通信管理系统及方法
【专利摘要】本发明公开了一种通信管理系统及方法，应用于电力系统的通信管理，该包括：实时数据库，用于存储实时采集的数据以及历史采集数据、历史维修数据、各应用模块配置数据；系统消息区，用于存储系统消息并将其分类排队；以及多个应用模块，各应用模块通过数据库管理系统的数据库接口函数与该实时数据库、该系统消息区进行双向通信，本发明具有强大的数据管理功能，不仅可进行规约转化，还可以实现远动、保护管理、介质转换等电力系统自动化控制通信常用功能，同时通过基于嵌入式系统的Web管理工具，可实现远程维护和配置，查看历史数据等，减少了人力物力。
【专利说明】
通信管理系统及方法
【技术领域】
[0001]本发明关于一种通信管理系统及方法，特别是涉及一种应用于电力系统的通信管理系统及方法。
【背景技术】
[0002]随着计算机技术、通信技术和网络技术的飞速发展和广泛应用，电力系统通信正在发生深刻的变化。传统的集中、低速、专用封闭式的远动系统将向开放、高速、综合的网络化方向发展。在现场不同厂家的各种设备要接入监控、远动等信息处理主站，而目前还做不到所有厂家都按照同一种标准互联，还需要通过协议转换为主要目的的通讯管理装置，以实现不同介质、不同协议设备间的信息交换。由于目前站内规约众多，同类产品也很多，但是通讯管理装置都普遍存在以下缺点:
[0003]1、稳定性差，由于产品硬件平台较落后，一旦数据量增多，很容易出现故障；
[0004]2、可配置性低，由于适用规约有限，不同的应用常需要重新开发，或是不同系列产品;
[0005]3、功能单一，一般仅作规约转化；
[0006]4、维护困难，需要当地人工维护，故障历史数据无法存储和查看。
【发明内容】
[0007]为克服上述现有技术存在的不足，本发明之目的在于提供一种通信管理系统及装置，其具有强大的数据管理功能，不仅可进行规约转化，还可以实现远动、保护管理、介质转换等电力系统自动化控制通信常用功能，同时通过基于嵌入式系统的Web管理工具，可实现远程维护和配置，查看历史数据等，减少了人力物力。
[0008]为达上述及其它目的，本发明提出一种通信管理系统，应用于电力系统的通信管理，至少包括:
[0009]实时数据库，用于存储实时采集的数据以及历史采集数据、历史维修数据、各应用模块配置数据；以及
[0010]系统消息区，用于存储系统消息并将其分类排队
[0011]该电力系统的各应用模块通过数据库管理系统的数据库接口函数与该实时数据库、该系统消息区进行双向通信。
[0012]进一步地，该系统采用实时操作系统来管理和分配资源，根据功能划分不同优先级的任务。
[0013]进一步地，该系统配置大数据信息点表，为每个接入设备建立一个数据库索引表，用以快速定位数据位置。
[0014]进一步地，该系统上电时从存储单元中读取大量配置，支持以太网远程修改配置但必须重启机器以生效。
[0015]进一步地，该实时数据库包括遥测表、遥信表，遥脉表、遥控表以及模块配置表。
[0016]进一步地，该系统消息区分为监控方向和控制方向，其中监视方向的系统消息区分为监控方向非常重要的消息区和监控方向一般的消息区，控制方向的系统消息区只有一个。
[0017]为达到上述及其他目的，本发明还提供一种通信管理方法，应用于电力系统的通信管理，包括如下步骤:
[0018]该电力系统的间隔设备层的各数据采集器采集数据，经数字量化打包后将数据构成的监控消息通过网络上传至实时数据库；
[0019]将收到的监控消息分为非常重要消息和一般消息两类，并在消息区分别排队；
[0020]实时操作系统根据消息类型向该电力系统的站级管理层输出或者产生控制消息。
[0021]进一步地，该方法还包括如下步骤:
[0022]站级管理层收到的控制消息进入消息区按优先级排队等候；
[0023]实时操作系统按优先级产生控制输出；
[0024]控制输出经网络送至间隔设备层的各执行模块执行。
[0025]进一步地，该间隔设备层之各数据采集器采集得到的数据均沿用本监测单元规约打包组成监控消息，监控消息在实时数据库先行转换为标准数据进行交换，若需要和其他监测单元通信，则将标准数据按目标监测单元规约转换并输出。
[0026]进一步地，该网络为双环光纤以太网。
[0027]与现有技术相比，本发明一种通信管理系统及方法通过以实时操作系统、实时数据库和系统消息区为核心构建通信管理系统，实现了强大的数据管理功能，本发明不仅可进行规约转化，还可以实现远动、保护管理、介质转换等电力系统自动化控制通信常用功能，同时通过基于嵌入式系统的Web管理工具，可实现远程维护和配置，查看历史数据等，减少了人力物力。
【专利附图】
【附图说明】
[0028]图1为本发明之一种通信管理系统的系统架构图；
[0029]图2为本发明较佳实施例中应用层模块与RTDB及系统消息区的关系示意图；
[0030]图3为本发明应用于电力系统的应用示意图；
[0031]图4为本发明较佳实施例中系统消息数据流图；
[0032]图5为本发明一种通信管理方法的步骤流程图。
【具体实施方式】
[0033]以下通过特定的具体实例并结合【专利附图】
【附图说明】本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭示的内容轻易地了解本发明的其它优点与功效。本发明亦可通过其它不同的具体实例加以施行或应用，本说明书中的各项细节亦可基于不同观点与应用，在不背离本发明的精神下进行各种修饰与变更。
[0034]图1为本发明之一种通信管理系统的系统架构图。如图1所示，本发明一种通信管理系统，应用于电力系统的通信管理，至少包括:实时数据库(RTDB)、系统消息区以及多个应用模块。
[0035]其中实时数据库(RTDB)用于存储实时采集的数据以及历史采集数据、历史维修数据、各应用模块配置数据，其分为五个数据表:遥测表，遥信表，遥脉表、遥控表以及模块配置表；系统消息区用于存储系统消息并将其分类排队，系统消息区分为两个方向:监控方向和控制方向。其中监视方向的系统消息区分为两部分:监视方向非常重要消息区(VII)和监视方向一般消息区。控制方向的系统消息区只有一个。多个应用模块，如规约接入、规约转出模块(接入/转出模块1、2、3 )、Web服务模块、配置管理模块及其他应用模块，各应用模块通过数据库接口函数DBAPI与实时数据库、系统消息区进行双向通信。
[0036]简单地说，本发明是以实时操作系统、实时数据库(RTDB)和系统消息区为核心构建的。依靠实时操作系统的优秀性能来管理和分配计算机资源，根据功能划分不同优先级的任务，使得程序模块构架清晰，层次分明。
[0037]图2为本发明较佳实施例中应用层模块与RTDB及系统消息区的关系示意图，以下将配合图2进一步说明本发明。实时数据库(RTDB)和系统消息区数据组成本发明的系统内核，各应用模块(如规约接入、规约转出模块、平行节点通信模块、Web服务模块、配置管理模块等)通过数据库管理系统(DBMS)的接口数据库接口函数DBAPI与之进行双向通信，各应用程序之间可以通过这种方式高效通信，这种设计可以灵活添加各功能模块，而不会互相影响。
[0038]考虑到稳定高效的设计，本发明之通信管理系统可灵活配置大数据信息点表，实时数据库的信息如何快速定位是一个关键问题，为每个接入设备建立一个数据库索引表，用以快速定位数据位置，虽然浪费了 RAM空间，却节省了大量CPU事件，同时采用(上电)时从Flash(或EEprom)中读取大量配置，支持以太网远程修改(配置)，但必须重启机器生效的方法，防止操作系统对动态内存管理时产生内存碎片而影响系统运行稳定性的现象发生。
[0039]本发明之通信管理系统围绕实时数据库(RTDB)和系统消息区展开，所有的应用模块(包括规约接入、规约转出模块，平行节点通信模块、Web服务模块、配置管理模块等)一般都需要对实时数据库进行读写操作，如果两应用模块之间需要传递消息，触发某些事件或动作的发生时，则需要依靠系统消息区。
[0040]如前所述，所有应用模块(如规约接入、规约转出模块，平行节点通信模块、Web服务模块、配置管理模块等)都通过数据库管理系统DBMS的接口数据库接口函数DBAPI与实时数据库(RTDB)和系统消息区双向通信，应用层模块之间可以通过数据库管理系统DBMS接口透明地传递信息，而不会涉及到传递细节的问题。
[0041]图3为本发明应用于电力系统的应用示意图，图中所示通信管理单元即为本发明之通信管理系统，远动和维管指的是数据的使用单位。图4为本发明较佳实施例中系统消息数据流图。参照图3及图4，不同规约的各数据采集器(即间隔设备层的各装置，如主变压器的保护装置、后备保护装置以及测控装置等)采集数据，经数字量化打包后经以太网双环光纤将数据构成的监控消息(InSDTask)上传至本发明之通信管理系统；第二步本发明之通信管理系统将收到的监控消息分为两类:非常重要消息(VIIBuf)和一般消息(SupDirQue)，并在消息区分别排队；本发明之实时系统根据消息类型向站级管理层输出或者产生控制消息。另一方面，站级管理层收到的控制消息进入消息区按优先级排队等候；本发明之实时系统按优先级产生控制输出；控制输出经双环以太光纤网送至间隔设备层的各执行模块(各装置)执行。
[0042]间隔设备层中各监测单元(即间隔设备层的各装置，如主变压器的保护装置、后备保护装置以及测控装置等)采集得到的数据均沿用本监测单元规约打包组成监控消息，监控消息在本发明之通信管理系统先行转换为标准数据进行交换，若需要和其他监测单元通信，则将标准数据按目标监测单元规约转换并输出。
[0043]图5为本发明一种通信管理方法的步骤流程图。如图5所示，本发明一种通信管理方法，应用于电力系统的通信管理，包括如下步骤:
[0044]步骤501，该电力系统间隔设备层的各数据采集器采集数据，经数字量化打包后经以太网双环光纤将数据构成的监控消息上传至实时数据库；
[0045]步骤502，将收到的监控消息分为两类:非常重要消息(VIIBuf)和一般消息(SupDirQue),并在消息区分别排队；
[0046]步骤503，实时操作系统根据消息类型向电力系统的站级管理层输出或者产生控制消息。
[0047]同时，本发明之通信管理方法还包括如下步骤:
[0048]站级管理层收到的控制消息进入消息区按优先级排队等候；
[0049]实时系统按优先级产生控制输出；
[0050]控制输出经双环以太光纤网送至间隔设备层的各执行模块执行。
[0051]需要说明的是，向以太网输出时可能需要访问数据库，产生控制消息时也可能访问数据库，都通过接口函数实现
[0052]间隔设备层中各监测单元(即间隔设备层的各装置，如主变压器的保护装置、后备保护装置以及测控装置等)采集得到的数据均沿用本监测单元规约打包组成监控消息，监控消息在本发明之通信管理系统先行转换为标准数据进行交换，若需要和其他监测单元通信，则将标准数据按目标监测单元规约转换并输出。
[0053]可见，本发明一种通信管理系统及方法通过以实时操作系统、实时数据库和系统消息区为核心构建通信管理系统，实现了强大的数据管理功能，本发明不仅可进行规约转化，还可以实现远动、保护管理、介质转换等电力系统自动化控制通信常用功能，同时通过基于嵌入式系统的Web管理工具，可实现远程维护和配置，查看历史数据等，减少了人力物力。
[0054]与现有技术相比，本发明具有如下优点:
[0055]1.采用通用的配置语言，兼容现有所有的通信协议，并可配置；
[0056]2.强大的数据管理功能，不仅可进行规约转化，还可以实现远动、保护管理、介质转换等电力系统自动化控制通信常用功能；
[0057]3.基于嵌入式系统的Web管理工具，可实现远程维护和配置，查看历史数据等，减少了人力物力；
[0058]4.系统具有自诊断，自恢复功能，提高了产品的稳定性和可靠性。
[0059]上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何本领域技术人员均可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰与改变。因此，本发明的权利保护范围，应如权利要求书所列。
【权利要求】
1.一种通信管理系统，应用于电力系统的通信管理，至少包括: 实时数据库，用于存储实时采集的数据以及历史采集数据、历史维修数据、各应用模块配置数据； 系统消息区，用于存储系统消息并将其分类排队；以及 多个应用模块，各应用模块通过数据库管理系统的数据库接口函数与该实时数据库、该系统消息区进行双向通信。
2.如权利要求1所述的一种通信管理系统，其特征在于:该系统采用实时操作系统来管理和分配资源，根据功能划分不同优先级的任务。
3.如权利要求2所述的一种通信管理系统，其特征在于:该系统配置大数据信息点表，为每个接入设备建立一个数据库索引表，用以快速定位数据位置。
4.如权利要求3所述的一种通信管理系统，其特征在于:该系统上电时从存储单元中读取大量配置，支持以太网远程修改配置但必须重启机器以生效。
5.如权利要求3所述的一种通信管理系统，其特征在于:该实时数据库包括遥测表、遥信表，遥脉表、遥控表以及模块配置表。
6.如权利要求5所述的一种通信管理系统,其特征在于:该系统消息区分为监控方向和控制方向，其中监视方向的系统消息区分为监控方向非常重要的消息区和监控方向一般的消息区，控制方向的系统消息区只有一个。
7.一种通信管理方法，应用于电力系统的通信管理，包括如下步骤: 该电力系统的间隔设备层的各数据采集器采集数据，经数字量化打包后将数据构成的监控消息通过网络上传至实时数据库； 将收到的监控消息分为非常重要消息和一般消息两类，并在消息区分别排队； 实时操作系统根据消息类型向该电力系统的站级管理层输出或者产生控制消息。
8.如权利要求7所述的一种通信管理方法，其特征在于，该方法还包括如下步骤: 站级管理层收到的控制消息进入消息区按优先级排队等候； 实时操作系统按优先级产生控制输出； 控制输出经网络送至间隔设备层的各执行模块执行。
9.如权利要求8所述的一种通信管理方法，其特征在于:该间隔设备层之各数据采集器采集得到的数据均沿用本监测单元规约打包组成监控消息，监控消息在实时数据库先行转换为标准数据进行交换，若需要和其他监测单元通信，则将标准数据按目标监测单元规约转换并输出。
10.如权利要求7所述的一种通信管理方法，其特征在于:该网络为双环光纤以太网。
【文档编号】H04L12/24GK104243186SQ201310224913
【公开日】2014年12月24日 申请日期:2013年6月7日 优先权日:2013年6月7日
【发明者】陈剑云, 吴辉, 李天亮, 闫亮亮, 陈秋琳 申请人:北京太格时代自动化系统设备有限公司