CN103731504A - 配电网领域dds通信方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种配电网领域DDS通信方法，首先生成发布方和订阅方，所述订阅方将需要的数据类型发送给数据主题生成模块，所述数据主题生成模块根据所述订阅方需要的数据类型为发布方建立数据主题，所述数据主题的类型包括遥测、遥信、遥测序列和遥信序列，当所述订阅方一次需要单个数据，则为发布方建立遥测或遥信数据主题；当所述订阅方一次需要多个数据，则为发布方建立遥测序列或遥信序列数据主题；本订阅方式不仅提高了传输效率，而且订阅方不仅可以一次订阅某条线路的所有遥测，还可以一次订阅所有线路的特定遥测以比较最大值，为传输方式增加了灵活性，解决了现有技术中一次只能传输一个数据导致传输较慢，效率底下的问题。

Description

配电网领域DDS通信方法

技术领域

本发明涉及一种通信方法，具体是一种配电网领域DDS通信方法，属于通信技术领域。

背景技术

数据分布服务(Data Distribution Service,DDS)是对象管理组织(OMG)颁布的分布式实时系统中数据发布的一个最新规范，该规范描述了分布式实时系统中数据发布、传递和接收的接口和行为,定义了以数据为中心的发布-订阅(Data-Centric Publish-Subscribe,DCPS)机制,提供了一个与平台无关的数据模型。它允许应用程序实时发布其拥有的信息，并订阅其需要的信息，较好地处理了不可靠网络通信中数据的自动发现、可靠性和冗余性等问题。DDS的目标在于促进分布式系统中数据高效、可靠地分发。

基于DDS中国发明专利号103166975A的《一种DDS通信系统》公布了一种DDS 通信系统, 其采用了发布/ 订阅通信模式，包括若干发布者、若干订阅者、若干中间件、注册数据类型模块、生成主题模块、发布数据模块、查找主题模块、订阅主题模块、接收数据模块；一发布者首先调用所述注册数据类型模块，成功后返回；然后调用所述生成主题模块，在中间件上生成主题；一订阅者通过查找所述主题模块在网络上找到主题，然后调用所述订阅主题模块订阅该主题；所述发布者收到订阅主题字时，调用所述发布数据模块，将数据送到所述中间件上，所述订阅者通过所述接收数据模块在所述中间件上接收到该数据。

但是该发明还有改进的余地，该数据主题一次只能传输一个，在配电网应用中如果要获取某条线路的电流、电压、频率三个值，需分别订阅该线路的电流、电压和频率，发布方需要分三次发布相应的这些主题，不仅使用的时间较多，还得对收到的数据进行收集整理才能获取想要的信息，效率不高。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是现有技术中的DDS通信中数据主题一次只能传输一个导致传输速度相对较慢的问题，从而提供一种可以一次性传输任意多数量的特定数据主题的配电网领域DDS通信方法

为解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：

一种配电网领域DDS通信方法，包括以下步骤：

（1）建立数据发布方和订阅方：

通过生成发布模块建立发布对象的发布方，它具有写数据的功能；

通过生成订阅模块建立订阅对象的订阅方，它具有读数据的功能；

（2）建立并配置数据主题：

所述订阅方将需要的数据类型发送给数据主题生成模块，所述数据主题生成模块根据所述订阅方需要的数据类型为发布方建立数据主题，所述数据主题的类型包括遥测、遥信、遥测序列和遥信序列，当所述订阅方一次需要单个数据，则所述数据主题生成模块为发布方建立遥测或遥信数据主题；当所述订阅方一次需要多个数据，则所述数据主题生成模块为发布方建立遥测序列或遥信序列数据主题； 

（3）发布和订阅数据主题：

数据主题生成模块将建立的数据主题的配置信息给发布方，发布方实时更新数据主题并对外发布最新数据主题的配置信息；订阅方监听数据通道，发现需要的数据主题的配置信息时，从该数据主题配置信息的发布方实时获取该数据主题，并按照该数据主题的类型解析出该数据。

所述遥测是指用于传输线路检测的数据量，所述遥信是指用于传输开关的位置信号、保护装置的动作信号的数据量；遥测序列用于一次性传输任意多个遥测；所述遥信序列用于一次性传输任意多个遥信。

所述发布方与数据提供方连接，数据提供者为其提供数据，所述订阅方与数据读取方连接，所述数据读取者读取所述订阅方的数据。

所述数据提供方为FTU/DTU，所述数据读取方是SCADA系统。

每个数据主题包括两个基本信息：数据的ID标识和测量名称。

还包括通过XML文件设置所述数据主题的通信控制参数。

通过设置所述通信控制参数实现在数据传输过程中控制数据内容和通信质量。

将所述通信控制参数设置为：在通信过程中如果发生数据阻塞，发生阻塞的数据被重复发送若干遍。

将所述通信控制参数设置为：在通信过程中如果发生数据阻塞，忽略阻塞的数据，继续发送后面的信息。

所述发布方和订阅方可以生成多个，多个所述订阅方可以同时订阅同一个发布方。

本发明的上述技术方案相比现有技术具有以下优点：

（1）本发明所述的配电网领域DDS通信方法，所述订阅方将需要的数据类型发送给数据主题生成模块，所述数据主题生成模块根据所述订阅方需要的数据类型为发布方建立数据主题，所述数据主题的类型包括遥测、遥信、遥测序列和遥信序列，当所述订阅方一次需要单个数据，则所述数据主题生成模块为发布方建立遥测或遥信数据主题；当所述订阅方一次需要多个数据，则所述数据主题生成模块为发布方建立遥测序列或遥信序列数据主题；现有技术中如果如要三个数据就得分别发布订阅三次，本方法可以将三个数据建立一个序列，订阅方订阅这个序列就可以一次获得者三个数据，因此不仅提高了传输效率，并且可以将大量的数据打包成序列传输，能满足大规模的实时数据的访问需求，具有高效的性能，而且订阅方不仅可以一次订阅某条线路的所有遥测，还可以一次订阅所有线路的特定遥测以比较最大值，为传输方式增加了灵活性，解决了现有技术中一次只能传输一个数据导致传输较慢，效率底下的问题。 

（2）本发明所述的配电网领域DDS通信方法，所述遥测是指用于传输线路检测的数据量，所述遥信是指用于传输开关的位置信号、保护装置的动作信号的数据量；遥测序列用于一次性传输任意多个遥测；所述遥信序列用于一次性传输任意多个遥信，将线路的信号进行分类有利于便捷的订阅和发布，订阅方通过订阅一个遥测序列的主题，就可以获得一个线路的电压、电流和频率等信息。

（3）本发明所述的配电网领域DDS通信方法，所述发布方是FTU/DTU，所述订阅方是SCADA系统，本发明与配电网领域具体的结合使用，根据各应用功能不同，可提高2-4倍的开发效率，节约资源、降低开发和维护成本。

（4）本发明所述的配电网领域DDS通信方法，还包括通过XML文件设置所述数据主题的通信控制参数QoS，通过设置所述通信控制参数在数据传输过程中控制数据内容和通信质量，在通信过程中发送异常可以通过对通信控制参数QoS的设置来解决，可以灵活的配置各种服务策略，保证可靠性。

（5）本发明所述的配电网领域DDS通信方法，将所述通信控制参数设置为：在通信过程中如果发生数据阻塞，发生阻塞的数据被重复发送若干遍。

将所述通信控制参数设置为：在通信过程中如果发生数据阻塞，忽略阻塞的数据，继续发送后面的信息；使得在通讯过程中发生数据阻塞时，根据服务品质的参数，可以让发生阻塞的数据被重复发送若干遍，满足数据的高可靠性，也可以忽略阻塞的数据，继续发送后面的信息，以满足较高的实时性要求。

（6）本发明所述的配电网领域DDS通信方法，所述发布方和订阅方可以生成多个，多个所述订阅方可以同时订阅同一个发布方，为本方法在应用中提供了更多的选择和可能，适用性更强。

附图说明

为了使本发明的内容更容易被清楚的理解，下面结合附图，对本发明作进一步详细的说明，其中，

 图1是本发明所述配电网领域DDS通信方法的第一实施例的通信结构图；

图2是本发明所述配电网领域DDS通信方法的方法流程图；

图3是本发明所述配电网领域DDS通信方法的第二实施例的通信结构图；

图4是本发明所述配电网领域DDS通信方法的主题参数结构图。

具体实施方式

下面提供本发明所述的配电网领域DDS通信方法的具体实施方式。

实施例1

本发明所述的配电网领域DDS通信方法，如图2所示，包括如下步骤：

（1）建立数据发布方和订阅方：

通过生成发布模块create_publisher()接口建立发布对象的发布方，它具有写数据的功能；

通过生成订阅模块create_subscriber()接口建立订阅对象的订阅方，它具有读数据的功能。

（2）建立并配置数据主题：

所述订阅方将需要的数据类型发送给数据主题生成模块create_topic()接口，所述数据主题生成模块create_topic()接口根据所述订阅方需要的数据类型为发布方建立数据主题，所述数据主题的类型包括遥信MVTDiscreteValue、遥测MVTAnalogValue、遥信序列MVSTDiscreteValue、遥测序列MVSTAnalogValue。

当所述订阅方一次需要单个数据，则所述数据主题生成模块create_topic()接口为发布方建立遥测或遥信数据主题；当所述订阅方一次需要多个数据，则所述数据主题生成模块create_topic()接口为发布方建立遥测序列或遥信序列数据主题。

（3）发布和订阅数据主题：

数据主题生成模块create_topic()接口将建立的数据主题的配置信息给发布方，发布方实时更新数据主题并对外发布最新数据主题的配置信息；订阅方监听数据通道，发现需要的数据主题的配置信息时，从该数据主题配置信息的发布方实时获取该数据主题，并按照该数据主题的类型解析出该数据，最终建立如图1所示的通信结构。

现有技术中如果如要三个数据就得分别发布订阅三次，本方法可以将三个数据建立一个序列，订阅方订阅这个序列就可以一次获得者三个数据，因此不仅提高了传输效率，并且可以将大量的数据打包成序列传输，能满足大规模的实时数据的访问需求，具有高效的性能，而且订阅方不仅可以一次订阅某条线路的所有遥测，还可以一次订阅所有线路的特定遥测以比较最大值，为传输方式增加了灵活性，解决了现有技术中一次只能传输一个数据导致传输较慢，效率底下的问题。

实施例2

在实施例1所述的配电网领域DDS通信方法的基础上，所述遥测是用于传输线路检测的数据量；所述遥信是指用于传输开关的位置信号、保护装置的动作信号的数据量；遥测序列用于一次性传输任意多个遥测；所述遥信序列用于一次性传输任意多个遥信。

如图3所示，所述发布方是FTU/DTU， FTU（Feeder Terminal Unit），馈线终端设备，FTU 是装设在馈线开关旁的开关监控装置，这些馈线开关指的是户外的柱上开关，例如10kV线路上的断路器、负荷开关、分段开关等。FTU对柱上开关进行监控，实时传送运行数据。DTU（Data Terminal unit），开闭所终端设备，DTU一般安装在常规的开闭所、户外小型开闭所、环网柜、小型变电站、箱式变电站等处，完成对开关设备的位置信号、电压、电流、有功功率、功率因数等数据的采集与计算，对开关进行分合闸操作，FTU和DTU都可将监测数据发送到远方配电子站，完成遥测、遥控、遥信、故障检测功能；在实际应用中，发布方还可以是其他的数据获取设备，所述订阅方通过IEC61970 DAIS服务接口连接的SCADA系统， DAIS（Data Acquisition for Industrial Systems）接口,是为高效、实时地传送大批量数据提供通用的服务接口，它支持参数自动发现和更新，描述了数据访问、告警和事件的接口，适用于高速数据访问；SCADA（Supervisory Control And Data Acquisition）系统，即数据采集与监视控制系统。SCADA系统用于对现场的运行设备进行监视和控制，包括数据采集、四遥（遥信、遥测、遥控、遥调）、状态监视、报警、事件顺序记录、统计计算、制表打印等功能。

每个数据主题包括两个基本信息：数据的ID标识和测量名称；所述数据主题的测量名称和ID标识放到特定的数据主题类型中。

例如，某测量“substation/PMC680PQM/QVVR0.stVal”表示电压，将该测量名称及它的id标识放到遥测MVTAnalogValue的主题类型中，即：MVTAnalogValue{ “substation/PMC680PQM/QVVR0. stVal”：“8000,2416000004085,5000,12110”}；当订阅方DAIS服务发现收到的数据是MVTAnalogValue类型时，便知道接收的是遥测，并按照其解析方式提取该数据。

实施例3

在以上实施例所述的配电网领域DDS通信方法的基础上，如图4所示，还包括通过XML文件设置所述数据主题的通信控制参数QoS，本QoS参数定义在XML Schema中，添加/去除某个QoS参数，只需要在XML Schema中增加/删除该参数即可，实现了配置的灵活性。

例如主题的服务品质控制参数topic_qos，它用来控制数据的可靠性、保存时间等内容，由若干具体参数组成。其中参数DEADLINE表示数据更新频率，假设发布方设置该参数为5秒，表示其每5秒更新一次数据并对外发布，如果订阅方设置该参数为3秒，表示其对数据更新的频率要求是每3秒更新一次，而发布方不能满足该要求，则导致通信关系无法建立。

另一个参数HISTORY表示历史数据，它的取值可以是KEEP_LAST或者是KEEP_ALL，当取值KEEP_LAST时，一旦订阅方与发布方建立连接后，发布方即向其发送最近更新的数据值（参数depth控制最近值的深度，如果是5，则发送最近的5个数据值），即便该值是在连接建立之前更新的。当取值KEEP_ALL时，一旦建立连接，发布方向订阅方发送所有历史数据。

通过设置所述通信控制参数在数据传输过程中控制数据内容和通信质量，将所述通信控制参数设置为：在通信过程中如果发生数据阻塞，发生阻塞的数据被重复发送若干遍。或者将所述通信控制参数设置为：在通信过程中如果发生数据阻塞，忽略阻塞的数据，继续发送后面的信息，使得在通讯过程中发生数据阻塞时，根据服务品质的参数，可以让发生阻塞的数据被重复发送若干遍，满足数据的高可靠性，参数RELIABILITY表示可靠性，如果数据被阻塞，则重新发送该数据，也可以忽略阻塞的数据，继续发送后面的信息，以满足较高的实时性要求，参数max_blocking_time可以设置允许阻塞的最大时间，当值为5秒时，表示只要超过5秒便不再重发阻塞的数据，而继续发送后面的数据。

所述发布方和订阅方可以生成多个，在实际应用中，发布方和订阅方会随着系统变换，所以所述发布方和订阅方可以在原有的基础上添加，也可以是全新的，具有更好的适应性，能适应系统的更新；多个所述订阅方可以同时订阅同一个发布方，在应用中使得一次测量的数据通过发布方发布可以提供多个系统使用，避免重复测量，提高效率。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

Claims (10)

1.一种配电网领域DDS通信方法， 其特征在于，包括以下步骤：

（1）建立数据发布方和订阅方：

通过生成发布模块建立发布对象的发布方，它具有写数据的功能；

通过生成订阅模块建立订阅对象的订阅方，它具有读数据的功能；

（2）建立并配置数据主题：

所述订阅方将需要的数据类型发送给数据主题生成模块，所述数据主题生成模块根据所述订阅方需要的数据类型为发布方建立数据主题，所述数据主题的类型包括遥测、遥信、遥测序列和遥信序列，当所述订阅方一次需要单个数据，则所述数据主题生成模块为发布方建立遥测或遥信数据主题；当所述订阅方一次需要多个数据，则所述数据主题生成模块为发布方建立遥测序列或遥信序列数据主题； 

（3）发布和订阅数据主题：

数据主题生成模块将建立的数据主题的配置信息给发布方，发布方实时更新数据主题并对外发布最新数据主题的配置信息；订阅方监听数据通道，发现需要的数据主题的配置信息时，从该数据主题配置信息的发布方实时获取该数据主题，并按照该数据主题的类型解析出该数据。

2.根据权利要求1所述的配电网领域DDS通信方法，其特征在于，所述遥测是指用于传输线路检测的数据量，所述遥信是指用于传输开关的位置信号、保护装置的动作信号的数据量；遥测序列用于一次性传输任意多个遥测；所述遥信序列用于一次性传输任意多个遥信。

3.根据权利要求1或2所述的配电网领域DDS通信方法，其特征在于，所述发布方与数据提供方连接，数据提供者为其提供数据，所述订阅方与数据读取方连接，所述数据读取者读取所述订阅方的数据。

4.根据权利要求1-3任一项所述的配电网领域DDS通信方法，其特征在于，所述数据提供方为FTU/DTU，所述数据读取方是SCADA系统。

5.根据权利要求1-4任一项所述的配电网领域DDS通信方法，其特征在于，每个数据主题包括两个基本信息：数据的ID标识和测量名称。

6.根据权利要求1-5任一项所述的配电网领域DDS通信方法，其特征在于，还包括通过XML文件设置所述数据主题的通信控制参数。

7.根据权利要求1-6任一项所述的配电网领域DDS通信方法，其特征在于，通过设置所述通信控制参数实现在数据传输过程中控制数据内容和通信质量。

8.根据权利要求1-7任一项所述的配电网领域DDS通信方法，其特征在于，将所述通信控制参数设置为：在通信过程中如果发生数据阻塞，发生阻塞的数据被重复发送若干遍。

9.根据权利要求1-8任一项所述的配电网领域DDS通信方法，其特征在于，将所述通信控制参数设置为：在通信过程中如果发生数据阻塞，忽略阻塞的数据，继续发送后面的信息。

10.根据权利要求1-9任一项所述的配电网领域DDS通信方法，其特征在于，所述发布方和订阅方可以生成多个，多个所述订阅方可以同时订阅同一个发布方。

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