摘要：在电力系统中，以SF6气体为绝缘介质的高压电器设备（GIS）越来越多,SF6气体的微水含量和密度监测系统也得到广泛应用。为了实现监测系统联网，通过网络对系统进行远程监控，设计以LM3S9B90为硬件平台，通过移植轻量级IP(LwIP)搭建Web服务器，通过PC浏览器访问该WEB服务器的网页，获得SF6气体微水含量。该在线监测系统具有精度高，稳定性强等特点，且满足了低成本下数据远程传输和控制要求。
关键词：在线监测;Web;六氟化硫
引言
SF6气体具有稳定的理化性能、优良的绝缘性能及优异的灭弧性能，在高压电器设备中被广泛使用。SF6气体泄漏的同时，电器设备外部潮气也会渗透进电器设备内部，引起设备内SF6气体中微水含量的增加。但是SF6气体中水分含量严重影响其绝缘情况，会使高压电器设备运行存在安全隐患[1]。目前各个厂家生产的SF6气体中水分含量和密度在线监测系统克服了传统离线检测存在的问题而被广泛使用，但大多数采用RS232或RS485与后台通讯，不能实现远程访问。目前，Internet也开始向工业领域发展，于是能适用于嵌入式设备的微型网络协议栈应用而生。采用由瑞士计算机科学院开发的LwIP协议栈，将其移植到处理器中，实现嵌入式WEB服务器负责完成在线监测系统与PC机之间实时通信，通过浏览器即可查看数据以及告警等内容，满足了低成本下数据远程传输和控制要求。

1.系统工作原理
    基于嵌入式Web服务器SF6气体微水密度在线监测系统的整体结构图如图1所示。SF6露微水密度变送器通过三通连接GIS设备密封气室，通过露点传感器、压力传感器、温度传感器采集到气体的参数并经过计算得到气室内SF6气体的微水含量，和密度，将测量的数据通过CAN总线送到集中监控主机，由集中监控主机进行判断处理并显示，做出相应告警，由集中监控主机通过以太网形式将数据传送到PC机，用户只需通过PC机IE浏览器输入IP地址即可查看，查看当前SF6微水含量和气体密度数据，并可查看告警信息，通过参数设置页面可对相应参数进行修改等。SF6气体参数检测和计算方法见作者曾发表过的论文[6]不再详述。
2.网络通信硬件设计
2.1 网络通信模块
    由于嵌入式系统联网，必须具备TCP/IP协议功能，本系统采用LwIP TCP/IP 在保持TCP 协议主要功能的基础上减少对RAM 的占用， 一般它只需要几十KB 的RAM 和ROM 就可以运行，所以本系统选用处理器LM3S9B90，该单片机具有丰富的外部资源接、96KBROM//自带以太网控制器。该以太网控制器由完全集成的、具有媒体独立接口 (MII) 的媒体访问控制器 (MAC) 和网络物理 (PHY) 接口。以太网控控制器模块遵循“IEEE802.3”规范，完全支持10BASE-T和100BASE-TX标准。本系统选用带网络变送器RJ45，型号为HR961160C。原理图如图2所示。

2.2 嵌入式WEB服务器技术
嵌入式Web 技术是通过Web 使嵌入式设备能与终端用户通信的一种界面技术[4]。将网页嵌入设备中,然后再传送至Web 浏览器，即形成用户界面。嵌入式系统可存储静态页面信息,也可动态创建页面,以及时向用户反映设备参数的变化[5]。嵌入式Web 采用标准的http 协议,将页面从嵌入式设备传送至Web 浏览器,再将html 表单的数据回传给设备。这些设备需要具备网络接口、TCP/IP 软件、嵌入式Web 服务器软件与网页。Web 服务器响应用户端的服务请求时,可根据请求类型的不同作出相应的反应,用户端使用浏览器和服务器进行信。
3 .软件设计
    基于嵌入式Web服务器GIS设备气体微水密度在线监测系统软件设计主要包括集中监控主机程序和变送器程序。集中监控主机采用模块化结构，包括数据采样处理模块、变送器与主机通信模块、集中监控主机告警显示模块、集中监控与PC机通信和基于LwIP协议的Web服务器实现等，集中监控主机软件流程图如图4所示。
3.1. LwIP实现嵌入式Web服务端程序
    首先利用LwIP的线程创建函数sys_thread_new()创建http_server线程,http_server 利用netconn_new()创建一个TCP类型netconn的结构体，然后通过netconn_bind()函数将netconn与本地IP地址80端口绑定，具体过程如图5所示，该过程形成一个循环。                   
  3.2 Http协议处理模块
   HTTP协议处理模块首先将调用netconn_recv()函数用于接收数据段的指针，并调用netbuf_dataO函数从中读取数据至字符数组buf中，直到netbuf_next<0为止。具体过程
4.Web服务器网页实现
    Html网页实现有多种方法，最简单的是利用记事本编辑，采用超文本标记语言（HTML）编写，则可实现想要的网页界面，将JavaScfipt代码嵌入到html文本文件，实现Web服务器与用户动态交互功能。将所有的网页html，jpg图片通过makefsfile运行命令转换成二进制文件供程序调用。
5. 实验结果
    本系统通过网线可以连接到任何PC,而不需要后台软件，只需输入在线监测系统的IP地址，如http://192.16.47.99则可打开如下图所示网页，用户可以通过网页查看SF6气体微水含量和密度以及告警信息，用户还可以修改参数等。实验表明：该在线监测系统可以实时监测SF6气体微水和密度，且可远程访问控制。
6.参考文献
[1] 李明芸，江秀臣，赵子.组合电器中微水含量在线监测实验研究[J].高电压技术，2004，30(3) :32-33.
[2] 陈书欣，陈荣柱，周海峰.一种SF6气体微水含量在线监测装置[J].2006，7(6):66-68.
[3] 宋锦刚.基于TMS320F281 2的SF6气体参数在线监测系统[J] ，电工技术，2008，(12)：57-59.
[4] 汤义勤.GIS微水在线监测系统的应用与研究[D].浙江：浙江大学，2011.
[5] 谢志文.基于LwIP的嵌入式WEB服务器的设计与实现[J].桂林电子科技大学学报，2014，(4):306-307.
[6] 冯颖姣.GIS气室SF6气体微水密度在线监测实用技术[J].电工技术，2015,(4):33.
[7] 郑希.基于嵌入式Web服务器的无线空气质量监测系统. 电子技术应用，2015，41(15):39.