CN101150475A - 一种基于can总线的电子式互感器数据传输方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于CAN总线的电子式互感器数据传输方法，包括下述四个技术方案：采用基于CAN总线连接的冲突域划分方法、传输数据处理的方法、数据采样的软同步方法、采用时间触发机制的数据传输方法。本发明采用基于傅立叶变换的基波谐波传输格式、有效值传输格式或实时波形传输格式，并结合冲突域划分方法实现了在较低的传输速率下系统采样数据的传输和共享，并且使用了冲突域划分方法使得在理论上实现了连接节点的连接数量不受限制；采用时间触发机制的数据传输方法并引入系统虚拟时间实现了系统采样的软同步，省掉了硬件同步传输线，减小了系统的成本和接线复杂度。

Description

一种基于CAN总线的电子式互感器数据传输方法

技术领域

本发明涉及一种电子式互感器采样数据传输方法，特别涉及一种基于CAN总线的电子式互感器数据传输方法。

背景技术

电流/电压互感器是电力系统中的重要设备，随着电力工业的不断发展，电网电压等级的不断提高，传统带铁心的电磁感应式互感器由于自身结构上的局限性，已经越来越不能适应电力系统的要求。

近年来，基于光学和电子学原理的电子式电流/电压互感器(ECT/EVT)因具有体积小、重量轻、频带响应宽、无饱和现象等诸多优点，有望成为传统电磁感应式互感器的理想替代产品，受到国内外研究人员的普遍重视。

为了推动电子式互感器的实际应用，国际电工委员会制定了IEC60044-7/8，IEC 61850-9-1等一系列国际标准。在这些标准中，均反复涉及到电子式互感器与二次设备接口的组成部分——合并单元。

目前提出的合并单元是针对数字化输出的电子式互感器而定义的，其主要功能是同步采集三相电流和电压信息，并按照一定的格式汇总输出给二次保护控制设备。在IEC61850-9-1中定义的合并单元很大程度参考了IEC60044-7/8，包括合并单元的同步。合并单元与二次保护测控设备的接口是串行单向多路点对点连接。合并单元发送给保护、测控设备的报文内容主要包括了各路电流、电压量及其有效性标志，此外还添加了一些反映开关状态的二进制输入信息和时间标签信息。在与二次保护控制设备的通信网络上，采用了目前占主流地位的以太网传输系统。

上述基于合并单元的传统传输方法主要存在以下不足：硬件需要同步线来实现各电子式互感器的采样同步，因此系统接线复杂，硬件成本高；在一定的信号传输率情况下数据传输效率不是很高。

发明内容

根据IEC 61850标准，变电站网络分为三层网络模型结构：变电站层，间隔层和过程层。为了满足间隔层和过程层的一般的实时性设备的低成本、低复杂度的连接，本发明提供了一种采用CAN总线连接，在一定传输速率情况下用于过程层与间隔层之间，间隔层之间的电网信号采集数据的传输与共享，并解决了硬件需要同步线实现各电子式传感器的采样同步的问题。控制器局域网CAN(Controller Area Net)是一种现场总线，主要用于各种过程检测及控制。CAN最初是由德国BOSCH公司为汽车监测和控制而设计的，目前CAN已逐步应用到其它工业控制中，现已成为ISO-11898国际标准。

为达到以上目的，本发明是采取如下技术方案予以实现的：

一种基于CAN总线的电子式互感器数据传输方法，其特征是，包括下述四个技术方案：采用基于CAN总线连接的冲突域划分方法、传输数据处理的方法、数据采样的软同步方法、采用时间触发机制的数据传输方法；

以下予以分述

一、所述的基于CAN总线连接的冲突域划分方法是：将一组电压互感器EVT连接在一个用于采样数据变换、传输及发送系统同步帧的主单元模块MU上，将主单元模块MU中的CAN模块通过节点o连接若干个CAN驱动，每个CAN驱动通过CAN总线与一个从单元模块SU、一个接收端接收端RU连接，连接处构成一个冲突域；从而通过多个CAN驱动将主单元模块MU跨接在多个冲突域中；所述的每个从单元模块SU连接有一组电流互感器ECT；主单元模块MU与电压互感器EVT、从单元模块SU与电流互感器ECT之间是点对点串行通信；

二、所述的传输数据处理的方法是：根据二次设备记录电量参数的不同，采用基于傅立叶变换的基波谐波传输格式或有效值传输格式。

三、所述的数据采样的软同步方法是：首先主单元模块MU发送同步帧使主单元模块MU和各从单元模块SU第一次采样的时刻相同，即先将主单元模块MU和从单元模块SU的CAN模块中的验收滤波器设置成只接收同步帧和主单元模块MU数据帧的形式，并设置成接收中断方式；然后主单元模块MU发送同步帧，当t0时刻，主单元模块MU和从单元模块SU接收到同步帧并同时产生接收中断，此时启动A/D转换进行采样，从而实现各单元第一次采样的同步，以后每个传输周期TB都采用上述时间同步方法；其中，同步过程中采用系统虚拟时间，也即以主单元模块MU中的第一定时计数器MT1的计数值作为各从单元模块SU同步的时间基准，并按该计数值与各模块机器周期的差异来对各单元模块定时计数器计数值进行校正。

四、所述的采用时间触发机制的数据的传输方法是：首先将10ms的基本发送周期TB分成16个时间片，每个时间片为0.625ms；然后将16个时间片分成四个数据发送窗口：分别为同步帧发送窗口、主单元模块MU数据发送窗口、从单元模块SU数据发送窗口、待扩展窗口；

所述的同步帧发送窗口占用第16时间片，用于帧发送时间和时间同步；

所述的主单元模块MU数据发送窗口包含第1-4的时间片，用于发送4个电压互感器EVT的采样数据；

所述的从单元模块SU数据发送窗口包含第5-11的时间片，用于发送7个电流互感器ECT的采样数据；

所述的待扩展窗口包含第12-15共4个时间片，用于传输数据帧的扩展、从单元模块SU数据帧的发送或从单元模块SU数据帧的重发。

上述方案二中，所述的基于傅立叶变换的基波谐波传输格式是对采样数据进行离散傅里叶变换，当采样值为现场数据的微分值时，在离散傅里叶变换之前加入梯形积分算法，再进行32个采样点的离散傅里叶变换，将采样得到的时域离散信号转换为频域离散信号，再对各次谐波进行编码，系统只发送基波和各次谐波的实部和虚部数据，基波使用16位编码，其他谐波使用12位编码；所述的有效值传输格式是在上述基波谐波传输格式的基础上，不进行对各次谐波的编码而是计算采样得到的半周期时域离散信号的有效值，系统只发送基波和有效值，基波使用16位编码，有效值使用16位编码；所述的实时波形传输格式是利用自适应压缩编码算法将得到的12位采样数据压缩为6位传输数据，再以4个数据为一组每组传送第一个数据的相位值。其中所述的自适应压缩编码算法是：设X_k为32点采样序列中第k采样点的采样值其中k＝0，1，2，…，31；A_k为第k采样点的幅值；θ_k为第k采样点的相角值。这时有X_k＝A_k sin(θ_k)。令X_k+1＝X_k+1′+R_k+1其中X_k+1′为可估计量可用公式X_k+1′＝A_k sin(θ_k+2π/32)计算出，R_k+1为不可估计量即为传输数据。经过推导可得到式(3)：

R_k+1＝X_k+1-X_k·[1-ctg(π/16)·ctg(θ_k)]        公式(3)

因为每工频周期采样32点，所以θ_k＝θ_k-1+2π/32。

上述方案三中，所述的对各单元模块的定时计数器计数值进行校正的方法是：

主单元模块MU将它的第一定时计数器MT1的时间计数值NT_m1计为NT_m1＝NT₁-NT_Δt，其中NT₁为10ms对应的计数值，NT_Δt为Δt所对应的计数值，Δt为同步帧发送与接收之间的时间间隔；当它产生中断后发送同步帧，同步帧中包含此时主单元模块MU的第二定时计数器MT2的计数值NT_m2；各从单元模块SU接收到同步帧后，将主单元模块MU中的第二定时计数器MT2的计数值NT_m2与各从单元模块SU中的第二定时计数器ST2的计数值NT_s2减去Δt对应的计数值NT_Δt进行比较，然后利用式(1)和式(2)计算出对应于系统虚拟时间0.625ms、10ms的从单元模块SU中第一定时计数器ST1和第二定时计数器ST2的计数值，并修改它们各自的计数值为新值NT_s1′NT_s2′：

NT_s2′＝NT_m2+NT_Δt     (1)

NT_s1′＝NT_s2′/16      (2)

式中：NT_s1′为从单元模块SU中的第一定时计数器ST1的计数值；

NT_s2′为从单元模块SU中的第二定时计数器ST2的计数值；

NT_Δt为Δt对应的计数值；

NT_m2为主单元模块MU中的第二定时计数器MT2的计数值。

本发明与传统传输方法相比，其主要技术特点是：使用CAN总线连接实现了电子式互感器单元的数据传输和采样的同步。由于一部分的电子式传感器，尤其是电流传感器采集的是采样点的微分值，所以在傅立叶变换前加入积分算法。经过matlab6.5软件仿真，可以收到良好的效果。之后采用傅立叶变换等数据处理的编码方法与传统的传输方法相比减少了传输数据的冗余度，提高了带宽的利用率。数据传输编码格式可以采用基于傅立叶变换的基波谐波传输格式、有效值传输格式，并结合冲突域划分方法实现了在较低的传输率下系统采样数据的传输和共享。并且使用了冲突域划分方法使得在理论上现了连接节点的任意性即理论上可接点的连接数量是不受限制的。使用时间触发机制并引入系统虚拟时间实现了系统采样的软同步，并在此基础上实现采样数据的实时有效发送。

本发明的有益效果：

由于目前各种微处理器均带有CAN接口，从而可以更方便的获得CAN总线资源。并且CAN总线的传输速率最高可达1Mbps，可以满足一定的底层设备的实时性要求，使本方法的技术方案更容易实现。并且CAN接口也可以使用光纤连接，提高系统抗干扰性和稳定性，具体技术效果表现在以下几个方面：

1)采用CAN总线将间隔层各间隔连接，主单元模块MU对电压信号进行采样并在总线一级实现电压数据共享。

2)使用软同步的方法省掉了硬件同步传输线，减小了系统的成本和接线复杂度。

3)使用数据处理方法和冲突域划分方法使得在一定的信号传输率情况下提高了传输数据量，缩短了数据传输时间。

4)主单元模块MU和从单元模块SU的数据传输编码采用基波谐波传输格式和有效值传输格式，在本发明基于CAN总线的数据传输过程中，有利于提高数据传输的效率。

附图说明

图1为本发明数据传输系统硬件原理图。其中ECT是电流互感器，EVT是电压互感器，O₁、O₂......O_n为节点，n＝1、2、3.....。

图2为本发明数据传输系统虚拟时间轴示意图。其中TB是系统数据发送基本周期为10ms，Ts是采样时间间隔，ΔT是同步帧的发送时间，t0、t12时刻是受到同步帧的时刻，t0、t1、t2…t12是各单元模块同步采样时刻，t_x是同步帧发送时刻。

图3是本发明数据传输系统发送窗口划分示意图。

图4为本发明数据传输系统数据传输示意图。

具体实施方式

以下结合附图及具体实施例对本发明作进一步的详细说明。

本实施例针对工频周期32个采样点进行；

一、传输系统的硬件连接及冲突域划分方法

由于变电站的各间隔的电压数据相同，电流数据不同，这里采用只用一组电压互感器EVT测量的方法。

如图1所示，针对变电站的每个间隔将电压互感器EVT连接在主单元模块MU(以下简称MU)上，各接收端RU(以下简称RU)可共享EVT的采样数据，从而减少互感器的使用数量。将各间隔的电流互感器ECT连接在从单元模块SU(以下简称SU)上。MU与电压互感器EVT、SU与电流互感器ECT之间是点对点串行通信。MU中的CAN模块通过节点O₁、O₂....O_n连接n个CAN驱动，各个CAN驱动与各个SU和RU使用CAN总线连接，并且每个SU、MU和相应的RU的CAN总线连接处构成一个冲突域1、...、n。在一个冲突域中RU只收不发则只有一个SU和MU可能发生冲突。这样就可以实现理论上的无限节点接入。

MU用于采样数据变换，发送系统同步帧和采样数据。MU由于跨接在多个冲突域中，只能接收自己发送的数据用于产生同步帧的接收中断，从而更好的进行同步。MU不能进行监听仲裁发送，只能忙发。

SU与RU直接利用其CAN模块接在相应的CAN总线冲突域上。这里采用了限制冲突域的方法使得在每个冲突域中发送的信息量是有限并可确定的。这样只要MU电流驱动芯片的驱动电流足够就可以连接任意的SU。

二、基于CAN总线的传输数据传输数据处理的方法

为了更有效的利用总线资源我们先将实时采样数据进行数据压缩编码再传输的方法，以下三种编码格式在实现传输有用信息的情况下，前两种基于傅里叶变换的编码算法压缩比为8，后一种基于适应编码的算法压缩比为2。而且在设定模式下可以对MU和SU传输数据编码格式进行改变。本实施例采用三种传输格式：基于傅立叶变换的基波谐波传输格式，有效值传输格式和实时波形传输格式。

前两种传输方法采用的是250kbps的传输速率，后一种方法采用500kbps的传输速率。为满足一般继电保护需要，默认采样系统为每工频周期采样32点，为满足一定的实时性要求数据传输的基本周期TB设定为10ms，即在10ms内完成每个SU与MU的时间同步和MU和SU的所有数据的传输。对于基于傅立叶变换的基波谐波传输格式和有效值传输格式，每个传感器的数据每周期使用一个数据帧发送。

1.基于傅立叶变换的基波谐波传输格式

当二次设备主要记录电量参数的波形和做波形分析时采用基于傅立叶变换的基波谐波传输格式。

首先对采样数据进行数据处理。由于一部分的电子式传感器，尤其是电流传感器采集的是采样点的微分值，所以需要在傅立叶变换前加入积分算法。经过仿真模拟，这里采用梯形积分算法可以收到较好的效果。

这里采用的数据处理方法是离散傅里叶变换，如果采样值为现场数据的微分值，就在离散傅里叶变换之前加入梯形积分算法，再进行32个采样点的离散傅里叶变换将采样得到的时域离散信号转换为频域离散信号，再对各次谐波进行编码。系统只发送基波，3次，5次，7次，9次和2次谐波的实部和虚部数据。其中基波数据是每帧必发送的，而3次，5次，7次，9次和2次谐波则是跟在基波数据后面每5帧发送一次。基波使用16位编码，其他谐波使用12位编码。

数据帧格式采用CAN总线含有11位标识符的标准帧格式，其中数据域为8B如下：

数据7B
				基波4B		3次，5次，7次，9次，2次谐波3B
实部16bit	虚部16bit	实部12bit	虚部12bit
				标号1B
传感器标号4bit	谐波标号3bit	1bit
				0-15	0-7	未定义

2.有效值传输格式

当二次设备主要记录电量参数的有效值时采用有效值传输格式。

首先对采样数据进行数据处理。这里采用的数据处理方法是离散傅里叶变换和离散信号有效值计算，如果采样值为现场数据的微分值，就在离散傅里叶变换之前加入梯形积分算法。再进行32个采样点的离散傅里叶变换将采样得到的时域离散信号转换为频域离散信号。并计算采样得到的半周期时域离散信号的有效值。系统只发送基波和有效值。基波使用16位编码，有效值使用16位编码。

数据帧格式采用CAN总线含有11位标识符的标准帧帧格式，其中数据域为7B如下：

数据6B
			基波4B		有效值2B
实部16bit	虚部16bit	16bit
			标志位及标号1B
传感器标号4bit
			0-15

2.实时波形传输格式

这种传输格式适应以上两种传输应用需要

首先将得到的12位采样数据进行自适应压缩编码变为6位传输数据，再以4个数据为一组每组传送第一个数据的相位并将它们放入数据帧的数据域。其中自适应编码算法如下：

设X_k为32点采样序列中第k采样点的采样值其中k＝0，1，2，…，31；A_k为第k采样点的幅值；θ_k为第k采样点的相角值。这时有X_k＝A_k sin(θ_k)。令X_k+1＝X_k+1′+R_k+1其中X_k+1′为可估计量可用公式X_k+1′＝A_k sin(θ_k+2π/32)计算出，R_k+1为不可估计量即为传输数据。经过公式推倒可得到公式(3)：

R_k+1＝X_k+1′-X_k·[1-ctg(π/16)·cth(θ_k)]公式(3)

因为每工频周期采样32点，所以θ_k＝θ_k-1+2π/32。

数据帧格式采用CAN总线含有11位标识符的标准帧帧格式，其中数据域为8B如下：

数据1的相位1B	第一组4个数据
					0-32	数据1 6bit	数据2 6bit	数据3 6bit	数据4 6bit
数据5的相位1B	第二组4个数据
					0-32	数据5 6bit	数据6 6bit	数据7 6bit	数据8 6bit

三、各单元数据采样的软同步方法

首先MU发送同步帧使MU和各SU第一次采样的时刻相同。先将MU和SU的CAN模块中的验收滤波器设置成只接收同步帧和MU数据帧的形式，并设置成接收中断方式。然后MU发送同步帧，如图2所示，当t0时刻，MU和SU接收到同步帧并同时产生接收中断，此时启动A/D转换进行采样。这样就保证了各单元第一次采样的同步。以后每个传输周期TB都采用上述时间同步方法。

为了配合采样数据的传输周期TB＝10ms我们采取每隔10ms发送一次同步帧。然而这样势必会引起同步误差的加大。为了减少同步误差，我们引入系统虚拟时间的概念(图2)。系统虚拟时间是系统同步的时间，在这里也就是MU中的第一定时计数器MT1(以下简称MT1)的计数值，各从模块的时间以其作为基准。为了使得各SU的时间与系统虚拟时间一致，需要按MU中的MT1的计数值和各模块的机器周期的差异来改变各单元模块的定时计数器计数值。

各单元模块的定时计数器的计数值的校正方法如下：

由于10ms/0.625ms＝16在两个同步帧之间即10ms内，有16个采样时刻，即16次定时计数器中断。如图2为系统虚拟时间轴，只描述了两个同步帧之间的10ms时间轴。其中Δt为同步帧发送与接收之间的时间间隔，定时计数器计数值可以根据CAN总线波特率和处理器主频算出。

在t0时刻，MU和SU接收到同步帧，此时启动A/D转换实现同步采样，同时启动MU和SU内部的两个定时计数器，分别包括MT1，MU的第二定时计数器MT2(以下简称MT2)和SU的第一定时计数器ST1(以下简称ST1)，SU的第二定时计数器ST2(以下简称ST2)，MT1和ST1用于定时0.625ms，对应写入的计数值为NT₁，MT2和ST2用于定时10ms，对应写入的计数值为NT₂，并设Δt所对应的计数值为NT_Δt。到t1时刻，各模块中的MT1和ST1产生中断，从新启动各模块的MT1和ST1并启动A/D转换，重复如此，直到t15时刻启动A/D转换。然后MU将它的MT1的时间计数值NT_m1计为NT_m1＝NT₁-NT_Δt，即0.625-Δtms对应的计数值，当它产生中断后发送同步帧，同步帧中包含此时MU的MT2的计数值NT_m2计为10-Δtms对应的计数值。

同步帧格式采用CAN总线含有11位标识符的标准帧格式，其中数据域为8B如下：

主单元模块MT2的计数值NTm2	将要发送的数据帧个数
		16bit	0～7

各SU接收到同步帧后，将MU中的MT2的计数值NT_m2然后利用式(1)和式(2)计算出对应于系统虚拟时间0.625ms、10ms的SU中ST1和ST2的计数值，并修改他们各自的计数值为新值NT_s1′，NT_s2′。

NT_s2′＝NT_m2+NT_Δt    (1)

NT_s1′＝NT_s2′/16     (2)

式中：NT_s1为SU中的ST1的计数值；NT_s2为SU中的ST2的计数值；NT_Δt为Δt对应的计数值；NT_m2为MU中的MT2的计数值；而MU利用它MT1的计数值与10ms对应的给定值比较修改Δt的对应值，这样就实现了各单元模块与系统虚拟时间的同步。

四、数据的传输方法

对于采样数据的传输，本发明系统采用时间触发机制。时间触发机制是指将时间域分成大量的离散时间间隔(称为时间片或时间窗口)，通过同步机制将数据的传输分配在一定的时间窗口内完成。

对于基于傅立叶变换的基波谐波传输格式和有效值传输格式，每个传感器的数据每发送周期TB使用一个数据帧发送。每个发送周期TB在一个冲突域内有4帧EVT数据帧由MU发送，7帧ECT数据帧由SU发送，共11帧再加上同步帧一共12帧数据。

如图2所示，首先利用同步采样的MU中的MT1将10ms的基本发送周期TB分成16个时间片，每个时间片为0.625ms。这样可以满足每基本周期发送12帧数据的要求，而且还有4个时间片可以扩展发送帧的个数。在这里要说明的是采样的同步与数据发送时间没有直接的联系，可以各自独立，如果发送量大于16帧数据可以进行独立时间片发送，但在250kb/s的传输率前提下最多只能发送18帧这样的数据。

而对于实时波形传输格式，每个传感器的数据每发送周期TB使用两个数据帧发送。每个发送周期TB在一个冲突域内有8帧EVT数据帧由MU发送，14帧ECT数据帧由SU发送，共22帧再加上同步帧一共23帧数据。由于实时波形传输格式采用的是500kbps的传输速率所以可以在每个时间片(0.625ms)内连续发送2帧数据帧。

如图3所示，将16个时间片分成四个数据发送窗口：同步帧发送窗口；MU数据(EVT数据)发送窗口；SU数据(ECT数据)发送窗口；待扩展窗口(图中未表示)。

1.同步帧发送窗口

本窗口只占用第16时间片，具体的帧发送时间和时间同步方法即为标题三中描述的时间同步方法。

2.MU数据(EVT数据)发送窗口

本窗口包含第1-4的时间片，用于MU发送4个EVT的采样数据。具体传输方法见图4，在t0时刻MU和SU接收到同步帧产生接收中断。在此中断中，MU启动A/D转换采样，启动它的两个定时计数器，同时还要启动发送第一帧数据；而SU只启动A/D转换采样和他的定时计数器，接收MU的发送帧，但只记录个数。到各单元模块MT1和ST1产生中断即t1时刻(虽然各单元模块使用各自的定时计数器，但由于使用了上面的同步方法可以认为各模块同时到达t1时刻。)，各单元模块重新启动MT1和ST1，启动A/D转换。此时MU发送第二帧数据，SU不发送数据。重复如此，直到第4个时间片，MU发完EVT采样数据。也就是说MU在t0，t1，t2，t3时刻发送数据，而SU不发送数据只记录MU的发送数据帧的个数并与同步帧中收到的MU将要发送的数据帧个数比较。但他们都进行采样和定时的操作。

3.SU数据(ECT数据)发送窗口

本窗口包含第5-11的时间片，用于SU发送7个ECT的采样数据。

具体传输方法见图4，在各单元模块MT1和ST1产生t4时刻的定时中断时，重新启动它们的MT1和ST1，启动A/D转换。并且此时记录的MU发送数据帧个数与同步帧中收到的MU将要发送数据帧个数相等，这时SU发送第一帧数据，MU不发送数据。重复如此，直到第11个时间片t10时刻，SU发送ECT采样数据，MU不发送数据。也就是说SU在t4，t5，t6，t7，t8，t9，t10，t11时刻发送数据，而SU不发送数据。但他们都进行采样和定时的操作。

这里需要补充说明的是，SU发送数据时与MU不同采用监听发送方式，并且MU的数据帧优先级高。所以如果出现网络故障如同步时间没有接收到等原因，使得主SU时钟严重不同步，SU依然可以利用自身的定时器完成数据采样和数据发送的任务，而且SU是在记录了MU发送了4个数据帧后发送的这样就不会影响MU的数据发送。但其数据帧发送时间可能推后。

4.待扩展窗口(图中未给出标示)

本窗口包含第12-15共4个时间片，有两个用途：

1)用于传输数据帧的扩展。当某模块增加采样传感器后就相应的需要增加传输数据帧，但这种扩展是有限的。

2)由于非周期信号的传输。当出现3.中出现的故障情况时，可以用于SU数据帧的发送。或用于SU数据的重发。

最后根据MU和SU数据帧发送的时刻RU可以判断主SU是否同步，从而便于二次设备的应用。

Claims (6)

1.一种基于CAN总线的电子式互感器数据传输方法，其特征是，包括下述四个技术方案：采用基于CAN总线连接的冲突域划分方法、传输数据处理的方法、数据采样的软同步方法、采用时间触发机制的数据传输方法；以下予以分述：

一、所述的基于CAN总线连接的冲突域划分方法是：将一组电压互感器EVT连接在一个用于采样数据变换、传输及发送系统同步帧的主单元模块MU上，将主单元模块MU中的CAN模块通过节点O连接若干个CAN驱动，每个CAN驱动通过CAN总线与一个从单元模块SU、一个接收端RU连接，连接处构成一个冲突域；从而通过多个CAN驱动将主单元模块MU跨接在多个冲突域中；所述的每个从单元模块SU连接有一组电流互感器ECT；主单元模块MU与电压互感器EVT、从单元模块SU与电流互感器ECT之间是点对点串行通信；

二、所述的传输数据处理的方法是：根据二次设备记录电量参数的不同，采用基于傅立叶变换的基波谐波传输格式、有效值传输格式或实时波形传输格式；

三、所述的数据采样的软同步方法是：首先主单元模块MU发送同步帧使主单元模块MU和各从单元模块SU第一次采样的时刻相同，即先将主单元模块MU和从单元模块SU的CAN模块中的验收滤波器设置成只接收同步帧和主单元模块MU数据帧的形式，并设置成接收中断方式；然后主单元模块MU发送同步帧，当t0时刻，主单元模块MU和从单元模块SU接收到同步帧并同时产生接收中断，此时启动A/D转换进行采样，从而实现各单元第一次采样的同步，以后每个传输周期TB都采用上述时间同步方法；其中，同步过程中采用系统虚拟时间，也即以主单元模块MU中的第一定时计数器MT1的计数值作为各从单元模块SU同步的时间基准，并按该计数值与各模块机器周期的差异来对各单元模块定时计数器计数值进行校正；

四、所述的采用时间触发机制的数据的传输方法是：首先将10ms的基本发送周期TB分成16个时间片，每个时间片为0.625ms；然后将16个时间片分成四个数据发送窗口：分别为同步帧发送窗口、主单元模块MU数据发送窗口、从单元模块SU数据发送窗口、待扩展窗口；

所述的同步帧发送窗口占用第16时间片，用于帧发送时间和时间同步；

所述的主单元模块MU数据发送窗口包含第1-4的时间片，用于发送4个电压互感器EVT的采样数据；

所述的从单元模块SU数据发送窗口包含第5-11的时间片，用于发送7个电流互感器ECT的采样数据；

所述的待扩展窗口包含第12-15共4个时间片，用于传输数据帧的扩展、从单元模块SU数据帧的发送或从单元模块SU数据的重发。

2.根据权利要求1所述的基于CAN总线的电子式互感器数据传输方法，其特征是，在方案二中，所述的基于傅立叶变换的基波谐波传输格式是对采样数据进行离散傅里叶变换，当采样值为现场数据的微分值时，在离散傅里叶变换之前加入梯形积分算法，再进行32个采样点的离散傅里叶变换，将采样得到的时域离散信号转换为频域离散信号，再对各次谐波进行编码，系统只发送基波和各次谐波的实部和虚部数据，基波使用16位编码，其他谐波使用12位编码。

3.根据权利要求1所述的基于CAN总线的电子式互感器数据传输方法，其特征是，在方案二中，所述的有效值传输格式是对采样数据进行离散傅里叶变换，当采样值为现场数据的微分值时，在离散傅里叶变换之前加入梯形积分算法，再进行32个采样点的离散傅里叶变换，将采样得到的时域离散信号转换为频域离散信号，然后计算采样得到的半周期时域离散信号的有效值，系统只发送基波和有效值，基波使用16位编码，有效值使用16位编码。

4.根据权利要求1所述的基于CAN总线的电子式互感器数据传输方法，其特征是，在方案二中，所述的实时波形传输格式是利用自适应压缩编码算法将得到的12位采样数据压缩为6位传输数据，再以4个数据为一组每组传送第一个数据的相位值。

5.根据权利要求1所述的基于CAN总线的电子式互感器数据传输方法，其特征是，在方案三中，所述的对各单元模块的定时计数器计数值进行校正的方法是：

主单元模块MU将它的第一定时计数器MT1的时间计数值NT_m1计为NT_m1＝NT₁-NT_Δt，其中NT₁为10ms对应的计数值，NT_Δt为Δt所对应的计数值，Δt为同步帧发送与接收之间的时间间隔；当它产生中断后发送同步帧，同步帧中包含此时主单元模块MU的第二定时计数器MT2的计数值NT_m2；各从单元模块SU接收到同步帧后，将主单元模块MU中的第二定时计数器MT2的计数值NT_m2与各从单元模块SU中的第二定时计数器ST2的计数值NT_s2减去Δt对应的计数值NT_Δt进行比较，然后利用式(1)和式(2)计算出对应于系统虚拟时间0.625ms、10ms的从单元模块SU中第一定时计数器ST1和第二定时计数器ST2的计数值，并修改它们各自的计数值为新值NT_s1′，NT_s2′：

NT_s2′＝NT_m2+NT_Δt    (1)

NT_s1′＝NT_s2′/16    (2)

式中：NT_s1′为从单元模块SU中的第一定时计数器ST1的计数值；

NT_s2′为从单元模块SU中的第二定时计数器ST2的计数值；

NT_Δt为Δt对应的计数值；

NT_m2为主单元模块MU中的第二定时计数器MT2的计数值。

6.根据权利要求4所述的实时波形传输格式，所述的自适应压缩编码算法是：设X_k为32点采样序列中第k采样点的采样值，其中k＝0，1，2，...，31；A_k为第k采样点的幅值；θ_k为第k采样点的相角值，这时有X_k＝A_ksin(θ_k)；令X_k+1＝X_k+1′+R_k+1其中X_k+1′为可估计量，可用公式X_k+1′＝A_ksin(θ_k+2π/32)计算出，R_k+1为不可估计量即为传输数据，经过推导可得到式(3)：

R_k+1＝X_k+1-X_k·[1-ctg(π/16)·ctg(θ_k)]    (3)

因为每工频周期采样32点，所以θ_k＝θ_k-1+2π/32。

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