摘 要：電力遠(yuǎn)程視頻監(jiān)控系統(tǒng)（RVMCSPS）是為配合變電站實(shí)現(xiàn)無人值守而增設(shè)的電網(wǎng)輔助監(jiān)控系統(tǒng)。介紹電力遠(yuǎn)程視頻監(jiān)控系統(tǒng)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和功能基礎(chǔ)，描述監(jiān)控系統(tǒng)中站端軟件的功能需求基礎(chǔ)，系統(tǒng)闡述站端軟件數(shù)據(jù)庫(kù)部分的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)過程。數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)由16個(gè)基本表和3個(gè)視圖構(gòu)成，選擇Access作為數(shù)據(jù)庫(kù)管理軟件，選擇使用Visual C++ ODBC訪問數(shù)據(jù)庫(kù)，調(diào)用MFC中CRecordSet類，實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)的操作。

關(guān)鍵詞：遠(yuǎn)程視頻監(jiān)控；數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)；ODBC；電力系統(tǒng)

中圖分類號(hào)：TP311文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B

文章編號(hào)：1004-373X(2008)24-061-03

Application of Database Technology to the Remote Video Monitoring

and Control System for Power System

HAO Huizhen，GUO Lihong

(Nanjing Institute of Technology，Nanjing，211167，China)

Abstract：Remote Video Monitoring and Control System for Power System (RVMCSPS) serve to monitor and control the unattended substation in the power system.This paper firstly introduces the structure and function of the RVMCSPS system.On the basis of the function request of the substation system，this paper describes the design and development of the database system in the RVMCSPS.This database is composed of 16 tables and 3 views.Windows Access is selected as database management system in the RVMCSPS system，Visual C++ ODBC is used to access the database，while the CRecordSet class from MFC is used to operate the database.

Keywords：remote video monitor and control system；database technology；ODBC;power system

1 引 言

隨著計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、通信技術(shù)、數(shù)字視頻技術(shù)的發(fā)展，計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)在生產(chǎn)和生活中發(fā)揮著越來越重要的作用。在電力系統(tǒng)中，供電公司希望對(duì)電力設(shè)備工程進(jìn)行改造，使用無人值守變電站管理模式，通過現(xiàn)有的電力通信網(wǎng)對(duì)所屬變電站實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)視頻監(jiān)控、遠(yuǎn)程故障和意外情況告警接收處理，逐步實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)的可視化監(jiān)控和調(diào)度，提高變電站運(yùn)行和維護(hù)的安全性及可靠性。電力遠(yuǎn)程視頻監(jiān)控系統(tǒng)（Remote Video Monitoring and Control System for Power System，RVMCSPS）是為配合變電站實(shí)現(xiàn)無人值守而增設(shè)的電網(wǎng)輔助監(jiān)控系統(tǒng)。它最基本的目的是將變電站的各個(gè)監(jiān)視點(diǎn)，如主控制室的設(shè)備運(yùn)行情況、主變、斷路器、隔離刀閘等運(yùn)行狀態(tài)實(shí)時(shí)圖像、防火防盜等智能設(shè)備報(bào)警信息傳輸?shù)奖O(jiān)控中心，監(jiān)控人員可通過實(shí)時(shí)圖像和運(yùn)動(dòng)信息對(duì)變電站的運(yùn)行情況進(jìn)行綜合監(jiān)控、分析。本文在介紹電力遠(yuǎn)程視頻監(jiān)控系統(tǒng)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和功能實(shí)現(xiàn)基礎(chǔ)上，系統(tǒng)闡述監(jiān)控系統(tǒng)中站端數(shù)據(jù)庫(kù)的設(shè)計(jì)過程和實(shí)現(xiàn)過程。

2 RVMCSPS的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

電力遠(yuǎn)程視頻監(jiān)控系統(tǒng)由3部分構(gòu)成：監(jiān)控中心、管理服務(wù)器和變電站端。其采用典型的客戶/服務(wù)器體系結(jié)構(gòu)，該系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1所示。

監(jiān)控中心由監(jiān)控主機(jī)和統(tǒng)一平臺(tái)監(jiān)控軟件組成，在監(jiān)控主機(jī)上運(yùn)行的是基于C/S模式的監(jiān)控軟件，實(shí)現(xiàn)對(duì)所轄前端變電站的視頻監(jiān)控，主要功能包括實(shí)時(shí)視頻監(jiān)控、遠(yuǎn)程控制、報(bào)警管理、圖像管理、安全管理、功能配置、系統(tǒng)管理。管理服務(wù)器端由管理服務(wù)器和Web瀏覽端構(gòu)成，運(yùn)行的是基于B/S模式的軟件系統(tǒng)。管理服務(wù)器兼作Web服務(wù)器，管理服務(wù)器運(yùn)行統(tǒng)一監(jiān)控軟件，用于變電站端設(shè)備、系統(tǒng)用戶、權(quán)限、數(shù)據(jù)等的管理，轉(zhuǎn)發(fā)視頻協(xié)議單元（RVU）和監(jiān)控中心的數(shù)據(jù)。主要管理功能包括用戶管理、用戶權(quán)限管理、數(shù)據(jù)配置、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)、設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)判斷、告警、事件、日志記錄。

變電站端由監(jiān)控主機(jī)（即網(wǎng)絡(luò)硬盤錄像機(jī)DVR）、站端軟件（站端服務(wù)器）、視頻和開關(guān)量數(shù)據(jù)采集以及控制設(shè)備構(gòu)成，監(jiān)控主機(jī)作為監(jiān)控中心最基本的監(jiān)控點(diǎn)，為網(wǎng)絡(luò)多用戶提供同時(shí)多路基于TCP/IP傳輸協(xié)議的視頻流服務(wù)和設(shè)備控制。授權(quán)的監(jiān)控人員如果對(duì)視頻監(jiān)控和云臺(tái)、照明燈等設(shè)備進(jìn)行控制，可以發(fā)送控制命令給站端服務(wù)器，站端服務(wù)器接收到數(shù)據(jù)包后先按照協(xié)議解析出數(shù)據(jù)包的報(bào)文類型，然后按照?qǐng)?bào)文類型分析其功能，按照相應(yīng)的功能對(duì)硬盤錄像機(jī)進(jìn)行控制，例如對(duì)云臺(tái)的方位控制、燈光的開關(guān)控制、雨刷的開關(guān)控制等等，控制功能實(shí)施后，變電站端發(fā)送控制命令完成與否的確認(rèn)數(shù)據(jù)包返回給監(jiān)控中心給予確認(rèn)。當(dāng)變電站端有紅外報(bào)警、煙霧報(bào)警、玻破、水浸等意外情況報(bào)警或遠(yuǎn)程故障發(fā)生時(shí)，站端軟件一方面主動(dòng)上傳數(shù)據(jù)包給監(jiān)控中心告知報(bào)警產(chǎn)生，另一方面按照事先配置好的聯(lián)動(dòng)信息對(duì)相關(guān)設(shè)備進(jìn)行處理，如指定DVR主攝像頭錄像、云臺(tái)鏡頭放大并旋轉(zhuǎn)至預(yù)置位、報(bào)警喇叭開啟，照明燈或雨刷開啟等一系列聯(lián)動(dòng)操作，記錄下報(bào)警的現(xiàn)場(chǎng)信息。

3 RVMCSPS站端軟件的功能需求

站端軟件作為服務(wù)器端軟件，主要接收監(jiān)控中心發(fā)送過來的控制報(bào)文，然后根據(jù)協(xié)議規(guī)范來解析監(jiān)控中心所發(fā)報(bào)文代表的具體含義，進(jìn)而控制DVR完成相應(yīng)的控制操作或者取得DVR的信息，然后把控制的結(jié)果或取得的DVR信息按照通信協(xié)議打包返回給監(jiān)控中心。

站端軟件主要功能包括：

（1） 接受遠(yuǎn)方配置功能，接受來自服務(wù)器的布撤防、服務(wù)器設(shè)置、終端端口號(hào)等信息并按命令對(duì)本機(jī)的數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行修改；

（2） 接受服務(wù)器的獲取信息請(qǐng)求，從本地?cái)?shù)據(jù)庫(kù)中獲取監(jiān)控模、監(jiān)控節(jié)點(diǎn)、聯(lián)動(dòng)配置、錄像記錄等信息返回給管理服務(wù)器；

（3） 控制功能，對(duì)任一攝像機(jī)進(jìn)行控制，實(shí)現(xiàn)對(duì)攝像機(jī)視角、方位、焦距調(diào)整，對(duì)于帶預(yù)置位云臺(tái)能夠直接進(jìn)行云臺(tái)的預(yù)置和操作；雨刷開關(guān)，錄像開啟或者停止；全部動(dòng)作停止；照明燈開關(guān)控制；報(bào)警喇叭開關(guān)控制；網(wǎng)橋復(fù)位控制；煙霧復(fù)位控制；

（4） 當(dāng)發(fā)生報(bào)警時(shí)，根據(jù)預(yù)制開啟報(bào)警錄像并對(duì)各個(gè)設(shè)備進(jìn)行控制，將報(bào)警信息上傳，在日志中進(jìn)行記錄；

（5） 系統(tǒng)對(duì)時(shí)功能，從監(jiān)控中心獲取標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間進(jìn)行系統(tǒng)對(duì)時(shí)；

（6） 對(duì)相關(guān)操作進(jìn)行日志記錄，并在需要時(shí)發(fā)送給管理服務(wù)器。

4 RVMCSPS站端數(shù)據(jù)庫(kù)的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)

4.1 數(shù)據(jù)庫(kù)的設(shè)計(jì)

根據(jù)RVMSE的系統(tǒng)功能要求，對(duì)站端軟件設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)變電站數(shù)據(jù)的自動(dòng)管理。當(dāng)端軟件接收到監(jiān)控中心發(fā)送過來的控制報(bào)文，分析報(bào)文數(shù)據(jù)流方式和動(dòng)作，如果該報(bào)文的數(shù)據(jù)流向是從管理服務(wù)器發(fā)送數(shù)據(jù)到RVU，動(dòng)作是設(shè)置或者操作RVU，則在操作完成后將相應(yīng)的信息和操作記錄錄入數(shù)據(jù)庫(kù)；如果該報(bào)文的數(shù)據(jù)流向是從RVU發(fā)送數(shù)據(jù)到管理服務(wù)器，動(dòng)作是管理服務(wù)器獲取變電站端的配置，則從數(shù)據(jù)庫(kù)中取得相應(yīng)的記錄按照通信協(xié)議打包返回給監(jiān)控中心。

在變電站端的數(shù)據(jù)庫(kù)中，主要記錄3部分信息：第一部分是事先配置好的控制信息，包括用戶信息、變電站信息、遠(yuǎn)程視頻單元信息、監(jiān)控編號(hào)信息、監(jiān)控模塊（攝像頭）信息、監(jiān)控節(jié)點(diǎn)信息和錄像紀(jì)錄；第二部分是監(jiān)控中心發(fā)給變電站端的信息，包括預(yù)置位信息、預(yù)案信息、定時(shí)聯(lián)動(dòng)記錄、數(shù)值聯(lián)動(dòng)記錄、布撤防記錄和當(dāng)前告警值記錄；第三部分是日值記錄，包括用戶登錄事件記錄和歷史事件記錄。對(duì)系統(tǒng)功能要求進(jìn)行需求分析后，數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)完成16個(gè)基本表，3個(gè)視圖。每個(gè)基本表主要考慮所含數(shù)據(jù)域個(gè)數(shù)和命名，數(shù)據(jù)域的數(shù)據(jù)類型和長(zhǎng)度，在該數(shù)據(jù)域上有什么約束條件，包括是否是主鍵、是否是外鍵、外鍵參照哪個(gè)數(shù)據(jù)表中的哪個(gè)數(shù)據(jù)域，能否為空，是否有缺省值，是否允許重復(fù)等。另外，每個(gè)數(shù)據(jù)域給出說明，說明該數(shù)據(jù)域的含義以及約束條件的說明?；颈淼挠涗浉袷饺绫?和表2所示。此外，還跟據(jù)查詢功能需要設(shè)計(jì)3個(gè)視圖，通過SQL查詢語句實(shí)現(xiàn)，提高了查詢速度的同時(shí)減少了數(shù)據(jù)冗余。

4.2 數(shù)據(jù)庫(kù)實(shí)現(xiàn)

Access是基于Windows的關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)，特點(diǎn)是操作靈活、轉(zhuǎn)移方便、運(yùn)行環(huán)境簡(jiǎn)單。由于RVMCSPS中對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)的操作主要是數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和簡(jiǎn)單的數(shù)據(jù)管理、查詢，并且不需要單獨(dú)的數(shù)據(jù)庫(kù)操作界面，簡(jiǎn)單數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)Access完全能夠滿足站端軟件對(duì)數(shù)據(jù)的管理要求，所以選擇Access作為數(shù)據(jù)庫(kù)管理軟件。

變電站端的服務(wù)器端軟件是基于Windows使用Visual C++實(shí)現(xiàn)的，Visual C++提供了多種采用數(shù)據(jù)庫(kù)的方法，因此選擇使用ODBC（Open Database Connectivity）訪問數(shù)據(jù)庫(kù)，調(diào)用MFC中CRecordSet類，實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)的操作，主要步驟如下：

（1） 建立數(shù)據(jù)庫(kù)：在Access中創(chuàng)建數(shù)據(jù)庫(kù)RVU.mdb，使用Access設(shè)計(jì)器或者向?qū)Ц鶕?jù)數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)中表的設(shè)計(jì)，創(chuàng)建RVU數(shù)據(jù)庫(kù)中各個(gè)表，并將數(shù)據(jù)錄入數(shù)據(jù)庫(kù)；

（2） 手動(dòng)創(chuàng)建數(shù)據(jù)源：在控制面板中，打開ODBC數(shù)據(jù)源，選擇用戶DSN選項(xiàng)，點(diǎn)擊添加按鈕，開始創(chuàng)建數(shù)據(jù)源，在接下來的對(duì)話框中選擇數(shù)據(jù)源的驅(qū)動(dòng)程序，因使用的是Microsoft Access數(shù)據(jù)庫(kù)，從列表中選擇Microsoft Access Driver(*.mdb)數(shù)據(jù)庫(kù)驅(qū)動(dòng)程序，點(diǎn)擊完成按鈕，寫入數(shù)據(jù)源名，點(diǎn)擊選擇按鈕，選擇相對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)庫(kù)，單擊確定后，一個(gè)數(shù)據(jù)源創(chuàng)建完成；

（3） 用ClassWizard創(chuàng)建一個(gè)CRecordset的派生類，建立記錄集，其字段數(shù)據(jù)成員與數(shù)據(jù)庫(kù)中對(duì)應(yīng)的表或者查詢的各字段相對(duì)應(yīng)；然后定義一個(gè)CRecordset派生類對(duì)象，該類對(duì)象與對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)庫(kù)關(guān)聯(lián)；然后調(diào)用Open成員函數(shù)查詢數(shù)據(jù)源中的記錄并建立記錄集，在Open函數(shù)中調(diào)用GetDefaultConnect()和GetDefaultSQL()函數(shù)建立連接；在建立記錄集時(shí)，CRecordset會(huì)根據(jù)一些參數(shù)構(gòu)造一個(gè)SELECT語句來查詢數(shù)據(jù)源，并用查詢的結(jié)果創(chuàng)建記錄集；

（4） 調(diào)用CRecordSet的成員函數(shù)用于對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)和記錄集進(jìn)行添加、查找、刪除、修改等操作。

4.3 數(shù)據(jù)操作

所有對(duì)數(shù)據(jù)的操作都要首先打開記錄集，操作完成以后關(guān)閉記錄集以完成對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)中數(shù)據(jù)的各種操作；否則會(huì)造成數(shù)據(jù)操作丟失，造成數(shù)據(jù)庫(kù)中數(shù)據(jù)不一致。

（1） 添加新記錄。

調(diào)用AddNew()成員函數(shù)進(jìn)入添加模式，把當(dāng)前域數(shù)據(jù)成員的內(nèi)容保存在緩沖區(qū)中，然后設(shè)置域數(shù)據(jù)成員，調(diào)用Update()把域數(shù)據(jù)成員中的內(nèi)容作為新記錄寫入數(shù)據(jù)庫(kù)，結(jié)束添加。

（2） 查找指定記錄。

由于該數(shù)據(jù)庫(kù)中各個(gè)表的數(shù)據(jù)域比較多，而數(shù)據(jù)記錄比較少，所以沒有使用Find()來搜索記錄集中滿足指定某個(gè)條件的1條記錄，而是對(duì)記錄逐個(gè)進(jìn)行比對(duì)是否符合條件。Recordset類提供了多個(gè)成員函數(shù)用來在記錄集中滾動(dòng)，所以采用成員函數(shù)在記錄中查找。具體方法是首先調(diào)用對(duì)象的Open()成員函數(shù)打開記錄集，調(diào)用MoveFirst()滾動(dòng)到記錄集中的第一個(gè)記錄，然后調(diào)用IsEOF()檢測(cè)是否滾動(dòng)超出記錄集的邊界，如果沒有超出該記錄集則通過循環(huán)對(duì)記錄集中的每個(gè)記錄與查詢條件進(jìn)行比對(duì)，如果符合要求則查找到；如果在記錄集中查找多條符合條件的記錄，則調(diào)用MoveNext()前進(jìn)一個(gè)記錄繼續(xù)進(jìn)行比對(duì)；否則，調(diào)用MoveNext()前進(jìn)一個(gè)記錄，直到查找完整個(gè)記錄集。

（3） 刪除記錄。

首先查找到指定記錄，調(diào)用Delete()成員函數(shù)，該函數(shù)會(huì)同時(shí)給記錄集和數(shù)據(jù)源中當(dāng)前記錄加上刪除標(biāo)記，如果刪除多條滿足條件的記錄，則調(diào)用MoveNext()前進(jìn)1個(gè)記錄繼續(xù)查找，最后調(diào)用成員函數(shù)Close()，將對(duì)數(shù)據(jù)集的刪除操作通過數(shù)據(jù)源寫入數(shù)據(jù)庫(kù)中。

（4） 修改記錄。

首先查找到指定記錄，調(diào)用Edit()成員函數(shù)進(jìn)入了編輯模式，修改域數(shù)據(jù)成員，最后調(diào)用Update()函數(shù)完成編輯，把變化后的記錄寫入數(shù)據(jù)源從而錄入數(shù)據(jù)庫(kù)中。

5 結(jié) 語

電力遠(yuǎn)程視頻監(jiān)控系統(tǒng)將監(jiān)控中心和各個(gè)無人值守的變電站聯(lián)系起來，實(shí)現(xiàn)了對(duì)變電站的實(shí)時(shí)無人監(jiān)控，節(jié)省了人力、物力。該系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)潔、安裝簡(jiǎn)單、外圍設(shè)備接入比較靈活、傳輸速度快、運(yùn)行穩(wěn)定，已經(jīng)在鎮(zhèn)江供電公司管轄的多個(gè)變電站正常運(yùn)行，并且接入鎮(zhèn)江供電公司的統(tǒng)一控制平臺(tái)，在電力系統(tǒng)中發(fā)揮了重要的作用。

參考文獻(xiàn)

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作者簡(jiǎn)介 郝慧珍 女，1974年出生，碩士，助教。主要研究方向?yàn)橛?jì)算機(jī)通信和數(shù)據(jù)庫(kù)。