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智能终端通用软件平台设计 　　摘 要：随着智能电网建设全面推进，对终端嵌入式软件的安全性、可靠性、稳定性、可扩展性越来越高，智能终端嵌入式软件开发的平台化、工具化、测试软件的自动化是必然的发展趋势。本文提出一种终端嵌入式软件平台化设计方法，采用面向对象的、组件化的设计方法，实现终端软件的跨平台、可定制、可扩展、支持测试自动化。全面提高终端软件开发效率和软件质量，更好地支持高可靠性和低成本的硬件设计。 　　关键词：终端软件平台化；工具化；组件化；可扩展；自动测试 　　中图分类号：TP273.5 　　配用电终端，包括FTU、DTU及各种用电采集终端是智能电网建设中安装数量最大、覆盖最广、环境最恶劣的智能终端设备。这些特征对终端产品的稳定性、可靠性、硬件成本都提出了更高的要求，其中嵌入式软件研发成本、质量、和性能在相当大的程度上决定了终端产品的质量和终端产品的成本。 　　1 需求分析 　　终端软件伴随硬件性能的不升级而变得越来越复杂和功能强大。通过是否具有MMU功能将处理器分为两大类，以ARM7为代表不具有MMU功能MCU，程序一般运行在FLASH中，内存空间较小，一般使用嵌入式操作系统如UCosII、VxWorks、Neclues或嵌入式Linux（ucLinux），或者不使用操作系统；ARM9为代表具有MMU功能的MCU，程序存储在外存中，需要调入内存中才能运行，由于具有MMU，实际程序空间远大于实际内存，运行机理与PC机是基本一致的，一般选用Linux操作系统。智能手机也是这种架构，这与传统的嵌入式软件已有本质的区别。选用何种平台需从功能要求、成本要求、功耗要求等多种因数考虑确定。而应用软件具有较好的可复用性、可移植性是平台化的目标。 　　1.1 可移植性 　　智能电网的建设对不同应用的配用电终端提出不同的功能、性能要求，及成本要求，这要求应用软件具有较好的适应性，可方便进行移植，从而继承原有软件的稳定性、可靠性。 　　这种可移植性性不仅需要适应高性能处理器和低性能处理器，具有硬件平台可移植性性而且可以不同操作系统间移植，甚至在无操作系统环境下也能高效运行。 　　1.2 可定制需求 　　智能电网互动性的需求决定了终端功能和交互尽可能个性化。可定制的典型产品就是组态软件，既可以通过图形化的配置工具配置逻辑功能，也可以配置交互界面，体现个性化需求。 　　1.3 自动测试 　　终端功能越来越多，越来越复杂，测试工作量越来越大，为了提高效率，一种能过自动测试的工具和系统，实现测试用例的自动进行和共享，是一种必然的选择。 　　2 设计思路 　　实现软件跨软硬件平台、可移植的方法均采用中间层和虚拟机技术。实现软件复用典型做法是采用面向对象的设计思想，组件化技术，并通过开发专用开发工具是来提高效率。工具可以保证系统的完备性，工具体现的嵌入式软件的内在逻辑关系和规律。 　　主站和终端通信就离不开规约，但规约不应成为终端软件的开发重点，功能是重点，规约需体现功能。采用面向对象的设计方法是目前主流的模式，无论IEC61850还是IEC62056都体现了这种思想，规约则完成对象的映射，功能就是采用分布式组件的编排（如COM的IMarshal接口），因此，是可以实现规约自动编解码。 　　自动测试是质量和效率的保证，自动测试需要采用脚本实现，不仅提高效率而且能过不断丰富脚本库实现知识继承。 　　3 架构设计 　　根据设计思想，终端嵌入式软件总体按照面向对象、组件化程序架构设计，终端软件的结构如图1。 　　终端的数据保存在数据字典中，以文件或嵌入式数据库的方式保存。而对终端的功能按照对象进行划分，可分为终端对象、总加组对象、测量点（回路）对象、遥测、遥信、遥控、任务、事件等对象，主站是通过分布式对象访问这些接口对象。规约仅承载了RPC（Remote Procedure Call）的作用，将内部对象通过代理（Agent）延伸到主站侧。相对应的在终端内部对对象的访问通过LPC（Local Procedure Call）进行。 　　3.1 平台设计 　　终端软件的平台化，首先需要设计的就是平台，需要设计本平台的基本数据类型和平台接口API。设计采用POSIX规范，尽管软件可能应用于一些无操作系统的情况，这时，需按接口规范编制精简的调度功能接口，在具有操作系统的应用中，仅需对原操作系统数据类型重新定义，对API重新封装。 　　3.2 存储设计 　　终端的功能就是进行数据采集、存储、统计计算、按照策略执行闭环控制。数据存储处于核心和枢纽的地位，所有数据包括对象本身都需要通过存储实现持久化。存储设计参考数据库设计的方法，分为数据和元数据，元数据定义的数据的组织方式，即系统表。同时还需针对智能终端具体应用进行扩展