基于web的电力设备远程监控系统

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1、基于 Web 设备的远程监控系统设计报告 大连理工大学城市学院基于基于 Web 设备远程监控系统设备远程监控系统前言前言近年来随着计算机技术、控制技术、通信技术和网络技术的发展，远 程监控系统获得了飞速的发展，广泛应用于工商业的各个方面，如生产、 检测、监控等。而基于 Web 的远程监控系统是指通过 Internet，使用 TCPIP 技术，让管理层或调度人员能够看到生产现场的实时信息，并且 能够实现对生产现场的远程调度、指挥决策以及对生产设备的远程在线配 置和故障诊断等。将 Web 技术应用于远程监控系统，既减化了操作、延伸 了管理范围，又减少了软件升级和维护费用。能够实现对生产现场的远程

2、调度指挥决策以及远程对生产设备的在线配置和故障诊断等功能由于电力 系统中电网复杂程度的增加对电力设备的安全经济运行要求越来越高电力 公司要求采用更多的远方集中控制和集中操作目前很多 35 kV 和 110 kV 电力设备都实现了无人值班，如何将这些无人值班电力设备的运行信息上 传到调度中心是一个值得讨论的课题按照常规的办法只要有 RTU 远动设备 便可以实现无人值班但是随着以太网技术的应用和互联网的普及人们意识 到可以利用这些开放的网络来传输无人值班电力设备的运行信息应用 Web 技术实现电力设备的远程监控使得以往的许多操作可以在客户端的浏览器 中实现即简化了操作延伸了电力调度自动化系统的管理

3、范围又大大减少了 软件的升级维护费用。本项目的完成，实现了监控电压的改变，并将改变后的实时数据展现到 WEB 动态网页上，以数据和条形图及颜色的不同来告知用户实时电压的多少。基于 Web 设备的远程监控系统设计报告 大连理工大学城市学院1总体设计总体设计基于WEB的远程监控系统一般可以分为三层：现场智能设备层、SCADA 层、远程监控层。以太网连接图如图1所示。图1. 以太网连接图1现场智能设备层现场智能设备层现场智能设备层的核心是现场总线，现场设备则是以网络节点的形式 挂接在现场总线上。依照现场总线的协议标准，底层智能设备采用了功能 块的结构，通过组态设计，从而完成数据采集、AD转换、数字滤

4、波、温 度压力补偿、PID控制以及阀位补偿等。2SCADA 监控层监控层网络监控系统的第二层结构是SCADA(数据采集和监控)监控层，这一层 从现场设备中获取数据，完成各种控制、运行参数的监测、报警和趋势分 析等功能，另外还包括控制组态的设计和下装。监控层的功能一般由上位 计算机完成，一般它通过扩展槽中网络接口板与现场总线相连，协调网络 节点之间的数据通信；或者通过专门的现场总线接口(转换器)实现现场总 线网段与以太网段的连接，这种连接方式使系统配置更加灵活。监控层处 于以太网中，因此它的关键技术是以太网与底层现场设备网络间的接口部 分，主要负责现场总线协议与以太网协议的转换，保证数据包的正确

5、解释 和传输。监控层除了上述功能外，还为实现先进控制和远程操作优化提供基于 Web 设备的远程监控系统设计报告 大连理工大学城市学院2支撑环境。3远程监控层远程监控层远程监控层的主要目的是在分布式网络环境下构建一个安全的远程监 控系统。首先要将中间监控层的数据库中的信息转入上层的关系数据库中， 这样远程用户就能随时通过浏览器查询网络运行状态以及现场设备的工作 状况，对生产过程进行实时的远程监控。用户被赋予一定的权限后，还可 以在线修改各种设备参数和运行参数，从而在广域网范围内实现底层测控 信息的实时传递。目前，远程监控实现的途径就是通过Internet，主要方 式是租用企业专线或者利用公众数据

6、网。由于涉及实际的生产过程，第2章 基于Web的远程监控系统的分析必须保证网络安全，可以采用的技术包括防 火墙、用户身份认证以及密钥管理等。 硬件结构如图2所示：图2. 三层C/S硬件结构 软件的系统结构如图3所示图3. 软件系统整体结构基于 Web 设备的远程监控系统设计报告 大连理工大学城市学院3嵌入式嵌入式 WEB 服务器的选择和移植服务器的选择和移植1. 选择 gohead 的理由 在许多的web server中有许多轻量级的web server,如boa , thttp,lighttpd等,但如果要有较高的安全性和能为后期的web开发开发提 供便利的嵌入式web服务器,上面提到的几个

7、web server显得太单薄了.为了 提高一定的安全性能.综合比较了大几款轻量级,嵌入式web server.最后选 用由Michael OBrien架构的web服务器:goahead 2. gohead 的移植方法和步骤（1） 首先下载goahead服务器的压缩包，将其拷贝到192.168.0.123/bc文 件夹下； （2） 进入虚拟机，打开root主目录-/home-/bc找到goahead压缩包，复 制到/arm2410s/exp/basic下，并解压得到ws031202文件夹；L! （3）修改LINUX目录下的MAKEFILE文件，添加两个变量. CC=armv4l-unknown

8、-linux-gcc AR= armv4l-unknown-linux-ar cc 改为$(CC) 修改LINUX下的 main.c initWEB()屏蔽if循环 加入语句：intaddr.s_addr=inet_addr(“192.168.0.115”) （4） 新建终端，并依次输入以下命令 minicom mount t nfs 192.168.0.123：/arm2410s /host cd / cd mnt/yaffs ls cd ad ls insmod s3c2410-adc.o cd . mount t nfs 192.168.0.123：/arm2410s /host cd

9、/ cd host/exp/basic/ws031202/ LINUX ./webs（5） 编译基于 Web 设备的远程监控系统设计报告 大连理工大学城市学院4（6） make cd / cd arm2410s/exp/basic/ws031202/web/cgi-bin ls make armv4l-unknown-linux-gcc o main main.c lpthread（7） 在IE上访问192.168.0.115/home.asp(即可看到web server 服务器)， 如图4所示：图 4. web server 服务器CGI 应用程序设计应用程序设计(1)CGI(Common

10、 Gateway Interface)技术 CGI 是第一个针对图形设备接口，而不是应用程序接口的交互式计算 机图形标准。CGI 的目标是使应用程序和图形库直接与各种不同的图形设 备相作用，使其在各种图形设备上不经修改就可以运行，即在用户程序和 虚拟设备之间以一种独立于设备的方式提供图形信息的描述和通信。 CGI 规定了发送图形数据到设备的输出和控制功能，从图形设备接收 图形数据的输入、查询和控制功能，因 CGI 是设备级接口，对出错处理和 调试的只提供了最小支持。CGI 提供的功能集包括控制功能集、独立于设基于 Web 设备的远程监控系统设计报告 大连理工大学城市学院5备的图形对象输出功能集

11、、图段功能集、输入和应答功能集以及产生、修 改、检索和显示以象素数据形式存储的光珊功能集。在二维图形设备中可 以找到 CGI 支持的功能，但没有一个图形设备包含由 CGI 定义的所有功能， 从这个意义上说，CGI 定义了与虚拟设备的接口。 CGI 是设备级的计算机图形标准，它规定了一个 CGI 实现和 CGI 用户 之间的接口。一个 CGI 的实现叫做对象，对象既可以是硬件设备也可以是 一个程序。CGI 的用户就是用 CGI 对象实现的与设备无关的应用程序。CGI 提供了一些功能来实现一个 CGI 对象和一个 CGI 应用程序之间数据交换。 对象和应用程序之间的接口由 CGI 引用模式来描述，

12、基于 CGI 对象和 CGI 应用程序的配置情况，引用模式提供了一个概念上的框架说明 CGI 在一个 计算机图形环境中如何使用。 CGI有三种引用模式：应用、对象和CGI产生器与解释器配置。为了使 应用程序创建、保存、修改和显示图形，CGI提供了管道机制，如图5所示：图5.CGI管道机制模式 (2)CGI部分关键程序代码 static int init_ADdevice(void) if(adc_fd=open(ADC_DEV, O_RDWR) #include #include #include #include #include #include #include #include “s3

13、c2410-adc.h“ #define ADC_DEV“/dev/adc/0raw“ static int adc_fd = -1; /*A/D 转换初始化程序*/ static int init_ADdevice(void) if(adc_fd=open(ADC_DEV, O_RDWR)search the data of a0 a1 a2“); printf(“) ; printf(“ a1 a2 a3“) ; printf(“ %fV %fV %fV“,d0/100,d1/100,d2/100) ; /显示显示 a1a2a3 的电压值的电压值 printf(“) ; if(d0300)

14、printf(“a1“,d0) ; /如若如若 a1 电压值过高，则显示黑色。电压值过高，则显示黑色。 else if(d0a1“,d0) ;/如若如若 a1 电压值过低，则显示灰色电压值过低，则显示灰色 else printf(“a1“,d0) ; printf(“) ;/如若如若 a1 电压值正常，则显示绿色电压值正常，则显示绿色 if(d1300)printf(“a2“,d1) ; /如若如若 a2 电压值过高，则显示黑色。电压值过高，则显示黑色。 else if(d1a2“,d1) ; /如若如若 a2 电压值过低，则显示灰色电压值过低，则显示灰色 elseprintf(“a2“,d1

15、) ; /如若如若 a2 电压值正常，则显示绿色电压值正常，则显示绿色 printf(“) ; if(d2300)printf(“a3“,d2) ;/如若如若 a3 电压值过高，则显示黑色。电压值过高，则显示黑色。 else if(d2a3“,d2) ; /如若如若 a3 电压值过低，则显示灰色电压值过低，则显示灰色 elseprintf(“a3“, d2) ; /如若如若 a3 电压值正常，则显示绿色电压值正常，则显示绿色 for(i=0;i300) printf(“the voltage of %d %f is too high!“,i,di) ; /显示显示 电压过高时的提示信息电压过高时的提示信息 if(dithe voltage of %d %f is too low!“,i,di) ; /显示显示 电压过低时的提示信息电压过低时的提示信息 printf(“) ; printf(“) ; printf(“function myrefresh()“) ; printf(“