專利名稱：一種基于數(shù)字化變電站的數(shù)據(jù)傳輸速率自適應(yīng)接收方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于電力通信接口技術(shù)領(lǐng)域，更具體地，涉及一種不同設(shè)備之間通信接口的基于數(shù)字化變電站的數(shù)據(jù)傳輸速率自適應(yīng)接收方法。
背景技術(shù)：
近年來，隨著數(shù)字化變電站廣泛應(yīng)用，不同廠家設(shè)備間互聯(lián)互通的問題日益突出，如電子式互感器與合并單元、合并單元與二次設(shè)備。由于電子式互感器的輸出數(shù)字接口沒有相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)定義，各廠家選擇的數(shù)據(jù)傳輸速率也不盡相同。接收方須按照發(fā)送方的速率和協(xié)議臨時(shí)修改接收部分的程序，才可以實(shí)現(xiàn)設(shè)備的互聯(lián)互通。在數(shù)字化變電站中，合并單元也根據(jù)應(yīng)用場合的不同而劃分成不同類型，比如，間1隔合并單元，根據(jù)國家電網(wǎng)《智能變電站合并單元技術(shù)規(guī)范》要求，不僅要提供足夠的輸入接口來接收電子式電流互感器的數(shù)據(jù)，同時(shí)又要接收母線電壓合并單元的電壓數(shù)據(jù)?；ジ衅鞑杉鞯膫鬏斔俾逝c電壓合并單元的傳輸速率也不盡相同，如何能在不更改裝置軟硬件的前提下正常對接，速率自適應(yīng)接收成為了一個(gè)急需解決的問題。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種基于數(shù)字化變電站的數(shù)據(jù)傳輸速率自適應(yīng)接收方法，適用于數(shù)字化變電站中串行點(diǎn)對點(diǎn)數(shù)據(jù)的接收。本發(fā)明的技術(shù)方案包含有下述步驟一種基于數(shù)字化變電站的數(shù)據(jù)傳輸速率自適應(yīng)接收方法，用于數(shù)字化變電站內(nèi)的第一個(gè)裝置、第二個(gè)裝置之間的數(shù)據(jù)傳輸，所述第一個(gè)裝置與第二個(gè)裝置之間的數(shù)據(jù)傳輸包括電子式互感器與合并單元之間的數(shù)據(jù)傳輸、合并單元與二次設(shè)備之間的數(shù)據(jù)傳輸中的一種，其不同在于，該方法包括以下步驟
步驟A)、第一個(gè)裝置按串行點(diǎn)對點(diǎn)規(guī)約發(fā)送數(shù)據(jù)給第二個(gè)裝置，該數(shù)據(jù)是經(jīng)過曼徹斯特編碼后的數(shù)據(jù)；
步驟B)、第二個(gè)裝置接收數(shù)據(jù)時(shí)，首先判斷發(fā)送過來的數(shù)據(jù)幀的比特率，在數(shù)據(jù)的第一個(gè)上升沿時(shí)刻記下計(jì)數(shù)器的值為tl，在第二個(gè)上升沿時(shí)刻記下計(jì)數(shù)器的值t2，依次記錄幾個(gè)上升沿對應(yīng)的計(jì)數(shù)器的值，按照取多的原則，確定碼元的寬度，然后產(chǎn)生相應(yīng)的時(shí)鐘；步驟C)、檢測幀頭，當(dāng)檢測到幀頭時(shí)，開始接收該幀數(shù)據(jù)，然后將收到的數(shù)據(jù)解碼并校驗(yàn)，校驗(yàn)無誤后可得到實(shí)時(shí)的數(shù)據(jù)。進(jìn)一步的，所述步驟B中，在數(shù)據(jù)的第一個(gè)上升沿時(shí)刻記下計(jì)數(shù)器的值tl，第二個(gè)上升沿時(shí)刻計(jì)數(shù)器的值為t2，第三個(gè)上升沿時(shí)刻計(jì)數(shù)器t3，直到第十個(gè)上升沿對應(yīng)的計(jì)數(shù)器的值tlO，通過比較每相鄰上升沿之間計(jì)數(shù)器的差值，選取差值較小且出現(xiàn)次數(shù)較多的作為生成解碼數(shù)據(jù)時(shí)所需的時(shí)鐘參數(shù)。進(jìn)一步的，由于數(shù)據(jù)在空閑位時(shí)發(fā)1，而幀頭起始位為0，經(jīng)過曼徹斯特編碼后的信號在幀頭會出現(xiàn)兩倍碼元寬度的高電平，通過檢測高電平的寬度可以檢測幀頭，檢測高電平的寬度可以采用讀取高電平持續(xù)時(shí)間的方法，也可通過在時(shí)鐘電平的中間連續(xù)讀取信號電平的方式來判斷。因此，所述步驟C中，所述幀頭的判斷算法為通過檢測幀頭的兩倍碼元寬度高電平來判斷是否為幀頭。進(jìn)一步的，所述步驟C中，當(dāng)檢測到幀頭時(shí)，判斷前導(dǎo)位的最高位，將解碼后得到的前導(dǎo)位通過移位法與標(biāo)準(zhǔn)的前導(dǎo)位比較，從前導(dǎo)位的第二高位開始判斷，若正確，移至下一位繼續(xù)比較直至最低位；若不正確則丟棄該數(shù)據(jù)，然后退回到循環(huán)檢測幀頭處繼續(xù)檢測幀頭，若經(jīng)過兩幀數(shù)據(jù)的傳輸時(shí)間仍檢測不到正確的前導(dǎo)位，程序退回到判斷傳輸數(shù)據(jù)率處,重新生成對應(yīng)的時(shí)鐘參數(shù)。進(jìn)一步的，所述步驟C中，當(dāng)檢測到幀頭時(shí)，根據(jù)規(guī)定的數(shù)據(jù)幀傳送格式，將接收到的數(shù)據(jù)與碼元對應(yīng)的時(shí)鐘作異或運(yùn)算得到曼徹斯特解碼后的數(shù)據(jù)。本發(fā)明通過本方法，實(shí)現(xiàn)了數(shù)字化變電站中裝置間數(shù)據(jù)的傳輸，大大減少了因裝置間速率不同而引起的現(xiàn)場溝通、調(diào)試、修改程序的工作量。
圖I是一種可應(yīng)用本發(fā)明的實(shí)施例框 圖2是本發(fā)明數(shù)率自適應(yīng)接收方法的流程 圖3是數(shù)據(jù)接收并解碼的波形圖。
具體實(shí)施例方式以數(shù)字化變電站過程層設(shè)備通信為例，如圖I所示，間隔合并單元既要接收電子式電流互感器發(fā)送的電流采樣信號，又要接收母線電壓合并單元發(fā)送的電壓采樣信號，兩路信號均按照FT3協(xié)議格式傳送。合并單元采用速率自適應(yīng)的方法可以在互感器采集器與對側(cè)母線合并單元傳輸速率不一致的情況下與之對接，保證了數(shù)據(jù)傳輸?shù)募皶r(shí)性與實(shí)用性。說明書中的第一個(gè)裝置就是指電子式互感器或母線電壓合并單元，第二個(gè)裝置就是指間隔合并單元。步驟如下電子式互感器發(fā)送采樣數(shù)據(jù)給間隔合并單元。該采樣數(shù)據(jù)因遵循IEC60044-8點(diǎn)對點(diǎn)規(guī)約而發(fā)送的是經(jīng)過曼徹斯特編碼的IOMHz信號；當(dāng)間隔合并單元 接收數(shù)據(jù)時(shí)，首先判斷發(fā)送過來的數(shù)據(jù)幀的比特率，在數(shù)據(jù)的第一個(gè)上升沿時(shí)記下計(jì)數(shù)器的值tl，在第二個(gè)上升沿時(shí)記下計(jì)數(shù)器的值t2，依次連續(xù)記錄幾個(gè)上升沿對應(yīng)的計(jì)數(shù)器的值，按照取多的原則，產(chǎn)生與碼元寬度對應(yīng)的5MHz時(shí)鐘，如圖3所示，在5MHz時(shí)鐘每個(gè)電平中間產(chǎn)生一個(gè)IOMHz的小脈沖用于讀取數(shù)據(jù)值；由于FT3協(xié)議中規(guī)定，信號空閑時(shí)為1，幀頭的前導(dǎo)位為0x0354，且數(shù)據(jù)均按曼徹斯特編碼，而曼徹斯特編碼中用上升沿表示電平1，下降沿表示電平0，編碼后的信號在幀頭處會出現(xiàn)兩倍碼元寬度的高電平，因此在IOMHz脈沖的高電平間讀取數(shù)據(jù)，若發(fā)現(xiàn)連續(xù)兩次讀到高電平時(shí)，則判斷檢測到幀頭，開始接收數(shù)據(jù)并解碼，解碼時(shí)在IOMHz脈沖為高電平時(shí)將數(shù)據(jù)與5MHz時(shí)鐘作異或運(yùn)算得到曼徹斯特解碼后的數(shù)據(jù)，如圖3所示。將解碼后得到的前導(dǎo)位通過移位法逐位與0x0354 (轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制為0000 0011 0101 0100)的低十五位比較，一旦發(fā)現(xiàn)某位不正確，立即丟棄該數(shù)據(jù)，程序退回到重新檢測幀頭處。若前導(dǎo)位全部正確，接收解碼后的數(shù)據(jù)并遵循FT3協(xié)議中規(guī)定的校驗(yàn)算法進(jìn)行校驗(yàn)，若校驗(yàn)正確，數(shù)據(jù)順利接收，若不正確，程序退回到檢測幀頭處。若在一定時(shí)間內(nèi)例如經(jīng)過兩幀數(shù)據(jù)的傳輸時(shí)間后仍檢測不到正確的前導(dǎo)位，則認(rèn)定生成的時(shí)鐘周期不正確，程序退回到重新檢測數(shù)據(jù)率處。
以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含 在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種基于數(shù)字化變電站的數(shù)據(jù)傳輸速率自適應(yīng)接收方法，用于數(shù)字化變電站內(nèi)的第一個(gè)裝置、第二個(gè)裝置之間的數(shù)據(jù)傳輸，所述第一個(gè)裝置與第二個(gè)裝置之間的數(shù)據(jù)傳輸包括電子式互感器與合并單元之間的數(shù)據(jù)傳輸、合并單元與二次設(shè)備之間的數(shù)據(jù)傳輸中的一種，其特征在于，該方法包括以下步驟 步驟A)、第一個(gè)裝置按串行點(diǎn)對點(diǎn)規(guī)約發(fā)送數(shù)據(jù)給第二個(gè)裝置，該數(shù)據(jù)是經(jīng)過曼徹斯特編碼后的數(shù)據(jù)； 步驟B)、第二個(gè)裝置接收數(shù)據(jù)時(shí)，首先判斷發(fā)送過來的數(shù)據(jù)幀的比特率，在數(shù)據(jù)的第一個(gè)上升沿時(shí)刻記下計(jì)數(shù)器的值為tl，在第二個(gè)上升沿時(shí)刻記下計(jì)數(shù)器的值t2，依次記錄幾個(gè)上升沿對應(yīng)的計(jì)數(shù)器的值，按照取多的原則，確定碼元的寬度，然后產(chǎn)生相應(yīng)的時(shí)鐘； 步驟C)、檢測幀頭，當(dāng)檢測到幀頭時(shí)，開始接收該幀數(shù)據(jù)，然后將收到的數(shù)據(jù)解碼并校驗(yàn)，校驗(yàn)無誤后可得到實(shí)時(shí)的數(shù)據(jù)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種基于數(shù)字化變電站的數(shù)據(jù)傳輸速率自適應(yīng)接收方法，其特征在于所述步驟B中，在數(shù)據(jù)的第一個(gè)上升沿時(shí)刻記下計(jì)數(shù)器的值tl，第二個(gè)上升沿時(shí)刻計(jì)數(shù)器的值為t2，第三個(gè)上升沿時(shí)刻計(jì)數(shù)器t3，直到第十個(gè)上升沿對應(yīng)的計(jì)數(shù)器的值tlO,通過比較每相鄰上升沿之間計(jì)數(shù)器的差值，選取差值較小且出現(xiàn)次數(shù)較多的作為生成解碼數(shù)據(jù)時(shí)所需的時(shí)鐘參數(shù)。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的基于數(shù)字化變電站的數(shù)據(jù)傳輸速率自適應(yīng)接收方法，其特征在于所述步驟C中，所述幀頭的判斷算法為通過檢測幀頭的兩倍碼元寬度高電平來判斷是否為幀頭。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的基于數(shù)字化變電站的數(shù)據(jù)傳輸速率自適應(yīng)接收方法，其特征在于所述步驟C中，當(dāng)檢測到幀頭時(shí)，判斷前導(dǎo)位的最高位，將解碼后得到的前導(dǎo)位通過移位法與標(biāo)準(zhǔn)的前導(dǎo)位比較，從前導(dǎo)位的第二高位開始判斷，若正確，移至下一位繼續(xù)比較直至最低位；若不正確則丟棄該數(shù)據(jù)，然后退回到循環(huán)檢測幀頭處繼續(xù)檢測幀頭，若經(jīng)過兩幀數(shù)據(jù)的傳輸時(shí)間仍檢測不到正確的前導(dǎo)位，程序退回到判斷傳輸數(shù)據(jù)率處，重新生成對應(yīng)的時(shí)鐘參數(shù)。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的基于數(shù)字化變電站的數(shù)據(jù)傳輸速率自適應(yīng)接收方法，其特征在于所述步驟C中，當(dāng)檢測到幀頭時(shí)，根據(jù)規(guī)定的數(shù)據(jù)幀傳送格式，將接收到的數(shù)據(jù)與碼元對應(yīng)的時(shí)鐘作異或運(yùn)算得到曼徹斯特解碼后的數(shù)據(jù)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種基于數(shù)字化變電站的數(shù)據(jù)傳輸速率自適應(yīng)接收方法，該方法包含有下述流程第一個(gè)裝置按串行點(diǎn)對點(diǎn)規(guī)約向第二個(gè)裝置發(fā)送數(shù)據(jù)，該數(shù)據(jù)是經(jīng)過曼徹斯特編碼后的數(shù)據(jù)。第二個(gè)裝置接收數(shù)據(jù)時(shí)，首先判斷發(fā)送過來的數(shù)據(jù)幀的比特率，確定碼元的寬度，然后產(chǎn)生與碼元寬度對應(yīng)的時(shí)鐘，通過算法檢測幀頭，當(dāng)檢測到幀頭時(shí)，將解碼后得到的前導(dǎo)位通過移位法與標(biāo)準(zhǔn)前導(dǎo)位比較，若前導(dǎo)位全部正確，接收解碼后的數(shù)據(jù)并校驗(yàn)，校驗(yàn)無誤后可得到實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)。若不正確，程序退回到檢測幀頭的地方重新檢測幀頭，若在一定時(shí)間內(nèi)(兩幀數(shù)據(jù)的傳輸時(shí)間)仍檢測不到正確的前導(dǎo)位，程序退回到產(chǎn)生對應(yīng)時(shí)鐘的地方重新產(chǎn)生時(shí)鐘。通過本方法，實(shí)現(xiàn)了數(shù)字化變電站中裝置間數(shù)據(jù)的傳輸，大大減少了因裝置間速率不同而引起的現(xiàn)場溝通、調(diào)試、修改程序的工作量。
文檔編號H04L1/00GK102932103SQ20121040351
公開日2013年2月13日 申請日期2012年10月22日 優(yōu)先權(quán)日2012年10月22日
發(fā)明者李曉, 黃白琳, 劉立斌, 沈峰, 崔新友 申請人:武漢烽火富華電氣有限責(zé)任公司