摘要：为了方便工程技术人员在变电站自动化系统的各装置上进行数据操作，如读取、修改和保存保护测控装置的定值和参数，读取和保存保护测控装置的信息记录等等，该文介绍了开发基于PDA的变电站自动化系统数据采集的装置。该装置利用PDA进行现场保护测控装置的定值、参数和信息记录的操作，这样可以方便工程技术人员的维护操作，大大提高现场的工作效率。

关键词：PDA；变电站自动化系统；串口通信；SQL Server 2005 Mobile Edition

中图分类号：TM774 文献标志码：B 文章编号:1003-0867(2007)02-0033-03

在现场，需要对变电站自动化系统保护测控装置中的保护定值、参数及信息记录进行读取、设置、保存等操作，通常的方法是直接在装置上操作或通过后台系统来进行操作，然后将数据复制到笔记本电脑上。由于笔记本电脑体积较大，特别是在比较偏远的现场，携带不方便。本文作者开发了基于PDA的变电站自动化系统数据采集的装置，实现了利用PDA（Personal Digital Assistant，个人数字化助理）来对变电站自动化系统保护测控装置中的保护定值、参数及信息记录进行读取、设置、保存等操作，PDA与保护测控装置通过串口通信，互相通信的数据保存在PDA上的移动数据库SQL Server 2005 Mobile Edition里面。此数据采集装置有效地利用PDA的方便快捷、易于随身携带的特性，可以方便工程技术人员的操作，大大提高现场的工作效率。

1 PDA概述

PDA实际上是一种比笔记本电脑还要小得多的掌上电脑，其数据处理、信息管理、电子商务功能直逼普通电脑。目前，PDA 有着三大发展趋势：一是低能耗，PDA 将以普通电池作为电源；二是无线互联，可无线上网浏览、无线文件传输，成为无线远程终端，还可以与其他设备实现无线数据交换；三是行业应用，即将 PDA 技术与行业应用有机结合起来，为行业用户提供方便、高效的业务移动处理模式。PDA内置强大的嵌入式操作系统，提供串口、USB口、红外端口等与台式机及相关设备连接通信，同时提供嵌入式开发环境用以程序设计。PDA不仅具备良好的软硬件可扩充能力，同时还具备移动性，这为现场工作带来了极大的方便性和实用性。

目前PDA机型主要采用Palm OS和Windows CE两大操作系统。由于 Windows CE的界面和操作与普通计算机的Windows操作系统相似，且互相兼容，因此使用得较多。

2 总体实现方案

在PDA与保护测控装置的通信方式上，本文作者采用串口通信的方式进行数据传输。由于目前很多型号的PDA本身不带有串口，但可以通过PDA的数据口转串口的转接电缆来得到串口。本文作者选用的是HP1950型号的PDA，自身没有串行接口，这里使用PDA数据口转串口的转接电缆。如图1所示，为PDA与保护测控装置的通信连接示意图。

图1　PDA与保护测控装置的通信连接示意图

基于PDA的变电站自动化系统数据采集装置的实现就是编写运行于PDA上的应用程序，其程序实现的基本功能是PDA通过串口读取现场保护测控装置的保护定值、参数和信息记录，读取的数据保存在PDA上的数据库文件里，同时将在PDA上修改好的保护定值和参数通过串口下装到现场装置上，数据库文件是存储在PDA的FLASH ROM上，可以长久保存，断电不会丢失。同时可以实现PDA上的数据库文件与PC上的数据库文件进行同步操作，这样可以在PC上对数据库文件进行修改和备份。

目前Microsoft公司操作系统内核为Windows CE的移动设备提供的开发工具为 Microsoft Visual Studio tools。这套开发工具提供了包括VC++ .Net、VB .net、C＃等多种语言来开发移动设备的应用程序。由于VC++ .net开发的软件占用内存更低，运行速度更快，使用更方便，因此这里选择VC++ .net来开发PDA的应用程序。下将面详细叙述在VC++ .net下PDA与装置的串口通信的实现、PDA上移动数据库操作的实现和应用程序的实现。

3 PDA与装置的串口通信的实现

由于利用VC++ .net来实现移动设备的串口数据通信时，没有提供串口通信的专用控件，而且不支持重叠的I/O操作，因此这里采用Windows CE API函数和多线程技术进行数据串口通信的底层开发。在多线程模式中，包括了应用程序主线程和串口数据接收线程。应用程序主线程除完成打开、初始化、关闭串口等基本工作外，还要完成创建及关闭接收串口数据的线程、发送数据及数据处理等工作。串口数据实时接收线程完成对串口的监视，监视事件发生时调用读串口函数读取数据，然后发送信息给主线程。主线程对接收或发送的数据进行处理，通过对串口读、写数据，实现与保护测控装置进行通信。在Windows CE系统中，串口与其他通信设备是作为文件进行处理的，串口的打开、关闭、读取和写入所用的函数与操作文件的函数完全一致。

PDA与保护测控装置的串口通信过程，如图2所示。首先进行串口初始化，配置串口的参数，然后打开串口，并创建接收串口数据的线程，同时PDA向装置发送连接报文，当PDA接收到正确的装置返回报文后，PDA与装置连接成功，此时PDA与装置可以进行正常的串口通信。当要结束通信时，PDA向装置发送断开连接报文。并关闭接收串口数据的线程，最后关闭串口。

图2　PDA与装置通信过程示意图

4 PDA上移动数据库操作的实现

PDA上的数据库采用的是Microsoft公司的SQL Server 2005 Mobile Edition ，此数据库是用于移动设备上的小型关系数据库。在PDA上可以直接安装SQL Server 2005 Mobile Edition，安装成功后可以在安装目录下找到查询分析器isqlw30.exe。通过查询分析器，可以直接在PDA上建立新的SQL Server 2005 Mobile Edition数据库文件，打开和关闭数据库文件。在数据库文件中建立、删除和维护数据表，维护索引信息，可以输入SQL语句并查看执行结果。

这里在应用程序中采用OLE DB(Object Linking and Embedding DataBase，对象链接和嵌入数据库)技术进行数据库的操作。OLE DB是系统级的编程接口,是由一组组件对象模型(COM：Component Object Model)接口组成，这组接口封装了各种数据系统的访问操作，能访问任何程序，使用起来数据访问速度较快，效率较高。利用OLE DB技术将数据库的各个操作的接口函数封装成类，包括数据库的创建表、删除表、打开表、执行SQL操作（查询、删除、插入、更新等）等等功能。在应用程序中可以直接使用该类的方法来对数据库进行操作。

这里根据各个类型的保护测控装置的定值、参数和信息记录分别创建数据表，同时根据相同类型装置的个数依次命名数据表，比如一个变电站中有8个线路保护测控装置CAS231，那么第一个CAS231的数据表包括定值表CAS231DZ1、定值控制字表CAS231DZC1、参数表CAS231CS1和信息记录表CAS231XX1，第二个CAS231的数据表包括定值表CAS231DZ2、定值控制字表CAS231DZC2、参数表CAS231CS2和信息记录表CAS231XX2，依次类推完成数据表的创建。当PDA成功连接某个装置后，执行某个操作就对此装置的相应的数据表进行查询和更新操作。PDA可以通过串口得到现场装置的定值、参数和信息记录数据，可以将这些数据保存在对应装置的数据表里，以完成此装置数据的保存。同时可以将对应此装置的数据表里面的定值、参数数据下装到这个装置中去，以完成此装置定值或参数的修改。

同时通过RDA（Remote Database Access，远程数据库访问）方式进行SQL Server 2005 Mobile Edition与SQL Server 2000之间的同步，也可以将PDA上的数据库文件同步到PC上的SQL Server 2000，这样可以在PC上对数据库文件进行修改和备份，从而更加方便地进行数据库的管理。

5  应用程序的实现

PDA的应用程序的编写是在Visual Studio下的VC++ .net开发环境下完成的。在开发环境下建立的工程是MFC智能设备应用程序，整个应用程序以对话框视图的形式显示，各个功能是以按钮的形式显示在界面上，可以点击功能按钮来进行相应的操作。定值、参数和信息记录以列表的形式显示在界面上，整个应用程序的界面非常直观，易于操作。最终的应用程序配置成能在PDA上自动安装的CAB文件，通过同步工具将CAB文件复制到PDA上，然后在PDA上运行CAB文件就可以将应用程序安装到PDA上，同时可以在PDA上进行应用程序的卸载。图3为应用程序的主界面图。图4为定值控制字操作界面图。

图3　应用程序主界面图

图4　定值控制字操作界面

6 结束语

本文作者开发的基于PDA的变电站自动化系统数据采集装置，已经应用在南瑞集团农电所的CAS2000E变电站自动化系统中，大大提高了CAS2000E系统的备份管理水平，便于系统的维护和升级，减少了现场维护成本，取得了很好的效果。当然，在以后的工作中，PDA与各保护测控装置的通信连接方式可以尝试使用USB、蓝牙或红外端口，这样可以提高通信速度和操作方便性,但对变电站自动化系统保护测控装置的软硬件要求也要相应提高。

参考文献

[1]汪兵,李存斌,陈鹏,等.EVC高级编程及其应用开发.北京:中国水利水电出版社,2005.

[2]吕丹阳,等.Visual C++ .NET数据库开发指南.北京:清华大学出版社,2002.

[3]张炜,等.Visual C++ .NET程序设计与应用.北京:电子工业出版社,2002.