一種面向多監測終端廠家服務的調用方法*

徐京京 馬素霞 王海威

（華北電力大學控制與計算機工程學院 北京 102206）

1 引言

《2018～2023年中國電能質量治理產業市場前瞻與投資戰略規劃分析報告》近日由中國前瞻產業研究院發布，據預估，今年我國電能質量治理市場規模預計將達1187億元，并且此后將保持每年百億元的穩定增長態勢。隨著風電、光伏發電等可再生能源發電的快速發展，電氣化鐵路、城市軌道交通建設的加速，新能源汽車充電樁的大規模使用和各種新型電子設備的出現，由此產生了一系列新的電能質量問題，也加劇了以往一些長期存在的電能質量問題。在此背景下，電能質量智能信息系統在電網資源全面數字化、數據傳送及共享等方面將面臨更嚴峻的考驗。

為實現數據在國家電網及其各子公司間的流轉、共享，加強國網系統與各監測終端廠商設備實時、準實時和非實時通訊，提出建立統一的數據交換通道和據交換規則，使得來自不同系統、不同數據格式的數據能夠進行上傳訪問、共享［1］。經過探索，Web服務在解決這一問題上表現突出。不同監測設備廠家通過Web服務，將監測終端采集到的數據提供給電能質量智能信息系統等分析設備；電能質量智能信息系統對個數據指標進行分析計算，將結果以Web服務的形式上傳到國網監測平臺，其他用戶也可以從服務獲取分析數據，做可視化展示等二次應用開發［2～3］。

Web服務的良好表現使得其得到越來越多的關注，應運而生的是多種多樣的服務描述方式、服務傳輸協議、服務框架等，服務的多樣性使其不可避免地存在語法、語義、描述結構異構的問題［4］。服務的多樣性同樣給用戶端調用服務帶來了很大的挑戰［5］。作為服務的請求者和生產者，電能質量智能信息系統為國網監測平臺提供服務接口，同時調用解析不同設備廠家提供的服務。在實際與廠家對接的工作中，總是在接口聯調上耗費巨大的精力，因此，采用更加通用和自動化的服務檢測訪問方法是十分有必要的［6～7］。針對這一問題，本文研究了面向多監測終端廠家服務的調用方法將面向不同廠家的調用方法集成，根據用戶請求某廠家數據，通過Web服務調用，自動匹配調用服務，返回XML結果。它提供一套調用接口，用戶無需了解Web服務的具體內容和差異，并且允許以類似的方式調用各種設備廠家開發的Web服務。

2 現有Web服務分析

目前主流的Web服務風格有兩種，一種是RPC（Remote Procedure Call，遠程過程調用）風格的，還有就是REST（Representational State Transfer，表現層狀態轉化）式的［8］。遠程過程調用風格的兩大代表是XML-RPC和大Web服務。盡管XML-RPC的應用依然存在，作為一種遺留技術，已被SOAP取代［9］。

REST風格比RPC風格輕量且響應快。RPC請求都是HTTP協議的POST方法，其方法信息協議包含在SOAP協議包或HTTP協議包中。REST方法信息存在于HTTP方法中（如GET、PUT），無需引入SOAP消息傳輸層。相比之下RPC方法的通用性差一些。從服務的作用域方面看，RPC包含于協議包中，不能直觀看到，而REST采用URI顯示定義作用域，更加直觀明了。RPC風格的關注服務器到客戶端之間的調用，不關注基于哪個網絡層的協議，這種面向方法的調用過程對應的是REST的面向資源狀態的調用。目前主流的框架有SUN的JAX-WS，Apache的CXF、Axis1、Axis2、Wink，Jboss RESTEasy，Dubbo等。適用于SOAP風格的框架有RESTEasy、Wink、CXF、Axis2；適用于SOAP的框架有Xfire、Axis2、CXF、Axis1等。

2.1 REST風格服務

REST數據格式可以為HTML、XML、Json格式，根據國際電工委員會（IEC）發布的IEC6970系列國際標準中應用最為廣泛的XMLWeb服務組建模型［10］，本文所解析的均為XML格式數據。

RESTful（REST式的）Web服務，定義了數據CRUD（Create Read Update Delete，增查改刪）的元操作，與之對應的HTTP方法是GET（獲取資源），POST（新建資源也可以用于更新資源），PUT（更新資源），DELETE（刪除資源），通過HTTP方法，就可以完成對數據的增刪查改操作。由于研究服務調用方法，本論文主要關注GET從服務器取出資源（一項或多項）和POST在服務器新建一個資源［11～12］。

RESTful架構風格所有的資源，都可以通過URI定位，每個資源至少有一個URI與之對應，最典型的URI即URL，而且這個定位與其他資源無關，也不會因為其他資源的變化而改變。

2.2 基于SOAP的Web服務

基于SOAP+WSDL的Web服務允許不同種類的應用程序通過標準HTTP協議調用服務生產者發布的服務方法。在二進制層操作是過去大部分遠程調用技術都要求的。而Web服務通過使用SOAP、HTTP、XML等組件，隔離服務請求方和服務提供方，利用服務接口連接雙方，服務實現與接口分離，調用方無須了解服務提供者方法的具體實現細節，因此Web服務是較為松散耦合的，基于SOAP服務的數據交換是以XML格式通過HTTP進行，調用服務的方式有靜態、半自動、動態方式［13］。

以往在服務請求方調用Web服務之前，需要掌握接口參數、綁定類型與方式、所需調用服務的功能等信息，通過輸入固定類型的消息參數對服務進行調用。用戶請求端需要人為的對WSDL進行解析，確定所需要的服務的功能，特別是服務調用參數及其類型，在調用服務時，封裝這些消息參數，調用所需要的方法，發送請求到服務器端，這種調用服務的方式是靜態綁定的方式，弱化了服務松散耦合的優點［14］。因此，增加服務請求方和服務提供方耦合，使得一旦服務提供者更改服務的某些細節，請求方不得不重復修改、解析讀取來保證自己的程序不出錯。為了降低耦合，降低人力成本，本文采取動態綁定與調用SOAP服務的方法。

3 Web服務調用模塊

3.1 調用基于REST的Web服務

對于面向資源的RESTful風格服務，需要使用URI協議標識各個資源并發布出接口，服務請求者訪問所請求的資源需要訪問具有指定性和描述性的標識，經由HTTP，實現資源的表述從服務器到用戶端的轉移。

圖1 調用RESTful服務圖

3.2 動態調用基于SOAP的Web服務

SOAP服務是面向方法調用過程的，相比靜態調用方法需要提前約定服務功能、接口參數、綁定類型，動態訪問盡量減少人為參與，即無需了解WSDL中參數的結構和定義，而是事先建立一個相關知識庫，根據請求設施約束，匹配所訪問的方法。

調用流程如圖2所示。

1）請求服務。

2）請求信息經匹配器處理，生成用戶請求。

3）從知識庫提取服務描述，將兩個描述進行匹配。

4）選擇適合的綁定類型、端口。

5）對WSDL描述的服務參數和用戶提供的服務參數進行映射。

6）調用操作的名稱以及操作需要的一個輸入消息進行調用。

7）返回調用結果。

圖2 調用SOAP服務圖

4 面向多監測終端廠家服務的調用方法

如圖3所示，面向多監測終端廠家服務的調用方法將面向不同廠家的調用方法集成，根據用戶請求某廠家數據，通過Web服務調用模塊，自動匹配調用服務，返回XML結果。對應地，本方法主要提供給國網電能質量智能信息系統與各監測終端廠家，進行數據對接，返回的XML，經解析存入電能質量智能信息系統PQES數據庫。

圖3 系統物理結構圖

5 結語

服務是一種安全且降低耦合數據對接方法，然而不同的廠家有著不同開發能力和開發習慣，進行數據服務接口對接又弱化了服務的優點。根據上述描述可以看出，Web統一對接問題是普遍存在且急需解決的問題。本文研究了面向多監測終端廠家服務的調用方法將面向不同廠家的調用方法集成［15］，根據用戶請求某廠家數據，通過Web服務調用，自動匹配調用服務，返回XML結果。它提供一套調用接口，用戶無需了解Web服務的具體內容和差異，并且允許以類似的方式調用各種設備廠家開發的Web服務。目前測試的服務數量還比較有限，下一步的工作是集成更多的服務調用方法。