CN103188338B - 数字保护继电器及其联接以太网通信的方法 - Google Patents

数字保护继电器及其联接以太网通信的方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及数字保护继电器及其联接以太网通信的方法，所述数字保护继电器具有至少两个通信端口，所述方法包括：配置第一通信端口和第二通信端口的物理层；判定关于第一通信端口或第二通信端口的自动协商是否成功；和根据关于第一通信端口和第二通信端口的自动协商是否已经成功，将关于第一通信端口和第二通信端口的一个物理层的配置信息用关于第一通信端口和第二通信端口的另一物理层的配置信息来替换。在此，自动协商是否已经成功的判定包括启动具有设定的截止期限的计时器并判定计时器是否已经到期。尽管无优先级地连接数字保护继电器的以太网端口，数字保护继电器仍可实施相同的操作。

Description

数字保护继电器及其联接以太网通信的方法
技术领域
本发明涉及一种联接数字保护继电器的以太网通信的方法和实施该方法的数字保护继电器，更具体而言，涉及一种使用至少两个具有相同优先级的端口建立以太网通信链路的方法以及实施该方法的数字保护继电器。
背景技术
数字保护继电器(在下文中，称作“继电器”)通过通信线路连接到更高级的监控面板上以根据协定的通信协议向更高级的监控面板周期性地传送关于继电器的信息。为了响应来自更高级的监控面板的周期性的请求，继电器配置了如下的响应帧：其具有电压、电流、电能等的测量值；状态信息，即，出错状态信息等；和事件值等，并将该响应帧发送至更高级的监控面板。在这种情况下，RS-485和RS-422机制通常被用作通信方法的物理媒介，近来，具有10BASE-T、100BASE-TX标准的以太网通信机制被越来越广泛地使用。
以太网是一种为LAN开发的计算机网络技术，其在物理层中限定了信号和线路，并且在OSI模型的数据链路层中限定了媒体接入控制(MAC)包和协议的格式。所述10BASE-T、100BASE-TX标准提供了自动协商功能。所述自动协商功能允许一个通信端口将其运行模式和传输速率与另一通信端口的运行模式和传输速率进行比较，并自动地转变为对应于比较结果的运行模式和传输速率以建立以太网链路。
同时，继电器中支持这种以太网链路，但是需要开发一种用于建立以太网链路的方便且智能的方法。
发明内容
本发明的一个方案提供了一种用于方便且智能地建立数字保护继电器的以太网链路的方法和实施该方法的数字保护继电器。
根据本发明的一个方案，提供了一种用于建立具有至少两个通信端口的数字保护继电器的以太网通信链路的方法，其包括：配置第一通信端口和第二通信端口的物理层；判定关于第一通信端口或第二通信端口的自动协商是否成功；和根据关于第一通信端口和第二通信端口的自动协商是否已经成功，将关于第一通信端口和第二通信端口的物理层之一的配置信息用关于第一通信端口和第二通信端口的另一物理层的配置信息来替换。
在一个实施方式中，自动协商是否已经成功的判定可以包括启动具有设定的截止期限的计时器和判定计时器是否已经到期。在此，所述配置信息可以包括关于传输速率或传送机制的信息。
在一个实施方式中，第一通信端口和第二通信端口的物理(PHY)层的配置可以包括：启动具有设定的截止期限的计时器；判定关于第一通信端口和第二通信端口的自动协商是否已经完成；判定计时器是否已经到期；和当自动协商已经完成且计时器还没有到期时，判定出自动协商已经成功。
在一个实施方式中，可以通过检查经过第一通信端口或第二通信端口的物理层传送或接收的通信数据的特殊比特进行关于第一通信端口和第二通信端口的自动协商是否已经完成的判定，并且所述特殊比特可以为用于指示自动协商是已经成功还是已经失败的比特。
当判定出自动协商成功时，可以包括设定关于各通信端口的自动协商成功标记。此外，在判定自动协商是否已经成功的过程中，通过检查标记值可以判定自动协商是否已经成功。
根据本发明的另一方案，提供了一种具有至少两个通信端口的数字保护继电器，其包括：至少两个连接到以太网通信线路上的通信端口；和处理经过以太网线路的通信的处理器单元，其中，所述处理器单元配置第一通信端口和第二通信端口的物理层PHY，判定关于第一通信端口和第二通信端口的自动协商是否已经成功，并根据关于第一通信端口和第二通信端口的自动协商是否已经成功，将关于第一通信端口和第二通信端口中的任一通信端口的物理层的配置信息用关于另一通信端口的物理层的配置信息来替换。
为了判定自动协商是否已经成功，所述处理器单元可以被配置为启动具有设定的截止期限的计时器并判定计时器是否已经到期。
所述配置信息可以包括关于传输速率和传送机制的信息。
所述处理器单元可以启动具有设定的截止期限的计时器，判定关于第一通信端口和第二通信端口的自动协商是否已经完成，并且所述处理器单元可以被配置为当自动协商已经完成且计时器没有到期时，判定出自动协商已经成功。
在一个实施方式中，为了判定关于第一通信端口和第二通信端口的自动协商是否已经完成，所述处理器单元可以被配置为检查经过第一通信端口或第二通信端口的物理层传送或接收的通信数据的特殊比特，并且在此，所述特殊比特可以指示自动协商是否已经完成。
在一个实施方式中，当判定出自动协商成功时，所述处理器单元可以设定关于各通信端口的自动协商成功标记。
在一个实施方式中，为了判定自动协商是否成功，所述处理器单元可以被配置为检查标记值并确定所述标记值。
通过下面结合附图对本发明的详细的描述，本发明的上述和其它目的、特征、方案和优点变得更显而易见。
附图说明
图1为图示根据本发明的一个实施方式的用于联接数字保护继电器的以太网通信的方法的流程图；
图2为图示根据本发明的一个实施方式的用于联接数字保护继电器的以太网通信的方法的流程图；
图3为图示根据本发明的一个实施方式的用于联接数字保护继电器的以太网通信的方法的流程图；以及
图4为根据本发明的一个实施方式的数字保护继电器的方块图。
具体实施方式
在此使用的术语仅用于描述具体实施方式的目的，而并非意欲限制本发明。除非另外定义，在此使用的所有的术语具有与本发明所属的技术领域的普通的技术人员通常所理解的含义相同的含义，而不应解释成具有过分宽泛的含义，也不应解释成具有过分狭隘的含义。如果在此使用的技术术语是错误的而不能准确地表达本发明的技术理念，则其应该被可以使本领域的技术人员适当理解的技术术语代替。在此使用的通用术语应该根据字典中的定义或上下文解释，而不应解释成过分狭隘的含义。
参照附图，将详细地描述本发明的实施方式。
图1为图示根据本发明的一个实施方式的用于联接数字保护继电器的以太网通信的方法的流程图。所述数字保护继电器可以包括至少两个以太网通信端口(第一和第二以太网通信端口或以太网通信端口A和B)。此外，未对所述两个以太网通信端口限定优先级。换言之，所述两个以太网通信端口具有相同的优先级。
所述以太网通信联接方法可以包括：配置第一端口(通道1)的物理层(S101)；配置第二端口(通道2)的物理层，并判定关于第一端口的物理层的自动协商是否已经失败(S103)。
在配置各端口的物理层的过程中，在所述数字保护继电器的物理层和服务器(例如，交换集线器)之间建立通信链路。所述数字保护继电器可以进行自动协商以配置所述物理层。在所述数字保护继电器与服务器之间可以进行自动协商，并且通过比较彼此的传送模式(例如，全双工、半双工等)或传输速率(例如，10Mbps，100Mbps等)，所述数字保护继电器和服务器可以确定双方可支持的传送模式和传输速率。
稍后将参照图2描述用于判定自动协商是否已经失败的方法。
同时，当在步骤S103中关于第一端口的物理层的自动协商已经失败时，可以实施步骤S104。即，可以判定关于第二端口的物理层的自动协商是否已经失败(S104)。当关于第二端口的物理层的自动协商已经失败时，关于所有通信端口的自动协商已经失败，因此该进程返回至步骤S101以再次配置各端口的物理层。
在步骤S104中，当关于第二端口的物理层的自动协商没有失败时，即，当自动协商成功时，可以实施步骤S105。在这种情况下，由于关于第一端口的物理层的自动协商已经失败且关于第二端口的物理层的自动协商成功，因此，可以将关于第二端口的物理层的配置信息用作关于第一端口的物理层的配置信息，或者可以将关于第一端口的物理层的配置信息用关于第二端口的物理层的配置信息来替换。
即，由于第一端口和第二端口在相同的通信环境下实施以太网通信配置，通过将关于已经成功地实施物理层配置和自动协商的通信端口的配置信息用作关于自动协商已经失败的通信端口的配置信息，自动协商已经失败的通信端口可以成功地建立通信链路。此后，可以终止根据本发明的实施方式的用于建立通信链路的方法。
当在步骤S103中关于第一端口的物理层的自动协商没有失败时，可以实施步骤S106。即，可以判定关于第二端口的物理层的自动协商是否已经失败(S106)。
当在步骤S106中关于第二端口的物理层的自动协商已经失败时，可以实施步骤S107。在这种情况下，由于关于第一端口的物理层的自动协商是成功的且关于第二端口的物理层的自动协商已经失败，关于第一端口的物理层的配置信息可以被用作关于第二端口的配置信息，或者可以替换关于第二端口的物理层的配置信息。即，由于在相同的通信环境下的第一端口和第二端口中均实施以太网通信，当任一个端口已经成功建立以太网链路时，已经成功地建立以太网链路的端口的配置信息可以被输入至其它剩下的端口中或在其它剩下的端口中设定，因而成功地建立了关于所有端口的以太网链路。
在步骤S106中，当关于第二端口的物理层的自动协商成功时，进程可以终止。在这种情况下，由于关于所有端口的物理层的自动协商成功，进程终止而无需实施任何额外的程序。
图2为图示根据本发明的一个实施方式的用于联接数字保护继电器的以太网通信的方法的流程图。示于图2中的流程图为用于更详细地解释上文参照图2描述的步骤S101和S102的实施方式。在图2中，端口将被表达为可以显然地应用于任何端口的“第n端口”。
可以开始关于第n端口的物理层的自动协商(S201)。在步骤S202中，可以启动具有预定的截止期限的计时器(S202)。设定所述计时器的截止期限以便如下文所述的那样判定计时器是否到期，加入时间因子（截止期限）作为用于判定第n端口的物理层的自动协商是否已经成功的因子。当在截止期限内完成了自动协商的失败或成功时，可以判定出自动协商已经被成功地实施。
此后，可以判定关于第n端口的物理层的自动协商是否已经终止(S203)。通过检测经过第n端口的物理层发送或接收的通信数据的特殊比特可以判定所述自动协商是否已经终止。所述特殊比特为用于指示自动协商是已经成功还是已经失败的比特。
当在步骤S203中自动协商已经终止时，可以实施步骤S204。在步骤S204中，可以检查计时器是否已经到期。当计时器已经到期时，可以实施步骤S205。
当在步骤S204中计时器没有到期时，由于已经成功地实施了第n端口的物理层的配置，因此，存储关于第n端口的物理层的自动协商的结果(S205)，并且可以设定关于第n端口的物理层的自动协商成功标记(S206)。所述标记可以设定为0或1以区别其中自动协商终止而失败的情形和其中自动协商终止而成功的情形。
当在步骤S204中计时器已经到期时，自动协商终止而失败，因此可以实施步骤S208。在步骤S208中可以关于第n端口的物理层设定自动协商失败标记。
当在步骤S203中关于第n端口的物理层的自动协商没有终止时，可以实施步骤S208。在步骤S207中可以判定计时器是否已经到期。
当在步骤S207中计时器还没有到期时，由于自动协商还没有完成，因此进程返回至步骤S203。
当在步骤S207中所述计时器已经到期时，自动协商已经终止而失败，因此可以实施步骤S208。在步骤S208中可以设定关于第n端口的物理层的自动协商失败标记。
按照这种方式，在根据本发明的实施方式的用于建立以太网链路的方法中，可以为所有通信端口建立以太网链路，而无需对各通信端口具有优先级。
图3为图示根据本发明的一个实施方式的用于联接数字保护继电器的以太网通信的方法的流程图。图3为图示与图1和图2相关的用于联接数字保护继电器的以太网通信的方法的流程图。
所述方法为用于建立具有至少两个通信端口的数字保护继电器的以太网通信链路的方法，其包括：设定第一通信端口和第二通信端口的物理层(S301)；判定关于第一通信端口或第二通信端口的自动协商是否成功(S302)；和根据关于第一通信端口和第二通信端口的自动协商是否已经成功，将关于第一通信端口和第二通信端口中的一个通信端口的物理层的配置信息用关于另一通信端口的物理层的配置信息来替换(S303)。
在设定第一通信端口和第二通信端口的物理层PHY的步骤S301中，可以配置用于所述数字保护继电器与服务器(或相应物，例如，交换集线器)之间的通信的物理层。通过自动协商可以实施所述物理层的配置，并且在这种情况下，所述数字保护继电器和服务器对比分别由它们所支持的配置信息，并设定可以由它们二者所支持的配置信息。
在此，所述配置信息可以包括关于传输速率或传送机制的信息，并且如上所述，所述数字保护继电器和服务器可以检查由它们支持的传输速率或传送机制，并根据由它们二者支持的传输速率或传送机制来配置物理层。
判定自动协商是否成功(302)可以包括：启动具有设定的截止期限的计时器，和判定计时器是否已经到期。此外，通过检查经过第一通信端口或第二通信端口的物理层而传送或交换的通信数据的特殊比特可以进行所述自动协商是否成功的判定。所述特殊比特为用于指示自动协商是已经成功还是已经失败的比特。
此外，第一通信端口和第二通信端口的物理(PHY)层的配置可以包括：启动具有设定的截止期限的计时器；判定关于第一通信端口和第二通信端口的自动协商是否已经完成；判定计时器是否已经到期；并且当自动协商已经完成且计时器还没有到期时，判定出自动协商已经成功。在此，当判定出所述自动协商成功时，可以包括设定关于各通信端口的自动协商成功标记。此外，在判定自动协商是否已经成功的过程中，可以通过检查标记值来判定自动协商是否已经成功。
在此，已经结合图2提供了对标记的设定的描述，因此将不再赘述。
图4为根据本发明的一个实施方式的数字保护继电器的方块图。所述数字保护继电器可以包括：处理器单元410，其控制数字保护继电器的顺序操作；闪存420，其存储用于运行所述数字保护继电器的固件，RAM作为其中执行固件的区域；以太网控制器441和442，其对用于以太网通信的数据进行解码或编码；和通信端口451和452，其连接到用于以太网通信的以太网通信线路上。所述通信端口451和452可以被分别设计为第一通信端口和第二通信端口。此外，所述第一通信端口和第二通信端口可以具有相同的优先级。
所述处理器单元410可以实施上文参照图1至3描述的根据本发明的实施方式的用于联接以太网通信的方法。
所述处理器单元410配置有第一通信端口和第二通信端口的物理层PHY，判定关于第一通信端口和第二通信端口的自动协商是否已经成功，并且可以被配置为：根据关于第一通信端口和第二通信端口是否已经成功，将关于第一通信端口和第二通信端口中的一个通信端口的物理层的配置信息用关于另一通信端口的物理层的配置信息来替换。
在此，所述配置信息可以包括关于传输速率或传送机制的信息。
此外，为了判定自动协商是否已经成功，所述处理器单元410可以被配置为：启动具有设定的截止期限的计时器，并判定计时器是否已经到期。
此外，所述处理器单元410启动具有设定的截止期限的计时器，并判定关于第一通信端口和第二通信端口的自动协商是否已经完成。所述处理器单元410可以被配置为当自动协商已经完成且计时器没有到期时，判定出自动协商已经成功。
所述处理器单元410可以被配置为当判定出所述自动协商成功时，设定关于各通信端口的自动协商成功标记，并且所述处理器单元420可以被配置为为了判定所述自动协商是否已经成功而检查标记值以确定标记值。
按照这种方式，根据本发明的实施方式，无优先级地使用数字保护继电器的以太网端口。例如，不管以太网通信线路是否连接到以太网端口A或以太网端口B上，所述数字保护继电器都可以实施相同的操作。此外，当以太网端口A和以太网端口B中的任一端口的自动协商完成时，在实施自动协商后得到的信息可以用于另一端口，因而建立了以太网通信环境。
因为在不偏离本发明的特征的情况下，本发明可以以多种形式实施，还应该理解到上述的实施方式不限于前述描述的任何细节(除非特别指出)，而应该在所附的权利要求所限定的范围内宽泛地解释，并且因此落入到所述权利要求的边界和界限内的所有的变化和改进，或这种边界或界限的等同替代都因此意欲包括在所述权利要求之内。

Claims (14)

1.一种用于建立数字保护继电器的以太网通信链路的方法，所述数字保护继电器具有至少两个通信端口，所述方法包括：
配置所述至少两个通信端口中的第一通信端口和第二通信端口中的每个通信端口的物理层；
判定第一通信端口和第二通信端口中的每个通信端口的自动协商是否成功；和
根据所述自动协商是否成功的判定，将第一通信端口或第二通信端口的所配置的物理层的配置信息用第一通信端口或第二通信端口中的另一通信端口的所配置的物理层的配置信息来替换，
其中，通过使用相同的协议，第一通信端口的第一自动协商与第二通信端口的第二自动协商相同；
其中，第二自动协商在第一自动协商之后依序执行。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，判定自动协商是否成功包括：
启动具有设定的截止期限的计时器并判定所述计时器是否已经到期。
3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述配置信息包括关于传输速率或传送机制的信息。
4.根据权利要求1所述的方法，其中，所述物理层的配置包括：
启动具有设定的截止期限的计时器；
判定关于第一通信端口和第二通信端口的自动协商是否已经完成；
判定计时器是否已经到期；和
当所述自动协商已经完成且计时器还没有到期时，判定出所述自动协商已经成功。
5.根据权利要求4所述的方法，其中，判定已经完成所述自动协商包括：检查通过第一通信端口或第二通信端口的物理层而传送或接收的通信数据的特殊比特，并且
所述特殊比特为用于指示自动协商是否成功的比特。
6.根据权利要求1所述的方法，其中，当判定出所述自动协商成功时，还包括设定关于各通信端口的自动协商成功标记。
7.根据权利要求5或6所述的方法，其中，判定所述自动协商是否成功包括检查标记值。
8.一种数字保护继电器，所述数字保护继电器包括：
连接到以太网通信线路上的至少两个通信端口；和
处理器单元，其被配置为：
处理经过以太网通信线路的通信；配置所述至少两个通信端口中的第一通信端口和第二通信端口中的每个端口的物理层(PHY)，
判定第一通信端口和第二通信端口中的每个通信端口的自动协商是否成功，并且
根据所述自动协商是否成功的判定，将第一通信端口或第二通信端口的所配置的物理层的配置信息用第一通信端或第二通信端口中的另一通信端口的所述所配置的物理层的配置信息来替换；
其中，通过使用相同的协议，第一通信端口的第一自动协商与第二通信端口的第二自动协商相同；
其中，第二自动协商在第一自动协商之后依序执行。
9.根据权利要求8所述的数字保护继电器，其中，为了判定所述自动协商是否成功，所述处理器单元启动具有设定的截止期限的计时器并判定计时器是否已经到期。
10.根据权利要求8所述的数字保护继电器，其中，所述配置信息包括关于传输速率或传送机制的信息。
11.根据权利要求8所述的数字保护继电器，其中，所述处理器单元启动具有设定的截止期限的计时器，并判定第一通信端口和第二通信端口中的每个通信端口的自动协商是否已经完成，
当自动协商已经完成且计时器没有到期时，所述处理器单元判定自动协商成功。
12.根据权利要求11所述的数字保护继电器，其中，为了判定第一通信端口和第二通信端口中的每个通信端口的自动协商是否完成，所述处理器单元检查通过第一通信端口或第二通信端口的物理层传送或接收的通信数据的特殊比特，并且
所述特殊比特指示所述自动协商是否完成。
13.根据权利要求11所述的数字保护继电器，其中，当判定出所述自动协商成功时，所述处理器单元设定关于各通信端口的自动协商成功标记。
14.根据权利要求12或13所述的数字保护继电器，其中，为了判定自动协商是否成功，所述处理器单元检查标记值。
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