嵌入式WebServer在配电网中的自动化服务应用
2018-07-11，，
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(1.积成电子股份有限公司配网自动化事业部，济南 250104；2.山东省明水经济技术开发区管委会；3.山东科技大学)
引 言
近年来，随着国家智能电网进入全面建设的重要阶段，配电网的智能化建设全面拉开，配电终端作为智能配电网不可缺少的组成部分得到了蓬勃发展。由于配电网的特殊性及各地配电网智能水平的参差不齐，造成配电终端在各供电辖区应用上的多样性，这种多样性造成各个地方配电终端的功能、参数存在差别，甚至有的用户会定制专有功能、参数。
为了维护这些终端，当前，各终端厂家普遍采用的方式是针对每种功能的终端开发一个维护软件版本，造成了即使同一类终端也会存在很多维护软件版本，给后期的维护带来很大工作量。针对上述配电网终端存在的维护软件版本繁多、维护困难问题，一般配网终端都具备网口的特点，本文基于嵌入式WebServer技术设计并实现了使用IE浏览器作为通用维护软件的系统，从而达到统一维护软件、维护简单的目的。
1 系统整体架构
本系统采用STM32F429作为CPU芯片，以LAN8742作为以太网PHY芯片。遥测、遥信、遥控等电力三遥数据及其他人机接口部分采用电力终端通用设计方案。TCP/IP协议采用移植LwIP协议栈的方式实现。浏览器网页文件采用HTML语言设计，然后将网页文件转换为静态数据存放到终端中。对于网页中需要实时刷新的数据采用动态组帧，实时传送到浏览器显示。系统整体架构，如图1所示。
图1 系统整体架构
2 软件设计
2.1 TCP/IP协议简介
TCP/IP协议是一套把互联网上的各种系统互联起来的协议族，以保证互联网上数据的准确、快速传输。参考开放系统互连(OSI)模型，TCP/IP通常采用一种简化的4层模型，分别为：应用层、传输层、网络层、链路层[1]。
链路层，通常包含网络物理接口的驱动程序，同时为网络层提供功能接口；网络层又称互联网层，主要处理数据的网络传输，主要使用其中的IP协议；传输层，主要为两个系统的应用程序提供端到端的通信，主要包括TCP协议和UDP协议;应用层主要指特定的应用程序，本次使用的应用层协议是通用的应用协议HTTP。
2.2 HTTP协议简介
HTTP协议是Hyper Text Transfer Protocol(超文本传输协议)的缩写，用于万维网服务器与本地浏览器之间传输超文本的应用协议，其采用的传输协议是TCP协议。HTTP协议工作于客户端-服务端架构上。IE浏览器作为HTTP客户端通过URL向HTTP服务端即WebServer发送请求。WebServer接收到请求后向客户端发送响应信息。IE浏览器对WebServer返回的信息解析并显示在网页上。
2.3 终端中网页文件的设计
网页文件采用HTML语言设计，根据功能划分为不同的网页：主页面、实时遥测数据页面、实时遥信数据页面、遥控操作页面、遥信参数设置页面、通信参数设置页面、通信点表设置页面、历史数据查询页面。由于嵌入式终端的资源有限，所有的网页文件都要存放到终端中，为节约资源，所有的网页文件一律省略图片。限于篇幅原因，以下主要介绍最具代表性的网页的设计过程。
2.3.1实时遥测数据页面
实时遥测数据页面的主要特点是需要实时地刷新终端采集的电压、电流等遥测值，通过查询可知HTML中的标签属性可以轻松实现该功能。采用这种方式能够在不明显增加代码量的前提下实现数据实时刷新的效果，非常适合应用在嵌入式终端中。部分关键代码如下所示：
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