电厂开关柜触点温度监测系统图形化程序设计_开关柜温度在线监测
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2007届优秀毕业设计（论文）摘要1
电厂开关柜触点温度监测系统图形化程序设计
学院：信息工程学院专业班级：通信工程0303班
姓名：赵天保指导教师：萧宝瑾
摘要：本系统由温度检测与无线传输模块，监测主控模块，网络服务模块三部分组成。分别实现数据采集、分析处理和网络服务功能，为确保电厂安全生产、减少事故发生提供了有效的技术手段。文中重点介绍了监测主控模块的开发及其主要功能。特别是采用了GIS技术，从而使系统界面更加简明、生动。
关键词：温度监测；GIS；短信报警；数据库
Contact switchgear plant temperature monitoring system
Graphics Programming
AbstractThis system consists of temperature measurement and wirele transmiion modules, the control module, Network service module.There function consists of data collection, proceing and analysis and network service.It provides an effective technological to determine the safety of the power plant and reduce the accident.This paper introduces the control module and its main function.In particular, GIS technology can make the system interface more concise and lively.Key wordstemperature monitors；GIS；warning of meage；database
引言
随着电力生产不断发展，电气设备本身的安全性问题就越来越显得重要。近年来，电厂已发生多起由开关过热引起的火灾和大面积停电事的故。因此提前发现和排除热故障隐患，确保电力系统的安全运行具有非常重要的意义。
本文所介绍的电厂高压开关温度监测系统是对传统的监测系统的改进。该系统由温度检测与无线传输模块、监测主控模块和网络服务模块三部分组成。其中检测与无线传输模块主要负责采集温度数据并通过无线传输方式传到监测中心；监测主控模块主要负责对传来的数据进行接收、存储、处理、调用和显示，对异常温度进行报警；网络服务模块主要是让用户通过浏览互联网随时随地了解温度信息。
1监测主控模块设计
监测主控模块是系统的主要部分之一，它采用Visual C++与MapX进行二次开发，共包括平面图绘制、测点设置与控制、数据采集、数据处理、图表显示、系统维护与管理六个部分。其中需要考虑系统总体设计、电子地图设计与实现、数据采集与传输、图表显示的设计与实现、数据库设计等几个问题。
电厂高压开关柜温度实时监测系统结合了地理信息系统，因此它有以下的一些特点。
2电厂开关柜触点温度监测系统图形化程序设计
◆界面友好：摆脱以往的呆板生硬的界面模式，带给用户一种方便，直观的模式。
◆实时高效：由于硬件上提高了数据更新的速度，所以软件上体现出实时高效的特点。◆安全可靠：采用了Visual C++和SQL Server 2000数据库，增加了系统的安全性。
◆可扩展性：为了便于以后的系统维护和升级，为系统扩展留下了备用接口。
2电子地图设计与实现
本文所介绍的温度监测系统采用了Map X组件来创建电子地图。将空间元素与温度属性数据相结合，实现可视化交互查询，从而为管理者提供更为方便、快捷的信息获取手段。
Map X是一个基于ActiveX（OCX）技术的可编程控件，可以用来将地图化功能快速集成到使用Visual C++等面向对象语言的客户端应用程序中。
地理数据在计算机中有三种表示方法：栅格法、矢量法和面向对象法。矢量法以点、线、面来描述地理实体、记录和表示地理数据。矢量数据有多种数据结构，主要包括简单矢量数据结构、拓扑数据结构和不规则三角网等。
拓扑数据结构表示地理实体的方法精确、数据存储效率高、地图输出质量好、在GIS中应用广泛，在本系统中，Map X所采用的Mapinfo文件数据结构就是这种数据结构。
在运用矢量数据模型的GIS中，地理数据是以图层为单位进行组织和存储的。一个图层表示一种类型的地理实体，它包含了以一定的矢量数据结构组织的同一类型地理实体的定位和属性数据。
地理信息系统是建立在地理数据库基础之上的，通过数据库管理系统，地理数据库能有效地存储、组织、管理和维护地理数据。因而将地理数据库与数据库管理系统相结合是地理信息系统开发的重要内容。由于目前关系型数据库管理系统相当普及，因此建立在关系型数据库管理系统之上的地理数据库称之为地理关系数据库。地理关系数据库可简单地分为三种类型：混合型矢量关系数据库、集成型矢量关系数据库和栅格关系数据库。本系统采用混合型矢量关系数据库。
地理信息系统主要有空间和属性两种类型的数据。其中多数软件采用文件的方式来存储和管理空间数据。属性数据则采用常规的关系型数据库来进行管理。
本系统中除使用了一些标准工具以外，还创建了大量的自定义工具，如测点目标对象的添加工具就是一个最典型的自定义工具。
3串口数据采集与传输
监测主控模块采用计算机的串口通过485总线与外部的无线温度控制器进行连接。监测主控程序对采集到的温度数据进行处理，实现系统的温度显示、温度报警等功能。
在本系统中的监测主控模块数据采集协议如下。
3.1 应答模式
命令由主控机（上位机）发出，由通信控制器（下位机）应答，具体过程如下：
◆上位机发送命令给下位机；
◆下位机接到命令后应答；
◆上位机收到应答后认为连接建立；
◆下位机执行命令的操作；
◆命令完成。
3.2 超时重发机制
请求回应超时：
◆在一个握手命令发出后在规定的时间内未收到回应，认为超时。
◆超时后重发，重发规定次数后仍未收到回应认为通信控制器不可用，通信结束。
2007届优秀毕业设计（论文）摘要3
◆超时时间为100毫秒，超时重发次数为5次，也可根据具体的应用进行调整。
执行超时：
◆上位机在收到回应后规定时间内未收到返回数据，认为超时，命令执行失败并结束。
在Visual C++ 编程中，由于是面向对象进行编程，所以主要是对类进行编程，通过类来实例化一个对象，然后通过类所拥有的属性和方法对串口进行管理和操作。在本项目中，串口通信的实现分为三部分：一是串口类，二是通信线程的建立与撤销，三是自定义通信协议的实现。4短信报警的实现
该部分主要实现对异常的温度进行报警，当测点的温度超过规定值时通过与串口相接的手机报警模块进行短信报警。在监测主控模块中，要实现了以下功能：
◆温升预警：当测点温升≥65℃时，发出预警信号。
◆温升报警：当测点温升≥75℃时，发出报警信号，并将相关数据发送到目标用户手机。
◆温升过快报警：若测点温升≥5℃/分钟，发出报警信号，并将相关数据发送到目标用户手机。◆温度过高报警：若测点温度≥110℃，发出报警信号。
目前，对短消息的控制有三种模式： Block模式、PDU模式及Text模式。其中Block模式需要手机生产厂家提供驱动支持，目前还没有发现哪个厂家公布支持这种短信发送模式；使用Text模式收发短信代码简单，实现起来十分容易，但只能发送ASCII码，不支持中文Unicode码；PDU(Protocol Data Unit，协议数据单元)模式可同时支持ASCII码和中文Unicode码。本系统采用PDU模式。
在PDU模式中，有三种方式可用于短信内容的编码：7-bit编码、8-bit编码和UCS2编码。本系统采用了UCS2编码，该编码原理简单，只需将要发送的字符转换为Unicode码，程序设计时用系统函数MutiByteToWideChar（）即可实现。
5图表显示的设计与实现
该部分主要是实现温度数据的图表显示。对测点的温度实现柱状图显示和历史曲线图显示，使显示更加直观。
由于GIS中的图表显示功能受到限制，不能做到图表的实时显示。所以编写了图表显示的功能程序，达到想要的图表显示效果。
源程序采用对话框的模式，当点击图表显示按钮时，就弹出测点的柱状图和历史曲线，并对数据进行实时显示。本系统中主要是通过HMXChart和HMXDataset这两个类来实现的。6数据库设计
该部分主要是实现数据的接收、存储、调用、更新、温度报警信息设置、用户信息设置等。同时与GIS系统数据库结合起来使用，实现各种数据的操作。
数据库采用SOL Server 2000 作为后台数据库管理系统。同时网络服务系统的数据库也是建立在该系统之上。系统采用PowerDesign建立数据库的物理模型，共采用了9张数据库表。7总结与展望
本课题在调研、设计和编程过程中，涉及到大量的行业知识、通信知识和计算机编程知识，然而从特点来看主要体现在以下几个方面。
一是地理信息系统在小范围电厂设备监测领域的应用。
4电厂开关柜触点温度监测系统图形化程序设计
二是短信报警功能的灵活控制。
三是当前温度和历史温度的实时显示。
作为一个最后可交付使用的产品，还需要做大量的工作，今后会进一步完善软件功能，并完成系统集成和整体测试。
参考文献
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