保护故障信息实时短信通知技术方案

故障信息实时通知系统（LDSA-8000）
技
术
方
案
一、项目目的
电厂及大型企业用电系统规模一般比较庞大、人员比较分散，并且员工也不可能一直关注站内监控系统，因此需要一种通知方式，能在发生故障时及时通知到相关人员，这种方式要求能同时通知多人，并且实时性要高。

随着科技的进步和制造业的发展，手机的普及率已经越来越高，手机对人们的影响正在逐步深入，其中手机短信作为一种交流方式具有低成本、信息量大等优点得到了广泛的使用。

普通的短信发送方法是一方在手机的短信应用中输入要发送的内容，然后通过指定接受者的手机号进行发送，这种方式适合人数较少、信息量不大的情况。

与此同时，因为短信的优势和现实的需求，出现了短信群发服务，国内三大电信基础运营商都可为企业提供短信群发增值服务，但是运营商提供的群发服务无法与电厂现有的监控系统、办公系统、生产管理系统进行交互，需要手动输入要发送的内容，选择发送对象才能进行发送。

因为对安全稳定生产的要求，必须在第一时间让所有相关人员都能知道设备故障信息，所以有必要建立一套故障信息实时短信群发系统，系统可与站内监控系统通信实时获取站内故障信息，发送短信通知到值班人员和相关主管人员，以便故障及时处理。

另一方面，系统具有扩展性，可提供服务接口供其它如OA办公系统、生产管理系统等系统使用，避免每个系统都与GSM MODEM硬件交互的不便。

二、技术方案
1.系统目标
从实际情况出发，本系统主要达到以下目标:
1)从站内监控系统取得故障信息。

系统可使用CDT或者DISA
规约通过串口与站内监控系统通信，采集故障信息。

2)实现一对多的短信发送。

这是系统要实现的最基本的功能。

3)实现电话簿功能。

通过该功能用户可以方便的实现对发送
目标的管理。

4)实现发送规则配置功能，可根据信息内容、时间等信息制
定不同的发送规则。

5)实现手动群发短信功能。

本系统主要用于故障信息的自动
群发，但也提供便利的界面用于手动群发短信，客户可使
用此功能进行发送会议通知、节日祝福等。

6)提供短信群发服务接口。

其它系统可利用本系统提供的短
信群发接口方便的实现短信群发。

7)安全性。

为了防止非法用户滥用系统乱发信息所带来的影
响，系统增加了用户验证机制。

2. 系统结构(简图
)
用户电脑
保护故障信
息实时短信
服务器
总控机保护装置保护装置
测控/PMU
软件方面系统主要由短信模块、系统管理模块、故障信息采集模块、对外服务模块、数据库等几部分组成。

硬件方面系统主要有工控机和GSM MODEM 两个主要设备，再加上显示器、键盘鼠标等外设。

3.详细说明
1)数据库
信息系统的应用离不开数据库，数据库设计的好坏直接影响系统运行效率。

在软件应用系统开发之前，要根据系统的具体要求以及实现的功能去设计数据库，根据项目的成本以及整个系统的信息量去选择数据库。

鉴于此，在本信息群发系统中，由于系统需要传送和保存的信息量不大，并且系统的项目成本不高，在功能上主要以发送短信为主，数据库用来存储发送的信息、电话簿信息、发送规则等，用户数较小，访问频率不高，因此对数据库性能的要求不是很高。

在满足系统需要，并兼顾方便性、简单些、通用性、稳定性和低成本考虑，选用MYSQL作为后台数据库。

MySQL是一种开放源代码的关系型数据库管理系统（RDBMS），MySQL数据库系统使用最常用的数据库管理语言--结构化查询语言（SQL）进行数据库管理。

目前MySQL被广泛地应用在Internet 上的中小型网站中。

由于其体积小、速度快、总体拥有成本低，尤其是开放源码这一特点，许多中小型网站为了降低网站总体拥有成本而选择了MySQL作为网站数据库。

因为MYSQL的广泛使用，在稳定性和通用性上不存在问题，并且是免费的开源应用，又符合低成本的要求，所以在本系统中使用MYSQL非常合适。

当然，在具体实现中，应考虑迁移问题，即必要时可将系统迁移到更高性能的商业数据库中，因此，在数据库访问技术中，应尽量
选择符合通用规范的接口函数。

2)GSM MODEM与短信模块
工业级GSM MODEM，通过串口与计算机连接，可以通过AT 指令控制进行短信收发的设备。

国内目前应用较多的GSM MODEM，都是以SIEMENS或WAVECOM模块为核心组装而成的，与普通手机相比，它们具有更加稳定更加高效更加适宜大规模收发短信长时间运行的优点。

在购买工业级GSM MODEM时一般会附带SDK开发包，其中提供了操作GSM MODEM的函数。

但是一方面，这些函数一般都偏向底层，比较生涩难懂；另一方面，为了减少对特定型号或厂家的短信猫的依赖。

本系统在更高的层次上对GSM MODEM接口函数进行了再次封装，形成短信模块，方便其它模块使用。

3)故障信息采集模块
本系统的一个基本功能是从站内监控系统中获得故障信息，为了实现这个目标，需与站内监控系统进行通信，收取信息。

系统间通信的主要问题在于通信规约，通信规约是为保证数据通信系统中通信双方能有效和可靠地通信而规定的双方应共同遵守的一系列约定，包括：数据的格式、顺序和速率、链路管理、流量调节和差错控制等。

站内监控系统因为调度远动的关系，一般都支持远动规约，远动规约分为循环式远动规约和问答式远动规约。

在中国这两种规约并存。

循环式规约中的帧结构具有帧同步字、控制字、帧类别和信息字。

其中帧同步字是用作一帧的开头，要求帧同步字具有较好的自相关特性，以便对方比较容易捕捉，检出帧同步。

还要求帧同步具有较小的假同步概率，防止假同步发生。

控制字是指明帧的类别，共有多少字节，以及发送信息的源地址、目的地址等。

循环式规约要求循环往复不停顿地传送信息。

传送信息的内容在受到干扰而拒受以后，在下一帧还可以传送，丢失的信息还可以得到补救，保护性措施可以降低要求，可以适用于单工或双工通道，但不能用于半双工通道。

问答式规约主要特点是以主站端为主，主站端向远方站询问召唤某一类别信息，远方站即将此种类别信息作回答。

主站端正确接受此类别信息后，才开始下一轮新的询问，否则还继续向远方站询问召唤此类信息。

另一个特点是通道结构可以简化，在一个通信链路上，可以连接好几个远方站，这样可以使通道投资减少，提高通道的备用性。

问答式远动可以适用双工、半双工通道。

根据现场站内监控系统实际建设情况，本系统选用了DISA规约。

DISA 规约是国内变电站数据通信中广泛采用的技术。

DISA 通信规约是国电南瑞公司在DL451-91 循环式远动规约的基础上制定的一种通信规约。

该规约规定了变电站综合自动化系统中循环式远动规约的功能、帧结构、信息字结构和传输规则，适用于点对点的远动通道结构。

DISA 通信规约采用可变帧长度、多种帧类
别循环传送，变位遥信、遥控返校、事件顺序记录、保护事件采用帧插入方式优先传送，重要遥测循环时间较短，以满足调度监控系统对信息的实时性和可靠性的要求，主要传送遥信、遥测、事件顺序记录（SOE）、电能量数值遥控命令等信息。

4)系统管理模块
短信群发管理是系统的配置管理模块，采用WEB方式展示，操作方便，移植性高。

主要内容包括：
a)电话簿管理
电话簿用户管理系统可发送短信的联系人，其中包括联系
人的手机号码、姓名、职务、工作时间等，这些信息可在
群发规则和手动群发中使用。

b)群发规则管理
群发规则用于管理每种信息的发送规则，如信息只发送给
当前值班人员，或者只发送给某种职务的人员等。

c)手动群发短信
手动群发是为了客户方便的一个扩展功能，客户可在界面
上填入发送内容，选取联系人进行手动群发。

d)系统配置
系统配置用于进行用户权限管理、故障信息点配置等必要
的配置工作。

5)对外服务模块
本着资源共享，避免重复建设的原则，本系统使用HTTP 1.1
协议对外提供短信群发服务，其他系统需要群发短信时只需简单调用HTTP接口即可。

HTTP是一个属于应用层的面向对象的协议，由于其简捷、快速的方式，适用于分布式超媒体信息系统。

它于1990年提出，经过几年的使用与发展，得到不断地完善和扩展。

HTTP协议的主要特点可概括如下：
1.支持客户/服务器模式。

2.简单快速：客户向服务器请求服务时，只需传送请求方法和路径。

请求方法常用的有GET、HEAD、POST。

每种方法规定了客户与服务器联系的类型不同。

由于HTTP协议简单，使得HTTP服务器的程序规模小，因而通信速度很快。

3.灵活：HTTP允许传输任意类型的数据对象。

正在传输的类型由Content-Type加以标记。

4.无连接：无连接的含义是限制每次连接只处理一个请求。

服务器处理完客户的请求，并收到客户的应答后，即断开连接。

采用这种方式可以节省传输时间。

5.无状态：HTTP协议是无状态协议。

无状态是指协议对于事务处理没有记忆能力。

缺少状态意味着如果后续处理需要前面的信息，则它必须重传，这样可能导致每次连接传送的数据量增大。

另一方面，在服务器不需要先前信息时它的应答就较快。