基于QT和ICE的跨平台电力自动化通信前置机开发

摘要

 通信前置机是电力系统、自动化系统、楼宇自控系统的实时数据采集、上送的重要环节,不仅仅承担了调度控制中心与所属厂站各个设备之间数据采集，而且也承担了调度控制中心与各个上、下级调度控制中心以及调度中心内的后台系统之间的实时数据通信处理的任务,主要负责规约的解释、转换，在现有应用中,还赋予了它部分数据的存储、断线数据的转发等新的功能。

目前通信前置机多数基于WINDOWS系统开发平台,部分基于UNIX, LINUX等系统开发的,同时为提高通信前置机实时性,也有基于VxWorks操作系统平台下开发的。

随着通信前置机的广泛的应用，使用要求的不断提高，多平台支持、实时性更强、具有大数据量高效传输、支持历史数据等功能的通讯前置机是历史发展的必然，也是本文论述的方向。

本文首先阐述通信前置机的发展历史和现状,重点分析了通信前置机目前存在的问题；  

接着基于QT语言、ICE通讯中间件跨平台开发“通信前置机”的各个核心模块,确定各个核心模块之间的关系，调用方式，其中包括：公共库（Public）、串口端口库、以太网端口库、空端口库、单元库、调度库、ICE中间件库等的设计；

另外，也简要的说明了QT语言、ICE中间件的优点，以及在本范文选择它们原因；

最后,本文给出了在现有“通信前置机”框架的基础上，对其功能进行前瞻性描述和展望；

关键词　QT  通信前置机  跨平台 ICE中间件

目录

摘要 I

目录 I

第1章 绪论 5

1.1研究背景 5

1.1.1 电力系统的发展历史 5

1.1.2 电力系统的发展趋势 5

1.2通讯前置机发展概述 6

1.2.1电力、自动化等系统中通信前置机的使用现状 6

1.2.2现阶段通信前置机存在的问题和使用瓶颈 7

1.3本文研究目的和拟解决的关键问题 8

1.4范文的主要工作及章节 8

第2章 简述QT语言、ICE中间件的特点及其选择原因 10

2.1 QT的主要特点 10

2.2 QT的使用现状 10

2.3 QT技术在本项目中的运用及其作用 11

2.4 ICE的主要特点 11

2.5 ICE的通信机制 11

2.6 ICE中间件在本项目中的运用及其作用 12

第3章 通信前置机系统需求分析 13

3.1 功能需求 13

3.1.1 遥测、遥信等数据的采集功能 13

3.1.2 双机或者多机的热备的功能 13

3.1.3 实现大数据快速传输的功能 13

3.1.4 实现数据存储的功能 13

3.1.5 本系统代码可支持跨平台 13

3.1.6 支持串口、以太网接口发送和接收数据的功能 13

3.1.7 支持通讯端口、通讯单元灵活配置的功能 13

3.1.8 支持“特殊以太网服务”加载的功能 13

3.2 性能需求 13

3.3 可靠性和可用性需求 14

3.4 出错处理需求 14

3.5 接口需求 14

3.6 将来可能提出的需求 14

第4章 通信前置机系统总体设计 15

4.1 需求规定 15

4.2 运行环境 15

4.3 基本设计概念和处理流程 15

4.4 系统结构设计 16

4.5 系统功能展望 17

4.5.1 扩展功能 17

4.5.2 预留接口 17

第5章 通信前置机系统详细设计 18

5.1 程序系统结构 18

5.1.1 程序系统Public自定义内存库结构 18

5.1.2 程序系统Public库接口 19

5.2 系统内部（各模块）调用关系 20

5.3 端口设计 21

5.3.1 打开端口（OpenCom）： 21

5.3.2 关闭端口（CloseCom）： 21

5.3.3 清 端 口（CleanCom）： 21

5.3.4 发送数据（SendData）： 21

5.3.5 接收数据（RevData）： 21

5.3.6 初始化函数（InitCom）： 21

5.4 规约转换设计（单元） 21

5.4.1 交换数据（ExchangeData）： 21

5.4.2 初始化规约转化单元（InitUnit）： 21

5.4.3 数据分析（ReData）： 21

5.5 数据库调用设计 22

5.5.1 对表的数据查询功能（TableName_GetAllInfo） 22

5.5.2 对表的数据插入功能（TableName_AddData） 22

5.5.3 对表的数据删除的功能（TableName_DelData） 22

5.6 ICE中间件设计 22

5.6.1 初始化ICE服务(InitUnit) 22

5.6.2 实现数据查询函数（Fresh_DataName） 22

5.7 可扩展性线程设计（其它非标服务，空端口） 22

5.7.1 初始化函数（InitCom）： 22

5.8 本章总结 22

第6章 通信前置机编码及实现 23

6.1 公共库（Pulbic）设计 23

6.1.1 数据库的管理 23

6.1.2 Sqlite库访问接口 23

6.2 以太网端口库设计 23

6.2.1 TCP库的作用 23

6.2.2 TcpServer库的实现 23

6.3 串口端口库设计 24

6.3.1 串口端口库的作用 24

6.3.2 串口端口库的实现 24

6.4 单元库的设计 25

6.4.1 单元库的作用 25

6.4.2 电表类单元库（MPD100）的实现 25

6.5 调度库的设计 25

6.5.1 调度库的作用 25

6.5.2 104规约调度库的实现 26

6.6 ICE中间件库的设计 26

6.6.1 ICE中间件库的作用 26

6.6.2 ICE中间件库的框架设计 27

6.6.3 ICE中间件库（Server）的实现 27

6.7 软件测试 28

6.7.1 软件测试模型 28

6.7.2 单元测试 29

6.7.3 功能测试 29

6.7.4 性能测试 29

6.7.5 负载测试 29

6.7.6 容量测试 30

6.7.7 通讯前置机测试 30

6.7.8 实物图 31

6.7.9 系统远程界面 31

第7章 通信前置机功能展望 32

7.1 代码的扩展性 32

7.2 功能的扩展性 32

7.2.1 Scada监控后台 32

7.2.2 以太网服务提供平台 32

7.2.3 嵌入式系统通讯平台 32

参考文献 33

致谢 34