CN103269381A - 基于云计算的web-scada能源管理和监控系统 - Google Patents

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张杭
李宁
孔钊
任欣
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Abstract

本发明提供一种基于云计算的WEB-SCADA能源管理和监控系统，包括依次连接的客户层、中间层和数据库层，所述客户层包括前置机和客户端；所述前置机用于采集智能设备采集的信息，并通过HTTP请求发送到服务器，以及接收服务器下发的指令并将该指令下发；所述客户端用于将前置机发送到服务器的数据进行动态显示；所述中间层为服务器，所述服务器具有监控功能和数据采集功能；所述数据库层用于存储历史数据和实时数据，供报表和图形界面显示。本发明所提供的基于云计算的WEB-SCADA能源管理和监控系统可以实现对能源等的高效管理和监控。

Description

基于云计算的WEB-SCADA能源管理和监控系统
技术领域
本发明涉及一种基于云计算的WEB-SCADA能源管理和监控系统。
背景技术
在经济全球化，能源危机，电力供应不足的大环境下，如何节约成本，提高能源利用效率成为企业发展的关键之一。电力监控与能源管理外包服务正是在这样的社会大背景下应运而生的帮助企业提高能源效率、赢得竞争优势的一种新型能源管理模式。为企业提供电力监控与能源管理的专业服务，帮助企业节约电能管理，使用，维护，升级成本成为新型发展模式之一。这种服务将企业的非核心业务委派给外部的专业公司，以降低营运成本，使企业解放出来以更专注于核心业务。通过能源管理提高企业用电效率，节约成本，减轻能源负担。
云计算技术作为一种战略技术，将直接影响到企业的长期计划、项目和方案。云计算是一种基于因特网的计算模式，在远程的数据中心里，成千上万台电脑和服务器连接在一起提供各种IT服务。通过这种方式，云端共享的软硬件资源和信息可以按需提供给客户端的计算机和其他设备。在云计算中，用户的软件程序与数据都由云端服务器提供。用户不用在自己的电脑或设备安装程序，所有的数据计算与存储都将交给云端服务器处理。用户可以用个人电脑，笔记本电脑，手机等设备访问服务器端资源。
根据企业的需求与业务特征，传统电力软件中的图形监控，报警，SOE事件，统计，谐波分析，报表，备份，能源管理，电力设备资产管理等功能都可以推向云端实现。用户只需按月或按年根据使用服务的情况来付费。企业不再需要安装维护结构复杂的全套软件系统；不需要自行备份历史数据。企业只需通过标准的Web浏览器即可访问传统企业电力监控与能源管理软件的所有功能。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于云计算的WEB-SCADA能源管理和监控系统，以便于实现对能源的高效管理和监控。
本发明所提供的基于云计算的WEB-SCADA能源管理和监控系统，包括依次连接的客户层、中间层和数据库层；
所述客户层包括前置机和客户端；所述前置机用于采集智能设备采集的信息，智能设备采集的信息包括电流、电压及开关量的状态，并通过HTTP请求发送到服务器，以及接收服务器下发的指令并将该指令下发；所述客户端用于将前置机发送到服务器的数据进行动态显示；
所述中间层为服务器，所述服务器具有监控功能和数据采集功能；所述监控功能是指服务器包含多个页面，能够显示监控的画面以及发送命令使页面实时显示和更新数据；所述数据采集功能是指服务器根据前置机数据上传的通信协议，接受HTTP请求，解析前置机上传的数据，将其存入内存或数据库中供图形界面使用，服务器将客户层控制请求保存到数据库或内存缓存中，并下发控制指令到前置机；
所述数据库层用于存储历史数据和实时数据，供报表和图形界面显示。
进一步地，所述前置机包括相互连接的HTTP通信模块、数据格式转换模块和TCP/IP数据采集模块；其中，所述HTTP通信模块用于实现数据上传、接收服务器下发的指令以及找到指令目标；所述数据格式转换模块用于在上传之前对采集的数据进行预处理；所述TCP/IP数据采集模块用于从智能设备采集数据和下发从服务器接收到的指令。
进一步地，前置机通过MODBUS报文的形式与智能设备通信，下发实时遥控遥调指令和实时采集数据。
为便与对系统的管理，所述数据库层还存储用户名和密码，供系统登录验证。
本发明所提供的基于云计算的WEB-SCADA能源管理和监控系统可以实现传统电力管理监控系统的全部功能，如图形监控、报警、SOE事件、统计、谐波分析、报表、备份和能源管理等。采用云计算技术，用户无需单独安装设置结构复杂的管理系统，通过客户端即可访问传统电力监控与能源管理系统的所有功能。
附图说明
图1为本发明的系统结构图。
图2为前置机与智能设备通信原理图。
图3为中间层web执行流程图。
图4为数据库层Hibernate的体系结构。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明。
图1是本发明的系统结构图，该系统包括客户层、中间层和数据库层，客户层包括客户端和前置机，中间层即为服务器。前置机通过以MODBUS报文的形式与智能设备通信，下发实时遥控遥调指令和实时采集数据，实时采集的数据包括电流、电压及开关量的状态等。前置机发送HTTP请求，将采集的数据发送到服务器，服务器将数据保存在数据库。客户端通过AJAX命令，将前置机采集的数据动态显示。
图2是前置机与智能设备通信原理图。前置机包括三个相互连接的模块：HTTP通信模块、数据格式转换模块、TCP/IP数据采集模块。前置机的实现采用C++语言，主要实现数据采集、预处理、数据上传、接收指令、处理指令并下发指令等功能。其中，HTTP通信模块实现数据上传、接收服务器下发的指令和找到指令目标；数据格式转换模块负责对从智能设备采集的数据进行预处理；TCP/IP数据采集模块负责从智能设备数据采集和下发从服务器接收的指令。
图3是中间层web执行流程图，划分了客户端和服务器两部分，客户端通过Web浏览器发送一个基于HTTP协议的请求到服务器上后，服务器端使用Web插件接受客户端的请求。如果是静态请求，则直接通过Web服务器从文件系统中取得相应的文件，并通过HTTP协议返回到客户端浏览器；如果是动态请求，则将所有的内容提交到Web容器中由程序动态生成显示的结果，最后也同样由程序动态地生成显示的结果，最后也同样通过Web服务器进行返回。
图4是数据库层Hibernate的体系结构。在数据库的设计中涉及Hibernate框架，用来实现Java对象和数据库的映射。Hibernate不需要实现任何复杂的接口以便能够持续存在，唯一需要做的就是创建配置文件(hiberante.cfg.xml或hibernate.properties)和映射文件(*.hbm.xml)，通过上述文件便能确定保存在数据库中的类，以及它们如何关联到该数据库中的表和列，然后就可以要求它以对象的形式获取数据，或者把对象保存为数据。运行时，Hibernate读取映射文件，然后动态构建Java类，以便管理数据库与Java之间的转换。数据库层存储历史数据和实时数据，供报表和图形界面显示，以及存储用户名和密码，供系统登录验证。
虽然本发明已以较佳实施例公开如上，但它们并不是用来限定本发明，任何熟习此技艺者，在不脱离本发明之精神和范围内，自当可作各种变化或润饰，但同样在本发明的保护范围之内。因此本发明的保护范围应当以本申请的权利要求保护范围所界定的为准。

Claims (5)

1.一种基于云计算的WEB-SCADA能源管理和监控系统，其特征在于，包括依次连接的客户层、中间层和数据库层；
所述客户层包括前置机和客户端；所述前置机用于采集智能设备采集的信息，并通过HTTP请求发送到服务器，以及接收服务器下发的指令并将该指令下发；所述客户端用于将前置机发送到服务器的数据进行动态显示；
所述中间层为服务器，所述服务器具有监控功能和数据采集功能；所述监控功能是指服务器包含多个页面，能够显示监控的画面以及发送命令使页面实时显示和更新数据；所述数据采集功能是指服务器根据前置机数据上传的通信协议，接受HTTP请求，解析前置机上传的数据，将其存入内存或数据库中供图形界面使用，服务器将客户层控制请求保存到数据库或内存缓存中，并下发控制指令到前置机；
所述数据库层用于存储历史数据和实时数据，供报表和图形界面显示。
2.如权利要求1所述的基于云计算的WEB-SCADA能源管理和监控系统，其特征在于，所述前置机包括相互连接的HTTP通信模块、数据格式转换模块和TCP/IP数据采集模块；其中，所述HTTP通信模块用于实现数据上传、接收服务器下发的指令以及找到指令目标；所述数据格式转换模块用于在上传之前对采集的数据进行预处理；所述TCP/IP数据采集模块用于从智能设备采集数据和下发从服务器接收到的指令。
3.如权利要求1或2所述的基于云计算的WEB-SCADA能源管理和监控系统，其特征在于，前置机通过MODBUS报文的形式与智能设备通信，下发实时遥控遥调指令和实时采集数据。
4.如权利要求1或2所述的基于云计算的WEB-SCADA能源管理和监控系统，其特征在于，所述数据库层还存储用户名和密码，供系统登录验证。
5.如权利要求1或2所述的基于云计算的WEB-SCADA能源管理和监控系统，其特征在于，智能设备采集的信息包括电流、电压及开关量的状态。
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