基于角色網(wǎng)絡(luò)模型的電子巡查系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)

摘要：為解決目前電子巡查系統(tǒng)響應(yīng)速率較慢的問題，提出基于角色網(wǎng)絡(luò)模型的電子巡查系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)。以優(yōu)化后系統(tǒng)框架為基礎(chǔ)，進(jìn)行數(shù)據(jù)接收器優(yōu)化。考慮巡查角色劃分模塊功能，優(yōu)化系統(tǒng)及時(shí)通信性能與網(wǎng)絡(luò)適配層，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)數(shù)據(jù)更好調(diào)度與監(jiān)控。將優(yōu)化后系統(tǒng)與傳統(tǒng)系統(tǒng)相對比，證明其具有更好響應(yīng)速率。

關(guān)鍵詞：角色網(wǎng)絡(luò);電子巡查;系統(tǒng);優(yōu)化

中圖分類號(hào)：P208 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1009-3044（2019）36-0051-02

傳統(tǒng)電子巡查系統(tǒng)實(shí)時(shí)語音視頻等交互方式反應(yīng)速率較慢，因此無法對整個(gè)巡查過程實(shí)時(shí)監(jiān)控與調(diào)度，不便對緊急求救等緊急突發(fā)事件處理[1]。由此可見，電子巡查系統(tǒng)想要更好地滿足實(shí)際功能需求與安全保障信息化建設(shè)需求，在信息化電子巡查建設(shè)中，提出一種更加安全可靠、更加便捷的巡查系統(tǒng)，因此提出基于角色網(wǎng)絡(luò)模型的電子巡查系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)[2]。相對于傳統(tǒng)電子巡查系統(tǒng)，角色網(wǎng)絡(luò)模型考慮到系統(tǒng)所處外部環(huán)境，系統(tǒng)更好體現(xiàn)出內(nèi)部各組在空間與時(shí)間方面的相互關(guān)聯(lián)。通過對巡查任務(wù)中目標(biāo)確定，實(shí)現(xiàn)角色分配、活動(dòng)執(zhí)行、任務(wù)劃分以及目標(biāo)確定等步驟。

1基于角色網(wǎng)絡(luò)模型的電子巡查系統(tǒng)硬件優(yōu)化

1.1角色網(wǎng)絡(luò)電子巡查系統(tǒng)框架優(yōu)化

基于角色網(wǎng)絡(luò)模型的電子巡查系統(tǒng)主要以多媒體技術(shù)通訊為主，通過對共享數(shù)據(jù)的調(diào)度與監(jiān)控，對其中預(yù)報(bào)信息進(jìn)行處理[3]。角色網(wǎng)絡(luò)電子巡查系統(tǒng)運(yùn)行以PC站服務(wù)器與移動(dòng)客戶端為基礎(chǔ)，建立專用WiFi局域網(wǎng)運(yùn)行，分析巡查系統(tǒng)中角色分配，通過系統(tǒng)提供通信接口，實(shí)現(xiàn)服務(wù)器與客戶端之間段對端通訊。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖，如圖l所示：

1.2數(shù)據(jù)接收器優(yōu)化

系統(tǒng)中PC服務(wù)端存查系統(tǒng)服務(wù)器，其主要功能包括客戶端實(shí)時(shí)顯示移動(dòng)端設(shè)備各巡查電子地圖地理位置與通信狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)移動(dòng)端設(shè)備地理位置與通信狀態(tài)監(jiān)控，并實(shí)現(xiàn)在線數(shù)據(jù)傳輸，獲取巡視現(xiàn)場實(shí)時(shí)情況。并向移動(dòng)終端發(fā)出文本信息或視頻音頻等調(diào)度制定，必要時(shí)可直接控制移動(dòng)端設(shè)備，完成實(shí)時(shí)調(diào)度與應(yīng)急指揮。

數(shù)據(jù)接受其以移動(dòng)端設(shè)備為主，將PC端網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)通過通信平臺(tái)發(fā)布到各個(gè)移動(dòng)設(shè)備中，完成數(shù)據(jù)對比與存儲(chǔ)，并進(jìn)入邏輯控制完成消息響應(yīng)，最后完成用戶使用需求。PC端采用常用常見PC端配置，方便系統(tǒng)普及使用。數(shù)據(jù)接收器參數(shù)優(yōu)化主要以移動(dòng)端設(shè)備為主，其主要參數(shù)包括為32位超級單片機(jī)、功耗為<0.5w，最大功耗<3.5w、電池系統(tǒng)為11OOmAh可充電鋰電池、存儲(chǔ)器為PLASH MEMORY：16Mbit，根據(jù)實(shí)際功能可擴(kuò)展為64Mbit，DRAM： 16Mbit、顯示器顯示一行圖標(biāo)，尺寸為128*64 dot.EL背光、通訊接口采用USB或RS232、非接觸部分工作頻率為13.65MHz。移動(dòng)端設(shè)備支持標(biāo)準(zhǔn)RS232/USB通信，可設(shè)置指紋驗(yàn)證或工作卡認(rèn)證，支持兩名用戶同時(shí)檢查，并支持64個(gè)巡查項(xiàng)目與16條處理意見項(xiàng)目。考慮到用戶實(shí)際需求，移動(dòng)端設(shè)備包括紅外形接口、外接IC接口以及數(shù)據(jù)鍵三個(gè)功能鍵。

2基于角色網(wǎng)絡(luò)模型的電子巡查系統(tǒng)軟件優(yōu)化

2.1巡查角色劃分模塊

電子巡查系統(tǒng)中，根據(jù)實(shí)際使用功能主要分為巡查員與巡查管理員兩個(gè)角色。巡查管理員主要用于控制PC端，巡查員主要根據(jù)巡查需求控制移動(dòng)端設(shè)備定期巡查。根據(jù)實(shí)際需求對系統(tǒng)優(yōu)化后，PC端服務(wù)器與移動(dòng)端設(shè)備兩個(gè)子系統(tǒng)配合，實(shí)現(xiàn)整體系統(tǒng)的多媒體通信。

2.2即時(shí)通信模塊優(yōu)化

電子巡查系統(tǒng)中，為提高通信效率，需要實(shí)現(xiàn)通信信息即時(shí)傳輸。在系統(tǒng)中以多媒體通信為主，包含組播、單播以及會(huì)議模式三種，考慮到會(huì)議模式開發(fā)要求較高，且沒有明顯意義，因此僅提供一對一或一對多通信模式兩種，即可滿足系統(tǒng)通信需求。即時(shí)通信以實(shí)時(shí)語音通信為主，對傳統(tǒng)VPIP中SIP協(xié)議進(jìn)行優(yōu)化，提高其靈活性，使語音傳播與組播能夠在底層實(shí)現(xiàn)。即時(shí)通信以音頻壓縮編碼為主，波形編碼按照一定速度以時(shí)間軸順序?qū)φZ音模擬信號(hào)進(jìn)行采樣，實(shí)現(xiàn)語音信號(hào)向數(shù)字信號(hào)的直接轉(zhuǎn)換。語音即時(shí)傳輸通信采用語音包緩沖技術(shù)，在最大程度上減少語音抖動(dòng)與傳輸時(shí)間對通信質(zhì)量影響。這種語音包緩沖技術(shù)能夠最大程度延長換取語音播放流暢，建立語音接收端排序緩沖區(qū)，平滑的取出語音包解壓播放。

2.3網(wǎng)絡(luò)適配層優(yōu)化

電子巡查系統(tǒng)按照網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)包格式對傳輸數(shù)據(jù)打包，按照分組接口方式，實(shí)現(xiàn)高碼率與較好網(wǎng)絡(luò)友好性。網(wǎng)絡(luò)適配層根據(jù)傳輸協(xié)議，為基于單播與多播模式為用戶提供實(shí)時(shí)傳輸服務(wù)，主要用于實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)監(jiān)控傳輸過程中質(zhì)量監(jiān)控，為系統(tǒng)提供擁塞控制。網(wǎng)絡(luò)適配層優(yōu)化按照網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)包格式對數(shù)據(jù)包傳輸，對差異較小數(shù)據(jù)，采用編碼完整的數(shù)據(jù)包檢測下一幀數(shù)據(jù)，檢查與數(shù)據(jù)包差別。若數(shù)據(jù)與數(shù)據(jù)包變化不大，則再一次利用下一數(shù)據(jù)包檢測。系統(tǒng)通信中，傳統(tǒng)系統(tǒng)采用MPEG-2壓縮率，但其容錯(cuò)率較低，因此改用H.264編碼。根據(jù)系統(tǒng)RTP協(xié)議提出的IETE，由實(shí)時(shí)傳輸協(xié)議與實(shí)時(shí)傳輸協(xié)議。

2.4數(shù)據(jù)調(diào)度與監(jiān)控模塊優(yōu)化

電子巡查系統(tǒng)中數(shù)據(jù)調(diào)度與監(jiān)控主要包括集中調(diào)度、終端狀態(tài)監(jiān)控以及終端位置監(jiān)控等功能。在實(shí)際系統(tǒng)運(yùn)行中，大量數(shù)據(jù)在PC端與移動(dòng)端傳輸，根據(jù)各數(shù)據(jù)特點(diǎn)，將其分為核心數(shù)據(jù)包與普通數(shù)據(jù)包兩種，處理其中存在預(yù)警信息。移動(dòng)端設(shè)備按照規(guī)律時(shí)間間隔向PC端發(fā)送核心數(shù)據(jù)包，每隔2s進(jìn)行一次離線狀態(tài)判定，若上次核心數(shù)據(jù)包距現(xiàn)在時(shí)間小于3s，則判斷沒備在線，反之則判斷其離線，對離線沒備自動(dòng)發(fā)出預(yù)警信號(hào)。其預(yù)警數(shù)據(jù)包類型劃分，如表l所示：

3實(shí)驗(yàn)

基于角色網(wǎng)絡(luò)模型的電子巡查系統(tǒng)優(yōu)化開發(fā)后，在程序調(diào)整成功之后，還需要進(jìn)行大量測試實(shí)驗(yàn)，保證系統(tǒng)正常運(yùn)行。文中主要使用角色網(wǎng)絡(luò)模型，實(shí)現(xiàn)對巡查系統(tǒng)的優(yōu)化，實(shí)驗(yàn)分析過程中采用常規(guī)電子巡查系統(tǒng)優(yōu)，作為實(shí)驗(yàn)對比對象，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。

3.1實(shí)驗(yàn)參數(shù)設(shè)定

在保證本次實(shí)驗(yàn)科學(xué)性的基礎(chǔ)上，要求實(shí)驗(yàn)參數(shù)、實(shí)驗(yàn)環(huán)境進(jìn)行統(tǒng)一化設(shè)定，由于本次實(shí)驗(yàn)采用的是仿真實(shí)驗(yàn)，因此在實(shí)驗(yàn)環(huán)境設(shè)置時(shí)，需要對如下實(shí)驗(yàn)參數(shù)進(jìn)行調(diào)整，調(diào)整參數(shù)如表2所示。

實(shí)驗(yàn)過程中，首先根據(jù)設(shè)定的試驗(yàn)參數(shù)，構(gòu)建仿真實(shí)驗(yàn)環(huán)境，本次實(shí)驗(yàn)選擇兩種電子巡查系統(tǒng)，不分先后順序進(jìn)行驗(yàn)證，因此構(gòu)建一個(gè)仿真實(shí)驗(yàn)環(huán)境即可，同時(shí)利用一個(gè)仿真實(shí)驗(yàn)環(huán)境，能夠有效地避免實(shí)驗(yàn)過程中參數(shù)不統(tǒng)一造成的誤差。

3.2實(shí)驗(yàn)過程

電子巡查過程如下，首先在單負(fù)載狀態(tài)下，向傳統(tǒng)電子巡查系統(tǒng)與本文電子巡查系統(tǒng)裝置發(fā)送數(shù)據(jù)，當(dāng)巡查系統(tǒng)檢測到串行口中斷時(shí)，調(diào)用串口中斷函數(shù)，該函數(shù)能夠?qū)栴}位子進(jìn)行標(biāo)志，再解碼確定要回傳的實(shí)驗(yàn)仿真平臺(tái)中，當(dāng)電子巡查巡查到標(biāo)志位flag時(shí)，調(diào)用數(shù)據(jù)發(fā)送程序，將對應(yīng)問題返回至實(shí)驗(yàn)平臺(tái)。在多負(fù)載過程中重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)過程。

3.3實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析

本次實(shí)驗(yàn)?zāi)M了不同負(fù)載下的電子巡查系統(tǒng)響應(yīng)速度情況，利用兩種電子巡查系統(tǒng)，進(jìn)行電力電子巡查。根據(jù)模擬實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的變化，得出不同的響應(yīng)速度情況，并記錄在表中。得出實(shí)驗(yàn)結(jié)果，如表3所示：

根據(jù)實(shí)驗(yàn)對比結(jié)果表可以得出，在不同負(fù)載下，基于角色網(wǎng)絡(luò)模型的電子巡查系統(tǒng)，能夠較為高效率地進(jìn)行電子巡查。經(jīng)計(jì)算得出，常規(guī)電子巡查系統(tǒng)響應(yīng)速度為4.84s，提出的基于角色網(wǎng)絡(luò)模型的電子巡查系統(tǒng)響應(yīng)速度為2.08，得出提出本文優(yōu)化系統(tǒng)在響應(yīng)速度提高50%以上，有效地解決了常規(guī)電子巡查系統(tǒng)的問題。

4結(jié)束語

為解決目前電子存查系統(tǒng)響應(yīng)速率較慢的問題，提出基于角色網(wǎng)絡(luò)模型的電子巡查系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)。對系統(tǒng)實(shí)際使用需求分析后，以角色網(wǎng)絡(luò)模型技術(shù)為基礎(chǔ)，按照軟件研發(fā)標(biāo)準(zhǔn)流程，利用PC端對移動(dòng)端設(shè)備實(shí)現(xiàn)一對一或一對多通信傳輸。優(yōu)化后系統(tǒng)更加注重用戶個(gè)性化需求，使移動(dòng)端設(shè)備數(shù)據(jù)能夠及時(shí)反饋給PC端，大大減少了巡查中人力與物理的投入，實(shí)現(xiàn)巡查動(dòng)作動(dòng)態(tài)化、自動(dòng)化，增加各部門之間互動(dòng)，提高巡查效率。

參考文獻(xiàn)：

[1]彭向陽，錢金菊，吳功平，等.架空輸電線路機(jī)器人全自主巡檢系統(tǒng)及示范應(yīng)用[J].高電壓技術(shù)，2017，19（8）：156-165.

[2]岳萍.基于RFID的電力巡檢系統(tǒng)傳輸距離及抗干擾分析[J].現(xiàn)代電子技術(shù)，2017，40（12）：159-161.

[3]張傳偉，趙東剛，張俊男，等.無線供電帶式輸送機(jī)巡檢系統(tǒng)的設(shè)計(jì)[J].煤炭技術(shù)，2017，36（10）：254-256.

【通聯(lián)編輯：張薇】

收稿日期：2019-09-25

作者簡介：蔣玉婷（19 81-），女，江蘇鹽城人，講師，工程碩士，研究方向?yàn)橛?jì)算機(jī)應(yīng)用、計(jì)算機(jī)軟件、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算等。