本发明涉及电力系统分析技术领域，具体涉及监测模式切换方法、装置、终端及可读存储介质。
背景技术
随着能源和动力的电力电子化，电力系统中各类非线性设备大幅增加，电网电能质量问题日益恶化，电力扰动问题正受到越来越多的关注。电力扰动监测装置可监测电网的电压、电流等信号，并对数据初步处理后上传至上位机，是实现电力扰动监测的重要装置。目前，电力扰动监测终端主要用于监测公用电网供到用户端的交流扰动、监测公用电网各关键电气节点的交流扰动、分析各种用电设备在不同运行状态下对公用电网的扰动影响以及分析电力系统中的故障原因和故障定位。
现有的电力扰动监测终端监测功能出厂前固化，监测内容部署后无法根据实际需求灵活在线调整，导致其功能扩展性差。
技术实现要素：
有鉴于此，本发明实施例提供了一种监测模式切换方法、装置、终端及可读存储介质，以解决现有技术中的电力扰动监测终端无法在线定制、调整其监测内容，功能扩展性差的问题。
根据第一方面，本发明实施例提供了一种监测模式切换方法，所述方法包括如下步骤：接收上位机下发的切换监测模式指令；判断需要切换的监测模式是否已经在本地发布；若所述监测模式未在本地发布，则向所述上位机发起所述监测模式的模式发布请求；接收上位机发布的监测模式；执行所述监测模式的模式部署程序，完成监测模式切换。
可选地，还包括：若所述监测模式已经在本地发布，则获取本地发布的所述监测模式；执行所述监测模式的模式部署程序，完成监测模式切换。
可选地，所述接收上位机发布的监测模式，包括：接收上位机发布的模式部署程序以及对应的配置参数、工具；存储并发布该模式的配置参数、工具程序和模式程序；向上位机反馈发布结果。
可选地，所述获取本地发布的所述监测模式包括：获取该模式的模式部署程序存放位置；取出所述模式部署程序；判断所述模式对应的工具程序和配置参数是否发布；若所述工具程序和/或配置参数没有发布，则向上位机请求补发缺失的程序和/或配置参数；接收并发布所述工具程序和/或配置参数。
可选地，所述获取本地发布的所述监测模式还包括：若所述工具程序和/或配置参数已经发布，则执行所述监测模式的模式部署程序，完成监测模式切换。
可选地，在所述接收上位机下发的切换监测模式指令的步骤与所述判断需要切换的监测模式是否已经在本地发布的步骤之间，还包括：判断是否具有使用权限；如果是，则对所述监测模式进行解密。
根据第二方面，本发明实施例提供了一种监测模式切换装置，所述装置包括：第一接收模块，用于接收上位机下发的切换监测模式指令；第一判断模块，用于判断需要切换的监测模式是否已经在本地发布；第一发布模块，用于若所述监测模式未在本地发布，则向所述上位机发起所述监测模式的模式发布请求；第二接收模块，用于接收上位机发布的监测模式；第一执行模块，用于执行所述监测模式的模式部署程序，完成监测模式切换。
可选地，所述装置还包括：第一获取模块，用于若所述监测模式已经在本地发布，则获取本地发布的所述监测模式；第二执行模块，用于执行所述监测模式的模式部署程序，完成监测模式切换。
根据第三方面，本发明实施例提供了一种监测终端，包括：采集板6、至少一个存储器8和至少一个处理器7，所述采集板6、所述存储器8和所述处理器7之间互相通信连接，所述存储器8中存储有计算机指令，所述处理器7通过执行所述计算机指令，从而执行权利要求1-6所述的监测模式切换方法
根据第四方面，本发明实施例提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机指令，所述计算机指令用于使所述计算机执行前述所述的监测模式切换方法。
本发明提供的监测模式切换方法，能够主动向上位机发起模式发布请求，也可以接收上位机发出的模式切换指令，并进行相应的模式切换操作，从而实现增加、删除等对监测模式的变更，实现监测功能的远程在线定制，可以监测多种类型扰动，定制内容丰富，包括信号采样率、数字信号处理方法、扰动特征类型、测量累积、数据统计方法等，提高了检测功能的扩展性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例的监测模式切换方法的流程图；
图2是本发明实施例的监测模式切换方法软件结构示意图；
图3是本发明实施例的监测模式切换方法硬件件结构示意图；
图4是本发明实施例基于x86架构的监测模式切换方法硬件件结构示意图；
图5是本发明另一实施例监测模式切换方法的流程图；
图6是本发明另一实施例监测模式切换方法的流程图；
图7是本发明实施例监测模式切换装置结构示意图；
图8是本发明实施例监测终端结构示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
根据本发明实施例，提供了一种监测模式切换方法，可用于电力系统中电力扰动的监测、电能质量监测、数据统计方法监测等。
图1是根据本发明实施例的监测模式切换方法的流程图，如图1所示，该流程包括如下步骤：
s101、接收上位机下发的切换监测模式指令。
该切换监控模式指令通过基于tcp/ip的网络规约实现传输，可以在线接收上位机下发的监测模式增加、删除、改变等指令。
s102、判断需要切换的监测模式是否已经在本地发布。
若该监测模式未在本地发布，则执行步骤s103-s105，向上位机索取该需要切换的监测模式并进行发布、切换该监测模式；若该监测模式已经在本地发布，则执行步骤s106和步骤s107，获取该监测模式并进行监测模式的切换。该需要切换的监测模式包括但不限于：数字信号采样率、数值信号处理方法、扰动特征类型、数据统计方法、测量累积、数据异常状态识别等。
s103、向该上位机发起该监测模式的模式发布请求。优选地，通过wifi网络发布。
s104、接收上位机发布的监测模式。
s105、执行该监测模式的模式部署程序，完成监测模式切换。
该步骤将配置参数下发到采集模块，将数据处理程序，如傅里叶分析、聚合有效值等处理，通过fpga下发到dsp的存储器8，将高级数据处理程序，如判断状态异常等装载在cpu的ram内存中执行。模式部署完成后，终端切换模式成功，向上位机反馈模式切换结果。
s106、获取本地发布的该监测模式。
该本地发布的监测模式可以是出厂前固化部署的，也可以是上位机根据实际需求在线调整下发，然后在本地实现发布的监测模式。
s107、执行该监测模式的模式部署程序，完成监测模式切换。
作为本实施例的一种可选实施方式，在步骤s101和步骤s102之间，还可以包括如下步骤：
判断是否具有使用权限；
如果具有使用权限，则对所述监测模式进行解密。实际操作中，首先对传输数据源方进行使用权限判断，身份验证通过以后，接受加密数据并将该加密数据下载到cpu的存储系统中，经过数据解密后，进行监测模式是否已经在本地发布的判断步骤。
如果判断不具有权限，则向数据来源方反馈无权限信息。
该方法通过接受上位机下发的监控模式切换指令并在线调整监测模式，实现了检测功能的远程在线定制，可定制内容包括多样化，包括：信号采样率、数字信号处理方法、扰动特征类型、测量累积、数据统计方法等，提高了检测功能的扩展性。
作为本实施例的一种可选实施方式，上述步骤通过附图2所示的软件结构来实现。
如图2所示，该软件结构包括基础服务层、工具层、业务控制层三个层级。基础服务层为工具层提供数据存储管理、与其它设备数据交互等服务，工具层为终端监测模式运行提供封装数据处理算法、数据采集配置参数，业务控制层负责终端运行模式的控制。
上述基础服务层包括时序数据库、数据文件、通信模块。时序数据库存储管理经终端数据处理后的分析结果，因结果呈现时间序列特性，数据库应采用时序型数据库，便于数据的写入和读取；数据文件是以文件方式保存系统工具库、模式库的执行代码、配置参数等信息；通信模块负责与远程端的通信，此外还具有数据传输的编解码等功能。
上述工具层包括工具库、配置参数、模式库。工具库存储工具程序，工具程序是指封装的数据处理算法，采用数据文件的方式储存，供模式部署程序调用，包括傅里叶处理、小波处理、电能质量指标计算、测量累积、统计控制图处理、数据编码压缩算法等封装的数据处理程序；配置参数包括滤波器的参数、模数转换器的采样率等；模式库由多个模式部署程序组成(如电压暂降监测模式、谐波监测模式等)，模式库存储终端每种模式的可执行文件，其内容包括采用哪种数据处理算法、配置参数等，可执行文件采用数据文件的方式储存。
业务控制层包括工具控制器、模式运行控制器、发布服务。工具控制器是固化的程序，负责工具库的完整性，可以远程向上位机发起工具程序缺失请求，可以接受上位机推送的工具程序并存于工具库中，并可将运行模式对应的数据处理程序下发到数据处理芯片中；模式控制器是固化的程序，负责接受上位机下发的监测模式指令，通过发布服务查验该模式可执行程序及配置参数本地是否存在，如不存在则向上位机发起模式部署程序、配置参数、工具程序的缺失请求，终端获取后，将配置参数、工具程序分发到对应模块(如采样率下发到采集模块)，新监测模式切换完成。发布服务由键值索引和键值-地址映射表组成，负责终端模式部署程序及对应的配置参数、工具程序的本地发布，它以<名称，实体地址>的键值方式公布终端已有的程序和参数等。
步骤s103和步骤s104实现监测模式的在线发布，发布服务由键值索引和键值-地址映射表组成，负责模式部署程序及对应的配置参数、工具程序的本地发布。
上述软件结构采用松耦合的分层架构，提高了重用性和可扩展性。
作为本实施例的一种可选实施方式，监测终端可以采用如图3和图4所示的硬件结构。如图3和图4所示，该检测终端包括采集板、管理主板、其它模块。其中，硬件其它模块包括其它必要的硬件，包括但不限于底板、数据插口等。该管理主板和采集板均通过有欧式端子与底板连接。
上述采集板上设有调理电路、采集模块和第一电源模块。其中，调理电路包括电压互感器、电流互感器和运算放大器，采集模块包括滤波器和模数转换器，第一电源模块包括第一电源芯片。电压互感器和电流互感器均与运算放大器的同相输入端连接，运算放大器、滤波器、模数转换器的输出端、输入端依次首尾连接，模数转换器的输出端与管理主板上的存储电路连接。
运算放大器将电压互感器和电流互感器采集的监测点的电压信号和电流信号分别转换为二次电压和二次电流，所述模数转换器将二次电压和二次电流转换为采样信息，并将采样监测数据通过底板传输至dsp芯片，第一电源芯片将来自于外接电源的12v电压转换为5v电压，用于给模数转换器供电。
上述管理主板上设有计算模块、存储模块、通讯模块、复位逻辑模块、时钟模块和第二电源模块；计算模块由cpu、fpga、dsp等芯片组成，所述存储模块包括rom存储器、ram存储器、norflash存储器、nandflash存储器和固态硬盘，通讯模块包括本地接口和以太网接口，所述复位逻辑模块包括看门狗芯片，第二电源模块包括第二电源芯片，来自于外接电源的12v电压转换为5v、隔离5v、3.3v、1.8v、1.2v电压，用于给管理主板各模块等供电。cpu通过dmi总线与南桥芯片连接，南桥芯片通过lpc接口与fpga芯片，fpga芯片通过地址数据总线与dsp芯片连接。
数据安全传输基本流程：首先，上位机和终端fpga预配置了密钥，上位机使用扩展密钥对传输数据进行加密，加密后的内容传输至终端后存入存储模块，待上位机发送模式变更指令后，fpga使用密钥对加密内容解密后交于相应模块，如将解密后dsp程序写入dsp芯片的flash，并且控制dsp启动。加密的方式包括但不限于简单置换方法、对称加密aes算法等。
本发明采用fpga芯片实现传输数据的可靠加密，相对于软件加密方式，有力保证了终端安全可控。
图5示出了根据本发明另一实施例的监控模式切换方法，在本实施例中，接收上位机发布的监测模式这一步骤还具体包括接收上位机发布的模式部署程序以及对应的配置参数、工具程序；存储并发布该模式的配置参数、工具程序、模式程序；向上位机反馈发布结果；执行模式部署程序，完成监测模式切换的步骤。
具体如图5所示，该方法可以包括：
s201、接收上位机下发的切换监测模式指令。具体内容参考步骤s101所述。
s202、判断需要切换的监测模式是否已经在本地发布。具体内容参考步骤s102所述。
若该监测模式未在本地发布，则执行步骤s203-s207。
s203、向该上位机发起该监测模式的模式发布请求。具体内容参考步骤s203所述。
s204、接收上位机发布的模式部署程序以及对应的配置参数、工具程序。
s205、存储并发布该模式的配置参数、工具程序和模式程序。通过将该配置参数、工具程序和模式程序各自的名称以及对应的存储地址写入发布服务的键值-地址映射表中完成对该模式的配置参数、工具程序和模式程序的存储及发布。
s206、向上位机反馈发布结果；
步骤s204至步骤s206完成了对上位机下发的监测模式的发布。对于上位机没有下发切换监测模式指令，只是下发监测模式发布的指令的情况，该监测模式的发布过程在步骤s204之后还包括判断上位机发布的模式版本是否已经发布的过程，若已经发布，则向上位机反馈；若没有发布，则继续执行步骤s205，最后完成对监测模式的发布。
对于上位机下发切换监测模式指令的情况，若该监测模式在本地没有发布，则在通过上述步骤完成监测模式发布以后，还需要执行s207才能完成监测模式的切换。
s207、执行模式部署程序，完成监测模式切换。具体内容参考步骤s105所述。
若该监测模式已经在本地发布，则执行步骤s208-s209。
s208、获取本地发布的该监测模式。
s209、执行该监测模式的模式部署程序，完成监测模式切换。
作为本实施例的一种可选实施方式，在步骤s201和步骤s202之间，步骤s204和步骤s205之间，还可以包括如下步骤：
判断是否具有使用权限；
如果具有使用权限，则对所述监测模式进行解密。
本实施例的方法能够实现监测模式的在线发布与监测模式的在线切换两个阶段的在线功能定制化流程，为模式复用和快速切换提供支撑，两个阶段的指令均是基于tcp/ip的网络规约实现传输。
图6示出了根据本发明另一实施例的监控模式切换方法，在本实施例中，获取本地发布的该检测模式还包括获取该模式的模式部署程序存放位置；取出模式部署程序；判断该模式对应的工具程序、配置参数是否发布等步骤。
具体地，如图6所示，该方法包括如下步骤：
s301、接收上位机下发的切换监测模式指令。具体内容参考步骤s201所述。
s302、判断需要切换的监测模式是否已经在本地发布。具体内容参考步骤s202所述。
若该监测模式未在本地发布，则执行步骤s303-s306。
s303、向该上位机发起该监测模式的模式发布请求。具体内容参考步骤s203所述。
s304、接收上位机发布的模式部署程序以及对应的配置参数、工具程序。具体内容参考步骤s204所述。
s305、存储并发布该模式的配置参数、工具程序和模式程序。具体内容参考步骤s205所述。
s306、向上位机反馈发布结果。
s3307、取出模式部署程序。
若该监测模式已经在本地发布，则执行步骤s308-s313。
s308、获取该模式的模式部署程序存放位置。通过查询发布服务的键值-地址映射表，获取模式部署程序的存放位置。
s309、取出模式部署程序；
s310、判断该模式对应的工具程序、配置参数是否发布。
若已经发布，执行步骤s311.
s311、执行模式部署程序，完成监测模式切换。
若没有发布，则执行步骤s312和s313：
s312、向上位机请求补发缺失程序和/或配置参数；
s313、接受并发布该工具程序和/或配置参数。
该请求过程与该接受过程与向前述实施例中向上位机请求模式发布的步骤相类似，在此不再赘述。
上述各个模块的更进一步的功能描述与上述对应实施例相同，在此不再赘述。
相应地，请参考图7，本发明实施例提供一种监测模式切换装置，该装置包括：
第一接收模块1，用于接收上位机下发的切换监测模式指令；详细内容参考步骤s101所述；
第一判断模块2，用于判断需要切换的监测模式是否已经在本地发布；详细内容参考步骤s102所述；
第一发布模块3，用于若所述监测模式未在本地发布，则向所述上位机发起所述监测模式的模式发布请求；详细内容参考步骤s103所述；
第二接收模块4，用于接收上位机发布的监测模式；详细内容参考步骤s104所述；
第一执行模块5，用于执行所述监测模式的模式部署程序，完成监测模式切换。详细内容参考步骤s105所述；
本发明实施例还提供了一种监测终端，如图8所示，该监测终端包括采集板6、至少一个存储器8和至少一个处理器7。
如图8所示，该终端可以包括：采集板6、至少一个处理器7，至少一个存储器8。其中，所述采集板6、所述存储器8和所述处理器7之间互相通信连接，处理器7和存储器8可以通过总线或者其他方式连接，图8中以通过总线连接为例。
处理器7可以为中央处理器7(centralprocessingunit，cpu)。处理器7还可以为其他通用处理器7、数字信号处理器7(digitalsignalprocessor，dsp)、专用集成电路(applicationspecificintegratedcircuit，asic)、现场可编程门阵列(field-programmablegatearray，fpga)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等芯片，或者上述各类芯片的组合。
存储器8作为一种非暂态计算机可读存储介质，可用于存储非暂态软件程序、非暂态计算机可执行程序以及模块，如本发明实施例中的监测模式程序模块。处理器7通过运行存储在存储器8中的非暂态软件程序、指令以及模块，从而执行处理器7的各种功能应用以及数据处理，即实现上述方法实施例中的监测模式切换方法。
存储器8可以包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需要的应用程序；存储数据区可存储处理器7所创建的数据等。此外，存储器8可以包括高速随机存取存储器8，还可以包括非暂态存储器8，例如至少一个磁盘存储器8件、闪存器件、或其他非暂态固态存储器8件。在一些实施例中，存储器8可选包括相对于处理器7远程设置的存储器8，这些远程存储器8可以通过网络连接至处理器7。上述网络的实例包括但不限于互联网、企业内部网、局域网、移动通信网及其组合。
所述一个或者多个模块存储在所述存储器8中，当被所述处理器7执行时，执行如图1-6所示实施例中的监测模式切换方法。
上述监测模式切换具体细节可以对应参阅图1至图6所示的实施例中对应的相关描述和效果进行理解，此处不再赘述。
本领域技术人员可以理解，实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，所述存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(read-onlymemory，rom)、随机存储记忆体(randomaccessmemory，ram)、快闪存储器8(flashmemory)、硬盘(harddiskdrive，缩写：hdd)或固态硬盘(solid-statedrive，ssd)等；所述存储介质还可以包括上述种类的存储器8的组合。
虽然结合附图描述了本发明的实施例，但是本领域技术人员可以在不脱离本发明的精神和范围的情况下作出各种修改和变型，这样的修改和变型均落入由所附权利要求所限定的范围之内。