基于IEC61850规约的数据采集系统设计与实现

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随着全球经济一体化的加快,电力工业已成为国民增长的主要支柱产业。进入21世纪以来,全球各国对电力工业的关注不断增加,电力技术也获得了巨大的进展。电力系统向智能电网转变的过程中,兼容性问题日益突出,在变电站通信方面,由于现有规约设备投资较大,因此必须将其转变为IEC61850规约,以确保电气设备相互之间能够进行有效的通讯。通过对IEC61850协议的分析,明确了其体系结构、建模方式、服务接口和服务映射、配置描述语言等方面的技术特点,基于以上特点和对IEC61850协议建模技术的进行研究,分析规约的映射原理及关系,完成对IEC61850协议的建模,能够实现传统协议向IEC61850协议的数据转换,并且实现对数据的监测,以满足我国现有配电网系统的实际需求。根据功能需求设计数据采集系统,包括系统架构设计、数据库设计、接口设计和系统原型设计。其中,系统拓扑图和数据流程图展示了系统整体结构和数据流向,基础架构设计和主体功能设计确保系统的可靠性和高效性,业务流程设计则使得系统的操作更加清晰。实时数据库和历史数据库的设计能够满足数据存储和查询需求,内部接口和外部接口的设计方便数据的传输和交互,可视化配置和监控系统的设计提高系统的易用性和用户体验。采用基于Linux操作系统的ARM开发板进行协议转换的网关软件开发,并提供应用程序接口,为客户端与现场设备之间的通讯提供信息化桥梁。首先,打开模拟设备的软件产生数据,网关将采集到的数据转换IEC61850协议的数据,然后经过编码与加密后,通过MQTT协议发布到云端代理服务器上。然后在服务器上部署的监控服务,MQTT协议将订阅到的代理服务队列缓存的设备数据进行解密和解码,并将其按照一定的数据格式分别存储到MEMCACHED实时库与MYSQL历史库中。最后,监控平台可以查询数据库中的数据并且能够下发数据,实现对数据的监控,完成设备之间的信息交互。
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