[發明專利]繼電保護裝置人機界面實時傳輸與遠程控制方法

有效

• 申請號: 201310285624.8
• 申請日: 2013-07-08
• 公開（公告）號: CN103347186A
• 公開（公告）日: 2013-10-09
• 發明（設計）人: 侯倩;董貝;韓春江;尹軍;肖明
• 申請（專利權）人: 南京國電南自電網自動化有限公司
• 主分類號: H04N7/26
• 分類號: H04N7/26;H04L29/08;G06F3/048
• 代理公司: 南京縱橫知識產權代理有限公司 32224
• 代理人: 董建林

技術領域

本發明屬于電力系統自動化技術領域，涉及基于圖像處理的人機界面的實時傳輸與遠程控制。

背景技術

目前大部分繼電保護裝置均設有人機界面HMI（Human?Machine?Interface）作為裝置與用戶信息交換的重要媒介。面對電力系統日新月異的要求，傳統的HMI操作方式已經不能完全滿足電力系統的需求了，首先某些特殊裝置受規格大小以及安裝區域的限制，無法安裝液晶屏等實現HMI功能的硬件設備，其次，傳統的設置裝置各項內容（工作方式、IP、對時等）的方法只能是現場操作裝置界面，或通過二次設備廠家開發特定的工具來實現，這樣就造成裝置必須具備觸摸屏等顯示操作設備，或者運營人員必須掌握廠家提供的各種工具。第三，對于現有繼電保護裝置，無法遠程實時再現HMI界面并進行控制。這些都使得實現HMI的實時傳輸與遠程控制成為迫在眉睫的問題。

發明內容

發明目的：為克服現有技術中存在的不足，本發明提出了一種新的思路，摒棄傳統HMI的操作方式，提出一種新的思路，利用圖像處理與傳輸技術實現裝置HMI的實時再現與遠程控制，不僅解決傳統HMI存在的問題，實現PC端圖像與裝置界面的同步，而且不受裝置程序升級或配置文件改變的影響，實用性與靈活性較強。

技術方案：為解決上述技術問題，本發明采用的技術方案為：

一種繼電保護裝置人機界面實時傳輸與遠程控制方法，包括以下步驟：

1）研究點陣圖與矢量圖進行兩套圖像傳輸方式，當采集到的圖像為矢量圖時，直接傳輸；當采集到的圖像為點陣圖時，對該原始圖像進行壓縮處理后傳輸；

2）將繼電保護裝置HMI模件按輸入方式的不同分為二類，第一類為觸摸屏，第二類為按鍵；

HMI模件與遠程監控機通過網口點對點通信，客戶端即遠程監控機向服務器端即繼電保護裝置HMI模件發出獲取屏幕圖像的請求、服務器端發送控制命令、將從服務器端得到的圖像在本地實時顯示；服務器端接受客戶端的請求、響應客戶端的控制命令、采集和發送屏幕圖像。

包括圖像采集、壓縮、傳輸、解壓縮、控制的處理步驟：

（1）圖像采集

對于第一類HMI模件，在繼電保護裝置側，將要顯示的圖像內容由CPU寫入顯示存儲器，遠程客戶端要獲得屏幕圖像時，發送命令給HMI模件，讀取顯示存儲器中的內容，實現圖像采集；

對于第二類HMI，要采集矢量圖信息；顯示存儲器與客戶端雙方具有約定的圖形格式和字庫；當繼電保護裝置側更新圖像時，立即將點陣信息發送到顯示存儲器，同時將矢量信息發送到客戶端，實現圖像采集；

（2）圖像壓縮

當采集到的圖像為矢量圖時，不再進行任何壓縮；

當采集到的圖像為點陣圖時，采用壓縮算法對圖像數據進行壓縮；

（3）圖像傳輸

采用基于TCP/IP的圖像傳輸方式，對于第一類HMI，遠程客戶端每隔1秒向裝置服務器端索取圖像數據，并在點擊獲得的圖像界面時，將點擊坐標傳給服務器，同時索取新的圖像數據，客戶端的圖像接收線程一旦接收到數據，并斷定為圖像數據，則進行存儲和解壓縮；

對于第二類HMI，只有當裝置側圖像改變時，才在繪制界面新圖像的同時將矢量信息傳送給遠程客戶端進行更新顯示；

（4）圖像解壓縮

將獲得的圖像數據進行解碼，重現圖像；

對于第一類的HMI，解壓縮方式與壓縮方式相對應；對于第二類的HMI，將矢量圖在遠程重繪完成圖像的恢復和顯示。

（5）遠程屏幕圖像控制

對于第一類HMI，在遠程監控機上獲得鼠標點擊的位置，轉換為裝置上觸摸屏的觸摸坐標，實現命令的捕獲，裝置根據鼠標位置執行相應的操作；

對于第二類HMI，在客戶端設置相應的上、下、左、右、加、減、返回或確認按鈕中的多種，模擬按鍵操作，實現控制。

當圖像為點陣圖時，采集到的原始圖像數據量龐大，直接用來網絡傳輸，將會占用大量的網絡帶寬。為了提高網絡傳輸的效率，降低網絡負載，本發明對原始圖像進行壓縮處理。并且在分別對各種圖像壓縮方法進行研究和仿真后，結合電力系統繼電保護裝置HMI液晶較小，畫面簡潔，分辨率不高的特點，本發明在具體的工程實現中采用RLE方法進行圖像壓縮，實現裝置界面圖像的快速傳輸和對遠方操作命令的快速響應。