；

39、电量参数：仅在电能发生显著变化时存储，通过设置阈值判断电能变化是否足够大以触发写入，以减少对铁电的读写次数，延长其使用寿命。

40、进一步地，所述存储管理系统采用缓存策略：对频繁更新的数据采用中间缓存机制，当缓存达到预定条件时才统一写入铁电，进一步减少写入次数。

41、进一步地，所述存储管理系统采用错误处理机制：设计错误检测和恢复机制，如在写入失败时重试，或者在数据损坏时采取恢复措施。

42、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

43、本发明提供了一种适用于智能仪表的自适应铁电存储管理方法，采用json数据格式进行存储，提升数据存储的扩展性和升级兼容性；本发明对数据分区，避免频繁对敏感数据进行铁电读写；本发明包含数据迁移工具，适用数据分区空间不够时，进行重新分区；本发明通过代码层次清晰，移植简单；本发明优化软件流程，减小了内存空间。

技术特征：

1.一种适用于智能仪表的自适应铁电存储管理方法，其特征在于：基于一种自适应铁电存储管理系统，该存储管理系统包括控制单元mcu和铁电存储单元，所述mcu上设有版本/数据管理单元、缓存单元和铁电驱动单元，mcu分别连接铁电存储单元和计量单元；所述铁电存储单元存储基本数据、校准参数、仪表参数和电能数据；该存储管理方法包括以下内容：

2.根据权利要求1所述的一种适用于智能仪表的自适应铁电存储管理方法，其特征在于：步骤ss32还包括以下内容：

3.根据权利要求1所述的一种适用于智能仪表的自适应铁电存储管理方法，其特征在于：步骤ss53还包括按照设定阈值，每增加1wh，立即写入铁电存储或暂存于缓存中。

4.根据权利要求1所述的一种适用于智能仪表的自适应铁电存储管理方法，其特征在于：还包括步骤ss7、错误处理与恢复：

5.根据权利要求1所述的一种适用于智能仪表的自适应铁电存储管理方法，其特征在于：还包括步骤日志记录：记录操作日志，包括用户操作和系统事件，以便于问题追踪和系统维护。

6.根据权利要求1所述的一种适用于智能仪表的自适应铁电存储管理方法，其特征在于：所述存储管理系统采用数据区域划分：将存储空间划分为若干数据区域，每种数据类型对应一个区域，以便于管理和访问；所述存储管理系统采用通用数据头：为每个数据区域设计通用数据头，包括版本号、数据长度和数据类型字段，确保数据格式的兼容性和扩展性。

7.根据权利要求1所述的一种适用于智能仪表的自适应铁电存储管理方法，其特征在于：所述存储管理系统选择json格式。

8.根据权利要求1所述的一种适用于智能仪表的自适应铁电存储管理方法，其特征在于：所述铁电存储单元的写入频率与条件控制：

9.根据权利要求1所述的一种适用于智能仪表的自适应铁电存储管理方法，其特征在于：所述存储管理系统采用缓存策略：对频繁更新的数据采用中间缓存机制，当缓存达到预定条件时才统一写入铁电，进一步减少写入次数。

10.根据权利要求1所述的一种适用于智能仪表的自适应铁电存储管理方法，其特征在于：所述存储管理系统采用错误处理机制：设计错误检测和恢复机制，如在写入失败时重试，或者在数据损坏时采取恢复措施。

技术总结本发明涉及的一种适用于智能仪表的自适应铁电存储管理方法，包括数据采集模块、后台管理模块和租户充值查询模块，所述数据采集模块的一端连接电表，另一端连接后台管理模块，所述后台管理模块连接租户充值查询模块；所述数据采集模块包括电费计算模块、数据存储模块和仪表交互模块，所述后台管理模块包括仪表配置模块、租户信息管理模块、记录查询模块和报表查询模块，所述租户充值查询模块包括电费充值模块、充值记录查询模块和用电记录查询模块。本发明保证电费正常计量的同时，做到电表和平台交互协议简单，交互次数少，受通讯不稳定因素影响小。技术研发人员：吴勤卫,孙运建,张松辉,王炜,周晓龙,王丽娜,陶宁,宋志涛,李银飞,尹银鹏,谢清源受保护的技术使用者：江苏安科瑞电器制造有限公司技术研发日：技术公布日：2024/6/13