[0001] 本实用新型涉及一种用于变电站/充换电站设备间相互通信的基于云计算平台的规约转换器。

[0002] 从目前国内变电站/充换电站中的应用情况来看，多种通讯规约和通讯网络并存的现象依然存在，站内需要与服务中心进行通信的智能设备数量大大增加，接入端口和运动规约的类型也更加丰富。目前常见的通信规约转换设备已经实现将电气设备常用规约转换成IEC61850、IEC104等通用的标准通信规约再上传至服务中心进行数据和信息的交换，但对于各厂家单独开发的或某些设备专门使用的规约还是需要先改进规约转换器或扩充规约库才能使用。

[0003] 随着智能电气设备的多样化及通讯数据的增加，对规约转换器处理速度的要求也越来越高，但硬件配置水平、运算速度、通讯速度、可靠性、发热量等因素均制约着规约转换器的功能设置及扩展，按照现有的规约转换器工作模式无法完成更多的运算和转发，也有部分规约转换器在某些功能中使用了类似于云的服务端处理的形式来实现由服务器集中化处理数据，但这种工作模式一是会对中央服务器造成很大压力，二是受限于现场的通讯能力，无法发挥出云的综合所有数据运算的优势。

[0004] 中国专利201120201967.8号、201120162641.9号实用新型均只实现了对特定接口的规约输入、转换和输出固定规约，具有一定的端口扩展和规约库扩展能力，但它们所采用的终端处理模式将主要的业务处理功能都布置在规约转换器上，这对设备的运算、处理性能提出了很高要求，使设备的运行速度大大受限于目前的硬件水平，提升设备性能时必须将设备整体进行改进，且规约转换器都处在数据上报的关键位置，一旦出现故障时会使整个通讯网络受到影响，替换损坏设备时也必须全部重新部署配置。

[0005] 在实际使用中，对通信安全和实时监控等功能也有很高要求，原始数据的备份及通讯过程的监管控制，设备运行的安全性和稳定性、大规模数据的并行批量处理能力、海量数据的存储能力、设备容错能力、故障恢复能力等方面的要求也越来越高，急需一种全新模式的设备来解决这些问题。实用新型内容

[0006] 本实用新型的目的就是为了解决上述问题，提供一种基于云计算平台的规约转换器，它具有利于系统安全、维护、扩展和功能增加的优点。

[0007] 为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

[0008] 一种基于云计算平台的规约转换器，它包括云客户端、通信模块、人机交互模块、输入接口模块、输出接口模块、电源模块、存储模块；其中，云客户端分别与通信模块、人机交互模块、输入接口模块、输出接口模块、电源模块、存储模块互相连接；所述通信模块采用云计算模式与云服务器端进行数据交互，原始报文能够全部保存到云服务器端以供数据监控。

[0009] 所述通信模块利用GPRS、EDGE、CDMA、3G、4G、WIFI、电力无线专网或其它远距离无线通讯网络，完成云客户端与云服务器端间的数据交互。

[0010] 所述存储模块与云客户端采用SDIO接口连接。

[0011] 所述人机交互模块包括显示单元与键盘单元，与云客户端分别采用IO总线连接。

[0012] 所述输入接口模块包括MODEM接口、CAN接口、LAN接口、串口接口、USB接口、GPS接口、开入、开出中的一种或多种，与云客户端均采用PCI总线连接。

[0013] 所述输出接口模块包括MODEM接口、CAN接口、LAN接口、串口接口、USB接口、GPS接口、开入、开出中的一种或多种，与云客户端均采用PCI总线连接。

[0014] 所述云客户端采用ARM9系列嵌入式处理器，采用嵌入式Linux操作系统，采用5级流水线设计，支持实时调试，设置保护单元，实现对存储器进行分段和保护。

[0015] 所述电源模块接入220V交直流或110V交直流，所述电源模块上设有开关按钮。

[0016] 本实用新型所采用的云计算模式具有分布式海量存储、快速备份/恢复、高速计算能力，能够上传/下载云服务器端的部署配置信息，一次配置后再维修或更换设备时直接从云端下载配置信息；采用端对端的安全线路通讯模式，保证数据安全；原始报文能够全部保存到云服务器端以供数据监控；规约转换器本身不需要再配置大容量的存储设备，能够根据输入规约类型由云服务器端进行规约匹配并自动下载相应规约库进行转换；当规约转换器发生故障时，可由云服务器端来完成规约转换功能，保证数据能够进行正常通信；报文上传后通过云服务器端判断，有效减少垃圾数据或有害数据，使设备具有高可靠性和良好的可维护性，适合在复杂工业环境中应用，并且响应快、传输速度快、即实时性高。

[0017] 本实用新型的有益效果：

[0018] 1、实现了多种输入端口类型、多种输入规约类型的转换，并能使用多种输出端口输出多种类型的规约，设备根据输入规约类型自行下载规约以扩展本地规约库，完成规约的智能识别转换功能和用户自定义转换设置功能，可以兼容更多的通信接口与规约类型，具有很强的灵活性、可扩展性和通用性。

[0019] 2、采用云计算模式实现设备配置信息的上传与下载，更新或更换设备后能够多次下载使用，无须重新配置设备。

[0020] 3、实现了对原始报文的实时备份功能，自动将原始报文上传至云服务器端进行保存，保证数据安全也便于通信监控。

[0021] 4、实现了当规约转换器无法完成转换操作时由云服务器端进行规约转换操作，并能实现大批量的规约转换和传输功能，保证数据在设备故障时也能够正常通信。

[0022] 5、系统采用模块化设计，独立性高，可扩展性好，提高了系统的灵活性，并使得系统的开放性大大提高，有利于系统维护、扩展和功能增加。

[0027] 下面结合附图与实施例对本实用新型作进一步说明。

[0028] 图1中，一种基于云计算平台的规约转换器，它包括云客户端1，通信模块2，人机交互模块3，输入接口模块4，输出接口模块5，电源模块6，存储模块7以及云服务器端20。

[0029] 其中，云客户端1分别与输入接口模块4、输出接口模块5、通信模块2、电源模块6、存储模块7、人机交互模块3连接，所述云客户端1通过通信模块2与云服务器端20进行数据交互，即向云服务器端20提交采集到的数据处理申请，并获取云服务端20的处理结果和指令。

[0030] 通信模块2通过GPRS、EDGE、CDMA、3G、4G、WIFI、电力无线专网或其它远距离无线通讯网络完成云客户端1与云服务器端20单元的数据交互。

[0031] 存储模块7与云客户端1采用SDIO接口连接。存储模块7提供规约库、系统配置文件，并存储通过通信模块2从云服务器端20下载的规约库和配置信息、处理命令信息。

[0032] 人机交互模块3包括显示单元与键盘单元，与云客户端1分别采用IO总线连接。人机交互模块3中的显示单元（显示屏或液晶显示屏）显示数据，并配合键盘输入控制命令进行系统配置，实现设备与用户的交互操作，配有多个指示灯用以提示工作状态。

[0033] 输入接口模块4包括MODEM接口、CAN接口、LAN接口、串口接口、USB接口、GPS接口、开入、开出中的一种或多种，与云客户端1均采用PCI总线连接。通过输入接口模块4输入的规约，类型包括由MODEM接口输入的RC7235、IEC870-5-101、IEC870-5-103、CDT；由CAN接口模块输入LN600C规约、LEAD_RTU规约；由LAN接口模块输入IEC870-5-101、IEC870-5-103、IEC870-5-104、网络CDT、网络DMP规约；由串口接口模块输入IEC870-5-101、IEC870-5-103、CDT、DMP、DNP规约，且每一个串口可以工作于RS232、RS485、RS422三种模式；由GPS接口模块输入IRIG-B协议，并具备对时功能及转发4路B码输出；由开入模块输入开关量或进行档位采集，可采集8路开入量。输入接口模块5可以通过插槽进行其它类型输入接口的扩展。

[0034] 输出接口模块5包括MODEM接口、CAN接口、LAN接口、串口接口、USB接口、GPS接口、开入、开出中的一种或多种，与云客户端1均采用PCI总线连接。通过输出接口模块5输出转换后的规约，类型包括MODEM输出接口、CAN输出接口、串口输出接口。输出接口模块5可以通过插槽进行其它类型输出接口的扩展。

[0035] 云客户端1是整个设备的核心部分，采用ARM9系列嵌入式处理器，运用5级流水线设计提高了时钟频率和并行处理能力，改进了指令周期以大大提高处理器性能，支持实时调试，设置保护单元，实现对存储器进行分段和保护。

[0036] 电源模块6接入220V交直流或110V交直流，所述电源模块6上设有开关按钮，可以进行转换，以避免大电流对电源模块和整个系统的冲击。

[0037] 本实用新型的工作流程：设备启动后由通信模块2向云服务器端20发送信息并接收传回的配置信息，然后传送至云客户端1保存至存储模块7；设备运行时经输入接口模块4输入规约后由云客户端1传送至通信模块2，通信模块2将原始报文数据发送至云服务器端20，经云服务器端20保存报文并识别、匹配规约后将匹配信息及相应规约库传回通信模块2，并发至云客户端1保存到存储模块7中同时进行规约转换，转换完成后由云客户端1按照设定的输出端口类型通过输出接口模块5进行输出；由人机交互模块3对规约转换器进行相应设置，并由通信模块2将配置信息上传至云服务器端20，并在设备重启时、更新时或更换设备时通过通信模块2根据设备ID从云服务器端20上下载相应的配置信息。

[0038] 图2为本实用新型的启动/更换设备处理流程图。设备启动后先由通信模块2向云服务器端20发送请求，由云服务器端20进行判定是新设备还是已配置过设备，如果已存在配置信息则将原有的配置信息发回规约转换器，如果是新的配置信息则在云端进行保存；通信模块2接收到配置信息后根据设置应用该配置。每次重启设备后不需要再重新手工进行配置，更换设备后也可以直接从云服务器端20上下载原有的配置信息。

[0039] 图3为本实用新型的规约转换处理流程图。输入接口模块4接收到报文后，由云客户端1通过通信模块2发送至云服务器端20，由云服务器端20保存原始报文并进行规约的智能识别工作，并将识别结果及相应的规约库回传至规约转换器的通信模块2，保存至存储模块7中进行规约转换工作，完成后通过输出接口输出；当规约转换器由于本身故障等原因无法完成规约转换工作时，也可以通过通信模块2向云服务器端20发送请求，由云服务器端20进行规约转换工作并将转换结果回传至规约转换器通信模块2通过输出接口5输出。一方面规约转换器上不需要再配置大容量的存储设备来保存规约库，也不需要人工手动扩展规约库，实现了按照需要从云服务器上下载；二是当规约转换器出现故障时，能够由云服务器端20代替它来完成工作，保证通信正常进行；三是原始报文全部保存到云服务器中，对数据的安全、监控能够起到很大作用。

[0040] 上述虽然结合附图对本实用新型的具体实施方式进行了描述，但并非对本实用新型保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本实用新型的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本实用新型的保护范围以内。