CN107733688A - 一种基于移动终端的告警系统 - Google Patents

Abstract

一种基于移动终端的告警系统，内网收集到公司的变电站、营业厅、各个单位等产生的全部告警信息，首先汇聚到告警信息采集服务器上，进行数据整理；将处理后得到的统一格式的告警信息，利用一台NFC读卡器将信息写入IC卡中，然后用另一台NFC读卡器读取该IC卡中的告警信息，最后外网利用微信申请的企业号平台，将告警信息推送到相应的通信运维人员。本发明一种基于移动终端的告警系统，使公司信息运维人员能够在信息网络系统发生故障的第一时间掌握故障的地点和类型；能够实现统一告警、实时推送、经济适用的功能。

Description

一种基于移动终端的告警系统

技术领域

本发明一种基于移动终端的告警系统，涉及电力监控系统安全防护技术领域。

背景技术

随着国家电网公司智能电网工程的建设，大量的信息网络设备、网站、桌面终端等在电力系统中得以广泛的覆盖和应用。信息网络系统构成复杂、分布地域广，对其运行状况的实时有效监控需求日益增强。国家电网公司2014年第14号令《电力监控系统安全防 护规定》第十四条，电力企业应当建立健全电力监控系统安全防护管理制度，将电力监控 系统安全防护工作及其信息报送纳入日常安全生产管理体系，变电站、发电厂涉网部分的 电力监控系统安全防护的技术监督，发电厂内其它监控系统的安全防护可以由其上级主管单位实施技术监督。信息网络系统是电力监控系统安全防护中重要组成部分，其运行状况由信息通信部门的信息运检班组负责监控采集，并及时向上级部门反馈系统重大安全事件。

(1)、网络系统现状：

国网湖北省电力公司孝感供电公司(以下简称“公司”)目前有7个县市(区)公司、7个支撑机构、5家集体企业、186座变电站，其上装置了大量的信息网络设备，运行着各 单位网站、桌面终端等，其分布如下表：

表1公司信息网络系统分布

桌面终端除了表1中所提到的四种以外，还有许多其他应用于电网生产工作的终端系统。

(2)、存在的问题:

如图10所示，现有的桌面终端、准入系统等监控系统，需要运维人员主动周期性查看其运行状况，并且不同的监控参数由不同的运维人员负责查看，因人为因素造成的故障信息被漏查、延迟等时有发生，严重时将直接导致电网网络事故发生。

现有的短信报警系统，利用短信猫进行告警推送。上线使用一年期间，累积获取13717 条告警信息，发出27434条告警短信，每条短信0.5元(移动企业号群发通信费为0.5元/ 条)，产生短信费13717元，成本较高。由于话费和群发限制等原因，需要周期性查看其是否被停机。该系统在上线使用的一年半时间里，实际监控天数仅为自然天数的一半左右，且监控效率远远达不到要求。

发明内容

为解决现有技术中的供电公司监控系统存在：故障反馈效率差、成本高、监控效率低等问题。本发明提供一种基于移动终端的告警系统，使公司信息运维人员能够在信息网络系统发生故障的第一时间掌握故障的地点和类型；能够实现统一告警、实时推送、经济适用的功能。

本发明采取的技术方案为：

一种基于移动终端的告警系统，内网收集到公司的变电站、营业厅、各个单位等产生的全部告警信息，首先汇聚到告警信息采集服务器上，进行数据整理；将处理后得到的统一格式的告警信息，利用一台NFC读卡器将信息写入IC卡中，然后用另一台NFC读卡 器读取该IC卡中的告警信息，最后外网利用微信申请的企业号平台，将告警信息推送到 相应的通信运维人员。

采用C#开发内网告警信息收集和IC卡写入终端软件，该软件安装在内网服务器上， 用于实现告警信息收集和写入IC卡的功能。

采用Java开发读取IC卡和外网与微信企业号接口通信的终端软件，该软件安装在内 网服务器上，用于实现告警信息收集和写入IC卡的功能。

采用两个NFC读写器实现内网到外网的单向数据传输，NFC传输数据加密；外网传输SSL数据加密，且加入企业号需管理员认证。

本发明一种基于移动终端的告警系统，技术效果如下：

(1)、实时性：

故障告警信息反馈延迟≤1min。

(2)、使用成本：

故障告警信息反馈产生的成本不超过月均100元。

(3)、监控效率：

实现每天24小时全监控。

(4)、NFC传输法在高安全性，低成本方面表现出色，为其进行告警消息传输的应用和 推广垫定了良好基础。

(5)、微信推送具备优点：①、提供开放接口，便于开发；②：企业号管理员添加成员可见，安全性有保障；③：无信息推送费用；④：开发比较容易，接收信息需要管理员赋 予权限，安全保密性好。

(6)、C#具备具有较强窗口开发和网络通信能力，适用于内网上终端。

(7)、具有Web开发优势，且跨平台兼容性好，适用于外网上终端开发。

附图说明

图1为基于移动终端的告警装置的连接示意图。

图2为告警信息采集过程图。

图3为寻卡冲突解决流程图。

图4为写功能流程图。

图5为读功能流程图。

图6为微信推送流程图。

图7为50条告警信息接收的时间延迟比较图。

图8为使用成本期望值与实际值比较图。

图9为监控效率期望值与实际值比较图。

图10为现有的桌面终端、准入系统监控系统监控流程图。

具体实施方式

如图1所示，一种基于移动终端的告警系统，内网收集到公司的变电站、营业厅、各个单 位等产生的全部告警信息，首先汇聚到告警信息采集服务器上，进行数据整理；将处理后 得到的统一格式的告警信息，利用一台NFC读卡器将信息写入IC卡中，然后用另一台NFC 读卡器读取该IC卡中的告警信息，最后外网利用微信申请的企业号平台，将告警信息推 送到相应的通信运维人员。

采用C#开发内网告警信息收集和IC卡写入终端软件，该软件安装在内网服务器上，用于 实现告警信息收集和写入IC卡的功能。

采用Java开发读取IC卡和外网与微信企业号接口通信的终端软件，该软件安装在内网服 务器上，用于实现告警信息收集和写入IC卡的功能。

安全保密性：用两个NFC读写器实现内网到外网的单向数据传输，NFC传输数据加密； 外网传输SSL数据加密，且加入企业号需管理员认证。

表2方案实施表

实施步骤：

步骤一，内网C#编程采集告警信息：

如图2所示，基于TCP协议的Socket通信功能，采用C#编程实现告警信息采集功能，其 大致过程为：1、在内网告警信息采集服务器端创建监听Socket，监听产生告警信息的主机 连接；2、当告警信息在主机端产生后，主机端会向采集服务器端申请通信连接；3、服务器端将申请的通信连接依次放入监听队列，并分别与主机端创建通信socket；4、服务端的通信线程接收告警信息。

步骤二，NFC读写卡实现内外网通信：

2.1：采用NFC读卡器和IC卡：ER302型号NFC Writer写卡器两个，易火眼NFC TestCard (1K)测试卡若干，进行终端软件的开发和测试。

Test Card卡有1K字节(bytes)，也就是8K比特(bit)，共16个扇区，每扇区有4个块， 其中第0个扇区第0块保存序列号以及厂家信息，是只读的，不能写。每个扇区共有4个块，分别是块0、块1，块2、块3.其中，密钥存放在每个扇区的块3。按绝对块号算，16 个扇区共有64块，块号是从0到63逐渐递增。

应用编程接口包含2个DLL动态库文件：

①MasterRD.dll:应用程序接口库

②MasterCom.dll：串口通讯库，由MasterRD调用。

编程时，需要把这两个dll文件包含进所在目录。

2.2：读写可行性测试：

利用NFC卡实现信息传输的功能，必须解决一张卡无需人为刷卡的过程，完成读卡和写卡 过程。利用厂家的测试软件Mifare_UL_NFC.exe测试同一张卡被固定在两个NFC读卡器 之间时是否能完成读写功能的实现。试验发现，两个读卡器平行时，Test Card卡不在读卡 器寻卡范围内，不能被寻卡成功，只有两个读卡器垂直相夹时才能寻卡成功。

但是，在对同一张卡同时进行读写操作时出现了寻卡冲突。

2.3：寻卡冲突解决：

试验多次后发现，由于读卡和写卡的NFC读卡器都一直开着天线，导致寻卡冲突。因此在 编写功能软件时，要考虑寻卡冲突。因此，本发明制定了“带冲突检测的内网优先寻卡协 议”，主要实现：写卡时，关停进行读功能的读卡器天线，打开本读卡器天线；读卡时，关停进行写功能的读卡器天线，打开本读卡器天线。在信息传送的延迟目标55s内，设定 关闭天线的周期来实现读卡和写卡互不冲突，利用提供的API接口实现天线关闭功能。

表3 API接口表

“带冲突检测的内网优先寻卡协议”主要包括三种情况：

1)、正常情况下，读卡器读写未发生冲突，内网读卡器将告警信息写入IC卡，外网读卡 器读取数据，由微信企业号推送给运维人员。

2)、读写冲突，内网读卡器写入数据时，外网读卡器正在读取数据，发生冲突。此时我 们先关闭外网读卡器，让内网优先写入数据，然后外网在读出推送给运维人员。

3)、写入冲突，内网读卡器写入数据时，发现IC内上一条信息还未被外网读取，此时内 网读卡器等待，等外网读取发送后，内网再继续进行写操作。

2.4：写IC卡功能实现：

(1)软件编写：利用API接口进行IC卡写功能的C#编程，实现信息写入过程。

(2)功能试验：测试程序写功能，利用编写的软件将测试数据“北京CBD123”写入IC卡。“北京CBD123”转换成ASCII十六进制的代码是“B1B1BEA9434244313233”，一 个汉字对应2个字节十六进制字符。利用厂家提供的软件进行读卡测试, 证明能够写入成功，终端写功能实现。

2.5：读IC卡功能实现：

(1)软件编写：通过厂商所给的API，在Java开发平台IntelliJ IDEA编写读IC卡功能代 码，读取IC卡中各数据块中的数据并根据相应规则解码。

(2)功能试验：利用编写的IC卡读取程序进行测试，验证程序能够正确读取告警信息， 并转化为汉字文本。

步骤三，外网Java编程实现告警信息推送：

(1)、申请微信企业号：根据微信企业号的所提供的功能，微信企业号管理员平均每天可以推送6000条信息，这远远超过公司信息运维每天所可能产生的告警数量，并且 若企业申请实名注册，则可以推送信息的条数还会大大增加。

(2)、软件编写：通过微信企业号提供的接口，用Java编写向指定的企业号中对应的用户发送信息的程序。

(3)、功能试验：管理员在申请的微信企业号中添加小组运维人员，经验证后方可加入推送群，保证了告警信息的安全保密性。通过编写的程序向申请的企业号中发送测试数据，验证程序自动向微信企业号中推送信息功能成功实现。

步骤四，系统测试：

将两个NFC读写器分别连接内外网服务器，并分别在内外网服务器上安装开发的终 端软件。连接内网服务器的读写器将内网接收到的告警信息写入到IC卡中，连接外网服务器的读卡器读取IC卡中最新告警数据并将其发送给指定的微信企业号小组人员。

目标值检验：

对本发明的三个目标是进行测试分析。

(1)、实时性：

首先，从内网人为生成多组不同数量的测试告警信息，记录告警信息产生的时刻；然 后，对每一组数据分别记录接收到最后一条告警信息的时刻；最后，计算每组告警信息全 部接受完成的时间与信息产生的时间间隔，为告警信息接收的延迟时间。测试数据汇总后 如下表：

表4告警信息接收延迟测试

信息数目	信息产生时间	最后一一条信息接收时间	时间间隔
				1	08:10:05	08:11:16	11s
5	08:12:00	08:12:12	12s
				15	08:14:09	08:14:21	12s
20	08:18:15	08:18:29	14s
				25	08:21:21	08:21:38	17s
30	08:24:01	08:24:21	20s
				35	08:28:22	08:28:47	25s
40	08:29:31	08:29:58	27s
				50	08:33:15	08:33:56	41s

从上表4中可以看出，同一时刻发出50条告警信息，运维人员可以在60秒内收到。实际情况中，不会出现如此大数据量的告警信息在同一时刻产生，因此系统满足告警信息反馈的时间延迟不超过60s的实时性要求。

(2)、使用成本：

本发明使用微信企业将收集到的信息推送给运维人员，不需要支付额外的通讯费用， 因此系统推送信息的通讯成本降至零，满足月均信息费用不超过100元的要求。

(3)、监控效率：

本发明运行在公司内外网的网络环境中，在服务器运行时自动不间断地监控网络的运 行状态，收集告警信息，并推送到信息运维人员的微信企业号中。本过程不受第三方限制， 不需要缴纳通讯费用，故障告警信息能够24小时被运维人员实时掌握，因此只要本系统 处于使用状态，其监控状态能够保持自动运行。如图9所示，本发明系统满足监控效率不 小于95％的目标值要求。

取得效益:

共32天内，经测试使用本发明一种基于移动终端的告警系统，共接收到告警信息2304 条。以一条短信费用0.5元(移动企业号群发短信费用：0.5元/条)计算，若需发送至4名信息运维人员，共需9216条信息，共节省4608元。

按照一年使用系统推算，4名运维人员则共节省55,296元，当需接收告警信息的人数 增加时，节省的费用也将成倍数增加，这大大省去了因为传送告警信息而产生的通信费用 和人工监控的人力投入。

Claims (6)

1.一种基于移动终端的告警系统，其特征在于：内网收集到公司的变电站、营业厅、各个单位等产生的全部告警信息，首先汇聚到告警信息采集服务器上，进行数据整理；将处理后得到的统一格式的告警信息，利用一台NFC读卡器将信息写入IC卡中，然后用另一台NFC读卡器读取该IC卡中的告警信息，最后外网利用微信申请的企业号平台，将告警信息推送到相应的通信运维人员。

2.根据权利要求1所述一种基于移动终端的告警系统，其特征在于：采用C#开发内网告警信息收集和IC卡写入终端软件，该软件安装在内网服务器上，用于实现告警信息收集和写入IC卡的功能。

3.根据权利要求1所述一种基于移动终端的告警系统，其特征在于：采用Java开发读取IC卡和外网与微信企业号接口通信的终端软件，该软件安装在内网服务器上，用于实现告警信息收集和写入IC卡的功能。

4.根据权利要求1所述一种基于移动终端的告警系统，其特征在于：使用两个NFC读写器实现内网到外网的单向数据传输，NFC传输数据加密；外网传输SSL数据加密，且加入企业号需管理员认证。

5.采用如权利要求1-4所述任意一种基于移动终端的告警系统的C#编程实现告警信息采集的方法，其特征在于包括以下步骤：

步骤1、在内网告警信息采集服务器端创建监听Socket，监听产生告警信息的主机连接；步骤2、当告警信息在主机端产生后，主机端会向采集服务器端申请通信连接；

步骤3、服务器端将申请的通信连接依次放入监听队列，并分别与主机端创建通信socket；步骤4、服务端的通信线程接收告警信息。

6.采用如权利要求1-4所述任意一种基于移动终端的告警系统的带冲突检测的内网优先寻卡方法，其特征在于：

1）、正常情况下：读卡器读写未发生冲突，内网读卡器将告警信息写入IC卡，外网读卡器读取数据，由微信企业号推送给运维人员；

2）、读写冲突：内网读卡器写入数据时，外网读卡器正在读取数据，发生冲突，此时先关闭外网读卡器，让内网优先写入数据，然后外网在读出推送给运维人员；

3）、写入冲突；内网读卡器写入数据时，发现IC内上一条信息还未被外网读取，此时内网读卡器等待，等外网读取发送后，内网再继续进行写操作。