CN112615896B - 基于物联网协议的变电站远程运维人机交互系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于物联网协议的变电站远程运维人机交互系统，该系统包括：物联主站、变电站边缘网关和人机交互系统，所述人机交互系统部署在变电站边缘网关上，边缘网关上电后，根据预先配置的物联主站地址和端口信息，自动向物联主站发送上线接入请求，验证后，实现物联主站自动发现边缘网关；所述人机交互系统用于与测控装置相关信息的交互，物联主站主动向变电站边缘网关发起相关信息的配置请求，实现将测控装置的相关信息在物联主站上同步交互；根据运维人员对测控装置远程运维的需求，通过在边缘网关部署远程运维人机交互系统，并采用对应的方法实现对测控装置设备的操作管理，显著提升运维人员的工作效率。

Description

基于物联网协议的变电站远程运维人机交互系统及方法

技术领域

本发明涉及电网技术领域，具体涉及一种基于物联网协议的变电站远程运维人机交互系统及方法。

背景技术

随着电网规模的不断扩大，变电站自动化系统和设备运维检修压力大，任务多，全省各级二次检修部门基本处于缺编状态，凸显人力资源紧张问题。目前变电站自动化系统和设备的运维检修，主要通过现场维护的方式，方式上较为简单直接，对于简单问题的处理和多点作业等表现出路程时间过长，有效工作时间较少等现象。

随着智能变电站的不断建设，引入了当代科技发展的诸多新技术，增强厂站自动化设备装备水平的同时，对运检人员的技能水平提出了更高的要求，运维检修水平与现场应用需求存在一定的差距。现在大多数变电站，特别是许多750kV、500kV等电压等级的变电站还比较偏远，且大多数已实行了无人值班或少人值班。简单的缺陷也需要到现场处理。为保证变电站自动化系统的维护及时性，并解决专业技术人员的短缺及人员数量的客观条件限制等问题，急需开展变电站自动化系统远程运维的建设。

现有远程运维技术手段无法做到直接对测控装置的操作，不能直接观察到液晶面板的状态及装置内部参数信息。

综上所述，当前的远程运维技术手段不具备对测控装置的直观操作效果，无法观察到装置的运行状态，满足不了运维人员对二次设备的远程操作需求。

发明内容

发明目的：为了克服现有技术的不足，本发明提供一种基于物联网协议的变电站远程运维人机交互系统，该系统可以解决无法观察测控装置面板以及运行状态，进而导致运维效率以及准确率低的问题，本发明还提供一种基于物联网协议的变电站远程运维人机交互方法。

技术方案：根据本发明的第一方面，提供基于物联网协议的变电站远程运维人机交互系统，该系统运行在边缘网关上，实现与物联主站和测控装置通讯。边缘网关上电后，根据预先配置的物联主站地址和端口信息，自动向物联主站发送上线接入请求，验证后，实现物联主站自动发现并接入边缘网关；

所述人机交互系统用于与测控装置相关信息的交互，物联主站主动向变电站边缘网关发起相关信息的配置请求，实现将测控装置的相关信息在物联主站上同步交互。

进一步的，包括：

所述人机交互系统与测控装置交互信息包括人机交互系统显示测控装置的液晶视频信息，进而实现将测控装置的所述相关信息在物联主站上同步交互，方法为：

变电站边缘网关与FLV视频流服务建立连接，并定时发送心跳，FLV视频流服务给所述变电站边缘网关发送响应消息体的HTTP状态码和返回消息体，变电站边缘网关根据响应消息体的http状态码和返回消息体判断操作是否成功，物联主站收到边缘网关上送的FLV格式视频包后解析并以画面形式展示，实现物联主站与测控装置的通讯与管理。

进一步的，包括：

所述人机交互系统还传输测控装置的按键类操作信息，且物联主站与所述测控装置实现通讯，方法包括：

若测控装置只存在默认按键配置表，则变电站边缘网关通过人机交互系统获取指定装置的自定义按键配置信息，

否则，如果装置有默认按键配置表之外的按键定义，则物联主站通过对应的按键定义接口获取对应按键的键值，当物测控装置触发按键动作时，携带该键值发送按键命令信息，包括按键配置列表、按键名称、按键键值，把所述按键命令信息以JSON格式文件传输到物联主站，物联主站收到后解析，实现物联主站通过边缘网关部署的人机交互系统与测控装置进行交互。

进一步的，包括：

所述人机交互系统还传输测控装置的画面数据，且物联主站与所述测控装置实现通讯，方法包括：

人机交互系统对测控装置画面数据进行压缩，之后变电站边缘网关与物联主站建立视频流连接，采用视频流方式实时传输到物联主站，物联主站解析后同步展示，实现和测控装置本地画面同步的效果。

进一步的，包括：

人机交互系统还传输测控装置的LED指示灯告警信息，且物联主站与所述测控装置实现通讯，通讯方法包括：

变电站边缘网关通过人机交互系统获取指示灯色彩配置与指示灯状态，并以JSON格式数据上传到物联主站；物联主站接收到JSON数据后解析，并在物联主站上进行展示。

进一步的，包括：

物联主站主动向变电站边缘网关发起相关业务的配置请求，实现将测控装置的相关业务在物联主站上同步，交互采用的协议是MQTT协议。

根据本发明的第二方面，提供一种基于物联网协议的变电站远程运维人机交互方法，该方法包括：

边缘网关上电后，根据预先配置的物联主站地址和端口信息，自动向物联主站发送上线接入请求，验证后，实现边缘网关自动发现并接入到物联主站；

在变电站边缘网关上部署人机交互系统；

物联主站主动向变电站边缘网关发起相关业务的配置请求，将测控装置的相关业务在物联主站上同步交互，实现对测控装置的通讯与管理。

有益效果：本发明在变电站部署边缘网关，并通过物联网技术实现边缘网关上电后自动接入到物联主站平台，大大减少变电站设备接入的工作量。根据运维人员对测控装置远程运维的需求，通过在边缘网关部署远程运维人机交互系统，并采用对应的方法实现对测控装置设备的操作管理，显著提升运维人员的工作效率。

附图说明

图1为本发明实施例交互系统使用流程图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，并不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明提供一种基于物联网协议的变电站远程运维人机交互系统，该系统包括：物联主站、变电站边缘网关、人机交互系统以及待测测控装置。

人机交互系统部署在变电站边缘网关上，边缘网关上电后，根据预先配置的物联主站地址和端口信息，自动向物联主站发送上线接入请求，包括主站平台经过网关基本配置信息(SN、IP、PORT)验证后，实现边缘网关自动发现并接入到物联主站；

人机交互系统用于与测控装置相关信息的交互，相关信息为测控装置的液晶视频信息、按键类操作信息、测控装置的画面数据以及测控装置的LED指示灯告警信息。

如图1，物联主站主动向变电站边缘网关发起相关业务的配置请求，采用的协议是MQTT协议，物联主站首先发起获取测控装置LED配置请求，LED状态请求，边缘网关对LED配置和状态分别进行回复；以及物联主站发起获取LED液晶配置请求，边缘网关对LED液晶配置请求进行回复；之后物联主站与边缘网关建立视频连接，开始获取测控装置视频流服务。

针对上述相关信息的请求，分别为：

人机交互系统与测控装置交互信息包括人机交互系统传输测控装置的液晶视频信息，进而实现将测控装置的所述相关信息在物联主站上同步交互，具体方法为：

物联主站向变电站边缘网关发送液晶视屏连接管理请求，边缘网关发送连接状态码给物联主站；

物联主站收到连接状态码后，向边缘网关发送FLV视频流服务，并定时发送心跳，发送心跳的间隔小于15s，FLV视频流服务给变电站边缘网关发送响应消息体的HTTP状态码和返回消息体，变电站边缘网关根据响应消息体的http状态码和返回消息体判断操作是否成功，并发送给物联主站，物联主站收到边缘网关上送的FLV格式视频包后解析并以画面形式展示，实现物联主站与测控装置的通讯与管理。

人机交互系统还传输测控装置的按键类操作信息，且物联主站与所述测控装置实现通讯，方法包括：

物联主站向边缘网关发送获取装置按键配制的请求，边缘网关

若发现测控装置只存在默认按键配置表，则变电站边缘网关通过人机交互系统获取指定装置的自定义按键配置信息，

否则，如果装置有默认按键配置表之外的按键定义，则物联主站通过对应的按键定义接口获取对应按键的键值，当物联主站触发按键动作时，携带该键值发送按键命令信息，包括按键配置列表、按键名称、按键键值，把按键命令信息以JSON格式文件传输到物联主站，物联主站收到后解析，实现物联主站通过边缘网关部署的人机交互系统与测控装置进行交互。

人机交互系统还传输测控装置的画面数据，且物联主站与测控装置实现通讯，方法包括：

人机交互系统对测控装置画面数据进行压缩，之后变电站边缘网关与物联主站建立视频流连接，采用视频流方式实时传输到物联主站，物联主站解析后同步展示，实现和测控装置本地画面同步的效果。

人机交互系统还显示测控装置的LED指示灯告警信息，且物联主站与测控装置实现通讯，通讯方法包括：

LED指示灯告警信息包括LED色彩配制信息、LED状态信息以及LED液晶配置信息，LED状态信息对应到状态值的bit位，亮灯颜色，灭灯颜色，指示灯名称。

物联主站从边缘网关获取装置LED配置请求，边缘网关对物联主站进行LED配制应答；物联主站从边缘网关获取装置LED状态请求，边缘网关进行状态回复；物联主站从边缘网关获取LED液晶配置请求，边缘网关进行液晶配置回复。

具体的，变电站边缘网关通过人机交互系统获取指示灯色彩配置与指示灯状态，并以JSON格式数据上传到物联主站；物联主站接收到JSON数据后解析，并在物联主站上进行展示。

通过采用物联网技术，接入变电站边缘网关及二次设备测控装置，并与测控装置进行业务交互，实现对测控装置的远程按键交互，状态指示灯监视以及液晶画面同步显示，达到和本地同样操作效果的运维目的，缩短了运维时间，提高了运维效率。

根据本发明的第二方面，提供一种基于物联网协议的变电站远程运维人机交互方法，该方法包括：

边缘网关上电后，根据预先配置的物联主站地址和端口信息，自动向物联主站发送上线接入请求，验证后，实现边缘网关自动发现并接入到物联主站；

在变电站边缘网关上部署人机交互系统；

物联主站主动向变电站边缘网关发起相关业务的配置请求，将测控装置的相关业务在物联主站上同步交互，实现对测控装置的通讯与管理。

基于与方法实施例相同的技术构思，根据本发明的另一实施例，提供一种计算机装置，所述装置包括：一个或多个处理器；存储器；以及一个或多个程序，其中所述一个或多个程序被存储在所述存储器中，并且被配置为由所述一个或多个处理器执行，所述程序被处理器执行时实现方法实施例中的各步骤。

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步骤。

最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，而未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，其均应涵盖在本发明的权利要求保护范围之内。

Claims (5)

1.一种基于物联网协议的变电站远程运维人机交互系统，其特征在于，该系统包括：物联主站、变电站边缘网关和人机交互系统，所述人机交互系统部署在变电站边缘网关上，边缘网关上电后，根据预先配置的物联主站地址和端口信息，自动向物联主站发送上线接入请求，验证后，实现物联主站自动发现边缘网关；

所述人机交互系统用于与测控装置相关信息的交互，物联主站主动向变电站边缘网关发起相关信息的配置请求，实现将测控装置的相关信息在物联主站上同步交互；

所述人机交互系统与测控装置交互信息包括人机交互系统显示测控装置的液晶视频信息，进而实现将测控装置的所述相关信息在物联主站上同步交互，方法为：

变电站边缘网关与FLV视频流服务建立连接，并定时发送心跳，FLV视频流服务给所述变电站边缘网关发送响应消息体的HTTP状态码和返回消息体，变电站边缘网关根据响应消息体的http状态码和返回消息体判断操作是否成功，物联主站收到边缘网关上送的FLV格式视频包后解析并以画面形式展示，实现物联主站与测控装置的通讯与管理；

所述人机交互系统还显示测控装置的按键类操作信息，且物联主站与所述测控装置实现通讯，方法包括：

若测控装置只存在默认按键配置表，则变电站边缘网关通过人机交互系统获取指定装置的自定义按键配置信息，

否则，如果装置有默认按键配置表之外的按键定义，则物联主站通过对应的按键定义接口获取对应按键的键值，当测控装置触发按键动作时，携带该键值发送按键命令信息，包括按键配置列表、按键名称、按键键值，把所述按键命令信息以JSON格式文件传输到物联主站，物联主站收到后解析，实现物联主站通过边缘网关部署的人机交互系统与测控装置进行交互。

2.根据权利要求1所述的基于物联网协议的变电站远程运维人机交互系统，其特征在于，所述人机交互系统还传输测控装置的画面数据，且物联主站与所述测控装置实现通讯，方法包括：

人机交互系统对测控装置画面数据进行压缩，之后变电站边缘网关与物联主站建立视频流连接，采用视频流方式实时传输到物联主站，物联主站解析后同步展示，实现和测控装置本地画面同步的效果。

3.根据权利要求1所述的基于物联网协议的变电站远程运维人机交互系统，其特征在于，人机交互系统还显示测控装置的LED指示灯告警信息，且物联主站与所述测控装置实现通讯，通讯方法包括：

变电站边缘网关通过人机交互系统获取指示灯色彩配置与指示灯状态，并以JSON格式数据上传到物联主站；物联主站接收到JSON数据后解析，并在物联主站上进行展示。

4.根据权利要求1所述的基于物联网协议的变电站远程运维人机交互系统，其特征在于，所述物联主站主动向变电站边缘网关发起相关业务的配置请求，实现将测控装置的相关业务在物联主站上同步交互，采用的协议是MQTT协议。

5.一种基于物联网协议的变电站远程运维人机交互方法，该方法包括：

边缘网关上电后，根据预先配置的物联主站地址和端口信息，自动向物联主站发送上线接入请求，验证后，实现物联主站自动发现并接入边缘网关；

在变电站边缘网关上部署人机交互系统；

物联主站主动向变电站边缘网关发起相关业务的配置请求，将测控装置的相关业务在物联主站上同步交互，实现对测控装置的通讯与管理；

所述人机交互系统用于与测控装置相关信息的交互，物联主站主动向变电站边缘网关发起相关信息的配置请求，实现将测控装置的相关信息在物联主站上同步交互；

所述人机交互系统与测控装置交互信息包括人机交互系统显示测控装置的液晶视频信息，进而实现将测控装置的所述相关信息在物联主站上同步交互，方法为：

变电站边缘网关与FLV视频流服务建立连接，并定时发送心跳，FLV视频流服务给所述变电站边缘网关发送响应消息体的HTTP状态码和返回消息体，变电站边缘网关根据响应消息体的http状态码和返回消息体判断操作是否成功，物联主站收到边缘网关上送的FLV格式视频包后解析并以画面形式展示，实现物联主站与测控装置的通讯与管理；

所述人机交互系统还显示测控装置的按键类操作信息，且物联主站与所述测控装置实现通讯，方法包括：

若测控装置只存在默认按键配置表，则变电站边缘网关通过人机交互系统获取指定装置的自定义按键配置信息，

否则，如果装置有默认按键配置表之外的按键定义，则物联主站通过对应的按键定义接口获取对应按键的键值，当测控装置触发按键动作时，携带该键值发送按键命令信息，包括按键配置列表、按键名称、按键键值，把所述按键命令信息以JSON格式文件传输到物联主站，物联主站收到后解析，实现物联主站通过边缘网关部署的人机交互系统与测控装置进行交互。

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