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        基于通訊服務器的上位機軟件構架及其應用

        2018-03-07 05:06:20蔣曉峰
        科技創(chuàng)新導報 2017年32期

        蔣曉峰

        摘 要:用于監(jiān)控水電站系統(tǒng)的裝置中包含不同種類的智能裝置,這些裝置用于維持通訊的暢通,是用于監(jiān)控整個系統(tǒng)的關鍵裝置。本文分析了整個監(jiān)控系統(tǒng)中這些智能裝置具有的通訊特點,從而提出建立通訊服務器,該通訊服務器的功能主要是通過面向?qū)ο蟮募夹g來進行實現(xiàn)的;同時提出以多通訊服務器的水電站監(jiān)控系統(tǒng)為基礎,建立上位機軟件構架,同時對該軟件的具體應用進行了詳細描述。

        關鍵詞:通訊服務器 上位機軟件 計算機監(jiān)控系統(tǒng)

        中圖分類號:TV73 文獻標識碼:A 文章編號:1674-098X(2017)11(b)-0131-02

        在水電站監(jiān)控系統(tǒng)中因為廠家眾多,同時是不同廠家是使用單獨的通訊協(xié)議,上位機與不同的智能裝置之間要實現(xiàn)通訊,就會在整個系統(tǒng)中產(chǎn)生重復工作。因此我們設計了一種軟件,名字為通訊服務器軟件,可以解決這個問題。這個軟件是目前所存在的所有通訊協(xié)議的集合,在使用過程中,工程人員只需要簡單地進行配置就可以實現(xiàn)正常的通訊功能。如果有新的協(xié)議出現(xiàn),軟件可以將其嵌入。本文對其所使用的技術的基本概念進行闡述,同時對開發(fā)的通訊服務器的基本構造和其在水電站中的應用進行了論述。

        1 面向?qū)ο蟮募夹g基本概念

        所謂對象的概念是這樣定義的:由實體和實體間的關系組成了我們客觀世界中的所有問題,把客觀存在的實體進行抽象化,就成為了對象,存在問題域中。面向?qū)ο蟮姆椒ň哂谐橄?、繼承、封裝和多態(tài)性4個基本特征[1]。面向?qū)ο蠓椒ň哂?個主要優(yōu)點,包括:用人類習慣思維來解決問題、系統(tǒng)具有穩(wěn)定性良好的特點、可以重復使用同時系統(tǒng)的維護工作較簡單,更新方便,容易升級。

        2 面向?qū)ο髤f(xié)議類生成及其具體協(xié)議派生類

        盡管通訊協(xié)議的多種多樣,但研究發(fā)現(xiàn)了它們的一個共同點,即所有的協(xié)議都需要對數(shù)據(jù)進行輸送、編碼、校驗以及處理接收數(shù)據(jù)等。把這個特征進行抽象化的處理后就形成了我們所定義的“協(xié)議類”——CProtocol。這個協(xié)議類是所有協(xié)議抽象化后的產(chǎn)物,可以囊括所有協(xié)議所具有的共同特征,而不是某一個具體的數(shù)據(jù)結構。在使用協(xié)議類的過程中,會有在不同工程中協(xié)議類的參數(shù)是不一樣的情況發(fā)生,所以在實際應用于每個單獨的工程時,協(xié)議類被具體化,成為一個獨立的對象,在實際中得到應用。協(xié)議類和其對象的關系見圖1。

        3 通訊服務器端口協(xié)議鏈表及其運行

        雖然不同通訊設備名稱、功能都不相同,但設備使用的通訊協(xié)議和數(shù)據(jù)的具體內(nèi)容才是我們關注的重點,所以在通訊角度上,每個設備需要進行抽象化處理成為協(xié)議的對象來進行應用。而所連接的設備就被抽象成了協(xié)議鏈表,如圖2所示。本文中就不詳細介紹鏈表的數(shù)據(jù)結構和具體的操作方法[2]了。協(xié)議鏈表的概念是按照得到的協(xié)議要求發(fā)出相對應的協(xié)議要求,對于接收的數(shù)據(jù)首先進行編碼處理,然后發(fā)送出去[3]。設備類型不同協(xié)議節(jié)點就不同,就會形成獨特的協(xié)議鏈表。

        4 工程應用

        我們設計的協(xié)議類應用在了金銀臺水電站,該水電站位于嘉陵江上游,擁有4臺單機45MW的水輪發(fā)電機組的配置。這個水電站中計算機監(jiān)控系統(tǒng)包括兩層,一層為站控層,另一層是現(xiàn)地控制層。為了維持兩層之間的正常通訊,使用了光纖以太網(wǎng)。

        針對該水電站的監(jiān)控系統(tǒng)結構,使用如圖3所示的軟件架構。

        通過通訊服務器配置軟件來設計協(xié)議鏈表,整個配置過程只需要1h的時間,由此看出該軟件可以使復雜的設備通訊問題快速且較好地得到解決。

        5 結語

        通過通訊服務器的建立,解決了不同種類智能裝置之間維持正常通訊的問題,服務器的建立主要依靠面向?qū)ο蟮募夹g來實現(xiàn)。進而在多通訊服務器的水電站監(jiān)控系統(tǒng)的基礎上建立了上位機軟件構架,然后將所開發(fā)出的軟件以及通訊服務器在金銀臺水電站進行了應用,結果發(fā)現(xiàn)效果良好。所以這種基于通訊服務器的上位機軟件構架可以實現(xiàn)將復雜的設備通訊問題快速且完美地解決。

        參考文獻

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        [2] 嚴蔚敏.數(shù)據(jù)結構C語言版[M].北京:清華大學出版社,1998.

        [3] 譚浩強.C++程序設計[M].北京:清華大學出版社,1998.endprint

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