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    嵌入式WebServer在配電網(wǎng)中的自動化服務應用

    2018-07-11 07:51:36,,
    關鍵詞:遙信遙測瀏覽器

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    (1.積成電子股份有限公司配網(wǎng)自動化事業(yè)部,濟南 250104;2.山東省明水經(jīng)濟技術開發(fā)區(qū)管委會;3.山東科技大學)

    引 言

    近年來,隨著國家智能電網(wǎng)進入全面建設的重要階段,配電網(wǎng)的智能化建設全面拉開,配電終端作為智能配電網(wǎng)不可缺少的組成部分得到了蓬勃發(fā)展。由于配電網(wǎng)的特殊性及各地配電網(wǎng)智能水平的參差不齊,造成配電終端在各供電轄區(qū)應用上的多樣性,這種多樣性造成各個地方配電終端的功能、參數(shù)存在差別,甚至有的用戶會定制專有功能、參數(shù)。

    為了維護這些終端,當前,各終端廠家普遍采用的方式是針對每種功能的終端開發(fā)一個維護軟件版本,造成了即使同一類終端也會存在很多維護軟件版本,給后期的維護帶來很大工作量。針對上述配電網(wǎng)終端存在的維護軟件版本繁多、維護困難問題,一般配網(wǎng)終端都具備網(wǎng)口的特點,本文基于嵌入式WebServer技術設計并實現(xiàn)了使用IE瀏覽器作為通用維護軟件的系統(tǒng),從而達到統(tǒng)一維護軟件、維護簡單的目的。

    1 系統(tǒng)整體架構

    本系統(tǒng)采用STM32F429作為CPU芯片,以LAN8742作為以太網(wǎng)PHY芯片。遙測、遙信、遙控等電力三遙數(shù)據(jù)及其他人機接口部分采用電力終端通用設計方案。TCP/IP協(xié)議采用移植LwIP協(xié)議棧的方式實現(xiàn)。瀏覽器網(wǎng)頁文件采用HTML語言設計,然后將網(wǎng)頁文件轉換為靜態(tài)數(shù)據(jù)存放到終端中。對于網(wǎng)頁中需要實時刷新的數(shù)據(jù)采用動態(tài)組幀,實時傳送到瀏覽器顯示。系統(tǒng)整體架構,如圖1所示。

    圖1 系統(tǒng)整體架構

    2 軟件設計

    2.1 TCP/IP協(xié)議簡介

    TCP/IP協(xié)議是一套把互聯(lián)網(wǎng)上的各種系統(tǒng)互聯(lián)起來的協(xié)議族,以保證互聯(lián)網(wǎng)上數(shù)據(jù)的準確、快速傳輸。參考開放系統(tǒng)互連(OSI)模型,TCP/IP通常采用一種簡化的4層模型,分別為:應用層、傳輸層、網(wǎng)絡層、鏈路層[1]。

    鏈路層,通常包含網(wǎng)絡物理接口的驅動程序,同時為網(wǎng)絡層提供功能接口;網(wǎng)絡層又稱互聯(lián)網(wǎng)層,主要處理數(shù)據(jù)的網(wǎng)絡傳輸,主要使用其中的IP協(xié)議;傳輸層,主要為兩個系統(tǒng)的應用程序提供端到端的通信,主要包括TCP協(xié)議和UDP協(xié)議;應用層主要指特定的應用程序,本次使用的應用層協(xié)議是通用的應用協(xié)議HTTP。

    2.2 HTTP協(xié)議簡介

    HTTP協(xié)議是Hyper Text Transfer Protocol(超文本傳輸協(xié)議)的縮寫,用于萬維網(wǎng)服務器與本地瀏覽器之間傳輸超文本的應用協(xié)議,其采用的傳輸協(xié)議是TCP協(xié)議。HTTP協(xié)議工作于客戶端-服務端架構上。IE瀏覽器作為HTTP客戶端通過URL向HTTP服務端即WebServer發(fā)送請求。WebServer接收到請求后向客戶端發(fā)送響應信息。IE瀏覽器對WebServer返回的信息解析并顯示在網(wǎng)頁上。

    2.3 終端中網(wǎng)頁文件的設計

    網(wǎng)頁文件采用HTML語言設計,根據(jù)功能劃分為不同的網(wǎng)頁:主頁面、實時遙測數(shù)據(jù)頁面、實時遙信數(shù)據(jù)頁面、遙控操作頁面、遙信參數(shù)設置頁面、通信參數(shù)設置頁面、通信點表設置頁面、歷史數(shù)據(jù)查詢頁面。由于嵌入式終端的資源有限,所有的網(wǎng)頁文件都要存放到終端中,為節(jié)約資源,所有的網(wǎng)頁文件一律省略圖片。限于篇幅原因,以下主要介紹最具代表性的網(wǎng)頁的設計過程。

    2.3.1實時遙測數(shù)據(jù)頁面

    實時遙測數(shù)據(jù)頁面的主要特點是需要實時地刷新終端采集的電壓、電流等遙測值,通過查詢可知HTML中的標簽屬性可以輕松實現(xiàn)該功能。采用這種方式能夠在不明顯增加代碼量的前提下實現(xiàn)數(shù)據(jù)實時刷新的效果,非常適合應用在嵌入式終端中。部分關鍵代碼如下所示:

    ...



    Ia:A Ib:A Ic:A



    Ua:V Ub:V Uc:V



    P: VA Q:VA PH:

    ...

    頁面顯示效果如圖2所示。

    圖2 實時遙測數(shù)據(jù)頁面

    通過觀察發(fā)現(xiàn),頁面中存在兩部分數(shù)據(jù),一部分是文字、字符,一部分是實時數(shù)據(jù)。文字、字符部分是固定不變的,因此可以將該部分轉換成靜態(tài)網(wǎng)頁數(shù)據(jù)存放到終端中。實時數(shù)據(jù)部分需要實時的刷新,因此采用動態(tài)組幀。

    2.3.2通信點表設置頁面

    通信點表頁面中包含的元素較復雜,包括單點地址、雙點地址、是否需要取反以及雙點的分合位等。與實時遙測數(shù)據(jù)頁面不同的是,查看參數(shù)可以采用手動刷新頁面方式,下載參數(shù)可以點擊“下載”按鈕實現(xiàn),這樣可以節(jié)省代碼量,為終端節(jié)省一部分寶貴的存儲資源。為此我們采用HTML中的select表單進行設計,部分關鍵代碼如下所示:

    ...

    01:

    ...

    頁面顯示效果如圖3所示。

    圖3 通信點表設置頁面

    同樣,頁面中固定的文字、字符轉換為靜態(tài)數(shù)據(jù)存放到終端中,需要交互的參數(shù)部分采用動態(tài)組幀。

    2.3.3其它頁面文件的設計

    實時遙信數(shù)據(jù)頁面、遙控操作頁面、通信參數(shù)頁面、歷史數(shù)據(jù)查詢頁面等所包含的元素類型與上述兩種頁面基本類似,設計方法大同小異,限于篇幅在此不再贅述。

    結 語

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