微机五防中智能手机与上位机Wi-Fi通信系统及方法

1.一种微机五防中智能手机与上位机W1-Fi通信系统的实现方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤: 步骤1:配置无线访问接入点，采用具有独立组建局域网功能的无线路由器； 步骤2:上位机搜索并连接到步骤I中的无线路由器上； 步骤3:手机接入步骤2上位机已接入的W1-Fi无线网中； 步骤4:手机与上位机之间建立基于TCP协议的socket连接； 步骤5:上位机或手机传输数据至手机或上位机； ①上位机或手机与手机或上位机进行通信握手，询问手机或上位机是否做好接受准备; ②上位机或手机若收到手机或上位机的准备好接受的状态回复，将数据按配套通信规约进行打包并发送;若没收到准备好接受的状态回复，上位机或手机处于阻塞等待状态； ③手机端或上位机接收到数据后进行相应的解包分析，从同步头、校验和分析数据正确性，若干条数据组成数据组，一组数据全部接收正确后，手机或上位机发送给上位机或手机一条该组数据全部正确接收的确认指令； ④上位机或手机收到手机或上位机回复的当前组数据接收正确确认，则继续发送下一组，否则重发上一组，每组数据有三次重发机会； 步骤6:判断数据正确后手机或上位机将数据存储至本地数据库； 步骤7:上位机或手机发送完当前全部数据后，发送一条结束指令，手机和上位机各自关闭socket连接，通信结束； 所述系统的上位机通过网卡，即包括无线网卡连入接入点，接入点采用无线路由器，智能手机的无线芯片与无线接入点组成W1-Fi通信系统，通过智能手机连入无线局域网的W1-Fi 热点 ，在上位机与手机之间建立 socket 连接 ，通过 TCP/IP 协议和配套通信规约进行数据通信。
2.根据权利要求1所述的一种微机五防中智能手机与上位机W1-Fi通信系统的实现方法，其特征在于:上位机、电脑钥匙与配置好的无线接入访问点组成W1-Fi通信系统； 上位机为个人计算机，企业计算机工作组；电脑钥匙是具备W1-Fi模块的智能终端，包括智能手机、PDA;无线访问接入点可以是无线路由器或其他具有提供无线接入功能的AP设备。
3.根据权利要求1所述的一种微机五防中智能手机与上位机W1-Fi通信系统的实现方法，其特征在于:所传输的电力系统的库文件均按所述系统配套规约进行数据打包;规约具体形式为:通信握手和结束指令均为22个字节;发送的库文件数据中，设备库、逻辑库是22个字节，状态库是21个字节；回复指令都是4个字节； 通信规约一帧数据格式为: OEBH,090H, COM,datal，data2，......,datan,CHKS 其中EB90为同步头;COM:命令号;CHKS:校验和； 设备库和逻辑库data是18个字节，状态库data是17个字节；其中设备库和逻辑库中datal、data2为后面的16字节数据存放时的单元地址，所以设备库和逻辑库总计22个字节；各个数据库的开始偏移量地址是固定的，即各个数据库的开始地址均为0001H，即第I组数据为0001H，第二组数据为0002H，第三组数据为0003H，依此类推；在状态库数据中只有 datal作为计数使用，后跟16字节数据，所以状态库总计21字节。

微机五防中智能手机与上位机W 1-FI通信系统及方法\n技术领域\n[0001]本发明涉及微机五防闭锁中的通信系统领域，特别涉及一种微机五防中智能手机与上位机W 1-Fi通信系统及方法。\n背景技术\n[0002]为了使电力系统的安全稳定运行能够得以充分保障并将各种操作事故防范于未然，不仅要加强运行管理的手段，与此同时还要对电力“五防”工作引起充分的重视。随着计算机技术在各个行业领域的飞速发展，电力的“五防”也将发生革命性的转变。\n[0003]电力“五防”闭锁系统，其中的五防具体是指防止带负荷分、合隔离开关；防止误分、合断路器;防止带点挂(合)接地线(接地开关)；防止误入带电间隔；防止带地线(接地开关)送电，也就是防止带接地线(接地开关)合断路器(隔离开关)。微机技术早在20世纪90年代就已经被引入了防误闭锁领域。\n[0004]微机防误闭锁系统一般不直接采用现场设备的辅助接点，因为接线简单，通过防误闭锁系统微机软件规则库和现场锁具实现防误闭锁，微机防误闭锁装置是一种采用计算机技术，用于高压开关设备防止电气误操作的装置。随着近几年来的不断改进与更新，微机防误闭锁装置日渐成熟，且被广泛推广于电力系统之中。微机防误闭锁系统在相关软件的帮助下有效地促进了由二次闭锁回路向电脑中五防闭锁规则库的转变，从而促使防误闭锁的数字化能够得以快速实现。总的来说，微机防误闭锁系统已经能解决各种在过去不能实现或难以实现的防误功能，这同时也意味着电气设备防误闭锁技术取得了质的飞跃。\n[0005]微机的“五防”以计算机技术为基础，是一种应用在高压开关设备上从而防止电气误操作的装置，主要由主机、电脑钥匙、机械编码锁、模拟屏、电气编码锁等功能元件构成。而本发明能够很好地解决上面的问题。\n发明内容\n[0006]本发明目的在于提出一种将智能手机作为电脑钥匙与上位机之间的W1-Fi通信技术及方法，提供了智能手机在微机五防系统中与上位机的通信方案。\n[0007]本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:本发明提出了一种微机五防中智能手机与上位机W1-Fi通信系统及方法，在微机五防闭锁系统中建立所述至少一个智能手机与上位机之间的W1-Fi无线通信系统，并提出配套的通信规约，完成设备之间的适配，通信握手，并实现上位机到智能手机的数据下载以及智能手机到上位机的数据回传。智能手机与上位机W 1-F i通信系统组成如图1所示。\n[0008]目前微机五防闭锁系统中使用的电脑钥匙多为定制的嵌入式系统装置，采用串口通信方式，智能手机相比而言，具有规格统一易获取、智能化程度高、网络实时通信、人机界面友好、可扩展功能丰富等众多优点。W1-Fi无线通信的应用，更是使系统的通信性能有了很大提升。W1-Fi是IEEE定义的无线网技术，是一种能够将个人电脑、手持设备(如Pad、手机)等终端以无线方式互相连接的技术。W1-Fi原先是无线保真的缩写，W1-Fi英文全称为wireless f ideIity。由于W1-Fi的频段在世界范围内是无需任何电信运营执照的，因此WLAN无线设备提供了一个世界范围内可以使用的，费用极其低廉且数据带宽极高的无线空中接口。随着W1-Fi和蓝牙等短距离无线通信技术的出现和成熟发展，无线通信逐步代替连接线，在日常生活和工业生产中，它的普遍应用，必将给传统通信模式带来巨大的变革。\n[0009] W1-Fi通信应用在所述智能手机作为电脑钥匙的微机五防闭锁系统中的优点包括如下:\n[0010] 1、无线通信无需考虑布线问题，不受布线条件限制，使系统构成更灵活；\n[0011] 2、W1-Fi通信覆盖范围更广，普通蓝牙通信有效距离约为10m，而普通W1-Fi室内接收范围约95m，最新技术产品接收范围还要大，穿透能力也在增强。\n[0012] 3、Wi_Fi传输速度非常快，可以达到Ilmbps，符合工业信息化应用的需求。\n[0013] 4、健康安全，IEEE802.1l规定的发射功率不可超过100毫瓦，实际发射功率约60〜70毫瓦，而且无线网络使用方式并非直接接触人体，应该是绝对安全的。\n[0014] 5、W1-Fi 技术仍在高速发展，IEEE 的 802.11n、802.11w、802.11v、802.11k 等一系列新标准中对带宽，信号，功耗，安全，融网，个人服务，移动特性，客户端全方位进行了大幅度改进和完善。\n[0015]基于以上优点，本发明将W1-Fi无线传输技术引入到电力微机五防闭锁系统的通信中来，通过设计通信方案和配套规约实现了电脑钥匙与上位机快速高效的双向数据传输。\n[0016]方法流程:\n[0017]如图1所示，本发明提出一种微机五防中智能手机与上位机W1-Fi通信系统的方法，其包括如下步骤:\n[0018]步骤1:配置无线访问接入点，采用具有独立组建局域网功能的无线路由器；\n[0019]步骤2:上位机搜索并连接到步骤I中的无线路由器上；\n[0020] 步骤3:手机接入步骤2上位机已接入的W1-Fi无线网中；\n[0021 ]步骤4:手机与上位机之间建立基于TCP协议的socket连接；\n[0022]步骤5:上位机(手机)传输数据至手机(上位机)；\n[0023]①上位机(手机)与手机(上位机)进行通信握手，询问手机(上位机)是否做好接受准备。\n[0024]②上位机(手机)若收到手机(上位机)的准备好接受的状态回复，将数据按配套通信规约进行打包并发送。若没收到准备好接受的状态回复，上位机(手机)处于阻塞等待状\nίέτ O\n[0025]③手机端(上位机)接收到数据后进行相应的解包分析，从同步头、校验和分析数据正确性，若干条数据组成数据组，一组数据(每组含数据条数可根据实际需要调整)全部接收正确后，手机(上位机)发送给上位机(手机)一条该组数据全部正确接收的确认指令。\n[0026]④上位机(手机)收到手机(上位机)回复的当前组数据接收正确确认，则继续发送下一组，否则重发上一组，每组数据有三次(可根据实际需求调整)重发机会。\n[0027]步骤6:判断数据正确后手机(上位机)将数据存储至本地数据库；\n[0028]步骤7:上位机(手机)发送完当前全部数据后，发送一条结束指令，手机和上位机各自关闭socket连接，通信结束。\n[0029]上位机、电脑钥匙与配置好的无线接入访问点组成W1-Fi通信系统；\n[0030]上位机可以是个人计算机，企业计算机工作组；电脑钥匙是具备W1-Fi模块的智能终端，包括智能手机、PDA;无线访问接入点可以是无线路由器或其他具有提供无线接入功能的AP设备。\n[0031]本发明所传输的电力系统的库文件均按所述系统配套规约进行数据打包;规约具体形式为:通信握手和结束指令均为22个字节;发送的库文件数据中，设备库、逻辑库是22个字节，状态库是21个字节；回复指令都是4个字节。\n[0032]通信规约一帧数据格式为:\n[0033] OEBH，090H，COM，datal，data2，……，datan，CHKS\n[0034] 其中EB90为同步头;COM:命令号;CHKS:校验和。\n[0035] 此时data共计18(状态库为17)个字节。其中datal、data2为这次后面的16字节数据存放时的单元地址，注意该动作不包括各个数据库的开始偏移量地址，即各个数据库的开始地址均为0001H，即第I组数据为0001H，第二组数据为0002H，第三组数据为0003H，依此类推。在状态库数据中只有datal作为计数使用，后跟16字节数据，所以总计21字节;本发明所述系统的数据通信过程包括如下步骤:\n[0036]步骤1:手机接入到系统配置好的无线访问接入点中；\n[0037]步骤2:手机与上位机之间建立基于TCP协议的socket连接；\n[0038]步骤3:上位机(手机)传输数据至手机(上位机)；\n[0039]①上位机(手机)与手机进行通信握手，询问手机(上位机)是否做好接受准备。\n[0040]②上位机(手机)若收到手机的准备好接受的状态回复，将数据按配套通信规约进行打包并发送。若没收到准备好接受的状态回复，上位机(手机)处于阻塞等待状态。\n[0041]③手机端(上位机)接收到数据后进行相应的解包分析，从同步头、校验和分析数据正确性，若干条数据组成数据组，一组数据(每组含数据条数可根据实际需要调整)全部接收正确后，手机(上位机)发送给上位机(手机)一条该组数据全部正确接收的确认指令。\n[0042]④上位机(手机)收到手机回复的当前组数据接收正确确认，则继续发送下一组，否则重发上一组，每组数据有三次(可根据实际需求调整)重发机会。\n[0043]步骤4:判断数据正确后数据接收端将数据存储至本地数据库；\n[0044]步骤5:发送端发送完当前全部数据后，发送一条结束指令，手机和上位机各自关闭socket连接，通信结束。\n[0045]如图2所示，一种五防闭锁中智能手机与上位机W1-Fi通信系统及方法，其包括如下步骤:\n[0046] 1、接入点(Access Point,AP)的配置\n[0047]无线访问接入点，或称“桥接器”，它主要在媒体存取控制层MAC中扮演无线工作站及有线局域网络的桥梁。本方案采用无线路由器实现，基于电力系统中的特殊要求，使用可以独立组建局域网功能的无线路由器，开启无线路由器无线广播、动态主机设置协议(Dynamic Host Configurat1n Protocol ,DHCP)功能，根据实际需要设置路由参数。\n[0048] 2、上位机连入接入点\n[0049]上位机采用无线或有线方式连入系统所属无线网路由器。\n[0050] 3、由上位机下载数据至手机\n[0051]上位机的数据下载至手机，采用C/S(客户端/服务器)模式，具体操作步骤如下:\n[0052] I)建立socket通信:手机连入W1-Fi无线网，手机作为服务器，对指定IP和端口进行监听，上位机作为客户端请求连接，上位机与手机建立基于TCP/IP的socket通信连接。\n[0053] 2)通信握手:上位机询问手机是否准备好接收数据，手机若没准备好，上位机继续询问；若手机回复为准备好，上位机将数据按通信规约打包逐条发送。\n[0054]规约:通信握手和结束指令均为22个字节;发送的库文件数据中，设备库、逻辑库是22个字节，状态库是21个字节；回复指令都是4个字节。\n[0055]如图3所示，通信规约一帧数据格式:\n[0056] OEBH，090H，COM，datal，data2，……，datan，CHKS\n[0057] 其中EB90为同步头;COM:命令号;CHKS:校验和。\n[0058] 此时data共计18(状态库为17)个字节。其中datal、data2为这次后面的16字节数据存放时的单元地址，注意该动作不包括各个数据库的开始偏移量地址，即各个数据库的开始地址均为0001H，即第I组数据为0001H，第二组数据为0002H，第三组数据为0003H，依此类推。在状态库数据中只有datal作为计数使用，后跟16字节数据，所以总计21字节。以下列举几个命令号实例:\n[0059]①C0M=012H:设备库数据。PC机以此命令通知控制器开始接收设备库数据。\n[0060]设备库传送结束，则发送结束命令；\n[0061]②COM=OllH:逻辑库数据。PC机以此命令通知控制器开始接收设备库数据。\n[0062]逻辑库传送结束，则发送结束命令；\n[0063] ③C0M=023H:发送较时数据。此时datal、data2无意义，从data3到data9分别为秒(00-59)、分(00-59)、时(00-23)、星期(1-7，7=日)、天(1-31，注意与月一致)、月(1-12)和年(00-99)数据(均为BCD码)。\n[0064]④COM=Oira:结束数据库数据发送命令，数据18个字节任意，通常全“O”，即:EB 90IF 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 9A\n[0065]⑤接收端回复指令，长度为4字节:\n[0066] a.接收正确:C0M=055H，即:OEBH，090H，055H，ODOH，CHKS\n[0067] b.接收错误:COM=OAAH,即:OEBH，090H，OAAH，025H，CHKS\n[0068]更多详细命令功能号对应表见图4。\n[0069] 3)数据下载:手机端接收到数据进行解包，根据同步头、校验和判断数据正确与否，若干条数据组成数据组，每组数据(每组含数据条数可根据实际需要调整)发送后都需接收到手机回复的接收正确确认，则继续发送下一组，否则重发上一组，每组数据有三次(可根据实际需求调整)重发机会。判断正确后手机将数据存储至本地数据库。\n[0070] 4)下载结束:上位机在发送完所有数据后发送结束指令，上位机、手机端各自关闭socket连接，结束通信。\n[0071 ] 4、由手机回传数据至上位机\n[0072]手机回传数据至上位机，依然采用C/S模式，具体操作步骤如下:\n[0073] I)建立socket通信:手机连入W1-Fi无线网，手机作为服务器，对指定IP和端口进行监听，上位机作为客户端请求连接，上位机与手机建立基于TCP/IP的socket通信连接。\n[0074] 2)通信握手:手机询问上位机是否准备好接收数据，手机若没准备好，上位机继续询问；若上位机回复为准备好，手机机将数据按通信规约打包逐条发送。\n[0075] 3)数据回传:上位机接收到数据进行解包，根据同步头、校验和判断数据正确与否，若干条数据组成数据组，每组数据(每组含数据条数可根据实际需要调整)发送后都需接收到上位机回复的接收正确确认，则继续发送下一组，否则重发上一组，每组数据有三次(可根据实际需求调整)重发机会。判断正确后上位机将数据存储至本地。\n[0076] 4)回传结束:手机在发送完所有数据后发送结束指令，上位机、手机各自关闭socket连接，结束通信。\n[0077] 有益效果:\n[0078] 1、本发明使得上位机与电脑钥匙之间的通信具备了 W1-Fi技术的无线化、覆盖广、速度快等一系列特点。\n[0079] 2、本发明优势越来越突显，符合电力五防系统朝着智能化、网络化、现代化发展的要求。\n附图说明\n[0080]图1为智能手机与上位机W1-Fi通信系统组成图。\n[0081 ]图2为智能手机与上位机W1-Fi通信流程图。\n[0082]图3为智能手机与上位机W1-Fi通信系统通信规约一帧数据格式示意图。\n[0083]图4为智能手机与上位机W1-Fi通信系统通信规约功能号介绍示意图。\n具体实施方式\n[0084]下面结合说明书附图对本技术方案作进一步说明。\n[0085]本发明的系统组成框图如图1所示，上位机通过网卡(包括无线网卡)连入接入点，这里的接入点采用无线路由器，智能手机的无线芯片与无线接入点组成W1-Fi通信系统。通过智能手机连入无线局域网的W1-Fi热点，在上位机与手机之间建立socket连接，通过TCP/IP协议和本方案的配套通信规约进行数据通信。\n[0086]本方法提出的微机五防中智能手机与上位机W1-FI通信方法，具体实施分为如下步骤:\n[0087]步骤1:配置无线访问接入点。本发明采用无线路由器，具体步骤有:\n[0088]①开启无线路由器无线广播，设置广播ID以及安全密钥。\n[0089]②开启DHCP功能，根据实际需要设置相应参数。\n[0090]步骤2:上位机搜索并连接到步骤I中的无线路由器上。\n[0091]本发明选取可独立建立局域网的无线路由器，上位机通过有线或无线方式连接到该路由器上。\n[0092]步骤3:上位机到手机的数据下载。\n[0093]①手机搜索并连入系统配置好的W1-Fi无线网。\n[0094]②手机作为socket服务器监听，上位机作为客户端发出连接请求，上位机与手机之间建立基于TCP协议的socket连接。\n[0095]③上位机与手机进行通信握手，询问手机是否准备好接受数据。\n[0096]④上位机若收到手机的准备好接受的状态回复，将数据按配套通信规约进行打包并发送。若没收到准备好接受的状态回复，上位机处于阻塞等待状态。\n[0097]⑤手机端接收到数据后进行相应的解包分析，从同步头、校验和分析数据正确性，若干条数据组成数据组，一组数据(每组含数据条数可根据实际需要调整)全部接收正确后，手机发送给上位机一条该组数据全部正确接收的确认指令。\n[0098]⑥上位机收到手机回复的当前组数据接收正确确认，则继续发送下一组，否则重发上一组，每组数据有三次(可根据实际需求调整)重发机会。\n[0099]⑦判断正确后手机将数据存储至手机数据库。\n[0100]⑧上位机发送完当前全部数据后，发送一条结束指令，手机和上位机各自关闭socket连接，通信结束。\n[0101 ]步骤4:手机到上位机的数据回传。\n[0102]①手机搜索并连入系统配置好的W1-Fi无线网。\n[0103]②手机作为socket服务器监听，上位机作为客户端发出连接请求，上位机与手机之间建立基于TCP协议的socket连接。\n[0104]③手机与上位机进行通信握手，询问上位机是否准备好接受数据。\n[0105]④手机若收到上位机的准备好接受的状态回复，将数据按配套通信规约进行打包并发送。若没收到准备好接受的状态回复，手机处于阻塞等待状态。\n[0106]⑤上位机接收到数据后进行相应的解包分析，从同步头、校验和分析数据正确性，若干条数据组成数据组，一组数据(每组含数据条数可根据实际需要调整)全部接收正确后，手机发送给上位机一条该组数据全部正确接收的确认指令。\n[0107]⑥手机收到上位机机回复的当前组数据接收正确确认，则继续发送下一组，否则重发上一组，每组数据有三次(可根据实际需求调整)重发机会。\n[0108]⑦判断正确后上位机将数据存储至本地。\n[0109]⑧手机发送完当前全部数据后，发送一条结束指令，手机和上位机各自关闭socket连接，通信结束。