CN103036878A - 一种用于网络协议转换的设备及方法 - Google Patents
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Abstract
一种用于网络协议转换的设备：包括网络模块、指令队列模块、译码转换模块、数据译码打包模块、485应答接受模块、485模块和CPU，各模块分别通过系统总线连接，DP83848网络模块外接以太网、485模块SP3485外接485电表。采用上述设备实现以太电表集抄协议到标准485协议转换的方法：1、通过以太接口经以太网与运行虚拟化集中器的主机进行联接；2、接收并处理从虚拟集中器下发过来的以太抄表报文；3、将DL645规约的报文通过485总线发送出去；4、按照以太抄表协议发送回去。本发明可完成以太协议到485协议的转换，通过该设备可以在近距离高速联接一个或数个485电表，完成电表数据采集。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于网络协议转换的设备，尤其是涉及一种完成以太电表集抄协议到标准485协议转换的设备。本发明还涉及采用所述的转换设备实现以太电表集抄协议到标准485协议转换的方法。
背景技术
当前运行的电网当中计量自动化电表数据抄集业务系统所使用的传统解决方案当中，主流是采用纯485通讯手段实现电表数据的抄集。为适应长距离数据传输要求以及数据的准确性，一般在现场实施安装的时候只会采用1200这样的低速率来实现电表集抄，加上485总线只能支持一问一答的通讯方式，导致计量自动化电表集抄业务的效率低下。
为了支持新开发的集中器虚拟化解决方案，通讯手段主要采用以太方式实现通讯和组网，为了完成以太电表集抄协议到标准485协议（DL645）的转换，进而需要开发一种新型的电表前置单元，作为主要通讯组网节点而存在，连接到一个或数个电表上，使用高速率进行通讯。
发明内容
本发明所要解决的第一个技术问题，就是提供一种用于网络协议转换的设备。
本发明所要解决的第二个技术问题，就是提供一种采用上述设备实现以太电表集抄协议到标准485协议转换的方法。
采用本发明的设备和方法，可完成以太协议到485协议的转换，通过该设备可以在近距离高速联接一个或数个485电表，完成电表数据采集。
为解决上述第一个技术问题，本发明采取的技术方案如下：
一种用于网络协议转换的设备，其特征是：包括：
DP83848网络模块，用于连接以太网络，进行分组报文交换过程处理，接收和发送以太网络数据；
指令队列模块，用于在接收虚拟集中器下发的多条抄表指令后，采用先进先出的方式排队，等候设备空闲的时候依次逐个处理；
DL645译码转换模块，用于将虚拟集中器发送过来的以太抄表协议命令，翻译成485电表可以接收及处理的DL645协议报文；
数据译码打包模块，用于解析485电表返回的，通过DL645协议封装的报文内容，从中提取出数据并按照以太抄表协议格式打包好；
485应答接受模块，用于控制485总线接收来自电表的回应数据，严格按照一问一答的交互方式控制接收流程执行；
485模块SP3485，用于控制连接485总线，支持设备将数据发送到485总线上，并监听485总线上的其它设备发送请求，从485总线上接收数据；
CPU芯片，用于控制整个设备的总体运行，执行复杂数学运算过程；
所述的各模块分别通过系统总线连接，所述的DP83848网络模块外接以太网、485模块SP3485外接485电表。
所述的转换设备信号传送的逻辑线路是依次经过所述的DP83848网络模块、指令队列模块、DL645译码转换模块、数据译码打包模块、485应答接受模块和485模块SP3485。
所述的设备一端通过以太网络接口，可以接入以太网当中与集中器虚拟化主机进行连接，上行端口用以太方式实现到集中器虚拟化主机之间的连接，通讯协议采用专门定制的高级计量协议，能实现多线程并发抄表；而设备的另一端则有485接口，通过485总线联接一个或数个电表。
设备主要功能是完成从以太抄表协议到485抄表协议的转换，作为关键组网连接节点，实现与一个或数个电表之间的高速率连接(近距离)与通讯。
解决上述第二个技术问题，本发明采取的技术方案如下：
一种采用上述设备实现以太电表集抄协议到标准485协议转换的方法，包括以下步骤：
第一步：通过以太接口经以太网与运行虚拟化集中器的主机进行联接，设备上电后主动与主机之间建立并维持TCP长连接通道，等待接收从主机上发送过来以太抄表协议的报文；
第二步：接收并处理从虚拟集中器下发过来的以太抄表报文，解释其报文对应的含义，展开参数并通过对照协议转换成DL645规约的报文；
第三步：将DL645规约的报文通过485总线发送出去，实现与电表之间一问一答方式的通讯；发送报文后监听485总线上电表的回应，同时计算响应超时；
第四步：接收到从电表发回的DL645报文后，将其当中参数展开并提取出来，按照以太抄表协议进行组装，通过与虚拟化集中器的主机相联接的TCP长连接通道发送回去。
整个协议交互和转换过程中要做到：
1、在整个协议转化及通讯过程当中，发送回主机的响应报文的序号，应该与主机下发抄表命令的序号相同；
2、同时发送到协议转换设备上的多条抄表命令，按照到达的先后次序排队，然后依次处理；
3、使用115200的高速率进行通讯。
有益效果：本发明能够利用以太网络来实现电表数据集抄，以太通讯手段的优点，可以实现大并发和多线程抄表作业。后端与电表相连部分，由于都是设计为近距离访问，可以采用高速率来进行连接，大大提高和改善了与电表通讯及数据采集的瓶颈。
附图说明
图1是本发明的设备组成和连接关系示意图；
图2是本发明的设备外接以太网和电表示意图。
图中：1-DP83848网络模块，2-指令队列模块，3-DL645译码转换模块，4-数据译码打包模块，5-485应答接受模块，6-SP3485模块，7-CPU芯片，8-系统总线，9-以太端口，10-485总线端口，11-用于网络协议转换的设备，12-集中器虚拟化主机，13-485电表。
具体实施方式
如图1所示，本发明的用于网络协议转换的设备11，包括DP83848网络模块1，该模块用于连接以太网络，进行分组报文交换过程处理，接收和发送以太网络数据；指令队列模块2，在接收虚拟集中器下发的多条抄表指令后，采用先进先出的方式排队，等候设备空闲的时候依次逐个处理；DL645译码转换模块3，用于将虚拟集中器发送过来的以太抄表协议命令，翻译成485电表可以接收及处理的DL645协议报文；数据译码打包模块4，用于解析485电表返回的，通过DL645协议封装的报文内容，从中提取出数据并按照以太抄表协议格式打包好；485应答接受模块5，用于控制485总线接收来自电表的回应数据，严格按照一问一答的交互方式控制接收流程执行；SP3485模块6，用于控制连接485总线，支持设备将数据发送到485总线上，并监听485总线上的其它设备发送请求，从485总线上接收数据；CPU芯片7，用于控制整个设备的总体运行，执行复杂数学运算过程；各模块分别通过系统总线8连接。
本设备11的DP83848网络模块1通过以太端口9外接以太网，最后接入以太网当中与集中器虚拟化主机进行连接，上行端口用以太方式实现到集中器虚拟化主机之间的连接，通讯协议采用专门定制的高级计量协议，能实现多线程并发抄表；设备的485模块通过485总线端口10外接一个或数个485电表，参见图2。
设备的信号传送逻辑线路是依次经过DP83848网络模块、指令队列模块、DL645译码转换模块、数据译码打包模块、485应答接受模块和485模块SP3485。
设备主要功能是完成从以太抄表协议到485抄表协议的转换，作为关键组网连接节点，实现与一个或数个电表之间的高速率连接(近距离)与通讯。
采用上述设备实现以太电表集抄协议到标准485协议转换的方法，包括以下步骤：
第一步：通过以太接口经以太网与运行虚拟化集中器的主机进行联接，设备上电后主动与主机之间建立并维持TCP长连接通道，等待接收从主机上发送过来以太抄表协议的报文；
第二步：接收并处理从虚拟集中器下发过来的以太抄表报文，解释其报文对应的含义，展开参数并通过对照协议转换成DL645规约的报文；
第三步：将DL645规约的报文通过485总线发送出去，实现与电表之间一问一答方式的通讯；发送报文后监听485总线上电表的回应，同时计算响应超时；
第四步：接收到从电表发回的DL645报文后，将其当中参数展开并提取出来，按照以太抄表协议进行组装，通过与虚拟化集中器的主机相联接的TCP长连接通道发送回去。
整个协议交互和转换过程中要做到：
1、在整个协议转化及通讯过程当中应注意其报文响应的序号，发送回主机的响应报文的序号，应该与主机下发抄表命令的序号相同；
2、同时发送到协议转换设备上的多条抄表命令，将会被协议转换设备按照到达的先后次序排队，然后依次处理；
3、由于485总线与电表之间被设计成近距离通讯，可以使用比1200更高的通讯速率实现与电表之间的数据交换，使用115200的高速率进行通讯（可根据实际电表所支持的最高速率进行调整）。
Claims (4)
1.一种用于网络协议转换的设备，其特征是：包括：
DP83848网络模块，用于连接以太网络，进行分组报文交换过程处理，接收和发送以太网络数据；
指令队列模块，用于在接收虚拟集中器下发的多条抄表指令后，采用先进先出的方式排队，等候设备空闲的时候依次逐个处理；
DL645译码转换模块，用于将虚拟集中器发送过来的以太抄表协议命令，翻译成485电表可以接收及处理的DL645协议报文；
数据译码打包模块，用于解析485电表返回的，通过DL645协议封装的报文内容，从中提取出数据并按照以太抄表协议格式打包好；
485应答接受模块，用于控制485总线接收来自电表的回应数据，严格按照一问一答的交互方式控制接收流程执行；
485模块SP3485，用于控制连接485总线，支持设备将数据发送到485总线上，并监听485总线上的其它设备发送请求，从485总线上接收数据；
CPU芯片，用于控制整个设备的总体运行，执行复杂数学运算过程；
所述的各模块分别通过系统总线连接，所述的DP83848网络模块外接以太网、485模块SP3485外接485电表；所述的转换设备信号传送的逻辑线路是依次经过所述的DP83848网络模块、指令队列模块、DL645译码转换模块、数据译码打包模块、485应答接受模块和485模块SP3485。
2.根据权利要求1所述的用于网络协议转换的设备，其特征是：所述的设备一端通过以太网络接口接入以太网当中与集中器虚拟化主机进行连接，上行端口用以太方式实现到集中器虚拟化主机之间的连接，通讯协议采用专门定制的高级计量协议，实现多线程并发抄表；而设备的另一端则有485接口，通过485总线联接一个或数个电表。
3.一种采用如权利要求1或2所述的设备实现以太电表集抄协议到标准485协议转换的方法，包括以下步骤：
第一步：通过以太接口经以太网与运行虚拟化集中器的主机进行联接，设备上电后主动与主机之间建立并维持TCP长连接通道，等待接收从主机上发送过来以太抄表协议的报文；
第二步：接收并处理从虚拟集中器下发过来的以太抄表报文，解释其报文对应的含义，展开参数并通过对照协议转换成DL645规约的报文；
第三步：将DL645规约的报文通过485总线发送出去，实现与电表之间一问一答方式的通讯；发送报文后监听485总线上电表的回应，同时计算响应超时；
第四步：接收到从电表发回的DL645报文后，将其当中参数展开并提取出来，按照以太抄表协议进行组装，通过与虚拟化集中器的主机相联接的TCP长连接通道发送回去。
4.根据权利要求3所述的实现以太电表集抄协议到标准485协议转换的方法，其特征是：
1）在整个协议转化及通讯过程当中，发送回主机的响应报文的序号，应该与主机下发抄表命令的序号相同；
2）同时发送到协议转换设备上的多条抄表命令，按照到达的先后次序排队，然后依次处理；
3）使用115200的高速率进行通讯。
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