一種物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)電力監(jiān)控系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于電力監(jiān)控技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)電力監(jiān)控系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]電力行業(yè)是國(guó)民經(jīng)濟(jì)支柱產(chǎn)業(yè)，電力生產(chǎn)的發(fā)展與穩(wěn)定，關(guān)系著社會(huì)秩序的穩(wěn)定與人民的幸福安康。隨著科技進(jìn)步和電力企業(yè)自動(dòng)化水平的提升，電力設(shè)備朝著獨(dú)立、散居分布式發(fā)展，基于以太網(wǎng)設(shè)備遠(yuǎn)程監(jiān)控管理問(wèn)題成為當(dāng)下亟待解決的一個(gè)重要研究課題。
[0003]傳統(tǒng)的電力監(jiān)控系統(tǒng)通信常用Socket、FTP、E-Mail等方式，這些技術(shù)在數(shù)據(jù)傳輸數(shù)量、編程靈活性和安全性能方面都有所欠缺，而且由于操作平臺(tái)的限制，互相之間通信變得比較困難。近年來(lái)，科技飛速發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)通信成為主流通信方式，大多以計(jì)算機(jī)為主體，包括檢測(cè)、傳輸、執(zhí)行等機(jī)構(gòu)。電網(wǎng)其網(wǎng)絡(luò)覆蓋面廣，由點(diǎn)到線及面，維護(hù)保障難度極大，需要設(shè)計(jì)一種新型的WEB平臺(tái)電力監(jiān)控裝置，提高電力設(shè)備遠(yuǎn)程監(jiān)控的實(shí)效性、可靠性，降低維護(hù)保障難度。
[0004]傳統(tǒng)的電力監(jiān)控裝置大多數(shù)采用C/S架構(gòu)管理模式，雖然在出錯(cuò)提示、處理大信息量上占有優(yōu)勢(shì)，但是不同的客戶機(jī)上必須安裝不同的操作系統(tǒng)軟件，通用性不高并且網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)不靈活，功能若改變操作系統(tǒng)也將相應(yīng)調(diào)整，開(kāi)發(fā)與維護(hù)成本高。為解決C/S架構(gòu)的這些缺陷，改用B/S架構(gòu)，利用瀏覽器-Web服務(wù)器管理方式通用性強(qiáng)，應(yīng)用升級(jí)修改靈活，操作簡(jiǎn)便無(wú)需培訓(xùn)等優(yōu)勢(shì)為突破口，設(shè)計(jì)了一種新型的基于STM32的WEB平臺(tái)電力監(jiān)控裝置，該裝置核心為嵌入式芯片STM32，以太網(wǎng)技術(shù)為主，由統(tǒng)一的TCP/IP協(xié)議和Wffff規(guī)范支持，其安全性、可靠性、準(zhǔn)確性、時(shí)效性、集中管理等性能均能保證，順應(yīng)遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的發(fā)展潮流，符合電網(wǎng)設(shè)備革新的時(shí)代需求。在監(jiān)控室內(nèi)只需要少量工作人員對(duì)監(jiān)控對(duì)象集中網(wǎng)絡(luò)管理，解決早期電力監(jiān)控系統(tǒng)有“監(jiān)”無(wú)“控”問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)升級(jí)改造。
[0005]由于目前采用嵌入式控制上述模塊進(jìn)行電力WEB平臺(tái)開(kāi)發(fā)的研究還比較少，用于實(shí)際的更不多，本次設(shè)計(jì)在實(shí)驗(yàn)室制作成品，試驗(yàn)結(jié)果，以太網(wǎng)通信順暢，嵌入式裝置監(jiān)測(cè)電壓、電流有效值精度超過(guò)0.5S，攝像監(jiān)視、SD卡存儲(chǔ)等多項(xiàng)功能得到拓展應(yīng)用。試驗(yàn)表明，設(shè)計(jì)的電力監(jiān)控裝置實(shí)現(xiàn)了監(jiān)與控的有機(jī)結(jié)合，且經(jīng)濟(jì)實(shí)用，辦公電腦即可操作，不需專門(mén)的操作系統(tǒng)，在技術(shù)實(shí)現(xiàn)方面完全能夠滿足特定用戶的需求。需要提出的是，本設(shè)計(jì)還可以根據(jù)要求對(duì)裝置的軟硬件進(jìn)行靈活修改，軟硬件升級(jí)維護(hù)成本低，因此該系統(tǒng)有較大的實(shí)用價(jià)值，具有比較廣闊的市場(chǎng)前景。
[0006]從上個(gè)世紀(jì)90年代以來(lái)，隨著科技的迅速發(fā)展，人們的安全生產(chǎn)思想和安全管理理念都發(fā)生了重大變化，作為超前預(yù)防保障生產(chǎn)安全的監(jiān)測(cè)監(jiān)控技術(shù)正在被人們所認(rèn)識(shí)和重視。監(jiān)控系統(tǒng)的演變，是一個(gè)從集中監(jiān)控向網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控的發(fā)展歷史。早期的監(jiān)控系統(tǒng)，采用大型儀表集中對(duì)各個(gè)重要設(shè)備的狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)視，并通過(guò)操作盤(pán)來(lái)進(jìn)行集中式操作；而計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)是以監(jiān)測(cè)控制計(jì)算機(jī)為主體，加上檢測(cè)裝置、執(zhí)行機(jī)構(gòu)與被監(jiān)測(cè)控制的對(duì)象(生產(chǎn)過(guò)程)共同構(gòu)成的整體。在設(shè)計(jì)的該系統(tǒng)中，計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)了生產(chǎn)過(guò)程的檢測(cè)、監(jiān)督和控制功能。在現(xiàn)代企業(yè)的生產(chǎn)和管理中，大量的物理量、環(huán)境參數(shù)、工藝數(shù)據(jù)、特性參數(shù)需要進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)、監(jiān)督管理和自動(dòng)控制。由于工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程控制要求的高環(huán)境適應(yīng)性、高實(shí)時(shí)性和高可靠性等特點(diǎn)，自動(dòng)控制與檢測(cè)技術(shù)一直沿著自己的道路發(fā)展，測(cè)控領(lǐng)域所使用的通信技術(shù)都自成體系，許多通信協(xié)議不開(kāi)放，而且大多數(shù)系統(tǒng)都是面向單臺(tái)或單一類型的設(shè)備。
[0007]隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的飛速發(fā)展和監(jiān)控范圍的擴(kuò)大，監(jiān)控系統(tǒng)由過(guò)去的單機(jī)監(jiān)控過(guò)渡到現(xiàn)在的網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控，但目前還存在著一些問(wèn)題。首先，網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)不足的問(wèn)題。網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)是遠(yuǎn)程監(jiān)控技術(shù)中最為關(guān)鍵的技術(shù)，然而，目前網(wǎng)絡(luò)通信一般簡(jiǎn)單采用Socket技術(shù)，甚至FTP或E-Mail等，這些技術(shù)無(wú)論在傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量、編程的靈活性還是安全性方面都有很大的欠缺，特別是對(duì)于現(xiàn)場(chǎng)多個(gè)端點(diǎn)的數(shù)據(jù)采集，會(huì)大大增加編程的復(fù)雜度，不能滿足遠(yuǎn)程監(jiān)控技術(shù)對(duì)網(wǎng)絡(luò)通信的需求;其次，網(wǎng)絡(luò)通信中多種結(jié)構(gòu)并存的問(wèn)題。目前的遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)大多比較復(fù)雜，分布距離遠(yuǎn)，而且還存在著不同局域網(wǎng)，不同平臺(tái)，甚至在同一局域網(wǎng)中的操作平臺(tái)以及編程語(yǔ)言也可能有不同的問(wèn)題，這就要求集成網(wǎng)絡(luò)中的不同平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)相互之間的通信，而這些問(wèn)題采用傳統(tǒng)方法是難以解決的。
[0008]遠(yuǎn)程監(jiān)控是國(guó)內(nèi)外研究的前沿課題，國(guó)內(nèi)外都展開(kāi)了積極的研究。1997年I月，首屆基于Internet的遠(yuǎn)程監(jiān)控診斷工作會(huì)議由斯坦福大學(xué)和麻省理工學(xué)院聯(lián)合主辦，有來(lái)自30個(gè)公司和研究機(jī)構(gòu)的50多位代表到會(huì)。會(huì)議主要討論了有關(guān)遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)開(kāi)放式體系、診斷信息規(guī)程、傳輸協(xié)議及對(duì)用戶的合法限制等，并對(duì)未來(lái)技術(shù)發(fā)展作了展望。由斯坦福大學(xué)和麻省理工學(xué)院合作開(kāi)發(fā)基于Internet的下一代遠(yuǎn)程監(jiān)控診斷示范系統(tǒng)，這項(xiàng)工作同時(shí)也得到了制造業(yè)、計(jì)算機(jī)業(yè)和儀器儀表業(yè)的Sun、HP、Boeing、InteUFord等12家大公司的熱情支持和通力配合。之后，由這些公司共同推出了一個(gè)實(shí)驗(yàn)性的系統(tǒng)Testbed jestbed用嵌入式Web組網(wǎng)、用實(shí)時(shí)JAVA和Bayesian Net初步形成在Internet范圍內(nèi)的信息監(jiān)控和診斷推理。另外，許多國(guó)際組織，如MIMOSA(Machinery Informat1n Management Open SystemAlliance)、SMFPT(Society for Machinery Failure Prevent1n Technology)、C0MADEM(Condit1n Monit1n and Engineering Management)等，也紛紛通過(guò)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行設(shè)備監(jiān)控與故障診斷咨詢和技術(shù)推廣工作，并制定了一些信息交換格式和標(biāo)準(zhǔn)。許多大公司也在他們的產(chǎn)品中加入了 Internet的功能，如BentIy公司的計(jì)算機(jī)在線設(shè)備運(yùn)行監(jiān)測(cè)系統(tǒng)DataManager 2000可以通過(guò)網(wǎng)絡(luò)動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)交換(Net DDE)的方式向遠(yuǎn)程終端發(fā)送設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)信息；著名的Nat1nal Instruments公司也在它的產(chǎn)品LabWindows/CVI以及LabVIEW中加入了網(wǎng)絡(luò)通訊處理模塊，因而可以通過(guò)WWW、FTP、E-mail方式在網(wǎng)絡(luò)范圍內(nèi)進(jìn)行監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)的傳送。法國(guó)“ALARM”研究組對(duì)生產(chǎn)過(guò)程的智能報(bào)警和監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行了長(zhǎng)期研究，并在多個(gè)項(xiàng)目中進(jìn)行了應(yīng)用。
[0009]EP電力信息化網(wǎng)國(guó)內(nèi)對(duì)于遠(yuǎn)程監(jiān)控技術(shù)也開(kāi)展了積極的研究。目前遠(yuǎn)程監(jiān)控技術(shù)的主流是應(yīng)用Internet技術(shù)，在TCP/IP協(xié)議和Wffff規(guī)范的支持下，合理組織軟件結(jié)構(gòu)，使工作人員通過(guò)訪問(wèn)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器來(lái)迅速獲取自己權(quán)限下的所有信息并及時(shí)做出響應(yīng)。將來(lái)，嵌入式系統(tǒng)的發(fā)展會(huì)越來(lái)越迅速，越來(lái)越成熟，這項(xiàng)新技術(shù)遲早必將用于遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)上，是監(jiān)控系統(tǒng)未來(lái)發(fā)展方向之一。嵌入式監(jiān)控系統(tǒng)可以使信息實(shí)現(xiàn)本地化處理，改善服務(wù)器性能，可以使每一個(gè)設(shè)備具備上網(wǎng)與服務(wù)功能，即每一個(gè)設(shè)備都可以獨(dú)立進(jìn)行服務(wù)，從而大大提高監(jiān)控的質(zhì)量和范圍。
[0010]電網(wǎng)基于其一般特性，覆蓋面積大較高，需要維護(hù)和保障的點(diǎn)、線、面都遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于發(fā)電和電建企業(yè)，因此電網(wǎng)的遠(yuǎn)程監(jiān)控對(duì)可以說(shuō)是電力行業(yè)安全保障的主角和重頭戲。隨著電力工業(yè)的不斷發(fā)展，各變電站、變電所、通訊站等都要通過(guò)監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)少人、無(wú)人監(jiān)管，以提高生產(chǎn)效益。同時(shí)，監(jiān)控系統(tǒng)和電力調(diào)度系統(tǒng)、辦公室自動(dòng)化OA系統(tǒng)能夠有機(jī)的融合在一起，形成一個(gè)綜合的管理業(yè)務(wù)系統(tǒng)。尤其是伴隨著智能電網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，智能電網(wǎng)安防及視頻監(jiān)控系統(tǒng)統(tǒng)的研究和應(yīng)用在國(guó)內(nèi)處于快速成長(zhǎng)期，將其應(yīng)用到智能電網(wǎng)數(shù)字化變電站領(lǐng)域，利用高清晰度視頻圖像對(duì)電網(wǎng)關(guān)鍵設(shè)備的運(yùn)行狀況記錄分析，實(shí)現(xiàn)在線遠(yuǎn)程監(jiān)視及監(jiān)護(hù)，對(duì)促進(jìn)電力安全生產(chǎn)具有重要意義。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0011]本實(shí)用新型的目的是針對(duì)現(xiàn)有的電力監(jiān)控系統(tǒng)智能化程度低的不足，提出了通過(guò)在電力監(jiān)控系統(tǒng)中設(shè)置外擴(kuò)以太網(wǎng)單元，實(shí)現(xiàn)采用瀏覽器方式進(jìn)行監(jiān)測(cè)與控制，方便數(shù)據(jù)處理、命令發(fā)送和功能擴(kuò)展的一種物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)電力監(jiān)