實時數據庫在變電站智能熱點監測系統中的應用

孫 喬 ,展敬宇 ,聶 玲 ,苗 磊 ,徐志強

（北京國電通網絡技術有限公司 北京中電飛華通信股份有限公司 北京 100070）

變電站智能熱點監測系統是一種基于無線傳感網絡(WSN)技術[1-2]的實時溫度監測系統，在適當的位置布設若干個無線基站，在需要監測溫度的設備上放置多個無線溫度傳感器，構成無線溫度傳感器網絡，實時監測各機柜內部不同位置的溫度，主要實現對變電環節中各種電器設備因過載、緊固松動、散熱不良等原因而可能導致的溫度異常等狀況進行實時監測?，F有變電站智能熱點監測系統分為3部分，包括管理中心、數據傳輸基站和無線溫度傳感器點位。目前管理中心的控制主機采用關系型數據庫對溫度傳感數據進行統一的管理分析，存在數據采集實時性差、數據分析功能不完善，系統可視化展示手段不豐富，缺少類似Scada系統的動態化展示效果。本文主要是針對變電站智能熱點監測系統的管理中心這一部分進行改善。文章擬通過采用實時數據庫技術，實現溫度傳感數據的采集、展示、統計分析和報警等功能[3]。

1 實時數據庫介紹

實時數據庫擁有多種標準訪問接口，可實現廣泛的數據采集功能，采集頻率可達到毫秒級，較適合采集量隨時間連續變化的場合[4]。同時系統管理員可根據采集量的變化范圍和實際場景需求，對單個采集量設定相應的壓縮比，在保證不丟失有效數據的前提下，達到節省存儲空間，實現海量數據存儲的功能。實時數據庫除擁有自身的管理工具外，同時擁有豐富的外圍組件，可輕松實現現場生產流程繪制、數據報表統計、趨勢圖實時展現、web發布等功能[5]。

變電站智能熱點監測系統溫度傳感數據隨環境的變化而不斷變化，而且系統需要實現溫度數據的實時顯示，報警，以及歷史數據的趨勢分析、曲線查詢、關聯分析等功能。鑒于實時數據庫適用于處理快速變化的數據及具有時間限制的事務處理，因此，運用實時數據庫能更好的實現變電站智能熱點監測系統。

2 系統設計

2.1 實時數據庫部署及數據遷移

將實時數據庫服務器端及客戶端軟件（客戶端軟件包括管理工具、組態工具、報表工具、Web展示工具等）安裝于一臺或多臺服務器中。

將變電站熱點設備溫度數據和環境溫度數據按照一定規則進行命名，在Excel表格中創建變電站熱點監測數據測點列表，利用實時數據庫嵌入excel的報表工具導出至實時數據庫，并以測點形式存儲于實時數據庫中，完成溫度傳感器監測數據與實時數據庫測點間的映射。

存儲于關系數據庫表結構中的歷史數據通過開發的關系數據庫與實時數據庫之間的接口入至實時數據庫中,如圖1所示。

圖1 實時數據庫部署、數據遷移Fig. 1 Deployment and data migrationof the real-time database

經過以上3步，完成實時數據庫部置，測點創建和歷史數據遷移工作。

2.2 接口設計

變電站智能熱點監測系統改進前采用關系數據庫進行數據存儲，無線溫度傳感器與數據傳輸基站間采用數字RF（2.45 GHz）通訊，基站間采用485總線通訊，無線溫度傳感器及環境溫度傳感器將溫度數據通過2.45 GHz無線信道傳輸到基站，基站會保存、記錄這些數據。主機會定時通過RS-485總線（或CAN）輪詢各基站，各基站將收到的溫度數據傳輸到主機，主機將總線溫度數據進行處理并保存[6]。

實時數據庫取代關系數據庫后，需基于無線基站API和實時數據庫API開發兩者之間的數據傳輸接口，以實現變電站溫度數據的實時采集,如圖2所示。

圖2 接口轉換Fig. 2 Interface Converter

實時數據庫部署完畢、建立變電站熱點溫度數據與實時數據庫測點間的映射關系，然后將存儲于與關系數據庫中的歷史數據遷移至實時數據庫中，開發基于無線基站API與實時數據API的接口，將來自無線基站的溫度數據傳輸至實時數據庫中。完成實時數據庫取代關系數據庫的工作。

2.3 界面設計

以上工作完成后，可創建基于實時數據庫及其外圍組件的上層應用系統。

系統的主界面由兩部分組成,如圖3所示：左邊的行政區劃導航和上邊的功能菜單導航兩部分。其中功能菜單導航包括實時數據、報警信息、查詢統計、設備管理、用戶設置、幫助信息6大部分。

3 結 論

圖3 主界面Fig. 3 Main display

實時數據庫的引入打破了變電站智能熱點監測系統傳統的關系型數據庫的數據管理模式，利用實時數據庫強大的高性能、高可用性、易用性、可靠性等特點，以及實時數據庫的豐富的外圍產品（組態工具、報警工具、報表工具、分析計算工具等）進行系統實現，以節省工期，降低成本，提高效率，為運行人員提供更好的決策支持。

[1] 李建中,高宏. 無線傳感器網絡的研究進展[J].計算機研究與發展,2008,45(1):1-14.LI Jian-zhong,GAO Hong.Advances in wireless sensor networks[J].Computer Research and Development,2008,45(1):1-14.

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[3] 鄒浩. 基于物聯網技術的變電站設備在線測溫系統研究[D].山東大學,2011.

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