本發(fā)明涉及通信領(lǐng)域，尤其涉及一種雙機熱備份系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

風電場監(jiān)控系統(tǒng)（SCADA）可以實現(xiàn)對風電場的風機、測風塔等進行遠程實時監(jiān)測、控制和診斷，實現(xiàn)風電場的優(yōu)化運行，以及通過遠程啟動、停止、復位和標定，最大限度地減少勞動力密集型的現(xiàn)場考察和維護管理。一旦SCADA系統(tǒng)出現(xiàn)故障，在大風情況下，由于無法監(jiān)控到風機的實時狀態(tài)，一些通過SCADA系統(tǒng)對風機進行限電或者停機的操作都無法實現(xiàn)，將會導致一些本來可以避免的故障或者損失的發(fā)生。因此SCADA系統(tǒng)的可靠性與可用性非常重要。

為了最大程度保證SCADA系統(tǒng)可用性，目前很多廠家都采用雙機熱備份機制，雙機熱備份就是對于重要的服務(wù)，使用兩臺服務(wù)器，互相備份，共同執(zhí)行同一服務(wù)。當一臺服務(wù)器出現(xiàn)故障時，可以由另一臺服務(wù)器承擔服務(wù)任務(wù)，從而在不需要人工干預的情況下，自動保證系統(tǒng)能持續(xù)提供服務(wù)。雙機熱備由備用的服務(wù)器解決了在工作服務(wù)器故障時服務(wù)不中斷的問題。

目前雙機熱備份普遍使用的方式是軟件同步數(shù)據(jù)方式，即數(shù)據(jù)同時分別存放在一個工作服務(wù)器和一個備服務(wù)器中。主要包含數(shù)據(jù)模塊、交換機、網(wǎng)絡(luò)心跳信號、安裝了雙機熱備軟件的SCADA工作服務(wù)器、安裝有雙機熱備軟件的SCADA備用服務(wù)器。兩臺服務(wù)器中都安裝有數(shù)據(jù)庫軟件，用于存儲采集到的每臺風機的實時數(shù)據(jù)，服務(wù)器中的數(shù)據(jù)包含存儲于數(shù)據(jù)庫中的實時數(shù)據(jù)和存儲于服務(wù)器硬盤中的歷史數(shù)據(jù)這兩部分，所以同步即需要同步這兩部分數(shù)據(jù)即可。兩臺服務(wù)器以一個虛擬的IP地址對外提供服務(wù)，服務(wù)請求發(fā)送給工作服務(wù)器承擔。同時，兩臺服務(wù)器通過網(wǎng)絡(luò)心跳線相互偵測彼此的工作狀況。所謂“心跳”是指兩臺服務(wù)器均按照一定時間間隔發(fā)送給另一服務(wù)器通訊信號，通過另一服務(wù)器的回復情況判斷是否需要備服務(wù)器接管工作服務(wù)器的全部業(yè)務(wù)。一旦備服務(wù)器根據(jù)心跳偵測出工作服務(wù)器故障，在較短時間內(nèi)完成切換，接管工作服務(wù)器上的所有資源，成為新的工作服務(wù)器。軟件同步數(shù)據(jù)方式即通過雙機熱備軟件的鏡像功能，將數(shù)據(jù)可以實時復制到另一臺服務(wù)器上，這樣同樣的數(shù)據(jù)就在兩臺服務(wù)器上各存在一份。

但目前軟件同步數(shù)據(jù)方式都普遍存在兩個缺點：

一個缺點是當某臺服務(wù)器出現(xiàn)故障或者中斷，出現(xiàn)故障的服務(wù)器恢復正常之后，需要將數(shù)據(jù)備份成與無故障服務(wù)器中一模一樣，兩臺服務(wù)器里所有的數(shù)據(jù)都要從頭開始進行比對備份，不管是故障點前已經(jīng)存儲于該服務(wù)器硬盤中的歷史數(shù)據(jù)，還是故障發(fā)生之后無故障服務(wù)器中運行至今的數(shù)據(jù)，都要一一進行比對和分析，之后再進行復雜的數(shù)據(jù)同步恢復工作。如果這個風電場運行的時間超過三年，數(shù)據(jù)已經(jīng)有幾百G容量，那通訊恢復后，進行數(shù)據(jù)比對和恢復數(shù)據(jù)的時間將非常長，一般都需要好幾天的時間，這樣做的后果是進行數(shù)據(jù)恢復同步備份的時間雙機熱備完全沒有起到任何作用，極大浪費了服務(wù)器運行效率。

另一個缺點是在系統(tǒng)進行數(shù)據(jù)比對和恢復的這個時段，整個系統(tǒng)是處于無保護狀態(tài)，系統(tǒng)安全性存在隱患。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為了克服以上缺陷，本發(fā)明提出一種可減少備份故障期間數(shù)據(jù)恢復時間、且更加安全可靠的雙機熱備份系統(tǒng)。

本發(fā)明的技術(shù)方案是，一種雙機熱備份系統(tǒng)，其包括數(shù)據(jù)模塊、交換機、安裝了雙機熱備軟件的SCADA工作服務(wù)器、安裝有雙機熱備軟件的SCADA備用服務(wù)器、心跳信號，還包括數(shù)據(jù)比對模塊。

所述數(shù)據(jù)比對模塊設(shè)有監(jiān)聽信號單元，負責監(jiān)聽心跳信號；

所述數(shù)據(jù)比對模塊設(shè)有數(shù)據(jù)庫標志位寫入單元，當監(jiān)聽信號單元檢測到當前工作服務(wù)器故障時，在該服務(wù)器數(shù)據(jù)庫內(nèi)添加一個標志位，當該服務(wù)器故障消除時，需要與另一臺服務(wù)器進行數(shù)據(jù)的同步恢復時，只需恢復同步標志位以后的實時數(shù)據(jù)；

所述數(shù)據(jù)比對模塊設(shè)有故障時間記錄單元，當監(jiān)聽信號單元檢測到當前工作服務(wù)器故障時，在該服務(wù)器內(nèi)記錄故障發(fā)生的具體時間，當該服務(wù)器故障消除時，從此時間斷點開始往后同步無故障的服務(wù)器中的歷史數(shù)據(jù)；

所述數(shù)據(jù)比對模塊設(shè)有數(shù)據(jù)比對分析恢復單元，當監(jiān)聽信號單元檢測原工作服務(wù)器故障消除時，數(shù)據(jù)比對分析恢復單元即同步備份故障發(fā)生后到故障消除時這段時間內(nèi)的同步標志位以后的實時數(shù)據(jù)和歷史數(shù)據(jù)；

所述數(shù)據(jù)比對模塊內(nèi)設(shè)有安全告警信號單元，數(shù)據(jù)比對分析恢復單元對數(shù)據(jù)恢復備份過程中一旦檢測到除了數(shù)據(jù)恢復備份外的其他操作，立即給出一個告警事件信息。

優(yōu)選的，所述心跳信號為網(wǎng)絡(luò)心跳信號。

優(yōu)選的，所述心跳信號還包括串口心跳信號，所述串口心跳信號通過硬件串口線連接SCADA工作服務(wù)器和SCADA備用服務(wù)器。

本發(fā)明的有益技術(shù)效果是，由于在傳統(tǒng)的雙機熱備份系統(tǒng)上增加了數(shù)據(jù)比對模塊，數(shù)據(jù)比對模塊同步備份故障發(fā)生后到故障消除時這段時間內(nèi)的同步標志位以后的實時數(shù)據(jù)和歷史數(shù)據(jù)，大大提高了工作效率；數(shù)據(jù)比對模塊為純軟件，通過編程方式實現(xiàn)，無任何硬件成本上增加。特別是串口心跳信號使兩條心跳信號相互備用，對系統(tǒng)來說是雙重保障，減小了由于心跳信號誤判而導致的系統(tǒng)沒起作用和浪費的問題，本發(fā)明的雙機熱備份系統(tǒng)具有更高效率、更高安全性、更加穩(wěn)定可靠的特點。

附圖說明

圖1為傳統(tǒng)雙機熱備份系統(tǒng)框圖；

圖2為本發(fā)明實施例雙機熱備份系統(tǒng)框圖。

具體實施方案

以下結(jié)合附圖及實施例對本發(fā)明作進一步說明。

參照附圖2，一種雙機熱備份系統(tǒng)，其包括數(shù)據(jù)模塊1、交換機2、安裝了雙機熱備軟件的SCADA工作服務(wù)器4、安裝有雙機熱備軟件的SCADA備用服務(wù)器3、心跳信號，還包括數(shù)據(jù)比對模塊7，所述數(shù)據(jù)比對模塊7設(shè)有監(jiān)聽信號單元7-1，負責監(jiān)聽心跳信號；所述數(shù)據(jù)比對模塊7設(shè)有數(shù)據(jù)庫標志位寫入單元7-3，當監(jiān)聽信號單元7-1檢測到當前SCADA工作服務(wù)器4故障時，在該服務(wù)器數(shù)據(jù)庫內(nèi)添加一個標志位，當該服務(wù)器故障消除時，需要與另一臺服務(wù)器進行數(shù)據(jù)的同步恢復時，只需恢復同步標志位以后的實時數(shù)據(jù)；所述數(shù)據(jù)比對模塊7設(shè)有故障時間記錄單元7-2，當監(jiān)聽信號單元7-1檢測到當前SCADA工作服務(wù)器4故障時，在該服務(wù)器內(nèi)記錄故障發(fā)生的具體時間，當該服務(wù)器故障消除時，從此時間斷點開始往后同步無故障的服務(wù)器中的歷史數(shù)據(jù)；所述數(shù)據(jù)比對模塊7設(shè)有數(shù)據(jù)比對分析恢復單元7-4，當監(jiān)聽信號單元7-1檢測原SCADA工作服務(wù)器4故障消除時，數(shù)據(jù)比對分析恢復單元7-4即同步備份故障發(fā)生后到故障消除時這段時間內(nèi)的同步標志位以后的實時數(shù)據(jù)和歷史數(shù)據(jù)；恢復這段時間內(nèi)的所有數(shù)據(jù)?；謴偷臄?shù)據(jù)包括兩部分，一是通過FTP打包的歷史數(shù)據(jù)，二是數(shù)據(jù)庫中存儲的數(shù)據(jù)。歷史數(shù)據(jù)通過記錄的時間點進行數(shù)據(jù)恢復。數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)通過記錄的標志位進行數(shù)據(jù)同步備份工作。進行歷史數(shù)據(jù)同步恢復時，只需要同步記錄的時間點往后的歷史數(shù)據(jù)即可，進行數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)同步恢復時，只需要將標志位以后的數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)同步到故障服務(wù)器中即可。大大節(jié)省了數(shù)據(jù)恢復的同步時間。所述數(shù)據(jù)比對模塊7內(nèi)設(shè)有安全告警信號單元7-5，數(shù)據(jù)比對分析恢復單元7-4對數(shù)據(jù)恢復備份過程中一旦檢測到除了數(shù)據(jù)恢復備份外的其他操作，立即給出一個告警事件信息，所述心跳信號是網(wǎng)絡(luò)心跳信號5和串口心跳信號6，所述串口心跳信號6通過硬件串口線連接SCADA工作服務(wù)器4和SCADA備用服務(wù)器3。

本發(fā)明數(shù)據(jù)比對模塊7工作過程為：所述數(shù)據(jù)比對模塊7的監(jiān)聽信號單元7-1始終處于工作狀態(tài)，當該單元檢測到串口心跳信號6異常時，則同時觸發(fā)故障時間記錄單元7-2和數(shù)據(jù)庫標志位寫入單元7-3，此時標志位寫入單元在該服務(wù)器數(shù)據(jù)庫內(nèi)添加一個標志位，當該服務(wù)器故障消除時，需要與另一臺服務(wù)器進行數(shù)據(jù)的同步恢復時，只需恢復同步標志位以后的實時數(shù)據(jù)，此時故障時間記錄單元7-2在該服務(wù)器內(nèi)記錄故障發(fā)生的具體時間，當該服務(wù)器故障消除時，從此時間斷點開始往后同步無故障的服務(wù)器中的歷史數(shù)據(jù)，當該單元檢測到串口心跳信號6正常后，則觸發(fā)數(shù)據(jù)比對分析恢復單元7-4，數(shù)據(jù)比對分析恢復單元7-4即同步備份故障發(fā)生后到故障消除時這段時間內(nèi)的同步標志位以后的實時數(shù)據(jù)和歷史數(shù)據(jù)，歷史數(shù)據(jù)通過故障時間記錄單元7-2記錄的時間點進行數(shù)據(jù)恢復。數(shù)據(jù)庫中的實時數(shù)據(jù)通過數(shù)據(jù)庫標志位寫入單元7-3記錄的標志位進行數(shù)據(jù)同步備份工作。由于進行歷史數(shù)據(jù)同步恢復時，只需要同步記錄的時間點往后的歷史數(shù)據(jù)即可，進行數(shù)據(jù)庫實時數(shù)據(jù)同步恢復時，只需要將標志位以后的數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)同步到故障服務(wù)器中即可。所述數(shù)據(jù)比對模塊7內(nèi)的安全告警信號單元7-5，由于進行數(shù)據(jù)比對和恢復的整個過程是處于無保護狀態(tài)，則系統(tǒng)的安全性是亟需考慮的問題，安全告警信號單元7-5則完全解決了此隱患，該單元一旦檢測到除了數(shù)據(jù)恢復備份外的其他操作，立即給出一個告警事件信息，該信息顯示在SCADA工作服務(wù)器4主屏幕中且伴隨報警聲音提供現(xiàn)場工程師注意，大大提高了數(shù)據(jù)恢復過程中的安全性。

本發(fā)明說明書附圖1為傳統(tǒng)的雙機熱備份系統(tǒng)框圖，具體包括：數(shù)據(jù)模塊1、交換機2、安裝了雙機熱備軟件的SCADA工作服務(wù)器4、安裝有雙機熱備軟件的SCADA備用服務(wù)器3、網(wǎng)絡(luò)心跳信號5，SCADA工作服務(wù)器4和SCADA備用服務(wù)器3硬件配置與安裝的所有軟件都完全相同，都安裝有雙機熱備份軟件，SCADA工作服務(wù)器4通過交換機2與SCADA備用服務(wù)器3相連，通過雙機熱備份軟件的鏡像功能，將數(shù)據(jù)可以實時復制到SCADA備用服務(wù)器3中，SCADA工作服務(wù)器4與SCADA備用服務(wù)器3之間通過網(wǎng)絡(luò)心跳信號5偵測對方運行是否正常，一旦偵測到對方工作異常，則立馬將對方工作接管過來，此時原SCADA備用服務(wù)器3變?yōu)橹鞣?wù)器，原來主服務(wù)器變?yōu)镾CADA備用服務(wù)器3。這樣可以繼續(xù)支持信息運營，從而保證信息系統(tǒng)能夠不間斷運行。數(shù)據(jù)模塊1包含此風電場所有風機數(shù)據(jù)采集單元采集的所有數(shù)據(jù)，以光纖環(huán)網(wǎng)1-1形式將所有采集到的數(shù)據(jù)傳送給SCADA工作服務(wù)器4、SCADA備用服務(wù)器3。采用“心跳”方法保證SCADA工作服務(wù)器4系統(tǒng)與SCADA備用服務(wù)器3通訊。所謂“心跳”是指兩臺服務(wù)器均按照一定時間間隔發(fā)送給另一服務(wù)器通訊信號，通過另一服務(wù)器的回復情況判斷是否需要SCADA備用服務(wù)器3接管SCADA工作服務(wù)器4的全部業(yè)務(wù)。一旦SCADA備用服務(wù)器3根據(jù)心跳偵測出SCADA工作服務(wù)器4故障，在較短時間內(nèi)完成切換，接管SCADA工作服務(wù)器4上的所有資源，成為新的SCADA工作服務(wù)器4。軟件同步數(shù)據(jù)方式即通過雙機熱備軟件的鏡像功能，將數(shù)據(jù)可以實時復制到另一臺服務(wù)器上，這樣同樣的數(shù)據(jù)就在兩臺服務(wù)器上各存在一份。

本發(fā)明雙機熱備份系統(tǒng)的與傳統(tǒng)的雙機熱備份系統(tǒng)相比，多加了一個數(shù)據(jù)比對模塊7和一條串口心跳信號6。新增的串口心跳信號6通過硬件串口線連接。兩條心跳信號相互備用，對系統(tǒng)來說是雙重保障，系統(tǒng)只需要檢測到有一條心跳信號存在，則不進行切機操作，只有兩條信號都無法正常偵測到時，再進行切機接管工作，這樣系統(tǒng)更加穩(wěn)定可靠，減小了由于心跳信號誤判而導致的系統(tǒng)沒起作用和浪費的問題。

由于本發(fā)明在傳統(tǒng)的雙機熱備份系統(tǒng)上增加了數(shù)據(jù)比對模塊7和串口心跳信號6，數(shù)據(jù)比對模塊7同步備份故障發(fā)生后到故障消除時這段時間內(nèi)的同步標志位以后的實時數(shù)據(jù)和歷史數(shù)據(jù)，大大提高了工作效率；數(shù)據(jù)比對模塊7為純軟件，通過編程方式實現(xiàn)，無任何硬件成本上增加。串口心跳信號6使兩條心跳信號相互備用，對系統(tǒng)來說是雙重保障，減小了由于心跳信號誤判而導致的系統(tǒng)沒起作用和浪費的問題，本發(fā)明的雙機熱備份系統(tǒng)，具有更高效率、更高安全性、更加穩(wěn)定可靠的特點。

以上只是本發(fā)明的一種實施方式，一個優(yōu)選示范例，本發(fā)明申請請求保護的范圍并不只限于所述實施方式，凡與本實施例等效的技術(shù)方案均屬于本發(fā)明的保護范圍。