CN116723235B - 智慧开关控制单元、硬件架构、功能实现方法及智慧开关 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种智慧开关控制单元、硬件架构、功能实现方法及智慧开关，属于低压电气技术领域。智慧开关控制单元包括：消息代理服务器和多个APP；各个APP之间采用发布订阅模式进行数据传输；消息代理服务器为发布订阅模式中的代理，各个APP为发布订阅模式中的发布者或订阅者；其中，每一个APP对应实现智慧开关的一个功能，其中一个APP用于实现外部通信功能。APP之间消息实现异步收发，每个APP可独立开发、调试、管理，即使发生异常也不会影响其他APP和系统整体运行，提高了智慧开关控制单元的稳定性。可以实现智慧开关软件并行开发，提高了开发效率。
Description
技术领域
本发明涉及低压电气技术领域，具体地涉及一种智慧开关控制单元、一种智慧开关控制单元硬件架构、一种智慧开关功能实现方法、一种智慧开关功能实现装置、一种智慧开关、一种机器可读存储介质及一种处理器。
背景技术
智慧开关将控制、计量及通信等功能融于一体，集成了传统的断路器、熔断器、接触器、过载或过流、断相保护继电器、起动器、隔离器等低压电器的主要功能，可以更好地完成线路开断任务和提高开断的可靠性，实现断路器的智能化操作，是传统的断路器、接触器、热继电器、熔断器等低压电器的最佳替代产品。
智慧开关中包括智能控制单元，这种智能型控制单元的核心是嵌入式微处理器，其功能不但覆盖了全部脱扣器的保护功能(如短路保护、过流过热保护、漏电保护、缺相保护等)，而且还能够测量和显示电路中的各种参数(电流、电压、功率、功率因素等)。各种保护功能的动作参数也可以显示、设定和修改，还扩充了报警、数据记忆及通信等功能。
现有的智能控制单元的各个功能实现之间有关联，导致在需要处理的任务较多时，经常出现异常甚至死机现象。
发明内容
本发明实施例的目的是提供一种智慧开关控制单元、一种智慧开关控制单元硬件架构、一种智慧开关功能实现方法、一种智慧开关功能实现装置、一种智慧开关、一种机器可读存储介质及一种处理器。该智慧开关控制单元将软件功能APP化，采用发布订阅模式解耦各个APP，使得智慧开关控制单元在需要处理的任务较多时，异常概率大大降低，不会出现死机现象。
为了实现上述目的，本申请第一方面提供一种智慧开关控制单元，包括：消息代理服务器和多个APP；
各个APP之间采用发布订阅模式进行数据传输；
所述消息代理服务器为发布订阅模式中的代理，各个APP为发布订阅模式中的发布者或订阅者；其中，多个APP中每一个APP对应实现智慧开关的一个功能，多个APP中的一个APP用于实现外部通信功能。
在本申请实施例中，所述消息代理服务器包括安全管理中心模块，所述安全管理中心模块用于对各个APP进行注册认证。
在本申请实施例中，所述安全管理中心模块还用于对各个APP进行档案管理。
在本申请实施例中，所述安全管理中心模块还用于获取各个APP定时发送的心跳消息，并根据各个APP发送的心跳消息判断是否出现异常事件。
在本申请实施例中，所述安全管理中心模块还用于在确定出现异常事件的情况下，将异常事件发送至电网管理主站。
在本申请实施例中，所述多个APP包括显示按键APP和对外通信APP；
所述显示按键APP用于显示智慧开关中的各种数据；还用于设置基本保护定值和参数；
所述对外通信APP用于实现外部通信功能。
在本申请实施例中，所述多个APP还包括保护APP，所述保护APP用于实现智慧开关中的保护功能。
在本申请实施例中，所述多个APP还包括数据中心APP，所述数据中心APP用于实现智慧开关中的数据处理功能。
在本申请实施例中，所述多个APP还包括拓扑逻辑APP，所述拓扑逻辑APP用于实现智慧开关中的拓扑识别功能。
本申请第二方面提供一种智慧开关控制单元硬件架构，用于实现上述的智慧开关控制单元，包括：
多个处理器，各个处理器之间互相连接；
所述智慧开关控制单元中的消息代理服务器和多个APP分别按照预设的处理器处理任务设置于不同的处理器中。
在本申请实施例中，所述多个APP包括显示按键APP、基本保护APP、附加保护APP、数据中心APP、拓扑逻辑APP和对外通信APP；所述处理器包括第一处理器和第二处理器；
所述基本保护APP设置于所述第一处理器中；
所述消息代理服务器、显示按键APP、附加保护APP、数据中心APP、拓扑逻辑APP和对外通信APP均设置于所述第二处理器中。
在本申请实施例中，所述基本保护APP用于通过控制相应引脚的状态变化，实现对一次侧继电器和脱扣器的控制。
在本申请实施例中，所述基本保护APP还用于检测引脚变化来实现分合闸检测。
在本申请实施例中，所述基本保护APP还用于采集剩余电流和保护电流。
在本申请实施例中，所述第二处理器连接有载波模块，通过所述对外通信APP与所述载波模块交互，实现载波通信功能。
在本申请实施例中，所述第二处理器还用于获取工频电流和/或工频电压。
在本申请实施例中，所述第二处理器通过IIC接口与温湿度芯片连接。
在本申请实施例中，所述拓扑逻辑APP用于建立设备间的拓扑关系。
本申请第三方面提供一种智慧开关控制单元功能实现方法，应用于上述的智慧开关控制单元，包括：
由实现外部通信功能的APP获取控制指令，并基于所述控制指令发布对应的主题消息至消息代理服务器；所述控制指令由外部设备发出；
由所述消息代理服务器将所述主题消息推送至对应的APP；
由所述APP实现所述主题消息对应的操作，并根据操作结果发布对应的主题消息至所述消息代理服务器；
由所述消息代理服务器将根据操作结果发布的主题消息推送至所述用于实现外部通信功能的APP；
由所述实现外部通信功能的APP基于根据所述操作结果发布的主题消息，生成结果信息，并将结果信息发送至所述外部设备。
在本申请实施例中，还包括：对各个APP进行注册认证。
在本申请实施例中，所述消息代理服务器包括安全管理中心模块，所述对各个APP进行注册认证，包括：
由各个APP分别发送注册信息至所述安全管理中心模块；
由所述安全管理中心模块将各个APP的注册信息分别与预先配置的APP注册档案进行对比，得到各个APP的注册认证结果。
在本申请实施例中，还包括：由所述安全管理中心模块对各个APP进行档案管理。
在本申请实施例中，在各个APP完成注册认证之后，还包括：各个APP订阅主题的过程。
在本申请实施例中，所述各个APP订阅主题的过程，包括：
由各个APP分别发送各自的订阅主题请求至所述消息代理服务器；
由所述消息代理服务器对各个APP的订阅主题进行订阅确认。
在本申请实施例中，还包括：
获取各个APP定时发送的心跳消息；
根据各个APP发送的心跳消息判断是否出现异常事件。
在本申请实施例中，还包括：
在确定出现异常事件的情况下，将异常事件发送至电网管理主站。
本申请第四方面提供一种智慧开关控制单元功能实现装置，应用于上述的智慧开关控制单元，包括：
第一发布模块，用于使得由实现外部通信功能的APP获取控制指令，并基于所述控制指令发布对应的主题消息至消息代理服务器；所述控制指令由外部设备发出；
第一推送模块，用于使得所述消息代理服务器将所述主题消息推送至对应的APP；
第二发布模块，用于使得所述APP实现所述主题消息对应的操作，并根据操作结果发布对应的主题消息至所述消息代理服务器；
第二推送模块，用于使得所述消息代理服务器将根据操作结果发布的主题消息推送至所述实现外部通信功能的APP；
发送模块，用于使得由所述实现外部通信功能的APP根据所述操作结果发布的主题消息，生成结果信息，并将结果信息发送至所述外部设备。
在本申请实施例中，还包括：
注册认证模块，用于对各个APP进行注册认证。
在本申请实施例中，所述消息代理服务器包括安全管理中心模块，所述注册认证模块包括：
发送单元，用于由各个APP分别发送注册信息至所述安全管理中心模块；
对比单元，用于由所述安全管理中心模块将各个APP的注册信息分别与预先配置的APP注册档案进行对比，得到各个APP的注册认证结果。
在本申请实施例中，还包括：
管理模块，用于由所述安全管理中心模块对各个APP进行档案管理。
在本申请实施例中，还包括：
订阅模块，用于在各个APP完成注册认证之后，实现各个APP订阅主题的过程。
在本申请实施例中，所述订阅模块包括：
请求发送单元，用于由各个APP分别发送各自的订阅主题请求至所述消息代理服务器；
订阅确认单元，用于由所述消息代理服务器对各个APP的订阅主题进行订阅确认。
在本申请实施例中，还包括：
心跳获取模块，用于获取各个APP定时发送的心跳消息；
异常判断模块，用于根据各个APP发送的心跳消息判断是否出现异常事件。
在本申请实施例中，还包括：
异常发送模块，用于在确定出现异常事件的情况下，将异常事件发送至电网管理主站。
本申请第五方面提供一种智慧开关，包括上述的智慧开关控制单元。
本申请第六方面提供一种处理器，被配置成执行上述的智慧开关控制单元功能实现方法。
本申请第七方面提供一种机器可读存储介质，该机器可读存储介质上存储有指令，该指令在被处理器执行时使得所述处理器被配置成执行上述的智慧开关控制单元功能实现方法。
通过上述技术方案，通过在智慧开关控制单元中设置消息代理服务器和多个APP；各个APP之间采用发布订阅模式进行数据传输，从而可以将智慧开关中的软件功能APP化，采用上述发布订阅模式，发布订阅双方之间不再强耦合在一起，订阅者是否需要订阅只需留下订阅信息，发布者的某些变动也不会影响到订阅者，各个APP之间完全解耦，APP之间消息实现异步收发，无需知晓消息对端存在，每个APP可独立开发、调试、管理，即使发生异常也不会影响其他APP和系统整体运行，因此，在需要处理的任务较多时，异常概率大大降低，不会出现死机现象，提高了智慧开关控制单元的稳定性。由于APP使用的系统资源相互独立，采用发布/订阅设计模式解耦各个APP，让APP开发者在开发APP时，可以专注于核心功能而无需关心APP之间的数据交互方式，实现各个APP独立开发、调试、升级、管理，从而可以实现智慧开关软件并行开发，提高了开发效率。同时使软件维护更加简单，可以实现高内聚、低耦合的软件架构。
本发明实施例的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
附图是用来提供对本发明实施例的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明实施例，但并不构成对本发明实施例的限制。在附图中：
图1示意性示出了根据本申请实施例的一种智慧开关软件系统框架图；
图2示意性示出了根据本申请实施例的主题消息发布与推送流程图；
图3示意性示出了根据本申请实施例的一种智慧开关控制单元功能实现流程图；
图4示意性示出了根据本申请实施例的APP注册认证流程图；
图5示意性示出了根据本申请实施例的APP订阅主题流程图；
图6示意性示出了根据本申请实施例的外部设备读取智慧开关内部数据流程图；
图7示意性示出了根据本申请实施例的智慧开关执行拉闸命令流程图；
图8示意性示出了根据本申请实施例的智慧开关双处理器架构图；
图9示意性示出了根据本申请实施例的枢纽4.0轻量级操作系统框架图；
图10示意性示出了根据本申请实施例的智慧开关控制单元功能实现装置的结构框图；
图11示意性示出了根据本申请实施例的计算机设备的内部结构图。
附图标记说明
410-第一发布模块；420-第一推送模块；430-第二发布模块；440-第二推送模块；450-发送模块；A01-处理器；A02-网络接口；A03-内存储器；A04-显示屏；A05-输入装置；A06-非易失性存储介质；B01-操作系统；B02-计算机程序。
具体实施方式
以下结合附图对本发明实施例的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明实施例，并不用于限制本发明实施例。
需要说明的是，若本申请实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本申请要求的保护范围之内。
请参看图1-图2，图1示意性示出了根据本申请实施例的一种智慧开关软件系统框架图；图2示意性示出了根据本申请实施例的主题消息发布与推送流程图。本实施例提供的智慧开关控制单元将软件功能APP化，采用发布订阅设计模式解耦各个APP，让APP开发者专注于核心功能而无需关心APP模块之间的数据交互方式，实现高内聚、低耦合的软件架构。需要说明的是，本实施例提到的智慧开关用于低压配电领域，属于低压智能断路器。
本实施例提供一种智慧开关控制单元，包括：消息代理服务器和多个APP；各个APP之间采用发布订阅模式进行数据传输；所述消息代理服务器为发布订阅模式中的代理，各个APP为发布订阅模式中的发布者或订阅者；其中，多个APP中每一个APP对应实现智慧开关的一个功能，多个APP中的一个APP用于实现外部通信功能。
在本实施例中，上述消息代理服务器是通过软件构建的具有服务器功能的应用。上述APP（Application）是安装在智慧开关控制单元中的应用程序，用于实现智慧开关的各种功能。需要说明的是，多个APP可以是根据需要设置不同的应用，以实现不同的功能，其中一个是实现与外部进行通信功能。比如：多个APP包括显示按键APP、保护APP、数据中心APP、拓扑逻辑APP、对外通信APP等，其中，显示按键APP用于显示采集断路器的电气量，开关位置、保护事件、告警事件等，并支持基本保护定值设置，通信参数设置等；保护APP负责保护逻辑实现、断路器分合闸动作控制、保护事件如欠压、断相等记录并上报等保护相关功能；数据中心APP负责断路器各类电气量（电能量等)、非电气量(控制器温湿度等)数据的采集、存储，数据统计记录等；拓扑逻辑APP负责拓扑数据调制、收发、记录等相关工作，支持拓扑识别功能；对外通信APP实现载波、RS485、蓝牙通信与通信协议报文解析等功能。
在软件架构中，发布订阅是一种消息模式，消息的发送者（称为发布者）不会将消息直接发送给特定的接收者（称为订阅者）。而是将发布的消息分为不同的类别，无需了解哪些订阅者（如果有的话）可能存在。同样的，订阅者可以表达对一个或多个类别的兴趣，只接收感兴趣的消息，无需了解哪些发布者（如果有的话）存在。
其中，消息代理服务器负责APP消息发布、订阅、推送等服务。其软件架构采用发布/订阅设计模式（Publish/Subscribe Pattern），APP既可以是发布者（Publisher），也可以是订阅者（Subscriber）。APP在通过安全管理中心注册认证后，可向消息代理服务器（Broker）订阅各自关心的主题（Topic），并设置主题优先级（Priority）其中0级最高，以及主题消息推送重发次数（Resend Times），也可向Broker发布消息，由Broker根据消息订阅规则、优先级和推送重发次数向订阅该主题的所有APP分发消息。
上述实现过程中，通过在智慧开关控制单元中设置消息代理服务器和多个APP；各个APP之间采用发布订阅模式进行数据传输，从而可以将智慧开关中的软件功能APP化，采用上述发布订阅模式，发布订阅双方之间不再强耦合在一起，订阅者是否需要订阅只需留下订阅信息，发布者的某些变动也不会影响到订阅者，各个APP之间完全解耦，APP之间消息实现异步收发，无需知晓消息对端存在，每个APP可独立开发、调试、管理，即使发生异常也不会影响其他APP和系统整体运行，因此，在需要处理的任务较多时，异常概率大大降低，不会出现死机现象。由于APP使用的系统资源相互独立，采用发布/订阅设计模式解耦各个APP，让APP开发者在开发APP时，可以专注于核心功能而无需关心APP之间的数据交互方式，实现各个APP独立开发、调试、升级、管理，从而可以实现智慧开关软件并行开发，提高了开发效率。同时使软件维护更加简单。可以实现高内聚、低耦合的软件架构。APP还可以通过配置消息主题优先级及重发次数，可保证智慧开关在现场高负荷运行时对重要业务的及时处理和响应，即使个别APP出现异常也不会影响系统整体和其他APP正常运行，保障了智慧开关在现场运行的稳定性，提高了智慧开关控制单元可靠性。
在一些实施例中，所述消息代理服务器包括安全管理中心模块，安全管理中心模块用于对各个APP进行注册认证。
在本实施例中，所述消息代理服务器中内嵌APP安全管理中心，即安全管理中心模块，其具备APP档案管理、注册认证、通信监控、异常处理等功能。通过APP安全管理中心可以对各个APP进行安全认证，APP上电后需要向APP安全管理中心发送自身ID和认证秘钥（Auth-Key），通过后才可正常运行并与其他APP交互数据。通过在消息代理服务器中设置安全管理中心模块，APP经过安全管理中心模块认证后才可与其他APP交互，以便于对APP进行管理。
在一些实施例中，所述安全管理中心模块还用于获取各个APP定时发送的心跳消息，并根据各个APP发送的心跳消息判断是否出现异常事件。
其中，所述安全管理中心模块还用于在确定出现异常事件的情况下，将异常事件发送至电网管理主站。
在本实施例中，每个APP定时向安全管理中心模块发送心跳消息，若某个APP出现异常导致一段时间内安全管理中心模块未收到心跳，安全管理中心会通过操作系统重启该APP，如果多次重启后仍然异常，安全管理中心会存储该APP异常事件并上报给电网管理主站，运维人员查明异常原因后可单独升级该APP。
上述实现过程中，安全管理中心模块通过接收各个APP发送的心跳消息可以判断是否出现异常，从而实现对APP监控，以便运维人员及时了解异常，增强智慧开关的安全可靠性。通过将APP异常事件并上报给电网管理主站，查明异常原因后可单独升级该APP实现对APP进行通信监控、异常复位，便于对APP进行管理。
通过APP心跳监控机制实现APP异常实时上报，因APP之间完全解耦，使用系统资源相互独立，即可很方便的通过操作系统实现单个APP资源回收、升级，升级过程中无需重启智慧开关和其他运行正常的APP，升级操作对现场配电网管理影响小，使智慧开关控制单元可维护性强。
通过设置安全管理中心模块，如有新的功能需求，可更新和单独升级相关APP，也可直接在此架构系统上开发、加载新的APP，只需在APP安全管理中心配置该APP的档案认证信息即可，使得智慧开关软件可快速迭代。
需要说明的是，上述智慧开关控制单元是基于软件实现，可以是基于任何一种操作系统实现，例如：枢纽4.0轻量级操作系统，请参看图9，图9示意性示出了根据本申请实施例的枢纽4.0轻量级操作系统框架图。该系统采用轻量化、高可靠、灵活性强的设计理，能够实时调度和安全隔离等关键技术，为数据的产生、采集、计算、传输提供安全可靠保障；支持多进程动态装载技术，使得应用与系统能分离开发、独立升级。
本实施例提供一种智慧开关控制单元硬件架构，用于实现上述的智慧开关控制单元，包括多个处理器，各个处理器之间互相连接；所述智慧开关控制单元中的消息代理服务器和多个APP分别按照预设的处理器处理任务设置于不同的处理器中。
在本实施例中，为了提高工作效率以及运行稳定性，可以采用多个处理器进行任务处理，不同的处理器处理不同的任务。例如：采用双处理器硬件框架，两个处理器分别处理各自的任务，以提供一种高可靠与安全性的、便于扩展和维护的系统及装置。
为了便于对方案进行说明，下面以设置两个处理器为例进行说明，请参看图8，图8示意性示出了根据本申请实施例的智慧开关双处理器架构图。
在一些实施例中，所述处理器包括第一处理器和第二处理器；所述基本保护APP设置于所述第一处理器中；
所述消息代理服务器、显示按键APP、附加保护APP、数据中心APP、拓扑逻辑APP和对外通信APP均设置于所述第二处理器中。为了便于说明，下面提及的处理器1就是第一处理器，处理器2就是第二处理器。
处理器1是基于 Cortex-M0内核，超低功耗低成本32位微处理器，内置64KB的SRAM和128K的FLASH，运行基本保护APP，负责处理电机、脱扣器、分合闸检测、剩余电流和保护电流采样、RTC时钟等，实现电流三段保护等功能。处理器2使用高性能的Cortex-M4 32位的RISC内核，内置128Kbit的EEPROM、128Mbit的Flash存储芯片，核心板集成计量芯片，具有高精度测量功能，搭载枢纽4.0轻量级操作系统，运行消息代理服务器、APP安全管理中心、显示按键APP、附加保护APP、数据中心APP、拓扑逻辑APP、对外通信APP等，负责处理载波模块、工频电流、工频电压、温湿度测量、拓扑信号的发送和接收、液晶和按键等。两个处理器之间用串口、IIC和I/O口等进行通信。
其中，处理器1运行基本保护APP，通过控制相应引脚的状态变化，实现对一次侧继电器、脱扣器的控制，从而控制电机工作状态和脱扣器脱扣动作。处理器1还检测相应引脚变化来实现分合闸检测。此外，采样剩余电流和保护电流是通过电流互感器将大电流转化为小的采样电流，再通过滤波电路和取样电路转化为采样电压信号，并通过运放放大幅值后提供给处理器1进行采样计算得出。
处理器2运行对外通信APP，通过串口与载波模块进行交互，实现载波通信功能，具体为处理器2运行对外通信APP，通过串口与载波模块进行交互，上电后载波模块向对外通信APP获取智慧开关地址，并将智慧开关地址作为载波模块通信组网的地址，载波模块通过电力线收发载波信号，解析报文与其他物联网终端进行组网通信。处理器2还运行显示按键APP实现液晶屏 (Liquid Crystal Display，LCD)显示功能。其中，工频电流单元通过电流互感器将大电流转化为小的采样电流，再通过滤波电路和取样电路转化为采样电压信号，提供给计量芯片进行处理分析，计量芯片将结果传送给处理器2。工频电压单元通过电阻分压形式，将末端小电阻的采样电压通过滤波电路输入给计量芯片的电压通道进行处理分析，计量芯片将结果传送给处理器2。所述第二处理器通过IIC接口与温湿度芯片连接，即处理器2还通过IIC接口与温湿度芯片通信，得到硬件核心板的温湿度信号。处理器2还运行拓扑逻辑APP，发送特征信号给拓扑发送电路，拓扑发送电路将特性信号电流发送到设备所在的工频线路上，拓扑接收部分通过识别其他设备发出的特征电流解析出所需要的信号，从而建立设备间的拓扑关系。使用IIC接口与温湿度芯片连接优点在于，IIC总线简单性，只有两条信号线，以及有效性，可根据SCL线上时钟线来判断。由于接口直接在组件之上，因此IIC总线占用的空间非常小，减少了电路板的空间和芯片管脚的数量，降低了互联成本，通信速率适中，扩展性好。
上述实现过程中，通过设置多个处理器，构建得到多处理器智慧开关控制单元硬件架构，使各个APP按照预设的处理器处理任务在对应的处理器中运行，从而降低了功耗，提升了工作效率和运行稳定性。同时，使得智慧开关的硬件资源也较为丰富，有利于智慧开关现场运行的稳定性，有力支撑了后期功能的扩展。
本实施例提供一种智慧开关，包括上述的智慧开关控制单元。
上述实现过程中，通过智慧开关中的智慧开关控制单元设置了消息代理服务器和多个APP；各个APP之间采用发布订阅模式进行数据传输，从而可以将智慧开关中的软件功能APP化，采用上述发布订阅模式，发布订阅双方之间不再强耦合在一起，订阅者是否需要订阅只需留下订阅信息，发布者的某些变动也不会影响到订阅者，各个APP之间完全解耦，APP之间消息实现异步收发，无需知晓消息对端存在，每个APP可独立开发、调试、管理，即使发生异常也不会影响其他APP和系统整体运行，因此，在需要处理的任务较多时，异常概率大大降低，不会出现死机现象，提高了智慧开关控制单元的稳定性。由于APP使用的系统资源相互独立，采用发布/订阅设计模式解耦各个APP，让APP开发者在开发APP时，可以专注于核心功能而无需关心APP之间的数据交互方式，实现各个APP独立开发、调试、升级、管理，从而可以实现智慧开关软件并行开发，提高了开发效率。同时使软件维护更加简单。可以实现高内聚、低耦合的软件架构。APP还可以通过配置消息主题优先级及重发次数，可保证智慧开关在现场高负荷运行时对重要业务的及时处理和响应，即使个别APP出现异常也不会影响系统整体和其他APP正常运行，保障了智慧开关在现场运行的稳定性，提高了智慧开关的可靠性。
本实施例提供一种智慧开关控制单元功能实现方法，请参看图2和图3，图2示意性示出了根据本申请实施例的主题消息发布与推送流程图；图3示意性示出了根据本申请实施例的一种智慧开关控制单元功能实现流程图。该智慧开关控制单元功能实现方法，应用于上述的智慧开关控制单元，包括以下步骤：
步骤210：由实现外部通信功能的APP获取控制指令，并基于所述控制指令发布对应的主题消息至消息代理服务器；所述控制指令由外部设备发出；
步骤220：由所述消息代理服务器将所述主题消息推送至对应的APP；对应的APP可以是一个或多个，具体是发送到所有订阅了该主题的APP。
步骤230：由所述APP实现所述主题消息对应的操作，并根据所述操作结果发布对应的主题消息至所述消息代理服务器；
步骤240：由所述消息代理服务器将根据操作结果发布的主题消息推送至所述用于实现外部通信功能的APP；
步骤250：由所述实现外部通信功能的APP基于根据所述操作结果发布的主题消息，生成结果信息，并将结果信息发送至所述外部设备。
其中，所述消息代理服务器包括安全管理中心模块；所述智慧开关控制单元功能实现方法还包括对各个APP进行注册认证的过程，请参看图4，图4示意性示出了根据本申请实施例的APP注册认证流程图。该APP注册认证的过程包括：
首先，由各个APP分别发送注册信息至所述安全管理中心模块；
然后，由所述安全管理中心模块将各个APP的注册信息分别与预先配置的APP注册档案进行对比，得到各个APP的注册认证结果。
其中，在各个APP完成注册认证之后，还包括各个APP订阅主题的过程，请参看图5，图5示意性示出了根据本申请实施例的APP订阅主题流程图。APP订阅主题的过程包括：
首先，由各个APP分别发送各自的订阅主题请求至所述消息代理服务器；
然后，由所述消息代理服务器对各个APP的订阅主题进行订阅确认。
在本实施例中，APP既可以是发布者（Publisher），也可以是订阅者（Subscriber），在通过安全管理中心模块注册认证后，可向消息代理服务器（Broker）订阅各自关心的主题（Topic），并设置主题优先级和主题消息推送重发次数（Resend Times），也可向Broker发布消息，由Broker根据消息订阅规则、优先级和推送重发次数向订阅该主题的所有APP分发消息。
其中，还包括由所述安全管理中心模块对各个APP进行档案管理。
通过设置安全管理中心模块，如有新的功能需求，可更新和单独升级相关APP，也可直接在此架构系统上开发、加载新的APP，只需在APP安全管理中心配置该APP的档案认证信息即可，使得智慧开关软件可快速迭代。
为了便于对方案进行说明，下面以智慧开关响应外部设备读取数据的消息交互，以及智慧开关响应主站远程控制拉闸命令的消息交互为例，分别对方案进行详细说明。
请参看图6，图6示意性示出了根据本申请实施例的外部设备读取智慧开关内部数据流程图。以智慧开关响应外部设备读取数据的消息交互为例，在系统上电启动后，数据中心APP、对外通信APP分别向消息代理服务器发送注册消息，包含APP ID和认证秘钥：“ID：DataCenter,Auth-Key:******”，“ID：CommAPP,Auth-Key：******”，消息代理服务器转发给APP安全管理中心，APP安全管理中心通过与事先配置的APP注册档案比对后返回认证成功消息。需要说明的是，上述APP注册可以是在上电后，全部进行注册。
数据中心APP在收到认证成功消息后即可订阅数据读取主题：“Topic:ReadData，Priority:0, Resend Times:2”。对外通信APP订阅数据回复主题：“Topic:Reply/DataReply,Priority:0, Resend Times:2”。
对外通信APP收到外界设备通过蓝牙、RS485或HPLC等通信通道获取低压智能断路器相关数据的报文指令后，向消息代理服务器(Broker)发布“ReadData”主题消息，由Broker向数据中心APP推送该消息，数据中心APP发布“DataReply”主题消息返回数据，同样由Broker向对外通信APP推送该消息，以此实现断路器回复外部设备读取相关数据的功能。
请参看图7，图7示意性示出了根据本申请实施例的智慧开关执行拉闸命令流程图。以智慧开关响应主站远程控制拉闸命令的消息交互为例，在系统上电启动后，保护APP、显示按键APP向消息代理服务器发送注册消息，包含内容“ID：ProtectAPP，Auth-Key:******”，“ID：DisPlayAPP，Auth-Key:******”消息代理服务器转发给APP安全管理中心，APP安全管理中心通过与事先配置的APP注册档案比对后返回认证成功消息。
保护APP收到认证成功消息后订阅控制相关主题“Topic:Control，Priority:0，Resend Times:2”，对外通信APP订阅控制命令确认主题“Topic:Ack/ControlAck，Priority:2， Resend Times:1”，对外通信APP、显示按键APP均订阅事件上报主题“Topic:EvtReport，Priority:1， Resend Times:2”。
当对外通信APP收到主站远程拉闸命令后，向消息代理服务器(Broker)发布“Control”主题消息，由Broker向保护APP推送该消息，保护APP收到后发布“ControlAck”主题消息，然后执行拉闸命令成功后发布“EvtReport”主题消息上报闸位变化事件，由Broker向对外通信APP、显示按键APP推送该消息，对外通信APP组织报文向主站上报闸位变化事件表示拉闸成功，显示按键APP显示闸位变化相关信息。
上述实现过程中，由用于实现外部通信功能的APP获取控制指令，并基于所述控制指令发布对应的主题消息至消息代理服务器；所述控制指令由外部设备发出；由所述消息代理服务器将所述主题消息推送至对应的APP；由所述APP实现所述主题消息对应的操作，并根据所述操作结果发布对应的主题消息至所述消息代理服务器；由所述消息代理服务器将所述操作结果发布的主题消息推送至所述用于实现外部通信功能的APP；由用于实现外部通信功能的APP根据所述操作结果发布的主题消息，生成结果信息，并发送至所述外部设备，从而实现APP之间采用发布订阅模式进行数据传输，发布订阅双方之间不再强耦合在一起，订阅者是否需要订阅只需留下订阅信息，发布者的某些变动也不会影响到订阅者，各个APP之间完全解耦，APP之间消息实现异步收发，无需知晓消息对端存在，每个APP可独立开发、调试、管理，即使发生异常也不会影响其他APP和系统整体运行，因此，在需要处理的任务较多时，异常概率大大降低，不会出现死机现象。由于APP使用的系统资源相互独立，采用发布/订阅设计模式解耦各个APP，让APP开发者在开发APP时，可以专注于核心功能而无需关心APP之间的数据交互方式，实现各个APP独立开发、调试、升级、管理，从而可以实现智慧开关软件并行开发，提高了开发效率。同时使软件维护更加简单。可以实现高内聚、低耦合的软件架构。APP还可以通过配置消息主题优先级及重发次数，可保证智慧开关在现场高负荷运行时对重要业务的及时处理和响应，即使个别APP出现异常也不会影响系统整体和其他APP正常运行，保障了智慧开关在现场运行的稳定性，提高了智慧开关的可靠性。
在一些实施例中，还包括对APP进行异常监控，包括以下步骤：
首先，获取各个APP定时发送的心跳消息；
然后，根据各个APP发送的心跳消息判断是否出现异常事件。
其中，还包括：在确定出现异常事件的情况下，将异常事件发送至电网管理主站。在确定没有出现异常事件的情况下，不做操作。
在本实施例中，每个APP定时向发送心跳消息，若某个APP出现异常导致一段时间内未收到心跳，安全管理中心会通过操作系统重启该APP，如果多次重启后仍然异常，安全管理中心会存储该APP异常事件并上报给电网管理主站，运维人员查明异常原因后可单独升级该APP。
上述实现过程中，通过接收各个APP发送的心跳消息可以判断是否出现异常，从而实现对APP监控，以便运维人员及时了解异常，增强智慧开关的安全可靠性。通过将APP异常事件并上报给电网管理主站，查明异常原因后可单独升级该APP实现对APP进行通信监控、异常复位，便于对APP进行管理。
通过APP心跳监控机制实现APP异常实时上报，因APP之间完全解耦，使用系统资源相互独立，即可很方便的通过操作系统实现单个APP资源回收、升级，升级过程中无需重启智慧开关和其他运行正常的APP，升级操作对现场配电网管理影响小，使智慧开关控制单元可维护性强。
图3为一个实施例中智慧开关控制单元功能实现方法的流程示意图。应该理解的是，虽然图3的流程图中的各个步骤按照箭头的指示依次显示，但是这些步骤并不是必然按照箭头指示的顺序依次执行。除非本文中有明确的说明，这些步骤的执行并没有严格的顺序限制，这些步骤可以以其它的顺序执行。而且，图3中的至少一部分步骤可以包括多个子步骤或者多个阶段，这些子步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成，而是可以在不同的时刻执行，这些子步骤或者阶段的执行顺序也不必然是依次进行，而是可以与其它步骤或者其它步骤的子步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。
本实施例提供一种智慧开关控制单元功能实现装置，请参看图10，图10示意性示出了根据本申请实施例的智慧开关控制单元功能实现装置的结构框图。该智慧开关控制单元功能实现装置，应用于上述的智慧开关控制单元，包括第一发布模块410、第一推送模块420、第二发布模块430、第二推送模块440和发送模块450，其中：
第一发布模块410，用于使得由实现外部通信功能的APP获取控制指令，并基于所述控制指令发布对应的主题消息至消息代理服务器；所述控制指令由外部设备发出；
第一推送模块420，用于使得所述消息代理服务器将所述主题消息推送至对应的APP；
第二发布模块430，用于使得所述APP实现所述主题消息对应的操作，并根据所述操作结果发布对应的主题消息至所述消息代理服务器；
第二推送模块440，用于使得所述消息代理服务器将根据操作结果发布的主题消息推送至所述实现外部通信功能的APP；
发送模块450，用于使得由所述实现外部通信功能的APP基于根据所述操作结果发布的主题消息，生成结果信息，并将结果信息发送至所述外部设备。
上述实现过程中，第一发布模块410用于实现外部通信功能的APP获取控制指令，并基于所述控制指令发布对应的主题消息至消息代理服务器；所述控制指令由外部设备发出；第一推送模块420用于所述消息代理服务器将所述主题消息推送至对应的APP；第二发布模块430用于所述APP实现所述主题消息对应的操作，并根据所述操作结果发布对应的主题消息至所述消息代理服务器；第二推送模块440用于所述消息代理服务器将所述操作结果发布的主题消息推送至所述用于实现外部通信功能的APP；发送模块450用于实现外部通信功能的APP根据所述操作结果发布的主题消息，生成结果信息，并发送至所述外部设备，从而实现APP之间采用发布订阅模式进行数据传输，发布订阅双方之间不再强耦合在一起，订阅者是否需要订阅只需留下订阅信息，发布者的某些变动也不会影响到订阅者，各个APP之间完全解耦，APP之间消息实现异步收发，无需知晓消息对端存在，每个APP可独立开发、调试、管理，即使发生异常也不会影响其他APP和系统整体运行，因此，在需要处理的任务较多时，异常概率大大降低，不会出现死机现象。由于APP使用的系统资源相互独立，采用发布/订阅设计模式解耦各个APP，让APP开发者在开发APP时，可以专注于核心功能而无需关心APP之间的数据交互方式，实现各个APP独立开发、调试、升级、管理，从而可以实现智慧开关软件并行开发，提高了开发效率。同时使软件维护更加简单。可以实现高内聚、低耦合的软件架构。APP还可以通过配置消息主题优先级及重发次数，可保证智慧开关在现场高负荷运行时对重要业务的及时处理和响应，即使个别APP出现异常也不会影响系统整体和其他APP正常运行，保障了智慧开关在现场运行的稳定性，提高了智慧开关的可靠性。
其中，还包括：
注册认证模块，用于对各个APP进行注册认证。
其中，所述消息代理服务器包括安全管理中心模块，所述注册认证模块包括：
发送单元，用于由各个APP分别发送注册信息至所述安全管理中心模块；
对比单元，用于由所述安全管理中心模块将各个APP的注册信息分别与预先配置的APP注册档案进行对比，得到各个APP的注册认证结果。
其中，还包括：
管理模块，用于由所述安全管理中心模块对各个APP进行档案管理。
其中，还包括：
订阅模块，用于在各个APP完成注册认证之后，实现各个APP订阅主题的过程。
其中，所述订阅模块包括：
请求发送单元，用于由各个APP分别发送各自的订阅主题请求至所述消息代理服务器；
订阅确认单元，用于由所述消息代理服务器对各个APP的订阅主题进行订阅确认。
其中，还包括：
心跳获取模块，用于获取各个APP定时发送的心跳消息；
异常判断模块，用于根据各个APP发送的心跳消息判断是否出现异常事件。
其中，还包括：
异常发送模块，用于在确定出现异常事件的情况下，将异常事件发送至电网管理主站。
所述智慧开关控制单元功能实现装置包括处理器和存储器，上述第一发布模块410、第一推送模块420、第二发布模块430、第二推送模块440和发送模块450等均作为程序单元存储在存储器中，由处理器执行存储在存储器中的上述程序单元来实现相应的功能。
处理器中包含内核，由内核去存储器中调取相应的程序单元。内核可以设置一个或以上，通过调整内核参数来使得在需要处理的任务较多时，异常概率大大降低，不会出现死机现象。
存储器可能包括计算机可读介质中的非永久性存储器，随机存取存储器(RAM)和/或非易失性内存等形式，如只读存储器(ROM)或闪存(flash RAM)，存储器包括至少一个存储芯片。
本发明实施例提供了一种机器可读存储介质，其上存储有程序，该程序被处理器执行时实现所述智慧开关控制单元功能实现方法。
本发明实施例提供了一种处理器，所述处理器用于运行程序，其中，所述程序运行时执行所述智慧开关控制单元功能实现方法。
在一个实施例中，提供了一种计算机设备，该计算机设备可以是终端，其内部结构图可以如图11所示。该计算机设备包括通过系统总线连接的处理器A01、网络接口A02、显示屏A04、输入装置A05和存储器（图中未示出）。其中，该计算机设备的处理器A01用于提供计算和控制能力。该计算机设备的存储器包括内存储器A03和非易失性存储介质A06。该非易失性存储介质A06存储有操作系统B01和计算机程序B02。该内存储器A03为非易失性存储介质A06中的操作系统B01和计算机程序B02的运行提供环境。该计算机设备的网络接口A02用于与外部的终端通过网络连接通信。该计算机程序被处理器A01执行时以实现一种智慧开关控制单元功能实现方法。该计算机设备的显示屏A04可以是液晶显示屏或者电子墨水显示屏，该计算机设备的输入装置A05可以是显示屏上覆盖的触摸层，也可以是计算机设备外壳上设置的按键、轨迹球或触控板，还可以是外接的键盘、触控板或鼠标等。
本领域技术人员可以理解，图11中示出的结构，仅仅是与本申请方案相关的部分结构的框图，并不构成对本申请方案所应用于其上的计算机设备的限定，具体的计算机设备可以包括比图中所示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者具有不同的部件布置。
在一个实施例中，本申请提供的智慧开关控制单元功能实现装置可以实现为一种计算机程序的形式，计算机程序可在如图11所示的计算机设备上运行。计算机设备的存储器中可存储组成该智慧开关控制单元功能实现装置的各个程序模块，比如，图10所示的第一发布模块410、第一推送模块420、第二发布模块430、第二推送模块440和发送模块450。各个程序模块构成的计算机程序使得处理器执行本说明书中描述的本申请各个实施例的文件系统的调用方法中的步骤。
图11所示的计算机设备可以通过如图10所示的智慧开关控制单元功能实现装置中的第一发布模块410执行步骤210、第一推送模块420执行步骤220、第二发布模块430执行步骤230、第二推送模块440执行步骤240、发送模块450执行步骤250。
本申请实施例提供了一种设备，设备包括处理器、存储器及存储在存储器上并可在处理器上运行的程序，处理器执行程序时实现以下步骤：应用于上述的智慧开关控制单元，包括：
由实现外部通信功能的APP获取控制指令，并基于所述控制指令发布对应的主题消息至消息代理服务器；所述控制指令由外部设备发出；
由所述消息代理服务器将所述主题消息推送至对应的APP；
由所述APP实现所述主题消息对应的操作，并根据操作结果发布对应的主题消息至所述消息代理服务器；
由所述消息代理服务器将根据操作结果发布的主题消息推送至所述用于实现外部通信功能的APP；
由所述实现外部通信功能的APP基于根据所述操作结果发布的主题消息，生成结果信息，并将结果信息发送至所述外部设备。
在一个实施例中，还包括：对各个APP进行注册认证。
在一个实施例中，所述消息代理服务器包括安全管理中心模块，所述对各个APP进行注册认证，包括：
由各个APP分别发送注册信息至所述安全管理中心模块；
由所述安全管理中心模块将各个APP的注册信息分别与预先配置的APP注册档案进行对比，得到各个APP的注册认证结果。
在一个实施例中，还包括：由所述安全管理中心模块对各个APP进行档案管理。
在一个实施例中，在各个APP完成注册认证之后，还包括各个APP订阅主题的过程。
在一个实施例中，所述各个APP订阅主题的过程，包括：
由各个APP分别发送各自的订阅主题请求至所述消息代理服务器；
由所述消息代理服务器对各个APP的订阅主题进行订阅确认。
在一个实施例中，还包括：
获取各个APP定时发送的心跳消息；
根据各个APP发送的心跳消息判断是否出现异常事件。
在一个实施例中，还包括：
在确定出现异常事件的情况下，将异常事件发送至电网管理主站。
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。
在一个典型的配置中，计算设备包括一个或多个处理器 (CPU)、输入/输出接口、网络接口和内存。
存储器可能包括计算机可读介质中的非永久性存储器，随机存取存储器(RAM)和/或非易失性内存等形式，如只读存储器(ROM)或闪存(flash RAM)。存储器是计算机可读介质的示例。
计算机可读介质包括永久性和非永久性、可移动和非可移动媒体可以由任何方法或技术来实现信息存储。信息可以是计算机可读指令、数据结构、程序的模块或其他数据。计算机的存储介质的例子包括，但不限于相变内存 (PRAM)、静态随机存取存储器 (SRAM)、动态随机存取存储器 (DRAM)、其他类型的随机存取存储器 (RAM)、只读存储器 (ROM)、电可擦除可编程只读存储器 (EEPROM)、快闪记忆体或其他内存技术、只读光盘只读存储器(CD-ROM)、数字多功能光盘 (DVD) 或其他光学存储、磁盒式磁带，磁带磁盘存储或其他磁性存储设备或任何其他非传输介质，可用于存储可以被计算设备访问的信息。按照本文中的界定，计算机可读介质不包括暂存电脑可读媒体 (transitory media)，如调制的数据信号和载波。
还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、商品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、商品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括要素的过程、方法、商品或者设备中还存在另外的相同要素。
以上仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请。对于本领域技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的权利要求范围之内。
Claims (32)
1.一种智慧开关控制单元，其特征在于，包括：
消息代理服务器和多个APP；
各个APP之间采用发布订阅模式进行数据传输；其中，所述消息代理服务器是通过软件构建的具有服务器功能的应用；
所述消息代理服务器为发布订阅模式中的代理，各个APP为发布订阅模式中的发布者或订阅者；其中，多个APP中每一个APP对应实现智慧开关的一个功能，多个APP中的一个APP用于实现外部通信功能；
其中，所述消息代理服务器包括安全管理中心模块，所述安全管理中心模块用于对各个APP进行注册认证；各个APP在注册认证后，向消息代理服务器订阅各自关心的主题，并设置主题优先级以及主题消息推送重发次数，以使所述消息代理服务器根据消息订阅规则、主题优先级和主题消息推送重发次数向订阅该主题的所有APP分发消息。
2.根据权利要求1所述的智慧开关控制单元，其特征在于，所述安全管理中心模块还用于对各个APP进行档案管理。
3.根据权利要求1所述的智慧开关控制单元，其特征在于，所述安全管理中心模块还用于获取各个APP定时发送的心跳消息，并根据各个APP发送的心跳消息判断是否出现异常事件。
4.根据权利要求2所述的智慧开关控制单元，其特征在于，所述安全管理中心模块还用于在确定出现异常事件的情况下，将异常事件发送至电网管理主站。
5.根据权利要求1所述的智慧开关控制单元，其特征在于，所述多个APP包括显示按键APP和对外通信APP；
所述显示按键APP用于显示智慧开关中的各种数据；还用于设置基本保护定值和参数；
所述对外通信APP用于实现外部通信功能。
6.根据权利要求5所述的智慧开关控制单元，其特征在于，所述多个APP还包括保护APP，所述保护APP用于实现智慧开关中的保护功能。
7.根据权利要求5所述的智慧开关控制单元，其特征在于，所述多个APP还包括数据中心APP，所述数据中心APP用于实现智慧开关中的数据处理功能。
8.根据权利要求5所述的智慧开关控制单元，其特征在于，所述多个APP还包括拓扑逻辑APP，所述拓扑逻辑APP用于实现智慧开关中的拓扑识别功能。
9.一种智慧开关控制单元硬件架构，其特征在于，用于实现权利要求1-8中任一项所述的智慧开关控制单元，包括：
多个处理器，各个处理器之间互相连接；
所述智慧开关控制单元中的消息代理服务器和多个APP分别按照预设的处理器处理任务设置于不同的处理器中。
10.根据权利要求9所述的智慧开关控制单元硬件架构，其特征在于，所述多个APP包括显示按键APP、基本保护APP、附加保护APP、数据中心APP、拓扑逻辑APP和对外通信APP；所述处理器包括第一处理器和第二处理器；
所述基本保护APP设置于所述第一处理器中；
所述消息代理服务器、显示按键APP、附加保护APP、数据中心APP、拓扑逻辑APP和对外通信APP均设置于所述第二处理器中。
11.根据权利要求10所述的智慧开关控制单元硬件架构，其特征在于，所述基本保护APP用于通过控制相应引脚的状态变化，实现对一次侧继电器和脱扣器的控制。
12.根据权利要求10所述的智慧开关控制单元硬件架构，其特征在于，所述基本保护APP还用于检测引脚变化来实现分合闸检测。
13.根据权利要求10所述的智慧开关控制单元硬件架构，其特征在于，所述基本保护APP还用于采集剩余电流和保护电流。
14.根据权利要求10所述的智慧开关控制单元硬件架构，其特征在于，所述第二处理器连接有载波模块，通过所述对外通信APP与所述载波模块交互，实现载波通信功能。
15.根据权利要求10所述的智慧开关控制单元硬件架构，其特征在于，所述第二处理器还用于获取工频电流和/或工频电压。
16.根据权利要求10所述的智慧开关控制单元硬件架构，其特征在于，所述第二处理器通过IIC接口与温湿度芯片连接。
17.根据权利要求10所述的智慧开关控制单元硬件架构，其特征在于，所述拓扑逻辑APP用于建立设备间的拓扑关系。
18.一种智慧开关控制单元功能实现方法，其特征在于，应用于权利要求1-8中任一项所述的智慧开关控制单元，包括：
由实现外部通信功能的APP获取控制指令，并基于所述控制指令发布对应的主题消息至消息代理服务器；所述控制指令由外部设备发出；
由所述消息代理服务器将所述主题消息推送至对应的APP；其中，所述消息代理服务器是通过软件构建的具有服务器功能的应用；
由所述APP实现所述主题消息对应的操作，并根据操作结果发布对应的主题消息至所述消息代理服务器；
由所述消息代理服务器将根据操作结果发布的主题消息推送至所述实现外部通信功能的APP；
由所述实现外部通信功能的APP基于根据操作结果发布的主题消息生成结果信息，并将结果信息发送至所述外部设备；
其中，还包括：对各个APP进行注册认证；在各个APP在注册认证后，向消息代理服务器订阅各自关心的主题，并设置主题优先级以及主题消息推送重发次数，以使所述消息代理服务器根据消息订阅规则、主题优先级和主题消息推送重发次数向订阅该主题的所有APP分发消息。
19.根据权利要求18所述的智慧开关控制单元功能实现方法，其特征在于，所述消息代理服务器包括安全管理中心模块，所述对各个APP进行注册认证，包括：
由各个APP分别发送注册信息至所述安全管理中心模块；
由所述安全管理中心模块将各个APP的注册信息分别与预先配置的APP注册档案进行对比，得到各个APP的注册认证结果。
20.根据权利要求19所述的智慧开关控制单元功能实现方法，其特征在于，还包括：由所述安全管理中心模块对各个APP进行档案管理。
21.根据权利要求18所述的智慧开关控制单元功能实现方法，其特征在于，在各个APP完成注册认证之后，还包括：
由各个APP分别发送各自的订阅主题请求至所述消息代理服务器；
由所述消息代理服务器对各个APP的订阅主题进行订阅确认。
22.根据权利要求18所述的智慧开关控制单元功能实现方法，其特征在于，还包括：
获取各个APP定时发送的心跳消息；
根据各个APP发送的心跳消息判断是否出现异常事件。
23.根据权利要求22所述的智慧开关控制单元功能实现方法，其特征在于，还包括：
在确定出现异常事件的情况下，将异常事件发送至电网管理主站。
24.一种智慧开关控制单元功能实现装置，其特征在于，应用于权利要求1-8中任一项所述的智慧开关控制单元，包括：
第一发布模块，用于使得由实现外部通信功能的APP获取控制指令，并基于所述控制指令发布对应的主题消息至消息代理服务器；所述控制指令由外部设备发出；
第一推送模块，用于使得所述消息代理服务器将所述主题消息推送至对应的APP；其中，所述消息代理服务器是通过软件构建的具有服务器功能的应用；
第二发布模块，用于使得所述APP实现所述主题消息对应的操作，并根据操作结果发布对应的主题消息至所述消息代理服务器；
第二推送模块，用于使得所述消息代理服务器将根据操作结果发布的主题消息推送至所述实现外部通信功能的APP；
发送模块，用于使得由所述实现外部通信功能的APP基于根据操作结果发布的主题消息生成结果信息，并将结果信息发送至所述外部设备；
其中，还包括：
注册认证模块，用于对各个APP进行注册认证；在各个APP在注册认证后，向消息代理服务器订阅各自关心的主题，并设置主题优先级以及主题消息推送重发次数，以使所述消息代理服务器根据消息订阅规则、主题优先级和主题消息推送重发次数向订阅该主题的所有APP分发消息。
25.根据权利要求24所述的智慧开关控制单元功能实现装置，其特征在于，所述消息代理服务器包括安全管理中心模块，所述注册认证模块包括：
发送单元，用于由各个APP分别发送注册信息至所述安全管理中心模块；
对比单元，用于由所述安全管理中心模块将各个APP的注册信息分别与预先配置的APP注册档案进行对比，得到各个APP的注册认证结果。
26.根据权利要求25所述的智慧开关控制单元功能实现装置，其特征在于，还包括：
管理模块，用于由所述安全管理中心模块对各个APP进行档案管理。
27.根据权利要求24所述的智慧开关控制单元功能实现装置，其特征在于，还包括：
订阅模块，用于在各个APP完成注册认证之后，由各个APP分别发送各自的订阅主题请求至所述消息代理服务器；由所述消息代理服务器对各个APP的订阅主题进行订阅确认。
28.根据权利要求24所述的智慧开关控制单元功能实现装置，其特征在于，还包括：
心跳获取模块，用于获取各个APP定时发送的心跳消息；
异常判断模块，用于根据各个APP发送的心跳消息判断是否出现异常事件。
29.根据权利要求28所述的智慧开关控制单元功能实现装置，其特征在于，还包括：
异常发送模块，用于在确定出现异常事件的情况下，将异常事件发送至电网管理主站。
30.一种智慧开关，其特征在于，包括权利要求1-8中任一项所述的智慧开关控制单元。
31.一种处理器，其特征在于，被配置成执行权利要求18至23中任一项所述的智慧开关控制单元功能实现方法。
32.一种机器可读存储介质，该机器可读存储介质上存储有指令，其特征在于，该指令在被处理器执行时使得所述处理器被配置成执行权利要求18至23中任一项所述的智慧开关控制单元功能实现方法。
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