專利名稱：一種數(shù)字化變電站智能控制設(shè)備的以太網(wǎng)收發(fā)器實(shí)現(xiàn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于電力系統(tǒng)中通訊領(lǐng)域，特別是適用于數(shù)字化變電站的智能控制設(shè)備。
背景技術(shù)：
隨著智能化變電站技術(shù)的發(fā)展，特別是電子式互感器的廣泛應(yīng)用，極大地推動(dòng)了變電站自動(dòng)化系統(tǒng)的架構(gòu)和技術(shù)的變革，由傳統(tǒng)的集數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理、控制命令輸出等功能于一體的控制設(shè)備架構(gòu)，逐漸變化為將數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理以及控制命令執(zhí)行功能從地理位置上分散設(shè)置，相互之間通過光纖工業(yè)以太網(wǎng)作為數(shù)據(jù)走廊的新型架構(gòu)。這種架構(gòu)可以簡(jiǎn)化數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的配置，提高系統(tǒng)的抗干擾性，同時(shí)還可以大大減少包括電纜在內(nèi)的有色金屬的使用。但是這種分散式架構(gòu)的應(yīng)用同時(shí)給以太網(wǎng)技術(shù)帶來了新的挑戰(zhàn)，一方面，由于數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)分散布置，而全系統(tǒng)要求所有數(shù)據(jù)同步采樣輸出，也就要求經(jīng)以太網(wǎng)介質(zhì)傳輸?shù)耐綌?shù)據(jù)能夠以一個(gè)精確的間隔等間隔發(fā)送，而通用的以太網(wǎng)收發(fā)器都無法實(shí)現(xiàn)此項(xiàng)功能，造成數(shù)據(jù)發(fā)送時(shí)間會(huì)有不同大小的延時(shí)，最終導(dǎo)致數(shù)據(jù)處理單元的數(shù)據(jù)相位偏差甚至造成數(shù)據(jù)失步，因此需要增加該同步發(fā)送功能，特別是單數(shù)據(jù)源，多數(shù)據(jù)處理單元的情況，特別要求該數(shù)據(jù)源發(fā)向不同數(shù)據(jù)處理單元的數(shù)據(jù)嚴(yán)格同步；另一方面，在智能化變電站中廣泛采用IEC61850-9-2標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議作為過程層采樣數(shù)據(jù)的傳輸規(guī)約，如果用處理器實(shí)現(xiàn)該協(xié)議，由于協(xié)議報(bào)文編解碼協(xié)議會(huì)占用大量的處理器邏輯運(yùn)算時(shí)間，隨著單臺(tái)設(shè)備所需要擴(kuò)展的過程層網(wǎng)絡(luò)的增多，單個(gè)處理器需要編解碼的數(shù)量大大增加，很難完成大量數(shù)據(jù)的編解碼工作，同時(shí)在處理器和以太網(wǎng)收發(fā)器之間由于傳輸數(shù)據(jù)量巨大，也會(huì)嚴(yán)重影響到數(shù)據(jù)處理能力，因此有必要將IEC61850-9-2編解碼功能移至網(wǎng)絡(luò)收發(fā)器內(nèi)，采用硬件并行編解碼，提高數(shù)據(jù)處理效率，從而提高設(shè)備的數(shù)據(jù)處理能力。本發(fā)明可以解決當(dāng)前通用以太網(wǎng)收發(fā)器在實(shí)現(xiàn)智能化變電站方面的不足，提高智能控制設(shè)備的數(shù)據(jù)處理能力。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是，在適用于數(shù)字化變電站的智能控制設(shè)備中，提供一種減輕智能控制設(shè)備CPU負(fù)荷的以太網(wǎng)收發(fā)器的實(shí)現(xiàn)方法。該以太網(wǎng)收發(fā)器主要功能在于對(duì)接收到的IEC 61850-9-2報(bào)文進(jìn)行預(yù)解析，直接取出需要智能控制設(shè)備CPU處理的部分，從而減輕智能控制設(shè)備CPU數(shù)據(jù)解析的工作量。在智能控制設(shè)備需要向外部發(fā)送報(bào)文時(shí)，該智能控制設(shè)備只需提供數(shù)據(jù)包的數(shù)據(jù)部分，而由該以太網(wǎng)收發(fā)器實(shí)現(xiàn)整個(gè)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)報(bào)文的打包工作。該實(shí)現(xiàn)方法能有效的應(yīng)用于數(shù)字化變電站的智能控制設(shè)備中。本發(fā)明的技術(shù)方案是一種數(shù)字化變電站的智能控制設(shè)備的以太網(wǎng)收發(fā)器的實(shí)現(xiàn)方法，以太網(wǎng)收發(fā)器對(duì)接收到的IEC 61 850-9-2報(bào)文進(jìn)行預(yù)解析，直接取出需要智能控制設(shè)備CPU處理的部分；在智能控制設(shè)備需要向外部發(fā)送報(bào)文時(shí)，該智能控制設(shè)備只需提供數(shù)據(jù)包的數(shù)據(jù)部分，而由該以太網(wǎng)收發(fā)器實(shí)現(xiàn)整個(gè)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)報(bào)文的打包工作；數(shù)據(jù)接收部分的處理流程如下步驟I :當(dāng)以太網(wǎng)收發(fā)器接收到外部信號(hào)(典型的如媒體獨(dú)立接口 MII信號(hào))時(shí)，首先接收Preamble和Sfd信號(hào)(電報(bào)報(bào)頭和幀首定界符)，然后開始接收以太網(wǎng)報(bào)文，當(dāng)發(fā)現(xiàn)接收到的以太網(wǎng)報(bào)文的目的地址不是需要的地址即本以太網(wǎng)收發(fā)器地址則將報(bào)文丟棄；
步驟2 :如果收到的以太網(wǎng)報(bào)文的目的地址是需要的地址，則對(duì)數(shù)據(jù)報(bào)文的類型進(jìn)行判斷，如果不屬于SV報(bào)文(采樣值報(bào)文)，則跳轉(zhuǎn)到步驟4，否則順序進(jìn)入步驟3 ；
步驟3 :將接收到的SV報(bào)文進(jìn)行CRC校驗(yàn)，如果滿足CRC檢驗(yàn)，則將該報(bào)文按照SV規(guī)范進(jìn)行解析，解析出的有效數(shù)據(jù)存入SV_FIF0 (先進(jìn)先出隊(duì)列結(jié)構(gòu))，跳轉(zhuǎn)到步驟5 ；
步驟4 :將接收到的報(bào)文存入普通FIFO ；
步驟5 :等待下一個(gè)Preamble和Sfd信號(hào)；
數(shù)據(jù)發(fā)送部分的處理流程如下
步驟I.獲取需要發(fā)送數(shù)據(jù)，并對(duì)數(shù)據(jù)長度進(jìn)行校驗(yàn)；
步驟2.按照MII協(xié)議，首先發(fā)送Premble，Sfd,接下來發(fā)送FIFO中的以太網(wǎng)報(bào)文 Data,最后在MII最后加上計(jì)算出的以太網(wǎng)CRC，完成發(fā)送過程。本發(fā)明有益效果是按照以上處理方式，可以大量節(jié)約與以太網(wǎng)收發(fā)器相連的智能控制設(shè)備CPU的處理時(shí)間，減輕CPU負(fù)荷，提高智能控制設(shè)別CPU的執(zhí)行效率。


圖I是數(shù)據(jù)包接收流程圖。
具體實(shí)施例方式下面通過具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳述，以下實(shí)施例只是描述性的，不是限定性的，不能以此限定本發(fā)明的保護(hù)范圍。數(shù)據(jù)接收部分的處理流程如下
步驟I :當(dāng)接收到外部MII信號(hào)時(shí)，首先接收Preamble，Sfd信號(hào)，然后開始接收以太網(wǎng)報(bào)文，當(dāng)發(fā)現(xiàn)接收到的以太網(wǎng)報(bào)文的目的地址不是需要的地址則將報(bào)文丟棄。步驟2:如果收到的以太網(wǎng)報(bào)文的目的地址是需要的地址，則對(duì)數(shù)據(jù)報(bào)文的類型進(jìn)行判斷，如果不屬于SV報(bào)文，則跳轉(zhuǎn)到步驟4，否則順序進(jìn)入步驟3。 步驟3 :將接收到的SV報(bào)文進(jìn)行CRC校驗(yàn)，如果滿足CRC檢驗(yàn)，則將該報(bào)文按照 SV規(guī)范進(jìn)行解析，解析出的有效數(shù)據(jù)存入SV_FIF0。跳轉(zhuǎn)到步驟5。步驟4 :將接收到的報(bào)文存入普通FIFO。步驟5 :等待下一個(gè)Preamble和Sfd。數(shù)據(jù)發(fā)送部分的處理流程如下
步驟I.獲取需要發(fā)送數(shù)據(jù)，并對(duì)數(shù)據(jù)長度進(jìn)行校驗(yàn)；
步驟2.按照MII協(xié)議，首先發(fā)送Premble, Sfd,接下來發(fā)送FIFO中的以太網(wǎng)報(bào)文 Data,最后在MII最后加上計(jì)算出的以太網(wǎng)CRC，完成發(fā)送過程。
權(quán)利要求
1.一種數(shù)字化變電站智能控制設(shè)備的以太網(wǎng)收發(fā)器的實(shí)現(xiàn)方法，其特征是以太網(wǎng)收發(fā)器對(duì)接收到的IEC 61 850-9-2報(bào)文進(jìn)行預(yù)解析，直接取出需要智能控制設(shè)備CPU處理的部分；在智能控制設(shè)備需要向外部發(fā)送報(bào)文時(shí)，該智能控制設(shè)備只需提供數(shù)據(jù)包的數(shù)據(jù)部分， 而由該以太網(wǎng)收發(fā)器實(shí)現(xiàn)整個(gè)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)報(bào)文的打包工作；數(shù)據(jù)接收部分的處理流程如下 步驟I :當(dāng)以太網(wǎng)收發(fā)器接收到外部信號(hào)時(shí)，首先接收Preamble和Sfd信號(hào)、S卩電報(bào)報(bào)頭和幀首定界符，然后開始接收以太網(wǎng)報(bào)文，當(dāng)發(fā)現(xiàn)接收到的以太網(wǎng)報(bào)文的目的地址不是需要的地址即本以太網(wǎng)收發(fā)器地址則將報(bào)文丟棄；步驟2 :如果收到的以太網(wǎng)報(bào)文的目的地址是需要的地址，則對(duì)數(shù)據(jù)報(bào)文的類型進(jìn)行判斷，如果不屬于SV報(bào)文，則跳轉(zhuǎn)到步驟4，否則順序進(jìn)入步驟3 ；步驟3 :將接收到的SV報(bào)文進(jìn)行CRC校驗(yàn)，如果滿足CRC檢驗(yàn)，則將該報(bào)文按照SV規(guī)范進(jìn)行解析，解析出的有效數(shù)據(jù)存入SV_FIF0，跳轉(zhuǎn)到步驟5 ；步驟4 :將接收到的報(bào)文存入普通FIFO ；步驟5 :等待下一個(gè)Preamble和Sfd信號(hào)；數(shù)據(jù)發(fā)送部分的處理流程如下步驟I.獲取需要發(fā)送數(shù)據(jù)，并對(duì)數(shù)據(jù)長度進(jìn)行校驗(yàn)；步驟2.按照MII協(xié)議，首先發(fā)送Premble,和Sfd，接下來發(fā)送FIFO中的以太網(wǎng)報(bào)文 Data，最后在媒體獨(dú)立接口 MII信號(hào)最后加上計(jì)算出的以太網(wǎng)CRC，完成發(fā)送過程。
全文摘要
數(shù)字化變電站智能控制設(shè)備的以太網(wǎng)收發(fā)器的實(shí)現(xiàn)方法，以太網(wǎng)收發(fā)器對(duì)接收到的IEC61850-9-2報(bào)文進(jìn)行預(yù)解析，直接取出需要智能控制設(shè)備CPU處理的部分；從而減輕智能控制設(shè)備CPU數(shù)據(jù)解析的工作量。在智能控制設(shè)備需要向外部發(fā)送報(bào)文時(shí)，該智能控制設(shè)備只需提供數(shù)據(jù)包的數(shù)據(jù)部分，而由該以太網(wǎng)收發(fā)器實(shí)現(xiàn)整個(gè)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)報(bào)文的打包工作，本發(fā)明提供一種減輕智能控制設(shè)備CPU負(fù)荷的以太網(wǎng)收發(fā)器的實(shí)現(xiàn)方法。
文檔編號(hào)H02J13/00GK102611593SQ201210035368
公開日2012年7月25日 申請(qǐng)日期2012年2月17日 優(yōu)先權(quán)日2012年2月17日
發(fā)明者原宇光, 張海彬, 曾兵元, 肖榮國 申請(qǐng)人:江蘇金智科技股份有限公司, 黑龍江省電力有限公司