通信电源远程监控系统的应用研究分析

赵丹阳，高丽媛

（1.国网天津市电力公司蓟州供电分公司，天津 301900；2.国网天津市电力公司东丽供电分公司，天津 301900）

0 引 言

为有效提高电力通信系统检修维护的便捷性，有必要借助通信电源远程监控系统对通信电源开展实时、集中的监控管理。因此，文章主要分析与研究通信电源远程监控系统的应用，为提高通信电源远程监控系统的应用广度与深度提供参考与借鉴。

1 通信电源监控系统的网络架构组成

通信电源监控系统的网络架构如图1 所示，根据数据收集、分析、处理以及应用显示的逻辑，普遍划分为3 个层级，即监控中心（应用显示层）、监控站（数据分析与处理层）以及监控单元（物理层）[1]。

图1 通信电源监控系统的网络架构

1.1 监控中心

监控中心是整个通信电源监控系统的最高层级，该层级含有基础的监控站功能模块，能够对下层连接的监控站进行监控管理，并完成信息操作指令的传递。监控中心通过计算机应用软件或网站实现系统运行工作状态的可视化，同时对监控站上传的系统运行数据与异常故障信息进行故障预警和监测，为相关检修维修工作人员提供数据参考与故障处理建议。

1.2 监控站

监控站的主要功能是接收底层监控单元上传的数据信息，同时完成数据的分析与处理，并将处理后的数据包再次封装传输至上层监控中心中。监控站能够实现对监控单元的集中监控和统一管理，通过网络协议对监控单元开展实时、动态化的监管，了解监控单元的工作状态，并确保数据信息传递的完整性与真实性。不仅如此，为确保监控站的功能效用能够充分发挥，需要合理设置监控单元的运行参数，收集数据信息并将其绘制成表格上传至监控中心。

1.3 监控单元

监控单元位于电源监控系统的最底层，主要功能是收集数据信息，并生成周期性的系统运行工作日志，而后通过网络传输协议将相关数据信息封装成数据包传递给上层监控站，同时监控单元也会接收上层监控站的信息操作指令，刷新配置文件。如果信息传输受到各种因素影响导致数据传输失败、信息传输中断，监控单元在识别到信息传输异常时，会激发传输控制协议的安全保护机制，在第一时间保存数据信息，等到通信传输恢复后将未能传输成功的数据信息再次进行上传，保证信息数据的完整性，

2 通信电源监控系统的数据通信接入方式

2.1 RS-232 接口接入

RS-232 接口的监控单元接入方式能够有效确保数据信息传输的安全性和实效性，这是由于RS-232接口的处理协议具备较高的数据传输可靠性，能够完成数据信息的传输及共享，且通信电源监控系统能够实现故障预警，借助人机交互的可视化界面及时将故障信息进行报警处理，便于相关工作人员了解与掌握故障信息[2]。不仅如此，系统在遭遇突发故障时会立即采取故障应急管理预案，确保系统的运行不会出现影响，数据包不会丢失。

2.2 直连数据库接入

借助直连数据库接入方式能够在保障系统稳定运行的同时，有效提升数据信息的传输效率。在数据信息传输的过程中，如果电力供电突然出现中断，则会直接影响电力通信的质量。针对这种问题，需要升级与强化通信电源的监控质量，通过全面、实时的监控方式切实保证电力通信系统的正常运行。

3 通信电源远程监控系统的总体设计规划

3.1 通信电源远程监控系统的功能需求分析

相关技术人员可以选择使用C#或者C++进行通信电源远程监控系统的功能设计开发，该系统的主要开发功能包含电源数据信息的查询、管理、维护、故障预警以及系统管理等服务。系统管理主要提供的服务操作包含系统角色管理、电源权限管理等基础性功能服务，相关工作人员可以根据实际工作范畴，合理创建角色数量、管理层级以及角色权限。通信电源监控系统管理如图2 所示，可以将管理层级划分为系统管理员、设备管理员以及普通员工，每个层级所拥有的管理权限不同。数据查询与管理主要提供的服务操作包含电源设备网络管理、设备运行配置管理。

图2 通信电源监控系统管理

3.2 通信电源监控系统的功能设计与系统开发

通信电源监控系统的功能设计与系统开发主要涉及通信电源监控系统的网络架构，即监控中心（应用显示层）、监控站（数据分析与处理层）以及监控单元（物理层）。从软件开发角度剖析该系统功能设计。其中，监控单元位于底层的物理层，该层也可以称为硬件层，主要涉及各类型无线传感器、MySQL服务器、设备接入串口以及Windows 服务器等硬件设施设备，借助这些设施设备和无线网络能够提供基础系统管理与硬件管理服务，同时在应用程序接口（Application Programming Interface，API）和串口通信的支持下能够有效收集系统运行数据信息[3]。监控站位于中间的数据分析与处理层，该层也可以简称为数据层，其会接收物理层上传的设备信息、工作人员基本信息以及系统监控数据信息。该层的数据信息相比于物理层会更为全面，因此可以在该层上搭建MySQL 数据库，用以实现数据信息的分析、归类、存储、查询以及安全保护。同时，还需要考虑系统数据库的兼容问题，可使其支持insert、delete 等数据信息操作。监控中心位于顶部的应用显示层，该层也被称为界面层，主要负责通信电源监控系统的可视化管理，会根据各系统功能为用户提供登陆、权限设置、设备运行管理等管理界面，用以实现通信电源监控系统和用户之间的信息交互。实际上，各管理界面的开发可以根据实际需求进行设计与优化。此外，通信电源监控系统的设计与开发可以选择服务器/客户机（Client/Server，C/S）网络架构，MySQL 数据库可以使用腾讯云数据服务，用以减少系统设计与开发的成本费用[4]。

除此之外，在系统设计与开发过程中需要利用相关信息管理软件扫描串口，检查系统是否处于正常工作状态。如果扫描过程中发现系统存在故障问题，则能直接将故障处的异常数据反馈至管理界面中，同时系统会进行故障检测，尝试定位具体故障位置，在完成故障检测后系统会切入初始化模式，保护系统不会遭受到故障影响。通信电源监控系统还支持远程管控，获得远程管控权限的角色账号可以进行系统参数修改，修改操作所涉及的数据信息也会同步存储至MySQL 数据库中，系统管理或维护人员可以直接查看MySQL 数据库中的数据信息。通信电源监控系统的流程如图3 所示。

图3 通信电源监控系统的流程

3.3 MySQL 数据库设计与开发

MySQL 数据库具有高效率的数据查询功能，同时支持源代码开发，选择MySQL 数据库用于系统搭建能有效提高通信电源远程监控系统的数据查询效率。根据通信电源远程监控系统的用途与功能，系统搭建的MySQL 数据库主要涵盖电源设备信息、人员信息以及数据收集信息3 方面的信息内容，其中电源设备信息一般包含设备编号、设备名称、购买时间、使用年限、设备容量、出厂证明以及配置参数等；人员信息一般包含用户姓名、年龄、性别、工作类型、工作岗位以及岗位编号等；数据收集信息一般包含数据收集时间、数据来源、数据内容以及数据传输状态等。

3.4 通信电源远程监控系统的硬件设计

3.4.1 监控中心的硬件设计

监控中心会通过RS-232 接口或直连数据库接入的方式和程序控制机AC/DC 整流监控系统完成连接。同时将由监控中心的计算机和可编程逻辑控制器（Programmable logic Controller，PLC）提供上述2种接口，可以根据实际工作情况选择更为合理的数据通信方式。通常来说，如果供电电源和机房之间的实际距离小于30 m，且通信电源远程监控系统的供电方式为单一电源设备供电，则应该首先选择RS-232 接口进行数据通信。如果系统工作站和监控中心之间的距离小于5 000 m，且系统工作站有多个供电设备进行供电，则可以利用公共电话交换网络（Public Switched Telephone Network，PSTN）进行直连数据库接入，完成数据通信。

3.4.2 监控站的硬件设计

监控站在接收与处理底层监控单元上传的数据信息时，主要应用RS-232 接口，根据固定帧格式通过直连数据库接入方式和PSTN 完成信息联络。系统在执行监测巡检时，利用直连数据库接入方式能够将故障预警信息发送至监控中心的计算机，并通过集散式测量分析对激报警信息及远程自动智能化监测信息展开深度分析。

3.4.3 监控单元的硬件设计

为充分提高数据信息收集的全面性、真实性以及可靠性，底层的监控单元通常使用分立元件采集与调制数据。数据在经过调制后会通过RS-232 接口发送至PLC 系统进行数据分析与处理，同时监控单元会接收PLC 系统的远程控制操作指令，实时对供电电源的配置参数进行调整[5]。

4 结 论

通信电源远程监控系统的研究与应用能切实保证通信电源的安全使用，保障电力通信系统的长期稳定运行。因此，需要对通信电源远程监控系统展开深入研究，不断提高通信电源远程监控系统设计与开发的规范性，进而有效减少系统的运行故障，提高系统管理效率。