CN112491614B - 一种用于嵌入式设备的配置信息在线自动生效方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明一种用于智能变电站嵌入式设备的配置信息在线自动生效方法及系统，系统包括在线配置客户端、在线配置服务端、消息总线及若干嵌入式应用进程。在线配置客户端实现嵌入式设备参数配置人机界面及与在线配置服务端的数据交互功能；在线配置服务端实现在线配置客户端配置信息的接收及通过进程间消息总线与应用进程之间的数据交互；消息总线是在线配置服务进程与嵌入式应用以及嵌入式应用之间的数据传输通道；嵌入式应用通过消息总线接收消息，并根据进程ID、消息类型及参数名称实时更新应用自身参数映射表内存空间数据达到配置信息在线自动生效目的。本方法可以使嵌入式设备在线运行参数修改后直接达到实时在线自动生效的目的。

Description

一种用于嵌入式设备的配置信息在线自动生效方法及系统

技术领域

本发明涉及变电站信息配置技术领域，尤其涉及一种用于智能变电站嵌入式设备的配置信息在线自动生效方法及系统。

背景技术

为了电网的稳定可靠运行，国家电网对智能变电站内的嵌入式通信及安全设备提出了新的要求。首先，按照规范对嵌入式通信及安全设备的功能要求，嵌入式通信及安全设备需要完成对变电站内智能设备、网络设备、服务器、工作站、安全防护设备、数据库等设备的数据采集与处理，这就要求嵌入式通信及安全设备既要有强大的数据处理能力，又要保证数据的不间断实时通信能力。其次，按照规范对嵌入式通信及安全设备的硬件及现场运行的要求，嵌入式通信及安全设备需要设计为1U或2U机箱、嵌入式硬件设计、嵌入式实时操作系统及强大的CPU处理能力，这就要求对嵌入式通信及安全设备进行全新设计，选取适合嵌入式实时操作系统的高性能的CPU硬件。由于嵌入式装置在现场运行时，通常情况下不会配置显示器、键盘、鼠标等终端设备和输入/输出设备的，而嵌入式装置在调试部署过程中存在配置文件和可执行程序需要上传，在实际运行过程中嵌入式装置的运行方式、功能投退使能、告警使能、日志记录使能等参数可能需要随时改变，以便改变嵌入式装置的运行方式或状态。

目前对于嵌入式装置的配置方法一般都是采用离线式配置，再通过某种方式传入嵌入式装置，然后硬重启或软重启嵌入式装置使配置参数生效，这是一种行之有效的传统方法。但是，这种方法不能用于不间断运行的实时嵌入式装置，因为这种装置在运行期要保证不间断提供服务，这就要求在不重启装置的情况下改变装置的运行方式或状态，使装置配置信息在线自动生效。

发明内容

为了解决目前智能变电站内现场运行的嵌入式装置在修改配置参数后不能实时自动生效问题，本发明提供一种用于智能变电站嵌入式设备的配置信息在线自动生效方法及系统，采用常见的C/S软件架构设计，在智能变电站内对在线运行的嵌入式智能设备进行参数修改，实现了在嵌入式智能设备不重启的条件下使配置参数实时自动生效，增大了不间断装置的连续运行时间。

为达到上述目的，本发明提供了一种用于嵌入式设备的配置信息在线自动生效方法，包括：

启动在线配置客户端，通过TCP方式与在线配置服务端建立网络连接；

所述在线配置服务端接收所述在线配置客户端发起的TCP连接请求，并在空闲时建立连接；

当需要更新配置信息时，所述在线配置客户端发送认证消息，所述在线配置服务端响应所述客户端的认证消息，并在认证成功后，接收所述在线配置客户端的配置参数消息并根据应用进程标识ID通过消息总线分发给对应嵌入式设备应用进程；

嵌入式设备应用进程接收所述配置参数消息进行配置，通过消息总线将配置结果反馈给所述在线配置服务端；所述在线配置服务端将配置执行结果发送给所述在线配置客户端。

进一步地，所述在线配置客户端与所述在线配置服务端采用C/S体系架构；所述消息总线采用消息订阅、发布机制。

进一步地，所述在线配置服务端响应所述客户端的认证消息包括，如果认证失败，则发送认证失败消息，关闭TCP连接；如果认证成功，则发送认证成功消息；则向所述在线配置客户端发送认证成功消息，所述在线配置客户端接收所述在线配置服务端发送的认证成功消息后，通过参数配置界面修改参数并向所述在线配置服务端发送配置参数消息。

进一步地，所述嵌入式设备应用进程操作流程包括：

所述嵌入式设备应用进程初始化后，建立进程配置参数内存映射表、订阅实时生效配置参数消息；

所述嵌入式设备应用进程接收来自所述消息总线的配置参数消息，并解析获得应用进程标识ID，如果是本嵌入式设备应用进程的ID则进行进程配置参数内存映射表更新；否则，抛弃该配置参数消息。

进一步地，进行参数映射表更新包括：解析配置参数消息，获得参数索引、参数类型、参数名称及参数值，根据参数索引指定运行进程配置参数内存映射表对应行为待修改参数项，并检查待修改项中的参数名称和参数类型与请求消息中的参数名称和参数类型是否匹配，如果匹配则把进程配置参数内存映射表待修改项中的参数值更新为请求消息中的参数值，同时发送确认消息；否则，发送否定确认消息。

进一步地，用户通过所述在线配置客户端的人机界面进行配置参数修改后生成所述配置参数消息。

本发明另一方面提供一种用于嵌入式设备的配置信息在线自动生效系统，包括在线配置客户端、在线配置服务端、消息总线以及若干嵌入式设备应用进程；

所述在线配置客户端，通过TCP方式与在线配置服务端建立网络连接后，登录用户操作界面进行身份认证；通过操作交互界面，用户进行配置参数修改后生成配置参数消息并发送至在线配置服务端；

所述在线配置服务端接收所述在线配置客户端发送的TCP连接请求，并在空闲时建立连接；响应所述客户端的认证消息，并在认证成功后接收所述在线配置客户端的配置参数消息，根据应用进程标识ID通过消息总线分发对应给嵌入式设备应用进程；将执行结果发送给所述在线配置客户端；

所述嵌入式设备应用进程运行在对应的嵌入式设备上，通过消息总线接收所述配置参数消息进行配置，通过消息总线将执行结果反馈给所述在线配置服务端。

进一步地，所述在线配置服务端包括用户合法性逻辑判断模块，所述在线配置客户端将认证消息发送至所述在线配置服务端进行认证，用户合法性逻辑判断模块获取所述认证消息中的用户名及认证码，在用户注册中心中检查该用户是否被注册及认证码是否匹配，并接收用户注册中心发送的认证查询结果消息，判断是否认证成功。

进一步地，所述在线配置客户端与所述在线配置服务端采用C/S体系架构；所述消息总线采用消息订阅、发布机制。

进一步地，所述嵌入式设备应用进程包括解析模块以及参数映射表更新模块；

所述解析模块接收来自所述消息总线的配置参数消息，并解析获得应用进程标识ID，如果是本嵌入式设备应用进程的ID，则解析配置参数消息，获得参数索引、参数类型、参数名称及参数值，并发送给所述参数映射表更新模块；否则，抛弃该配置参数消息；

所述参数映射表更新模块根据参数索引来定位运行进程配置参数内存映射表对应行为待修改参数项，并检查待修改项中的参数名称和参数类型与请求消息中的参数名称和参数类型是否匹配，如果匹配则把进程配置参数内存映射表待修改项中的参数值更新为请求消息中的参数值，并通过消息总线发送肯定确认消息；否则，通过消息总线发送否定确认消息。

本发明的上述技术方案具有如下有益的技术效果：

(1)本发明在智能变电站内对在线运行的嵌入式智能设备进行参数修改，达到在嵌入式智能设备不重启的条件下使配置参数实时自动生效的效果，增大了不间断设备的连续运行时间。

(2)本发明启动在线配置客户端，通过TCP方式与在线配置服务端建立网络连接，经过在线用户认证机制后方可对嵌入式设备进行在线配置，保证了连接的安全性。

(3)本发明进程间消息总线是在线配置服务进程与嵌入式应用以及嵌入式应用之间进行数据交互的通道，完成进程间实时数据交换，无需额外构建其他通讯接口。

附图说明

图1是为在线配置用户操作流程图；

图2是配置参数在线修改处理流程图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面结合具体实施方式并参照附图，对本发明进一步详细说明。这些描述只是示例性的，而并非要限制本发明的范围。此外，在以下说明中，省略了对公用数据结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本发明的概念。

本发明涉及一种用于嵌入式设备的配置信息在线自动生效方法，该方法用来解决在线运行的嵌入式设备远程修改配置参数后配置参数不能实时生效，必须重启嵌入式设备才能生效的问题，通过此方法可以使嵌入式设备修改配置参数后不经过重启操作就能使配置参数实时在线自动生效。

本发明采用常见的C/S模式软件体系架构，主要包括在线配置客户端、在线配置服务端模块、进程间消息总线及若干嵌入式设备应用。在线配置客户端实现嵌入式设备参数配置人机界面、用户认证及与在线配置服务端的数据交互功能，兼具远程和本地两种部署方式；在线配置服务端模块实现与在线配置客户端数据交互、通过进程间消息总线与应用进程之间的数据交互等；进程间消息总线是在线配置服务进程与嵌入式应用以及嵌入式应用之间的数据传输通道，完成进程之间的消息交互功能；嵌入式设备应用通过消息总线接收消息，并根据进程ID、消息类型、参数索引及参数名称实时更新应用自身参数表内存空间数据达到配置信息在线自动生效目的。

所述系统宏定义包括参数名称最大长度24个字节、消息中最大传输参数数10个、字符串参数最大长度256个字节、整型参数为1、浮点型参数为2、布尔型参数为3、字符串型参数为4。

所述系统需五种类型公共数据结构：

(1)配置参数值数据结构包含整型、浮点型、布尔型及字符串四种基本数据类型的数据成员。

(2)配置参数数据结构包含参数索引、参数类型、参数名称及参数值四个数据成员。

(3)配置参数请求消息结构包含嵌入式设备应用进程ID、请求修改参数个数、配置参数数组及修改用户四个数据成员。

(4)配置参数确认消息结构包含嵌入式设备应用进程ID、请求修改参数个数、配置参数数组及参数修改结果标志数据四个数据成员。

(5)用户认证消息结构包含用户名、认证码及认证标志三个数据成员。

结合图1，用于嵌入式设备的配置信息在线自动生效方法，包括以下流程：

(1)启动在线配置客户端，通过TCP方式与在线配置服务端建立网络连接；

(2)所述在线配置服务端接收所述在线配置客户端发起的TCP连接请求，并在空闲时建立连接；

(3)所述在线配置客户端发送认证消息，所述在线配置服务端响应所述客户端的认证消息，并在认证成功后向所述在线配置客户端发送认证成功消息；

(4)所述在线配置客户端接收所述在线配置服务端发送的认证成功消息后，通过参数配置界面修改参数并向所述在线配置服务端发送配置参数消息；

(5)所述在线配置服务端接收消息并根据应用进程标识ID通过消息总线分发对应给嵌入式设备应用进程；

(6)嵌入式设备应用进程接收所述配置参数消息进行配置，通过消息总线将配置结果反馈给所述在线配置服务端；所述在线配置服务端将配置结果发送给所述在线配置客户端。

进一步地，步骤(1)中在线配置客户端向在线配置服务端发起连接请求，通过三次握手后建立TCP连接。

进一步地，步骤(2)中在线配置客户端人机界面操发送用户认证消息USER_AUTH_MSG到线配置服务端，在线配置服务端接收消息后解析，并在线配置服务端对操作用户进行认证注册，认证成功后发送用户认证成功消息到在线配置客户端；否则，发送用户认证失败消息到在线配置客户端，并关闭TCP连接。

进一步地，操作用户通过在线配置客户端人机界面进行配置参数修改，发送修改配置参数请求消息PARA_REQ_MSG到在线配置服务端，在线配置服务端检查配置参数请求消息中的用户名是否在系统中注册，如果已注册则通过消息总线分发给嵌入式设备应用进程，嵌入式设备应用进程根据ID标识更新内存配置参数映射表，更新成功后发送肯定确认消息PARA_ACK_MSG到在线配置客户端；否则，发送否定确认消息PARA_ACK_MSG到在线配置客户端。

进一步地，在线配置服务端配置参数修改结束后等待TCP连接关闭，在线配置客户端关闭TCP连接，结束配置流程。

图2为配置参数在线修改处理流程，如图2所示，配置参数修改流程为：

a：首先操作用户通过在线配置客户端人机界面进行参数修改，然后客户端发送修改配置参数请求消息PARA_REQ_MSG到服务端；

b：在线配置服务端进程接收修改配置参数请求消息PARA_REQ_MSG后解析，进入用户合法性逻辑判断模块；

c：用户合法性逻辑判断模块获取配置参数请求消息中的用户名，在用户注册中心中检查是否已经注册，如果该用户已经在用户注册中心中注册则发送配置参数请求消息到应用系统消息总线，否则，发送配置参数否定确认消息PARA_ACK_MSG到在线配置客户端；

d：嵌入式设备应用进程从应用系统消息总线接收参数请求消息并解析，获取进程ID标识，如果进程ID是本应用进程ID则进入运行参数映射表更新模块，否则，抛弃此参数请求消息；

e：参数映射表更新模块获取解析后参数请求消息中的参数索引、参数类型、参数名称及参数值，根据参数索引指定运行参数映射表对应行为待修改参数项，并检查待修改项中的参数名称和参数类型与请求消息中的参数名称和参数类型是否匹配，如果匹配则把进程运行参数映射表待修改项中的参数值更新为请求消息中的参数值，同时发送肯定确认消息到客户端，否则，发送否定确认消息；

f：重复上述步骤，直到需要修改的参数修改完成。

本发明另一方面提供一种用于嵌入式设备的配置信息在线自动生效系统，包括在线配置客户端，在线配置服务端，消息总线以及若干嵌入式设备应用进程。

所述在线配置客户端，能够通过TCP方式与在线配置服务端建立网络连接；提供用户操作交互界面，用户通过认证消息和配置参数消息，分别进行用户认证和参数修改。

所述在线配置服务端接收所述在线配置客户端发送的TCP连接请求，并在空闲时建立连接；响应所述客户端的认证消息，并在认证成功后接收所述在线配置客户端的配置参数消息，根据应用进程标识ID通过消息总线分发对应给嵌入式设备应用进程；将配置结果发送给所述在线配置客户端。

所述嵌入式设备应用进程运行在对应的嵌入式设备上，通过消息总线接收所述配置参数消息进行配置，通过消息总线将配置结果反馈给所述在线配置服务端。

进一步地，所述在线配置服务端包括用户合法性逻辑判断模块，用户合法性逻辑判断模块获取所述配置参数消息中的用户名，在用户注册中心中检查是否已经注册，并接收用户注册中心发布的查询结果，判断是否认证成功。

进一步地，所述在线配置客户端与所述在线配置服务端采用C/S体系架构；所述消息总线采用消息订阅、发布机制。

进一步地，所述嵌入式设备应用进程包括解析模块以及参数映射表更新模块。

所述解析模块接收来自所述消息总线的配置参数消息，并解析获得应用进程标识ID，如果是本嵌入式设备应用进程的ID，则解析配置参数消息，获得参数索引、参数类型、参数名称及参数值，并发送给所述参数映射表更新模块；否则，抛弃该配置参数消息。

所述参数映射表更新模块根据参数索引指定运行进程配置参数内存映射表对应行为待修改参数项，并检查待修改项中的参数名称和参数类型与请求消息中的参数名称和参数类型是否匹配，如果匹配则把进程配置参数内存映射表待修改项中的参数值更新为请求消息中的参数值，并通过消息总线发送确认消息；否则，通过消息总线发送否定确认消息。

综上所述，本发明一种用于智能变电站嵌入式设备的配置信息在线自动生效方法及系统，系统包括在线配置客户端、在线配置服务端、消息总线及若干嵌入式设备应用进程。在线配置客户端实现嵌入式设备参数配置人机界面及与在线配置服务端的数据交互功能，兼具远程和本地两种部署方式；在线配置服务端实现在线配置客户端配置信息的接收及通过进程间消息总线与应用进程之间的数据交互；消息总线是在线配置服务进程与嵌入式应用以及嵌入式应用之间的数据传输通道，完成进程之间的消息交互功能；嵌入式设备应用通过消息总线接收消息，并根据进程ID、消息类型及参数名称实时更新应用自身参数表内存空间数据达到配置信息在线自动生效目的。本方法可以使嵌入式设备修改配置参数后不经过重启系统就能使配置参数实时在线自动生效。

应当理解的是，本发明的上述具体实施方式仅仅用于示例性说明或解释本发明的原理，而不构成对本发明的限制。因此，在不偏离本发明的精神和范围的情况下所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。此外，本发明所附权利要求旨在涵盖落入所附权利要求范围和边界、或者这种范围和边界的等同形式内的全部变化和修改例。

Claims (10)

1.一种用于嵌入式设备的配置信息在线自动生效方法，其特征在于，包括：

启动在线配置客户端，通过TCP方式与在线配置服务端建立网络连接；

所述在线配置服务端接收所述在线配置客户端发起的TCP连接请求，并在空闲时建立连接；

当需要更新配置信息时，所述在线配置客户端发送认证消息，所述在线配置服务端响应所述客户端的认证消息，并在认证成功后，接收所述在线配置客户端的配置参数消息并根据应用进程标识ID通过消息总线分发给对应嵌入式设备应用进程；

嵌入式设备应用进程接收所述配置参数消息进行配置，通过消息总线将配置结果反馈给所述在线配置服务端；所述在线配置服务端将配置执行结果发送给所述在线配置客户端。

2.根据权利要求1所述的用于嵌入式设备的配置信息在线自动生效方法，其特征在于，所述在线配置客户端与所述在线配置服务端采用C/S体系架构；所述消息总线采用消息订阅、发布机制。

3.根据权利要求1或2所述的用于嵌入式设备的配置信息在线自动生效方法，其特征在于，所述在线配置服务端响应所述客户端的认证消息包括，如果认证失败，则发送认证失败消息，关闭TCP连接；如果认证成功，则发送认证成功消息；则向所述在线配置客户端发送认证成功消息，所述在线配置客户端接收所述在线配置服务端发送的认证成功消息后，通过参数配置界面修改参数并向所述在线配置服务端发送配置参数消息。

4.根据权利要求1或2所述的用于嵌入式设备的配置信息在线自动生效方法，其特征在于，所述嵌入式设备应用进程操作流程包括：

所述嵌入式设备应用进程初始化后，建立进程配置参数内存映射表、订阅实时生效配置参数消息；

所述嵌入式设备应用进程接收来自所述消息总线的配置参数消息，并解析获得应用进程标识ID，如果是本嵌入式设备应用进程的ID则进行进程配置参数内存映射表更新；否则，抛弃该配置参数消息。

5.根据权利要求1或2所述的用于嵌入式设备的配置信息在线自动生效方法，其特征在于，进行参数映射表更新包括：解析配置参数消息，获得参数索引、参数类型、参数名称及参数值，根据参数索引指定运行进程配置参数内存映射表对应行为待修改参数项，并检查待修改项中的参数名称和参数类型与请求消息中的参数名称和参数类型是否匹配，如果匹配则把进程配置参数内存映射表待修改项中的参数值更新为请求消息中的参数值，同时发送确认消息；否则，发送否定确认消息。

6.根据权利要求1或2所述的用于嵌入式设备的配置信息在线自动生效方法，其特征在于，用户通过所述在线配置客户端的人机界面进行配置参数修改后生成后所述认证消息和所述配置参数消息。

7.一种用于嵌入式设备的配置信息在线自动生效系统，其特征在于，包括在线配置客户端、在线配置服务端、消息总线以及若干嵌入式设备应用进程；

所述在线配置客户端，通过TCP方式与在线配置服务端建立网络连接后，登录用户操作界面进行身份认证；通过操作交互界面，用户进行配置参数修改后生成配置参数消息并发送至在线配置服务端；

所述在线配置服务端接收所述在线配置客户端发送的TCP连接请求，并在空闲时建立连接；响应所述客户端的认证消息，并在认证成功后接收所述在线配置客户端的配置参数消息，根据应用进程标识ID通过消息总线分发对应给嵌入式设备应用进程；将执行结果发送给所述在线配置客户端；

所述嵌入式设备应用进程运行在对应的嵌入式设备上，通过消息总线接收所述配置参数消息进行配置，通过消息总线将执行结果反馈给所述在线配置服务端。

8.根据权利要求7所述的用于嵌入式设备的配置信息在线自动生效系统，其特征在于，所述在线配置服务端包括用户合法性逻辑判断模块，所述在线配置客户端将认证消息发送至所述在线配置服务端进行认证，用户合法性逻辑判断模块获取所述认证消息中的用户名及认证码，在用户注册中心中检查该用户是否被注册及认证码是否匹配，并接收用户注册中心发送的认证查询结果消息，判断是否认证成功。

9.根据权利要求7或8所述的用于嵌入式设备的配置信息在线自动生效系统，其特征在于，所述在线配置客户端与所述在线配置服务端采用C/S体系架构；所述消息总线采用消息订阅、发布机制。

10.根据权利要求7或8所述的用于嵌入式设备的配置信息在线自动生效系统，其特征在于，所述嵌入式设备应用进程包括解析模块以及参数映射表更新模块；

所述解析模块接收来自所述消息总线的配置参数消息，并解析获得应用进程标识ID，如果是本嵌入式设备应用进程的ID，则解析配置参数消息，获得参数索引、参数类型、参数名称及参数值，并发送给所述参数映射表更新模块；否则，抛弃该配置参数消息；

所述参数映射表更新模块根据参数索引来定位运行进程配置参数内存映射表对应行为待修改参数项，并检查待修改项中的参数名称和参数类型与请求消息中的参数名称和参数类型是否匹配，如果匹配则把进程配置参数内存映射表待修改项中的参数值更新为请求消息中的参数值，并通过消息总线发送肯定确认消息；否则，通过消息总线发送否定确认消息。