嵌入式WebServer在配電網中的自動化服務應用

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(1.積成電子股份有限公司配網自動化事業部，濟南 250104；2.山東省明水經濟技術開發區管委會；3.山東科技大學)

引　言

近年來，隨著國家智能電網進入全面建設的重要階段，配電網的智能化建設全面拉開，配電終端作為智能配電網不可缺少的組成部分得到了蓬勃發展。由于配電網的特殊性及各地配電網智能水平的參差不齊，造成配電終端在各供電轄區應用上的多樣性，這種多樣性造成各個地方配電終端的功能、參數存在差別，甚至有的用戶會定制專有功能、參數。

為了維護這些終端，當前，各終端廠家普遍采用的方式是針對每種功能的終端開發一個維護軟件版本，造成了即使同一類終端也會存在很多維護軟件版本，給后期的維護帶來很大工作量。針對上述配電網終端存在的維護軟件版本繁多、維護困難問題，一般配網終端都具備網口的特點，本文基于嵌入式WebServer技術設計并實現了使用IE瀏覽器作為通用維護軟件的系統，從而達到統一維護軟件、維護簡單的目的。

1　系統整體架構

本系統采用STM32F429作為CPU芯片，以LAN8742作為以太網PHY芯片。遙測、遙信、遙控等電力三遙數據及其他人機接口部分采用電力終端通用設計方案。TCP/IP協議采用移植LwIP協議棧的方式實現。瀏覽器網頁文件采用HTML語言設計，然后將網頁文件轉換為靜態數據存放到終端中。對于網頁中需要實時刷新的數據采用動態組幀，實時傳送到瀏覽器顯示。系統整體架構，如圖1所示。

圖1　系統整體架構

2　軟件設計

2.1　TCP/IP協議簡介

TCP/IP協議是一套把互聯網上的各種系統互聯起來的協議族，以保證互聯網上數據的準確、快速傳輸。參考開放系統互連(OSI)模型，TCP/IP通常采用一種簡化的4層模型，分別為：應用層、傳輸層、網絡層、鏈路層[1]。

鏈路層，通常包含網絡物理接口的驅動程序，同時為網絡層提供功能接口；網絡層又稱互聯網層，主要處理數據的網絡傳輸，主要使用其中的IP協議；傳輸層，主要為兩個系統的應用程序提供端到端的通信，主要包括TCP協議和UDP協議;應用層主要指特定的應用程序，本次使用的應用層協議是通用的應用協議HTTP。

2.2　HTTP協議簡介

HTTP協議是Hyper Text Transfer Protocol(超文本傳輸協議)的縮寫，用于萬維網服務器與本地瀏覽器之間傳輸超文本的應用協議，其采用的傳輸協議是TCP協議。HTTP協議工作于客戶端-服務端架構上。IE瀏覽器作為HTTP客戶端通過URL向HTTP服務端即WebServer發送請求。WebServer接收到請求后向客戶端發送響應信息。IE瀏覽器對WebServer返回的信息解析并顯示在網頁上。

2.3　終端中網頁文件的設計

網頁文件采用HTML語言設計，根據功能劃分為不同的網頁：主頁面、實時遙測數據頁面、實時遙信數據頁面、遙控操作頁面、遙信參數設置頁面、通信參數設置頁面、通信點表設置頁面、歷史數據查詢頁面。由于嵌入式終端的資源有限，所有的網頁文件都要存放到終端中，為節約資源，所有的網頁文件一律省略圖片。限于篇幅原因，以下主要介紹最具代表性的網頁的設計過程。

2.3.1實時遙測數據頁面

實時遙測數據頁面的主要特點是需要實時地刷新終端采集的電壓、電流等遙測值，通過查詢可知HTML中的標簽屬性可以輕松實現該功能。采用這種方式能夠在不明顯增加代碼量的前提下實現數據實時刷新的效果，非常適合應用在嵌入式終端中。部分關鍵代碼如下所示：

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