电能量远程采集与分析系统的通信机制

电能量远程采集与分析系统的通信机制

刘海潮

（国网张掖供电公司）

摘要：电能量远程采集与分析系统是集主站系统、采集终端、电能表等硬件设备于一体的，全面实现发、输、配电网用户电能量的自动采集、分析与计费功能的自动化系统，是电网推行商业化运营和管理、电力走向市场的技术保障之一。

关键词：电能量；远程采集与分析系统；通信机制

一、引言

电能量远程采集与分析系统是一种集主站系统、电能表、采集终端等各个硬件设备于一体的系统，是一种能够全方面实现发、输、配电网用户电能量的自动采集、分析和计费功能的自动化系统，该系统是现代电网推行的商业化运营和管理的保障之一，也是使得电力更快、更好的走向市场的技术保障之一。

在电能量远程采集与分析系统当中，该系统实现各个功能的基本保证是能够非常准确、且极为迅速的抄回存储在采集终端的各项数据，并且将对各项数据进行解析，然后存储到服务器上的临时数据库当中。

然而，在地、市级的电能量远程采集与分析系统当中，具有很多的采集终端，所以，需要采集的数据量就很大，通信的任务就非常繁重。这时，采用日常简单的通信机制（即一对多的循环数据采集），已经不能够保证各个数据的及时性、实时性以及完整性了。于是，面对这样的一种情况，本文就探讨了一种能够达到综合运用三种通信方法的通信处理机制。

二、通信处理机制

该系统的通信流程可用图1进行描述。其中的工作流程具体为：

A.应用工作站制定主站定时抄表方案，并及时存储到服务器的数据库当中。

B.当应用工作站增加了一种新方案或者是进行了方案的修改、发出随时抄表的指令的时候，触发器开始工作。这时，触发器根据方案的不同生成各个通信任务，并将通信任务根据内容的区别进行任务的合并；另外，将按照重要等级进行排序后的各个通信任务存入到任务表当中。

C.通信工作站不断的刷新存储到服务器上的任务表，查看有没有要立即执行的任务。若有，则向通信工作站当中的通信服务这一程序发送抄表任务以及相关的信息，并对该任务的标志进行修改，另外，根据资源的工作状态分配通信资源进行检测。若无，则继续刷新存储在服务器上的任务表。

D.通信服务程序创建一个通信线程给收到的每个定时抄表任务信息或随时抄表任务信息，每个线程使用所分配的串口及对应的资源，完成相应的通信任务规定的抄表内容。

E.在采集终端中返回的数据通过通信工作站发送到服务器上，并且存储到临时的数据库当中。

三、系统的硬件设计和程序处理的方法

针对现实生活中电力系统的实际情况，为了提高系统整体的通信效率，可以采用三种方法在设计该系统的的硬件和处理该系统的程序过程中，分别为：任务的选择合并与排序、多个通信工作站同时工作、引入多线程机制。下面就分别对这三种方法进行一下详细的介绍。

（一）任务的选择、合并与排序

这种方式指的是把采集采集到的数据量进行仔细的挑选，然后进行合并，最后进行的是排序。这种方式的目的是减少不必要的通信负担。

当应用工作站向服务器插入了一种新方案或者是进行了方案的修改、发出随时抄表的指令的时候，触发器开始工作。这时，触发器根据方案的不同生成各个通信任务，并将通信任务根据内容的区别进行任务的合并。（如图1中的B所示）

1、对抄表任务的选择

（1）定时抄表任务

所谓定时抄表任务指的是根据所选的采集终端，采集器进行自动抄表方案行为，并且按照规定的时间周期在规定的时间点对规定表计的规定数据项目进行自动抄读，然后将数据及时的保存在采集器的存储器当中。这时，主站就会根据规定好的时间周期，按照自动抄表方案完成数据从采集终端到主站的传输工作，并且在服务器上做一份完整的临时数据库的备份。

（2）随时抄表任务

所谓的随时抄表指的是按照任意制定好的启动时间对任意线路表计的数据、参数或者是对数据采集终端任意的时间段内的数据、参数进行抄读，并且在合理的范围内对表计和数据采集终端的有关数据、参数进行远程的设置。

2、对抄表任务的合并

通常情况下，对随时抄表任务的合并可以分为两大类，分别为：

①按抄表启动的时间进行合并；

②按抄表的项目进行合并。

3、对抄表任务的排序

在通常情况下，通信都是按照任务的启动时间的先后进行排序的。但是，在遇到任务的启动时间一致的时候，是按照以下几点原则进行排序的。

①在通信任务的类型不相同的情况下，要有先选择随时任务，而不是定时任务。

②在通信任务的类型相同的情况下，要按照通信任务所涉及到的采集终端的等级进行排序。采集终端的等级是按照其在系统中的重要程度进行排序的，分别为：一级用户、二级用户、三级用户。

（二）多个通信工作站同时工作

为了充分提高系统的通信能力，主站系统可以采用多个通信工作站同时进行工作。

如图1中的C显示，当多个通信工作站同时进行工作的时候，可能会出现很多意外的情况，比如说多个工作站同时访问服务器上的任务表的情况，再比如，多个工作站同时访问服务器上的临时数据库的情况。

为了避免以上可能会出现的多种情况，采取的是一种数据库的并发事务处理机制。

（三）引入多线程技术

在工作中，为了更高的提高系统的通信能力，可以将每个通信工作站的串口扩充至八个，另外。还可采用基于多线程技术的一种通信机制。

1、什么是多线程

在工作着的每一个程序当中，那些独立运行着的程序片段就叫做“线程”（Thread），利用“线程”所编程的概念就叫做“多线程处理”。

2、多线程的发展

在最开始的时候，线程只是在进行分配单个处理器的一种工具，进行的工作只是处理时间。但是，如果在操作系统当中，系统本身就支持多个处理器，这时，每一个不同的处理器都可以分配任意一个线程，在真正意义上达到“并行运算”的状态。

3、多线程的目的

多线程技术的应用不是为了提高运行效率，而是在同步完成多项任务的同时通过提高资源的使用效率，进而提高系统整体的效率。线程主要是在多个任务同时进行时才会使用到的一种技术。

4、多线程的特点

多线程技术有很多的特点，相对于其他技术来说也有很多的有点，其中，从计算机程序的设计语言角度来说，程序员不用关心真正用到了多少个处理器，这是多线程技术操作中最有价值的特点之一，给整个系统繁重的工作中带来了一丝方便。

但是，多线程技术也有很多的缺点，比如说，两个或多个线程不能同时将信息发送到一台打印机上。所以，这也就要求像打印机这样的可以共享的资源来说，在使用过程中必须进入锁定的一个状态。

3、多线程技术的应用

多线程技术可以应用到很多的程序当中，常用的是多线程技术用于并发采集和数据的存储。

四、结语

人们生活水平的提高，使得人们对于技术的要求也越来越高，在电能量远程采集与分析系统中所采用的多线程通信机制，是一种相对来说非常新的计算机技术。当然，在工作当中，这种技术可能会出现一些意想不到的问题，这也就需要我们对技术进行优化，进行更深层次的研究与探讨。

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