本發(fā)明屬于軌道交通繼電保護領(lǐng)域，尤其是涉及一種光纖縱差保護裝置及數(shù)據(jù)同步方法。

背景技術(shù)：

光纖縱差保護的應(yīng)用基于至少兩臺保護裝置，兩臺裝置分別置于保護線路的兩端，其保護基本原理是，通過比較線路兩端同時刻的線路電氣量的差異進行線路保護。

光纖差動保護的難點在于用于計算的線路兩側(cè)的數(shù)據(jù)必須反映為線路兩端同一時刻的電氣量情況。兩臺獨立裝置的采樣行為如何能夠?qū)崿F(xiàn)采樣的同步化是實現(xiàn)縱差保護算法的核心技術(shù)。

目前用于實現(xiàn)縱差保護數(shù)據(jù)同步的工程化方法主要有：調(diào)整采樣時刻法，gps同步法。

調(diào)整采樣時刻法，需將兩側(cè)的數(shù)據(jù)分為一主一從，通過測量得到兩端裝置的采樣時差，將從機的采樣時刻逐步調(diào)整到與主機同步，從而實現(xiàn)線路兩端裝置的同步采樣。該方法必須事先分配主從機，工程靈活性差；調(diào)整采樣時刻需要調(diào)整系統(tǒng)的底層設(shè)計，實現(xiàn)難度大，風(fēng)險系數(shù)高。

gps同步法，兩側(cè)裝置不分主從，兩側(cè)裝置均由各自的gps衛(wèi)星鐘授時，裝置均以衛(wèi)星鐘為基準(zhǔn)進行采樣，從而實現(xiàn)兩側(cè)采樣同步，數(shù)據(jù)同步。該方法嚴(yán)重依賴于衛(wèi)星鐘設(shè)備，工程投資大；gps信號丟失后難以保證采樣的同步，可靠性低。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

有鑒于此，本發(fā)明旨在提出一種光纖縱差保護裝置及數(shù)據(jù)同步方法，以解決現(xiàn)有技術(shù)費用成本高，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，數(shù)據(jù)同步準(zhǔn)確度低等情況。

為達到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實現(xiàn)的：

一種光纖縱差保護裝置，包括微處理器模塊、cpld模塊，所述微處理器模塊連接cpld模塊；所述cpld模塊包括依次連接的發(fā)送緩沖器、幀發(fā)送處理模塊、信道編碼模塊；所述微處理器模塊的輸出端連接發(fā)送緩沖器的輸入端，所述發(fā)送緩沖器的輸出端連接幀發(fā)送處理模塊的輸入端，所述幀發(fā)送處理模塊的輸出端連接信道編碼模塊的信號輸入端，所述信道編碼模塊的輸出端連接光纖發(fā)送器；

所述cpld模塊還包括依次連接的接收緩沖器、幀接收處理模塊、信道解碼模塊；所述微處理器模塊的輸入端連接接收緩沖器的輸出端，所述接收緩沖器的輸入端連接幀接收處理模塊的輸出端，所述幀接收處理模塊的輸入端連接信道解碼模塊的輸出端，所述信道解碼模塊的輸入端連接光纖接收器；

所述cpld模塊還包括時鐘模塊，所述時鐘模塊的輸出端連接信道編碼模塊的輸入端；所述時鐘模塊的輸出端還連接時鐘提取模塊的輸入端，所述時鐘提取模塊的輸出端連接信道解碼模塊的輸入端，所述時鐘提取模塊的輸出端還連接幀接收處理模塊，所述時鐘提取模塊的輸出端還連接信道解碼模塊的輸入端，所述時鐘提取模塊的輸入端還連接光纖接收器的輸出端。

進一步的，所述cpld模塊還包括幀通信時標(biāo)器，所述時鐘模塊的輸出端連接幀通信時標(biāo)器的輸入端，所述幀接收處理模塊的輸出端和幀接收處理模塊的輸出端都連接所述幀通信時標(biāo)器的輸入端，所述幀發(fā)送處理模塊的輸出端連接微處理器模塊的輸入端，幀通信時標(biāo)器包括幀發(fā)送計時器和幀接收計時器，幀通信時標(biāo)器的輸出端連接微處理器模塊的輸入端。

進一步的，所述幀發(fā)送處理模塊包括并串轉(zhuǎn)換電路、hdlc編碼模塊、crc校驗計算模塊，所述發(fā)送緩沖器的輸出端連接并串轉(zhuǎn)換電路，所述并串轉(zhuǎn)換電路的輸出端連接hdlc編碼模塊的輸入端和crc校驗計算模塊的輸入端，所述hdlc編碼模塊的輸出端和crc校驗計算模塊輸出端都連接信道編碼模塊的輸入端。

進一步的，所述幀接收處理模塊包括串并轉(zhuǎn)換電路、crc檢驗?zāi)K、hdlc解碼模塊，所述信道解碼模塊的輸出端連接hdlc解碼模塊的輸入端，所述hdlc解碼模塊的輸出端連接crc檢驗?zāi)K的輸入端和串并轉(zhuǎn)換電路的輸入端，所述串并轉(zhuǎn)換電路的輸出端連接接收緩沖器的輸入端，所述crc檢驗?zāi)K的輸出端連接微處理器模塊的輸入端。

進一步的，所述發(fā)送緩沖器和接收緩沖器都采用異步fifo模塊實現(xiàn)；所述微處理器模塊的型號為mpc8315，所述微處理器模塊還連接ddr2內(nèi)存條。

一種光纖縱差保護裝置的數(shù)據(jù)同步方法，包括以下步驟：

s1、cpld模塊接收到微處理器模塊采集的數(shù)據(jù)后，將數(shù)據(jù)緩存至發(fā)送緩沖區(qū)，經(jīng)過幀發(fā)送處理模塊的處理后，發(fā)送至信道編碼模塊；

s2、信道編碼模塊利用時鐘模塊進行逐位轉(zhuǎn)換后，結(jié)合預(yù)防發(fā)送超時的方法，將數(shù)據(jù)發(fā)送至另一端的保護裝置；

s3、信道解碼模塊根據(jù)時鐘提取模塊提供的接收解碼時鐘進行解碼，并將初步解碼后的數(shù)據(jù)發(fā)送至幀接收處理模塊；

s4、幀接收處理模塊對數(shù)據(jù)進行解碼、檢驗，并發(fā)送至接收緩沖器和微處理器模塊；

s5、幀通信時標(biāo)器自動標(biāo)記幀發(fā)送和幀接收時刻，微處理器模塊采用拉格朗日插值法，計算出同時刻的采樣值，實現(xiàn)同步采樣。

進一步的，所述步驟s1中，幀發(fā)送處理模塊的處理方法，具體如下：

s101、幀發(fā)送處理模塊從接收緩沖器中獲取數(shù)據(jù)，對數(shù)據(jù)進行并串轉(zhuǎn)換；

s102、串行數(shù)據(jù)經(jīng)hdlc編碼處理和crc校驗計算，crc校驗計算結(jié)果自動添加在有效數(shù)據(jù)流的最末端；

s103、串行數(shù)據(jù)流送入后續(xù)的信道編碼模塊。

進一步的，所述步驟s2中利用時鐘信息對原始數(shù)據(jù)進行1b，4b轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換方法原則為，原始1bit數(shù)據(jù)‘1’對應(yīng)轉(zhuǎn)換為4bits的數(shù)據(jù)串“1100”，原始1bit數(shù)據(jù)“0”，對應(yīng)轉(zhuǎn)換為4bits的數(shù)據(jù)串“1010”，接收側(cè)根據(jù)此特點從數(shù)據(jù)流中進行時鐘提??；

所述步驟s2中，預(yù)防發(fā)送超時的方法為，所述cpld模塊向另一端的保護裝置發(fā)送數(shù)據(jù)時，在數(shù)據(jù)限定時間內(nèi)，如檢測到發(fā)送異常，將強行進行發(fā)送復(fù)位，從而保證后續(xù)發(fā)送信息不受異常結(jié)果的影響。

進一步的，所述步驟s3、s4中，信道解碼模塊和幀接收處理模塊的執(zhí)行方法，具體如下：

s201、時鐘提取模塊從接收到的數(shù)據(jù)中進行時鐘恢復(fù)，從數(shù)據(jù)流中提取準(zhǔn)確的接收解碼時鐘信號，將時鐘信號提供給信道解碼模塊使用；

s202、信道解碼模塊利用時鐘提取模塊提供的接收解碼時鐘，對數(shù)據(jù)流進行信道解碼，自動識別數(shù)據(jù)流中有效字符串并進行解碼；

s203、信道解碼模塊將數(shù)據(jù)流中的字段‘1100’解碼為‘1’，將字段‘1010’解碼為‘0’，將解碼后的數(shù)據(jù)實時發(fā)送給幀接收處理模塊；

s204、幀接收處理模塊將收到的數(shù)據(jù)流進行hdlc解碼處理，對解碼后的數(shù)據(jù)進行crc檢驗，將校驗結(jié)果進行標(biāo)記暫存，由微處理器模塊后續(xù)獲取，幀接收處理模塊將hdlc解碼后數(shù)據(jù)寫入接收緩沖器，并且hdlc解碼完成后會產(chǎn)生接收中斷信號給微處理器模塊；

s205、微處理器模塊接收中斷有效信號后，判斷幀接收處理模塊中crc檢驗標(biāo)記的結(jié)果，若標(biāo)記有效，則從接收緩沖器中獲取幀數(shù)據(jù)；若標(biāo)記無效，微處理器模塊進入錯幀處理狀態(tài)；

所述幀接收處理模塊還設(shè)計了接收幀內(nèi)容防疊加功能，保證每檢測到一個新的數(shù)據(jù)幀時，自動清除接收緩沖器內(nèi)數(shù)據(jù)，避免不同數(shù)據(jù)幀的內(nèi)容疊加。

進一步的，所述實現(xiàn)同步采樣的具體方法如下：

s301、光纖縱差繼電保護為了實現(xiàn)保護需要分別在保護線路兩端設(shè)置兩臺相同的裝置，設(shè)一側(cè)裝置代號為l，另一側(cè)裝置代號為r，裝置l和裝置r工作方式相同；

s302、設(shè)裝置的采樣間隔為時間ts，工程條件下，裝置l和裝置r均按照各自的工作狀態(tài)下以ts采樣間隔進行數(shù)據(jù)采集，兩裝置各自的采樣時刻難以同步，每個保護裝置采樣值的發(fā)送于每次采樣動作結(jié)束后即刻進行，因此每個保護裝置采樣值的發(fā)送間隔等同于采樣間隔ts；

s303、設(shè)裝置l的某一采樣時刻為t1，設(shè)相對應(yīng)的采樣值報文發(fā)送時刻為t1’，設(shè)該報文中的報文編號為nl，設(shè)報文發(fā)送至裝置r的時刻為t2，設(shè)裝置l與裝置r之間的傳輸延時為t1，則t1＝t2-t1’；

s304、設(shè)裝置r接收到裝置l發(fā)送的編號nl的報文后進行報文回復(fù)，回復(fù)報文中也同樣包含編號nl,表明r發(fā)送報文與l發(fā)送報文的對應(yīng)關(guān)系；

s305、設(shè)裝置r回復(fù)報文nl的發(fā)送時刻為t3，其對應(yīng)的r側(cè)的采樣時刻為t3，設(shè)該報文被裝置l接收到的時刻為t4,設(shè)裝置r與裝置l之間的傳輸延時為t2，則t2＝t4-t3’，工程應(yīng)用中，裝置r與裝置l之間的傳輸通道經(jīng)由相同路由進行布線，傳輸距離相同，因此t1＝t2；

s306、裝置r中回復(fù)的nl報文中包含了r側(cè)t3時刻的采樣值，確定l側(cè)在t3時刻的采樣值，實現(xiàn)l，r兩側(cè)同時刻采樣值差動計算；

s307、設(shè)l側(cè)對應(yīng)t3時刻的同步采樣時刻為t3＂,因此t3＂＝t3；

s308、在l側(cè)計算t3＂值，根據(jù)通道對稱性，t1＝t2,即t2-t1’＝t4-t3’；設(shè)l和r之間通道延遲時間為td，則td＝t1＝t2＝(t1+t2)/2＝(t4-t3’+t2-t1’)/2＝((t4-t1’)-(t3’-t2))/2；沒測的幀通信時標(biāo)器可記錄該側(cè)報文的發(fā)送和接收時刻；即l側(cè)記錄本側(cè)的t1’值，t4值，r側(cè)記錄本側(cè)的t3’值，t2值，計算出td值；

所以t3＂＝t3’-t2+td＝t4-td；此時，l側(cè)可得知t3＂的值；

s309、微處理器模塊采用拉格朗日插值法進行計算,根據(jù)t3＂的值，綜合采樣間隔ts，軟件比較選擇t3＂相近的前后3個采樣值來計算，這樣就得到l側(cè)t3＂時刻的采樣值。

相對于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明所述的光纖縱差保護裝置及數(shù)據(jù)同步方法具有以下優(yōu)勢：

(1)本發(fā)明所述的光纖縱差保護裝置及數(shù)據(jù)同步方法保護線路兩側(cè)裝置無需區(qū)分主從機，便于工程應(yīng)用，有效降低了系統(tǒng)設(shè)計實現(xiàn)的繁瑣；不區(qū)分主從機，為工程上提供了極大便利，運維人員工作流程簡化，系統(tǒng)運維成本降低；減除了時鐘源信號丟失對于縱差保護采樣同步的惡劣影響，大大提高了同步可靠性，工程造價顯著降低；內(nèi)部時鐘模塊產(chǎn)生的多路鎖相時鐘，為系統(tǒng)中多個模塊提供了可靠，準(zhǔn)確的工作時鐘，協(xié)助完成了準(zhǔn)確的信道編碼，解碼等功能，大大提高了通信鏈路的可靠性。

(2)本發(fā)明所述的光纖縱差保護裝置及數(shù)據(jù)同步方法幀通信時標(biāo)器自動記錄裝置的收發(fā)時刻，計時精度高達1000/1024us。占用系統(tǒng)資源極少，時標(biāo)功能自動進行，計時精度高，計時時刻準(zhǔn)確；配合軟件的時鐘溢出補償功能，極大改善了數(shù)據(jù)同步算法的精確性，從而使縱差保護計算更加準(zhǔn)確，本方案設(shè)計生產(chǎn)成本低，可靠性高，并且便于升級移植，有很高的工程靈活性。

附圖說明

構(gòu)成本發(fā)明的一部分的附圖用來提供對本發(fā)明的進一步理解，本發(fā)明的示意性實施例及其說明用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對本發(fā)明的不當(dāng)限定。在附圖中：

圖1為本發(fā)明實施例所述的光纖縱差保護裝置原理結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明實施例所述的光纖縱差保護裝置的同步算法第一示意圖；

圖3為本發(fā)明實施例所述的光纖縱差保護裝置的同步算法第二示意圖。

具體實施方式

需要說明的是，在不沖突的情況下，本發(fā)明中的實施例及實施例中的特征可以相互組合。

在本發(fā)明的描述中，需要理解的是，術(shù)語“中心”、“縱向”、“橫向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“頂”、“底”、“內(nèi)”、“外”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本發(fā)明和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對本發(fā)明的限制。此外，術(shù)語“第一”、“第二”等僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對重要性或者隱含指明所指示的技術(shù)特征的數(shù)量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隱含地包括一個或者更多個該特征。在本發(fā)明的描述中，除非另有說明，“多個”的含義是兩個或兩個以上。

在本發(fā)明的描述中，需要說明的是，除非另有明確的規(guī)定和限定，術(shù)語“安裝”、“相連”、“連接”應(yīng)做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是機械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個元件內(nèi)部的連通。對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以通過具體情況理解上述術(shù)語在本發(fā)明中的具體含義。

下面將參考附圖并結(jié)合實施例來詳細說明本發(fā)明。

如圖1所示，一種光纖縱差保護裝置，其特征在于：包括微處理器模塊、cpld模塊，所述微處理器模塊連接cpld模塊；所述cpld模塊包括依次連接的發(fā)送緩沖器、幀發(fā)送處理模塊、信道編碼模塊；所述微處理器模塊的輸出端連接發(fā)送緩沖器的輸入端，所述發(fā)送緩沖器的輸出端連接幀發(fā)送處理模塊的輸入端，所述幀發(fā)送處理模塊的輸出端連接信道編碼模塊的信號輸入端，所述信道編碼模塊的輸出端連接光纖發(fā)送器；

所述cpld模塊還包括依次連接的接收緩沖器、幀接收處理模塊、信道解碼模塊；所述微處理器模塊的輸入端連接接收緩沖器的輸出端，所述接收緩沖器的輸入端連接幀接收處理模塊的輸出端，所述幀接收處理模塊的輸入端連接信道解碼模塊的輸出端，所述信道解碼模塊的輸入端連接光纖接收器；

所述cpld模塊還包括時鐘模塊，所述時鐘模塊的輸出端連接信道編碼模塊的輸入端；所述時鐘模塊的輸出端還連接時鐘提取模塊的輸入端，所述時鐘提取模塊的輸出端連接信道解碼模塊的輸入端，所述時鐘提取模塊的輸出端還連接幀接收處理模塊，所述時鐘提取模塊的輸出端還連接信道解碼模塊的輸入端，所述時鐘提取模塊的輸入端還連接光纖接收器的輸出端。

時鐘模塊用于產(chǎn)生系統(tǒng)內(nèi)部使用的多路同步鎖相時鐘，該模塊輸入來源于cpld外部65.536mhz的時鐘信號，該時鐘信號在時鐘模塊內(nèi)進行同相位分頻處理，分別產(chǎn)生一路頻率512khz時鐘信號clk512,一路頻率1mhz的時鐘信號clk1m，一路頻率2mhz的時鐘信號clk2m，一路頻率為4mhz的clk4m，一路頻率為8mhz的clk8m，一路頻率為32mhz的clk32m。

產(chǎn)生的時鐘信號彼此鎖相。

clk512和clk2m信號提供給信道編碼模塊來實現(xiàn)信道編碼，將待發(fā)送的原始512kbit/s的串行碼編碼為2mbit/s的串行數(shù)據(jù)流。

clk8m，clk32m信號提供給時鐘提取模塊，用來對接收的2mbit/s的串行數(shù)據(jù)流碼元識別，鎖相。

時鐘提取模塊利用本地時鐘模塊產(chǎn)生的clk8m，clk32m同相時鐘信號，跟蹤接收到的2mbit/s的串行數(shù)據(jù)流的碼元變化，產(chǎn)生同步于串行數(shù)據(jù)流的2mhz和512khz的接收時鐘信號，并提供給信道解碼模塊使用，2mhz時鐘是接收解碼時鐘，用于信道解碼模塊的解碼，512khz時鐘提供給接收處理模塊，用于完成hdlc解碼。

時鐘提取模塊接收光纖輸入的2mbit/s的數(shù)據(jù)流，模塊使用32mhz的高頻時鐘信號提供給16分頻器，該分頻器產(chǎn)生與32mhz輸入時鐘鎖相的2mhz時鐘信號，同時時鐘提取模塊利用32mhz的時鐘信號捕捉接收數(shù)據(jù)流中的0/1字符交替情況，在每次產(chǎn)生捕捉到數(shù)據(jù)流中的0/1變換時，對16分頻器進行一次初始化，這樣使得16分頻器產(chǎn)生的2mhz的時鐘信號與數(shù)據(jù)流中的0/1變換時刻產(chǎn)生了相位鎖定，從而使得2mhz接收解碼時鐘信號實現(xiàn)了與接收數(shù)據(jù)流中數(shù)據(jù)位的同步。

如圖1所示，所述cpld模塊還包括幀通信時標(biāo)器，所述時鐘模塊的輸出端連接幀通信時標(biāo)器的輸入端，所述幀接收處理模塊的輸出端和幀接收處理模塊的輸出端都連接所述幀通信時標(biāo)器的輸入端，所述幀發(fā)送處理模塊的輸出端連接微處理器模塊的輸入端，幀通信時標(biāo)器包括幀發(fā)送計時器和幀接收計時器，幀通信時標(biāo)器的輸出端連接微處理器模塊的輸入端。幀通信時標(biāo)器是用來監(jiān)測幀發(fā)送處理模塊的發(fā)送情況和幀接收模塊的接收情況

其中，所述幀發(fā)送處理模塊包括并串轉(zhuǎn)換電路、hdlc編碼模塊、crc校驗計算模塊，所述發(fā)送緩沖器的輸出端連接并串轉(zhuǎn)換電路，所述并串轉(zhuǎn)換電路的輸出端連接hdlc編碼模塊的輸入端和crc校驗計算模塊的輸入端，所述hdlc編碼模塊的輸出端和crc校驗計算模塊輸出端都連接信道編碼模塊的輸入端。

其中，所述幀接收處理模塊包括串并轉(zhuǎn)換電路、crc檢驗?zāi)K、hdlc解碼模塊，所述信道解碼模塊的輸出端連接hdlc解碼模塊的輸入端，所述hdlc解碼模塊的輸出端連接crc檢驗?zāi)K的輸入端和串并轉(zhuǎn)換電路的輸入端，所述串并轉(zhuǎn)換電路的輸出端連接接收緩沖器的輸入端，所述crc檢驗?zāi)K的輸出端連接微處理器模塊的輸入端。

其中，所述發(fā)送緩沖器和接受緩沖器都采用異步fifo模塊實現(xiàn)；所述微處理器模塊的型號為mpc8315，所述微處理器模塊還連接ddr2內(nèi)存條。發(fā)送和接收緩沖器由異步fifo實現(xiàn)，用于完成微處理器和幀發(fā)送處理模塊、幀接收處理模塊之間的數(shù)據(jù)緩沖，解決微處理器和幀發(fā)送處理模塊、幀接收處理模塊的工作速度不匹配問題。

光纖縱差保護裝置的數(shù)據(jù)同步方法，包括以下步驟：

s1、cpld模塊接收到微處理器模塊采集的數(shù)據(jù)后，將數(shù)據(jù)緩存至發(fā)送緩沖區(qū)，經(jīng)過幀發(fā)送處理模塊的處理后，發(fā)送至信道編碼模塊；

s2、信道編碼模塊利用時鐘模塊進行逐位轉(zhuǎn)換后，結(jié)合預(yù)防發(fā)送超時的方法，將數(shù)據(jù)發(fā)送至另一端的保護裝置；

s3、信道解碼模塊根據(jù)時鐘提取模塊提供的接收解碼時鐘進行解碼，并將初步解碼后的數(shù)據(jù)發(fā)送至幀接收處理模塊；

s4、幀接收處理模塊對數(shù)據(jù)進行解碼、檢驗，并發(fā)送至接收緩沖器和微處理器模塊；

s5、幀通信時標(biāo)器自動標(biāo)記幀發(fā)送和幀接收時刻，微處理器模塊采用拉格朗日插值法，計算出同時刻的采樣值，實現(xiàn)同步采樣。

其中，步驟s1中，幀發(fā)送處理模塊的處理方法，具體如下：

s101、幀發(fā)送處理模塊從接受緩沖器中獲取數(shù)據(jù)，對數(shù)據(jù)進行并串轉(zhuǎn)換；

s102、串行數(shù)據(jù)經(jīng)hdlc編碼處理和crc校驗計算，crc校驗計算結(jié)果自動添加在有效數(shù)據(jù)流的最末端；

s103、串行數(shù)據(jù)流送入后續(xù)的信道編碼模塊。

其中，所述步驟s2中利用時鐘信息對原始數(shù)據(jù)進行1b4b轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換方法原則為，原始1bit數(shù)據(jù)‘1’對應(yīng)轉(zhuǎn)換為4bits的數(shù)據(jù)串“1100”，原始1bit數(shù)據(jù)“0”，對應(yīng)轉(zhuǎn)換為4bits的數(shù)據(jù)串“1010”，經(jīng)過如此變換后，無論原始數(shù)據(jù)內(nèi)容如何，其變換后的數(shù)據(jù)流中不會出現(xiàn)多于2個以上的連續(xù)1或連續(xù)0，接受側(cè)可根據(jù)此特點從數(shù)據(jù)流中進行時鐘提取。

所述步驟s2中，預(yù)防發(fā)送超時的方法為，所述cpld模塊向另一端的保護裝置發(fā)送數(shù)據(jù)時，在數(shù)據(jù)限定時間內(nèi)，如檢測到發(fā)送異常，將強行進行發(fā)送復(fù)位，從而保證后續(xù)發(fā)送信息不受異常結(jié)果的影響。幀發(fā)送同步于縱差裝置的采樣中斷，即1000次/秒，微處理器每次采樣完成后，采樣數(shù)據(jù)相應(yīng)的就會進行發(fā)送任務(wù)，發(fā)送過程中，避免意外情況，導(dǎo)致于對后續(xù)數(shù)據(jù)發(fā)送的持續(xù)影響，因此實現(xiàn)了預(yù)防發(fā)送超時功能，在數(shù)據(jù)限定時間內(nèi)，如檢測到發(fā)送異常，將強行進行發(fā)送復(fù)位，從而保證后續(xù)發(fā)送信息不受異常結(jié)果的影響。

其中，步驟s3、s4中，信道解碼模塊和幀接收處理模塊的執(zhí)行方法，具體如下：

s201、時鐘提取模塊從接收到的數(shù)據(jù)中進行時鐘恢復(fù)，從數(shù)據(jù)流中提取準(zhǔn)確的接收解碼時鐘信號，將時鐘信號提供給信道解碼模塊使用；

s202、信道解碼模塊利用時鐘提取模塊提供的接收解碼時鐘，對數(shù)據(jù)流進行信道解碼，自動識別數(shù)據(jù)流中有效字符串并進行解碼；

s203、信道解碼模塊將數(shù)據(jù)流中的字段‘1100’解碼為‘1’，將字段‘1010’解碼為‘0’，將解碼后的數(shù)據(jù)實時發(fā)送給幀接收處理模塊；

s204、幀接收處理模塊將收到的數(shù)據(jù)流進行hdlc解碼處理，對解碼后的數(shù)據(jù)進行crc檢驗，將校驗結(jié)果進行標(biāo)記暫存，由微處理器模塊后續(xù)獲取，幀接收處理模塊將hdlc解碼后數(shù)據(jù)寫入接收緩沖器，并且hdlc解碼完成后會產(chǎn)生接收中斷信號給微處理器模塊；

s205、微處理器模塊接收中斷有效信號后，判斷幀接收處理模塊中crc檢驗標(biāo)記的結(jié)果，若標(biāo)記有效，則從接收緩沖器中獲取幀數(shù)據(jù)；若標(biāo)記無效，微處理器模塊進入錯幀處理狀態(tài)；

所述幀接收處理模塊還設(shè)計了接收幀內(nèi)容防疊加功能，保證每檢測到一個新的數(shù)據(jù)幀時，自動清除接收緩沖器內(nèi)數(shù)據(jù)，避免不同數(shù)據(jù)幀的內(nèi)容疊加。

如圖2，圖3所示，所述實現(xiàn)同步采樣的具體方法如下：

s301、光纖縱差繼電保護為了實現(xiàn)保護需要分別在保護線路兩端設(shè)置兩臺相同的裝置，設(shè)一側(cè)裝置代號為l(local)，另一側(cè)裝置代號為r(remote)，裝置l和裝置r工作方式相同；

s302、設(shè)裝置的采樣間隔為時間ts，工程條件下，裝置l和裝置r均按照各自的工作狀態(tài)下以ts采樣間隔進行數(shù)據(jù)采集，兩裝置各自的采樣時刻難以同步，每個保護裝置采樣值的發(fā)送于每次采樣動作結(jié)束后即刻進行，因此每個保護裝置采樣值的發(fā)送間隔等同于采樣間隔ts；

s303、設(shè)裝置l的某一采樣時刻為t1，設(shè)相對應(yīng)的采樣值報文發(fā)送時刻為t1’，設(shè)該報文中的報文編號為nl，設(shè)報文發(fā)送至裝置r的時刻為t2，設(shè)裝置l與裝置r之間的傳輸延時為t1，則t1＝t2-t1’；

s304、設(shè)裝置r接收到裝置l發(fā)送的編號nl的報文后進行報文回復(fù)，回復(fù)報文中也同樣包含編號nl,表明r發(fā)送報文與l發(fā)送報文的對應(yīng)關(guān)系；

s305、設(shè)裝置r回復(fù)報文nl的發(fā)送時刻為t3’，其對應(yīng)的r側(cè)的采樣時刻為t3，設(shè)該報文被裝置l接收到的時刻為t4,設(shè)裝置r與裝置l之間的傳輸延時為t2，則t2＝t4-t3’，工程應(yīng)用中，裝置r與裝置l之間的傳輸通道經(jīng)由相同路由進行布線，傳輸距離相同，因此t1＝t2；

s306、裝置r中回復(fù)的nl報文中包含了r側(cè)t3時刻的采樣值，確定l側(cè)在t3時刻的采樣值，實現(xiàn)l，r兩側(cè)同時刻采樣值差動計算；

s307、設(shè)l側(cè)對應(yīng)t3時刻的同步采樣時刻為t3＂,因此t3＂＝t3；

s308、在l側(cè)計算t3＂值，根據(jù)通道對稱性，t1＝t2,即t2-t1’＝t4-t3’；設(shè)l和r之間通道延遲時間為td，則td＝t1＝t2＝(t1+t2)/2＝(t4-t3’+t2-t1’)/2＝((t4-t1’)-(t3’-t2))/2；沒測的幀通信時標(biāo)器可記錄該側(cè)報文的發(fā)送和接收時刻；即l側(cè)記錄本側(cè)的t1’值，t4值，r側(cè)記錄本側(cè)的t3’值，t2值，計算出td值；

所以t3＂＝t3’-t2+td＝t4-td；此時，l側(cè)可得知t3＂的值；

s309、利微處理器模塊采用拉格朗日插值法進行計算；

拉格朗日計算公式如下：

根據(jù)公式的數(shù)學(xué)含義，我們知道x0，x1，x2三個變量值和其對應(yīng)的y0,y1,y2三個函數(shù)值，根據(jù)t3”的值，綜合采樣間隔ts，軟件比較選擇t3”相近的前后3個采樣值來計算，這樣就得到l側(cè)t3”時刻的采樣值。依據(jù)公式計算出x變量值所對應(yīng)的函數(shù)值y；t3＂對應(yīng)的就是公式里的x,t3”的采樣值就是公式里的y,所以只要知道x0，x1，x2和y0,y1,y2就行了,x0，x1，x2之間的間隔都是一個采樣間隔ts,x0，x1，x2是指的三個連續(xù)的采樣點,根據(jù)t3”的值和t1值的差就知道發(fā)送報文到接收報文之間又進行了幾次采樣,然后把t3”附近的幾個采樣點,就是為x0，x1，x2他們各自對應(yīng)的采樣值就是y0,y1,y2了。

以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，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、改進等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。