基于角色网络模型的电子巡查系统优化设计
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摘要：为解决目前电子巡查系统响应速率较慢的问题，提出基于角色网络模型的电子巡查系统优化设计。以优化后系统框架为基础，进行数据接收器优化。考虑巡查角色划分模块功能，优化系统及时通信性能与网络适配层，实现系统数据更好调度与监控。将优化后系统与传统系统相对比，证明其具有更好响应速率。
关键词：角色网络;电子巡查;系统;优化
中图分类号：P208 文献标识码：A
文章编号：1009-3044（2019）36-0051-02
传统电子巡查系统实时语音视频等交互方式反应速率较慢，因此无法对整个巡查过程实时监控与调度，不便对紧急求救等紧急突发事件处理[1]。由此可见，电子巡查系统想要更好地满足实际功能需求与安全保障信息化建设需求，在信息化电子巡查建设中，提出一种更加安全可靠、更加便捷的巡查系统，因此提出基于角色网络模型的电子巡查系统优化设计[2]。相对于传统电子巡查系统，角色网络模型考虑到系统所处外部环境，系统更好体现出内部各组在空间与时间方面的相互关联。通过对巡查任务中目标确定，实现角色分配、活动执行、任务划分以及目标确定等步骤。
1基于角色网络模型的电子巡查系统硬件优化
1.1角色网络电子巡查系统框架优化
基于角色网络模型的电子巡查系统主要以多媒体技术通讯为主，通过对共享数据的调度与监控，对其中预报信息进行处理[3]。角色网络电子巡查系统运行以PC站服务器与移动客户端为基础，建立专用WiFi局域网运行，分析巡查系统中角色分配，通过系统提供通信接口，实现服务器与客户端之间段对端通讯。系统结构示意图，如图l所示：
1.2数据接收器优化
系统中PC服务端存查系统服务器，其主要功能包括客户端实时显示移动端设备各巡查電子地图地理位置与通信状态，实现移动端设备地理位置与通信状态监控，并实现在线数据传输，获取巡视现场实时情况。并向移动终端发出文本信息或视频音频等调度制定，必要时可直接控制移动端设备，完成实时调度与应急指挥。
数据接受其以移动端设备为主，将PC端网络数据通过通信平台发布到各个移动设备中，完成数据对比与存储，并进入逻辑控制完成消息响应，最后完成用户使用需求。PC端采用常用常见PC端配置，方便系统普及使用。数据接收器参数优化主要以移动端设备为主，其主要参数包括为32位超级单片机、功耗为<0.5w，最大功耗<3.5w、电池系统为11OOmAh可充电锂电池、存储器为PLASH MEMORY：16Mbit，根据实际功能可扩展为64Mbit，DRAM： 16Mbit、显示器显示一行图标，尺寸为128*64 dot.EL背光、通讯接口采用USB或RS232、非接触部分工作频率为13.65MHz。移动端设备支持标准RS232/USB通信，可设置指纹验证或工作卡认证，支持两名用户同时检查，并支持64个巡查项目与16条处理意见项目。考虑到用户实际需求，移动端设备包括红外形接口、外接IC接口以及数据键三个功能键。
2基于角色网络模型的电子巡查系统软件优化
2.1巡查角色划分模块
电子巡查系统中，根据实际使用功能主要分为巡查员与巡查管理员两个角色。巡查管理员主要用于控制PC端，巡查员主要根据巡查需求控制移动端设备定期巡查。根据实际需求对系统优化后，PC端服务器与移动端设备两个子系统配合，实现整体系统的多媒体通信。
2.2即时通信模块优化
电子巡查系统中，为提高通信效率，需要实现通信信息即时传输。在系统中以多媒体通信为主，包含组播、单播以及会议模式三种，考虑到会议模式开发要求较高，且没有明显意义，因此仅提供一对一或一对多通信模式两种，即可满足系统通信需求。即时通信以实时语音通信为主，对传统VPIP中SIP协议进行优化，提高其灵活性，使语音传播与组播能够在底层实现。即时通信以音频压缩编码为主，波形编码按照一定速度以时间轴顺序对语音模拟信号进行采样，实现语音信号向数字信号的直接转换。语音即时传输通信采用语音包缓冲技术，在最大程度上减少语音抖动与传输时间对通信质量影响。这种语音包缓冲技术能够最大程度延长换取语音播放流畅，建立语音接收端排序缓冲区，平滑的取出语音包解压播放。
2.3网络适配层优化
电子巡查系统按照网络数据包格式对传输数据打包，按照分组接口方式，实现高码率与较好网络友好性。网络适配层根据传输协议，为基于单播与多播模式为用户提供实时传输服务，主要用于实时数据监控传输过程中质量监控，为系统提供拥塞控制。网络适配层优化按照网络数据包格式对数据包传输，对差异较小数据，采用编码完整的数据包检测下一帧数据，检查与数据包差别。若数据与数据包变化不大，则再一次利用下一数据包检测。系统通信中，传统系统采用MPEG-2压缩率，但其容错率较低，因此改用H.264编码。根据系统RTP协议提出的IETE，由实时传输协议与实时传输协议。
2.4数据调度与监控模块优化
电子巡查系统中数据调度与监控主要包括集中调度、终端状态监控以及终端位置监控等功能。在实际系统运行中，大量数据在PC端与移动端传输，根据各数据特点，将其分为核心数据包与普通数据包两种，处理其中存在预警信息。移动端设备按照规律时间间隔向PC端发送核心数据包，每隔2s进行一次离线状态判定，若上次核心数据包距现在时间小于3s，则判断没备在线，反之则判断其离线，对离线没备自动发出预警信号。其预警数据包类型划分，如表l所示：
3实验
基于角色网络模型的电子巡查系统优化开发后，在程序调整成功之后，还需要进行大量测试实验，保证系统正常运行。文中主要使用角色网络模型，实现对巡查系统的优化，实验分析过程中采用常规电子巡查系统优，作为实验对比对象，进行实验。
3.1实验参数设定 在保证本次实验科学性的基础上，要求实验参数、实验环境进行统一化设定，由于本次实验采用的是仿真实验，因此在实验环境设置时，需要对如下实验参数进行调整，调整参数如表2所示。
实验过程中，首先根据设定的试验参数，构建仿真实验环境，本次实验选择两种电子巡查系统，不分先后顺序进行验证，因此构建一个仿真实验环境即可，同时利用一个仿真实验环境，能够有效地避免實验过程中参数不统一造成的误差。
3.2实验过程
电子巡查过程如下，首先在单负载状态下，向传统电子巡查系统与本文电子巡查系统装置发送数据，当巡查系统检测到串行口中断时，调用串口中断函数，该函数能够对问题位子进行标志，再解码确定要回传的实验仿真平台中，当电子巡查巡查到标志位flag时，调用数据发送程序，将对应问题返回至实验平台。在多负载过程中重复上述实验过程。
3.3实验结果分析
本次实验模拟了不同负载下的电子巡查系统响应速度情况，利用两种电子巡查系统，进行电力电子巡查。根据模拟实验数据的变化，得出不同的响应速度情况，并记录在表中。得出实验结果，如表3所示：
根据实验对比结果表可以得出，在不同负载下，基于角色网络模型的电子巡查系统，能够较为高效率地进行电子巡查。经计算得出，常规电子巡查系统响应速度为4.84s，提出的基于角色网络模型的电子巡查系统响应速度为2.08，得出提出本文优化系统在响应速度提高50%以上，有效地解决了常规电子巡查系统的问题。
4结束语
为解决目前电子存查系统响应速率较慢的问题，提出基于角色网络模型的电子巡查系统优化设计。对系统实际使用需求分析后，以角色网络模型技术为基础，按照软件研发标准流程，利用PC端对移动端设备实现一对一或一对多通信传输。优化后系统更加注重用户个性化需求，使移动端设备数据能够及时反馈给PC端，大大减少了巡查中人力与物理的投入，实现巡查动作动态化、自动化，增加各部门之间互动，提高巡查效率。
参考文献：
[1]彭向阳，钱金菊，吴功平，等.架空输电线路机器人全自主巡检系统及示范应用[J].高电压技术，2017，19（8）：156-165.
[2]岳萍.基于RFID的电力巡检系统传输距离及抗干扰分析[J].现代电子技术，2017，40（12）：159-161.
[3]张传伟，赵东刚，张俊男，等.无线供电带式输送机巡检系统的设计[J].煤炭技术，2017，36（10）：254-256.
【通联编辑：张薇】
收稿日期：2019-09-25
作者简介：蒋玉婷（19 81-），女，江苏盐城人，讲师，工程硕士，研究方向为计算机应用、计算机软件、大数据、云计算等。
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