本發(fā)明涉及電力采集系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域，具體來說是用于電力采集系統(tǒng)故障終端檢測的主站模擬系統(tǒng)及檢測方法。

背景技術(shù)：

電力客戶用電信息采集系統(tǒng)是“sg186”信息化建設(shè)的重要組成部分，是營銷計量、抄表、收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)的重要基礎(chǔ)，可為公司及發(fā)電企業(yè)、用電客戶提供準(zhǔn)確、可靠、實(shí)時的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，將有力地提升管理和服務(wù)的信息化、現(xiàn)代化水平，使發(fā)電企業(yè)、用電客戶三方受益。

但在全國范圍內(nèi)的電力采集系統(tǒng)中，變終端、公變終端、集中器等設(shè)備的故障是常見現(xiàn)象，對于這些設(shè)備故障的判斷也是一項十分重要的工作。由于電力終端設(shè)備分布散，難以通過人工方式進(jìn)行現(xiàn)場檢測以排除故障終端。因此，如何設(shè)計出一種簡單的終端故障檢測系統(tǒng)及其方法已經(jīng)成為急需解決的技術(shù)問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是為了解決現(xiàn)有技術(shù)中終端故障難以及時、便捷檢測出來的缺陷，提供一種用于電力采集系統(tǒng)故障終端檢測的主站模擬系統(tǒng)及檢測方法來解決上述問題。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案如下：

一種用于電力采集系統(tǒng)故障終端檢測的主站模擬系統(tǒng)，包括采集驅(qū)動模塊、規(guī)約驅(qū)動模塊和規(guī)約池管理模塊，采集驅(qū)動模塊用于主站與終端之間的通訊連接維護(hù)和數(shù)據(jù)的傳輸，采集驅(qū)動模塊與規(guī)約驅(qū)動模塊通過共享內(nèi)存進(jìn)行數(shù)據(jù)交互，規(guī)約池管理模塊根據(jù)用戶配置信息啟動采集驅(qū)動模塊和規(guī)約驅(qū)動模塊進(jìn)程，實(shí)時監(jiān)視、管理采集驅(qū)動模塊和規(guī)約驅(qū)動模塊進(jìn)程運(yùn)行情況。

所述的采集驅(qū)動模塊包括終端通訊線程池、數(shù)據(jù)收隊列池、收隊列數(shù)據(jù)提取線程池和發(fā)隊列數(shù)據(jù)提取線程池；所述的終端通訊線程池負(fù)責(zé)與終端進(jìn)行各種類型和方式的通訊，實(shí)現(xiàn)多種通訊模式；數(shù)據(jù)收隊列池由若干個數(shù)據(jù)隊列組成，終端通訊線程池將接收到的數(shù)據(jù)通過算法放置在相應(yīng)的數(shù)據(jù)收列隊池中；收隊列數(shù)據(jù)提取線程池將數(shù)據(jù)收隊列池的數(shù)據(jù)寫入共享內(nèi)存；發(fā)隊列數(shù)據(jù)提取線程池將數(shù)據(jù)從共享內(nèi)存中提取出來，調(diào)用發(fā)列隊數(shù)據(jù)提取線程發(fā)至規(guī)約驅(qū)動模塊進(jìn)行處理。

所述的規(guī)約驅(qū)動模塊包括通用規(guī)約包加載程序和規(guī)約包，通用規(guī)約包加載程序加載各種規(guī)約，將從采集驅(qū)動模塊接收到的數(shù)據(jù)調(diào)用各種規(guī)約包進(jìn)行解析，并將解析后的數(shù)據(jù)進(jìn)行分揀處理；規(guī)約包將不同類型的規(guī)約轉(zhuǎn)換成由系統(tǒng)統(tǒng)一定義的測點(diǎn)。

用于電力采集系統(tǒng)故障終端檢測的主站模擬系統(tǒng)的檢測方法，包括以下步驟：

主站模擬系統(tǒng)的啟動，啟動規(guī)約池管理模塊，規(guī)約池管理模塊在共享內(nèi)存中創(chuàng)建共享數(shù)據(jù)區(qū)，根據(jù)配置信息啟動采集驅(qū)動模塊和規(guī)約驅(qū)動模塊；

主站模擬系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)交互，采集驅(qū)動模塊獲取終端數(shù)據(jù)，并將終端數(shù)據(jù)發(fā)送給規(guī)約驅(qū)動模塊進(jìn)行規(guī)約解析分析，規(guī)約驅(qū)動模塊判斷當(dāng)前終端是否存在故障；

主站模擬系統(tǒng)的關(guān)閉，規(guī)約池管理模塊根據(jù)關(guān)閉信號對采集驅(qū)動模塊和規(guī)約驅(qū)動模塊進(jìn)行關(guān)閉。

所述的主站模擬系統(tǒng)的啟動包括以下步驟：

啟動規(guī)約池管理模塊，規(guī)約池管理模塊訪問配置信息數(shù)據(jù)庫，獲取最新的用戶配置信息，并將其保存為本地配置文件；若無法訪問配置信息數(shù)據(jù)庫，則直接使用本地配置文件；

規(guī)約池管理模塊根據(jù)配置信息在共享內(nèi)存中創(chuàng)建共享數(shù)據(jù)區(qū)，若創(chuàng)建成功則返回隨機(jī)key，如無法創(chuàng)建則產(chǎn)生系統(tǒng)報警，并繼續(xù)重新嘗試創(chuàng)建；

規(guī)約池管理模塊根據(jù)配置信息啟動規(guī)約驅(qū)動模塊，并對其傳入隨機(jī)key；

規(guī)約池管理模塊根據(jù)配置信息啟動采集驅(qū)動模塊，并對其傳入隨機(jī)key。

所述的主站模擬系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)交互包括以下步驟：

采集驅(qū)動模塊進(jìn)行終端數(shù)據(jù)內(nèi)容的獲??；

規(guī)約驅(qū)動模塊進(jìn)行終端數(shù)據(jù)內(nèi)容的判斷。

所述的主站模擬系統(tǒng)的關(guān)閉包括以下步驟：

規(guī)約池管理模塊接收到關(guān)閉信號，讀取本地配置文件；

規(guī)約池管理模塊根據(jù)本地配置文件關(guān)閉規(guī)約驅(qū)動模塊和采集驅(qū)動模塊；

規(guī)約池管理模塊清空并關(guān)閉共享數(shù)據(jù)區(qū)；

規(guī)約池管理模塊自行關(guān)閉。

所述采集驅(qū)動模塊進(jìn)行終端數(shù)據(jù)內(nèi)容的獲取包括以下步驟：

采集驅(qū)動模塊的終端通訊線程池通過通訊模式與終端進(jìn)行連接；

終端通訊線程池進(jìn)行終端數(shù)據(jù)的獲取，若獲取不到，則認(rèn)定當(dāng)前終端為故障狀態(tài)；

終端通訊線程池將接收到的數(shù)據(jù)通過算法放置在數(shù)據(jù)收列隊池中；

收隊列數(shù)據(jù)提取線程池將數(shù)據(jù)收隊列池的數(shù)據(jù)寫入共享數(shù)據(jù)區(qū)；

發(fā)隊列數(shù)據(jù)提取線程池將共享數(shù)據(jù)區(qū)中的數(shù)據(jù)提取出來，發(fā)送至規(guī)約驅(qū)動模塊進(jìn)行終端數(shù)據(jù)內(nèi)容的判斷。

所述規(guī)約驅(qū)動模塊進(jìn)行終端數(shù)據(jù)內(nèi)容的判斷包括以下步驟：

規(guī)約驅(qū)動模塊接收終端數(shù)據(jù)；

通用規(guī)約包加載程序加載規(guī)約包，并對終端數(shù)據(jù)通過規(guī)約包進(jìn)行解析，將終端數(shù)據(jù)的測點(diǎn)信息通過規(guī)約包解析成設(shè)備測量點(diǎn)信息；

若解析成功，則說明當(dāng)前終端正常；若無法解析，則說明當(dāng)前終端故障，終端數(shù)據(jù)為異常數(shù)據(jù)。

有益效果

本發(fā)明的用于電力采集系統(tǒng)故障終端檢測的主站模擬系統(tǒng)及檢測方法，與現(xiàn)有技術(shù)相比采用模擬主站與終端進(jìn)行通訊召測數(shù)據(jù)，能夠快速定位到用電信息采集系統(tǒng)終端的故障，且能夠判斷出終端在線但無法正常工作的故障，增強(qiáng)終端故障恢復(fù)的及時性。

附圖說明

圖1為本發(fā)明中主站模擬系統(tǒng)的連接結(jié)構(gòu)框圖；

圖2為本發(fā)明中檢測方法的方法順序圖。

具體實(shí)施方式

為使對本發(fā)明的結(jié)構(gòu)特征及所達(dá)成的功效有更進(jìn)一步的了解與認(rèn)識，用以較佳的實(shí)施例及附圖配合詳細(xì)的說明，說明如下：

本發(fā)明所述的用于電力采集系統(tǒng)故障終端檢測的主站模擬系統(tǒng)，通過模擬主站進(jìn)行召測數(shù)據(jù)，召測數(shù)據(jù)支持對終端多種數(shù)據(jù)的設(shè)置功能，可對以下各類數(shù)據(jù)進(jìn)行設(shè)置，包括實(shí)時數(shù)據(jù)(遙測、遙脈、遙信)、歷史凍結(jié)數(shù)據(jù)(日凍結(jié)電量、月凍結(jié)電量)、曲線數(shù)據(jù)(三相電壓曲線、三相電流曲線、功率曲線、功率因數(shù)曲線、零序電流曲線)。

主站模擬系統(tǒng)與終端進(jìn)行通訊，實(shí)時維護(hù)通道及終端在線狀態(tài)并將狀態(tài)寫入至實(shí)時庫、下發(fā)各種命令、接收終端數(shù)據(jù)、解析終端數(shù)據(jù)。主站模擬系統(tǒng)采取分布式模式，規(guī)約池管理模塊將終端接入連接管理(采集驅(qū)動模塊)和數(shù)據(jù)的解析(規(guī)約驅(qū)動模塊)兩個業(yè)務(wù)過程進(jìn)行分開處理，這樣系統(tǒng)在大終端量和大數(shù)據(jù)量出現(xiàn)時，可以進(jìn)行分布式處理，從而保證不出現(xiàn)數(shù)據(jù)堵塞的情況。

如圖1所示，主站模擬系統(tǒng)包括采集驅(qū)動模塊、規(guī)約驅(qū)動模塊和規(guī)約池管理模塊。采集驅(qū)動模塊用于主站與終端之間的通訊連接維護(hù)和數(shù)據(jù)的傳輸，采集驅(qū)動模塊與規(guī)約驅(qū)動模塊通過共享內(nèi)存進(jìn)行數(shù)據(jù)交互。采集驅(qū)動模塊和規(guī)約驅(qū)動模塊的數(shù)據(jù)交互采用效率更高的共享內(nèi)存的方式，這樣既可以提高模塊之間數(shù)據(jù)的交互效率，也可以適應(yīng)規(guī)約的復(fù)雜性。主站模擬系統(tǒng)采取“一個共享數(shù)據(jù)區(qū)”對應(yīng)多個采集驅(qū)動模塊和規(guī)約驅(qū)動模塊的模式，但一個共享數(shù)據(jù)區(qū)只存儲著一種規(guī)約類型的終端數(shù)據(jù)。

其關(guān)鍵算法如下：采集驅(qū)動模塊、規(guī)約驅(qū)動模塊唯一標(biāo)識計算算法：

unsigned__int64a＝(unsigned__int64)b<<32|c；(a:唯一標(biāo)識；b：監(jiān)聽ip地址；c：監(jiān)聽端口；)

其數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)如表1數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)定義說明表所示，

表1數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)定義說明表

規(guī)約池管理模塊根據(jù)用戶配置信息啟動采集驅(qū)動模塊和規(guī)約驅(qū)動模塊進(jìn)程，實(shí)時監(jiān)視、管理采集驅(qū)動模塊和規(guī)約驅(qū)動模塊進(jìn)程運(yùn)行情況。規(guī)約池管理模塊為主站模擬系統(tǒng)的管理模塊，主要根據(jù)用戶配置信息啟動各單元進(jìn)程，實(shí)時監(jiān)視、管理各單元進(jìn)程運(yùn)行情況。

采集驅(qū)動模塊包括終端通訊線程池、數(shù)據(jù)收隊列池、收隊列數(shù)據(jù)提取線程池和發(fā)隊列數(shù)據(jù)提取線程池。

終端通訊線程池負(fù)責(zé)與終端進(jìn)行各種類型和方式的通訊，實(shí)現(xiàn)多種通訊模式。數(shù)據(jù)收隊列池由若干個數(shù)據(jù)隊列組成，終端通訊線程池將接收到的數(shù)據(jù)通過算法放置在相應(yīng)的數(shù)據(jù)收列隊池中。收隊列數(shù)據(jù)提取線程池將數(shù)據(jù)收隊列池的數(shù)據(jù)寫入共享內(nèi)存。發(fā)隊列數(shù)據(jù)提取線程池將數(shù)據(jù)從共享內(nèi)存中提取出來，調(diào)用發(fā)列隊數(shù)據(jù)提取線程發(fā)至規(guī)約驅(qū)動模塊進(jìn)行處理。

終端通訊線程池支持多種通訊方式，如tcp服務(wù)器端方式:系統(tǒng)打開并監(jiān)聽指定一個或多個端口并提供服務(wù)，終端或其它系統(tǒng)作為客戶端主動連接至服務(wù)器端；tcp客戶端方式:系統(tǒng)作為客戶端主動連接至終端或其它系統(tǒng)，請求對方提供服務(wù)，并獲取其數(shù)據(jù)；串口方式：終端通過串口方式(掛燈籠或直連)連接至主站；udp服務(wù)端方式：系統(tǒng)打開并監(jiān)聽指定一個或多個端口并提供服務(wù)，終端或其它系統(tǒng)作為客戶端主動連接至服務(wù)器端；udp客戶端方式：系統(tǒng)作為客戶端主動通過無連接方式將數(shù)據(jù)發(fā)送至終端或其它系統(tǒng)等。

終端通訊線程池可將業(yè)務(wù)分層進(jìn)行處理，終端的連接管理和數(shù)據(jù)的處理進(jìn)行分開，并將數(shù)據(jù)上行和數(shù)據(jù)下行的處理過程進(jìn)行分開。同時可采用多線程、多數(shù)據(jù)列隊，在連接處理和數(shù)據(jù)處理時使用了線程池和數(shù)據(jù)隊列池方式。這樣更好的將并發(fā)的連接和大數(shù)據(jù)量進(jìn)行分解，防止導(dǎo)致并發(fā)量過多和數(shù)據(jù)量過大從而導(dǎo)致模塊崩潰的情況出現(xiàn)。

規(guī)約驅(qū)動模塊包括通用規(guī)約包加載程序和規(guī)約包，通用規(guī)約包加載程序加載各種規(guī)約，將從采集驅(qū)動模塊接收到的數(shù)據(jù)調(diào)用各種規(guī)約包進(jìn)行解析，并將解析后的數(shù)據(jù)進(jìn)行分揀處理；規(guī)約包將不同類型的規(guī)約轉(zhuǎn)換成由系統(tǒng)統(tǒng)一定義的測點(diǎn)。規(guī)約驅(qū)動模塊設(shè)計時還可以采用運(yùn)行參數(shù)方式啟動，這樣啟動不同規(guī)約只需在啟動通用規(guī)約包加載程序時提供不同的加載參數(shù)即可。同時規(guī)約驅(qū)動模塊設(shè)計時，將模塊公共部分(規(guī)約包)和規(guī)約包解析部分(規(guī)約包加載程序)分開來進(jìn)行處理。這樣在對不同的規(guī)約進(jìn)行解析時，只需加載不同的規(guī)約包即可，無需對程序(規(guī)約包加載程序)進(jìn)行修改。

如圖2所示，在此還提供用于電力采集系統(tǒng)故障終端檢測的主站模擬系統(tǒng)的檢測方法，包括以下步驟：

第一步，主站模擬系統(tǒng)的啟動。啟動規(guī)約池管理模塊，規(guī)約池管理模塊在共享內(nèi)存中創(chuàng)建共享數(shù)據(jù)區(qū)，根據(jù)配置信息啟動采集驅(qū)動模塊和規(guī)約驅(qū)動模塊。其具體步驟如下：

(1)啟動規(guī)約池管理模塊，規(guī)約池管理模塊訪問配置信息數(shù)據(jù)庫，獲取最新的用戶配置信息，并將其保存為本地配置文件；若無法訪問配置信息數(shù)據(jù)庫，則直接使用本地配置文件。

(2)規(guī)約池管理模塊根據(jù)配置信息在共享內(nèi)存中創(chuàng)建共享數(shù)據(jù)區(qū)，若創(chuàng)建成功則返回隨機(jī)key，如無法創(chuàng)建則產(chǎn)生系統(tǒng)報警，并繼續(xù)重新嘗試創(chuàng)建。在此隨機(jī)key的作用是限定單次數(shù)據(jù)召回操作，由于數(shù)據(jù)召回后需要通過規(guī)約驅(qū)動模塊來判斷分析召回數(shù)據(jù)的正確性，因此為了防止非同一終端的召回數(shù)據(jù)產(chǎn)生誤分析，通過隨機(jī)key來標(biāo)定當(dāng)前的檢測過程。當(dāng)檢測過程結(jié)束，再進(jìn)行第二個終端的檢測時，則返回另一隨機(jī)key，通過不同的隨機(jī)key來實(shí)現(xiàn)不同終端之間的檢測區(qū)分。

(3)規(guī)約池管理模塊根據(jù)配置信息啟動規(guī)約驅(qū)動模塊，并對其傳入隨機(jī)key。

(4)規(guī)約池管理模塊根據(jù)配置信息啟動采集驅(qū)動模塊，并對其傳入隨機(jī)key。

第二步，主站模擬系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)交互。采集驅(qū)動模塊獲取終端數(shù)據(jù)，并將終端數(shù)據(jù)發(fā)送給規(guī)約驅(qū)動模塊進(jìn)行規(guī)約解析分析，規(guī)約驅(qū)動模塊判斷當(dāng)前終端是否存在故障。其具體步驟如下：

(1)采集驅(qū)動模塊進(jìn)行終端數(shù)據(jù)內(nèi)容的獲取。

a、采集驅(qū)動模塊的終端通訊線程池通過通訊模式與終端進(jìn)行連接；

b、終端通訊線程池進(jìn)行終端數(shù)據(jù)的獲取，若獲取不到，則認(rèn)定當(dāng)前終端為故障狀態(tài)，說明當(dāng)前終端在通訊上存在故障，判斷出終端不在線。

c、終端通訊線程池將接收到的數(shù)據(jù)通過算法放置在數(shù)據(jù)收列隊池中。

d、收隊列數(shù)據(jù)提取線程池將數(shù)據(jù)收隊列池的數(shù)據(jù)寫入共享數(shù)據(jù)區(qū)。

e、發(fā)隊列數(shù)據(jù)提取線程池將共享數(shù)據(jù)區(qū)中的數(shù)據(jù)提取出來，發(fā)送至規(guī)約驅(qū)動模塊進(jìn)行終端數(shù)據(jù)內(nèi)容的判斷。

(2)規(guī)約驅(qū)動模塊進(jìn)行終端數(shù)據(jù)內(nèi)容的判斷。

a、規(guī)約驅(qū)動模塊接收終端數(shù)據(jù)。

b、通用規(guī)約包加載程序加載規(guī)約包，并對終端數(shù)據(jù)通過規(guī)約包進(jìn)行解析，將終端數(shù)據(jù)的測點(diǎn)信息通過規(guī)約包解析成設(shè)備測量點(diǎn)信息。例如，將終端測點(diǎn)信息轉(zhuǎn)換成設(shè)備測量點(diǎn)信息。(將終端地址為1、測點(diǎn)號為7的終端數(shù)據(jù)，轉(zhuǎn)換成xx變壓器的a相電壓)。

c、若解析成功，則說明當(dāng)前終端正常；若無法解析，則說明當(dāng)前終端故障，終端數(shù)據(jù)為異常數(shù)據(jù)，由此判斷出終端在線但無法正常工作的故障。

第三步，主站模擬系統(tǒng)的關(guān)閉。規(guī)約池管理模塊根據(jù)關(guān)閉信號對采集驅(qū)動模塊和規(guī)約驅(qū)動模塊進(jìn)行關(guān)閉。其具體步驟如下：

(1)規(guī)約池管理模塊接收到關(guān)閉信號，讀取本地配置文件。

(2)規(guī)約池管理模塊根據(jù)本地配置文件關(guān)閉規(guī)約驅(qū)動模塊和采集驅(qū)動模塊。

(3)規(guī)約池管理模塊清空并關(guān)閉共享數(shù)據(jù)區(qū)。

(4)規(guī)約池管理模塊自行關(guān)閉。

在實(shí)際應(yīng)用中，故障處理人員可以利用本發(fā)明的模擬主站系統(tǒng)進(jìn)行召測數(shù)據(jù)，如果能召到實(shí)時數(shù)據(jù)則說明終端已將數(shù)據(jù)送往主站，主站未接收或者未存數(shù)據(jù)庫需要安排主站人員進(jìn)行通信故障處理。對于召測到的數(shù)據(jù)，再通過模擬主站系統(tǒng)的規(guī)約驅(qū)動模塊進(jìn)行分析，若解析成功，則說明當(dāng)前終端工作正常，若解析不成功，說明當(dāng)時終端雖通訊正常但并沒有進(jìn)行正常的數(shù)據(jù)采集工作，從而能夠快速定位用電信息采集系統(tǒng)終端在線但采集不到數(shù)據(jù)的故障，能增強(qiáng)故障恢復(fù)的及時性。

以上顯示和描述了本發(fā)明的基本原理、主要特征和本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)。本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，本發(fā)明不受上述實(shí)施例的限制，上述實(shí)施例和說明書中描述的只是本發(fā)明的原理，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的前提下本發(fā)明還會有各種變化和改進(jìn)，這些變化和改進(jìn)都落入要求保護(hù)的本發(fā)明的范圍內(nèi)。本發(fā)明要求的保護(hù)范圍由所附的權(quán)利要求書及其等同物界定。