CN103647619A - 一种电力终端变数据帧长的发送、接收方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及电力通信技术领域，具体的讲是一种电力终端变数据帧长的发送、接收方法及装置。其中一种电力终端变数据帧长的发送方法，包括检测电力终端当前通信的错误率；当所述错误率超过门限值时，则根据预定的帧长调整策略将要传送的数据帧进行帧长调整；将所述帧长调整后的数据帧按照电力终端原有的通信协议发送。通过上述实施例的装置和方法，可以自动调整电力终端传输数据的帧长，从而可以提高电力终端通信的可靠性。

Description

一种电力终端变数据帧长的发送、接收方法及装置

技术领域

本发明涉及电力通信技术领域，具体的讲是一种电力终端变数据帧长的发送、接收方法及装置。

背景技术

通信有并行通信和串行通信两种方式。在多微机系统以及现代测控系统中信息的交换多采用串行通信方式（如图6所示为现有技术中串行通信的结构示意图）。

异步通信是以字符（构成的帧）为单位进行传输，字符与字符之间的间隙（时间间隔）是任意的，但每个字符中的各位是以固定的时间传送的，即字符之间不一定有“位间隔”的整数倍的关系，但同一字符内的各位之间的距离均为“位间隔”的整数倍。

在电力营销的现场工作中，用电信息采集终端需要与数量众多的设备（电能表、负控终端等）数据交换，其采用的方式是串口异步半双工的方式。这与现场的通信环境恶劣有关。但是尽管采用多种方式规避，通信效果仍旧没有显著的提升。分析其原因在于采用串行接口存在的问题,主要包括:

1、传输距离短，传输速率低

2、有电平偏移

3、抗干扰能力差

为此，通常采用校验方式，检测并解决串行通信的错误。常用的校验方法有：奇偶校验、代码和校验、循环冗余校验等。在用电信息采集系统中，采用了奇偶校验、代码和校验。

在电力系统各级电网中，电磁干扰是十分严重的。因此采用串行通信的严重缺陷就是几乎没有什么抗干扰的能力。在通信环境比较恶劣的现场中，这种方案根本无法使用。虽然通过加强通信线路屏蔽等措施，可以提高信噪比等技术参数，但是，很难突破10E-4这个等级。

除此之外，还可以采用降低传送速率——波特率的方法，提高系统传送的可靠性。但是由于这种方法只能有限程度下提高抗干扰的能力，不能从根本上解决误码率的问题，所以改善效果不明显。

为了克服上述现有技术中的问题，目前，大量设备采用了横向以及纵向的校验机制，极大地提高了设备抗干扰的能力。大量的通信协议，也基于此种方式不断涌现。在电力系统中，常见的通信规约有：DL/T645-2007电能表通信协议、Q/GDW376.1配变终端通信协议、IEC60875-5-101、102、104远动设备终端的各种协议。

无论是Q/GDW376.1还是IEC60870-5-101（DL/T634），其帧基本格式，因为它们都采用IEC60870-5-1（GB/T18657.1）的6.2.4条FT1.2异步式传输帧格式。

每帧由帧起始符、地址域、控制码、数据域长度、数据域、帧信息纵向校验码及帧结束符7个域组成。每部分由若干字节组成。

但是在电力通信领域中，上述现有技术在串行通信中还是存在误码率较高的问题，很难保证到网络标准10E-6的要求。

发明内容

为了解决现有技术中电力通信领域中干扰大，误码率较高的问题，提出了一种电力终端变数据帧长的发送、接收方法及装置。

本发明实施例提供了一种电力终端变数据帧长的发送方法，包括，

检测电力终端当前通信的错误率；

当所述错误率超过门限值时，则根据预定的帧长调整策略将要传送的数据帧进行帧长调整；

将所述帧长调整后的数据帧按照电力终端原有的通信协议发送。

根据本发明实施例所述的一种电力终端变数据帧长的发送方法的一个进一步的方面，所述检测电力终端当前通信的错误率具体包括，误码率和/或误码出现几率，还包括计算接收错误数据帧的次数，其中所述误码出现几率=当前数据帧长×每个字节占用的位数×误码率。

根据本发明实施例所述的一种电力终端变数据帧长的发送方法的再一个进一步的方面，当所述错误率超过门限值时，则根据预定的帧长调整策略将要传送的数据帧进行帧长调整具体包括，当所述错误率超过第一门限值时，将要传送的数据帧拆分为帧长较短、帧数较多的数据帧；当所述错误率低于第二门限值时，将要传送的数据帧合并为帧长较长、帧数较少的数据帧。

本发明实施例还提供了一种电力终端变数据帧长的接收方法，包括，

接收并解析电力终端发送的经过帧长调整后的数据帧；

根据所述经过帧长调整后的数据帧的帧长信息将所述经过帧长调整后的数据帧重新恢复为原数据帧。

根据本发明实施例所述一种电力终端变数据帧长的接收方法的一个进一步的方面，所述接收并解析电力终端发送的经过帧长调整后的数据帧包括，按照电力终端原有的通信协议接收并解析所述电力终端发送的经过帧长调整后的数据帧。

本发明实施例还提供了一种电力终端变数据帧长发送装置，包括，

检测单元，用于检测电力终端当前通信的错误率；

帧长调整单元，用于当所述错误率超过门限值时，则根据预定的帧长调整策略将要传送的数据帧进行帧长调整；

发送单元，用于将所述帧长调整后的数据帧按照电力终端原有的通信协议发送。

根据本发明实施例所述一种电力终端变数据帧长发送装置的一个进一步的方面，所述检测单元具体检测电力终端当前通信的误码率、误码出现几率，该检测单元还进一步包括计算单元，用于计算接收错误数据帧的次数。

根据本发明实施例所述一种电力终端变数据帧长发送装置的再一个进一步的方面，帧长调整单元进一步用于，当所述错误率超过第一门限值时，将要传送的数据帧拆分为帧长较短、帧数较多的数据帧；当所述错误率低于第二门限值时，将要传送的数据帧合并为帧长较长、帧数较少的数据帧。

本发明实施例还提供了一种电力终端变数据帧长的接收装置，包括，

接收单元，用于接收并解析电力终端发送的经过帧长调整后的数据帧；

帧长恢复单元，用于根据所述经过帧长调整后的数据帧的帧长信息将所述经过帧长调整后的数据帧重新恢复为原数据帧。

根据本发明实施例所述一种电力终端变数据帧长的接收装置的一个进一步的方面，所述接收单元进一步按照电力终端原有的通信协议接收并解析所述电力终端发送的经过帧长调整后的数据帧。

通过上述实施例的装置和方法，可以自动调整电力终端传输数据的帧长，从而可以提高电力终端通信的可靠性。

附图说明

结合以下附图阅读对实施例的详细描述，本发明的上述特征和优点，以及额外的特征和优点，将会更加清楚。

图1所示为本发明实施例一种电力终端变数据帧长的发送方法流程图；

图2所示为本发明实施例一种电力终端变数据帧长的接收方法流程图；

图3所示为本发明实施例一种电力终端变数据帧长发送装置的结构示意图；

图4所示为本发明实施例一种电力终端变数据帧长的接收装置结构示意图；

图5所示为本发明实施例电力终端变数据帧长的发送与接收示意图；

图6所示为现有技术中串行通信的结构示意图。

具体实施方式

下面的描述可以使任何本领域技术人员利用本发明。具体实施例和应用中所提供的描述信息仅为示例。这里所描述的实施例的各种延伸和组合对于本领域的技术人员是显而易见的，在不脱离本发明的实质和范围的情况下，本发明定义的一般原则可以应用到其他实施例和应用中。因此，本发明不只限于所示的实施例，本发明涵盖与本文所示原理和特征相一致的最大范围。

如图1所示为本发明实施例一种电力终端变数据帧长的发送方法流程图。

包括步骤101，检测电力终端当前通信的错误率。

步骤102，当所述错误率超过门限值时，则根据预定的帧长调整策略将要传送的数据帧进行帧长调整。

步骤103，将所述帧长调整后的数据帧按照电力终端原有的通信协议发送。

作为本发明的一个实施例，所述检测电力终端当前通信的错误率具体包括，误码率和/或误码出现几率，其中所述误码出现几率=当前数据帧长×每个字节占用的位数×误码率。

作为本发明的一个实施例，所述检测电力终端当前通信的错误率还包括，计算接收错误数据帧的次数。

作为本发明的一个实施例，当所述错误率超过门限值时，则根据预定的帧长调整策略将要传送的数据帧进行帧长调整具体包括，当所述错误率超过第一门限值时，将要传送的数据帧拆分为帧长较短、帧数较多的数据帧；当所述错误率低于第二门限值时，将要传送的数据帧合并为帧长较长、帧数较少的数据帧。

通过上述本发明实施例的方法，可以自动调整电力终端传输数据的帧长，从而可以提高电力终端通信的可靠性。

如图2所示为本发明实施例一种电力终端变数据帧长的接收方法流程图。

包括步骤201，接收并解析电力终端发送的经过帧长调整后的数据帧。

步骤202，根据所述经过帧长调整后的数据帧的帧长信息将所述经过帧长调整后的数据帧重新恢复为原数据帧。

作为本发明的一个实施例，所述接收并解析电力终端发送的经过帧长调整后的数据帧包括，按照电力终端原有的通信协议接收并解析所述电力终端发送的经过帧长调整后的数据帧。

通过上述本发明实施例的方法，可以自动调整电力终端传输数据的帧长，从而可以提高电力终端通信的可靠性。

如图3所示为本发明实施例一种电力终端变数据帧长发送装置的结构示意图。

包括检测单元301，用于检测电力终端当前通信的错误率。

帧长调整单元302，用于当所述错误率超过门限值时，则根据预定的帧长调整策略将要传送的数据帧进行帧长调整。

发送单元303，用于将所述帧长调整后的数据帧按照电力终端原有的通信协议发送。

作为本发明的一个实施例，所述检测单元具体检测电力终端当前通信的误码率、误码出现几率。

作为本发明的一个实施例，所述检测单元中还进一步包括计算单元，用于计算接收错误数据帧的次数。

作为本发明的一个实施例，帧长调整单元302进一步用于，当所述错误率超过第一门限值时，将要传送的数据帧拆分为帧长较短、帧数较多的数据帧；当所述错误率低于第二门限值时，将要传送的数据帧合并为帧长较长、帧数较少的数据帧。

通过上述本发明实施例的装置，可以自动调整电力终端传输数据的帧长，从而可以提高电力终端通信的可靠性。

如图4所示为本发明实施例一种电力终端变数据帧长的接收装置结构示意图。

包括接收单元401，用于接收并解析电力终端发送的经过帧长调整后的数据帧。

帧长恢复单元402，用于根据所述经过帧长调整后的数据帧的帧长信息将所述经过帧长调整后的数据帧重新恢复为原数据帧。

作为本发明的一个实施例，所述接收单元401进一步按照电力终端原有的通信协议接收并解析所述电力终端发送的经过帧长调整后的数据帧。

通过上述本发明实施例的装置，可以自动调整电力终端传输数据的帧长，从而可以提高电力终端通信的可靠性。

如图5所示为本发明实施例电力终端变数据帧长的发送与接收示意图。

在本实施例中包括用电信息采集终端501，电能表601（或者还可以为负控终端、配变终端等）。其中在本例中用电信息采集终端501作为发送端，所述电能表601作为接收端。

发送装置502插接于所述用电信息采集终端501的扩展模块卡槽，接收用电信息采集终端501的数据端口5011下发至带你能表601的数据帧F，在本例中假设数据帧F的帧长为900字节，将该数据帧F存储于通信缓冲区。

所述发送装置502的检测单元5021检测当前通信的误码率，通过所述误码率计算误码出现几率，即，利用误码出现几率=当前数据帧长×每个字节占用的位数×误码率，当所述误码出现几率超过例如12.5%时，则通过帧长调整单元5022调整当前数据帧的帧长，例如，将数据帧的帧长由当前的900字节调整为114字节，需要将数据帧拆分为8个子帧。

作为本发明的另一个实施例，还可以使用接收错误数据帧的次数来判断是否需要调整当前数据帧的帧长度，例如当前接收数据帧的过程中，接收到一次错误数据帧，则需要将当前的数据帧长度缩短（例如当前数据帧的帧长度为455字节，则可以缩短至303字节、227字节或者182字节等），如果连续接收十次均没有错误数据帧出现，则可以将当前数据帧的长度增长（例如当前帧接收数据帧的帧长度为227字节，则可以增长至303字节、455字节甚至909字节），或者当连续接收十次均没有错误数据帧出现也可以保持当前数据帧的帧长度不做变化。将当前数据帧的帧长度增长或者缩短，以及拆分的子帧数量可以参考表1所示的内容，该表中以当前数据帧长909字节为基础。

表1帧长与拆分子帧数量的对应表

拆分子帧数	帧长（字节）
		1	909
2	455
		3	303
4	227
		5	182
6	152
		7	130
8	114
		9	101
10	91
		11	83
12	76

所述8个子帧的帧长均为114字节，标记为F1、F2……F8，其中，每个子帧的格式如下表2所示：

表2：子帧格式

其中具体内容如下：

起始字符：97H

长度L=链路用户数据的长度。

控制域，表明本帧的性质：开始帧，结束帧，中间帧，测试帧。

地址域，表明中间帧的序号。

校验和：从第一个帧起始符开始到校验码之前的所有各字节的模256的和，即各字节二进制算术和，不计超过256的溢出值。

结束字符：16H。

所述发送单元5023根据原有的通信协议将子帧F1、F2……F8重新装配，形成新的数据帧Fs1、Fs2……Fs8。

按照传输规则，通过用电信息采集终端501的串口5012依次发送数据帧Fs1、Fs2……Fs8，若发送失败(没有收到电能表一侧回复的接收成功标识)，则起动超时重发机制，重发次数为3，重发超过3次，数据发送失败。

接收到电能表一侧对Fs1、Fs2……Fs8的所有正确回应，则数据帧F发送成功。发送装置502读取下一帧原始数据，重复上述过程。

接收装置602插接于所述电能表601的扩展模块卡槽，电能表601通过串口6011接收用电信息采集装置501发送的数据，接收装置602的接收单元6021获取用电信息采集装置501的发送装置502发送的数据帧Fs1、Fs2……Fs8，每接到一帧都要回应正确接收标识，数据进入接收缓冲区。接收完毕并返回所有正确回应，则数据帧F发送成功，否则，通信失败。

该接收单元6021还按照原有的通信协议将Fs1、Fs2……Fs8数据取出，形成新的数据帧F1、F2……F8。

帧长恢复单元6022根据数据帧F1、F2……F8的帧长度信息，按照帧长度L=114字节将F1、F2……F8重新组装为数据帧F，然后将F送至上送缓冲区。

所述电能表601通过数据接口6012获取所述上送缓冲区中的数据帧F，至此，用电信息采集终端501下发至数据帧F已成功传送到电能表601。

在另一个实施例中，电能表启动发送流程和用电信息采集终端启动接收流程，所述电能表也具有发送装置，所述用电信息采集终端也具有接收装置，二者共同配合可完成电能表到终端的数据传送，在此不再赘述。

在现场工作中，需要通过串行通信的方式读取设备中的大量数据。但是，由于设备基本都是靠近高压线路、变压器等带有强电磁干扰的设备，因此，很多终端的数据采集的工作很难开展下去。同时，设备的通信方式已经基本固定，通信协议业已规范，不能从软件上调整。现场通信线路布置复杂，采用更加可靠的通信信道（例如光纤）需要等到若干年后的线路改造。这一切使现场工作陷入被动的死结当中。通过本发明实施例的方法及装置，能够比较方便快速地解决这类问题，实现用电信息采集终端与电能表等设备的数据交换，为电力生产提供良好的技术实现与支撑。

本发明可以以任何适当的形式实现，包括硬件、软件、固件或它们的任意组合。本发明可以根据情况有选择的部分实现，比如计算机软件执行于一个或多个数据处理器以及数字信号处理器。本文的每个实施例的元素和组件可以在物理上、功能上、逻辑上以任何适当的方式实现。事实上，一个功能可以在独立单元中、在一组单元中、或作为其他功能单元的一部分来实现。因此，该系统和方法既可以在独立单元中实现，也可以在物理上和功能上分布于不同的单元和处理器之间。

在相关领域中的技术人员将会认识到，本发明的实施例有许多可能的修改和组合，虽然形式略有不同，仍采用相同的基本机制和方法。为了解释的目的，前述描述参考了几个特定的实施例。然而，上述的说明性讨论不旨在穷举或限制本文所发明的精确形式。前文所示，许多修改和变化是可能的。所选和所描述的实施例，用以解释本发明的原理及其实际应用，用以使本领域技术人员能够最好地利用本发明和各个实施例的针对特定应用的修改、变形。

Claims (10)

1.一种电力终端变数据帧长的发送方法，其特征在于包括，

检测电力终端当前通信的错误率；

当所述错误率超过门限值时，则根据预定的帧长调整策略将要传送的数据帧进行帧长调整；

将所述帧长调整后的数据帧按照电力终端原有的通信协议发送。

2.根据权利要求1所述的一种电力终端变数据帧长的发送方法，其特征在于，所述检测电力终端当前通信的错误率具体包括，误码率和/或误码出现几率，还包括计算接收错误数据帧的次数，其中所述误码出现几率=当前数据帧长×每个字节占用的位数×误码率。

3.根据权利要求1所述的一种电力终端变数据帧长的发送方法，其特征在于，当所述错误率超过门限值时，则根据预定的帧长调整策略将要传送的数据帧进行帧长调整具体包括，当所述错误率超过第一门限值时，将要传送的数据帧拆分为帧长较短、帧数较多的数据帧；当所述错误率低于第二门限值时，将要传送的数据帧合并为帧长较长、帧数较少的数据帧。

4.一种电力终端变数据帧长的接收方法，其特征在于包括，

接收并解析电力终端发送的经过帧长调整后的数据帧；

根据所述经过帧长调整后的数据帧的帧长信息将所述经过帧长调整后的数据帧重新恢复为原数据帧。

5.根据权利要求4所述的一种电力终端变数据帧长的接收方法，其特征在于，所述接收并解析电力终端发送的经过帧长调整后的数据帧包括，按照电力终端原有的通信协议接收并解析所述电力终端发送的经过帧长调整后的数据帧。

6.一种电力终端变数据帧长发送装置，其特征在于包括，

检测单元，用于检测电力终端当前通信的错误率；

帧长调整单元，用于当所述错误率超过门限值时，则根据预定的帧长调整策略将要传送的数据帧进行帧长调整；

发送单元，用于将所述帧长调整后的数据帧按照电力终端原有的通信协议发送。

7.根据权利要求6所述的一种电力终端变数据帧长发送装置，其特征在于，所述检测单元具体检测电力终端当前通信的误码率、误码出现几率，该检测单元还进一步包括计算单元，用于计算接收错误数据帧的次数。

8.根据权利要求6所述的一种电力终端变数据帧长发送装置，其特征在于，帧长调整单元进一步用于，当所述错误率超过第一门限值时，将要传送的数据帧拆分为帧长较短、帧数较多的数据帧；当所述错误率低于第二门限值时，将要传送的数据帧合并为帧长较长、帧数较少的数据帧。

9.一种电力终端变数据帧长的接收装置，其特征在于包括，

接收单元，用于接收并解析电力终端发送的经过帧长调整后的数据帧；

帧长恢复单元，用于根据所述经过帧长调整后的数据帧的帧长信息将所述经过帧长调整后的数据帧重新恢复为原数据帧。

10.根据权利要求9所述的一种电力终端变数据帧长的接收装置，其特征在于，所述接收单元进一步按照电力终端原有的通信协议接收并解析所述电力终端发送的经过帧长调整后的数据帧。

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