CN102932103A - 一种基于数字化变电站的数据传输速率自适应接收方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于数字化变电站的数据传输速率自适应接收方法，该方法包含有下述流程：第一个装置按串行点对点规约向第二个装置发送数据，该数据是经过曼彻斯特编码后的数据。第二个装置接收数据时，首先判断发送过来的数据帧的比特率，确定码元的宽度，然后产生与码元宽度对应的时钟，通过算法检测帧头，当检测到帧头时，将解码后得到的前导位通过移位法与标准前导位比较，若前导位全部正确，接收解码后的数据并校验，校验无误后可得到实时数据。若不正确，程序退回到检测帧头的地方重新检测帧头，若在一定时间内（两帧数据的传输时间）仍检测不到正确的前导位，程序退回到产生对应时钟的地方重新产生时钟。通过本方法，实现了数字化变电站中装置间数据的传输，大大减少了因装置间速率不同而引起的现场沟通、调试、修改程序的工作量。
Description
技术领域
本发明属于电力通信接口技术领域，更具体地，涉及一种不同设备之间通信接口的基于数字化变电站的数据传输速率自适应接收方法。
背景技术
近年来，随着数字化变电站广泛应用，不同厂家设备间互联互通的问题日益突出，如电子式互感器与合并单元、合并单元与二次设备。由于电子式互感器的输出数字接口没有相关标准定义，各厂家选择的数据传输速率也不尽相同。接收方须按照发送方的速率和协议临时修改接收部分的程序，才可以实现设备的互联互通。
在数字化变电站中，合并单元也根据应用场合的不同而划分成不同类型，比如，间隔合并单元，根据国家电网《智能变电站合并单元技术规范》要求，不仅要提供足够的输入接口来接收电子式电流互感器的数据，同时又要接收母线电压合并单元的电压数据。互感器采集器的传输速率与电压合并单元的传输速率也不尽相同，如何能在不更改装置软硬件的前提下正常对接，速率自适应接收成为了一个急需解决的问题。
发明内容
本发明提供一种基于数字化变电站的数据传输速率自适应接收方法，适用于数字化变电站中串行点对点数据的接收。
本发明的技术方案包含有下述步骤：一种基于数字化变电站的数据传输速率自适应接收方法，用于数字化变电站内的第一个装置、第二个装置之间的数据传输，所述第一个装置与第二个装置之间的数据传输包括电子式互感器与合并单元之间的数据传输、合并单元与二次设备之间的数据传输中的一种，其不同在于，该方法包括以下步骤：
步骤A）、第一个装置按串行点对点规约发送数据给第二个装置，该数据是经过曼彻斯特编码后的数据；
步骤B）、第二个装置接收数据时，首先判断发送过来的数据帧的比特率，在数据的第一个上升沿时刻记下计数器的值为t1，在第二个上升沿时刻记下计数器的值t2，依次记录几个上升沿对应的计数器的值，按照取多的原则，确定码元的宽度，然后产生相应的时钟；
步骤C）、检测帧头，当检测到帧头时，开始接收该帧数据，然后将收到的数据解码并校验，校验无误后可得到实时的数据。
进一步的，所述步骤B中，在数据的第一个上升沿时刻记下计数器的值t1，第二个上升沿时刻计数器的值为t2，第三个上升沿时刻计数器t3，直到第十个上升沿对应的计数器的值t10,通过比较每相邻上升沿之间计数器的差值，选取差值较小且出现次数较多的作为生成解码数据时所需的时钟参数。
进一步的，由于数据在空闲位时发1，而帧头起始位为0，经过曼彻斯特编码后的信号在帧头会出现两倍码元宽度的高电平，通过检测高电平的宽度可以检测帧头，检测高电平的宽度可以采用读取高电平持续时间的方法，也可通过在时钟电平的中间连续读取信号电平的方式来判断。因此，所述步骤C中，所述帧头的判断算法为：通过检测帧头的两倍码元宽度高电平来判断是否为帧头。
进一步的，所述步骤C中，当检测到帧头时，判断前导位的最高位，将解码后得到的前导位通过移位法与标准的前导位比较，从前导位的第二高位开始判断，若正确，移至下一位继续比较直至最低位；若不正确则丢弃该数据，然后退回到循环检测帧头处继续检测帧头，若经过两帧数据的传输时间仍检测不到正确的前导位，程序退回到判断传输数据率处，重新生成对应的时钟参数。
进一步的，所述步骤C中，当检测到帧头时，根据规定的数据帧传送格式，将接收到的数据与码元对应的时钟作异或运算得到曼彻斯特解码后的数据。
本发明通过本方法，实现了数字化变电站中装置间数据的传输，大大减少了因装置间速率不同而引起的现场沟通、调试、修改程序的工作量。
附图说明
图1是一种可应用本发明的实施例框图；
图2是本发明数率自适应接收方法的流程图；
图3是数据接收并解码的波形图。
具体实施方式
以数字化变电站过程层设备通信为例，如图1所示，间隔合并单元既要接收电子式电流互感器发送的电流采样信号，又要接收母线电压合并单元发送的电压采样信号，两路信号均按照FT3协议格式传送。合并单元采用速率自适应的方法可以在互感器采集器与对侧母线合并单元传输速率不一致的情况下与之对接，保证了数据传输的及时性与实用性。说明书中的第一个装置就是指电子式互感器或母线电压合并单元，第二个装置就是指间隔合并单元。步骤如下：电子式互感器发送采样数据给间隔合并单元。该采样数据因遵循IEC60044-8点对点规约而发送的是经过曼彻斯特编码的10MHz信号；当间隔合并单元接收数据时，首先判断发送过来的数据帧的比特率，在数据的第一个上升沿时记下计数器的值t1,在第二个上升沿时记下计数器的值t2，依次连续记录几个上升沿对应的计数器的值，按照取多的原则，产生与码元宽度对应的5MHz时钟，如图3所示，在5MHz时钟每个电平中间产生一个10MHz的小脉冲用于读取数据值；由于FT3协议中规定，信号空闲时为1，帧头的前导位为0x0354，且数据均按曼彻斯特编码，而曼彻斯特编码中用上升沿表示电平1，下降沿表示电平0，编码后的信号在帧头处会出现两倍码元宽度的高电平，因此在10MHz脉冲的高电平间读取数据，若发现连续两次读到高电平时，则判断检测到帧头，开始接收数据并解码，解码时在10MHz脉冲为高电平时将数据与5MHz时钟作异或运算得到曼彻斯特解码后的数据，如图3所示。将解码后得到的前导位通过移位法逐位与0x0354（转换成二进制为0000 0011 0101 0100）的低十五位比较，一旦发现某位不正确，立即丢弃该数据，程序退回到重新检测帧头处。若前导位全部正确，接收解码后的数据并遵循FT3协议中规定的校验算法进行校验，若校验正确，数据顺利接收，若不正确，程序退回到检测帧头处。若在一定时间内例如经过两帧数据的传输时间后仍检测不到正确的前导位，则认定生成的时钟周期不正确，程序退回到重新检测数据率处。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围内。
Claims (5)
1.一种基于数字化变电站的数据传输速率自适应接收方法，用于数字化变电站内的第一个装置、第二个装置之间的数据传输，所述第一个装置与第二个装置之间的数据传输包括电子式互感器与合并单元之间的数据传输、合并单元与二次设备之间的数据传输中的一种，其特征在于，该方法包括以下步骤：
步骤A）、第一个装置按串行点对点规约发送数据给第二个装置，该数据是经过曼彻斯特编码后的数据；
步骤B）、第二个装置接收数据时，首先判断发送过来的数据帧的比特率，在数据的第一个上升沿时刻记下计数器的值为t1，在第二个上升沿时刻记下计数器的值t2，依次记录几个上升沿对应的计数器的值，按照取多的原则，确定码元的宽度，然后产生相应的时钟；
步骤C）、检测帧头，当检测到帧头时，开始接收该帧数据，然后将收到的数据解码并校验，校验无误后可得到实时的数据。
2. 根据权利要求1所述的一种基于数字化变电站的数据传输速率自适应接收方法，其特征在于：所述步骤B中，在数据的第一个上升沿时刻记下计数器的值t1，第二个上升沿时刻计数器的值为t2，第三个上升沿时刻计数器t3，直到第十个上升沿对应的计数器的值t10,通过比较每相邻上升沿之间计数器的差值，选取差值较小且出现次数较多的作为生成解码数据时所需的时钟参数。
3. 根据权利要求1所述的基于数字化变电站的数据传输速率自适应接收方法，其特征在于：所述步骤C中，所述帧头的判断算法为：通过检测帧头的两倍码元宽度高电平来判断是否为帧头。
4. 根据权利要求1所述的基于数字化变电站的数据传输速率自适应接收方法，其特征在于：所述步骤C中，当检测到帧头时，判断前导位的最高位，将解码后得到的前导位通过移位法与标准的前导位比较，从前导位的第二高位开始判断，若正确，移至下一位继续比较直至最低位；若不正确则丢弃该数据，然后退回到循环检测帧头处继续检测帧头，若经过两帧数据的传输时间仍检测不到正确的前导位，程序退回到判断传输数据率处，重新生成对应的时钟参数。
5. 根据权利要求1所述的基于数字化变电站的数据传输速率自适应接收方法，其特征在于：所述步骤C中，当检测到帧头时，根据规定的数据帧传送格式，将接收到的数据与码元对应的时钟作异或运算得到曼彻斯特解码后的数据。
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