通信管理系統及方法
【專利摘要】本發明公開了一種通信管理系統及方法，應用于電力系統的通信管理，該包括：實時數據庫，用于存儲實時采集的數據以及歷史采集數據、歷史維修數據、各應用模塊配置數據；系統消息區，用于存儲系統消息并將其分類排隊；以及多個應用模塊，各應用模塊通過數據庫管理系統的數據庫接口函數與該實時數據庫、該系統消息區進行雙向通信，本發明具有強大的數據管理功能，不僅可進行規約轉化，還可以實現遠動、保護管理、介質轉換等電力系統自動化控制通信常用功能，同時通過基于嵌入式系統的Web管理工具，可實現遠程維護和配置，查看歷史數據等，減少了人力物力。
【專利說明】
通信管理系統及方法
【技術領域】
[0001]本發明關于一種通信管理系統及方法，特別是涉及一種應用于電力系統的通信管理系統及方法。
【背景技術】
[0002]隨著計算機技術、通信技術和網絡技術的飛速發展和廣泛應用，電力系統通信正在發生深刻的變化。傳統的集中、低速、專用封閉式的遠動系統將向開放、高速、綜合的網絡化方向發展。在現場不同廠家的各種設備要接入監控、遠動等信息處理主站，而目前還做不到所有廠家都按照同一種標準互聯，還需要通過協議轉換為主要目的的通訊管理裝置，以實現不同介質、不同協議設備間的信息交換。由于目前站內規約眾多，同類產品也很多，但是通訊管理裝置都普遍存在以下缺點:
[0003]1、穩定性差，由于產品硬件平臺較落后，一旦數據量增多，很容易出現故障；
[0004]2、可配置性低，由于適用規約有限，不同的應用常需要重新開發，或是不同系列產品;
[0005]3、功能單一，一般僅作規約轉化；
[0006]4、維護困難，需要當地人工維護，故障歷史數據無法存儲和查看。
【發明內容】
[0007]為克服上述現有技術存在的不足，本發明之目的在于提供一種通信管理系統及裝置，其具有強大的數據管理功能，不僅可進行規約轉化，還可以實現遠動、保護管理、介質轉換等電力系統自動化控制通信常用功能，同時通過基于嵌入式系統的Web管理工具，可實現遠程維護和配置，查看歷史數據等，減少了人力物力。
[0008]為達上述及其它目的，本發明提出一種通信管理系統，應用于電力系統的通信管理，至少包括:
[0009]實時數據庫，用于存儲實時采集的數據以及歷史采集數據、歷史維修數據、各應用模塊配置數據；以及
[0010]系統消息區，用于存儲系統消息并將其分類排隊
[0011]該電力系統的各應用模塊通過數據庫管理系統的數據庫接口函數與該實時數據庫、該系統消息區進行雙向通信。
[0012]進一步地，該系統采用實時操作系統來管理和分配資源，根據功能劃分不同優先級的任務。
[0013]進一步地，該系統配置大數據信息點表，為每個接入設備建立一個數據庫索引表，用以快速定位數據位置。
[0014]進一步地，該系統上電時從存儲單元中讀取大量配置，支持以太網遠程修改配置但必須重啟機器以生效。
[0015]進一步地，該實時數據庫包括遙測表、遙信表，遙脈表、遙控表以及模塊配置表。
[0016]進一步地，該系統消息區分為監控方向和控制方向，其中監視方向的系統消息區分為監控方向非常重要的消息區和監控方向一般的消息區，控制方向的系統消息區只有一個。
[0017]為達到上述及其他目的，本發明還提供一種通信管理方法，應用于電力系統的通信管理，包括如下步驟:
[0018]該電力系統的間隔設備層的各數據采集器采集數據，經數字量化打包后將數據構成的監控消息通過網絡上傳至實時數據庫；
[0019]將收到的監控消息分為非常重要消息和一般消息兩類，并在消息區分別排隊；
[0020]實時操作系統根據消息類型向該電力系統的站級管理層輸出或者產生控制消息。
[0021]進一步地，該方法還包括如下步驟:
[0022]站級管理層收到的控制消息進入消息區按優先級排隊等候；
[0023]實時操作系統按優先級產生控制輸出；
[0024]控制輸出經網絡送至間隔設備層的各執行模塊執行。
[0025]進一步地，該間隔設備層之各數據采集器采集得到的數據均沿用本監測單元規約打包組成監控消息，監控消息在實時數據庫先行轉換為標準數據進行交換，若需要和其他監測單元通信，則將標準數據按目標監測單元規約轉換并輸出。
[0026]進一步地，該網絡為雙環光纖以太網。
[0027]與現有技術相比，本發明一種通信管理系統及方法通過以實時操作系統、實時數據庫和系統消息區為核心構建通信管理系統，實現了強大的數據管理功能，本發明不僅可進行規約轉化，還可以實現遠動、保護管理、介質轉換等電力系統自動化控制通信常用功能，同時通過基于嵌入式系統的Web管理工具，可實現遠程維護和配置，查看歷史數據等，減少了人力物力。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0028]圖1為本發明之一種通信管理系統的系統架構圖；
[0029]圖2為本發明較佳實施例中應用層模塊與RTDB及系統消息區的關系示意圖；
[0030]圖3為本發明應用于電力系統的應用示意圖；
[0031]圖4為本發明較佳實施例中系統消息數據流圖；
[0032]圖5為本發明一種通信管理方法的步驟流程圖。
【具體實施方式】
[0033]以下通過特定的具體實例并結合【專利附圖】
【附圖說明】本發明的實施方式，本領域技術人員可由本說明書所揭示的內容輕易地了解本發明的其它優點與功效。本發明亦可通過其它不同的具體實例加以施行或應用，本說明書中的各項細節亦可基于不同觀點與應用，在不背離本發明的精神下進行各種修飾與變更。
[0034]圖1為本發明之一種通信管理系統的系統架構圖。如圖1所示，本發明一種通信管理系統，應用于電力系統的通信管理，至少包括:實時數據庫(RTDB)、系統消息區以及多個應用模塊。
[0035]其中實時數據庫(RTDB)用于存儲實時采集的數據以及歷史采集數據、歷史維修數據、各應用模塊配置數據，其分為五個數據表:遙測表，遙信表，遙脈表、遙控表以及模塊配置表；系統消息區用于存儲系統消息并將其分類排隊，系統消息區分為兩個方向:監控方向和控制方向。其中監視方向的系統消息區分為兩部分:監視方向非常重要消息區(VII)和監視方向一般消息區。控制方向的系統消息區只有一個。多個應用模塊，如規約接入、規約轉出模塊(接入/轉出模塊1、2、3 )、Web服務模塊、配置管理模塊及其他應用模塊，各應用模塊通過數據庫接口函數DBAPI與實時數據庫、系統消息區進行雙向通信。
[0036]簡單地說，本發明是以實時操作系統、實時數據庫(RTDB)和系統消息區為核心構建的。依靠實時操作系統的優秀性能來管理和分配計算機資源，根據功能劃分不同優先級的任務，使得程序模塊構架清晰，層次分明。
[0037]圖2為本發明較佳實施例中應用層模塊與RTDB及系統消息區的關系示意圖，以下將配合圖2進一步說明本發明。實時數據庫(RTDB)和系統消息區數據組成本發明的系統內核，各應用模塊(如規約接入、規約轉出模塊、平行節點通信模塊、Web服務模塊、配置管理模塊等)通過數據庫管理系統(DBMS)的接口數據庫接口函數DBAPI與之進行雙向通信，各應用程序之間可以通過這種方式高效通信，這種設計可以靈活添加各功能模塊，而不會互相影響。
[0038]考慮到穩定高效的設計，本發明之通信管理系統可靈活配置大數據信息點表，實時數據庫的信息如何快速定位是一個關鍵問題，為每個接入設備建立一個數據庫索引表，用以快速定位數據位置，雖然浪費了 RAM空間，卻節省了大量CPU事件，同時采用(上電)時從Flash(或EEprom)中讀取大量配置，支持以太網遠程修改(配置)，但必須重啟機器生效的方法，防止操作系統對動態內存管理時產生內存碎片而影響系統運行穩定性的現象發生。
[0039]本發明之通信管理系統圍繞實時數據庫(RTDB)和系統消息區展開，所有的應用模塊(包括規約接入、規約轉出模塊，平行節點通信模塊、Web服務模塊、配置管理模塊等)一般都需要對實時數據庫進行讀寫操作，如果兩應用模塊之間需要傳遞消息，觸發某些事件或動作的發生時，則需要依靠系統消息區。
[0040]如前所述，所有應用模塊(如規約接入、規約轉出模塊，平行節點通信模塊、Web服務模塊、配置管理模塊等)都通過數據庫管理系統DBMS的接口數據庫接口函數DBAPI與實時數據庫(RTDB)和系統消息區雙向通信，應用層模塊之間可以通過數據庫管理系統DBMS接口透明地傳遞信息，而不會涉及到傳遞細節的問題。
[0041]圖3為本發明應用于電力系統的應用示意圖，圖中所示通信管理單元即為本發明之通信管理系統，遠動和維管指的是數據的使用單位。圖4為本發明較佳實施例中系統消息數據流圖。參照圖3及圖4，不同規約的各數據采集器(即間隔設備層的各裝置，如主變壓器的保護裝置、后備保護裝置以及測控裝置等)采集數據，經數字量化打包后經以太網雙環光纖將數據構成的監控消息(InSDTask)上傳至本發明之通信管理系統；第二步本發明之通信管理系統將收到的監控消息分為兩類:非常重要消息(VIIBuf)和一般消息(SupDirQue)，并在消息區分別排隊；本發明之實時系統根據消息類型向站級管理層輸出或者產生控制消息。另一方面，站級管理層收到的控制消息進入消息區按優先級排隊等候；本發明之實時系統按優先級產生控制輸出；控制輸出經雙環以太光纖網送至間隔設備層的各執行模塊(各裝置)執行。
[0042]間隔設備層中各監測單元(即間隔設備層的各裝置，如主變壓器的保護裝置、后備保護裝置以及測控裝置等)采集得到的數據均沿用本監測單元規約打包組成監控消息，監控消息在本發明之通信管理系統先行轉換為標準數據進行交換，若需要和其他監測單元通信，則將標準數據按目標監測單元規約轉換并輸出。
[0043]圖5為本發明一種通信管理方法的步驟流程圖。如圖5所示，本發明一種通信管理方法，應用于電力系統的通信管理，包括如下步驟:
[0044]步驟501，該電力系統間隔設備層的各數據采集器采集數據，經數字量化打包后經以太網雙環光纖將數據構成的監控消息上傳至實時數據庫；
[0045]步驟502，將收到的監控消息分為兩類:非常重要消息(VIIBuf)和一般消息(SupDirQue),并在消息區分別排隊；
[0046]步驟503，實時操作系統根據消息類型向電力系統的站級管理層輸出或者產生控制消息。
[0047]同時，本發明之通信管理方法還包括如下步驟:
[0048]站級管理層收到的控制消息進入消息區按優先級排隊等候；
[0049]實時系統按優先級產生控制輸出；
[0050]控制輸出經雙環以太光纖網送至間隔設備層的各執行模塊執行。
[0051]需要說明的是，向以太網輸出時可能需要訪問數據庫，產生控制消息時也可能訪問數據庫，都通過接口函數實現
[0052]間隔設備層中各監測單元(即間隔設備層的各裝置，如主變壓器的保護裝置、后備保護裝置以及測控裝置等)采集得到的數據均沿用本監測單元規約打包組成監控消息，監控消息在本發明之通信管理系統先行轉換為標準數據進行交換，若需要和其他監測單元通信，則將標準數據按目標監測單元規約轉換并輸出。
[0053]可見，本發明一種通信管理系統及方法通過以實時操作系統、實時數據庫和系統消息區為核心構建通信管理系統，實現了強大的數據管理功能，本發明不僅可進行規約轉化，還可以實現遠動、保護管理、介質轉換等電力系統自動化控制通信常用功能，同時通過基于嵌入式系統的Web管理工具，可實現遠程維護和配置，查看歷史數據等，減少了人力物力。
[0054]與現有技術相比，本發明具有如下優點:
[0055]1.采用通用的配置語言，兼容現有所有的通信協議，并可配置；
[0056]2.強大的數據管理功能，不僅可進行規約轉化，還可以實現遠動、保護管理、介質轉換等電力系統自動化控制通信常用功能；
[0057]3.基于嵌入式系統的Web管理工具，可實現遠程維護和配置，查看歷史數據等，減少了人力物力；
[0058]4.系統具有自診斷，自恢復功能，提高了產品的穩定性和可靠性。
[0059]上述實施例僅例示性說明本發明的原理及其功效，而非用于限制本發明。任何本領域技術人員均可在不違背本發明的精神及范疇下，對上述實施例進行修飾與改變。因此，本發明的權利保護范圍，應如權利要求書所列。
【權利要求】
1.一種通信管理系統，應用于電力系統的通信管理，至少包括: 實時數據庫，用于存儲實時采集的數據以及歷史采集數據、歷史維修數據、各應用模塊配置數據； 系統消息區，用于存儲系統消息并將其分類排隊；以及 多個應用模塊，各應用模塊通過數據庫管理系統的數據庫接口函數與該實時數據庫、該系統消息區進行雙向通信。
2.如權利要求1所述的一種通信管理系統，其特征在于:該系統采用實時操作系統來管理和分配資源，根據功能劃分不同優先級的任務。
3.如權利要求2所述的一種通信管理系統，其特征在于:該系統配置大數據信息點表，為每個接入設備建立一個數據庫索引表，用以快速定位數據位置。
4.如權利要求3所述的一種通信管理系統，其特征在于:該系統上電時從存儲單元中讀取大量配置，支持以太網遠程修改配置但必須重啟機器以生效。
5.如權利要求3所述的一種通信管理系統，其特征在于:該實時數據庫包括遙測表、遙信表，遙脈表、遙控表以及模塊配置表。
6.如權利要求5所述的一種通信管理系統,其特征在于:該系統消息區分為監控方向和控制方向，其中監視方向的系統消息區分為監控方向非常重要的消息區和監控方向一般的消息區，控制方向的系統消息區只有一個。
7.一種通信管理方法，應用于電力系統的通信管理，包括如下步驟: 該電力系統的間隔設備層的各數據采集器采集數據，經數字量化打包后將數據構成的監控消息通過網絡上傳至實時數據庫； 將收到的監控消息分為非常重要消息和一般消息兩類，并在消息區分別排隊； 實時操作系統根據消息類型向該電力系統的站級管理層輸出或者產生控制消息。
8.如權利要求7所述的一種通信管理方法，其特征在于，該方法還包括如下步驟: 站級管理層收到的控制消息進入消息區按優先級排隊等候； 實時操作系統按優先級產生控制輸出； 控制輸出經網絡送至間隔設備層的各執行模塊執行。
9.如權利要求8所述的一種通信管理方法，其特征在于:該間隔設備層之各數據采集器采集得到的數據均沿用本監測單元規約打包組成監控消息，監控消息在實時數據庫先行轉換為標準數據進行交換，若需要和其他監測單元通信，則將標準數據按目標監測單元規約轉換并輸出。
10.如權利要求7所述的一種通信管理方法，其特征在于:該網絡為雙環光纖以太網。
【文檔編號】H04L12/24GK104243186SQ201310224913
【公開日】2014年12月24日 申請日期:2013年6月7日 優先權日:2013年6月7日
【發明者】陳劍云, 吳輝, 李天亮, 閆亮亮, 陳秋琳 申請人:北京太格時代自動化系統設備有限公司