220kV电网故障信息子站XPE操作系统的研究.doc

电力系统继电保护故障信息子站XPE操作系统的开发和应用 何鸣 （2.安徽省电力调度通信中心，中国合肥市 230022）摘要：阐述了继电保护故障信息系统子站在电力系统中的重要性。综合比较了几种常用的操作平台的优缺点，指出了XPE操作系统独特的优势。最后讨论了XPE操作系统开发的步骤，为安装、运行和调试该操作系统有益的指导和技术支持。关键字：XPE 操作系统 继电保护 信息子站Development and Application of Xpe Operation System Basedon Relay Protection RIMS of Power System He Ming Wang Hao Zhu Chang-jiang（1.AnHui JIYuan power Grid technology corporation，Heifei City China 23008）（2.Anhui State Grid，Heifei City China 230022）Abstract：The importance of RIMS in power system is described. Compared the merit and shortcoming on several operating system synthetically, the unique advantage on Xpe operation system is pointed out. Ultimately, the generic approach on research on Xpe operation system is discussed, which is contributed to install、operate and debug Xpe system.Key words：Xpe;；Operating System；Relay protection; RIMS0 引言继电保护故障信息系统子站在电力系统中起着非常重要的作用，它为电力系统故障分析和处理提供了可靠的依据，进一步地提高电网安全运行的调度系统信息化与智能化水平，从整体上提升电网调度运行管理水平。而XPE操作系统是继电保护故障信息系统子站的软件平台，它的开发成功与否直接决定了故障信息系统子站的稳定性和可靠性。因此，对其研究具有重要的实际意义。1 XPE操作系统的优势目前国内现存的故障信息管理子站的软件平台主要有两种：第一种是基于Windows的平台，程序设计简单，开发周期短，便于维护。但对病毒的免疫能力不强，降低了整个系统的可靠性。第二种是基于Linux的嵌入式平台，可自定义模块，防病毒能力强，但开发周期长，不便于维护。 针对以上两种平台的优势和不足，选择了Windows XP Embedded操作系统，考虑它有以下几个特点：XPE操作系统类似于Windows CE操作系统，是一种嵌入式操作系统。它的优势在于用户可以根据系统功能要求来定制自己所需的模块，在很大程度上减少了系统对存储介质的需求，有利于用户选择寿命长、可靠性高的存储介质，如CF卡。除此之外，所有在Windows平台上开发的应用程序可以直接移植到XPE操作系统中，极大的降低了系统的开发周期和工作效率。XPE与XP Professinal 操作系统是一脉相承的Windows平台，因此，只要添加相应的组件，就可以实现 Windows下的所有功能，例如远程维护等等。独有的XPE系统下存储卡不可写特性EWF功能，在确保操作系统能够正常地从只读盘中可靠启动情况下，提高了整个系统对于病毒的免疫能力。2 XPE开发软件的介绍XPE开发软件提供了组件设计器、数据库管理器和目标设计器等工具。这一套完整的工具为XPE系统的定制提供了可靠、快捷方式。该套工具的作用及之间的联系如下图所示： 图1 开发工具的相互关系其中组件数据库是一个包含组件定义及其他支持数据的数据库。目标设计器是一种特定工具，它可从数据库中选取组件对运行时映像加以定制，并组装成实际的运行时映像。组件设计器是一种用来创建组件定义的工具。组件数据库管理器是一种将组件定义导入到数据库中的工具。平台特有的工具是这些工具将协助进行硬件分析、映像部署和数据转换。3 XPE系统开发流程XPE系统的开发过程：第一步：识别目标设备上的硬件，必须首先进行这一步骤，这样运行时映像中才能够包含合适的组件。可通过手工方式在目标设计器中选择硬件组件，也可使用平台提供的硬件分析工具（如目标分析器）来识别硬件。目标分析器会对目标系统进行检测，并创建一个硬件定义，这个定义可导入到组件设计器或目标设计器中，用于启动自身的配置。 第二步：选择运行时的映像中所需特性与功能，在系统安装时，只有极少有关所含特性的候选方案。与系统安装不同，嵌入式平台却提供了大量可供选择的特性。例如，在Windows XP Embedded中，即可以选择包含底层系统特性，如FAT或NTFS，也可以选择包含各种应用程序，如Windows MediaTM Player或Internet Explorer。 借助目标设计器，也可以通过组件设置对组件的行为加以定制。这些设置由组件的创作者定义，但是设置的取值可以由用户来设定。例如，如果您的配置中含有Internet Explorer组件，那么，就可以设置浏览器的主页和标题栏。第三步：确定目标设备中所需要的嵌入式系统特性。大多数情况下，嵌入式操作系统（OS）的祖先平台最初是打算在标准个人计算机上运行的。而嵌入式设备经常与个人计算机有着截然不同的需求。例如，某些嵌入式设备没有配备显示器或可写硬盘。每种平台都为满足这些差异提供了相关特性，即嵌入式支持特性。 嵌入式支持特性通常以组件的形式进行发布。您可以使用目标设计器将它们添加到运行时映像中。 第四步是包含自定义组件。通常情况下，平台所提供的组件无法满足您的目标设备需求。因此，您需要在运行时映像中增加某些定制化组件，用来支持附加硬件或应用程序。这些组件可以：来自第三方厂家，并直接导入到组件数据库中；也通过导入INF文件的方式进行创建；还可以使用组件设计器以及Windows Embedded Studio或平台特有的工具进行创建 第五步：构建您自己的运行时映像。使用Windows Embedded Studio工具创建运行时映像有别于通过源代码构建应用程序。目标设计器并非通过编译OS源代码的方式来创建新的映像，它只是将OS的组件部分重新进行组装。 运行时映像中包含所选组件的相关资源、注册表设置以及从知识库中复制而来的文件。该映像放置在您所指定的路径中，并且必须在启动前传输到嵌入式设备中。具体构建过程主要包括以下步骤： 1检查并解决相关性问题。在构建运行时映像过程中，您需要在目标设计器中进行相关性检查。这只需几分钟时间，这一步骤能够确保包含所有适当的组件。 2组装文件与资源。目标设计器将创建目录结构，将这些文件复制到合适的运行时映像目录中，并创建相应的注册表结构。 第六步：部署运行时映像。由于运行时映像是在开发系统中创建的，因此，您必须将其传输到目标设备中。您可以使用平台提供的部署工具来传输相应的运行时映像，或是简单的将其复制到您的设备中。 在完成上述步骤之后，就成功的在嵌入式设备中构建并部署了一个运行时映像。Windows Embedded Studio工具能够使这一过程变得更为简单，并为嵌入式开发人员提供高度定制化能力。4 XPE操作系统的安装 目前XPE操作系统的安装有多种方式，如制作XPE系统光驱安装盘（包括系统启动引导）、直接拷贝映像、USB引导等多种方式。我们自行开发的故障信息系统子站XPE安装方法就是采用直接拷贝镜像文件，然后在相应的文件引导下自动完成，其具体安装步骤：第一步对存储介质进行分区和格式化，为了安装方便，在格式化的时候，对于系统盘采样NTFS格式进行格式化。如果介质需要分区，需要设置分区大小，分区大小误差最好控制在5之内。第二步通过相应的方法把系统的映象文件拷贝到系统盘。第三步让系统自动启动，在进入黑色windows xp屏幕之后，会进入“first boot agent”，这个过程比较慢，对于CF卡，需要30分钟左右。第四步在完成“first boot agent”之后，系统会自动重新启动，如果系统启动不了，断电之后，再让其启动，直到显示XPE系统界面。在这个过程中，有一个安装“桌面“过程。第五步点击我的电脑属性硬件设备管理器，根据设备提供驱动安装盘，安装相应的没有做的驱动程序。 通过上述步骤，一个XPE操作系统就安装完毕。5结论本文经过综合比较，阐述了继电保护故障信息系统XPE操作系统独特的优势。在此基础之上，叙述了XPE开发的关键流程，为着手进行XPE系统开发、使用和安装的技术人员提供了有益的指导和技术支持。参考文献1 汪荣斌 主编. Linux 操作系统教程. 机械工业出版