專利名稱：一種遠(yuǎn)動數(shù)據(jù)專用通道傳輸方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種應(yīng)用于電力系統(tǒng)遠(yuǎn)動數(shù)據(jù)傳輸方法，特別是涉及一種遠(yuǎn)動 數(shù)據(jù)專用通道傳輸方法。
背景技術(shù)：
電力調(diào)度是電力行業(yè)最核心的業(yè)務(wù)之一。電力調(diào)度系統(tǒng)由調(diào)度中心和調(diào)度
終端(RTU)兩大部分組成。電力調(diào)度監(jiān)控自動化系統(tǒng)可以通過分散的各個遠(yuǎn)端采 集單元(RTU)采集覆蓋密集的電網(wǎng)信息，實(shí)現(xiàn)實(shí)時數(shù)據(jù)采集、電網(wǎng)實(shí)時運(yùn)行狀 態(tài)的監(jiān)視與顯示、遠(yuǎn)程控制與調(diào)節(jié)、事故報警、越限/變位報警、數(shù)據(jù)計算統(tǒng)計、 工作信息登錄、自動化系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)視、事故追憶等功能。
作為電力調(diào)度系統(tǒng)的承載網(wǎng)，電力調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)的首要要求就是可靠、穩(wěn)定、 安全，保證調(diào)度自動化系統(tǒng)對電網(wǎng)的監(jiān)控能夠準(zhǔn)確、不間斷地進(jìn)行。同時電力 調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)必須是一個高實(shí)時性網(wǎng)絡(luò)，能夠提供有保證的端到端延時。
當(dāng)前，調(diào)度自動化數(shù)據(jù)傳輸方式主要有2種方式網(wǎng)絡(luò)傳輸和專用通道傳 輸。雖然網(wǎng)絡(luò)傳輸是今后自動化數(shù)據(jù)傳輸?shù)闹饕l(fā)展方向，但是專線遠(yuǎn)動通道 具有傳輸可靠性高、延時小等優(yōu)點(diǎn)，是網(wǎng)絡(luò)傳輸方式所不具備的特點(diǎn)。因此， 當(dāng)前絕大部分已經(jīng)4殳運(yùn)的變電站仍然需要專線傳輸方式。
專用遠(yuǎn)動通道方式已經(jīng)延續(xù)了近40年，早期受通信條件的限制，廠站端需 要將數(shù)字信號經(jīng)過調(diào)制后送到主站解調(diào)還原。新上一個廠站，主站就得增加一 塊調(diào)制解調(diào)器，在調(diào)試過程中，對于中心頻率、信號極性、速率等都要與廠站 溝通。雖然現(xiàn)在通信條件大為改善，但是信息傳輸慢、誤碼率高、效率低的缺 點(diǎn)一直沒有得到改觀。
目前，電力系統(tǒng)自動化數(shù)據(jù)的傳輸通道是采用常規(guī)遠(yuǎn)動通道和電力調(diào)度數(shù) 據(jù)網(wǎng)(SPDnet)通道二種方式，其中數(shù)據(jù)網(wǎng)通道的傳輸方式如圖1實(shí)線所示，虛線部分是專用通道傳輸方式。
如圖2所示，變電站終端設(shè)備的串行數(shù)據(jù)接口與一只四線Modem相連，在 中心站也有一只四線Modem與變電站的Modem對應(yīng)。這樣，通過一對四線Modem 就可以實(shí)現(xiàn)變電站終端設(shè)備與中心站設(shè)備之間的通信。該種方案的弊端表現(xiàn)如 下
1、 4線Modem為模擬接口，通過4線Modem傳輸?shù)臄?shù)據(jù)易受到外界干擾。
2、 多年前設(shè)計的設(shè)備的模擬接口往往缺少必要的保護(hù)措施，非常容易損壞
(如靜電、雷擊、機(jī)房感應(yīng)電等都可能對其產(chǎn)生破壞)；
3、 4線Modem的信號一般不能直接通過SDH、 ATM等網(wǎng)絡(luò)傳輸，而必要加一 套轉(zhuǎn)接設(shè)備，這樣不但會增加通道延時，也會增加通道發(fā)生故障的概率。
鑒于以上幾點(diǎn)，當(dāng)前的傳輸方式已經(jīng)不能滿足電力調(diào)度數(shù)據(jù)穩(wěn)定可靠的傳輸要 求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為了解決現(xiàn)存專用通道傳輸遠(yuǎn)動數(shù)據(jù)存在的各種弊端而提 出的一種通過2M專線方式傳輸遠(yuǎn)動數(shù)據(jù)的方法，替代常規(guī)的遠(yuǎn)動數(shù)據(jù)傳輸方法， 提高專用通道信息傳輸效率，減少傳輸中間環(huán)節(jié)，提高系統(tǒng)的可靠性。
本發(fā)明是為解決上述技術(shù)問題而提出的技術(shù)方案廠站端和中心站通過專 用通道連接，完成串口到以太網(wǎng)TCP端口的對應(yīng)映射，包括以下步驟A、廠站 端把串口信號復(fù)接成E1信號；B、中心站把El信號轉(zhuǎn)換成以太網(wǎng)信號；
步驟A中所述的串口信號復(fù)接成E1信號包括如下步驟Al、通過串口上傳 的遠(yuǎn)動數(shù)據(jù)首先經(jīng)過HDLC組幀；A2、組幀后的遠(yuǎn)動數(shù)據(jù)復(fù)接到一路2M通道中； A3、 2M通道下傳的串口控制命令先解HDLC幀，然后去控制串口；步驟B中所述的E1信號轉(zhuǎn)換成以太網(wǎng)信號包括如下步驟Bl、 2M通道中上 傳的遠(yuǎn)動數(shù)據(jù)解HDLC幀；B2、解幀后的遠(yuǎn)動數(shù)據(jù):故映射到以太網(wǎng)的一個TCP數(shù) 據(jù)端口； B3、數(shù)據(jù)端口上的遠(yuǎn)動數(shù)據(jù)以TCP方式和軟件服務(wù)器交換數(shù)據(jù)；B4、 以太網(wǎng)的TCP控制端口中控制串口配置參數(shù)的控制命令先組HDLC幀，然后復(fù)接 到2M通道中；
一路串口信號通過一路2M專用通道傳輸，其遠(yuǎn)動數(shù)據(jù)映射到以太網(wǎng)的一個 數(shù)據(jù)TCP端口 ，控制命令映射到以太網(wǎng) 一個控制TCP端口 ；
一臺中心站可以連接多臺廠站設(shè)備， 一臺廠站設(shè)備可以有多個串口 。
所述專用通道是指電力系統(tǒng)SDH傳輸網(wǎng)絡(luò)的2M通道。
上述方案的益處是結(jié)構(gòu)簡單，組網(wǎng)靈活，可靠性高，滿足調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò) 對實(shí)用，安全，可靠，保障實(shí)時的要求。


圖1為當(dāng)前電力系統(tǒng)遠(yuǎn)動數(shù)據(jù)傳輸示意圖
圖2為當(dāng)前電力系統(tǒng)遠(yuǎn)動數(shù)據(jù)專線傳輸方式示意圖
圖3為遠(yuǎn)動數(shù)據(jù)專用通道傳輸方式組網(wǎng)結(jié)構(gòu)圖
圖4為軟件服務(wù)器和中心站的映射關(guān)系
圖5為廠站端復(fù)接設(shè)備實(shí)例結(jié)構(gòu)圖
圖6為中心站復(fù)接設(shè)備實(shí)例結(jié)構(gòu)圖
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明采用一種遠(yuǎn)動數(shù)據(jù)專用通道傳輸方法，其組網(wǎng)結(jié)構(gòu)圖如圖3所示。 1.變電站的遠(yuǎn)端采集單元(RTU)輸出串行信號，多路串行信號輸入到廠站端復(fù)接設(shè)備，該設(shè)備具備將串行數(shù)據(jù)到E1通道的復(fù)接功能，直接出El接 口'，
2. 中心站數(shù)據(jù)復(fù)用設(shè)備則實(shí)現(xiàn)多個El通道中數(shù)據(jù)與以太網(wǎng)數(shù)據(jù)相互轉(zhuǎn)換功 能，使得以太網(wǎng)的端口號和串口號形成對應(yīng)的關(guān)系；
3. 廠站和中心站通過電力SDH網(wǎng)絡(luò)2M通道連接；
4. 廠站端復(fù)接設(shè)備支持多個串行數(shù)據(jù)輸入，多個El輸出;.中心站復(fù)接設(shè)備 支持多個E1輸入，以太網(wǎng)口輸出。
如圖4所示為中心站復(fù)接設(shè)備和軟件服務(wù)器的端口映射關(guān)系
1. 中心站作為TCP服務(wù)器，軟件服務(wù)器做為TCP客戶端；
2. 中心站復(fù)接設(shè)備的端口號和中心站軟件服務(wù)器的虛擬串口號對應(yīng)；
3. 軟件服務(wù)器對虛擬串口操作，通過中心站控制端口對廣站端串口配置參 數(shù)，通過數(shù)據(jù)端口讀取RTU遠(yuǎn)動數(shù)據(jù)。
以四路串口輸入、四路2M輸出的廠站端為實(shí)例，說明廠站端實(shí)現(xiàn)步驟 如圖5所示，廠站端主要由El接口模塊、HDLC處理模塊、串行接口模塊和 CPU控制模塊組成，完成El通道數(shù)據(jù)與串口數(shù)據(jù)的相互轉(zhuǎn)換。
1. 廠站端接收到El線路上的信號，El接口^莫塊將線路信號轉(zhuǎn)換成串行數(shù)據(jù) 碼流ST-BUS信號；
2. ST-BUS信號傳遞給HDLC成幀器，去掉幀格式并校-險，將正確的消息送交 CPU控制模塊處理；
3. CPU將收到的消息去掉協(xié)議頭部變成串口控制命令，送到串行接口配置串 口參數(shù)；
. 同時，RTU串行遠(yuǎn)動數(shù)據(jù)由串行接口模塊送到CPU控制模塊進(jìn)行數(shù)據(jù)緩沖；理模塊成幀并加校驗位；
6. 成幀后的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化成串行碼流ST-BUS信號；
7. 最后將ST-BUS信號進(jìn)行El接口的HDB3碼型變換，復(fù)接到El通道。
以具有16路El輸入， 一路網(wǎng)絡(luò)接口的中心站為實(shí)例，說明實(shí)現(xiàn)步驟 如圖6所示，中心站復(fù)接設(shè)備主要由El接口模塊、串行數(shù)據(jù)處理模塊和CPU
控制模塊組成，完成E1通道數(shù)據(jù)與以太網(wǎng)格式數(shù)據(jù)包的相互轉(zhuǎn)換，設(shè)備可支持
16路E1接口。
1. 在E1接收方向，中心站將接收到的HDB3碼型的E1數(shù)據(jù)流經(jīng)過E1接口模 塊轉(zhuǎn)換為串行ST-BUS數(shù)據(jù)碼流；
2. ST-BUS數(shù)據(jù)碼流提交給串行數(shù)據(jù)處理模塊，串行數(shù)據(jù)流處理模塊將 ST-BUS數(shù)據(jù)流解HDLC數(shù)據(jù)幀并校驗正確后傳輸給CPU控制模塊；
3. CPU控制模塊將從串行數(shù)據(jù)處理模塊接收到的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為以太網(wǎng)TCP端口 數(shù)據(jù)發(fā)送給軟件服務(wù)器，
4. 軟件服務(wù)器上層軟件通過服務(wù)器驅(qū)動程序接收從以太網(wǎng)TCP數(shù)據(jù)端口送 來的數(shù)據(jù)；
5. 在E1發(fā)送方向，服務(wù)器上層軟件通過服務(wù)器驅(qū)動程序?qū)CP控制端口的 控制命令發(fā)送給CPU控制模塊；
6. CPU控制模塊根據(jù)接收到的以太網(wǎng)數(shù)據(jù)中的相關(guān)端口標(biāo)志信息將數(shù)據(jù)傳輸 給串行數(shù)據(jù)處理模塊相應(yīng)的HDLC鏈路；
7. 串行數(shù)據(jù)處理模塊將CPU傳來數(shù)據(jù)組成HDLC幀并加校驗位后輸出給El接 口模塊；
8. El接口模塊將接收到的HDLC幀格式數(shù)據(jù)經(jīng)過HDB3碼型轉(zhuǎn)換后輸出。
權(quán)利要求
1.一種遠(yuǎn)動數(shù)據(jù)專用通道傳輸方法，廠站端和中心站通過專用通道連接，完成串口到以太網(wǎng)TCP端口的對應(yīng)映射，其特征是包括以下步驟A、廠站端把串口信號復(fù)接成E1信號；B、中心站把E1信號轉(zhuǎn)換成以太網(wǎng)信號。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的一種遠(yuǎn)動數(shù)據(jù)專用通道傳輸方法，其特征是步驟 A中所述的串口信號復(fù)接成El信號包括如下步驟Al、通過串口上傳的遠(yuǎn)動數(shù)據(jù)首先經(jīng)過HDLC組幀；A2、組幀后的遠(yuǎn)動數(shù)據(jù)復(fù)接到一路2M通道中；A3、 2M通道下傳的串口控制命令先解HDLC幀，然后去控制串口 。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種遠(yuǎn)動數(shù)據(jù)專用通道傳輸方法，其特征是步驟 B中所述的El信號轉(zhuǎn)換成以太網(wǎng)信號包括如下步驟Bl、 2M通道中上傳的遠(yuǎn)動數(shù)據(jù)解HDLC幀； B2 、解幀后的遠(yuǎn)動數(shù)據(jù)被映射到以太網(wǎng)的 一個TCP數(shù)據(jù)端口 ； B3、數(shù)據(jù)端口上的遠(yuǎn)動數(shù)據(jù)以TCP方式和軟件服務(wù)器交換數(shù)據(jù)； B4、以太網(wǎng)的TCP控制端口中控制串口配置參數(shù)的控制命令先組HDLC幀， 然后復(fù)接到2M通道中。
4. 根據(jù)權(quán)利要求l、 2或3所述的一種遠(yuǎn)動數(shù)據(jù)專用通道傳輸方法，其特征 在于， 一路串口信號通過一路2M專用通道傳輸，其遠(yuǎn)動數(shù)據(jù)映射到以太 網(wǎng)的一個數(shù)據(jù)TCP端口 ，控制命令映射到以太網(wǎng)一個控制TCP端口 。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種遠(yuǎn)動數(shù)據(jù)專用通道傳輸方法，其特征在于，一 臺中心站可以連"^矣多臺廠站i殳備， 一臺廠站i殳備可以有多個串口 。
6. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種遠(yuǎn)動數(shù)據(jù)專用通道傳輸方法，其特征是所述 專用通道是指電力系統(tǒng)SDH傳輸網(wǎng)絡(luò)的2M通道。
全文摘要
一種遠(yuǎn)動數(shù)據(jù)專用通道傳送方法，完成串口到以太網(wǎng)TCP端口的對應(yīng)映射，其特征是包括以下步驟A.廠站端把串口信號復(fù)接成E1信號，B.中心站把E1信號轉(zhuǎn)換成以太網(wǎng)信號。本方案中串口信號通過E1專用通道傳輸，一路串口對應(yīng)一路2M通道，一路2M通道中的串口信號映射成以太網(wǎng)的兩個TCP端口，結(jié)構(gòu)簡單，組網(wǎng)靈活，可靠性高，滿足調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)對實(shí)用，安全，可靠，保障實(shí)時的要求。
文檔編號H04L29/08GK101599998SQ20091018163
公開日2009年12月9日 申請日期2009年7月24日 優(yōu)先權(quán)日2009年7月24日
發(fā)明者吳軍民, 孟令愚, 杰 張, 張小建, 張曉華, 張輝勇, 李澤宇, 王志國, 王炤光 申請人:東北電網(wǎng)有限公司;國網(wǎng)電力科學(xué)研究院