故障定位系統(tǒng)的云服務(wù)器軟件

賀立革+戚宇林+楊君霄+李娜+李楊

摘要

針對我國配電網(wǎng)故障定位系統(tǒng)的現(xiàn)狀，設(shè)計(jì)了故障定位系統(tǒng)的云服務(wù)器軟件。通過擁有固定IP地址和端口號的云服務(wù)器對數(shù)據(jù)的可靠轉(zhuǎn)發(fā)，可以實(shí)現(xiàn)Android手機(jī)控制端對配電網(wǎng)故障定位系統(tǒng)中信號源的遠(yuǎn)程控制，大大提高了定位系統(tǒng)的定位速度和精準(zhǔn)度。

【關(guān)鍵詞】配電網(wǎng) 故障定位系統(tǒng) 信號源 云服務(wù)器

在當(dāng)今時代，如果人們的生活離開電將無法想象，那么保證電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行顯得尤為重要。在電網(wǎng)中，中低壓的配電網(wǎng)發(fā)生故障的概率很高，當(dāng)前的解決方法主要有阻抗法、行波法、信號注入法。本系統(tǒng)是采用注入法進(jìn)行研究。當(dāng)前注入法存在的問題就是巡線工人對信號源無法進(jìn)行遠(yuǎn)程控制，這使得在一些地形險(xiǎn)峻或特殊情況中工作人員無法進(jìn)行正確的定位。

本系統(tǒng)的提出可以實(shí)現(xiàn)工人對信號源的遠(yuǎn)程控制。當(dāng)手機(jī)控制端和信號源都與云服務(wù)器相連后，服務(wù)器會對雙方通信的數(shù)據(jù)進(jìn)行定向可靠的轉(zhuǎn)發(fā)，這樣就大大方便的工作人員的精準(zhǔn)快速定位，并且減少了他們操作的危險(xiǎn)性。

1故障定位系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)

本故障定位系統(tǒng)主要由手機(jī)控制端、云服務(wù)器、手持探測器和信號源構(gòu)成，總體設(shè)計(jì)圖如圖1所示。

由圖1可以看出，當(dāng)有故障發(fā)生時，信號源向故障相注入電流，然后信號源中的GPRS，會自動跟云服務(wù)器相連，同樣跟云服務(wù)器相連的手機(jī)控制端就可以接收到信號源端發(fā)來的數(shù)據(jù)，巡線人員可以實(shí)時的檢測數(shù)據(jù)的變化。手持探測器采用二分法進(jìn)行檢測，可以通過內(nèi)部感性線圈對交流信號的感應(yīng)，將處理好的數(shù)據(jù)顯示到探測器的顯示器上，這樣工作人員便能清楚的觀察信號的波形和電流大小等信息。最后將手機(jī)監(jiān)測的信號狀態(tài)跟探測器的進(jìn)行比對，手機(jī)控制端可以發(fā)送命令給信號源來改變注入電流的大小，便于對結(jié)果進(jìn)行分析和防止誤判，漏判等問題。

2云服務(wù)器軟件設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

2.1通信的連接

系統(tǒng)要想?yún)f(xié)調(diào)工作，服務(wù)器應(yīng)該和各個客戶端連接良好。云服務(wù)器和二者之間都采用socket連接。首先在服務(wù)器端建立ServerSocket對象，將端口號填入方法中，然后在客戶端建立Socket對象，將IP地址和端口號填入方法中。開啟服務(wù)器后，會一直監(jiān)聽端口是否有客戶端請求連接，一旦發(fā)現(xiàn)有請求，就立刻建立連接。

2.2云服務(wù)器轉(zhuǎn)發(fā)協(xié)議

轉(zhuǎn)發(fā)協(xié)議保證了服務(wù)器跟客戶端之間數(shù)據(jù)的定向轉(zhuǎn)發(fā)。

2.2.1上行數(shù)據(jù)格式

把來自信號源，經(jīng)由云服務(wù)器最后到達(dá)手機(jī)控制端的數(shù)據(jù)稱之為上行數(shù)據(jù)，共99個字節(jié)，以7E為幀定界，里面包含脈寬、輸出電流和電壓的高低字節(jié)和電流基準(zhǔn)字節(jié)，當(dāng)手機(jī)控制端接收到這些數(shù)據(jù)時會進(jìn)行運(yùn)算，然后顯示到界面上，方便工作人員查看。

2.2.2下行數(shù)據(jù)格式

把從手機(jī)控制端經(jīng)服務(wù)器到信號源的數(shù)據(jù)稱之為下行數(shù)據(jù)，共17個字節(jié)。手機(jī)下發(fā)的控制命令包括電流增加和減少10mA，停止觸發(fā)，開始觸發(fā)和召喚數(shù)據(jù)。在程序設(shè)計(jì)中，我們首先解析服務(wù)器收到的一幀數(shù)據(jù)中的前兩個字節(jié)，即目的客戶端的ID號，并存入管理線程中。然后服務(wù)器對手機(jī)發(fā)來的命令字節(jié)進(jìn)行判斷，將命令字節(jié)分成不需要召回的字節(jié)和需要召喚的字節(jié)。如果是不需要召回的字節(jié)，就直接通過管理線程將命令發(fā)送到指定的信號源。如果是需要召回的字節(jié)，發(fā)送給指定的信號源后再從中讀取相應(yīng)數(shù)據(jù)，最后將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)給手機(jī)控制端。

2.3云服務(wù)器轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)

在實(shí)際的應(yīng)用中，需要連接至服務(wù)器的客戶端成千上萬，本設(shè)計(jì)將數(shù)據(jù)保存進(jìn)數(shù)據(jù)庫中，一方面用于存儲數(shù)據(jù)，另一方面也用于保證系統(tǒng)的安全，比如只有數(shù)據(jù)庫中存在的用戶才可登錄服務(wù)器對系統(tǒng)進(jìn)行操作。同時有多個客戶端需要傳輸數(shù)據(jù)是必須解決的問題，此時我們采用Java中的線程來解決這個問題。

首先在服務(wù)器中創(chuàng)建一個管理線程，用于存儲當(dāng)下所有連接至服務(wù)器的客戶端線程。我們用客戶端的ID來標(biāo)記對應(yīng)的線程。服務(wù)器接收到下行數(shù)據(jù)后首先解析每幀數(shù)據(jù)，然后得出數(shù)據(jù)的目的地址，隨后去管理線程里查詢是否有目的線程存在，若存在則轉(zhuǎn)發(fā)到該指定

的客戶端，若不存在，則返回轉(zhuǎn)發(fā)失敗的消息給客戶端。

3結(jié)束語

本軟件在故障定位系統(tǒng)中經(jīng)過測試運(yùn)行良好，實(shí)現(xiàn)了對信號源的遠(yuǎn)程控制，大大方便了工作人員的定位工作，提高了故障定位的速度和準(zhǔn)確性。本方法通過與云服務(wù)器、GPRS模塊和手機(jī)應(yīng)用程序的結(jié)合，使得信號源具有了遠(yuǎn)程可控制的功能，克服了原信號源開啟后不能控制的不足。巡線人員在手持探測器時，可以通過手機(jī)客戶端實(shí)時對信號源進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控，達(dá)到了對注入信號信息的準(zhǔn)確掌握，通過對探測信號的對比觀察，更容易得出正確的結(jié)論，從而對故障進(jìn)行定位。

參考文獻(xiàn)

[1]郭清滔，吳田.小電流接地系統(tǒng)故障選線方法綜述[J].電力系統(tǒng)保護(hù)與控制，2010，38（02）：146-152.

[2]黃文珍，配電網(wǎng)絡(luò)故障選線與定位研究[D].昆明：昆明理工大學(xué)，2014.

[3]陳榮超，楊廳，基于TCP Socket和HTTP POST的現(xiàn)代有軌電車定位系統(tǒng)[J].計(jì)算機(jī)應(yīng)用與軟件，2016：33（10）：6-8.

[4]陳小艷，用Java實(shí)現(xiàn)多線程socket通信[J].湖北廣播電視大學(xué)學(xué)報(bào)，2008，28（01）：157-15.

[5]胡寶梅，朱博，寧交賢，李久揩，朱俊，嚴(yán)永剛.基于Java和MySQL技術(shù)用于PACS的網(wǎng)絡(luò)醫(yī)院預(yù)約和查詢系統(tǒng)的研究[J].四川大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2011：48（02）：327-332.

[6]周華清，李為民，張昌龍.Java典型模塊與項(xiàng)目實(shí)戰(zhàn)大全[M].北京：清華大學(xué)出版社，2012：473-494.endprint