UDP协议设备健康管理论文

1系统的功能模块设计

为满足设备健康管理的需求，软件系统主要包含4大主要功能模块:数据传输/通信、数据分析、故障诊断及告警、健康评估及寿命预测。(1)数据传输/通信模块。接口模块通过UDP将采集到的实时运行状态数据传输给服务器，速度最高可达到每10ms传输一次。(2)数据分析存储模块。服务器将接收到的实时数据解析后存入数据库，并根据需要进行处理。由于数据传输过快，若接收到数据后直接存入数据库，时间＞10ms，无法达到要求。因此，需在通信和存储之间设计了一个中间缓存，使两者互不干涉同时作业。(3)故障诊断及告警模块。当某些信息的采集值超过正常范围时，系统应及时做出报警反映，并生成报警记录，通知监测者及时采取措施排除故障。例如电源监控接口模块中的28～60V直流监控模块(JK2860－1)，模块自身工作电源+28V。被控电源输入电压28～60V，输出电压28～60V。当低于28V时，系统会提示欠压警告;当高于60V时，系统会提示过压警告。(4)健康评估及寿命预测功能模块。根据各状态信息对设备进行健康评估，分析设备的性能趋势。当设备出现恶化征兆时，发出告警提示相关人员。使用各种模型对设备的寿命进行预测，当预测显示设备寿命将尽时，发出告警并及时更换设备从而减少不必要的损失。寿命预测界面如图3所示。

2UDP协议

用户数据包协议rDatagramProtocol)，UDP，其是OSI参考模型中的一种无连接传输层协议，可提供面向事务的简单不可靠信息传送服务，资源消耗小、处理速度快，但容易出现丢包的缺点。系统中，由于仅用于监控设备的健康状态，每次传输的数据量小且突发性强，对数据传输可靠性要求较低，而客户端有多台设备与服务器相互通信，故适合使用UDP协议。

3应用UDP协议进行设备通信

系统选择C/S结构并采用vs2005工作平台开发。VisualStudio2005基于.NET2.0框架，其同时也可开发跨平台的应用程序，包括了完备的编码、调试、测试和功能。服务器端在与设备进行通信时，所发送的每一个数据包均必须严格按照数据传输协议进行打包。在数据协议中统一按网络接口模块管理8个监控模块，每个监控模块监控3路电源设计。在网络接口模块中对不存在的监控模块不下发指令，在单路监控模块中对不存在的两路被控电源不予操作，但在指令、信息中相应内容统一填“0”。数据传输协议包括控制指令包、保护阈值设置/查询指令包和网络接口模块反馈信息。其中，以控制指令包为例，该包的数据格式如表1所示。在系统开发中，采用WinSock进行编程。服务器与设备通信过程如下:(1)加载套接字库。WSADATAwsadata;WSAStartup(MAKEWORD(2，2)，＆wsadata)。(2)创建套接字并指定套接字的端口号和主机IP地址。(3)调用bind函数将套接字绑定到本地的某个地址和端口上。(4)调用recvfrom函数接收数据包。当接收到数据包后对数据包进行解析处理。

4结束语

基于UDP协议的设备健康管理系统采用VisualStudio2005开发工具及MySQL设计，能较好地对实时状态数据进行存储及分析，实现了故障告警机制和寿命预测的功能，并可及时通知维护人员保养与维护设备。

作者：祝婷周志军黄翩单位：西安电子科技大学电子信息攻防对抗与仿真重点实验室