CN108011684B - 一种基于近距离通信的分散式同步故障录波方法 - Google Patents

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Abstract

本发明包括一种基于近距离通信的分散式同步故障录波方法，用于实现：对主节点及其关联的多个分散从节点进行周期性时钟同步；多个已完成时钟同步的分散从节点进行实时录波；任意从节点检测到故障时，该从节点向主节点上送故障时刻标识；主节点对故障时刻标识进行接收，并向对应的多个分散从节点广播录波锁定标识；分散从节点接收到主节点发送的故障时刻标识后停止录波，发送及冻结录波数据并向主节点回送确认标识；主节点根据故障时间段召唤分散从节点的故障波形数据。本发明的有益效果为：对装置平台要求较低，易于实现，数据流量少，无需一二次侧物理电缆连接，工程实施简便，造价低，其中双缓存架构保障了录波数据的实时性和存储性，易于推广。

Description

一种基于近距离通信的分散式同步故障录波方法
技术领域
本发明涉及一种基于近距离通信的分散式同步故障录波方法，属于计算机通信领域。
背景技术
目前的配电线路同步故障录波主要依赖于同步或准同步实时采集芯片，将相关通道的模拟量或数字量存在缓存芯片中，系统通过实现101/104协议分别读取装置录波配置及按通道或整个的读取录波数据，系统通过组织数据进行录波显示分析。此方法容易实现，但该方案存在以下问题：要求将线路的三相电压、三相电流传感通过物理通道(如航空连接电缆)传送至采集控制单元，造价高，安装工程量大。
另一种方法是基于GPS的同步相量量测技术的同步故障录波方法，该方法主要利用GPS授时同步各采集单元时钟，并开辟大的数据缓存区，系统根据故障时刻从采集单元缓存区中获取一段时间内的故障波形数据。该方法实现了非物理连接的同步录波，但需要GPS芯片和大的缓存区，采集单元功耗和价格偏高。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明的技术方案提供了基于近距离通信的分散式同步录波方法，无需物理通道连接；同时为了应对无线传输时延提出并实现了双缓存区架构，保障了故障录波数据的实时性和存储性。
本发明的技术方案包括一种基于近距离通信的分散式同步故障录波方法，其特征在于，该方法包括：A.对主节点及其关联的多个分散从节点进行周期性时钟同步；B.多个已完成时钟同步的分散从节点进行实时录波；C.当任意从节点检测到故障时，该从节点向主节点上送故障时刻标识；D.主节点对故障时刻标识进行接收，并向对应的多个分散从节点广播录波锁定标识；E.分散从节点接收到主节点发送的故障时刻标识后停止录波，发送及冻结录波数据并向主节点回送确认标识；F.主节点根据故障时间段召唤分散从节点的故障波形数据。
根据所述的基于近距离通信的分散式同步故障录波方法，该方法还包括：循环执行步骤B-E以完成周期性故障录波数据的发送及录波数据的同步，其中主节点与从节点通过无线方式进行数据交互，其中的录波基于Commtrade99标准。
根据所述的基于近距离通信的分散式同步故障录波方法，所述步骤C还包括：S31，当从节点检测故障时对录波采样行为进行中断，并将检测故障前的采样数据保存至第一缓存区域；S32，当故障发生时，对完成故障检测后的录波采样数据进行保存，并与所述步骤S31得到的录波采样数据进行合并并存储至第一缓存区域；S33，将存储至第一缓存区域的合并录波数据保存至用于发送数据至主节点的第二缓存区域，当第二缓存区域的数据发送完毕后重新执行步骤S31。
根据所述的基于近距离通信的分散式同步故障录波方法，其中第二缓存区域用于支持录波数据的上送以及支持通讯上送主站的耗时记录和发送。
根据所述的基于近距离通信的分散式同步故障录波方法，其中步骤E还包括：主节点对从节点的时间进行同步，其中的同步包括发送无线对时指令控制从节点发送故障录波数据的传输时间及传输波特率。
根据所述的基于近距离通信的分散式同步故障录波方法，该方法还包括：S61，主节点将系统时间在高优先级中进行终端，并以广播的方式发送对时报文至从节点的短距离无线模块，并记录第一耗时；S62，从节点短距离无线模块收到并解析该报文，并记录第二耗时；S63，主节点经过一定的延时，以广播的方式发送同步脉冲；从节点短距离无线模块接收到同步脉冲后，触发硬件信号，记录第三耗时；S64，从节,检测到该硬件触发信号后，立即开启高优先级中断并完成完成本地时间调整，其中时间调整包括获取第一耗时、第二耗时及第三耗时的和，根据主节点的时间调整从节点时间使时间同步。
本发明的有益效果为：基于近距离无线的分散式同步录波方法，对装置平台要求较低，易于实现，数据流量少，无需一二次侧物理电缆连接，工程实施简便，造价低，其中双缓存架构保障了录波数据的实时性和存储性，并且录波基于Commtrade99标准，易于推广。
附图说明
图1所示为根据本发明实施方式的总体流程图；
图2a，2b所示分别为根据本发明实施方式的主节点和从节点的工作流程图；
图3所示为根据本发明实施方式的双缓存工作流程图；
图4所示为根据本发明实施方式的对时同步系统原理图；
图5所示为根据本发明实施方式的对时时序逻辑图；
图6所示为根据本发明实施方式的对时流程图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述。本发明的基于近距离通信的分散式同步故障录波方法适用于近距离无线录波及故障录波检测。
图1所示为根据本发明实施方式的总体流程图。其包括A.对主节点及其关联的多个分散从节点进行周期性时钟同步；B.多个已完成时钟同步的分散从节点进行实时录波；C.当任意从节点检测到故障时，该从节点向主节点上送故障时刻标识；D.主节点对故障时刻标识进行接收，并向对应的多个分散从节点广播录波锁定标识；E.分散从节点接收到主节点发送的故障时刻标识后停止录波，发送及冻结录波数据并向主节点回送确认标识；F.主节点根据故障时间段召唤分散从节点的故障波形数据。
图2a，2b所示分别为根据本发明实施方式的主节点和从节点的工作流程图。主节点与从节点的工作流程如下所示：
主节点完成分散从节点时钟同步；
各分散从节点实时录波；
任一分散从节点检测到故障，则向主节点上送故障时刻标志；
主节点接收到故障时刻标志后，广播录波锁定标志；
分散从节点收到录波锁定标志后停止录波，并冻结录波数据，回复确认标志；
主节点逐一按照故障时刻段召取分散从节点故障波形数据；
如此循环。
图3所示为根据本发明实施方式的双缓存工作流程图。其流程如下所示：
采样中断开设1条完整录波数据长度的缓存B1；
录波功能区开设3条录波数据长度的缓存B2；
采样中断循环向B1的前3周波数据区顺序保存采样值，当检测到故障后，记录故障时间并完成后续5个周波的数据保存，然后形成一条完整录波数据；
将B1中的数据缓存至B2，B2因为数据区较大，故可以支持通讯上送主站的耗时。
图4所示为根据本发明实施方式的对时同步系统原理图。用于保证录波数据的同步性，必须实现故障触发点位置的对齐，所以就必须保证从节点时间的同步。该图说明了对时同步系统图及原理图：主节点负责对各从节点时间同步。主节点时间同步指令采用广播方式，即主节点的无线对时指令控制传输时间与传输波特率相关。
图5所示为根据本发明实施方式的对时时序逻辑图。其如下所示：
(1)主节点将系统时间在高优先级中断中(INT1)，以广播的方式发送对时报文至从节点短距离无线模块，耗时Tc；
(2)从节点短距离无线模块收到并解析该报文，转发耗时Tcw；
(3)主节点经过延时300ms，以广播的方式发送同步脉冲；从节点短距离无线模块接收到同步脉冲后，触发硬件信号，耗时T；
(4)从节点CPU检测到该硬件触发信号后，立即开启一个高优先级中断(INT2)，在该中断里完成本地时间调整，耗时Tadj。
图6所示为根据本发明实施方式的对时流程图。其流程大概如下：
从节点接收对时报文；
从节点等待对时脉冲；
对时脉冲触发对时功能操作。
以上所述，只是本发明的较佳实施例而已，本发明并不局限于上述实施方式，只要其以相同的手段达到本发明的技术效果，都应属于本发明的保护范围。在本发明的保护范围内其技术方案和/或实施方式可以有各种不同的修改和变化。

Claims (6)

1.一种基于近距离通信的分散式同步故障录波方法，其特征在于，该方法包括：
A.对主节点及其关联的多个分散从节点进行周期性时钟同步；
B.多个已完成时钟同步的分散从节点进行实时录波；
C.当任意从节点检测到故障时，该从节点向主节点上送故障时刻标识；
D.主节点对故障时刻标识进行接收，并向对应的多个分散从节点广播录波锁定标识；
E.分散从节点接收到主节点发送的故障时刻标识后停止录波，发送及冻结录波数据并向主节点回送确认标识；
F.主节点根据故障时间段召唤分散从节点的故障波形数据。
2.根据权利要求1所述的基于近距离通信的分散式同步故障录波方法，其特征在于，该方法还包括：
循环执行步骤B-E以完成周期性故障录波数据的发送及录波数据的同步，其中主节点与从节点通过无线方式进行数据交互，其中的录波基于Commtrade99标准。
3.根据权利要求1所述的基于近距离通信的分散式同步故障录波方法，其特征在于，所述步骤C还包括：
S31，当从节点检测故障时对录波采样行为进行中断，并将检测故障前的采样数据保存至第一缓存区域；
S32，当故障发生时，对完成故障检测后的录波采样数据进行保存，并与所述步骤S31得到的录波采样数据进行合并并存储至第一缓存区域；
S33，将存储至第一缓存区域的合并录波数据保存至用于发送数据至主节点的第二缓存区域，当第二缓存区域的数据发送完毕后重新执行步骤S31。
4.根据权利要求3所述的基于近距离通信的分散式同步故障录波方法，其特征在于，所述第二缓存区域用于支持录波数据的上送以及支持通讯上送主站的耗时记录和发送。
5.根据权利要求1所述的基于近距离通信的分散式同步故障录波方法，其特征在于，所述步骤E还包括：
主节点对从节点的时间进行同步，其中的同步包括发送无线对时指令控制从节点发送故障录波数据的传输时间及传输波特率。
6.根据权利要求1所述的基于近距离通信的分散式同步故障录波方法，其特征在于，该方法还包括：
S61，主节点将系统时间在高优先级中进行中断，并以广播的方式发送对时报文至从节点的短距离无线模块，并记录第一耗时；
S62，从节点短距离无线模块收到并解析该报文，并记录第二耗时；
S63，主节点经过一定的延时，以广播的方式发送同步脉冲；从节点短距离无线模块接收到同步脉冲后，触发硬件信号，记录第三耗时；
S64，从节点检测到该硬件触发信号后，立即开启高优先级中断并完成完成本地时间调整，其中时间调整包括获取第一耗时、第二耗时及第三耗时的和，根据主节点的时间调整从节点时间使时间同步。
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