嵌入式WebServer在配電網(wǎng)中的自動化服務應用

，，

(1.積成電子股份有限公司配網(wǎng)自動化事業(yè)部，濟南 250104；2.山東省明水經(jīng)濟技術開發(fā)區(qū)管委會；3.山東科技大學)

引　言

近年來，隨著國家智能電網(wǎng)進入全面建設的重要階段，配電網(wǎng)的智能化建設全面拉開，配電終端作為智能配電網(wǎng)不可缺少的組成部分得到了蓬勃發(fā)展。由于配電網(wǎng)的特殊性及各地配電網(wǎng)智能水平的參差不齊，造成配電終端在各供電轄區(qū)應用上的多樣性，這種多樣性造成各個地方配電終端的功能、參數(shù)存在差別，甚至有的用戶會定制專有功能、參數(shù)。

為了維護這些終端，當前，各終端廠家普遍采用的方式是針對每種功能的終端開發(fā)一個維護軟件版本，造成了即使同一類終端也會存在很多維護軟件版本，給后期的維護帶來很大工作量。針對上述配電網(wǎng)終端存在的維護軟件版本繁多、維護困難問題，一般配網(wǎng)終端都具備網(wǎng)口的特點，本文基于嵌入式WebServer技術設計并實現(xiàn)了使用IE瀏覽器作為通用維護軟件的系統(tǒng)，從而達到統(tǒng)一維護軟件、維護簡單的目的。

1　系統(tǒng)整體架構

本系統(tǒng)采用STM32F429作為CPU芯片，以LAN8742作為以太網(wǎng)PHY芯片。遙測、遙信、遙控等電力三遙數(shù)據(jù)及其他人機接口部分采用電力終端通用設計方案。TCP/IP協(xié)議采用移植LwIP協(xié)議棧的方式實現(xiàn)。瀏覽器網(wǎng)頁文件采用HTML語言設計，然后將網(wǎng)頁文件轉換為靜態(tài)數(shù)據(jù)存放到終端中。對于網(wǎng)頁中需要實時刷新的數(shù)據(jù)采用動態(tài)組幀，實時傳送到瀏覽器顯示。系統(tǒng)整體架構，如圖1所示。

圖1　系統(tǒng)整體架構

2　軟件設計

2.1　TCP/IP協(xié)議簡介

TCP/IP協(xié)議是一套把互聯(lián)網(wǎng)上的各種系統(tǒng)互聯(lián)起來的協(xié)議族，以保證互聯(lián)網(wǎng)上數(shù)據(jù)的準確、快速傳輸。參考開放系統(tǒng)互連(OSI)模型，TCP/IP通常采用一種簡化的4層模型，分別為：應用層、傳輸層、網(wǎng)絡層、鏈路層[1]。

鏈路層，通常包含網(wǎng)絡物理接口的驅動程序，同時為網(wǎng)絡層提供功能接口；網(wǎng)絡層又稱互聯(lián)網(wǎng)層，主要處理數(shù)據(jù)的網(wǎng)絡傳輸，主要使用其中的IP協(xié)議；傳輸層，主要為兩個系統(tǒng)的應用程序提供端到端的通信，主要包括TCP協(xié)議和UDP協(xié)議;應用層主要指特定的應用程序，本次使用的應用層協(xié)議是通用的應用協(xié)議HTTP。

2.2　HTTP協(xié)議簡介

HTTP協(xié)議是Hyper Text Transfer Protocol(超文本傳輸協(xié)議)的縮寫，用于萬維網(wǎng)服務器與本地瀏覽器之間傳輸超文本的應用協(xié)議，其采用的傳輸協(xié)議是TCP協(xié)議。HTTP協(xié)議工作于客戶端-服務端架構上。IE瀏覽器作為HTTP客戶端通過URL向HTTP服務端即WebServer發(fā)送請求。WebServer接收到請求后向客戶端發(fā)送響應信息。IE瀏覽器對WebServer返回的信息解析并顯示在網(wǎng)頁上。

2.3　終端中網(wǎng)頁文件的設計

網(wǎng)頁文件采用HTML語言設計，根據(jù)功能劃分為不同的網(wǎng)頁：主頁面、實時遙測數(shù)據(jù)頁面、實時遙信數(shù)據(jù)頁面、遙控操作頁面、遙信參數(shù)設置頁面、通信參數(shù)設置頁面、通信點表設置頁面、歷史數(shù)據(jù)查詢頁面。由于嵌入式終端的資源有限，所有的網(wǎng)頁文件都要存放到終端中，為節(jié)約資源，所有的網(wǎng)頁文件一律省略圖片。限于篇幅原因，以下主要介紹最具代表性的網(wǎng)頁的設計過程。

2.3.1實時遙測數(shù)據(jù)頁面

實時遙測數(shù)據(jù)頁面的主要特點是需要實時地刷新終端采集的電壓、電流等遙測值，通過查詢可知HTML中的標簽屬性可以輕松實現(xiàn)該功能。采用這種方式能夠在不明顯增加代碼量的前提下實現(xiàn)數(shù)據(jù)實時刷新的效果，非常適合應用在嵌入式終端中。部分關鍵代碼如下所示：

...