基于Web服务器的电网监控系统的设计

基于Web服务器的电网监控系统的设计

罗庆兵

云南电网有限责任公司普洱供电局 云南普洱665000

摘要：在信息化高速发展的背景下，为有效加快信息技术的创新，推动基础服务器管控，做好电网监控管理系统的设计规划尤为必要。在现有信息技术的创新背景下，以服务器为基础的电网监控系统设计管理工作尤为必要。通过在单片机构建的过程中嵌入Web服务器，可以有效地实现电网的建卡和管理。这种系统结构可以实现多电路之间的电网过压状态的判定，同时可以实时对于环境的温度进行收集和整理。为此本文基于Web服务器的特点，对于电网控制系统的设计进行规划，以求做好电网状态的监测。

关键词：嵌入式系统；Web服务器；电网监控系统

在计算机的高速发展背景下，嵌入式系统结构已经逐渐成为现阶段计算机发展之中的一个主要部分，多数被使用在商业化发展以及办公环境下的以太网结构之中，实现了系统的综合控制。在工业控制管理之中，智能设备、仪器仪表以及传感器等相关的设施设备之中都实现了嵌入式网络化设备。只要在现有的设备下，以嵌入式设备之中的网络通信结构协议为基础，可以得到完整的IP协议支持下的网络结构，也可以实现数据的有效监测以及共享传输。但是随着经济的稳定发展，用电数量的加剧，对后期的电网建设发展也提出了更多新的要求。

一、嵌入式技术在电网监控系统之中的使用

结合相关的操作技术手段下的电网监控系统，其本身的作用就是更好地监测整个电网的状态形式以及环境的温度等等，联通实时画面之中传输的信息系统，更好地将相关的信息传输到网络环境之中，用户在获取到相关的登录权限之后，就可以远程的对于电柜之中的各项参数进行分析，电网监控系统本身总体的框架结构之中有着三相电压结构。因为各个电网结构下的三相电气特征有所雷同，为此我们只需要针对一相电进行研究即可。电网的各个相之间的主体结构经过了电压转换电气、采样调理电路之后，可以得到各种不同的相点状态，单片机通过对于各种状态下的信息量接收以及逻辑判断之后，最终将整个电网状态相互连接，联通温度环境信息传输给上位机设备，在相关的结构形态下，电路构建成为了一个全面综合的节点，通过基于上位机的搭配传输，可以有效地实现对于电网节点的检测分析。上位机之中搭载信息摄像头，本身就可以完成对于周边环境的实时检测和实时信息捕捉，搭载温度传感器之后，可以有效地实现对于上位机环境温度的检测分析，之后通过对于芯片以及服务器的管理实现对于以太网的接入，最终远程用户可以通过浏览器的观察对于各种电网状态以及环境参数进行监测分析。

二、电网监控系统硬件电路设计

1、做好电压转换电路的构建

要想提升电网监控系统的硬件电路设计质量，在实际的设计工作图景之中，省略了多数电路所使用到的采样结构，归根结底在于对不同频率下的交流电压实施的采样处理，需要较高的采样频率完成操作，通过相关资料的观察分析之后可以得知，DSP本身的数据传输能力较为优越，但是其本身的芯片以及外部电路的基础成本要比传统的单片机结构更高。结合多方面的考察分析可知，省略了小型电阻本身的误差亦或是变压器漏磁等相关的情况而产生的偏差问题，最终会在终端传输一定的电压，采样电路接受电压转换电路输出的交流电，经过了两级的滤波之后，交流电本身的幅度就会变得更加的平滑，更加的像是一种直流电，在经过一个分压的过程，逐渐地和传输到运算能力较高的负极形态之中，通过设定电路结构之中的分压电阻和准基电压的数值，经过了过压抑或是欠压的情况下，原酸比较器的输出端也将会从高电平转化为低电平。

2、温度以及视频采样电路

温度传感器主要是以新型的铂热电阻为主，所呈现的电阻值往往会因为温度的变化而产生较为直接的变化。但是温度和电阻值之间的关系，在一定的环境下并不是简单地正比例关系，其更加的像是一条抛物线构成。在现有的环境下，感温元件之间有着陶瓷元件、玻璃元件、云母元件等等，其本身是通过铂丝的缠绕，将铂丝的主体缠绕在整个骨架结构上，再经过复杂的工艺操作方式而形成。通过两端电压数据之间的收集，经过和芯片的更换之后，加入单片机，最终可以实现节点环境温度的收集。

3、单片机电路

电网的采样监测功能结构主要是通过采样调理电路以及单片机的搭配实现的，经过了模拟电路本身的调理分配，最终所得到的单片机就可以有效地识别不同的高低电平。单片机通过输入电平数据，就可以判断电网在每一相电之中的工作状态。为了实现工作精准度的优化，电网的每一相电的状态判断都对应了单片机的一个口，不同的口主要就是为了更好地判断其是否过压，另一个口主要是为了判断这个相是否欠压，经过一定的逻辑分析可知，要想实现对于电路电网结构的判断，欠压以及过压三态就应当合理的审定。

4、外围通信接口电路

外围通信接口电路的设计规划主要是以总线接口电路为主的，结合USB接口电路以及以太网接口电路三个部分进行构建形成。总线结构下最为典型的就是串行通讯的标准，电器的实际特性可以以两线之间额定电压差作为表示进行呈现。数据的最高传输速度应当保证在10Mbps。接口组成的半双工网络多数都只需要两根连线，为此所有的接口都应当使用屏蔽双绞线传输方式。采用较为平衡的驱动器以及差分接收器之间的组合，抗共模干扰能力有所增强，也就是抗噪声的干扰性能相对较好。最大的传输距离标准应当为4000英尺左右，但是在具体操作之中可以达到3000米左右。另外在接口总线之上只允许相关的连接点接收一个收发器，也就是单站能力。而接口在总线上可以通过系统的连接接收百余个收发器。换言之其本身就具有多站能力，这种形式下，用户就可以结合实际的操作特点和操作要求，使用单一的网络接口建立起一定的设备网站。

三、系统的软件设计

软件设计主要抓好了软件开发环境的主体结构、设备驱动管理以及应用环境开发构建。为了保证所有的设备都能按照既定的工作要求实现工作，所有的驱动程序都应当以一定的模块方式和形态融合到内核结构之中。应用程序主要划分为外围结构下的通讯程序接口，键盘式以及LCD屏幕的控制管理程序等等。在现阶段我们所规划设计的电网监控系统之中的工作流程主要是以电网各项参数为基础进行的数据收集，之后将信号传输到单片机之中，经过单片机的操作将信号进行集中的处理，最终提出相关的结果，再通过总线结构的构建将其传输给芯片主体，将结果存储到一定的空间之中，同时将相关的参数以及分析的结果有效地嵌入到存储空间所预设的网页之中，继而通过采集相关的环境温度以及实时传输的画面信息，让用户可以及时地进行网络的访问。Linux下嵌入式Web服务器主要有3个：httpd、thttpd和Boa。hup和Boa都支持认证、CGI等，功能比较全。本系统以Boa搭配Cgic作为服务器。Boa是一个单任务的hnpd服务器，源码开发性能高。通过调试辅助程序capture和测试程序cgictest，可以验证生成CGIC库的正确性。将ture和c西ctesLc西复制到开发板的CGI程序目录下，用浏览器访问这个CGI文件，可以看到页面，表示CGIC库和测试脚本都移植成功

参考文献

[1]张梅,曹卫锋,文方.基于嵌入式Web服务器远程监控技术的研究[J].中国集成电路.2018,(9).68-72.

[2]付保川,班建民,陆卫忠,等.基于嵌入式Web的远程监控系统设计[J].微计算机信息.2019,(20).58-60.