黃佳斌，魏德華，雷 琪，苗世洪

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含有嵌入式Web服務(wù)器與Wi-Fi技術(shù)的微機(jī)型保護(hù)測(cè)控裝置研發(fā)

黃佳斌，魏德華，雷 琪，苗世洪

(強(qiáng)電磁工程與新技術(shù)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室（華中科技大學(xué)），湖北 武漢 430074)

隨著無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，Wi-Fi技術(shù)在通信及控制等領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用?；谇度胧絎eb服務(wù)器和Wi-Fi技術(shù)，設(shè)計(jì)研發(fā)了一套微機(jī)型綜合保護(hù)測(cè)控裝置。以Web服務(wù)器/瀏覽器模式作為人機(jī)交互方式，通過(guò)平板電腦連接無(wú)線(xiàn)Wi-Fi訪問(wèn)局域網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行保護(hù)參數(shù)的相關(guān)設(shè)置，操作更加舒適便捷。與液晶屏/按鍵的傳統(tǒng)方式相比，更適合在夏季高溫密閉的環(huán)網(wǎng)柜內(nèi)使用。詳細(xì)給出了嵌入式Web服務(wù)器、Wi-Fi技術(shù)、AJAX技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)加密等關(guān)鍵技術(shù)在微機(jī)保護(hù)裝置中的實(shí)現(xiàn)方法。

Wi-Fi；嵌入式Web服務(wù)器；AJAX；微機(jī)保護(hù)；網(wǎng)絡(luò)安全

0 引言

隨著城市配電網(wǎng)的發(fā)展，環(huán)網(wǎng)供電以其經(jīng)濟(jì)、可靠等諸多優(yōu)點(diǎn)在用戶(hù)供電方案中占有越來(lái)越多的比例[1-2]。傳統(tǒng)的微機(jī)保護(hù)裝置以液晶顯示屏和按鍵作為人機(jī)交互的接口，長(zhǎng)期暴露在環(huán)網(wǎng)箱體內(nèi)的高溫環(huán)境下，液晶顯示屏的壽命和清晰度將大打折扣，給運(yùn)維工作增加了負(fù)擔(dān)。本文研發(fā)的微機(jī)型綜合保護(hù)測(cè)控裝置，以基于Wi-Fi(Wireless Fidelity)的Web服務(wù)器/瀏覽器模式作為人機(jī)交互接口，運(yùn)維人員無(wú)需打開(kāi)環(huán)網(wǎng)箱體，使用便攜式智能終端與本裝置建立起無(wú)線(xiàn)連接，通過(guò)便攜式終端上的瀏覽器進(jìn)行保護(hù)參數(shù)的配置及查詢(xún)。為了防止無(wú)關(guān)人員通過(guò)Wi-Fi接入局域網(wǎng)訪問(wèn)本裝置的服務(wù)器、篡改保護(hù)設(shè)置，本文采取了一系列的安全和保密措施。

1 系統(tǒng)平臺(tái)搭建與Web服務(wù)器簡(jiǎn)介

1.1 硬件平臺(tái)總體設(shè)計(jì)

本裝置以PIC24EP512GU814微處理器為主控芯片，包含微機(jī)型保護(hù)測(cè)控裝置的遙測(cè)、遙信、遙控、保護(hù)和通信等功能，其核心電路圖如圖1所示。有線(xiàn)網(wǎng)卡控制芯片ENC28J60負(fù)責(zé)基于Microchip TCP/IP協(xié)議棧的遠(yuǎn)程以太網(wǎng)通信，承擔(dān)保護(hù)測(cè)控裝置與遠(yuǎn)方主站通信聯(lián)絡(luò)的任務(wù)[3]。在遠(yuǎn)程通信方面，本裝置還兼有基于公網(wǎng)的GPRS服務(wù)，與以太網(wǎng)共享IEC60870-5-104通信規(guī)約。無(wú)線(xiàn)網(wǎng)卡控制芯片MRF24WB0MB負(fù)責(zé)Wi-Fi局域網(wǎng)絡(luò)的創(chuàng)建，為T(mén)CP/IP協(xié)議棧的Wi-Fi物理層提供協(xié)議支持，該無(wú)線(xiàn)網(wǎng)卡芯片兼容802.11b/g/n等IEEE無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)，工作在2.4 GHz頻率附近，傳輸速率達(dá)到2 Mbps。系統(tǒng)采用SST25VF032B閃存芯片，存儲(chǔ)保護(hù)參數(shù)、順序事件記錄等數(shù)據(jù)，裝置掉電數(shù)據(jù)不會(huì)丟失。

圖1 系統(tǒng)核心電路圖

1.2 Microchip的TCP/IP協(xié)議棧

嵌入式Web服務(wù)器的實(shí)現(xiàn)，主要基于Microchip的TCP/IP協(xié)議棧，其模型層次簡(jiǎn)單，可移植性與可裁剪性更好。根據(jù)編程者的功能需要，可以裁剪掉不需要的應(yīng)用層協(xié)議，如FTP文本傳輸協(xié)議、SMTP郵件協(xié)議等；同時(shí)，也可以在應(yīng)用層開(kāi)辟新的端口號(hào)，創(chuàng)建新的應(yīng)用服務(wù)，以滿(mǎn)足不同的功能需求，例如本裝置創(chuàng)建了端口號(hào)為2404的基于IEC60870-5-104規(guī)約的遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)通信服務(wù)[4]。

Microchip的TCP/IP協(xié)議棧對(duì)于自身的多任務(wù)有很好的協(xié)調(diào)調(diào)度的機(jī)制，如StackTask等函數(shù)，能夠辨識(shí)套接字的類(lèi)型并選擇相應(yīng)的協(xié)議棧模塊去處理相應(yīng)的任務(wù)。因此，對(duì)于TCP/IP協(xié)議棧的任務(wù)，由于自身已具有較好的調(diào)度能力，編程者不需要做更多的協(xié)調(diào)工作，只需要考慮如何處理好協(xié)議棧任務(wù)與傳統(tǒng)微機(jī)保護(hù)[5]任務(wù)之間的配合運(yùn)行。軟件系統(tǒng)如圖2所示。

圖2 系統(tǒng)軟件圖

1.3 嵌入式服務(wù)器

嵌入式 Web 服務(wù)器是指將 Web 服務(wù)器引入到控制設(shè)備中，使傳統(tǒng)的控制設(shè)備轉(zhuǎn)變?yōu)榫邆淞艘?TCP/IP為底層通信協(xié)議，Web技術(shù)為核心的網(wǎng)絡(luò)測(cè)試和控制設(shè)備[6]。嵌入式 Web 服務(wù)器與傳統(tǒng)的大型服務(wù)器相比，① 內(nèi)存資源相對(duì)匱乏，數(shù)據(jù)處理需要盡量減少微控制器RAM的消耗；② 沒(méi)有大型服務(wù)器的數(shù)據(jù)庫(kù)和文件系統(tǒng)，數(shù)據(jù)流如圖3所示，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)依賴(lài)擴(kuò)展的Flash，數(shù)據(jù)讀寫(xiě)較慢；③ 缺乏大型服務(wù)器完善的操作系統(tǒng)，需對(duì)多任務(wù)的協(xié)調(diào)運(yùn)行以及用戶(hù)負(fù)載數(shù)加以更多考慮。但嵌入式 Web 服務(wù)器穩(wěn)定性強(qiáng)、實(shí)時(shí)性高，簡(jiǎn)化了系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，將信息采集和信息發(fā)布都集成到現(xiàn)場(chǎng)的測(cè)控設(shè)備中，加上 Web技術(shù)的開(kāi)放性和獨(dú)立平臺(tái)特性，大大降低了軟件系統(tǒng)和通信系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、維護(hù)工作量，節(jié)省了人員培訓(xùn)費(fèi)用等，提高了現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試和控制設(shè)備的管理水平。

圖3 數(shù)據(jù)流向圖

2 系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)的實(shí)現(xiàn)

2.1 Wi-Fi技術(shù)

Wi-Fi即無(wú)線(xiàn)高保真技術(shù)，與藍(lán)牙技術(shù)類(lèi)似，屬于一種短距離無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)。與藍(lán)牙技術(shù)相比：Wi-Fi無(wú)線(xiàn)電波的覆蓋范圍更廣，可達(dá)數(shù)百米；傳輸速度更快，符合社會(huì)信息化的需求[7]；準(zhǔn)入門(mén)檻不高，組建簡(jiǎn)單、無(wú)須布線(xiàn)，建設(shè)成本較低。將組建有Wi-Fi“熱點(diǎn)”的微機(jī)保護(hù)裝置安裝于環(huán)網(wǎng)柜箱體內(nèi)，工作人員只要將支持無(wú)線(xiàn)LAN的筆記本電腦、iPad等移動(dòng)設(shè)備拿到“熱點(diǎn)”覆蓋的有效范圍內(nèi)，即可接入該無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng)，并且高速訪問(wèn)微機(jī)保護(hù)裝置中的嵌入式服務(wù)器，進(jìn)行保護(hù)參數(shù)的查詢(xún)與設(shè)置，基本原理如圖4所示。從而省去了液晶顯示屏、按鍵等傳統(tǒng)的人機(jī)交互配件，減輕了運(yùn)行維護(hù)的負(fù)擔(dān)，進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)了配電網(wǎng)的信息化與智能化[8]。

圖4 Wi-Fi使用概念圖

2.2 技術(shù)實(shí)現(xiàn)

PIC24EP512GU814微處理器芯片作為嵌入式的小型Web服務(wù)器，與無(wú)線(xiàn)網(wǎng)卡控制芯片MRF24WB0MB構(gòu)成主從式的標(biāo)準(zhǔn)SPI總線(xiàn)通信架構(gòu)，可以實(shí)現(xiàn)高速的雙向數(shù)據(jù)通信。程序流程圖如圖5所示。

圖5 Wi-Fi核心程序流程圖

Microchip嵌入式服務(wù)器只支持簡(jiǎn)單文件系統(tǒng)來(lái)存儲(chǔ)網(wǎng)頁(yè)，利用應(yīng)用包中的MPFS.exe軟件將提前制作好的基于PC的網(wǎng)頁(yè)文件轉(zhuǎn)換成“S”數(shù)據(jù)文件映像，存儲(chǔ)于微處理器內(nèi)部的程序存儲(chǔ)器中，基本過(guò)程如圖6所示。為能夠?qū)崿F(xiàn)基于TCP/IP協(xié)議棧的HTTP服務(wù)器和Wi-Fi服務(wù)功能，需要在協(xié)議棧添加對(duì)MPFS模塊進(jìn)行初始化操作的程序，關(guān)閉所有MPFS正在處理的任務(wù)，如果MPFS映像存儲(chǔ)于微處理器外部的EEPROM，則還需要初始化與外部EEPROM的SPI連接。后續(xù)的對(duì)MPFS的所有訪問(wèn)則不需要在主函數(shù)中進(jìn)行人為的調(diào)度，HTTP服務(wù)會(huì)調(diào)用相關(guān)的源文件執(zhí)行相應(yīng)任務(wù)，編程人員不需要了解其中的細(xì)節(jié)。

圖6 網(wǎng)頁(yè)文件存儲(chǔ)編譯路徑圖

另外，在初始化程序中，需要加入與Wi-Fi應(yīng)用相關(guān)的結(jié)構(gòu)變量初始化部分，主要包括微機(jī)保護(hù)裝置Wi-Fi的IP地址、掩碼、網(wǎng)關(guān)和網(wǎng)絡(luò)類(lèi)型、安全類(lèi)型、Wi-Fi名稱(chēng)SSID name等，部分定義可以使用編譯前用戶(hù)規(guī)定的默認(rèn)常量，也可以使用能夠根據(jù)用戶(hù)需求更改的變量來(lái)代替。例如，IP地址可以設(shè)定為：169.254.1.，的值可以存儲(chǔ)在保護(hù)參數(shù)設(shè)置的定值區(qū)域內(nèi)，變化范圍為0~255，只要在同一個(gè)局域網(wǎng)段內(nèi)，的變化不會(huì)影響局域網(wǎng)絡(luò)的創(chuàng)建和連接。在運(yùn)行過(guò)程中，一旦IP地址被運(yùn)維人員修改后，程序?qū)?dòng)Wi-Fi協(xié)議棧的重新初始化進(jìn)程，使之成為本裝置Wi-Fi唯一且有效的IP地址。這樣，不同的微機(jī)保護(hù)裝置可以擁有不同的IP地址，方便運(yùn)維人員進(jìn)行區(qū)分和管理。再者，需要對(duì)Wi-Fi應(yīng)用的物理層以及介質(zhì)訪問(wèn)控制層(MAC層)進(jìn)行初始化，主要包括Wi-Fi驅(qū)動(dòng)的內(nèi)部狀態(tài)復(fù)位、初始化內(nèi)部緩沖區(qū)、底層SPI設(shè)置及與主控芯片的連接方式等。MRF24WB0MB網(wǎng)卡控制芯片自帶有SRAM作為緩沖區(qū)，可由主控芯片調(diào)用讀取數(shù)據(jù)，兼具IP校驗(yàn)和計(jì)算功能。MAC層有權(quán)管理自己的發(fā)送隊(duì)列，只要有重復(fù)的發(fā)送請(qǐng)求，MAC層即可重復(fù)進(jìn)行數(shù)據(jù)包的發(fā)送，前提是有空的發(fā)送緩沖區(qū)。緊接著，在協(xié)議棧初始化過(guò)程中，需要加入連接802.11局域網(wǎng)的程序代碼。主程序的協(xié)議棧擁有自己獨(dú)立的連接管理，對(duì)于本文無(wú)線(xiàn)網(wǎng)卡創(chuàng)建的Adhoc類(lèi)型無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)，主程序的協(xié)議棧會(huì)進(jìn)行不多于3次的連接嘗試，連接成功后，表示W(wǎng)i-Fi的初始化工作都已完成。在主函數(shù)的死循環(huán)中，將MAC層數(shù)據(jù)包的處理程序加入到StackTask函數(shù)中，前文已經(jīng)提到，StackTask可以調(diào)度和管理各個(gè)應(yīng)用模塊，StackTask輪詢(xún)到MAC層有數(shù)據(jù)包收到，就會(huì)安排調(diào)度更高層級(jí)的模塊來(lái)進(jìn)行數(shù)據(jù)的解析和處理。另外，在死循環(huán)中，需要不停地調(diào)用HTTPServer函數(shù)，輪詢(xún)各個(gè)套接字的連接，查看是否有需要處理的任務(wù)。無(wú)線(xiàn)網(wǎng)卡控制芯片MRF24WB0MB雖有內(nèi)置的貼片天線(xiàn)，但是其信號(hào)強(qiáng)度與其擺放的方位有著很強(qiáng)的聯(lián)系，且不同的方位信號(hào)強(qiáng)度差異較大，對(duì)實(shí)際使用造成不利影響。因此，本文另外配置了5dbi的外接天線(xiàn)，大大增強(qiáng)了信號(hào)強(qiáng)度且信號(hào)更加穩(wěn)定平滑。如圖7為在2 m距離內(nèi)，配有外接天線(xiàn)和無(wú)外接天線(xiàn)的信號(hào)強(qiáng)度隨時(shí)間的變化。

圖7 信號(hào)強(qiáng)度隨時(shí)間變化圖

2.3 數(shù)據(jù)交換與處理

將網(wǎng)頁(yè)的映像文件導(dǎo)入到MPALB X的工程文件中，使用XC-16編譯器將工程編譯成二進(jìn)制代碼，燒寫(xiě)到PIC24EP512GU814微處理器，待Wi-Fi初始化的LED指示燈亮起閃爍時(shí)，即可使用iPad或者筆記本電腦等設(shè)備連接進(jìn)入該無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng)，輸入ip地址，訪問(wèn)裝置網(wǎng)頁(yè)，如圖8所示。

圖8 裝置主頁(yè)圖

網(wǎng)頁(yè)上的內(nèi)容根據(jù)是否需要按時(shí)按需更新，可以劃分為靜態(tài)部分和動(dòng)態(tài)部分。靜態(tài)部分只需要在編輯網(wǎng)頁(yè)的HTML文件時(shí)，組織好內(nèi)容和排版；動(dòng)態(tài)部分則要在HTML靜態(tài)網(wǎng)頁(yè)的基礎(chǔ)上，增加網(wǎng)頁(yè)數(shù)據(jù)處理的JavaScript文件和包含動(dòng)態(tài)變量的XML文件。動(dòng)態(tài)網(wǎng)頁(yè)的實(shí)現(xiàn)，則依賴(lài)AJAX技術(shù)，它可以快速創(chuàng)建動(dòng)態(tài)網(wǎng)頁(yè)，通過(guò)與服務(wù)器進(jìn)行少量的數(shù)據(jù)交換，使網(wǎng)頁(yè)實(shí)現(xiàn)異步的更新?，F(xiàn)以保護(hù)定值的修改為例，如圖9所示，說(shuō)明嵌入式Web服務(wù)器與網(wǎng)頁(yè)的數(shù)據(jù)交換過(guò)程。

圖9 數(shù)據(jù)交換流程圖

在網(wǎng)頁(yè)的保護(hù)定值一頁(yè)，修改某種保護(hù)的定值，如修改饋線(xiàn)1的電流速斷定值為3.0 A。此時(shí)，網(wǎng)頁(yè)的腳本文件接收到此定值輸入框中的定值序號(hào)和定值大小，在確保定值序號(hào)和定值大小兩者均沒(méi)有越界的情況下[9]，網(wǎng)頁(yè)彈出請(qǐng)用戶(hù)輸入修改保護(hù)參數(shù)密碼的對(duì)話(huà)框。若密碼輸入正確，網(wǎng)頁(yè)的腳本文件向服務(wù)器發(fā)送一條Ajax請(qǐng)求：ReqUrl=prosetbuf.xml?setno=x&setval=y，該請(qǐng)求將定值序號(hào)和定值大小傳遞給服務(wù)器，令其修改并保存相應(yīng)的保護(hù)定值，同時(shí)令服務(wù)器更新XML文件的動(dòng)態(tài)變量。服務(wù)器通過(guò)調(diào)用CustomApp.c中的函數(shù)接收到定值后，即進(jìn)行定值的修改和校驗(yàn)，將其寫(xiě)入片外閃存的定值區(qū)域內(nèi)，確認(rèn)無(wú)誤后，通過(guò)HTTPprint函數(shù)，將新的定值轉(zhuǎn)換成字符串的數(shù)據(jù)形式傳遞給prosetbuf.xml中的動(dòng)態(tài)變量。網(wǎng)頁(yè)在向服務(wù)器發(fā)送Ajax請(qǐng)求的同時(shí)，規(guī)定了處理從服務(wù)器返回來(lái)的動(dòng)態(tài)變量的回調(diào)函數(shù)UpdateSetVal，該回調(diào)函數(shù)將字符串形式的動(dòng)態(tài)變量重新解析成浮點(diǎn)類(lèi)型數(shù)據(jù)，并在定值網(wǎng)頁(yè)的相應(yīng)位置，顯示出新的保護(hù)定值，至此完成了保護(hù)定值的修改—保存—顯示。其他動(dòng)態(tài)網(wǎng)頁(yè)的更新機(jī)理，均與此類(lèi)似。

3 安全問(wèn)題與應(yīng)對(duì)

隨著智能移動(dòng)設(shè)備的普及，人們對(duì)無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的使用也愈發(fā)頻繁。對(duì)于安置于住宅小區(qū)、商業(yè)店鋪等人口較多場(chǎng)所附近的環(huán)網(wǎng)柜，其Wi-Fi局域網(wǎng)絡(luò)以及電力系統(tǒng)的安全問(wèn)題變得尤為重要[10]。若有無(wú)關(guān)人員連接進(jìn)入局域網(wǎng)絡(luò)并且知曉了裝置ip地址，篡改保護(hù)投退狀態(tài)、保護(hù)定值等參數(shù)，則會(huì)造成保護(hù)裝置誤動(dòng)、拒動(dòng)或者完全失去作用。因此，本裝置采取了以下措施進(jìn)行應(yīng)對(duì)。

1) 給網(wǎng)絡(luò)加密。本裝置的Wi-Fi無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)類(lèi)型設(shè)置為Ad-hoc類(lèi)型，安卓系統(tǒng)的移動(dòng)設(shè)備不能連接該類(lèi)型的無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)。無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的安全模式設(shè)置為Wired Equivalent Privacy (WEP)，在移動(dòng)設(shè)備上嘗試連接本裝置的無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng)絡(luò)時(shí)，必須輸入預(yù)先設(shè)定的5位數(shù)字的安全密鑰，只有密鑰匹配，才能連接上無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)。5位數(shù)字的安全密鑰在保護(hù)定值的下拉列表中也能夠進(jìn)行修改，方便運(yùn)維人員進(jìn)行個(gè)性化的設(shè)定。

2) 設(shè)置登錄名和密碼。成功連接上Wi-Fi網(wǎng)絡(luò)后，輸入正確的裝置ip地址，訪問(wèn)到的網(wǎng)頁(yè)處于非登錄狀態(tài)。在非登錄狀態(tài)，用戶(hù)只能進(jìn)行保護(hù)參數(shù)、采樣數(shù)值和SOE等信息的查看，不能進(jìn)行任何的修改操作。只有點(diǎn)擊左側(cè)上方的登錄按鈕，登錄界面如圖10所示，正確輸入用戶(hù)名及密碼后，取得遠(yuǎn)方主站的許可，方能進(jìn)行保護(hù)投退和保護(hù)定值等參數(shù)的修改。用戶(hù)名與密碼同樣可以在保護(hù)定值的列表中進(jìn)行個(gè)性化的設(shè)定。

圖10 登錄界面圖

3) 主站確認(rèn)。在網(wǎng)頁(yè)上進(jìn)行登錄用戶(hù)名和密碼的輸入后，保護(hù)裝置通過(guò)以太網(wǎng)向遠(yuǎn)方主站發(fā)送一條報(bào)文，報(bào)文信息包括裝置的通信地址、該裝置的用戶(hù)名以及實(shí)時(shí)時(shí)間，如若真是有組織有安排地對(duì)該裝置進(jìn)行運(yùn)維工作，則主站工作人員返回一條允許操作的確認(rèn)報(bào)文。保護(hù)裝置收到確認(rèn)報(bào)文后，即在網(wǎng)頁(yè)上顯示“已登錄”，表示授權(quán)通過(guò)，工作人員可以進(jìn)行后續(xù)的參數(shù)修改等操作。

4) 保護(hù)參數(shù)修改需要密碼確認(rèn)。在修改保護(hù)投退狀態(tài)或者保護(hù)參數(shù)后，需要輸入4位數(shù)字的密碼進(jìn)行確認(rèn)，只有密碼正確，被修改參數(shù)才能在服務(wù)器端進(jìn)行修改和保存。此操作可以防止運(yùn)維人員無(wú)意識(shí)的誤操作，導(dǎo)致保護(hù)參數(shù)的錯(cuò)亂。該密碼同樣可以在保護(hù)定值列表中進(jìn)行個(gè)性化的設(shè)定。

此外，為了防止Wi-Fi局域網(wǎng)在使用過(guò)程中由于瀏覽器網(wǎng)頁(yè)卡死而造成Wi-Fi信號(hào)中斷，或者協(xié)議棧本身運(yùn)行出現(xiàn)問(wèn)題而使得Wi-Fi信號(hào)消失，本文采取了以下兩個(gè)措施：

1) 當(dāng)網(wǎng)頁(yè)在使用過(guò)程中時(shí)，主頁(yè)上的虛擬LED指示燈每隔0.5 s更新一次，當(dāng)網(wǎng)頁(yè)出現(xiàn)卡死的情況時(shí)，指示燈的更新也將停止，此時(shí)服務(wù)器端設(shè)置20 s的延時(shí)等待，超過(guò)該延時(shí)，重新啟動(dòng)Wi-Fi協(xié)議棧的初始化工作，使Wi-Fi重啟。

2) 由于長(zhǎng)期掛網(wǎng)運(yùn)行，Wi-Fi協(xié)議棧程序難免會(huì)受到干擾出現(xiàn)運(yùn)行不良，本文設(shè)定在每日凌晨進(jìn)行一次Wi-Fi協(xié)議棧的初始化工作，保證次日Wi-Fi網(wǎng)絡(luò)的正常。

4 結(jié)論

本文詳細(xì)介紹了嵌入式Web服務(wù)器與Wi-Fi技術(shù)的特點(diǎn)與實(shí)現(xiàn)方法，分析了服務(wù)器/瀏覽器數(shù)據(jù)交換的內(nèi)在機(jī)理，并且對(duì)網(wǎng)絡(luò)安全問(wèn)題采取了切實(shí)可行的解決措施。從實(shí)際需求出發(fā)，基于上述關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)的微機(jī)型綜合保護(hù)測(cè)控裝置已經(jīng)投入了試運(yùn)行。隨著配網(wǎng)自動(dòng)化的發(fā)展，該種保護(hù)測(cè)控裝置將會(huì)得到更加廣泛的應(yīng)用。

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(編輯 周金梅)

Research and development on microcomputer protection and control device with embedded Web server and Wi-Fi technology

HUANG Jiabin, WEI Dehua, LEI Qi, MIAO Shihong

(State Key Laboratory of Advanced Electromagnetic Engineering and Technology (Huazhong University of Science & Technology), Wuhan 430074, China)

With the development of wireless network technology, the Wireless Fidelity (Wi-Fi) technology has been widely used in areas such as communication and control. Based on embedded Web server and the Wi-Fi technology, this paper designs and develops a multi microcomputer protection and control device for RMU. It takes the Web server/browser mode as the human-computer interaction. Using a Tablet PC, people can access to the LAN via Wireless Wi-Fi connection and then do some operation such as protection parameter settings. Compared with the traditional way of LCD screen/key, it is more comfortable and convenient, and more suitable for the using in a closed hot environment such as the RMU in the summer. This paper detailedly introduces the embedded Web server, the Wi-Fi technology, the Asynchronous JavaScript and XML (AJAX) technology, the network encryption technology and other key technologies in the application of microcomputer protection devices. This work is supported by National Key Research and Development Program (No. 2016YFB0900400 and No. 2016YFB0900403).

Wi-Fi; embedded Web server; AJAX; microcomputer protection; network security

10.7667/PSPC152211

國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目(2016YFB0900400，2016 YFB0900403)

2015-12-22；

2016-02-19

黃佳斌(1991-)，男，碩士研究生，研究方向?yàn)殡娏ο到y(tǒng)繼電保護(hù)測(cè)控裝置研發(fā)；魏德華(1992-)，男，碩士研究生，研究方向?yàn)殡娏ο到y(tǒng)繼電保護(hù)測(cè)控裝置研發(fā)；苗世洪(1963-)，男，通信作者，博士，教授，博士生導(dǎo)師，研究方向?yàn)殡娏ο到y(tǒng)繼電保護(hù)、變電站自動(dòng)化及配電網(wǎng)新技術(shù)等。E-mail: shmiao@hust.edu.cn