故障定位系統的云服務器軟件

賀立革+戚宇林+楊君霄+李娜+李楊

摘要

針對我國配電網故障定位系統的現狀，設計了故障定位系統的云服務器軟件。通過擁有固定IP地址和端口號的云服務器對數據的可靠轉發，可以實現Android手機控制端對配電網故障定位系統中信號源的遠程控制，大大提高了定位系統的定位速度和精準度。

【關鍵詞】配電網 故障定位系統 信號源 云服務器

在當今時代，如果人們的生活離開電將無法想象，那么保證電力系統的安全穩定運行顯得尤為重要。在電網中，中低壓的配電網發生故障的概率很高，當前的解決方法主要有阻抗法、行波法、信號注入法。本系統是采用注入法進行研究。當前注入法存在的問題就是巡線工人對信號源無法進行遠程控制，這使得在一些地形險峻或特殊情況中工作人員無法進行正確的定位。

本系統的提出可以實現工人對信號源的遠程控制。當手機控制端和信號源都與云服務器相連后，服務器會對雙方通信的數據進行定向可靠的轉發，這樣就大大方便的工作人員的精準快速定位，并且減少了他們操作的危險性。

1故障定位系統總體設計

本故障定位系統主要由手機控制端、云服務器、手持探測器和信號源構成，總體設計圖如圖1所示。

由圖1可以看出，當有故障發生時，信號源向故障相注入電流，然后信號源中的GPRS，會自動跟云服務器相連，同樣跟云服務器相連的手機控制端就可以接收到信號源端發來的數據，巡線人員可以實時的檢測數據的變化。手持探測器采用二分法進行檢測，可以通過內部感性線圈對交流信號的感應，將處理好的數據顯示到探測器的顯示器上，這樣工作人員便能清楚的觀察信號的波形和電流大小等信息。最后將手機監測的信號狀態跟探測器的進行比對，手機控制端可以發送命令給信號源來改變注入電流的大小，便于對結果進行分析和防止誤判，漏判等問題。

2云服務器軟件設計與實現

2.1通信的連接

系統要想協調工作，服務器應該和各個客戶端連接良好。云服務器和二者之間都采用socket連接。首先在服務器端建立ServerSocket對象，將端口號填入方法中，然后在客戶端建立Socket對象，將IP地址和端口號填入方法中。開啟服務器后，會一直監聽端口是否有客戶端請求連接，一旦發現有請求，就立刻建立連接。

2.2云服務器轉發協議

轉發協議保證了服務器跟客戶端之間數據的定向轉發。

2.2.1上行數據格式

把來自信號源，經由云服務器最后到達手機控制端的數據稱之為上行數據，共99個字節，以7E為幀定界，里面包含脈寬、輸出電流和電壓的高低字節和電流基準字節，當手機控制端接收到這些數據時會進行運算，然后顯示到界面上，方便工作人員查看。

2.2.2下行數據格式

把從手機控制端經服務器到信號源的數據稱之為下行數據，共17個字節。手機下發的控制命令包括電流增加和減少10mA，停止觸發，開始觸發和召喚數據。在程序設計中，我們首先解析服務器收到的一幀數據中的前兩個字節，即目的客戶端的ID號，并存入管理線程中。然后服務器對手機發來的命令字節進行判斷，將命令字節分成不需要召回的字節和需要召喚的字節。如果是不需要召回的字節，就直接通過管理線程將命令發送到指定的信號源。如果是需要召回的字節，發送給指定的信號源后再從中讀取相應數據，最后將數據轉發給手機控制端。

2.3云服務器轉發數據實現

在實際的應用中，需要連接至服務器的客戶端成千上萬，本設計將數據保存進數據庫中，一方面用于存儲數據，另一方面也用于保證系統的安全，比如只有數據庫中存在的用戶才可登錄服務器對系統進行操作。同時有多個客戶端需要傳輸數據是必須解決的問題，此時我們采用Java中的線程來解決這個問題。

首先在服務器中創建一個管理線程，用于存儲當下所有連接至服務器的客戶端線程。我們用客戶端的ID來標記對應的線程。服務器接收到下行數據后首先解析每幀數據，然后得出數據的目的地址，隨后去管理線程里查詢是否有目的線程存在，若存在則轉發到該指定

的客戶端，若不存在，則返回轉發失敗的消息給客戶端。

3結束語

本軟件在故障定位系統中經過測試運行良好，實現了對信號源的遠程控制，大大方便了工作人員的定位工作，提高了故障定位的速度和準確性。本方法通過與云服務器、GPRS模塊和手機應用程序的結合，使得信號源具有了遠程可控制的功能，克服了原信號源開啟后不能控制的不足。巡線人員在手持探測器時，可以通過手機客戶端實時對信號源進行遠程監控，達到了對注入信號信息的準確掌握，通過對探測信號的對比觀察，更容易得出正確的結論，從而對故障進行定位。

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