标准接口服务

关键词： 空间数据 网格 分布式 服务

标准接口服务（精选十篇）

标准接口服务 篇1

关键词：分布式空间数据集成,OWS,OGC标准

一、引言

随着Internet和Web的快速发展, 基于Web的分布式地理信息服务技术为解决分布式地理空间数据的高效集成应用提供了一种新的解决途径。但是由于在网络异构地理信息统一表达、分布式查询和跨平台处理等方面还存在相当的难度, 于是, 研究如何实现分布式空间数据的整合和有效集成, 并为社会公众提供相关信息服务成为空间信息领域研究的方向之一。

由开放地理信息联合会 (Open Geospatial Consortium, OGC) 研发的OGC Web Service体系 (简称OWS) , 是目前该领域事实上的标准。OWS空间数据服务标准解决了由于数据描述模型、数据结构不同和查询语言不一致造成的空间数据异构问题, 为空间数据层各种异构的空间数据提供了互操作的接口。经过多年的实践和改进, 已经形成了成熟的实现规范, 如地理要素服务实现规范 (Web Feature Service, WFS) 和地理覆盖服务实现规范 (Web Coverage Service, WCS) 等。

与分布式多空间数据库集成不同, 采用面向网格服务的框架体系, 有许多新的问题需要解决, 例如空间数据网格服务的数据源模式的提取问题。由于在网格环境下, 空间数据的逻辑结构和物理结构可能差别很大 (陈荦, 2005) , 数据源模式并不能如传统数据库那样进行提取。但是, 这些空间数据网格服务都是符合OWS空间数据服务规范的, OWS规范规定空间数据服务都提供了描述其基本数据构成的“能力文档” (Capability document) , 同时还提供了进一步获取数据细节的查询接口, 因此, 本文从“能力文档”入手, 主要讨论空间数据网格服务的数据源模式提取接口设计与实现方法。

二、基于OGC标准空间数据网格服务的空间数据源模式构建

对于空间数据文件或空间数据库通常可以直接获得空间数据的逻辑结构和数据结构信息, 而对于空间数据网格服务则需要在了解其数据查询接口、操作支持和参数含义的基础上才能获得其提供的空间数据源模式。空间数据网格服务包括符合OGC标准的和自定义的两类, 对于不符合OGS规范的自定义的空间数据网格服务其由于服务定义各不相同, 所以数据源模式的构造方法不具有通用性, 而对于符合OGS标准的空间数据网格服务, 可以通过采用OGS规范的查询接口获取空间数据的逻辑结构和数据结构信息。

(一) GFS空间数据源模式构建。

GFS (基于WFS标准的空间数据网格服务) 符合OGC的WFS标准, 在此首先对WFS的空间地理数据服务标准的操作接口和数据模型描述进行分析, 在此基础上设计和构建GFS的数据源模式。

WFS服务提供了在Web环境下使用HTTP/SOAP协议对地理特征进行数据处理的操作接口, 主要包括创建、删除、更新特征实例和基于空间或非空间约束查询特征数据的功能。WFS定义了5个操作:Get Capabilities, Describe FeatureType, Get Feature, Lock Feature和Transaction。通过Get Capabilities操作获取WFS的Capabilities文档, 解析得到空间数据网格服务的服务信息和空间数据信息;通过Describe FeatureType操作获取Feature Type Description XML文档, 解析得到Feature Type空间数据的属性结构信息;通过Get Feature操作获取指定要素的数据实例;Lock Feature操作用于锁定指定的Feature要素或要素集, 属可选项, 不一定要实现;Transaction操作用于对Feature要素的创建、更新、删除等。

空间数据网格要素服务GFS采用WFS标准, 实现网格环境下的符合WFS标准的空间数据要素网格服务, 根据上述WFS操作接口的定义, 在GFS中分别实现了如下符合WFS标准的操作接口:一是通过Get Capabilities操作返回其服务能力文档 (Capability Document) , 该文档以XML方式编码, 给出了对应WFS服务的元数据信息和其提供的数据的元数据信息, 其主要内容见图1。二是通过Describer Feature Type操作获取要素结构信息操作。包括要素的属性Element名称, 类型等信息, 因此可以应用Describe Feature Type接口来构造出构建WFS数据服务的数据源模式。三是通过Get Feature进行简单查询操作。四是通过Get Feaurt进行复杂查询操作。

如前面所述, GFS具有和WFS完全相同的功能, 所以根据GFS的Capabilities文档和Feature Description文档, 设计了GFS数据源模式的关系模型数据结构, 它包括三个关系:GFS服务信息R (GFS_Info) , GFS的Feature Type要素信息R (GFS_Feature Types List) 和要素的数据结构信息R (GFS_FeatureType_Elements) , 数据源模式结构如图2所示。

各关系的数据结构如下:

1. GFS服务信息R (GFS_Service) 。

网格服务信息用关系模型表示, 其属性集合包括网格服务标识GSID;服务地址URL、服务类型描述Service Type;服务版本Service Type Version;服务关键字Key Words、服务费用Fees和服务的获取条件Acess Constrants。

2. GFS服务的Feature Type数据列表信息R (GFS_Fea-ture Type List) 。

GFS_Feature Type List关系表描述的是GFS服务的Feature Type数据元数据信息, 包括网格服务标识GSID, Feature Type数据名称Type Name, 该Feature Type的空间参考坐标系统Defautlt SRS, 该Feature Type最小空间地理范围WGS84BBOX, 要素抽象描述信息Abstract。

3. GFS服务的Feature Type数据结构信息R (GFS_Fea-ture Type_Elements) 。

GFS_Feature Type_Elements关系表描述的是GFS服务的Feature Type数据结构信息, 包括包括网格服务标识GSID, Feature Type名称Type Name, Featue Type的属性字段名称Elements Name, 属性字段类型Element Type。

GFS数据源模式的构建方法和模式中各个关系表的数据结构, 在获取GFS的服务地址后, 可以构造GFS的数据源模式,

(二) GCS空间数据源模式构建。

GCS (基于WCS标准的空间数据网格服务) 符合OGC的WCS标准, 与WFS不同的是, WFS返回离散的地理空间特征, 而WCS返回的是连续的代表时空化数据 (可能是多维) 的一系列空间特征。WCS中定义了三个操作, Get Capabilitie、Describe Coverage和GetCoverage。通过Get Capabilities操作获取WCS的Capabilities文档, 解析得到WCS空间数据服务的服务信息和空间数据信息;通过Describe Coverage操作获取每个Coverage的Coverage Description XML文档, 解析后可获得每个Coverage的属性结构信息;通过Get Coverage操作根据请求返回一个Coverage, 也就是某片地理区域的特征值。

根据上述WCS操作接口的定义, 在GCS中分别实现实现了如下操作接口:一是通过get Capablities获取服务能力文档。与WFS一样, WCS的Capabilities文档提供了服务元数据和其提供的空间数据的元数据信息, 其主要内容结构如图3所示。二是通过Describer Coverage获取指定覆盖名称Coverage Name的数据结构信息。三是通过Get Coverage获取指定覆盖名称Coverage的数据实例。

GCS同样和WCS具有相同的功能, 因此根据GCS的Capabilities文档和Coverage Description文档, 构建了GCS的数据源模式, 其主要由三个关系构成:GCS服务信息R (GCS_Service) 、GCS的Coverage信息R (GCS_Coverages) 和Coverage的数据结构信息R (GCS_Coverage_Schema) , 各表之间的关系如图4所示。

各表的数据结构设计如下:

1. GCS服务信息R (GCS_Info) 。

GCS_Info关系表描述的是GCS服务的服务元数据信息, 包括网格服务标识GSID, 服务类型Service Type, 服务地址URL, 服务版本Service Type Version, 服务所需费用Fees, 获取服务的限制条件Acess Constrants。

2. GCS的Coverage信息R (GCS_Coverages) 。

GCS_Coverages关系表描述的是GCS服务的空间数据元数据信息, 包括网格服务标识GSID, 覆盖类型空间数据图层名Coverage Name, 图层空间WGS84地理空间最小范围WGS84 BBOX, 图层摘要信息Abstract。

3. GCS的Coverage数据结构信息R (GCS_Coverage Sche-ma) 。

GCS_Coverage Schema关系表描述的是GCS服务的Coverage数据结构信息, 包括包括网格服务标识GSID, Coveage的名称Coverage Name, 影像重采样间隔Retified Grid, 影像波段范围Range Set, 影像支持的坐标系Supported CRS, 影像支持的数据格式Supported Formats, 影像支持的插值方法Supported Interpolation。

三、系统实现

本研究在网格服务节点上162.195.16.70和网格节点162.105.213.83上分别部署了Geo Server, 每个Geos Server上各发布一个县的土地利用空间数据, 见图5。最终实现了基于Geo Server的土地利用空间数据网格服务。包括基于WFS规范的空间数据网格服务GFS和基于WCS规范的空间数据网格服务GCS, 其操作接口和返回结果分别与WFS和WCS一致。

参考文献

[1]Abel D J, Ooi B C, Tan K L, Tan S H.Towards integrated geographical information processing[J].International Journal of Geographical Information Science, 1998, 12 (4) :353~371

[2]陈海燕.多数据库系统中的关键技术研究[D].武汉理工大学, 2007

[3]陈荦.分布式地理空间数据服务集成技术研究[D].国防科技大学, 2005

[4]邓苏, 刘青宝, 陈卫东.数据仓库原理与应用[M].北京:电子工业出版社, 2002

[5]都志辉, 陈渝, 刘鹏.网格计算[M].北京:清华大学出版社, 2002

[6]方裕, 邬伦, 谢昆青等.分布式协同计算的GIS技术研究[J].地理与地理信息科学, 2006

[7]孙庆辉, 骆剑承, 李宏伟, 等.网格GIS及其关键技术[J].测绘学院学报, 2004

标准接口服务 篇2

编 制 说 明

1、目的意义

平板电视扩展型模块通用接口技术是万利达公司申请的专利技术，其总体技术先进达到国际先进水平。采用该项专利技术生产的产品具有功能领先和节材降耗等特点(即通过可拆卸的后背盖板上多个插槽,可接插吸入式DVD、数字电视、硬盘刻录、IPTV网络电视、无线传输、家用监控等多个功能模块)。对平板电视扩展型模块通用接口规范的制订，从目前的万利达企业技术标准向福建省地方标准的迈进有利于该项专利技术在市场的全面推广，从而更好方便消费者使用。

关于该项标准制订中所涉及的专利技术，万利达公司同意给予免费使用。

2、任务来源

为更好地在市场全面推广平板电视扩展型模块通用接口专利技术，发挥其节材降耗的作用，拟制订平板电视扩展型模块通用接口规范地方标准，在参与了福建省质量技术监督局的2008年省地方标准制修订的征集[闽质监标函[2007]319号]，并得到了立项

[闽质监标 [2008]174号]后，由万利达集团有限公司负责起草制订。

3、主要工作概况

标准制订项目任务下达后，我单位成立了该标准编制工作组，负责编制起草工作。编制组成立后，根据该项专利技术在公司应用的成果，结合行业标准中的数字电视接收设备接口技术规范，并在已有的企业技术标准《液晶电视扩展型模块接口技术规范》基础上，根据GB/T 1.1-2000《标准化工作导则 第一部分：标准的结构和编写规则》所规定的内容和格式编写完成《平板电视扩展型模块通用接口规范》标准草案，并于2008年9月20日至10月20日广泛征求各相关单位及专家的意见。在此基础上，标准编制组对《平板电视扩展型模块通用接口规范》省地方标准草案进行修改，现已形成标准送审稿。

4、标准的编写原则

本标准制订的原则遵循国家有关产业政策，符合国家的有关法律法规。标准的编写按照GB/T 1.1-2000《标准化工作导则 第1部分：标准的结构和编写规则》和GB/T

1.2-2002《 标准化工作导则 第2部分：标准中规范性技术要素内容的确定方法》的要求，符合标准化工作导则的有关规定。

5、标准主要内容的确定依据

（1）适用范围

本标准规定了平板电视扩展型模块通用接口的术语和定义、接口技术要求。本标准适用于平板电视扩展型模块通用接口规范。本标准中所说的接口为电视端的接口。

（2）术语和定义

平板电视扩展型模块通用接口规范的术语和定义适用行业标准SJ/T 11324-2006确立的术语和定义。

（3）接口技术规范

根据专利编号200510044938.4 “可选择扩展功能的平板型电视机”专利技术特点，参照SJ/T 11324-2006《数字电视接收设备术语》、SJ/T 11329-2006《数字电视接收设备接口规范 第3部分：复合视频信号接口》、SJ/T 11331-2006《数字电视接收设备接口规范 第5部分：模拟音频信号接口》、SJ/T 11332-2006《数字电视接收设备接口规范 第6部分：RGB模拟基色视频信号接口》、SJ/T 11333-2006《数字电视接收设备接口规范 第7部分：YPBPR模拟分量视频信号接口》等相关标准，对连接平板电视接收设

备与功能模块的通用接口的主要技术参数进行编制。

6、主要试验验证

2007年1月，万利达公司既已根据该项专利技术的特点，在企业内部制订了Q/FWLD031-2007《液晶电视扩展型模块接口技术规范》，并通过福建省质量技术监督局备案，在企业内部实施。该项企业标准实施一年来，均能在企业内部有效地指导企业相关产品的研发、生产，使电视机每开发一种新功能均可以通过数字模块的形式给电视升级。公司在应用该项技术标准生产的扩展型液晶电视，其各种扩展型功能模块的功能及性能指标也均能达到同类功能产品的标准。

7、标准编写过程中意见分歧情况

本标准编写过程中没有存在重大的意见分歧。

8、致谢

本标准在制订过程中得到了许多专家和企业技术人员的指导和帮助，在此表示衷心的感谢！

参考文献

1．专利编号200510044938.4 “可选择扩展功能的平板型电视机”专利技术。

2．万利达企业技术标准Q/FWLD 031-2007《液晶电视扩展型模块接口技术规范》。

福建省地方标准《平板电视扩展型模块通用接口规范》

编写小组

眼花缭乱的显示接口标准 篇3

VGA的设计初衷是为模拟视频信号显示器所用，而我们现在用的多数都是数字平板显示器。因此，时下的情形的确很古怪，让人匪夷所思你的电脑输入数码视频，数字视频信号接着被转化为模拟信号，然后通过VGA电缆线传送，最后又被转化为我们在显示器中看到的数字视频。

让我们欣慰的是，VGA连接器推出后10年多一点的时间内，数字显示工作小组(DDWG)为我们制定了视频接口标准，或叫做DVI。

DVI是将数字显示连接到电脑的标准接口。以前也出现过这种专利设计，通常的形式是自带专门显卡的显示器，但DVI允许我们将电脑和数字显示器“融为一体、相互搭配”。

然而，更让人叫好的是，因为高度规范化的DVI版本——DVI-I——支持数字和模拟信号，所以，简单、价廉的适配器可将DVI-I的显卡连接到只能用VGA连接器才能连接的显示器上。谁需要新标准

DVI能满足我们的所有要求吗?它在保持与模拟显示器兼容的同时还提供了数字连接性能，能够处理高清分辨率，而且可支持最新的内容保护计划。更为重要的是，多数现代电脑和显示器都已经配有连接器。

但同时，带宽也是个问题，计算技术中情形往往如此。如果你很幸运，拥有一台30英寸TFT的显示器，如戴尔和苹果的显示器，那么你需要以2560×1600像素的分辨率运行显示器来获得最好的显示效果，但这种分辨率已经超过了单一DVI连接的带宽了。

这些显示器使用DVI的可选双通连接模式，这样就可使现有的带宽翻倍。双通连接要求显卡，显示器及DVI电缆线与双通连接规格兼容，很遗憾，在真实世界中，你不得不费很大精力才能使它们兼容。

随着越来越多的人们都在把电脑当媒体中心来用，很多电脑都被直接连入到电视上。而DVI并没有传输音频的性能，这就意味着你的扬声器将不得不用它们自己的电缆线连接起来——即使它们被内置于电视机或平板显示器中，也可能在你将所有设备连在一起时增加更多麻烦和不便。而且，现代的多声道音频要求更大的带宽和内容保护能力。

因此，让我们来看看显示世界中的各标准，去发现你们在未来将如何连接显示器。

高清多媒体接口

通常情况下，人们可不喜欢家用影院系统中布满各种电缆组线。因此，如果有这么一根电缆，它能既能传输高清视频，又能传送多声道的高清音频，那该多好啊!

高清多媒体接口提供了类似DVI的性能，但增加了高清音频性能和最大的电缆长度。它有一个更小的连接器，要插进去容易多了，而且不使用精度要求很高的指旋螺丝，因此，对于家用目的来说，它的吸引力大的多。它也采用与DVl兼容的信号发射方法，因此，你可使用适配器将DVI和HDMI组件连接起来，从而使将一台配备有DVI的电脑联入高清电视机的HDMI端口中的工作变得很轻松。

反之，如果你有配备了HDMI端口的显卡，或配有集成HDMI的新型主板，那么将它连接到标准DVI显示器中则很简单。然而，HDMI并不是普遍适用的方案。双通DVI连接将仍然比一般“A类”HDMI接口拥有更多的带宽。

带宽更高的HDMI规格也有，叫做B类，与双通连接的DVI类似，虽然实际使用的是不同的连接器，但是，我们还没有看到现实的产品。HDMI同样也支持用于视频和音频流的HDCP.

注意，HDMI是新标准，仍然在变化，而这将导致兼容性方面的问题。最新的1.3规格只在少数产品中才看到，包括Sony的Playstation 3；多数新产品都基于AMD 690G的芯片组，因而只支持1.2版的HDMI。尽管如此，因为简单、兼容性好，HDMI稳稳地站住了脚跟。

Displayport多媒体接口

2006年5月得到批准后，视频电子标准协会(Ves8)设计出了Displayport，以此作为应对未来的多媒体接口。该接口得到了AMD／ATI、nVIDIA，DELL等厂商的大力支持，今年将配置在AMD主板上推出。

和HDMI接口一样，Displayport既支持高清视频，也支持高清音频。同时，Displayport也拥有HDM惭不具备的一些优势。它可在全部带宽中一60Hz时2560×1600像素、具备30比特色彩的背景中一使用可长达3米的电缆线。也可通过电缆传输最高可达1080P的分辨率，最远传输距离可达15米。还可支持8声道的音频，使视频和音频同步发生，可精确到1毫秒以内。

Displayport既可用于外部连接，也可用于内部连接，使组件和设备的兼容问题得到解决，简化了生产流程。使用本来就采用Displayport的平板来构建TFT显示器也是可能的。外部连接器设计得很小巧，如此一来，就可在一个最大高度的PCI插槽上连入四个外部设备。

不像其他推荐标准，Displayport无法与HDMI或DVl实现兼容，而且，采用的是迥异的信号发射方法。

虽然如此缺乏兼容性可能是一个缺陷，但Displayport的微封包架构则提供非常高的灵活性。你可将图中图(picture-in-Ficture)流通过一根电缆传输，可从一个连接器以环形方式来传输显示信息。用这种方式可连接6条1080I或1080p的流媒体。Displayport也有高级的双向传播性能，包括，如VoIP和音频聊天这样的程序所用的双向音频传播。同时，还有低带宽的视频的反向信道(back-channel)，是视频的理想工具。

Displaypart支持选项内容保护，然而，尽管Displayport在其1.1版本中增加了HDCP标准选项，但它用的标准是自己的DPCP方案，而不是早已确立的HDCP标准。这两种内容保护方案都要各自支付授权费用，这就潜在增加了采用Displayport的设备的终端用户的价格，而如果两种方案都采用的话，就会增加更多的价格。

虽然Displayport规格并没有包括与HDMI或DVI设备的向后兼容性，但是，却可能通过Displayport连接器采用这两种标准。并不是所有与Displayport兼容的设备能如此，那些能够采用两种标准的设备会打上“多模式”的标签。

在Displayport推出的早期，Vesa预测电

脑市场会推动这种接口的需求，而电子消费品则紧抓HDMI标准不放。然而，鉴于采用HDMI标准的电脑显卡的数量与日俱增，电脑用户能否很快就转而另一种接口，我们将拭目以待。

统一显示接口

由几大厂商的工作小组共同执掌的统一显示接口，其设计初衷就是要实现低成本和批量生产。现今，要将DVI接口大量地集成在芯片组中，其造价太高。而UDI提供的连接器，体积更小、价钱更低，和HDMI一样，只需一只手就能很容易的将连接器插入电脑接口。而且，DVI具备的所有功能，包括HDCP支持，DVI悉数提供。

和HDMI或Displayport不同的是，UDI不具备音频特性。它针对的是电脑，因而希望它在电脑中将成为DVI便宜的替代品。而且，因为其价格便宜，推广厂商希望生产只兼容数字格式的平板显示器，而不需现存的模拟VGA连接器和硬件。UDI根本就不想与HDMI决一雌雄，其设计初衷，是为了能够与之共享支持两种标准的唯一的连接器。在同一设备中，如果两种标准都得到支持，那么设备会检测是UDI还是HDMI设备已被连接，燃后自动切换采用正确的协议。

虽然UDI并不具备HDMI的某些特性，如音频，但该规格允许其选择性的支持功能。这意味着允许创建一个具备音频支持并可连接到一个HDMI设备的UDI设备，尽管UDI规格从来就不要求一定要具备这种功能。

在连接到DVl显示器时，UDI具备相关功能，使其正常工作，虽然UDI规格规定，如果没有额外设计、执行和检测，执行这些特性将不会保证DVI的交互性能。UDI，跟Displayport一样，也有内部格式。同样，它们将为各组件带来更佳的兼容性，而且，它将允许那些不需要再内外部信号发射系统之间转换的更简单的设计，这就意味着将使用更少数量的硬件和更便宜的显示器。和HDMI1.3一样，UDI支持比DVI更高的比特深度(blt-depths)，因而可支持上亿种颜色。而且，它具备比任意一种标准高得多的带宽，因此允许未来高得多的图像分辨率。

当前趋势

由于UDI在亚洲外几乎没有获得任何支持，而且英特尔曾推出的支持UDI设备现已落后于DisPlayport。但是，虽然模拟连接方式不再流行，现在你也将没有必要考虑更换基于DVI的设备，尤其如果你要购买支持HDCP的设备的话。

串行通信总线接口标准分析与选择 篇4

1 串行通信总线接口标准分析

1.1 RS-232接口标准

RS (Recommended Standard) -232为“使用二进制进行交换的数据终端设备和数据通信设备 (DCE) 之间的接口”。RS-232针对点对点通信而设计, 适合于本地设备之间的通信。RS-232的发送-接收电平差较小, 导致共模抑制能力差;另外, 双绞线杂散电容的影响使其信号传送距离受限, 数据传输速率不高。基于此, RS-232是一种在低速率串行通信中增加通信距离的单端标准[1]。

1.2 RS-422接口标准

为了改进RS-232通信距离短、速率低的缺点, EIA定义了一种RS-422接口标准。其是一种单机发送、多机接收的单向平衡传输标准, 也是RS-232向RS-485的一种过渡[2]。

1.3 RS-485接口标准

RS-485接口标准规定:①多点通信;②标准节点数为32;③允许收发器数目为32Tx、32Rx;④传输方式为差分;⑤传输介质为双绞线;⑥最远通信距离为1 200m;⑦最大传输速率为10Mbps;⑧共模电压最大、最小值为+12、-7V;⑨差分输入范围为-7~+12V;⑩接收器输入灵敏度为±200m V;⑪接收器输入阻抗为≥12k W。

结合上述分析, 表1列出了RS-232、RS-422、RS-485接口标准的主要区别。

2 通信接口标准及总线类型的选择

RS-232接口标准的最大传输距离一般不超过20m, 使其应用受到通信距离的很大限制。另外, 最高传输速率只有20kbps, 数据传输速率不高。此外, RS-232接口标准采用单端传输的不平衡传输方式, 抗干扰能力较差。受限于这些局限性, RS-232接口标准应用的场合是近距离、低波特率的串行通信中。

RS-485接口标准采用差分传输的平衡传输方式, 具有很强的CMRR抑制能力。同时, RS-485是真正的多点通信, 可以实现多点发射、多点接收, 标准节点数达32, 且可扩展, 允许收发器数目为32Tx、32Rx。RS-485接口标准的最大传输距离达上千米, 适合中距离的传输。另外, RS-485接口标准的最高传输速率达10Mbps, 比RS-232接口标准快500倍。基于这些优点, 采用RS-485接口标准及总线, 可以更方便地构成一主机 (PC) 、多子站 (SC⁃Ms) 的多级、多点分布式系统[3]。图1所示的参考系统结构中, 1个主控制器、m个分支控制器和n个终端控制器, 就构成一个m×n点的主从分布、三级驱动的DCS系统。

此外, RS-485接口标准只对应于开放式系统互联参考模型OSI (Open System Interconnect Reference Model) 的7层模型中的物理层 (PHY) , 如图2所示。该物理层只完成发送及接收字节流的任务, 而传输过程的可靠性则由高层协议来保证。由于RS-485接口标准只对接口的电气特性作出规定, 而不涉及具体的接插件、电缆或协议。开发者可以在此基础上, 自由建立独立的上层通信协议, 给设计者提供了更大的灵活性。因此, 在中大规模的集散控制DCS系统中, 普遍采用RS-485总线作为底层通信接口。

3 注意事项

①RS-485接口标准一般采用总线型 (BUS) 结构, 不支持环型 (RING) 或星型 (STAR) 网络。

②网络节点数与所选器件中RS-485芯片驱动能力和接收器的输入阻抗有关。

③在工业现场和特殊场合下, 要考虑抗静电冲击、限斜率驱动技术、故障保护、隔离、接地和实时性等问题。须提供一条单一、连续的信号通道作为总线, 注意总线特性阻抗的连续性。

④网络电源和数据线路采用暗敷设方式;槽缝隙采用玻璃胶密封, 进行防水处理;槽内所敷设线路禁止出现接头, 系统总线端口固定安装, 总线预留一组主干线备用。这些工程具体实施细节, 可以提高系统运行的可靠性。

摘要：在科研项目开发和实施过程中, 对串行通信总线接口标准进行正确分析和选择, 显得尤为重要。基于此, 分析串行通信的常用接口标准, 选择出集散控制系统的通信接口及总线类型, 强调应用RS-485时的注意事项, 以期对相关科研项目开发和实施具有一定的借鉴价值。

关键词：串行通信,接口标准,RS-485

参考文献

[1]刘水.RS-232多机通信技术在校表台中的设计应用[J].电测与仪表, 2003 (9) :58-60.

[2]王林枫.基于FPGA的星载电场仪信号处理系统[D].北京:中国科学院大学, 2014.

标准接口服务 篇5

2 系统实现

2.1 接口动态加载

为方便动态加载接口逻辑，每个接口都使用独立类实现，通过Java注解和反射机制实现动态加载。注解定义如下，用于描述接口信息：

@Retention（RetentionPolicy.RUNTIME）

public @interface InterfaceConfig{

public String name（）； // 接口名称

public int size（） default 0； // 接口最大并发数

public long timeOut（） default 30*1000；} // 接口执行超时时间

这里通过注解描述了接口名称、最大并发数、超时时间等，然后通过Java的反射机制动态加载接口信息。代码片断如下：

ConcurrentHashMap> configMap=newConcurrentHashMap>（）；

Set> classes = PackageUtilAdv.getClasses（CLASS_PATH）；// 获取CLASS_PATH下所有类文件

for（Class clazz ： classes） {

if（clazz.isAnnotationPresent（InterfaceConfig.class）） {// 获取接口类对应的注解信息

Annotation annotation = clazz.getAnnotation（InterfaceConfig. class）；

InterfaceConfig descr = （InterfaceConfig）annotation；

Mapprop=new HashMap（）；

int concurrentSize = descr.size（）；

prop.put（"InterfaceConfig"， descr）；

prop.put（"interfaceClass"， clazz）；

configMap.put（descr.name（）， prop）；}}

2.2 接口调用过程

当用户端请求到达接口代理时，由代理类调用实际的接口逻辑并返回结果，代码如下：

private JSONObject invokeProcess（Map map， String interfaceName， HttpServletRequest request， HttpServletResponse response） throws Exception {// 接口对应实际的Class

Class clazz = （Class） map.get（"interfaceClass"）；

Object obj = objectMap.get（interfaceName）；

if （obj == null） {

obj = clazz.newInstance（）；

objectMap.put（interfaceName， obj）；}

// 调用接口实现的doProcess方法执行接口逻辑

Method m=clazz.getMethod（"doProcess"，newClass[]{HttpServletRequest.class， HttpServletResponse.class}）；

JSONObject data = （JSONObject） m.invoke（obj， new Object[]{request， response}）；

return data；}

3 性能测试

在Linux下部署并测试程序，监听8090端口，如图3.1所示。

电动汽车充电接口标准化探讨 篇6

随着新能源技术的兴起,电动汽车产业获得了前所未有的快速发展。目前,一些国内外汽车公司已有量产电动汽车上市,但每个企业都是按照自己的标准来生产充电接口。由于电动汽车行驶范围大且没有固定的地域,汽车制造企业无法为自己生产的汽车提供具备相应接口的充电设备以解决汽车的能源补充问题。对于充电设备制造企业,也很难提供一种充电设备来适应所有汽车的充电接口。因此,充电接口的不一致直接制约了电动汽车在中国的实际应用和大面积推广,研究制定充电接口的统一标准已经迫在眉睫。

本文介绍了国外较为成熟的电动汽车充电接口标准[1,2,3,4,5,6,7],并结合中国电网的实际情况和电动汽车推广应用的需要,探讨中国电动汽车充电接口的具体结构、规格、应用及其标准化问题。

1 国外充电接口的发展

目前,国外电动汽车的充电接口标准主要分为3大体系:国际电工委员会(IEC)、美国汽车工程师协会(SAE)、日本电动汽车协会(JEVS)和日本电动车充电协会(CHAdeMO)。

IEC先后起草的电动汽车充电接口标准有IEC/TR 60783—1984《电动道路车辆的电缆和连接器》和IEC 62196《插头、插座、车辆耦合器和车辆接口———电动车辆传导充电》。IEC 62196对3类交流(AC)充电模式的标准将于2011年9月颁布,对直流(DC)充电模式的标准将于2012年6月颁布。

SAE起草及颁布的电动汽车充电接口相关标准为SAE J1772—2001《电动车辆传导充电连接器》。该标准旨在确定电动汽车在住宅、工作场所及公共充电站进行交流充电的接口定义。用于第1类和第2类交流充电模式的改进标准SAE J1772已于2010年1月发布,而550A直流快速充电的标准将于2011年12月发布。

JEVS起草的电动汽车充电接口标准有JEVS C601—2001《电动车辆充电用插头插座》、JEVS G103—1993《电动汽车在经济充电站快速充电系统使用的充电接头》和JEVS G105—1993《电动汽车在经济充电站快速充电系统使用的连接器电动车辆充电用插头插座》。2010年日本东京电力等公司共同建立了日本电动车充电协会CHAdeMO,以推进电动汽车快速充电设备的标准化。目前,日本交流充电接口遵循SAE J1772,CHAdeMO推出的符合JEVS G105—1993标准的直流快速充电接口TEPCO(LEVELⅢ),标准主要在该协会范围内使用,还未上升为国家标准。

IEC,SAE J1772,CHAdeMO的几种充电接口标准的参数分别如表1、表2所示,充电接口外形分别如图1、图2所示。

注:CHAdeMO方案的额定电压为直流;“/”用于区分2个电流等级。

2 国内充电接口设计

电动汽车充电接口对于国内充电站的建设和电动汽车的发展具有重要影响,规定统一的接口结构是保证电动汽车充电安全性、互换性的基础。2006年,中国发布国家标准GB/T 20234—2006《电动汽车传导充电用插头、插座、车辆耦合器和车辆插孔通用要求》,主要引用IEC 62196-1—2003标准。该标准规定了充电电流为16 A,32 A,250 A交流和400A直流的连接分类方式,分为基本型(B)、通用型交流高功率(Ua)、通用型直流高功率(Ud)、通用型32A(U32),但未规定充电接口的连接针数、物理尺寸和接口定义。

鉴于GB/T 20234—2006存在的不足及国内电动汽车充电接口标准统一的迫切需求,国家电网公司在充分调研国内外电动汽车充电接口标准的基础上,结合中国国情,在规范交、直流充电接口的具体结构、规格(包括充电接口的形状和尺寸、接触端子的数量和分布及接口的连接确认和锁止方式),以及针对不同安装方式和充电模式的充电接口规格和功能提出相应的要求等方面做了大量研究,并实际应用于研制的电动汽车充电设备中,取得了良好效果。

2.1 交流充电接口

交流充电接口是为具有车载充电机的乘用车辆提供能源补给的连接接口。交流充电接口包含7个端子,其功能定义如表3所示。交流充电接口插头和插座的各个端子布置方式如图3所示。

以上端子定义参考了IEC 62196-2交流充电接口预案3及SAE J1772方案2,结合国内目前情况,额定电压为交流220V,设置备用端子。备用端子可作为通信连接端子使用,为车辆与智能电网的互动预留空间。同时,鉴于目前中国配电网民用电通常为单相供电,故取消三相供电充电方式,但在接口结构上,与IEC 62196接口界面保持一致,为今后发展预留空间。

考虑民用充电设施的安全、能源供给端的合理规划及乘用车辆的实际能源补给需求等问题,采用额定电流不超过32A的单向交流供电方式。在端子件物理尺寸上,选择外圆柱面为6mm的端子芯件,一方面是因为较大的功率端子符合长周期寿命要求;另一方面增大端子芯件直径可有效降低连接器在插合后的温升,可显著提高使用的安全性。

端子的安全防护性能是衡量连接器是否能达到正常使用标准的基本条件,因此在端子的相关设计中,按照已颁布实施的GB/T 11918—2001《工业用插头插座和耦合器第1部分:通用要求》[8,9],增加了对连接器功率端子防触电保护措施,特别规定:凡是高于安全电压的带电部位均要求防触摸保护。同时结合车辆可能漏电的不确定性,详细规定了接口端子长度,确保在接口的其他端子插入和拔出时接地保护端子均能够有效接地,防止出现漏电伤害事故。在充电接口连接过程中,先连接保护接地端子,后连接控制确认端子;在脱开的过程中,先断开控制确认端子,后断开保护接地端子。端子的物理长度充分考虑到人员操作时的习惯及实际操作速度,设置保护接地端子与功率端子有效长度差为5 mm,控制确认端子与保护接地端子有效长度差为15 mm。交流充电接口界面如图4所示。

在满足电源间电气间隙及爬电距离的基础上,尽可能减小端子的外形尺寸,做到最优化设计。所有的外壳均采用非金属绝缘材料,保证结构强度,以确保使用安全及全寿命周期。

交流充电多为户外应用,对充电过程中的安全防护要求较高。考虑到环境的影响,对插头及插座在插合与非插合状态下的IP保护等级[10,11]规定如下:在与保护盖连接后,供电插头、供电插座、车辆插头和车辆插座的防护等级应分别达到IP54;供电插头和供电插座、车辆插头和车辆插座插合后,其防护等级应分别达到IP55。针对使用场所的影响,规定了摔落和抗撵压的要求,充分考虑了实际使用时可能出现的损害情况。

在实际充电过程中,基于安全及充电业务的原因,一般不容许操作者擅自拔出充电插头。在有关国际标准中,设定了电气控制锁,充电设备和电动汽车可以通过该电气锁,直接根据充电状况控制操作者插拔接口的实现与否,同时电气锁还可以实现锁止功能,保证插头插座接触可靠。这样的电气控制锁在无人值班的充电场合必不可少。但是由于元器件及制造的原因,至今电气锁尚未在国内充电场合中真正应用。

目前国内多采用插头上的机械锁,由操作者手动控制实现接口插头的插拔。机械锁仅能实现插头插座的锁止,但插拔完全由操作者自主决定,充电设备和电动汽车均无法控制。从长远考虑,电气锁必不可少,但鉴于目前国内状况,本着逐步完善的原则,建议保留与国际标准相同的电气锁,同时设置中国特定的机械锁。这样一方面给接口制造企业留一定的时间,研发可靠实用的电气控制锁;另一方面,鉴于目前电动汽车充电业务还在试用阶段,无人值班的充电业务尚未正式展开,在有人值班的充电站、家庭和单位等无需通过充电设备计量收费的场合,只要操作者经过简单的培训,使用机械锁也是可行的。

2.2 直流充电接口

为了实现对商用车辆及乘用车辆的快速能源补给,可利用非车载充电机将交流电转换成直流电,通过直流充电接口完成充电过程。直流充电接口一般情况下承载的电流远高于交流充电。同时在充电过程中需通过直流充电接口中的通信端子(CAN)连接车载电池管理系统(BMS)与非车载充电机的控制器,完成对充电过程的控制及其他相关信息的交互。此外,由于商用车辆在充电过程中需要外部提供低压直流电源,以供其内部电气控制及环境控制设备使用,因此采用直流充电的车辆需要充电设施提供辅助电源。

根据上述基本要求,直流充电接口包含9个端子,其功能定义如表4所示。

表4中,DC+,DC-,PE,S+,S-各端子是车辆与充电设施之间动力输送及通信信号输送的主要途径,保护接地为安全保障;CC1为充电设施对连接器已可靠连接的机械信号确认;CC2为车载BMS对连接器已可靠连接的机械信号确认;A+/A-用于车辆本身在低压电源完全断开的情况下,为车载BMS以及电池散热风扇等需要低压电源的部位提供稳定安全的辅助电源,同时利用A+与CC1或CC2的不同短接方式分别向非车载充电机或车载BMS提供高电平连接确认信号。

通过对目前电动汽车动力电池配置和应用情况的考虑,结合安全、技术发展和经济成本等各种相关因素,采用最高250A直流额定电流的设计。针对上述指标,端子芯件选用直径12 mm规格,既留有一定的载流能力裕度,又尽可能缩小结构尺寸,方便车辆的安装使用。

考虑到使用的安全性,直流接口的壳体材料采用非金属绝缘材料,同时对其机械强度以及耐用寿命进行规定。直流充电接口插头和插座的各个端子布置方式如图5所示。

与交流充电接口一样,对于直流接口的安全性及防护性能均要求多重保护,以防止人身伤害事故的发生,故对非安全电压端子要求防触摸设计,并通过相关电路进行安全冗余设计,以确保直流充电接口的安全性。

由于直流充电桩设置在室外,可能受冰、霜、雨、雾等天气状况的影响,故对插头及插座在插合与非插合状态下的IP防护等级定为:与保护盖连接后,供电插头、供电插座、车辆插头和车辆插座的防护等级分别达到IP54;供电插头和供电插座、车辆插头和车辆插座插合后,其防护等级分别达到IP55。

在直流充电过程中,由于充电电流较大,如果没有严格的保护控制措施,极易发生拉弧等现象,造成人身伤害。因此需要电动汽车的BMS与非车载充电设备相互协调并在充电逻辑上加以控制,从而保证车辆插头和车辆插座在拔开过程中不带负载分断。在车辆插头和车辆插座的连接过程中,端子耦合的顺序为:保护接地,直流电源正与直流电源负,低压辅助电源正与低压辅助电源负,充电通信与充电连接确认;在脱开的过程中则顺序相反。直流充电连接界面如图6所示。

3 充电接口的通信功能要求

国外电动汽车交流充电接口除功率及连接确认端子外,暂未设置充电装置的通信功能,充电控制以汽车为主体,未考虑配电网对用户电量的统一监控及与电网的互动。由于电动汽车充电存在随机性、间歇性特点,电动汽车无序充电会加重电网负荷的随机性。当电动汽车在国内大规模使用时,汽车充电构成了新的用电模式和新的电网运行工况,需要将其纳入统一的用电监控管理,以保证电网的运行安全。因此,充电接口需提供安全保护控制逻辑功能,并要求进行充电设备业务认证,建设充电设施时与配电网规划的供电能力相匹配,同时充电接口具有通信功能,是未来智能电网发展的必然要求。

在具有通信功能的交流充电接口中,利用2个空余的接触端口进行信息交换,充电站或设备可以识别车辆是否是认证许可的充电用户并迅速计算出此次充电所需的电量及应该支付的费用,充电所需电量信息也将通过相应的通信渠道传送至配电中心,以便进行相应的业务规划。

充电设施与车辆接口的标准化和信息化,使得配电网可以根据自身情况来控制电动汽车充电时间,降低充电设施中配电设备投资。电动汽车是智能电网用电环节的重要组成部分,通过充电接口的标准化、信息化实现电动汽车与电网的双向互动,在推动电动汽车发展的同时,又能满足日益增长的电动汽车的用电需求,并且通过移峰功能降低日益增长的电力峰谷负荷差,以提高输配电设备负荷利用率和减缓新发电厂建设,从更大范围内实现节能减排、电动汽车充电便捷和电网稳定运行的多赢目标。充电过程中电动汽车与电网的互动机制如图7所示,当前仅能实现单向控制。

4 展望

充电服务系统是电动汽车必备的基础设施,只有具备统一接口的充电设施和布点科学的充电网点,电动汽车才能有序、快速地发展。充电接口的统一不仅体现在接口的物理形式上(如充电模式、通信协议等),还需要汽车制造厂商、电网、电池及电池配套设备厂家的共同努力,为电动汽车产业的健康发展奠定基础。中国电动汽车的大规模应用将提高相关技术研究的深度和广度,并提升整个行业应用的技术水平,代表中国应用水平的标准将汇集中国的应用技术和经验,成为国际领先水平的技术标准。相信在不久的将来,国际电动汽车相关标准中出现中国的技术元素。

摘要：具备统一充电接口的充电设施是电动汽车应用推广的前提条件,接口的标准化是保证电动汽车充电安全性、互换性的基础。文中从国外充电接口标准的现状出发,结合中国电网的实际情况和电动汽车推广应用的需要,对电动汽车充电接口安全性、端子功能和性能定义、与电网的互动及其实际应用情况进行了介绍。最后对充电接口未来的发展进行了展望。

关键词：电动汽车,充电接口,标准,应用

参考文献

[1]IEC 62196Plugs,socket-outlets,vehicle couplers and vehicleinlets—conductive charging of electric vehicles[S].2003.

[2]IEC/TR 60783—1984 Wiring and connectors for electric roadvehicles[S].1984.

[3]SAE J1772—2001 Electric vehicle conductive charge coupler[S].2001.

[4]SAE J1772—2010 Electric vehicle and plug in hybrid electricvehicle conductive charge coupler[S].2010.

[5]JEVS C601—2001 Plugs and receptacles for EV charging[S].2001.

[6]JEVS G103—1993 Charging stands applicable to quickcharging system at eco-station for EVs[S].1993.

[7]JEVS G105—1993 Connectors applicable to quick chargingsystem at eco-station for EVs[S].1993.

[8]GB/T 11918—2001工业用插头、插座和耦合器第1部分:通用要求[S].2001.

[9]IEC 60309-1:1999 Plugs,socket-outlets and couplers forindustrial purposes[S].1999.

[10]GB 4208—2008外壳防护等级(IP代码)[S].2008.

标准接口服务 篇7

1 会计核算软件数据接口标准应用对象需求分析

1.1 按照应用类型划分的需求

(1) 对结果数据的需求类型

对会计数据的需求, 一般是用于了解该单位的经营状况或进行行业和宏观分析。其主要对象为银行、投资人、第三方咨询单位、进行统计采集的政府部门。由需求目的决定, 需要的是会计业务处理后的结果数据, 即报表数据。通过报表数据 (包括报表附注) , 就能进行有关的统计和分析, 需要深度研究的还可以将每个期间的数据建立数据仓库, 进行挖掘与分析。

(2) 对原始数据的需求类型

如果要监控和检查单位内部详细的经济运作情况或经济上可能存在的弊端, 就需要基于业务过程的详细数据。有这种需要的主要是集团企业上级主管部门、政府审计部门、负有特别审计责任的社会审计部门 (如会计师事务所) 。其共同特点是, 都需要利用原始数据进行分析, 并进行数据处理, 检查业务处理是否符合规范, 发现工作存在的不足, 以正确披露有关财务信息或要求其进行纠正。

从信息化的角度看, 其需求都是统一规范的数据, 然后通过软件进行处理和分析, 达到使用数据的目的。这样就避免了由于数据接口不统一带来的大量重复开发, 难以用统一的模型来进行处理而造成的社会浪费。

1.2 按照应用对象划分的需求

(1) 对直接可控型单位数据要求的需求

对审计、上级单位的数据需求, 是强制性的。这种对于数据的要求级别是最高的, 其目的是管理和检查的需要。可以说对提供单位是全透明的, 需要什么就提供什么。除会计数据外, 根据需要往往还会要求提供相关的合同、业务情况说明等。其特点是数据要求全面、深入, 在不存在商业秘密的保护下提供。

(2) 对依赖型单位的数据要求

对于会计师事务所、银行、第三方咨询机构等, 由于有相互的利益关系, 对数据的提供有一定程度的限制。针对厉害冲突的不同, 分为提供会计业务数据和报表数据, 或者仅仅提供其中的部分数据。

(3) 使用单位自身的需求

会计核算软件的数据一般是存放在数据库中, 对于使用软件的用户而言, 会计数据是通过查询、打印输出的。如果当前所使用的软件不能满足需要, 而要更换软件, 数据就无法转移到新的系统中。即使查询以往的数据, 也难以实现。

越来越多的企业正在向集团化、多元化发展, 普通的会计核算软件已不能满足它们的需要。由于我国的管理型和决策型会计商品化软件市场尚未成熟, 这些企业往往需要对已使用的会计核算软件进行二次开发或者购买新的软件, 来发展自己的管理型和决策型会计软件或管理信息系统软件。没有标准的数据接口, 原会计核算数据将无法使用。

2 从架构设计方面提高数据接口标准的适应性

2.1 采用总分架构有利于统一基础接口, 扩展相关接口

根据会计软件数据接口的需要, 会计核算软件接口标准应该包含企业标准、金融企业标准、小企业标准、行政事业单位标准、总预算会计标准。对针对企业的会计软件数据接口而言, 除了常规的账务、报表、工资、固定资产之外, 还包含采购、库存、销售, 同时还与ERP中的其他相关模块有联系。对针对行政事业单位的会计软件接口标准而言, 也同样涉及其他相关的业务接口部分。接口数据标准的范围, 取决于使用会计软件数据的目的, 随着会计软件接口数据使用范围的扩大, 会计软件接口数据必然会扩展和细化。

对于整个标准, 主要有两个方案可供选择:

方案一:采用总分架构。将总的定义、采用的相关技术标准、引用标准、公共基础数据等公用部分单独成册, 形成一个公用册, 然后逐步出分册。由于会计软件应用的规模、业务复杂度等因素, 还应该按照企业、金融企业、行政事业单位、总预算会计等分别推出相关标准, 这样才能针对性强, 便于数据的实际应用。由此形成一个总分的标准构成体系。这种方式的优点是接口标准充分一体化, 但编制难度较大。

方案二:系列标准分别采用独立的架构。就是每个子标准都有完整的定义、技术标准引用等部分, 子标准是一个独立完整的标准。这种方式可以完成一部分发布一部分, 编制难度要相对小些。但可能出现总体不协调, 一体化差。只有通过将来标准的修订来逐步实现其系统性。

2.2 制定基础数据、原始数据、处理结果数据、报表数据更容易适应多方要求

会计及相关业务数据, 从根本上说, 只要有基础数据 (如期初余额) 和原始数据 (如凭证数据) , 就能够通过计算、汇总等处理方法, 得到账簿、常规报表以及对外的会计报表。但是在会计数据使用者方面, 很多并不需要原始数据和基础数据, 只需要账簿、中间处理报表和最终处理报表, 这会因需求而不同。因此, 会计软件数据接口, 客观上就需要提供多种类型的数据, 这样就降低了第三方使用数据的难度, 提升整个社会使用会计数据的效率。

2.3 采用版本控制容易适应接口升级和分层次提供数据

会计软件数据接口在将来根据会计或技术的变化, 升级接口标准是必然的。但是从会计数据的使用角度上看, 并不会因为这种更新而不用会计数据。很显然, 会计软件数据接口的升级, 必然导致会计软件数据输出接口程序的升级, 同时也必然导致第三方软件相应部分的升级。

如果历史地看待这个问题, 就会发现如果各种接口标准版本、各个模块的数据放在那里, 使用数据的软件就很难去识别它。如果没有识别标志, 产生混乱的可能性就必然存在。因此, 应该将会计软件接口标准的版本同样列入数据接口标准中, 而且要分模块、类型等, 形成标注数据接口的版本控制体系, 以利于将来长期应用。

3 从数据定义方式提高数据接口标准的适应性

3.1 固定定义适应长期固化的接口数据

在会计数据中, 大量的数据是稳定的, 如会计科目编号、会计科目名称、余额方向、期初余额等。对于这些长期固定的数据项目, 在标准中就实行固定的方式予以确定, 将其数据元素的名称、性质确定下来。

3.2 采用自定义形式容易适应必要的变化

在已经发布的标准中, 把报表进行了固化, 在这种方式下一旦会计制度、会计准则发生变化, 就会使标准的相应部分失去意义。如2006年发布了《企业会计准则》, 在《企业会计准则——应用指南》中详细列示了报表、报表附注的编制。其中报表附注显得更为复杂, 它主要由报表说明和相关报表构成。已经发布的标准, 就不能适应这种变化。中国的会计改革还有相当长的路要走, 因此必须从技术角度来加以考虑, 尽可能使发布的标准适应将来的变化。

因此, 对报表、报表附注等可能发生变化的部分, 可以采用格式定义、内容定义的方法来达到自适应的目的, 这样一是解决了标准的适应性, 二是使第三方在编制相关软件时, 也能够从会计数据接口中自动可以按照其提供的定义自动生成, 提升了软件的适应性。

解决自定义问题有许多种方法, 本文采用文本格式来举例, 采用其他方法原理是一样的。

要实现自定义, 就需要进行格式定义。本文以较为复杂的报表附注来举例。

对于报表附注, 要定义一个格式说明文件, 设格式文件名为BBFZ.TXT, 定义如下:

文本内容主要包括报表附注文件中的文本性内容以及相关报表中的文本性内容两部分, 这里借用XML的一些表现方式, 文本部分以表示;报表部分以

表示;报表名称以

表示, 其格式说明文件的描述形式如下:

数据元素1的名称, 数据元素1的值//数据元素1的说明

数据元素n的名称, 数据元素n的值//数据元素n的说明

为了丰富地反映报表附注, 还可以增加图形、语音等元素, 以满足更为广泛的需要。针对每种元素, 设定相关的语法标记, 达到自适应的目的。

4 从数据输出方式方面提高数据接口标准的适应性

在GB/T 19581-2004《信息技术会计核算软件数据接口》标准中, 采用了两种输出方式:一是TXT标准文本方式, 二是XML方式。

从将来的发展来看, 提供XBRL方式势在必行, 这样更有利于需要在线使用会计数据, 特别是会计报告的群体。由于XBRL已经有一套体系, 而且涉及国家多部门合作和国际合作, 如何在会计软件数据接口标准与XBRL之间协调, 还需要进行相关的研究。

标准接口服务 篇8

近年来,我国煤矿事故频发,经调查表明,事故频发的原因是多方面的,其中煤矿信息化程度低是主要的原因之一[1]。我国大多数煤矿安装了安全监控系统,主要用于监测煤矿气体环境参数、生产设备参数等,并实现甲烷超限声光报警、断电和风电闭锁控制等功能。但是,煤矿现有安全监控系统种类多,传输协议、格式、内容不统一,各个厂商生产的安全监控系统中所使用的接口、标准和协议也不尽相同,很难实现安全监控系统的数据共享、信息应用集成以及煤矿安全远程监控和联网。因此,有必要进行煤矿安全监控系统数据接口标准的研究,统一煤矿安全监测信息数据元素表示、数据输出文件的文本格式和XML格式,从而解决现有煤矿安全生产监控系统因数据输出内容和格式不统一而产生的各种问题。

1 数据接口标准建设的目的及原则

1.1 数据接口标准建设的目的

(1) 促进煤矿安全监控系统之间的数据交换。数据接口标准的制定能够满足煤矿信息化建设的需要,使信息在采集、处理、交换、传输的过程中得以统一、规范,最大限度地实现煤矿内各业务系统(部门)间井上、井下、安全生产的数据资源共享,解决集团内各单位之间的“数据孤岛”问题。

(2) 满足煤矿集团、省、国家等有关部门对数据标准化的需要,便于政府和行业主管部门对煤矿的信息统计和查询需求数据或报表的合并与汇总,以便更好地为上级主管部门以及企业内部的管理和决策服务。

1.2 数据接口标准建设的原则

为了有效地制定和实施数据接口标准,笔者在借鉴国外信息化管理标准方面的经验、结合国内标准化实际情况的基础上,提出了以下原则[2]:

(1) 充分采用国家标准和行业标准,借鉴国外相关标准,使标准具有稳定性和兼容性;

(2) 标准要简明易懂,具有很强的通用性和适用性;

(3) 标准应逐步制定,不断完善;

(4) 管理部门要对标准加以宣传推广,保障标准的执行。

2 数据接口标准的构成

煤矿安全监控系统数据接口标准分为信息分类编码、文本格式的数据文件和XML格式的数据文件3个部分。

信息分类编码规定了煤矿安全生产监测信息数据元素命名和标识,提出了18位煤矿测点编码,保证其存储及交换的一致性与惟一性,以利于数据共享与交换。

文本格式的数据文件规定了数据接口输出文件的内容和文本格式要求,并要求以一定时间为单位导出数据文件。

XML格式的数据文件规定了数据接口输出文件的XML格式要求,作为统一格式的数据交换文件。

2.1 信息分类编码

煤矿安全生产监测信息分类编码规范了数据元素,提出了18位煤矿测点编码,适用于煤矿生产监测监控信息的管理工作与规划数据建库及数据交换。

数据元素是用一组属性描述定义、标识、表示和允许值的数据单元,它是煤矿安全监控系统数据接口所输出数据的不可分割的基本单位。数据元素的描述格式:

(1) 数据元素名称:数据元素的中文名称;

(2) 标识:即数据元素的编码,用限定长度的大写字母字符串表示,字母字符可以按数据元素名称的汉语拼音抽取收音字母,也可以按英文词首字母或缩写规则得出;

(3) 类型:数据元素取值的类型,包括字符型、数值型、日期型、二进制型等4种数据类型;

(4) 长度:数据元素取值的最大长度;

(5) 说明:数据元素的含义描述。

建立数据元素标准是指按照上述规则定义出煤矿安全监控系统所有的数据元素,供应用系统共同使用。数据元素描述示例如表1所示。

为了建设国家、省、集团、矿四级煤矿安全生产远程监控体系,笔者在调查和分析国内外信息化标准现状的基础上,按照科学性、适用性、系统性、先进性、兼容性以及可扩展性等原则,提出了18位煤矿测点分类编码[2],其结构如图1所示。

示例:代码61042701001001*001,其中,第1～6位“610427”表示陕西省咸阳市X县,第7～8位“01”表示XX矿业集团,第9～11位“001”表示XX矿业集团下属的第一个煤矿——XX煤矿,第12～14位“001”表示监控类的第一个系统——安全监控系统,第15位为测点预留位,第16～18位“001”表示安全监控系统的第一个测点——0102甲烷传感器。即“61042701001001*001”表示陕西省咸阳市X县XX矿业集团XX煤矿安全监控系统的第一个测点——0102甲烷传感器。

2.2 文本格式的数据文件

文本格式的数据文件规定了数据接口输出文件的内容和文本格式要求。煤矿安全监控系统接口输出的数据内容包括模拟量初始化、开关量初始化、模拟量统计值、模拟量及开关量状态变化、开关量动作等,文本格式的数据文件格式[3]如表2所示。

2.3 XML格式的数据文件

XML是作为在Web上进行数据表示的一种标准,是在Internet上进行数据交换及处理的有效方式,广泛运用在跨平台之间的数据交换,能够保证用户信息在不同的应用程序和不同的应用平台之间顺畅交换。XML可用于数据交换主要是因为XML表示的信息是独立于平台的,这里的平台既可以理解为不同的应用程序也可以理解为不同的操作系统。目前,基于XML的数据交换标准已经在国际上取得极大的共识,在国内已成为电子商务、电子政务和其它行业信息传输和数据交换的实际标准[4]。

XML格式的数据文件规定了煤矿安全监控系统数据接口的XML Schema,其目的是与文本格式的数据文件建立对应关系,并方便处理及语种之间的转换。

XML格式的数据文件有2种输出格式:一是基于文本的TXT格式,优点是简单直观,方便实用;二是基于XML的输出格式,优点是能够在输出数据的同时也输出数据之间的描述,对数据的进一步利用提供了方便,而且着眼于未来煤矿信息化发展,便于煤矿安全监控系统联网[5]。XML格式的数据文件在数据交换中的作用如图2所示。

3 结语

随着信息技术的不断发展及各煤矿对信息技术在加强安全生产重要性认识方面的提高,煤矿企业各种安全监控系统从单项应用走向集成应用是发展的必然趋势。提出的煤矿安全监控系统数据接口标准为煤矿信息化标准的实施提供了数据存储和表达的统一格式,有利于煤矿各级管理部门的数据共享和数据交换,从而为煤矿信息化标准体系的建立和完善奠定了基础。

今后,煤矿安全监控系统数据接口标准体系还将不断完善,从而实现国家、省、集团、矿四级煤矿安全生产远程管理信息化,促进国内煤炭行业信息化建设的不断发展。

参考文献

[1]孙继平.煤矿安全生产监控系统联网[J].工矿自动化,2009(10):1-4.

[2]黄富革,周晓芳.高校信息化数据标准的制定与实施[J].企业科技与发展,2009(1):89-91.

[3]郝秦霞,赵安新,卢建军.煤矿安全系统数据资源共享标准的构建[J].矿业安全与环保,2008,35(2):31-33.

[4]程杰.基于Web模式的安全信息系统集成标准的研究[D].西安:西安科技大学,2007.

标准接口服务 篇9

随着科学技术的不断发展,以及信息技术的不断更新,在制造行业中,制造信息系统被越来越多企业所运用。该系统为生产制造提供了信息,并对所有信息进行有效组织,形成统一、完整和可靠的数据库,提高了产品的创新能力和企业竞争力[1]。制造信息系统是一个复杂、多功能系统,它由多种软件系统、多种开发平台所集成,包括信息的动态集成,以及不同系统之间的功能集成[2]。目前所开发的制造信息系统存在集成性和可移植性差、系统重复开发和不能重用的问题,从而影响了系统的性能,造成大量资源的严重浪费。近年发展起来的标准化技术是信息化建设中的一项基础性的系统工程[3],是信息系统开发成功和得以推广应用的关键之一。但目前多数企业未能有效利用这一技术来规范系统开发,提高系统的开发水平。为解决上述问题,本文引入制造信息系统标准化概念,构建基于软件接口的制造信息系统标准化结构。

2 制造信息系统概述及标准化意义

2.1 功能模块概述

制造信息系统是管理制造业企业内部生产、管理等数据的一个综合系统[4]。制造信息系统从功能上包括生产经营管理分系统、工程设计分系统、制造自动化分系统、网络分系统和数据库分系统。每个分系统可以分解为几个一级子系统,生产经营管理分系统可分为:经营计划一级子系统、销营管理一级子系统、财务成本管理一级子系统、生产管理一级子系统、物料管理一级子系统、设备管理一级子系统、人事管理一级子系统、质量管理一级子系统。工程设计分系统可分为:产品设计一级子系统,工程分析一级子系统、工艺设计一级子系统、工装设计一级子系统、数控编程等一级子系统。制造自动化分系统可分为:车间管理一级子系统、单元调度一级子系统、工作站一级子系统、设备控制一级子系统、人财物一级子系统。(每个一级子系统又可以分解为几个二级子系统,等等)。把生产经营管理分系统、工程设计分系统、制造自动化分系统称为应用系统,把网络分系统和数据库分系统称为支撑系统(应用系统和支撑系统关系如图1所示)。为了有效实现应用功能,把制造信息系统软件划分成2个部分,即应用软件和实时执行软件。应用软件实现制造信息系统的使命功能;实时执行软件为应用软件的运行提供各种服务。上一级系统为下一级系统的应用软件,下一级系统为上一级系统提供各种服务。制造信息系统是最上层的应用软件,各分系统为它的实时执行软件。

2.2 制造信息系统中存在的问题

(1)各应用系统的计算机开发环境不同,支撑技术不配套,造成系统集成性和可移植性差。

(2)系统开发不规范,没有一个统一的标准结构,系统重复开发造成资源浪费。

2.3 制造信息系统标准化意义

制造信息系统的标准化可以提高系统的集成和移植性;减少重复开发提高资源的利用率;为制造信息系统开发提供标准结构。从而使制造信息系统具有良好的开放性和兼容性。

3 基于软件接口的系统结构标准化建模

3.1 制造信息系统标准化概念

制造信息系统标准化就是运用标准化的思想,以满足制造信息系统基本功能为基础;以应用软件和实时执行软件之间的内在逻辑关系来构建系统功能结构;以软件接口来实现应用软件和实时执行软件之间的连接。从而把制造信息系统设计成一个共同的和可重复使用的标准系统。

3.2 制造信息系统标准化建模

为了解决以上问题,本文提出了制造信息系统的一种标准化结构(如图2所示)。

该结构中把各应用软件和实时执行软件设计成一个个单独的模块,这样提高了系统的集成性、移植性和可复用性。整个结构由4个主模块和一个支撑系统组成。制造信息系统模块、生产经营管理分系统模块、工程设计分系统模块和制造自动化分系统模块,该4个主模块主要完成信息系统的各项功能。各分系统下有一级子系统模块,各子系统模块提供各种具体服务。支撑系统由网络分系统和数据库分系统组成,它们是制造信息系统运行中的支撑环境。

在该标准结构中应用软件和实时执行软件之间的接口,称之为应用软件/实时执行软件接口。这些接口定义了实时执行软件向应用软件提供的,用于控制内部处理单元之间调度、通讯和状态信息的一组设施[5]。从应用软件的角度来看,它是用高级语言描述的规范;从实时执行软件角度来看,它是参数定义和入口的调用机制。该接口提高了系统的集成性和可移植性。

企业根据实际需要,在该标准系统结构中,更换一些参数或者增减一些模块就能开发出满足企业要求的制造信息系统软件。从而减少软件重复开发,提高了软件的重复利用率。

4 软件接口描述及测试方法

4.1 接口定义方法

本标准定义了制造信息系统中相关软件系统应提供的接口内容:(1)接口功能描述;(2)接口定义所采用的语言及接口实现的语言工具;(3)接口的运行环境,包括硬件和软件环境;(4)可用于使用接口的语言工具;(5)接口定义;(6)用于测试接口的实例。

制造业流行的面向对象的接口定义语言有OMG的IDL以及Microsoft的MIDL。

4.2 接口测试

测试的目的是按照规范所规定的接口范围和实现的功能,对被测软件产品进行测试,以判定其产品提供的集成接口是否达到规范所规定的要求。测试分为测试对象和实时测试二个部分。测试对象是由申请测试者提供的,它包括如下内容:(1)提供符合该标准定义的开放接口的软件产品;(2)和开放接口信息相关的数据组织结构,测试者可以据此判断开放的信息是否完整;(3)符合本标准接口说明文档及规范实现的测试声明,申请测试者在测试声明中应给出测试对象符合本标准的范围,这个范围也是该软件的测试范围。

实时测试主要是对测试对象所提供的文档进行审查,并确定测试进行的环境及测试用例。概括为以下几个方面:(1)审查测试对象所提供的文档是否符合规范定义的格式。(2)根据规范的定义和测试对象提供的测试声明以及与开放接口信息相关的数据组织结构,判断测试对象实现接口的完整性。(3)根据测试对象的测试声明,在测试对象所提供的测试用例之外,测试者还应采用可以调用接口的其他语言编写测试用例以备测试。该用例应该由申请测试者认可,如果申请测试者不能认可该用例,则应将其理由记录备案,如果需要应在测试报告中对其进行说明。

4.3 接口应用实例

CAD的设计信息被广泛应用于PDM、CAPP、CAM,ERP等各种系统中。它是企业技术信息的重要数据源。是产品设计系统的主要组成部分。因此,开放CAD系统的相关数据接口是本规范中很重要的组成部分。以CAD图形浏览接口为例。本接口使得其他系统可以在CAD系统之外浏览相关CAD系统的图形文件。

CAD图形浏览接口定义如下:

(1)本接口定义了一个CAD图形浏览控件。通过该控件可以浏览CAD系统特定文件格式的图形;

(2)本接口描述采用MIDL格式,用Microsoft Visual C++语言编写;

(3)本接口在基于Microsoft Windows操作系统的微机或网络环境下运行;

(4)所有支持COM技术的编程语言均可以使用本接口,例如Visual C++,Visual Basic,VBA,Delphi,PowerBuilder等;

(5)接口的IDL如下:

MIS.c为应用软件,CADsystem.c为实时执行软件,CAD_system.h为连接这两个软件的接口。

4结语

本文针对制造信息系统中存在的问题,利用标准化技术建立了基于软件接口的制造信息系统标准化结构,并对软件接口进行描述,提出其测试方法。通过该标准化结构的运用,形成规范的系统开发步骤,提高了系统的可移植性和集成性,减少了企业在信息集成方面投入的成本,时间也大为缩短,进而提高了制造信息系统的性能,减少了不必要的软件重复开发,提高了资源的利用率。

参考文献

[1]杨光.企业制造信息系统的功能及管理模式[J].武汉理工大学学报,2001,23(1):54-56.

[2]王涛.现代设计工程集成技术的软件接口规范介绍[J].制造业自动化,2001,23(5):37-39.

[3]刘峥.标准及标准化[M].北京:中国计量出版社,2005.

[4]严隽琪.制造系统信息集成技术[M].上海:上海交通大学出版社,2001.

标准接口服务 篇10

浙能下属某发电厂原有实时数据库为Wonderware的INSQL数据库, 每台机组只有2000左右测点 (每台机实际测点数约12000左右) 采集至INSQL数据库中并保存。

该厂机组DCS采用Bailey Infi90控制系统, DCS数据采用ICI+Sem API方式采集 (如图1-1) 。

即SCSI线连接ICI03接口, Sem API软件通过SCSI线从DCS环路上读取数据并写至实时数据库INSQL。

2、INFI90系统简介

INFI90集散控制系统是美国Bailey公司生产的, 具有可靠性高, 系统结构合理, 易于程序的开发等诸多优点。该系统由三大部分组成:操作员接口站 (OIS) 和工程师工作站 (EWS) ;通讯网络和计算机接口单元 (ICI) ;过程控制单元 (PCU) 。其通讯网络结构为分层网络:包括由环状结构构成的中心环, 子环, 工厂环等, 由总线结构构成的控制通道, 子总线, 现场总线等。

INFI90系统的控制结构由完整的硬件设备及丰富的过程控制软件构成, 过程控制单元主要由通讯模件 (NPM, NIS) 多功能处理模件 (MFP) 用于数字量, 模拟量或控制的I/O模件和双层结构的控制总线组成。一个PCU可挂接32个MFP模件, 一个MFP可带64个模件。各I/O模件都采用单点输入, 输出, 各通道相互独立。通过功能码进行软件组态。可实现各种反馈控制, 顺序控制, 批量控制等。

3、问题的提出

随着国内厂网分离, 网上竞价体制的实施, 电力市场竞争日益激烈, 浙能下属发电厂和国内外其他电力企业一样, 面临着严峻的挑战。企业信息化的建设和应用是改进生产过程, 提高企业管理水平的一个重要步骤。而其中企业实时数据库系统的建立及应用则显得尤为重要。

该厂原有的INSQL实时数据库无论从数据库点数还是数据库性能等方面都已无法满足电厂现有的数据应用要求。于是该厂决定对原有实时数据库进行改造, 用OSI的PI实时数据库取代原有的Wonderware的INSQL数据库。经分析认为, 该厂脱硫DCS (ABB Symphony DCS系统) 数据采集成了实时数据库建立的关键。

4、原方案简介

该厂机组DCS采用Bailey Infi90控制系统, 而Bailey Infi90控制系统的中INICI03接口对外提供SCSI接口。

因此原DCS数据接入实时数据库PI设计方案为:经安装在接口计算机上的Sem API接口软件从Infi90环网中通过INICI03接口模块读取DCS实时数据并送入实时数据库PI (如图1-1) 。其中采用的Sem API接口软件为PI的“PI-Baily Infi90 Sem API Interface”。

即INICI03直接挂接在单元机组的DCS环网上, 可有选择性地读取DCS内部任何数据。接口模件与接口计算机的连接为SCSI, 通讯速率为4Mb。接口计算机通过Sem API接口程序访问INICI03上的数据点表 (相当于DCS上的实时数据库服务器) , 采集其中的过程数据。

5、新方案简介

随着OPC技术的出现, 其发展日益成熟:

5.1 OPC通讯技术

OPC技术是OLE技术在过程控制中的应用, 它为开发应用程序的不同厂商提供了一项共同遵循的通信标准, 从而大大减少了在系统集成过程中的重复开发, 并提高了控制系统的性能。使用OPC技术, 第一次实现了不用考虑程序和接口问题, 就可以在自动化控制软、硬件之间实行无缝连接。OPC使得即插即用在自动化应用中成为现实, 并且还允许集成各种各样的现场总线系统。

OPC技术之前和之后比较 (如图5-1) :

OPC技术实质上是允许任何设备与其他设备自由通讯的一种机制, 是一种用于过程控制和工业自动化的即插即用的软件技术, 是一种过程实时数据交换的工业标准, 有了OPC, 制造商就可以将开发驱动服务程序的大量人力和财力集中到对单一OPC的接口的开发上, 用户也不再需要讨论不同产品的接口问题, 而精力集中到解决有关自动化功能的实现上。

5.2 新方案简介

因此为了提高接口软件的通用性及开放性, 经探讨、研究, 我们决定对原DCS数据接入实时数据库PI设计方案进行修改, 新方案为:经安装在接口计算机上的OPC SERVER软件从Infi90环网中通过INICI03接口模块读取DCS实时数据, 并通过OPC采集软件再将OPC SERV ER中的送入实时数据库PI。其中采用的OP C SERVER软件为“OPC90 Server V4.3.4”, OPC采集软件为“PI OPC Interface” (如图5-2) 。

即在INFI90环网加装接口单元INICI03, 并安装接口计算机, 通过其SCSI口与INFI90系统的INICI03连接。在接口计算机中安装OPC90 Server V4.3.4。按照SCSI通信协议, 通过INICI03接口, OPC90 Server和INFI90 DCS系统进行实时通信。

INICI03收集控制网络上各模件所发出的例外报告。SIS所需要的所有有关分散控制系统的信息全部在这里集中, INICI03相当于分散控制系统上的一个实时分布数据库。接口系统是同这个数据库传送数据, 而不是直接与分散控制系统中的模件传送数据。这样就使过程信息管理系统不影响分散控制系统的运行。由于控制网络上通信的高速性和其所固有的安全性, 保证了在DCS全系统的范围内, 接口的数据可以维持其本来的实时性, 同时具有高度的安全性。在这样的采集模式中, 由于INICI03不是主动地查询过程数据, 而是按照系统初始化时确定的数据点表接收来自各个模件的实时数据, 从而保证了数据的高速采集不会影响分散控制系统控制环路的运行。

6、调试和使用情况

6.1 调试过程

该厂DCS数据接入实时数据库PI的整个调试过程主要分为OPC SERVER建立、OPC采集软件安装配置、PI数据库测点导入三部分。

6.1.1 OPC SERVER建立

在该过程中, 我们使用的OPC SERVER软件为“OPC90 Server V4.3.4”, 其基本功能和性能指标如表1。

只需在接口计算机上安装OPC90 Server V4.3.4, 然后将整理好的csv点表配置文件导入其中, 便可读取到DCS实时数据, 也完成了OPC SERVER的建立。

6.1.2 OPC采集软件安装配置

由于该厂实时数据库采用的为OSI的PI数据库, 而PI数据库提供标准的OPC采集软件:PI OPC Interface (OPCInt) , 所以只需在接口计算机中默认安装“PI OPC Interface”软件, 之后再用PI提供的“PI-Interface Configuration Utility”对“PI OPC Interface”进行相应的配置即可。

6.1.3 PI数据库测点导入

经过上面两个步骤之后, 只需根据DCS测点清单整理成PI格式的点表, 然后将点表导入实时数据库PI即可, DCS实时数据库经由OPC90 Server和PI OPC Interface后传送至实时数据库PI中。

6.2 使用情况

该厂DCS全部实时数据已按照新方案接入实时数据库PI, 点数近36000点左右, 目前接口计算机中OPC90 Server和PI OPC Interface运行稳定, DCS数据快速、稳定地传输实时数据库PI中。

实践证明采用ICI+OPC实现Baily Infi90 DCS控制系统实时数据传送至SIS实时数据库的通讯技术方式具有实践意义, 目前已在浙能集团下属多家电厂实施应用, 具有推广价值。

摘要：火电厂DCS实时数据是SIS实时数据库的主要数据来源, DCS数据采集的高效性与稳定性对SIS实时数据库具有至关重要的作用。由于Baily Infi90 DCS无法提供OPC SERVER, 因此之前主要采用ICI+SemAPI方式的实现DCS数据采集。本文以浙江省能源集团有限公司下属某发电厂DCS控制系统和SIS实时数据库 (PI) 之间的通讯为对象, 介绍了一种采用ICI+OPC实现Baily Infi90 DCS控制系统实时数据传送至SIS实时数据库 (PI) 的通讯技术方式, 用于SIS中实时数据库 (PI) 的建立, 并结合应用实例, 着重分析了一些技术要点、难点及解决方案。