一种串口代理装置及应用其的配电自动化电力系统的制作方法

1.本发明涉及电力系统通信技术领域，尤其涉及一种串口代理装置及应用其的配电自动化电力系统。


背景技术：

2.边缘物联终端在配电自动化电力系统应用时，很多的rs485通信的传感器需要接入边缘物联终端，比如温湿度传感器、灯光、空调控制器、水浸烟感传感器、sf6气体检测传感器、机械特性检测设备等，这些传感器因为提供厂家不同，所以型号不同、通讯协议不统一，数据传输方式千差万别。同时，由于边缘物联终端的串口数量受制于硬件，通常只有4-6个串口可以使用，考虑到边缘物联终端的实际运行情况，需要接入的传感器远不止6种，从而无法为每种传感器单独分配一个串口，因此会出现两种或多种传感器复用一个串口的情况。而在做传感器的规约开发时，都是针对单独的传感器类型来开发的，因此如何管理同一个串口下接的多种规约不同的传感器设备称为亟待解决的问题。


技术实现要素：

3.基于现有技术的上述情况，本发明的目的在于提供一种串口代理装置及应用其的配电自动化电力系统，通过在配电自动化电力系统的上下位机之间设置串口代理装置来管理同一个串口下接的多种规约不同的传感器设备，从而解决了串口复用时的管理问题。
4.为达到上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种串口代理装置，该串口代理装置用于管理上位机的m个串口与n个下位机应用之间的信息交互，m》1且n》1；
5.该串口代理装置包括配置模块、轮询模块、发送模块和接收模块；其中，
6.所述配置模块用于进行串口参数配置；
7.所述轮询模块用于按照预定的周期和顺序依次对各个下位机应用下发问询报文；
8.所述发送模块用于获取各个下位机应用的报文并将其发送至指定的串口；
9.所述接收模块用于接收串口发出的报文并将其转发至指定的下位机应用。
10.进一步的，每个所述下位机应用接入多个下位机。
11.进一步的，所述下位机包括传感器。
12.进一步的，所述串口参数包括：下位机应用名称、每个下位机应用接入的下位机数目、轮询周期、以及下位机应用与串口的映射关系。
13.进一步的，所述串口代理装置与各下位机应用之间通过标准mqtt协议进行信息交互。
14.进一步的，所述串口代理装置与各下位机应用之间通过心跳交互报文监视串口工作状态。
15.根据本发明的另一个方面，提供了一种配电自动化电力系统，包括上位机、串口代理装置、通信总线、以及n个下位机应用；其中，
16.所述上位机包括m个串口，所述上位机的该m个串口通过串口代理装置连接至通信
总线；
17.所述n个下位机应用通过该通信总线与串口代理装置连接，并通过串口代理装置与所述上位机的m个串口进行信息交互；
18.其中，m》1且n》1；所述串口代理装置包括如本技术第一个方面所述的串口代理装置。
19.进一步的，所述上位机包括边缘物联终端。
20.进一步的，所述通信总线包括mqtt总线。
21.综上所述，本发明提供了一种串口代理装置及应用其的配电自动化电力系统，通过在配电自动化电力系统的上下位机之间设置串口代理装置来管理同一个串口下接的多种规约不同的传感器设备，该串口代理装置包括配置模块、轮询模块、发送模块和接收模块，并通过轮询的方式对各下位机应用进行问询，从而解决了串口复用时的管理问题，扩展了边缘物联终端的通信上限，提高了串口复用的管理效率，降低了传感器规约开发的难度。
附图说明
22.图1是本发明配电自动化电力系统的构成框图。
具体实施方式
23.为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面结合具体实施方式并参照附图，对本发明进一步详细说明。应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本发明的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本发明的概念。
24.下面将结合附图对本发明的技术方案进行详细说明。根据本发明的一个实施例，提供了一种串口代理装置，该串口代理装置用于管理上位机的m个串口与n个下位机应用之间的信息交互，m》1且n》1。本实施例所提供的串口代理装置，针对现有技术中边缘物联终端需要接入的传感器数量可能远大于其具有的串口数量的情况，通过在二者中间设置串口代理装置来管理边缘物联终端的串口与下位机应用之间的信息交互。在实际应用中，n通常大于m，但为了提高装置的通用性，本实施例也可以应用于m＝n或者m》n的情况。在本实施例中，采用一个串口代理装置来对边缘物联终端的所有串口进行管理，也可以采用一个串口代理装置对应一个串口的方式进行管理，以实现管理的更加精细化。本实施例提供了基于mqtt协议的comagent串口代理装置，该串口代理装置负责管理边缘物联终端的所有串口，每个下位机应用都要连接到mqtt总线，通过mqtt协议的方式与comagent串口代理装置进行报文交互，根据自己的配置向comagent串口代理装置发送消息先进行注册，通知comagent串口代理装置使用哪个串口，接几台装置，发送几帧报文，然后串口代理装置对终端串口进行打开、关闭、读写操作。
25.该串口代理装置包括配置模块、轮询模块、发送模块和接收模块；其中，
26.所述配置模块用于进行串口参数配置；所述串口参数例如可以包括：下位机应用名称、每个下位机应用接入的下位机数目、轮询周期、以及下位机应用与串口的映射关系等，以及其他与串口通信相关的参数。每个下位机应用都有自己的配置文件，里面包含是否使用串口代理装置的使能模式以及使用上位机的哪个串口。通常来说，各个下位机应用的
名称应当各不相同。每个接入的下位机应用应当主动向该串口代理装置进行注册。
27.所述轮询模块用于按照预定的周期和顺序依次对各个下位机应用下发问询报文。轮询的过程例如可以依据以下方式：
28.(1)下位机应用1的第一个地址问询第一帧
29.(2)下位机应用1的第一个地址问询第二帧
30.(3)
……
31.(4)下位机应用1的第二个地址问询第一帧
32.(5)下位机应用1的第二个地址问询第二帧
33.(6)
……
34.(7)下位机应用2的第一个地址问询第一帧
35.(8)下位机应用2的第一个地址问询第二帧
36.(9)
……
37.(10)下位机应用2的第二个地址问询第一帧
38.(11)下位机应用2的第二个地址问询第二帧
39.(12)
……
40.其中，第一帧针对地址1的传感器的遥测模拟量查询；第二帧针对地址1的传感器的遥信状态查询；第三帧针对地址2的传感器的遥测模拟量查询
……
。
41.所述发送模块用于获取各个下位机应用的报文并将其发送至指定的串口；所述接收模块用于接收串口发出的报文并将其转发至指定的下位机应用。其中，每个所述下位机应用可以接入多个下位机，该下位机例如可以包括传感器，例如可以为温湿度传感器、灯光、空调控制器、水浸烟感传感器、sf6气体检测传感器、机械特性检测设备等。
42.本实施例中，串口代理装置与各下位机应用之间通过标准mqtt协议进行信息交互，也可以采用其他电力系统常用的通信协议实现本实施例的方案，在此不做具体限定。
43.本实施例的串口代理装置与各下位机应用之间还可以通过心跳交互报文监视串口工作状态，以确保串口设备当前工作正常状态。以下举例说明：串口代理装置与某下位机应用appygn01之间通过mqtt的topic来进行判断，串口代理装置发送主题为comagent/set/request/appygn01/recvframe的报文；appygn01回复主题为appygn01/set/response/comagent/recvframe的报文；通过发送和接收topic来判断该下位机应用appygn01是否在正常工作状态，其中payload无实际内容，只通过topic是否回复来判断即可。
44.根据本发明的另一个实施例，提供了一种配电自动化电力系统，图1中示出了该系统的构成框图，包括上位机、串口代理装置、通信总线、以及n个下位机应用；其中，
45.所述上位机包括m个串口，所述上位机的该m个串口通过串口代理装置连接至通信总线；
46.所述n个下位机应用通过该通信总线与串口代理装置连接，并通过串口代理装置与所述上位机的m个串口进行信息交互；
47.其中，m》1且n》1；所述串口代理装置包括如本技术第一个方面所述的串口代理装置。
48.本实施例中，上位机例如可以为边缘物联终端，通信总线例如可以为mqtt总线，也可以采用其他电力系统常用的通信总线实现本实施例的方案，在此不做具体限定。
49.综上所述，本发明涉及一种串口代理装置及应用其的配电自动化电力系统，通过在配电自动化电力系统的上下位机之间设置串口代理装置来管理同一个串口下接的多种规约不同的传感器设备，该串口代理装置包括配置模块、轮询模块、发送模块和接收模块，并通过轮询的方式对各下位机应用进行问询；各个下位机应用根据自己的配置向串口代理装置发送消息先进行注册，通知串口代理装置使用哪个串口，接几台装置，发送几帧报文，然后串口代理装置对终端串口进行打开、关闭、读写操作。通过本发明提供的技术方案，解决了串口复用时的管理问题，扩展了边缘物联终端的通信上限，提高了串口复用的管理效率，降低了传感器规约开发的难度。
[0050][0051]
本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、cd-rom、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
[0052]
本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
[0053]
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
[0054]
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
[0055]
最后应当说明的是:以上实施例仅用于说明本发明的技术方案而非对其保护范围的限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解:本领域技术人员阅读本发明后依然可对发明的具体实施方式进行种种变更、修改或者等同替换，但这些变更、修改或者等同替换，均在发明待批的权利要求保护范围之内。