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感知层主要获取变电所低压端参数信息。10kV变电所低压端设备主要有变压器、次总开关、电容柜、出线柜等,分别安装有不同的监测仪表,它们主要监测的参数如表1所示。这些仪表均提供统一的RS485接口,通过Modbus总线与上层网关相连。由于本系统的通信数据量大,且数据大都为二进制数值,因此,采用Modbus RTU的通信方式,一个Modbus RTU帧最大为256字节。
表1 变电所低压端设备参数表
传输层主要对感知层参数信息进行接入和传输,该层的主要设备为网关,网关具有较强的硬件支撑,是系统上下层信息交换的枢纽。它向下通过Modbus总线与终端监测设备相连,向上通过以太网接口连接Internet。网关的主要仕务就是实现上下两种网络数据包格式的转换。如果接收到的Modbus数据包为紧急类型的信息,如异常报警信息,则马上转换成以太网帧;而一般数据则等待后续数据包到来后组合成一个以太网帧上传。
服务层主要对大量的数据进行处理、存储,为上层实际应用建立了一个高效、可靠的技术支撑平台,服务层的主要设备包括WEB服务器和数据库服务器。Web服务器完成与网关的通信、数据采集、数据解析、数据保存工作,并向客户端提供Web服务。数据库服务器用于存放变电所的监测数据、报警记录、操作信息等,这些数据分别保存在数据库的不同表单中,它是变电所实时监测数据显示、报表打印等的数据来源。系统数据存储分本地数据中心和通过公有云存储接口连接的远程大数据中心。
私有数据保存于本地数据中心,而公共数据则存储至远程大数据中心。通过这样保证了海量数据的高并发性访问及存储,可大幅减轻本地数据中心存储数据的压力,又可使公共大数据及非敏感数据对第三方开放,系统提供公共数据访问接口。系统后台支持数据建模、内建数据库存储模板及数据智能调度服务。
应用层的设计主要面向用户,解决用户端信息处理和人机交互的问题,利用经过分析处理的感知数据,为用户提供丰富的应用功能。
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