CN105530262B

CN105530262B - 一种电力配网自动化装置维护自适应制作方法

Info

Publication number: CN105530262B
Application number: CN201511007401.0A
Authority: CN
Inventors: 郑坚江; 钱剑波; 吴灿碧
Original assignee: Ningbo Sanxing Medical and Electric Co Ltd
Current assignee: Ningbo Sanxing Medical and Electric Co Ltd
Priority date: 2015-12-30
Filing date: 2015-12-30
Publication date: 2019-01-08
Anticipated expiration: 2035-12-30
Also published as: CN105530262A

Abstract

一种电力配网自动化装置维护自适应制作方法，本发明涉及一种通过文本命令通讯协议进行通讯的技术，通过文本命令通讯协议实现通讯交互，所述的文本命令通讯协议具有可编辑的数据条目，所述的数据条目包括数据流、ID流和路径，通过对数据流、ID流和路径的编辑让所述文本命令通讯协议实现不同电力配网自动化装置通过以太网、短距离无线网、GPRS、串口或者总线连接电脑、掌机或主站。本方法可以让不同时期、不同版本、不同类型的电力配网自动化装置与电脑、掌机、主站之间，通过包括以太网、短距离无线网、GPRS、串口或者装置内部总线等多种通讯形式的连接进行参数配置查询、实时定时数据查询。

Description

一种电力配网自动化装置维护自适应制作方法

技术领域

本发明涉及一种通过文本命令通讯无连接协议进行通讯的技术，特别涉及应用于电力配网自动化装置的文本命令通讯无连接协议。

背景技术

现有电力配网自动化装置在维护中，受限于成本、功耗、基建等，以及调试和差别的需要，往往在维护中使用私有的结构化通讯协议；虽然部分高档装置可能会使用101、104、61850等标准协议，但是往往只是实现常用参数配置查询与实时定时数据查询，对于差别化的部分还是通过私有的结构化通讯协议实现，并不能有效地满足对装置调试与差别化需要；以至于在同一个厂家不同历史版本升级中、不同人员开发的编程风格下、不同省份具体需求的差别化，装置维护部分往往需要修改与联调；同时由于私有协议太多、装置维护工具版本多，对于项目管理、出厂测试、在线装置维护等，人员的大量精力花费在学习与版本处理中，而极大的增加了维护的工作量。

发明内容

本发明针对现有技术中的不足，提供了一种电力配网自动化装置维护自适应制作方法，本方法使用面向无连接的文本命令通讯协议，并且采用平行的参数模板，以及可定制的维护软件界面，自适应不同时期、不同版本、不同类型的电力配网自动化装置与电脑、掌机、主站之间，通过包括以太网、短距离无线网、GPRS、串口或者装置内部总线等多种通讯形式的参数配置查询、实时定时数据查询。

本发明通过以下技术方案实现：一种电力配网自动化装置维护自适应制作方法，通过文本命令通讯协议实现通讯交互，所述的文本命令通讯协议具有可编辑的数据条目，所述的数据条目包括数据流、ID流和路径，通过对数据流、ID流和路径的编辑让所述文本命令通讯协议实现不同电力配网自动化装置通过以太网、短距离无线网、GPRS、串口或者总线连接电脑、掌机或主站。

优选的，所述的文本命令通讯协议还包括命令格式头、命令条目、结尾条目。

优选的，所述的文本命令通讯协议还包括类型条目、可变条目和长度条目。

优选的，所述的命令格式头形式为SXD CMD Vn.n，所述命令格式头包括文本命令通讯协议版本信息。

优选的，所述的命令条目用于标识命令帧中的操作命令，操作命令包括：来源、动作、主命令、子命令；主命令主要用于帧解码之后分发处理，子命令指示在主命令下的具体操作意图。

优选的，所述数据流、ID流和路径都为数据元素，所述数据流的数据元素表现形式为｛template=序号，标识，上级标识，名称，类型，数值，单位，最小值，最大值，默认值，描述｝，所述ID流的数据元素表现形式为｛IDxxx/MACxxx/IPxxx=序号，标识，上级标识，名称，类型，数值，单位，最小值，最大值，默认值，描述｝，所述路径的数据元素表现形式为{/0/EquInfo/ MngBoard}。

优选的，所述的可变条目可以写入新的扩展命令方式来扩充支持新的能力。

优选的，所述的数据条目定义有所述数据流的标准模板，所述ID流的标准模板，所述路径的标准模板，所述数据流的标准模板的数据元素表现形式为｛template=序号，标识，上级标识，名称，类型，数值，单位，最小值，最大值，默认值，描述｝，所述ID流的标准模板数据元素表现形式为｛IDxxx/MACxxx/IPxxx=序号，标识，上级标识，名称，类型，数值，单位，最小值，最大值，默认值，描述｝，所述路径的标准模板数据元素表现形式为{/0/ EquInfo/MngBoard}。

结构化通讯协议大多为多级结构体嵌套，序列化报文数据占大量的转换工作，不同类型、不同版本的装置都需要单独的转码进行连接，为此需要为每个装置进行单独维护与之对应。本方法则通过无连接的通讯协议采用请求应答方式实现通讯交互，且应答并非必需。此外无连接通讯协议与保持长连接并不冲突，在通讯中同样可以使用TCP连接；另外也可以使用SIP协议来构建会话，或者使用可以支持点对点、点对多点的链路层协议来通讯转发等。无连接的文本通讯协议可以方便应用在无操作系统无网络协议的裸机开发，也可用在装置采集板、运算板卡等内部总线之间的交互；还可用在主站服务与插件、工作站或掌上设备之间交互。

文本命令方式协议相对于结构化的协议，在多版本管理上可以很容易实现兼容，在抓包调试容易懂，在扩展与可移植方面更加方便；文本命令方式通讯协议能很好支持无连接通讯。本协议可定制的界面控件元素、具有多种形式通讯支持、还能实现报文查看、模板管理等，同时支持DTU、FTU等多协议的可定制维护后台工具。由于文本方式本身就是字节流，所以不需要向结构的协议增加大量的转换代码，使用装置维护部分一劳永益，而且可以统一不同时期、不同版本、不同类型的装置维护软件，更可以很方便扩展成小主站，或在主站中增加装置参数查询功能，差别化的需求功能等。

相比现有技术，综合来说本发明可以利用最小的硬件条件，使用无联接的文本命令协议，使用统一的模板参数格式，在调试中、抓包数据查看理解中、批量参数设置查询、装置参数主站数据管理方面相当方便。

具体实施方式

下面结合具体实施方式，对本发明作进一步描述。

一种电力配网自动化装置维护自适应制作方法，通过文本命令通讯协议实现通讯交互，所述的文本命令通讯协议具有命令格式头、命令条目、结尾条目、数据条目、类型条目、可变条目和长度条目。

通过命令格式头来搜索流式文本方式通信报文，并通过命令帧协议栈的方法进行数据传输，命令帧协议栈一般指从流式处理到完整帧处理的过程，用以从接收或发送帧数据，以及持续处理过程；帧编码与解码协议栈一般指接收到一个完整帧之后响应处理或生成一个完整帧以便送到命令帧协议栈进行发送。在搜索时不区分报文是否连接或断线重连，也不区分前一帧报文是否完整，以及是否有回复，当然如果需要确认重发，可以等待响应命令并决定是否重发，但响应并不是必须的，在搜索到后就进行帧的传输。命令格式头的标准格式为SXD CMD Vn.n，两个n分别代表大版本号与小版本号，或另外的称呼主版本号与子版本号。其中的小版本号通常为0～9，大版本号通常为1～9，大版本号通常涉及到命令格式上的变动，以及条目上数量上的变动等，一般涉及到命令帧解析协议栈的变更。小版本号通常不涉及到命令格式上的变动以及条目数量上的变动，只是主命令与子命令的扩充，或可变条目区的使用等，对于通常情况下，并不需要修改命令帧解析协议栈的变更，只需要对应修改帧编码与解码协议栈的相关逻辑分支。如果小版本号为偶数，则为标准帧，通常不包括可变条目，同时长度条目、类型条目、数据条目都不能省略，而如果小版本号为奇数则为非标准帧，可以省略相关的长度条目、类型条目等，或增加可变条目。作为命令格式的版本号，一般不会定义太多，以保持各版本在命令形式上可以很好的兼容，当然并不限制版本号的使用，在通信时只要满足最小命令头长度即可。

命令条目主要用于标识命令帧中的操作命令，操作命令包括：来源、动作、主命令、子命令。来源包括MAIN（主站或上位机）、SUB（装置），来源用于区分来源方向，不仅在MAIN与SUB双方可以通讯，在MAIN与MAIN、SUB与SUB之间也可以通讯，所以来源只标识起点器件。动作包括REQ（请求）、RES（响应），用于实现协议交互。主命令包括：PARAM，参数；UPLOAD，上传；DOWNLOAD，下载；TEMPLATE，模板；LOGIN，登入；LOGOUT，登出；PASSWORD，密码；REG，注册。子命令包括：GET，读取，默认无子命令都是GET；SET，设置；OK，确认成功，用于不需要回复数据的确认；ERR，确认失败，用于回复错误指令，保留。输入完命令后需要进行回车进行命令的确认，命令格式可以表现为MAIN/SUB REG/RES:MAIN CMD/SUB CMD<回车换行>。主命令主要用于帧解码之后分发处理，而子命令则相对于主命令来说指示在主命令下的具体操作意图，主命令类似文件操作中的打开什么类型的文件，而子命令则控制具体的读写等，其中子命令中的GET可以省略。命令条目作为已经接收缓冲的无效分析中，如果本地接收缓冲已经达到命令头条目标准长度，但是不存在合法命令，则可以认为当前接收缓冲为无效；如果存在<回车换行>直接丢弃到<回车换行>处的缓冲数据，并且相应调整接收开始区域指针到<回车换行>之后；如果不存在<回车换行>，则完全丢弃已经接收的缓冲区。如果从接收缓冲区分析到第一个有效命令头条目，则命令头条目之前的数据缓冲，认为是无效，将相应缓冲区起始指针移动到命令头条目开始处。

数据条目包括数据流，ID流和路径。数据流，ID流和路径都是数据元素，数据元素由一列逗号分隔多个字符串形式的数据项组成，并以分号结尾。数据条目中的数据流标准模板提供最终数据元素所提供的数据项位置与默认项，如果数据项以空值出现，则会自动使用模板的数据项，形如｛template=序号，标识，上级标识，名称，类型，数值，单位，最小值，最大值，默认值，描述｝，而其中“序号”、“标识”等则为数据项，序号为0则表示无序，否则从1开始编号，界面则选用序号作为显示标准，如果相同字段就不需要给出值，例如在数据传送中，那么那些已经在模板中定义的字段可以为空值，例如：template=1,EquInfo,0,装置信息,CHAR,,,,,,;但是表示字段所在位置的“,”不能省略，但是为了简化，其中template可以省略，一些尾部可缺省的参数在后面无需给出字段值情况下，其后包括该字段都是可以省略的，当然，如果都省略了，则本条命令就是空命令，不会响应。

数据条目中的ID流标准模板提供最终数据元素所提供的数据项位置与默认项，如果数据项以空值出现，则会自动使用模板的数据项，如｛IDxxx/MACxxx/IPxxx=序号，标识，上级标识，名称，类型，数值，单位，最小值，最大值，默认值，描述｝，在数据区中如果想指定数据的来源装置，可以使用形如IDxxx、MACxxx、IPxxx打头的数据可以分别表示以xxx标识ID、MAC、IP装置，用于主站批量维护数据使用，同时也可以显示的指示装置以xxx标识ID、MAC、IP来匹配装置本身，其中xxx表示不定长的字符不包括字符串结尾符’\0’，当然如果有效的话应当至少包括一个字符，否则就作为ID流标准模板来处理，当然也可以用于标识主站具体使用由上层需求决定。ID流标准模板其它格式要求同数据流标准模板，只是如果省略了IDxxx/MACxxx/IPxxx，则就表示为ID流标准模板。

数据条目中的路径如果使用单一标识，无法唯一确认一个路径标准模板的归属，就需要使用路径形式来表示上级标识例，如：/0/ EquInfo/ MngBoard形式。路径分为相对路径与绝对路径，相对路径表示采用当前所在级别既有的层次关系作为路径，包括单一标识也可以认为是相对路径。绝对路径采用以最顶层到当前位置的所有路径级联关系，最顶层规定/0作为起始。相对路径也可以使用不定个数路径来区分，则是相对不同级别。

在数据区可以有若干条数据流数据，如果不想以ID来标识数据来源，则可以直接使用template打头的标准模板数据格式，其中除了标识、父级标识等常用标识性的数据项之外，其它非更新的数据都可以省略，而使用标准模板中定义的数据项，其中template也是可以省略的。当小版本号为奇数时如果数据类型为0，则数据条目可以省略。如果采用结构表示，那么数据元素也可以理解为一个结构体的一个对像实现，而标准模板则是已经初始化的一个结构体的对像实现。标准模板数据完全具体对应二维表特点，可以很方便的实现表级数据直接存取，当然也可以优化设计，具体可以定义标准模板数据表以及数据库流水ID，同时相应的数据则可以单一或组合对应此数据库流水ID，如果标识可以唯一的话，也可以直接使用标识来对应数据表与模板表。平行化的标准模板参数在代码处理上只需要一份实现，统一结构形式差别，可定制可修改，可随意增减模板参数。在模板参数中使用标识与路径标识来唯一识别参数的层次结构，路径可以使用相对路径或绝对路径。每一个模板参数都可以使用多个属性来描述，并且属性在传输使用中以逗号分隔，模板参数之间使用分号分隔，标识与路径不可缺省，其它属性在使用中可以根据需要使用缺省模板参数中的内容补全参数完整意义。

可变条目只作为一种后续扩展能力，可以通过扩展命令方式等来扩充支持能力。结尾条目是用来区分为本命令协议帧第一搜索条件，如果找到结尾标识，但没有开始标识，或其中条目内容等不符合，或不可识别格式等，都可以认为是无效命令，一般作为丢弃处理。在协议解析帧处理中，一般分析已经接收缓冲，进行连续帧解析，当本地缓冲中不存在结尾帧，则每次新接收数据中如果不存在结尾条目，则可以直接进入下一次接收解析处理，当经过若干等待时间，接收的帧还是没有结尾条目时，则需要对当前已经接收的缓冲区作一次无效处理，如果需要心跳等异常处理流程，则可以主动发起一次心跳处理，并且按断线方法进行相关断线分析，前期设计或简单协议中可以暂不实现，简化流程。

通过对数据流，ID流和路径的修改就可以让文本命令协议具有多种形式通讯支持，支持基于有线或无线网络物理层之上的各层协议、无线协议、串口、USB等，以文本命令协议弹性能力可以支持点对点、点对多点等不同方式的通讯，以及转发协议等。方便无操作系统或只是基于DSP等运算板卡之间的交互，主站各服务插件之间交互，工作站或掌上设备等，以及数据库读写访问到实现之间差别的数据元素标准定义的表数据或对像数据交互。

Claims

1.一种电力配网自动化装置维护自适应制作方法，其特征为，通过文本命令通讯协议实现通讯交互，所述的文本命令通讯协议具有可编辑的数据条目，所述的数据条目包括数据流、ID流和路径，通过对数据流、ID流和路径的编辑让所述文本命令通讯协议实现不同电力配网自动化装置通过以太网、短距离无线网、GPRS、串口或者总线连接电脑、掌机或主站，所述的文本命令通讯协议还包括命令格式头、命令条目、结尾条目，所述数据流、ID流和路径都为数据元素，所述数据流的数据元素表现形式为｛template=序号，标识，上级标识，名称，类型，数值，单位，最小值，最大值，默认值，描述｝，所述ID流的数据元素表现形式为｛IDxxx/MACxxx/IPxxx=序号，标识，上级标识，名称，类型，数值，单位，最小值，最大值，默认值，描述｝，所述路径的数据元素表现形式为{/0/ EquInfo/ MngBoard}。

2.根据权利要求1所述的一种电力配网自动化装置维护自适应制作方法，其特征为，所述的文本命令通讯协议还包括类型条目、可变条目和长度条目。

3.根据权利要求1所述的一种电力配网自动化装置维护自适应制作方法，其特征为，所述的命令格式头形式为SXD CMD Vn.n，所述命令格式头包括文本命令通讯协议版本信息。

4.根据权利要求1所述的一种电力配网自动化装置维护自适应制作方法，其特征为，所述的命令条目用于标识命令帧中的操作命令，操作命令包括：来源、动作、主命令、子命令；主命令用于帧解码之后分发处理，子命令指示在主命令下的具体操作意图。

5.根据权利要求2所述的一种电力配网自动化装置维护自适应制作方法，其特征为，所述的可变条目可以写入新的扩展命令方式来扩充支持新的能力。

6.根据权利要求1所述的一种电力配网自动化装置维护自适应制作方法，其特征为，所述的数据条目定义有所述数据流的标准模板，所述ID流的标准模板，所述路径的标准模板，所述数据流的标准模板的数据元素表现形式为｛template=序号，标识，上级标识，名称，类型，数值，单位，最小值，最大值，默认值，描述｝，所述ID流的标准模板数据元素表现形式为｛IDxxx/MACxxx/IPxxx=序号，标识，上级标识，名称，类型，数值，单位，最小值，最大值，默认值，描述｝，所述路径的标准模板数据元素表现形式为{/0/ EquInfo/ MngBoard}。