CN109257257B - 一种主子站广域消息传输方法和系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种主子站广域消息传输方法和系统，包括：消息发送者通过预先部署的消息管理/分发服务查询消息接收者是否在线；当消息接收者在线时，消息发送者实时向消息接收者发送消息；否则，消息发送者通过消息管理/分发服务进行消息缓存后延时向消息接收者发送消息；其中，消息发送者包括设置在主站或子站的需要发送消息的设备或应用，消息接收者包括设置在主站或子站的需要接收消息的设备或应用。方法和系统主要解决了变电站与调控主站等广域范围内的消息传输与交互问题，采用代理机制构建消息管理/分发服务，实现消息发送者和消息接收者的免维护接入，从而实现广域范围内的消息通信。

Description

一种主子站广域消息传输方法和系统

技术领域

本发明属于电力自动化技术领域，具体涉及一种主子站广域消息传输方法和系统。

背景技术

随着计算机和网络技术的发展，电网调度自动化系统越来越普及，覆盖范围不断提升，“调度一体化、调控一体化”已经成为电网调度自动化领域的发展趋势。但随着系统的不断扩大，接入电网的设备及提供的服务越来越多，大量设备及服务需人工配置，接入及后期维护需要投入大量人员及时间，一体化管理难度不断提升。为应对未来设备及服务几何式的增长，可借鉴计算机领域的“即插即用”理论，实现电网设备即插即用式的接入电网调度自动化系统。

目前电力系统中主网设备通常按变电站(子站)进行分布式部署和管理，再统一接入调度控制系统(主站)中进行集中管理，主子站间通过建立通信链路，采用规约的方式实现四遥(遥测、遥信、遥控、遥调)信息的交互。传统的通信方式需要手动建立主子站间的通信链路，之后主站生成通信点表并下发到变电站，变电站将该点表导入通信网关机，与站内设备的量测点进行一一对应，为保证通信的准确性，需要人工按条测试和核对主子站点表和测点信息对应关系的准确性。

信息校核通常是在变电站内监控系统和设备之间、主子站监控系统之间的信息点的校核工作。目前主子站之间的信息点表都是人工录入的，图形也是采用人工方式绘制，通过图库关联方式，完成图形上的动态信息点和实时数据进行关联。为了确保变电站和调度系统的通信信息表能保持一致，需要对信息表的所有点进行对点工作，目前的核对手段是采用人工电话确认的方式来进行。变电站端通过人工置数，或者在测控设备上，采用测试仪施加电压、电流、开入等方式来触发信号，并通过人工通话方式，来确认主子站二者之间的数据点配置是否一致。这种工作往往很复杂，而且容易出错，随着智能站的数据模型越来越大，信息点的数量成倍的增长，主子站的信息录入和信息校核给工程人员、运维人员带来越来越繁重的工作量。

发明内容

为克服上述现有技术的不足，本发明提出一种主子站广域消息传输方法和系统。该方法和系统采用广域面向服务架构，建立消息管理/分发服务、消息服务代理、消息对象，通过消息发送者和消息接收者的免维护接入，实现消息对象管理和消息主题订阅与发布，结合主子站广域消息传输需求，实现变电站与调控主站广域范围内的消息传输与交互。

实现上述目的所采用的解决方案为：

一种主子站广域消息传输方法，其改进之处在于：

消息发送者通过预先部署的消息管理/分发服务查询消息接收者是否在线；

当消息接收者在线时，所述消息发送者实时向所述消息接收者发送消息；

否则，所述消息发送者通过所述消息管理/分发服务进行消息缓存后延时向所述消息接收者发送消息；

其中，所述消息发送者包括设置在主站或子站的需要发送消息的设备或应用，所述消息接收者包括设置在主站或子站的需要接收消息的设备或应用。

本发明提供的第一优选技术方案，其改进之处在于，所述消息包括：消息主题、发布订阅/订阅关系和消息结构体。

本发明提供的第二优选技术方案，其改进之处在于，所述消息发送者实时向所述消息接收者发送消息，包括：

判断所述消息发送者与消息接收者之间的网络通信是否正常；

当所述消息发送者与消息接收者之间网络通信正常时，基于所述消息发布者与所述消息接受者之间的网络关系，所述消息发送者直接实时向所述消息接收者发送消息；

否则，所述消息发送者通过所述消息管理/分发服务实时向所述消息接收者发送消息。

本发明提供的第三优选技术方案，其改进之处在于，所述基于所述消息发布者与所述消息接受者之间的网络关系，所述消息发送者直接实时向所述消息接收者发送消息，包括：

判断所述消息发布者与所述消息接受者是否处于同一局域网；

当所述消息发布者与所述消息接受者处于同一局域网时，所述消息发送者直接实时向所述消息接收者发送消息；否则，所述消息发布者依次通过所述消息发布者所在局域网的消息服务代理服务和消息接收者所在局域网的消息服务代理实时向消息接收者发送消息；

所述消息服务代理包括：基于每个局域网都设置消息服务代理，各局域网与广域网之间通过广域通讯协议进行信息交换。

本发明提供的第四优选技术方案，其改进之处在于，所述消息发送者通过所述消息管理/分发服务实时向所述消息接收者发送消息，包括：

所述消息发送者通过所在局域网的消息服务代理实时将消息发送至所述消息管理/分发服务；

所述消息管理/分发服务将所述消息通过所述消息接收者所在局域网的消息服务代理实时发送给所述消息接收者。

本发明提供的第五优选技术方案，其改进之处在于，所述消息发送者通过所述消息管理/分发服务进行消息缓存后延时向所述消息接收者发送消息，包括：

所述消息发送者通过所在局域网的消息服务代理将消息发送至所述消息管理/分发服务；

所述消息管理/分发服务将所述消息进行缓存同时收到记录消息的时标，并通过所述消息接收者所在局域网的消息服务代理定时向所述消息接收者发送监测心跳：

当所述消息接收者在缓存周期内上线回应所述监测心跳时，所述消息管理/分发服务将所述时标和缓存的所述消息通过所述消息接收者所在局域网的消息服务代理推送至所述消息接收者；否则，所述消息管理/分发服务丢弃缓存的所述消息；

所述缓存周期根据所述消息的消息主题预先设置。

本发明提供的第六优选技术方案，其改进之处在于，在所述主子站广域消息传输之前还包括：

所述消息发送者或消息接收者分别通过各自所在局域网的消息服务代理向所述消息管理/分发服务进行注册，获取消息接收者或消息接收者的ID，并由所述消息发送者在所述消息管理/分发服务注册需要发送的消息主题和消息结构体，以及所述消息接收者在所述消息管理/分发服务订阅需要接收的消息主题和获取订阅消息主题的消息结构体。

一种主子站广域消息传输系统，其改进之处在于，包括：消息发送者、消息接收者和消息管理/分发服务；

所述消息发送者，用于通过所述消息管理/分发服务查询消息接收者是否在线，当所述消息接收者在线时实时向所述消息接收者发送消息，或当所述消息接收者不在线时向所述消息管理/分发服务发送消息进行缓存；

所述消息接收者，用于接收所述消息发送者或消息管理/分发服务发送的消息；

所述消息管理/分发服务，用于存储所述消息接收者的在线状态，还用于当所述述消息接收者不在线时缓存所述消息发送者发送的消息并延时向所述消息接收者发送。

本发明提供的第七优选技术方案，其改进之处在于，所述消息发送者包括网络判断模块、直接发送模块和间接发送模块；

所述网络判断模块，用于判断所述消息发送者与消息接收者之间的网络通信是否正常；

所述直接发送模块，用于当所述消息发送者与消息接收者之间网络通信正常时，基于所述消息发布者与所述消息接受者之间的网络关系，所述消息发送者直接实时向所述消息接收者发送消息；

所述间接发送模块，用于当所述消息发送者与消息接收者之间网络通信不正常时，通过所述消息管理/分发服务实时向所述消息接收者发送消息。

本发明提供的第八优选技术方案，其改进之处在于，还包括分别设置在所述消息发送者或消息接收者所在局域网的消息服务代理；

所述消息服务代理，用于在各局域网与广域网之间通过广域通讯协议进行信息交换。

与最接近的现有技术相比，本发明具有的有益效果如下：

本发明采用广域面向服务架构设计的主子站广域消息传输方法，消息发送者通过预先部署的消息管理/分发服务查询消息接收者是否在线；当消息接收者在线时，消息发送者实时向消息接收者发送消息；否则，消息发送者通过消息管理/分发服务进行消息缓存后延时向消息接收者发送消息；消息发送者包括设置在主站或子站的需要发送消息的设备或应用，消息接收者包括设置在主站或子站的需要接收消息的设备或应用。主要解决了变电站与调控主站等广域范围内的消息传输与交互问题，采用代理机制构建消息管理/分发服务，实现消息发送者和消息接收者的免维护接入，从而实现广域范围内的消息通信。

附图说明

图1为本发明提供的一种主子站广域消息传输方法流程示意图；

图2为本发明提供的一种主子站广域消息传输方法中消息对象注册流程流程示意图；

图3为本发明提供的一种主子站广域消息传输方法中消息对象间直接通信流程；

图4为本发明提供的一种主子站广域消息传输方法中消息对象间通过消息管理/分发服务转发的通信流程示意图；

图5为本发明提供的一种主子站广域消息传输方法中消息管理/分发服务缓存消息的通信流程；

图6为本发明提供的一种主子站广域消息传输系统基本结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式做进一步的详细说明。

实施例1：

本发明提供的一种主子站广域消息传输方法流程示意图如图1所示，包括：

步骤1：消息发送者通过预先部署的消息管理/分发服务查询消息接收者是否在线；

步骤2：当消息接收者在线时，消息发送者实时向消息接收者发送消息；

步骤3：否则，消息发送者通过消息管理/分发服务进行消息缓存后延时向消息接收者发送消息；

其中，消息发送者包括设置在主站或子站的需要发送消息的设备或应用，消息接收者包括设置在主站或子站的需要接收消息的设备或应用。

具体的，本发明提供的广域消息传输架构由消息管理/分发服务、消息服务代理、消息发送者和消息接收者构成，其中，消息发送者包括设置在主站或子站的需要发送消息的设备或应用，消息接收者包括设置在主站或子站的需要接收消息的设备或应用。通常调度管理系统即为主站，变电站即为子站。

消息管理/分发服务部署在调度数据网(广域)上，正常的消息传输在消息发送者和消息接收者之间直接进行(局域网内直接通信，广域网通过服务代理进行消息转发)，当消息发送者和消息接收者之间网络异常时，由消息管理/分发服务进行消息转发。若消息接收者不在线，由消息管理/分发服务缓存消息(预先设置消息缓存时间)，在接收者上线后推送消息给相应的消息接收者。

1)消息管理/分发服务

消息管理/分发服务部署在调度数据网上，负责管理所有接入的消息对象和消息的主题、结构体等，其主要功能包括：

消息对象注册管理

消息主题及消息结构体管理

消息订阅发布关系维护

消息对象在线状态监测(定时发送监测心跳)

消息转发及缓存管理

消息数据及日志存储

为保证服务可靠性，消息管理/分发服务采用多台服务器负载均衡的方式，对外提供统一的消息管理/分发功能。

2)消息服务代理

由于电力系统中网络安全的限制，局域网和广域网之间需要安装服务代理。消息服务代理采用因特网上通用的NAT技术(端口多路复用的实现方式)，其作用是隔离局域网和广域网，隐藏并保护局域网内部的计算机。局域网内部的所有消息对象通过消息服务代理与外部消息对象进行通信，其主要功能包括：

IP和端口的映射转换

消息数据转发

为保证服务可靠性，服务代理采用多台服务器负载均衡的方式，对消息对象提供透明的消息转发服务。

3)消息对象

消息对象包括消息发送者和消息接收者，其主要功能包括：

消息主题及消息结构体发布

消息主题订阅

消息结构体获取

消息发送

消息接收

主子站广域消息传输过程中，消息对象在进行消息传输前首先需要通过消息服务代理向消息管理/分发服务进行注册，由消息管理/分发服务分配全局唯一的消息对象ID，之后由消息对象发布或订阅对应的消息主题和结构体，即可根据消息主题进一对一或一对多的通信。

正常的消息传输由消息发送者和消息接收者采用对等通讯方式，直接进行点对点的通信(广域网通过服务代理进行消息转发)，不经过消息管理/分发服务。如果消息发送者和消息接收者之间由于防火墙或网络故障等原因无法直接通信时，消息管理/分发服务将主动提供消息转发服务。如果消息接收者离线，消息管理/分发服务将提供消息缓存服务，消息缓存服务需根据消息主题预先设置缓存周期，在缓存周期内如果消息接收者上线，则由消息管理/分发服务推送消息给消息接收者，并附带消息时标；超过缓存周期如果消息接收者未上线，消息管理/分发服务则丢弃相应的消息。

主子站广域消息传输方法具体如下：

步骤101：消息对象注册。

消息对象注册包括消息发送者注册和消息接收者注册，具体流程如图2所示。

消息发送者注册包括：

步骤101-1a：消息发布者通过消息服务代理向消息管理/分发服务发送注册请求。

步骤101-2a：注册完成，获取返回的唯一ID。

步骤101-1b：消息发布者通过消息服务代理向消息管理/分发服务查询消息主题和消息结构体。

步骤101-2b：查询返回。

步骤101-3b：消息发布者基于查询得到的消息主题、消息结构体和自身需要发布的消息，通过消息服务代理向消息管理/分发服务发布消息主题和消息结构体。

步骤101-4b：发布返回。

步骤101-1c：消息管理/分发服务通过消息服务代理向消息发布者定时发送监测心跳，监测消息发布者的在线状态。

消息接收者注册包括：

步骤101-1d：消息接收者通过消息服务代理向消息管理/分发服务发送注册请求。

步骤101-2d：注册完成，获取返回的唯一ID。

步骤101-1e：消息接收者通过消息服务代理向消息管理/分发服务查询消息主题和消息结构体。

步骤101-2e：查询返回。

步骤101-3e：消息接收者基于查询得到的消息主题，通过消息服务代理向消息管理/分发服务订阅消息主题。

步骤101-4e：订阅返回。

步骤101-5e：消息接收者基于查询得到的消息结构体，通过消息服务代理向消息管理/分发服务获取消息结构体。

步骤101-6e：获取返回。

步骤101-1f：消息管理/分发服务通过消息服务代理向消息接收者定时发送监测心跳，监测消息接收者的在线状态。

步骤102：检测消息发送者和消息接收者的连接状态，当连接正常时，消息发送者直接发送消息至消息接收者；否则，消息发送者通过消息管理/分发服务将消息发送至消息接收者。

102-1)消息对象间直接通信流程如图3所示，包括：

消息发送者按照消息主题查询发布/订阅关系和消息接收者在线状态，返回查询结果；

当消息接收者在线且与消息发送者在同一局域网内时，根据发布/订阅关系直接向消息接收者建立局域网内连接并发送消息，最后返回发送结果；

当消息接收者在线且与消息发送者不在同一局域网内时，根据发布/订阅关系，通过消息服务代理向消息接收者建立广域连接并发送消息，最后返回发送结果；

否则，通过消息管理/分发服务的消息缓存服务向消息接收者发送消息。

102-2)消息对象间通过消息管理/分发服务转发的通信流程如图4所示，包括：

消息发送者按照消息主题查询发布/订阅关系和消息接收者在线状态，返回查询结果；

当消息接收者在线时，根据发布/订阅关系，通过消息服务代理向消息管理/分发服务发送消息，并由消息管理/分发服务通过消息服务代理转发至消息接收者，最后返回发送结果；

否则，通过消息管理/分发服务的消息缓存服务向消息接收者发送消息。

转发通信流程中，图4中区分了消息接收者与消息发送者在或不在同一局域网两种情况，实际上，不论消息接收者与消息发送者是否在同一局域网，消息发送者均需要依次通过消息服务代理、消息管理/分发服务和消息服务代理发送至消息接收者，可将上述两种情况视为一种。

102-3)消息管理/分发服务的消息缓存服务通信流程如图5所示，图中的按照消息主题查询发布/订阅关系和消息接收者在线状态已在上一步进行了文字说明，此处不再进行重复文字说明。

消息发送者根据发布/订阅关系，通过消息服务代理向消息管理/分发服务发送消息；

消息管理/分发服务缓存该消息并记录接到消息的时标；

当缓存周期内消息接收者上线回应监测心跳时，消息管理/分发服务通过消息服务代理推送消息和时标至消息接收者；否则，消息管理/分发服务丢弃该消息；

最后异步返回发送结果；

其中，缓存周期根据消息主题预先设置。

实施例2：

基于同一发明构思，本发明还提供了一种主子站广域消息传输系统，由于这些设备解决技术问题的原理与主子站广域消息传输方法相似，重复之处不再赘述。

该系统基本结构如图6所示，包括：消息发送者、消息接收者和消息管理/分发服务；

消息发送者，用于通过消息管理/分发服务查询消息接收者是否在线，当消息接收者在线时实时向消息接收者发送消息，或当消息接收者不在线时向消息管理/分发服务发送消息进行缓存；

消息接收者，用于接收消息发送者或消息管理/分发服务发送的消息；

消息管理/分发服务，用于存储消息接收者的在线状态，还用于当述消息接收者不在线时缓存消息发送者发送的消息并延时向消息接收者发送。

其中，消息发送者包括网络判断模块、直接发送模块和间接发送模块；

网络判断模块，用于判断消息发送者与消息接收者之间的网络通信是否正常；

直接发送模块，用于当消息发送者与消息接收者之间网络通信正常时，基于消息发布者与消息接受者之间的网络关系，消息发送者直接实时向消息接收者发送消息；

间接发送模块，用于当消息发送者与消息接收者之间网络通信不正常时，通过消息管理/分发服务实时向消息接收者发送消息。

其中，该系统还包括分别设置在消息发送者或消息接收者所在局域网的消息服务代理；

消息服务代理，用于在各局域网与广域网之间通过广域通讯协议进行信息交换。

本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

最后应当说明的是:以上实施例仅用于说明本申请的技术方案而非对其保护范围的限制,尽管参照上述实施例对本申请进行了详细的说明,所属领域的普通技术人员应当理解:本领域技术人员阅读本申请后依然可对申请的具体实施方式进行种种变更、修改或者等同替换，但这些变更、修改或者等同替换，均在申请待批的权利要求保护范围之内。

Claims (8)

1.一种主子站广域消息传输方法，其特征在于，包括：

消息发送者通过预先部署的消息管理/分发服务查询消息接收者是否在线；

当消息接收者在线时，所述消息发送者实时向所述消息接收者发送消息；

否则，所述消息发送者通过所述消息管理/分发服务进行消息缓存后延时向所述消息接收者发送消息；

其中，所述消息发送者包括设置在主站或子站的需要发送消息的设备或应用，所述消息接收者包括设置在主站或子站的需要接收消息的设备或应用；

所述消息发送者实时向所述消息接收者发送消息，包括：

判断所述消息发送者与消息接收者之间的网络通信是否正常；

当所述消息发送者与消息接收者之间网络通信正常时，基于所述消息发送者与所述消息接收者之间的网络关系，所述消息发送者直接实时向所述消息接收者发送消息；

否则，所述消息发送者通过所述消息管理/分发服务实时向所述消息接收者发送消息。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述消息包括：消息主题、发布订阅/订阅关系和消息结构体。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述消息发送者与所述消息接收者之间的网络关系，所述消息发送者直接实时向所述消息接收者发送消息，包括：

判断所述消息发送者与所述消息接收者是否处于同一局域网；

当所述消息发送者与所述消息接收者处于同一局域网时，所述消息发送者直接实时向所述消息接收者发送消息；否则，所述消息发送者依次通过所述消息发送者所在局域网的消息服务代理和消息接收者所在局域网的消息服务代理实时向消息接收者发送消息；

所述消息服务代理包括：基于每个局域网都设置消息服务代理，各局域网与广域网之间通过广域通讯协议进行信息交换。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述消息发送者通过所述消息管理/分发服务实时向所述消息接收者发送消息，包括：

所述消息发送者通过所在局域网的消息服务代理实时将消息发送至所述消息管理/分发服务；

所述消息管理/分发服务将所述消息通过所述消息接收者所在局域网的消息服务代理实时发送给所述消息接收者。

5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述消息发送者通过所述消息管理/分发服务进行消息缓存后延时向所述消息接收者发送消息，包括：

所述消息发送者通过所在局域网的消息服务代理将消息发送至所述消息管理/分发服务；

所述消息管理/分发服务将所述消息进行缓存同时收到记录消息的时标，并通过所述消息接收者所在局域网的消息服务代理定时向所述消息接收者发送监测心跳：

当所述消息接收者在缓存周期内上线回应所述监测心跳时，所述消息管理/分发服务将所述时标和缓存的所述消息通过所述消息接收者所在局域网的消息服务代理推送至所述消息接收者；否则，所述消息管理/分发服务丢弃缓存的所述消息；

所述缓存周期根据所述消息的消息主题预先设置。

6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述主子站广域消息传输之前还包括：

所述消息发送者或消息接收者分别通过各自所在局域网的消息服务代理向所述消息管理/分发服务进行注册，获取消息接收者或消息接收者的ID，并由所述消息发送者在所述消息管理/分发服务注册需要发送的消息主题和消息结构体，以及所述消息接收者在所述消息管理/分发服务订阅需要接收的消息主题和获取订阅消息主题的消息结构体。

7.一种主子站广域消息传输系统，其特征在于，包括：消息发送者、消息接收者和消息管理/分发服务；

所述消息发送者，用于通过所述消息管理/分发服务查询消息接收者是否在线，当所述消息接收者在线时实时向所述消息接收者发送消息，或当所述消息接收者不在线时向所述消息管理/分发服务发送消息进行缓存；

所述消息接收者，用于接收所述消息发送者或消息管理/分发服务发送的消息；

所述消息管理/分发服务，用于存储所述消息接收者的在线状态，还用于当所述消息接收者不在线时缓存所述消息发送者发送的消息并延时向所述消息接收者发送；

所述消息发送者包括网络判断模块、直接发送模块和间接发送模块；

所述网络判断模块，用于判断所述消息发送者与消息接收者之间的网络通信是否正常；

所述直接发送模块，用于当所述消息发送者与消息接收者之间网络通信正常时，基于所述消息发送者与所述消息接收者之间的网络关系，所述消息发送者直接实时向所述消息接收者发送消息；

所述间接发送模块，用于当所述消息发送者与消息接收者之间网络通信不正常时，通过所述消息管理/分发服务实时向所述消息接收者发送消息。

8.如权利要求7所述的系统，其特征在于，还包括分别设置在所述消息发送者或消息接收者所在局域网的消息服务代理；

所述消息服务代理，用于在各局域网与广域网之间通过广域通讯协议进行信息交换。

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