人機界面的生成方法及系統與流程

2023-07-28 19:33:16

本發明涉及電力系統領域，特別是涉及一種人機界面的生成方法及系統。

背景技術：

IEC61850是IEC TC57制定的電力自動化用通訊網絡和系統技術標準，被廣泛應用於變電站和智能電網等系統中。IEC61850一個顯著的特點是基於XML(Extensible Markup Language，可擴展標記語言)制定了用於基於IEC61850通訊設備信息和功能描述的SCL模型規範。

在數位化變電站技術領域，IED設備(Intelligent Electronic Device，智能電子設備)都是基於IEC61850建模而實現的。IED設備首先根據自己的功能配置，按照IEC61850標準建立ICD文件(IED Capability Configuration，IED能力描述文件)。集成商和變電站設計單位根據裝置的邏輯連接關係和通信分配策略，通過配置生成供IED設備使用的IEC61850通訊模型文件。

在電力系統的保護測控技術領域，智能電子裝置都需要提供與外界交互的人機界面，不同類型的裝置或同一類型不同配置的裝置往往需要對裝置的人機界面進行修改，這樣極大的增加了產品的開發周期和研發費用。

技術實現要素：

鑑於此，本發明提供了一種人機界面的生成方法及系統，大幅度降低項目的開發成本，縮短研發周期。

為達到發明目的，本發明提供一種人機界面的生成方法，包括以下步驟：

獲取需提供人機界面的保護測控裝置的通訊模型文件；

對所述通訊模型文件進行解析，獲得所述保護測控裝置的數據模型信息；

將所述數據模型信息寫入數據存儲單元中；

根據所述數據存儲單元中的所述數據模型信息生成所述保護測控裝置的人 機界面，根據輸入的子菜單指令獲取相應子菜單下的所述數據模型信息，並根據所述數據模型信息獲取所述保護測控裝置對應的數據信息。

作為一種可實施例，所述數據模型信息包括數據屬性、數據點號、數據類型、數據單位和數據描述字符串。

作為一種可實施例，所述將所述數據模型信息寫入數據存儲單元中，包括如下步驟：

將所述數據屬性寫入所述數據存儲單元中，其中，所述數據屬性包括定值、參數、遙控、壓板、測量值、通訊工況和報告中的任意一項或者多項的組合；

將每個所述數據屬性對應的數據點號寫入所述數據存儲單元中；

根據所述數據屬性和所述數據點號將相應的數據類型、數據單位和數據描述字符串寫入到所述數據存儲單元中。

作為一種可實施例，所述數據存儲單元中的每個所述數據屬性對應的數據點號按預設順序存儲。

作為一種可實施例，所述根據所述數據存儲單元中的所述數據模型信息生成所述保護測控裝置的人機界面，根據輸入的子菜單指令獲取相應子菜單下的所述數據模型信息，並根據所述數據模型信息獲取所述保護測控裝置對應的數據信息，包括如下步驟：

獲取寫入所述數據存儲單元中的所述數據屬性，根據所述數據屬性生成相應的子菜單，其中，每個所述數據屬性對應一個子菜單；

根據輸入的第一子菜單指令獲取第一子菜單下的第一數據點號，並根據所述第一數據點號獲取所述保護測控裝置的第一數據信息、第一數據類型、第一數據單位和第一數據描述字符串；

顯示所述第一數據信息、所述第一數據單位和所述第一數據描述字符串。

作為一種可實施例，將所述第一數據信息、所述第一數據單位和所述第一數據描述字符串以表格的形式顯示出來。

本發明還提供一種人機界面的生成系統，適用於生成保護測控裝置的人機界面，該系統包括通訊模型獲取模塊，解析模塊，主控模塊和數據存儲模塊， 其中：

所述通訊模型獲取模塊，被配置以獲取要生成人機界面的保護測控裝置的通訊模型文件；

所述解析模塊，被配置以對所述通訊模型文件進行解析，以獲得所述保護測控裝置的數據模型信息；

所述主控模塊，被配置以將所述數據模型信息寫入所述數據存儲模塊中；

所述主控模塊，還被配置以根據所述數據存儲模塊中的所述數據模型信息生成所述保護測控裝置的人機界面，根據輸入的子菜單指令獲取相應子菜單下的所述數據模型信息，並根據所述數據模型信息獲取所述保護測控裝置對應的數據信息。

作為一種可實施例，所述數據模型信息包括數據屬性、數據點號、數據類型、數據單位和數據描述字符串。

作為一種可實施例，所述主控模塊包括第一寫入單元，第二寫入單元和第三寫入單元，其中：

所述第一寫入單元，被配置以將所述數據屬性寫入所述數據存儲模塊中，其中，所述數據屬性包括定值、參數、遙控、壓板、測量值、通訊工況和報告中的任意一項或者多項的組合；

所述第二寫入單元，被配置以將每個所述數據屬性對應的數據點號寫入所述數據存儲模塊中；

所述第三寫入單元，被配置以根據所述數據屬性和所述數據點號將相應的數據類型、數據單位和數據描述字符串寫入到所述數據存儲模塊中。

作為一種可實施例，所述第二寫入單元包括寫入子單元，被配置以所述數據存儲模塊中的每個所述數據屬性對應的數據點號按預設順序存儲。

作為一種可實施例，所述主控模塊包括菜單生成單元，獲取單元和顯示單元，其中：

所述菜單生成單元，被配置以獲取寫入所述數據存儲模塊中的所述數據屬性，根據所述數據屬性生成相應的子菜單，其中，每個所述數據屬性對應一個 子菜單；

所述獲取單元，被配置以根據輸入的第一子菜單指令獲取第一子菜單下的第一數據點號，並根據所述第一數據點號獲取所述保護測控裝置的第一數據信息、第一數據類型、第一數據單位和第一數據描述字符串；

所述顯示單元，被配置以顯示所述第一數據信息、所述第一數據單位和所述第一數據描述字符串。

作為一種可實施例，所述顯示單元包括顯示子單元，被配置以將所述第一數據信息、所述第一數據單位和所述第一數據描述字符串以表格的形式顯示出來。

本發明的有益效果包括：

本發明的人機界面的生成方法及系統，通過解析保護測控裝置的通訊模型文件，從解析出的數據模型信息中提取數據屬性，根據數據屬性自動生成人機界面菜單，根據使用者輸入的子菜單指令獲取相應子菜單下的數據模型信息，根據數據模型信息獲取保護測控裝置的數據信息，並在顯示裝置上顯示數據模型信息和數據信息，供使用者觀察使用，其實現了人機界面的自適應生成，無需對每個保護測控裝置對應的人機界面進行開發，節約了項目開發成本，縮短了項目研發周期。

附圖說明

圖1為本發明的人機界面的生成方法的一實施例的流程示意圖；

圖2為本發明的人機界面的生成方法的另一實施例的流程示意圖；

圖3為本發明的人機界面的生成系統的一實施例的結構示意圖。

具體實施方式

為了使本發明的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例對本發明人機界面的生成方法及系統進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅用以解釋本發明，並不用於限定本發明。

參見圖1，本發明一實施例提供的一種人機界面的生成方法，人機界面適用於與保護測控裝置電連接，該方法包括以下步驟：

S100，獲取需提供人機界面的保護測控裝置的通訊模型文件。

S200，對通訊模型文件進行解析，獲得保護測控裝置的數據模型信息。

S300，將數據模型信息寫入數據存儲單元中。

S400，根據數據存儲單元中的數據模型信息生成保護測控裝置對應的人機界面，根據輸入的子菜單指令獲取相應子菜單下的數據模型信息，並根據數據模型信息獲取保護測控裝置對應的數據信息。

本發明實施例的人機界面的生成方法，通過解析需提供人機界面的保護測控裝置的通訊模型文件，獲取保護測控裝置的數據模型信息，將數據模型信息寫入數據存儲單元中，根據數據存儲單元中的數據模型信息自動生成保護測控裝置對應的人機界面(即在顯示裝置上生成該保護測控裝置的主界面，主界面上包括多個子菜單，每個子菜單與數據模型信息中的數據屬性對應)，主界面生成後，使用者根據需求輸入相應的子菜單指令，人機界面自動顯示相應子菜單下的數據模型信息，並根據數據模型信息獲取保護測控裝置的數據信息，並在顯示界面上顯示出來，以便使用者觀察使用。其實現了人機界面的自適應生成，不需要對每個保護測控裝置對應的人機界面進行開發，大大的降低了項目的開發成本，縮短了研發周期。

其中，需要說明的是，通訊模型文件是指基於保護測控裝置的通訊能力描述配置文件，其包含了裝置間通訊的所有通訊數據信息。數據模型信息是通過解析通訊模型文件獲得的，其包括數據屬性、數據點號、數據類型、數據單位和數據描述字符串。數據信息是一些動態的數值，表示的是裝置實時狀態的信息。其中，保護測控裝置可以為智能電子設備(IED，Intelligent Electronic Device)，智能電子設備都是基於IEC61850建模實現的。

作為一種可實施方式，參見圖2，步驟S300包括如下步驟：

S310，將數據屬性寫入數據存儲單元中，其中，數據屬性包括定值、參數、遙控、壓板、測量值、通訊工況和報告中的任意一項或者多項的組合。

S320，將每個數據屬性對應的數據點號寫入所述數據存儲單元中。

S330，根據數據屬性和數據點號將相應的數據類型、數據單位和數據描述字符串寫入到數據存儲單元中。

上述是將保護測控裝置的數據模型信息寫入數據存儲單元的具體實施步驟，首先將數據屬性寫入數據存儲單元，再將每個數據屬性對應的數據點號寫入數據存儲單元(即將定值、參數、遙控、壓板、測量值、通訊工況和報告等分別對應的數據點號寫入數據存儲單元中)，最後再根據數據屬性和數據點號將數據類型、數據單位和數據描述字符串寫入數據存儲單元，每個數據屬性可能對應多個數據點號，在確定了數據屬性和數據點號後，其對應的數據類型(如：整數型、字符型、浮點型)、數據單位和數據描述字符串也確定。

具體的，數據模型信息在數據存儲單元中以表格的形式存儲，將數據屬性寫入數據存儲單元後，形成屬性列表，然後將對應的數據點號、數據類型、數據單位和數據描述字符串依次寫入數據存儲單元中，形成數據模型信息表格。每個數據屬性對應的數據點號可能為多個，每個數據點號對應一個保護測控裝置的數據信息，數據點號相當於賦予每個數據信息的ID(Identification，身份標識號)號，因此，在將數據點號寫入數據存儲單元時，優選的，每個數據屬性對應的數據點號按預設順序(可以按序號升序排序，也可按序號降序排序，也可為其他規則的排序)存入數據存儲單元中，再將排序後的數據點號寫入數據存儲單元相應的位置，這樣便於查找相應的數據信息，最後根據數據屬性和數據點號將對應的數據類型、數據單位和數據描述字符串依次寫入數據存儲單元，形成一個數據模型信息表格。

其中，數據屬性是保護測控裝置的數據信息進行分類的指標，即數據信息是按照數據屬性進行分類的，將數據屬性及數據點號寫入數據存儲單元後，即每個數據信息對應的ID號寫入了數據存儲單元中，因此可以根據數據點號獲得裝置所有的數據信息。

值得說明的是，之所以在數據存儲單元中保存數據信息對應的數據點號，而不是將數據信息直接存入數據存儲單元中，是因為數據信息是一個動態的數 據，它可能隨著時間或者其他參數的變化而變化，如果將數據信息存入數據存儲單元，則只能獲得存入時的數據信息，而不能獲得實時的數據信息，此時獲得的數據信息對使用者來說可能沒有意義，而將數據信息的數據點號存入數據存儲單元中就解決了這個問題，使用者能夠獲得裝置的實時數據信息。

如在一個具體的實施例中，保護測控裝置的數據信息有1000個，若數據屬性有7種，則根據數據屬性將這1000個數據信息分為7類，分別為定值屬性、參數屬性、遙控屬性、壓板屬性、測量值屬性、通訊工況屬性和報告屬性，每類屬性都有對應的數據類型、數據單位和數據描述字符串。定值屬性對應200個數據信息，參數屬性對應100個數據信息，遙控屬性對應100個數據信息，壓板屬性對應200個數據信息，測量值屬性對應100個數據信息，通訊工況對應200個數據信息，報告屬性對應100個數據信息，每個數據信息都有一個預設的數據點號(相當於給每個數據信息預設一個ID號)，數據信息對應的數據點號按照數據屬性分段排序後存儲，如定值屬性對應的數據點號按升序排序後a001、a002、a003……a200，參數屬性對應的數據點號按升序排序後b001、b002、b003……b100，遙控屬性對應的數據點號按升序排序後c001、c002、c003……c100，類似的，直至報告屬性對應的數據點號按升序排序後g001、g002、g003……g100，排序後的數據點號寫入數據存儲單元中，數據屬性和數據點號確定以後，其對應的數據類型、數據單位和數據描述字符串也相應的確定，將數據類型、數據單位和數據描述字符串寫入數據存儲單元中，形成數據模型信息表格。

作為一種可實施方式，步驟S400包括如下步驟：

S410，獲取寫入數據存儲單元中的數據屬性，根據數據屬性生成相應的子菜單，形成主界面，其中，每個數據屬性對應一個子菜單。其具體包括如下步驟：

IEC61850通訊模型文件中數據集名稱為「dsSetting」的數據集生成定值菜單，其包含的數據值均放置在定值菜單下。

IEC61850通訊模型文件中數據集名稱為「dsParameter」的數據集生成裝置參數菜單，其包含的數據值均放置在裝置參數菜單下。

IEC61850通訊模型文件中數據集名稱為「dsTripInfo」的數據集包含的數據值的狀態發生改變時，人機界面彈出一個事件菜單。

IEC61850通訊模型文件中數據集名稱為「dsRelayEna」的數據集生成壓板菜單，其包含的數據值均放置在壓板菜單下。

IEC61850通訊模型文件中數據集名稱為「dsRelayDin」的數據集生成事件菜單，其包含的數據值均放置在事件菜單下。

IEC61850通訊模型文件中數據集名稱為「dsRelayAin」的數據集生成遙測菜單，其包含的數據均放置在遙測菜單下。

IEC61850通訊模型文件中數據集名稱為「dsCommState」的數據集生成通訊工況菜單，其包含的數據均放置在通訊工況菜單下。

IEC61850通訊模型文件中數據集名稱為「dsAlarm」的數據集生成故障信號菜單，其包含的數據均放置在故障信號菜單下。

IEC61850通訊模型文件中數據集名稱為「dsWarning」的數據集生成告警信號菜單，其包含的數據均放置在告警信號菜單下。

IEC61850通訊模型文件中數據集名稱為「dsRelayRec」的數據集生成報告菜單，其包含的數據均放置在報告菜單下。

IEC61850通訊模型文件中功能約束FC＝CO的數據放在遙控菜單下，對應生成遙控菜單。

S420，根據輸入的第一子菜單指令獲取第一子菜單下的第一數據點號，並根據第一數據點號獲取保護測控裝置的第一數據信息、第一數據類型、第一數據單位和第一數據描述字符串。其中，值得說明的是，第一子菜單下對應的第一數據點號可以為1個，也可以為多個，每個數據點號都有對應的數據信息、數據單位和數據描述字符串。

S430，顯示第一數據信息、第一數據類型和第一數據描述字符串。

其中，數據類型、數據單位、數據描述字符串均是靜態的數值，其在數據屬性和數據點號確定後便可以確定，因此數據類型、數據單位、數據描述字符串可以直接通過數據存儲單元中讀取，數據信息是動態的數值，其是反應保護 測控裝置實時狀態的數值，需要根據數據點號去獲取，其中，數據點號相當於動態數據信息預設的ID號，數據點號確定後，通過TCP/IP、IPX/SPX等協議或自己定製的通訊協議獲取保護測控裝置實時的數據信息，並將獲得的數據信息以及與數據信息對應數據單位、數據描述字符串顯示出來，供用戶參閱獲取。其中，獲得的數據類型是在對數據信息進行解析時使用，因此不用顯示出來。

值得說明的是，數據屬性確定以後，即進入某個子菜單後，該子菜單下可能對應多個數據點號，因此，需要根據每個數據點號獲取其相應的數據信息。

較優的，在其中一個實施例中，將第一數據信息、第一數據單位和第一數據描述字符串以表格的形式顯示出來。以使人機界面更簡潔直觀的展現給用戶。其中，數據信息、數據單位和數據描述字符串可以以列的形式顯示，也可以以行的形式顯示。表格可以為只有一列的列表，也可以為只有一行的行表，還可以為多個列表或多個行表的形成的表格。

本領域普通技術人員可以理解實現上述實施例方法中的全部或部分流程，是可以通過電腦程式來指令相關的硬體來完成，所述的程序可存儲於一計算機可讀取存儲介質中，該程序在執行時，可包括如上述各方法的實施例的流程。其中，所述的存儲介質可為磁碟、光碟、只讀存儲記憶體(Read-Only Memory，ROM)或隨機存儲記憶體(Random Access Memory，RAM)等。

基於同一發明構思，本發明還提供了一種人機界面的生成系統，由於此系統解決問題的原理與前述一種人機界面的生成方法相似，因此該系統的實施可以參見前述方法的實施，重複之處不再贅述。

本發明實施例提供的人機界面的生成系統，參見圖3，適用於生成保護測控裝置的人機界面，該系統包括通訊模型獲取模塊100，解析模塊200，主控模塊300和數據存儲單元模塊400。

其中：通訊模型獲取模塊100，被配置以獲取需提供人機界面的保護測控裝置的通訊模型文件。解析模塊200，被配置以對通訊模型文件進行解析，以獲得保護測控裝置的數據模型信息。主控模塊300，被配置以將數據模型信息寫入數據存儲模塊400中。主控模塊300，還被配置以根據數據存儲模塊400中的數據 模型信息自動生成保護測控裝置的人機界面，根據輸入的子菜單指令獲取相應子菜單下的數據模型信息，並根據數據模型信息獲取保護測控裝置對應的數據信息。

本發明實施例的人機界面的生成系統，通過解析保護測控裝置的通訊模型文件，從解析出的數據模型信息中獲取數據屬性，根據數據屬性自動生成人機界面菜單，其實現了人機界面的自適應生成，無需對每個保護測控裝置對應的人機界面進行開發，節約了項目開發成本，縮短了項目研發周期。其中，保護測控裝置通過通訊模型獲取模塊100與人機界面生成系統連接。不同的保護測控裝置都可以通過乙太網與人機界面生成系統連接，且他們之間通過通訊協議(如IEC61850標準的MMS服務)進行數據交互。

在一個具體的實施方式中，保護測控裝置為IED設備，人機界面生成系統包括CPU(Central Processing Unit，中央處理器)(相當於主控模塊)，LCD(Liquid Crystal Display，液晶顯示器)，用於顯示生成人機界面後的主界面，存儲器(相當於數據存儲模塊)和網卡(相當於通訊模型獲取模塊)，網卡通過乙太網與IED設備連接，使用IEC61850標準的MMS服務進行數據交互，以獲得IED設備的數據模型信息自適應生成相應的人機界面。

作為一種可實施方式，數據模型信息包括數據屬性、數據點號、數據類型、數據單位和數據描述字符串。

作為一種可實施方式，主控模塊300包括第一寫入單元310，第二寫入單元320和第三寫入單元330。

其中，第一寫入單元，被配置以將數據屬性寫入數據存儲模塊400中，其中，數據屬性包括定值、參數、遙控、壓板、測量值、通訊工況和報告中的任意一項或者多項的組合。

第二寫入單元320，被配置以將每個數據屬性對應的數據點號寫入數據存儲模塊400中。

第三寫入單元330，被配置以根據數據屬性和數據點號將相應的數據類型、數據單位和數據描述字符串寫入到數據存儲模塊400中。

作為一種可實施方式，第二寫入單元320包括寫入子單元321，被配置以數據存儲模塊400中的每個數據屬性對應的數據點號按預設順序存儲。

作為一種可實施方式，主控模塊300包括菜單生成單元340，獲取單元350和顯示單元360。其中：菜單生成單元340，被配置以獲取寫入數據存儲模塊400中的數據屬性，根據數據屬性生成相應的子菜單，其中，每個數據屬性對應一個子菜單。獲取單元350，被配置以根據輸入的第一子菜單指令獲取第一子菜單下的第一數據點號，並根據第一數據點號獲取保護測控裝置的第一數據信息、第一數據類型、第一數據單位和第一數據描述字符串。顯示單元360，被配置以顯示第一數據信息、第一數據單位和第一數據描述字符串。

作為一種可實施方式，顯示單元360包括顯示子單元361，被配置以將第一數據信息、第一數據單位和第一數據描述字符串以表格的形式顯示出來。

以上所述實施例僅表達了本發明的幾種實施方式，其描述較為具體和詳細，但並不能因此而理解為對本發明專利範圍的限制。應當指出的是，對於本領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明構思的前提下，還可以做出若干變形和改進，這些都屬於本發明的保護範圍。因此，本發明專利的保護範圍應以所附權利要求為準。