基于QT和ICE的跨平台电力自动化通信前置机开发-开题报告

一、文献综述

    通讯管理机是自动化系统、电力系统、楼宇自控等系统通讯的一个承上启下的关键环节，作为SCADA系统的实时数据输入、输出的主要关键点，承担了调度控制中心与所属厂站之间的后台系统的实时数据通信处理的任务，主要负责规约的解析和转换。

1、运行平台

   目前通讯前置机多数基于windows开发平台，也有不少的基于UNIX、LINUX等平台，随着计算机技术的日新月异，势必会出现多种新平台的技术，而兼容多种平台的实时性强、具有良好开发性的通信前置机软件是未来的发展方向

电力系统通信前置机的发展过程及现状

3.1通信管理机应用模式变迁：

随着电力、自动化等监控系统应用要求的不对提高，由最初的“无通信前置机模式”，慢慢转变为使用一台前置机的模式、“一主一备模式”、“双机互备模式”以及目前还在研究中的“分布式模式”；

           3.2通信前置机通信接口的变迁：

当前通信前置机主要以串口（RS422、RS485、RS232可以通过跳线的方式实现互切）为主，以太网为辅，也会有少数的CAN口，但是支持高速通信以太网接口的需求，正在逐年的增加，串口使用的率正在逐年的下降；而CAN口的通讯需求在电力、自动化控制、楼宇自控等领域已经很少见了；

       3.3通信前置机操作系统的变迁

通信前置机刚刚问世时，采用的主流操作系统是window，而Windows不可避免的安全性问题，加上其运行效率实时性不足，另外随着嵌入式硬件系统应用的不断推广，linux等实时操作系统越来越占领着电力、自动化、楼宇自控等市场；

           3.4通信前置机开发语言的变迁

 通讯前置机刚刚问世时，因为采用的主流操作系统大多数都是window，当时开发语言一般采用vc++；随着嵌入式的使用，linux操作系统的崛起，c称为开发通信前置机的主流语言；

 随着前置机应用功能的增加，使用领域的不断拓展，自动化软件开发成本越来越高，越来越多的自动化公司倾向于把公司的多套自动化方面的软件（scada监控系统、通信前置机系统、自动化控制系统等）采用同一套代码，以降低开发和维护的成本，此时造就了C++和QT语言的使用率的大幅提高

3.5 通信前置机功能的变化

“通信前置机”从问世到现在，随着功能不断增加，名称也发生了几次变化；由一开始支持简单数据采集的“规约转换器”，到支持双机互备、一主一备、多台装置可以直接通讯的“通信管理机”；随着应用的不断深化，通信前置机除了满足日常的大数据采集外，还需要支持数据的存储、装置之间的级联、调度数据的转发、远程数据的查看等等功能；

二、^范文提纲

1、绪论

1.1本课题的研究背景

1.2通信前置机发展概述

1.2.1电力、自动化等系统通信前置机的使用现状

1.2.2现阶段通信前置机存在的问题和使用的瓶颈

1.3本文研究目的和拟解决的关键问题

1.4^范文的主要工作及章节

2、 简述QT语言、ICE中间件的特点及其选择原因

2.1 QT的主要特点

2.2 QT使用现状

2.3 QT技术在本项目中的运用及其作用

2.4 ICE的主要特点

2.5 ICE在使用现状

2.6 ICE的通信机制

2.7 ICE中间件在本项目中的运用及其作用

3、通信前置机系统需求分析

3.1功能需求

3.2性能需求

3.3可靠性和可用性需求

3.4出错处理需求

3.5 接口需求

3.6 将来可能提出的需求

4、通信前置机系统总体设计

4.1需求规定

4.2运行环境

4.3基本设计概念和处理流程

4.4 系统结构设计

4.4.1 系统逻辑结构设计

4.6 系统功能展望

4.6.1 扩展功能

4.6.2 预留接口

通信前置机系统详细设计

5.1 程序系统结构

5.1.1 程序系统结构关系图（含Public模块）

5.2 系统内部调用关系

5.2.1 程序各个模块调用关系图

5.3 端口设计

5.4 规约转换（单元）设计

5.5 数据库调用设计

5.6 ICE中间件设计

5.7 可扩展性线程设计（其它非标准服务，空端口）

5.4 本章小结

通信前置机的编码及实现

6.1公共库（Public）库设计

6.1.1 数据结构的实现（站、端口、单元、数据、详细数据）

6.1.2 访问sqlite配置库接口

6.2以太网端口库

6.1.1 tcp库的作用

6.1.1.1 TcpServer库的实现

6.2 串口端口库

6.2.1 串口端口的作用

6.2.2 串口端口的实现

6.3 空端口设计

6.3.1 空端口的作用

6.3.1 空端口的调用及应用的扩展

6.4单元库设计

6.4.1 单元库的作用

6.4.2 电表类单元库的实现

6.5 调度库设计

6.5.1 调度库的作用

6.5.1.1 101规约调度库的设计

6.6 ICE中间件的库设计

6.6.1 ICE中间件库的作用

6.6.2 ICE中间件库的框架的设计（通过ICE本身的语言）

6.6.3 ICE中间件库的实现

6.7 本章小结

通信前置机功能展望

7.1 代码的扩展性

7.2 功能的扩展性

结论

致谢

三、参考文献

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[2]赵敏之，曾可.远东规约的软件设计实现.湖南工程学院学报，2002,12(65-67)

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[5]部颁，IEC870-5-101规约，1997

[6]刘彦文、李丽芬，Linux环境嵌入式系统开发基础，2015.07.01

[7]张虹 UDP与TCP结合实现多进程通信.中山大学学报，2002.6

[8]方炯.ICE60870-5-101通信协议的实现与应用.计算机应用软件，2005

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(部分未及整理，在^范文会全部体现)

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[17]李长荣、吴迪、魏连锁.C++面向对象程序设计实践教程，2014.11.01