CN111711275A - 应用于集装箱内的智能配电监控系统设计方法 - Google Patents

应用于集装箱内的智能配电监控系统设计方法 Download PDF

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Abstract

本发明属于集装箱下配电监控技术领域，具体涉及一种应用于集装箱内的智能配电监控系统设计方法，其包括：首先，初始化显示界面，对配电监控系统显示进行界面设计，使用数据模型与显示控件绑定，数据与显示相分离。然后，初始化CAN总线环境，使用动态库函数读取配置文件内容，配置CAN端口号、波特率、帧类型等。同时打开CAN设备且创建接收和发送CAN数据的定时器。最后，根据预先制定的策略执行监控流程，对配电数据进行分析记录。本发明为配电模块提供了可视化的监测窗口，实时显示了整个集装箱内的电压电流数值和故障状态，并且综合集装箱内运行环境基于策略调控配电箱状态。

Description

应用于集装箱内的智能配电监控系统设计方法
技术领域
本发明属于集装箱下配电监控技术领域，具体涉及一种应用于集装箱内的智能配电监控系统设计方法。
背景技术
CAN总线作为实时控制的串行通信网络，具有网络各节点之间数据通信实时性强的特点，容易形成冗余结构，提高系统的可靠性和系统的灵活性。
配电箱统筹管理所在场所各电路的电流电压，对场所的正常工作运行具有及其重要的作用，传统的配电箱只有硬件指示灯进行状态显示，对于具体的数值和状态不能实时监控；传统集装箱内的配电箱系统，没有基于集装箱内环境设备进行智能调控。
为了解决配电模块的智能监控问题，需要提出一种基于策略的智能配电监控系统设计方法。
发明内容
(一)要解决的技术问题
本发明要解决的技术问题是：如何提供一种应用于集装箱内的智能配电监控系统设计方法。
(二)技术方案
为解决上述技术问题，本发明提供一种应用于集装箱内的智能配电监控系统设计方法，所述方法包括：
步骤1：初始化显示界面；
步骤2：初始化CAN总线环境；
步骤3：基于策略实现智能配电监控功能；
通过以上步骤，可以实现linux系统下的智能配电监控功能。
其中，所述步骤1中，包括：
步骤11：使用表格形式显示配电模块各电路信息；
步骤12：设置表格属性；
步骤13：采用Tab功能键切换实时数据显示页面和参数设置页面。
其中，所述步骤1中，
步骤11：使用表格形式显示配电模块各电路信息，其中包括设备名称、电流范围、当前电流、电压范围、当前电压、通路状态、故障状态、开关控制，使用数据模型绑定表格控件，对数据模型的任何更改都同步与表格内容更改，为表格添加一栏开关按钮控件实现每个输出电路的开关功能；每个开关按钮绑定其槽函数实现用户点击按钮事件；开关按钮的槽函数记录用户点击状态，并根据状态发送开或者关命令给配电模块，并结合配电模块反馈的状态信息显示不同颜色；
步骤12：设置表格属性：表头不可见、边框透明、字体大小、表格内容不可编辑、表格大小平均显示、行颜色交错显示；
步骤13：采用Tab功能键切换实时数据显示页面和参数设置页面：分页显示实时数据页面和参数设置页面，默认页面为实时数据页面；在参数设置页面对输入框绑定验证器，限制用户不合法输入并提示用户错误信息。
其中，所述步骤2中，包括：
步骤21：读取配置文件；
步骤22：设置节点号、单元号作为每路电路的唯一标识，并在CAN总线帧报文中设置该标识；
步骤23：打开CAN设备，并根据配置文件内容设置CAN；
步骤24：创建定时器，用于定时发送查询命令和接收CAN数据。
其中，所述步骤2中，
读取配置文件时，获取CAN端口号、通道号、复位信号、波特率、帧类型、发送数据间隔时间。
使用动态库函数打开CAN设备；
创建定时器，用于定时发送查询命令和接收CAN数据：查询命令对每路设备进行状态查询，使用动态库函数接收配电箱通过CAN节点发送的帧报文。
其中，所述步骤3包括：
步骤31：实时监控2路电源输入及各分回路输出的电压和电流及报警信号；
步骤32：根据智能供电系统的实时使用需要，对各配电通路状态设置及更改，并实现各配电通路保护参数限值设置；
步骤33：当系统获取的各项数值超过预先设置的限值时，产生报警信息，对应的状态变红警示，同时将已经设定好的报警方式对外发出含具体故障信息的报警信号，并保存报警记录；
步骤34：根据当前集装箱的运行状态进行配电箱输出电路通断设置；
步骤35：对输入电源的主备电源进行智能切换；
其中，所述步骤31中，
实时监控2路电源输入及各分回路输出的电压和电流及报警信号：查询命令为每10ms发送一次，每1ms接收一次配电箱发送的CAN数据报文。当收到CAN帧报文后对报文进行解析，判断报文合法性，获取帧ID中节点号和单元号配对其某一路设备，获取报文命令字，对命令字进行分类处理。当命令字为电压电流状态报文时，根据协议规则进行计算。记录状态报文中的故障信息，并保存在全局变量，调用界面显示函数；
界面显示：分行显示每路的运行状态、电流电压，并针对电流电压故障状态显示过压、过流、欠压、短路。
其中，所述步骤32中，
通过表格中开关按钮可以对任一电路进行通断操作，在参数页面有下拉菜单对每路设备进行选择，对开路门限电流、负载额定电流、短路保护电流、欠压保护门限、过压保护门限进行设置；另外，通过读取电流参数和读取电压参数获取默认的参数值，对用户设置的参数进行合法性检查，对设置结果进行显示提醒。
其中，所述步骤33中，当出现故障时，通过数据库操作对象指针查找故障记录表是否存在，如果不存在则创建该表；故障记录表包含字段故障源、故障信息、故障类型、故障事件。
其中，所述步骤34中，当集装箱内出现水警时，通过信号获取水警信息，对每路进行关断操作；
当集装箱内出现火警时，先关断除消防外的其他分路，然后根据消防状态再关断消防所属的电路；
当集装箱内门禁开启时，对照明所属的电路进行开启；
所述步骤35中，当监控到主电源运行异常时，自行切断电路并开启另外的备用电源。
(三)有益效果
与现有技术相比较，本发明在系统为linux的应用场景下，针对CAN总线以及配电模块接口数据特点，设计实现了一种基于策略的配电监控系统。本发明为配电模块提供了可视化的监测窗口，实时显示了整个集装箱内的电压电流数值和故障状态，并且综合集装箱内运行环境基于策略调控配电箱状态。
附图说明
图1为智能配电监控系统实现流程图。
具体实施方式
为使本发明的目的、内容、和优点更加清楚，下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。
为解决现有技术问题，本发明提供一种应用于集装箱内的智能配电监控系统设计方法，所述方法用于在linux系统下，解决集装箱内配电模块的监控问题；如图1所示，所述方法包括：
步骤1：初始化显示界面；
步骤2：初始化CAN总线环境；
步骤3：基于策略实现智能配电监控功能；
通过以上步骤，可以实现linux系统下的智能配电监控功能。
其中，所述步骤1中，包括：
步骤11：使用表格形式显示配电模块各电路信息；
步骤12：设置表格属性；
步骤13：采用Tab功能键切换实时数据显示页面和参数设置页面。
其中，所述步骤1中，
步骤11：使用表格形式显示配电模块各电路信息，其中包括设备名称、电流范围、当前电流、电压范围、当前电压、通路状态、故障状态、开关控制，使用数据模型绑定表格控件，对数据模型的任何更改都同步与表格内容更改，为表格添加一栏开关按钮控件实现每个输出电路的开关功能；每个开关按钮绑定其槽函数实现用户点击按钮事件；开关按钮的槽函数记录用户点击状态，并根据状态发送开或者关命令给配电模块，并结合配电模块反馈的状态信息显示不同颜色；
步骤12：设置表格属性：表头不可见、边框透明、字体大小、表格内容不可编辑、表格大小平均显示、行颜色交错显示；
步骤13：采用Tab功能键切换实时数据显示页面和参数设置页面：分页显示实时数据页面和参数设置页面，默认页面为实时数据页面；在参数设置页面对输入框绑定验证器，限制用户不合法输入并提示用户错误信息。
其中，所述步骤2中，包括：
步骤21：读取配置文件；
步骤22：设置节点号、单元号作为每路电路的唯一标识，并在CAN总线帧报文中设置该标识；
步骤23：打开CAN设备，并根据配置文件内容设置CAN；
步骤24：创建定时器，用于定时发送查询命令和接收CAN数据。
其中，所述步骤2中，
读取配置文件时，获取CAN端口号、通道号、复位信号、波特率、帧类型(扩展帧或者标准帧)、发送数据间隔时间。
使用动态库函数打开CAN设备；
创建定时器，用于定时发送查询命令和接收CAN数据：查询命令对每路设备进行状态查询，使用动态库函数接收配电箱通过CAN节点发送的帧报文。
其中，所述步骤3包括：
步骤31：实时监控2路电源输入及各分回路输出的电压和电流及报警信号；
步骤32：根据智能供电系统的实时使用需要，对各配电通路状态设置及更改，并实现各配电通路保护参数限值设置；
步骤33：当系统获取的各项数值超过预先设置的限值时，产生报警信息，对应的状态变红警示，同时将已经设定好的报警方式对外发出含具体故障信息的报警信号，并保存报警记录；
步骤34：根据当前集装箱的运行状态进行配电箱输出电路通断设置；
步骤35：对输入电源的主备电源进行智能切换；
其中，所述步骤31中，
实时监控2路电源输入及各分回路输出的电压和电流及报警信号：查询命令为每10ms发送一次，每1ms接收一次配电箱发送的CAN数据报文。当收到CAN帧报文后对报文进行解析，判断报文合法性，获取帧ID中节点号和单元号配对其某一路设备，获取报文命令字，对命令字进行分类处理。当命令字为电压电流状态报文时，根据协议规则进行计算。记录状态报文中的故障信息，并保存在全局变量，调用界面显示函数；
界面显示：分行显示每路的运行状态、电流电压，并针对电流电压故障状态显示过压、过流、欠压、短路。
其中，所述步骤32中，
通过表格中开关按钮可以对任一电路进行通断操作，在参数页面有下拉菜单对每路设备进行选择，对开路门限电流、负载额定电流、短路保护电流、欠压保护门限、过压保护门限进行设置；另外，通过读取电流参数和读取电压参数获取默认的参数值，对用户设置的参数进行合法性检查，对设置结果进行显示提醒。
其中，所述步骤33中，当出现故障时，通过数据库操作对象指针查找故障记录表是否存在，如果不存在则创建该表；故障记录表包含字段故障源、故障信息、故障类型、故障事件。
其中，所述步骤34中，当集装箱内出现水警时，通过信号获取水警信息，对每路进行关断操作；
当集装箱内出现火警时，先关断除消防外的其他分路，然后根据消防状态再关断消防所属的电路；
当集装箱内门禁开启时，对照明所属的电路进行开启；
所述步骤35中，当监控到主电源运行异常时，自行切断电路并开启另外的备用电源。
实施例1
如图1所示，为了解决集装箱内linux系统下配电监控问题，本实施例采用基于QT开发的设计方法。下面对本实施例的内容作进一步描述。
1、初始化显示界面
①使用表格形式显示配电模块各电路信息，其中包括设备名称、电流范围、当前电流、电压范围、当前电压、通路状态、故障状态、开关控制，使用数据模型绑定表格控件，对数据模型的任何更改都同步与表格内容更改，为表格添加一栏开关按钮控件实现每个输出电路的开关功能。每个开关按钮绑定其槽函数实现用户点击按钮事件。开关按钮的槽函数记录用户点击状态，并根据状态发送开或者关命令给配电模块，并结合配电模块反馈的状态信息显示不同颜色。
②设置表格属性：表头不可见、边框透明、字体大小、表格内容不可编辑、表格大小平均显示、行颜色交错显示；
③采用Tab功能键切换实时数据显示页面和参数设置页面：分页显示实时数据页面和参数设置页面，默认页面为实时数据页面。在参数设置页面对输入框绑定验证器，限制用户不合法输入并提示用户错误信息。
2、初始化CAN总线环境
①读取配置文件：获取CAN端口号、通道号、复位信号、波特率、帧类型(扩展帧或者标准帧)、发送数据间隔时间。
②设置节点号、单元号作为每路电路的唯一标识，并在CAN总线帧报文ID中设置该标识。
③使用动态库函数打开CAN设备，并根据配置文件内容设置CAN。
④创建定时器，用于定时发送查询命令和接收CAN数据：查询命令对每路设备进行状态查询，使用动态库函数接收配电箱通过CAN节点发送的帧报文。
3、基于策略实现智能配电箱监控功能
1)实时监控2路电源输入及各分回路输出的电压和电流及报警信号：查询命令为每10ms发送一次，每1ms接收一次配电箱发送的CAN数据报文。当收到CAN帧报文后对报文进行解析，判断报文合法性，获取帧ID中节点号和单元号配对其某一路设备，获取报文命令字，对命令字进行分类处理。当命令字为电压电流状态报文时，根据协议规则进行计算。记录状态报文中的故障信息，并保存在全局变量，调用界面显示函数。
界面显示：分行显示每路的运行状态、电流电压，并针对电流电压故障状态显示过压、过流、欠压、短路。
2)根据智能供电系统的实时使用需要，对各配电通路状态设置及更改，并实现各配电通路保护参数限值设置。
通过表格中开关按钮可以对任一电路进行通断操作，在参数页面有下拉菜单对每路设备进行选择，可对开路门限电流、负载额定电流、短路保护电流、欠压保护门限、过压保护门限进行设置。另外可通过读取电流参数和读取电压参数获取默认的参数值，对用户设置的参数进行合法性检查，对设置结果进行显示提醒。
3)当系统获取的各项数值超过预先设置的限值时，将会产生报警信息，对应的状态变红警示，同时将已经设定好的报警方式对外发出含具体故障信息的报警信号，并保存报警记录。
当出现故障时，通过数据库操作对象指针查找故障记录表是否存在，如果不存在则创建该表。故障记录表包含字段故障源、故障信息、故障类型、故障事件。
4)根据当前集装箱运行状况进行配电箱输出电路通断设置。
当集装箱内出现水警时，通过信号获取水警信息，对每路进行关断操作；
当集装箱内出现火警时，先关断除消防外的其他分路，然后根据消防状态再关断消防所属的电路。
当集装箱内门禁开启时，对照明所属的电路进行开启；
5)当监控到主电源运行异常时，自行切断电路并开启另外的备用电源。
本发明属于集装箱下配电监控技术领域，具体涉及一种应用于集装箱内的智能配电监控系统设计方法，其包括：首先，初始化显示界面，对配电监控系统显示进行界面设计，使用数据模型与显示控件绑定，数据与显示相分离。然后，初始化CAN总线环境，使用动态库函数读取配置文件内容，配置CAN端口号、波特率、帧类型等。同时打开CAN设备且创建接收和发送CAN数据的定时器。最后，根据预先制定的策略执行监控流程，对配电数据进行分析记录。本发明可以实现集装箱内linux系统下智能配电监控功能，该方法已经经过了产品运行测试检验。结果标明，该方案可以为上层监控软件提供配电模块的故障状态，同时可直接获取配电模块的电压电流运行状态，为技术人员进行配电模块的故障管理提供了有效的监控措施。
实施例2
本实施例提供一种应用于集装箱内的智能配电监控系统设计方法，包括：
(1)初始化显示界面，使用表格形式显示集装箱内每个设备的电路情况；
(2)初始化CAN总线环境，配置CAN总线进行通讯的使用环境；
(3)基于策略实现智能配电监控功能，实现了智能化的配电监控的功能。
其中，所述步骤(1)设计系统的界面显示，步骤(2)采用CAN总线为通信方式，以动态库库的方式实现了配电监测模块数据接收功能，保障了数据传输要求。
其中，所述步骤(3)基于策略实现智能配电监控功能，实时监控每路电压电流数值，并针对故障状态分类显示，通过数据库操作记录每路故障信息。可结合集装箱内其他设备运行状态和警报信息进行智能调控，完成箱体内的配电管理功能。实现主备电源互备用功能，有效地保障了箱内电路的正常运行。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种应用于集装箱内的智能配电监控系统设计方法，其特征在于，所述方法包括：
步骤1：初始化显示界面；
步骤2：初始化CAN总线环境；
步骤3：基于策略实现智能配电监控功能；
通过以上步骤，可以实现linux系统下的智能配电监控功能。
2.如权利要求1所述的应用于集装箱内的智能配电监控系统设计方法，其特征在于，所述步骤1中，包括：
步骤11：使用表格形式显示配电模块各电路信息；
步骤12：设置表格属性；
步骤13：采用Tab功能键切换实时数据显示页面和参数设置页面。
3.如权利要求1所述的应用于集装箱内的智能配电监控系统设计方法，其特征在于，所述步骤1中，
步骤11：使用表格形式显示配电模块各电路信息，其中包括设备名称、电流范围、当前电流、电压范围、当前电压、通路状态、故障状态、开关控制，使用数据模型绑定表格控件，对数据模型的任何更改都同步与表格内容更改，为表格添加一栏开关按钮控件实现每个输出电路的开关功能；每个开关按钮绑定其槽函数实现用户点击按钮事件；开关按钮的槽函数记录用户点击状态，并根据状态发送开或者关命令给配电模块，并结合配电模块反馈的状态信息显示不同颜色；
步骤12：设置表格属性：表头不可见、边框透明、字体大小、表格内容不可编辑、表格大小平均显示、行颜色交错显示；
步骤13：采用Tab功能键切换实时数据显示页面和参数设置页面：分页显示实时数据页面和参数设置页面，默认页面为实时数据页面；在参数设置页面对输入框绑定验证器，限制用户不合法输入并提示用户错误信息。
4.如权利要求1所述的应用于集装箱内的智能配电监控系统设计方法，其特征在于，所述步骤2中，包括：
步骤21：读取配置文件；
步骤22：设置节点号、单元号作为每路电路的唯一标识，并在CAN总线帧报文中设置该标识；
步骤23：打开CAN设备，并根据配置文件内容设置CAN；
步骤24：创建定时器，用于定时发送查询命令和接收CAN数据。
5.如权利要求1所述的应用于集装箱内的智能配电监控系统设计方法，其特征在于，所述步骤2中，
读取配置文件时，获取CAN端口号、通道号、复位信号、波特率、帧类型、发送数据间隔时间。
使用动态库函数打开CAN设备；
创建定时器，用于定时发送查询命令和接收CAN数据：查询命令对每路设备进行状态查询，使用动态库函数接收配电箱通过CAN节点发送的帧报文。
6.如权利要求1所述的应用于集装箱内的智能配电监控系统设计方法，其特征在于，所述步骤3包括：
步骤31：实时监控2路电源输入及各分回路输出的电压和电流及报警信号；
步骤32：根据智能供电系统的实时使用需要，对各配电通路状态设置及更改，并实现各配电通路保护参数限值设置；
步骤33：当系统获取的各项数值超过预先设置的限值时，产生报警信息，对应的状态变红警示，同时将已经设定好的报警方式对外发出含具体故障信息的报警信号，并保存报警记录；
步骤34：根据当前集装箱的运行状态进行配电箱输出电路通断设置；
步骤35：对输入电源的主备电源进行智能切换。
7.如权利要求6所述的应用于集装箱内的智能配电监控系统设计方法，其特征在于，所述步骤31中，
实时监控2路电源输入及各分回路输出的电压和电流及报警信号：查询命令为每10ms发送一次，每1ms接收一次配电箱发送的CAN数据报文。当收到CAN帧报文后对报文进行解析，判断报文合法性，获取帧ID中节点号和单元号配对其某一路设备，获取报文命令字，对命令字进行分类处理。当命令字为电压电流状态报文时，根据协议规则进行计算。记录状态报文中的故障信息，并保存在全局变量，调用界面显示函数；
界面显示：分行显示每路的运行状态、电流电压，并针对电流电压故障状态显示过压、过流、欠压、短路。
8.如权利要求6所述的应用于集装箱内的智能配电监控系统设计方法，其特征在于，所述步骤32中，
通过表格中开关按钮可以对任一电路进行通断操作，在参数页面有下拉菜单对每路设备进行选择，对开路门限电流、负载额定电流、短路保护电流、欠压保护门限、过压保护门限进行设置；另外，通过读取电流参数和读取电压参数获取默认的参数值，对用户设置的参数进行合法性检查，对设置结果进行显示提醒。
9.如权利要求6所述的应用于集装箱内的智能配电监控系统设计方法，其特征在于，所述步骤33中，当出现故障时，通过数据库操作对象指针查找故障记录表是否存在，如果不存在则创建该表；故障记录表包含字段故障源、故障信息、故障类型、故障事件。
10.如权利要求6所述的应用于集装箱内的智能配电监控系统设计方法，其特征在于，所述步骤34中，当集装箱内出现水警时，通过信号获取水警信息，对每路进行关断操作；
当集装箱内出现火警时，先关断除消防外的其他分路，然后根据消防状态再关断消防所属的电路；
当集装箱内门禁开启时，对照明所属的电路进行开启；
所述步骤35中，当监控到主电源运行异常时，自行切断电路并开启另外的备用电源。
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