CN213876704U - 智能断路器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种智能断路器，包括控制器、调用栈存储器、数据存储单元与远程通讯模块，控制器用于从调用栈存储器中提取函数调用信息并发送给寄存器，远程通讯模块用于通过以太网上传所述寄存器中的函数调用信息。本实用新型通过智能断路器为设备的非正确性操作识别提供数据支持，通过通用平台实现故障识别。
Description
技术领域
本实用新型涉及智能断路器技术领域。
背景技术
随着社会的发展，传统断路器的功能已不能满足供电系统自动化的需要，人们对断路器提出了更高的要求。对于单台断路器要求其自动化、智能化、模块化；对于供电系统中的多台断路器要求能实现联网通信集中监控等，即智能型断路器。断路器智能操作的目的是当系统出现故障时，控制断路器动作，快速切除系统中的故障部分，防止故障扩大，保证设备与人身的安全，使系统其他部分运行正常。
为了实现智能断路器的预设功能，需要采用计算机技术、数字处理技术、控制技术、可编程序逻辑技术和串行通信技术等，在其结构设计中必需包含 CPU以及其他必要模块(如电参数检测处理单元、通信处理单元)，并编写相应程序完成对应功能。考虑到通信中断、定时中断等的需要，智能断路器应支持执行多进程，可以考虑使用实时操作系统(RTOS)完成这一功能。
智能断路器是电力物联网信息物理系统中的物理实体，在电力物联网环境中，实现对智能断路器的监控十分重要。目前的研究中，提到智能断路器的状态监控，主要是集中在断路器的机械参数和物理参数上，如：断路器触头温度；记录一次系统流过的电流，电压；监视断路器的位置状态；监视断路器跳闸回路的完好性；监视操动机构的储能状态，如弹簧储能、液压。但智能断路器作为一个IOT设备，是电力物联网的一个节点，如何在物联网中识别错误的设备(如功能正常但操作不正确的设备)，是一个亟待解决的问题。目前在商业互联网中广泛采用的心跳机制也只检测设备的“活性”，而非设备的正确性，即现有的心跳机制只有在网络断开连接或设备停止工作时才能检测到故障设备。
实用新型内容
针对上述现有技术的不足，本实用新型提供一种智能断路器，解决如何为设备的非正确性操作识别提供数据支持的技术问题。
为了解决上述技术问题，本实用新型采用了如下的技术方案：一种智能断路器，包括控制器、调用栈存储器、数据存储单元与远程通讯模块，所述控制器用于从调用栈存储器中提取函数调用信息并发送给寄存器，所远程通讯模块用于通过以太网上传所述数据存储单元中的函数调用信息。
进一步的，所述智能断路器配置支持多进程的操作系统；所述数据存储单元为多路数据存储单元，所述多路数据存储单元用于分区存储各个进程的函数调用信息。
本实用新型还提供一种智能断路器状态监测系统，包括本实用新型的智能断路器，所述智能断路器通过以太网将函数调用信息发送给通用平台，所述通用平台中存储有与智能断路器的工作流程对应的参考函数调用关系，并能通过控制流完整性检查算法判断函数调用信息是否能够匹配所述参考函数调用关系，从而对智能断路器的工作状态进行识别。
进一步的，包括多个具有不同工作流程的智能断路器；所述通用平台对应各个智能断路器均存储有相应的参考函数调用关系；各个智能断路器将设备信息连同函数调用信息一并发送给所述通用平台，所述设备信息包括设备 ID、设备版本与制造商ID中的至少一种。
与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：
1、本实用新型的智能断路器不再局限于采集机械参数或物理参数，通过将调用栈存储器中的函数调用信息提取出来，并缓存到数据存储单元中，从而能够通过远程通讯模块将函数调用信息发送给远程平台，因为仅读取函数调用信息，既不会影响智能断路器的工作流程也不影响性能，为远程的通用平台进行非正确性操作识别提供数据支持。
2、数据存储单元为多路数据存储单元，多路数据存储单元用于分区存储各个进程的函数调用信息，从而能够支持多进程的智能断路器的状态监测。
3、通用平台采用现有的控制流完整性检查算法进行工作状态识别，降低开发难度和成本，利用推广应用。
附图说明
图1是本具体实施方式中智能断路器的结构示意图；
图2是本具体实施方式中智能断路器状态监测系统的架构图；
图3是本具体实施方式中参考函数调用关系树图。
具体实施方式
下面结合附图和优选实施方式对本实用新型作进一步的详细说明。
参考图1所示，一种智能断路器，包括控制器、调用栈存储器、数据存储单元与远程通讯模块，所述控制器用于从调用栈存储器中提取函数调用信息并发送给数据存储单元，所远程通讯模块用于通过以太网上传所述数据存储单元的函数调用信息。
本具体实施方式中，智能断路器配置支持多进程的操作系统(如实时操作系统RTOS)；所述数据存储单元为多路数据存储单元，所述多路数据存储单元用于分区存储各个进程的函数调用信息。
本具体实施方式中，所述调用栈存储器集成在控制器内，如控制器的内存。所述数据存储单元为智能断路器内部的寄存器或者外设的存储器(静态随机存储器SRAM)。
一种智能断路器状态监测系统，包括本具体实施方式中的智能断路器，所述智能断路器通过以太网将函数调用信息发送给通用平台，所述通用平台中存储有与智能断路器的工作流程对应的参考函数调用关系，并能通过控制流完整性检查算法判断函数调用信息是否能够匹配所述参考函数调用关系，从而对智能断路器的工作状态进行识别。
参考图2所示，智能断路器状态监测系统中设置多个具有不同工作流程的智能断路器；所述通用平台对应各个智能断路器均存储有相应的参考函数调用关系；各个智能断路器将设备信息连同函数调用信息一并发送给所述通用平台，所述设备信息包括设备ID、设备版本与制造商ID中的至少一种。图 2中CPU表示智能断路器的控制器，监控代理即位数据存储单元与远程通讯模块的集成。
本具体实施方式中，控制器还通过采样终端采集智能断路器的机械参数或物理参数，并通过所述远程通讯模块转发给所述通用平台。
通用平台通常是一个强大的网络计算设备(如本地处理器或中央云平台)，所有基于不同智能断路器开发的监控程序都能在其上运行。通用平台采用基于硬件的控制流完整性(CFI)检查算法来确定设备状态的完整性，具体来说，即将监控代理记录的函数调用信息(call stack信息)与相应设备的参考函数调用关系进行匹配，来判断设备是否正常工作。
参考图3所示，参考函数调用关系采用参考call stack树图来进行表示，对不同智能断路器的程序源代码进行静态分析，从而确定所有的函数调用关系，采用深度优先搜索算法从主函数作为根节点构建参考call stack树；显然，各厂商采用的不同源代码将导致不同的参考call stack树。
智能断路器定时或根据远程请求将call stack信息发送到通用平台，通用平台根据制造商ID，设备ID和设备的版本等信息调用相应参考函数调用关系，通过控制流完整性检查算法对智能断路器的工作状态进行识别。控制流完整性检查算法采用广度优先遍历递归算法，将收到的call stack信息与相应的的参考call stack树进行匹配，函数调用信息中的函数调用关系是否符合或部分符合参考call stack树图上的函数调用关系，如果匹配失败，则表示发生非正确性操作，显示设备故障，发出警示提醒工作人员。此外，若通用平台超时未收到设备发送的信息，也会向工作人员发出警示，提醒设备超时未发送信息。
Claims (5)
1.一种智能断路器，其特征在于：包括控制器、调用栈存储器、数据存储单元与远程通讯模块，所述控制器用于从调用栈存储器中提取函数调用信息并发送给数据存储单元，所远程通讯模块用于通过以太网上传所述数据存储单元中的函数调用信息。
2.根据权利要求1所述的智能断路器，其特征在于：所述智能断路器配置支持多进程的操作系统；所述数据存储单元为多路数据存储单元，所述多路数据存储单元用于分区存储各个进程的函数调用信息。
3.根据权利要求1所述的智能断路器，其特征在于：所述调用栈存储器集成在控制器内。
4.根据权利要求3所述的智能断路器，其特征在于：以所述控制器为核心，数据存储单元与远程通讯模块分别挂接在与所述控制器相连的系统总线上。
5.根据权利要求1所述的智能断路器，其特征在于：所述数据存储单元为智能断路器内部的寄存器或者外设的存储器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202022801473.5U CN213876704U (zh) | 2020-11-27 | 2020-11-27 | 智能断路器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202022801473.5U CN213876704U (zh) | 2020-11-27 | 2020-11-27 | 智能断路器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN213876704U true CN213876704U (zh) | 2021-08-03 |
Family
ID=77064180
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202022801473.5U Active CN213876704U (zh) | 2020-11-27 | 2020-11-27 | 智能断路器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN213876704U (zh) |
-
2020
- 2020-11-27 CN CN202022801473.5U patent/CN213876704U/zh active Active
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