实时数据库在变电站智能热点监测系统中的应用

孙 乔 ,展敬宇 ,聂 玲 ,苗 磊 ,徐志强

（北京国电通网络技术有限公司 北京中电飞华通信股份有限公司 北京 100070）

变电站智能热点监测系统是一种基于无线传感网络(WSN)技术[1-2]的实时温度监测系统，在适当的位置布设若干个无线基站，在需要监测温度的设备上放置多个无线温度传感器，构成无线温度传感器网络，实时监测各机柜内部不同位置的温度，主要实现对变电环节中各种电器设备因过载、紧固松动、散热不良等原因而可能导致的温度异常等状况进行实时监测。现有变电站智能热点监测系统分为3部分，包括管理中心、数据传输基站和无线温度传感器点位。目前管理中心的控制主机采用关系型数据库对温度传感数据进行统一的管理分析，存在数据采集实时性差、数据分析功能不完善，系统可视化展示手段不丰富，缺少类似Scada系统的动态化展示效果。本文主要是针对变电站智能热点监测系统的管理中心这一部分进行改善。文章拟通过采用实时数据库技术，实现温度传感数据的采集、展示、统计分析和报警等功能[3]。

1 实时数据库介绍

实时数据库拥有多种标准访问接口，可实现广泛的数据采集功能，采集频率可达到毫秒级，较适合采集量随时间连续变化的场合[4]。同时系统管理员可根据采集量的变化范围和实际场景需求，对单个采集量设定相应的压缩比，在保证不丢失有效数据的前提下，达到节省存储空间，实现海量数据存储的功能。实时数据库除拥有自身的管理工具外，同时拥有丰富的外围组件，可轻松实现现场生产流程绘制、数据报表统计、趋势图实时展现、web发布等功能[5]。

变电站智能热点监测系统温度传感数据随环境的变化而不断变化，而且系统需要实现温度数据的实时显示，报警，以及历史数据的趋势分析、曲线查询、关联分析等功能。鉴于实时数据库适用于处理快速变化的数据及具有时间限制的事务处理，因此，运用实时数据库能更好的实现变电站智能热点监测系统。

2 系统设计

2.1 实时数据库部署及数据迁移

将实时数据库服务器端及客户端软件（客户端软件包括管理工具、组态工具、报表工具、Web展示工具等）安装于一台或多台服务器中。

将变电站热点设备温度数据和环境温度数据按照一定规则进行命名，在Excel表格中创建变电站热点监测数据测点列表，利用实时数据库嵌入excel的报表工具导出至实时数据库，并以测点形式存储于实时数据库中，完成温度传感器监测数据与实时数据库测点间的映射。

存储于关系数据库表结构中的历史数据通过开发的关系数据库与实时数据库之间的接口入至实时数据库中,如图1所示。

图1 实时数据库部署、数据迁移Fig. 1 Deployment and data migrationof the real-time database

经过以上3步，完成实时数据库部置，测点创建和历史数据迁移工作。

2.2 接口设计

变电站智能热点监测系统改进前采用关系数据库进行数据存储，无线温度传感器与数据传输基站间采用数字RF（2.45 GHz）通讯，基站间采用485总线通讯，无线温度传感器及环境温度传感器将温度数据通过2.45 GHz无线信道传输到基站，基站会保存、记录这些数据。主机会定时通过RS-485总线（或CAN）轮询各基站，各基站将收到的温度数据传输到主机，主机将总线温度数据进行处理并保存[6]。

实时数据库取代关系数据库后，需基于无线基站API和实时数据库API开发两者之间的数据传输接口，以实现变电站温度数据的实时采集,如图2所示。

图2 接口转换Fig. 2 Interface Converter

实时数据库部署完毕、建立变电站热点温度数据与实时数据库测点间的映射关系，然后将存储于与关系数据库中的历史数据迁移至实时数据库中，开发基于无线基站API与实时数据API的接口，将来自无线基站的温度数据传输至实时数据库中。完成实时数据库取代关系数据库的工作。

2.3 界面设计

以上工作完成后，可创建基于实时数据库及其外围组件的上层应用系统。

系统的主界面由两部分组成,如图3所示：左边的行政区划导航和上边的功能菜单导航两部分。其中功能菜单导航包括实时数据、报警信息、查询统计、设备管理、用户设置、帮助信息6大部分。

3 结 论

图3 主界面Fig. 3 Main display

实时数据库的引入打破了变电站智能热点监测系统传统的关系型数据库的数据管理模式，利用实时数据库强大的高性能、高可用性、易用性、可靠性等特点，以及实时数据库的丰富的外围产品（组态工具、报警工具、报表工具、分析计算工具等）进行系统实现，以节省工期，降低成本，提高效率，为运行人员提供更好的决策支持。

[1] 李建中,高宏. 无线传感器网络的研究进展[J].计算机研究与发展,2008,45(1):1-14.LI Jian-zhong,GAO Hong.Advances in wireless sensor networks[J].Computer Research and Development,2008,45(1):1-14.

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[4] 刘吉臻,房方,牛玉广. 电力企业中的实时数据库技术[J].中国电力,2004,37(2):73-78.LIU Ji-zhen,FANG Fang,NIU Guang-yu.Real-time database technology in Electric power enterprise [J].Chinese Electricity,2004,37 (2) :73-78.

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