基于C#的全台UPS监测系统设计与实现

韦明万 韦伟军 闫双飞 钟丽华

（广西广播电视无线传播枢纽台）

一、引言

交流电是发射台站大部分设备工作的动力源泉，而UPS的投入使用，进一步保障了信号源、发射机等相关设备的安全、有效、平稳运行。若UPS出现故障未能及时发现和解决，将有可能在外电停时导致许多设备瞬间断电，造成重要的实时数据会丢失。此外，许多设备上电初始化时间长，诸如SDH、IP复用器、交换机等设备从开机到正常工作最快需要1～3分钟，这将给安全播出工作带来隐患。因此，将UPS纳入日常监测十分必要。

二、系统总体设计

（一）设计目标

本软件可对多个UPS进行切换监测，方便用户观察UPS各种状态，实时推送告警，自动断连识别，与新的远程监控平台建立无缝连接。系统运行稳定，数据传输安全可靠，界面友好，代码易维护、可扩展等。

（二）开发及运行环境

1.开发平台：Microsoft Visual Studio 2017

2.数据库：SQL Server

3.开发语言：C#

4.依赖框架：Microsoft.net framework 4.0

5.运行平台：Windows XP、Windows7、Windows10

6.内存：512MB以上

（三）数据采集监测方式

目前台站在用的UPS主要通信方式有RS485/232串口通讯或网口通讯。若使用串口通信的UPS要接入网络进行数据交换，可增加一台串口服务器；经过简单配置之后，将串口通信转换为以太网通信,以方便采集数据和呈现给用户监测，本软件正是基于此原理进行开发和架设。如图1所示。

图1 采集监测原理

图2 UPS数据采集传输原理

三、系统架构

（一）架构思路

本软件主要通过UDP进行会话，并运行于C/S模式。软件采用模块化设计，以降低代码耦合度。利用SQL Server进行数据存储，便于二次开发和日后查询历史数据、告警记录等信息，同时预留其他数据库模型接口。系统将采集到的底层数据经过分析处理再上报给中心服务器，远程监控平台终端与服务器实时交换数据并直观的呈现给用户监测。

（二）协议通讯

现有系统中站点使用的全台UPS圴采用面向无连接的UDP进行数据报文交换，系统开销较小，对于硬件设备要求较低。部分UPS提供RJ45网口，经网线连接到交换机后进行SNMP协议通讯；部分UPS仅提供232串口通讯，可按图1改造成网络方式进行通讯。

SNMP是基于TCP/IP协议族的网络管理标准的一种简单网络协议。如站点的数码视讯IP复用器、编码器、华为路由交换一体机和部分UPS等设备圴使用此协议通讯。该协议能够支持网络管理系统，广泛应用于网络监测，并适应网络终端的快速增长。通过SNMP协议通讯接收到设备的消息及时判断网络出现的问题、采取必要的解决方案，最终提高工作效率。

本软件通过引用开源的SnmpSharpNet.dll库文件，此库已经封装了底层的一些数据方法，代码简洁、可靠，程序员直接调用其中的方法即可，从而很大程度上减轻了编程的工作量，效率高。

四、难点解析

问题：由于原系统的电力上位机程序集成采集的设备比较多，在设计的时候也只保留单一的数据采集接口，未能对多台UPS进行同时监测。旧软件选择C++作为开发语言，在处理底层数据的时候比较复杂，维护成本较高。现要求对多台UPS监测同时监测，且兼容新旧监控系统平台，因此在监测新的UPS时选择C#作为开发语言设计。结合以上开源库文件进行快速开发，目的是降低成本，提高效率。但需要解决三个难点：一是不同开发语言之间的数据转换；二是不影响旧的监测系统正常运行；三是兼容新旧远程监控系统平台。

解决思路：独立采集，互不干扰，新旧融合，统一上报。即旧的电力上位机程序继续采集旧的UPS数据；在设计新的UPS采集监测软件时也只采集新的UPS设备，两者分开采集，分开在本地显示；然后新监测软件定期上报数据给可纳入多台UPS的数据模型，最终由旧软件增设的新模型统一上报给新旧远程监控平台，如图2所示。

五、系统功能概述

图3 功能流程图

（一）基本配置：由于每个台站的基本配置信息存在差异，为使用方便，本软件对已配置好的的信息进行记忆式存储，即使关闭程序或者主控电脑断电也需再作初始化配置，便携的记忆功能，保证了数据的安全性和完整性。

（二）数据采集：站点的全台UPS与本地交换机连接后，在站点工控计算机上运行本软件，如图3所示。根据实际情况分别设置：台站级别、UP名称、品牌、IP地址、主控地址、电力上位机程序本地端口等信息后保存，下次启动软件时自动记录上次配置。采集到的数据后经过分析处理、入库存储、界面呈现、上报服务器，以供新的远程监控平台调用。软件提供随时启动监测和停止监测功能，停止后，数据不采集也不上报给上层接口；另外还提供查询历史记录操作，方便用户查询近期数据的采集状况。

（三）上报调用：系统在本地采集到的数据经过分析处理之后实时上报到总监控平台服务器，远程监控系统会根据需要实时的调用数据接口，最终呈现给值班用户监测管理。

六、实际应用效果

图4 数据采集情况

本软件精简易用，目前与平台之间使用UDP通讯模式，数据延迟概率极低。经过一段时间的测试应用，整个系统平稳运行，数据采集准确无误。另外，设计过程采取功能模块划分和分层次开发，通过开发软件自带的工具进行性能分析，可维护指数较高。

七、结语

本软件实现无线发射台站的全台UPS数据采集、分析、上报、监测等功能。经在站点实际场景应用，运行平稳，功能正常，能轻松与远程监控平台实现数据无缝连接。今后批量布署将有助于站点的安装与维护人员识别UPS故障提供帮助，给值班平台提供可视化数据监测，添补电力系统的监测漏洞，进一步为安全播出工作提供保障。