CN109391357B - 应用于柔直阀基控制系统的高可靠性hdlc通信信息校验方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种应用于柔直阀基控制系统的高可靠性HDLC通信信息校验方法及装置，所述方法包括：在应用层添加校验和校验、字校验和连判；对接收的数据进行CRC校验，所述数据包括帧头、用户数据R0～R6、校验和校验码R7和CRC校验码；所述CRC校验通过后对所述数据进行校验和校验；所述校验和校验通过后对所述数据进行字校验；所述字校验通过后对所述数据进行连判。本发明提供的技术方案使柔性直流输电系统VBC的HDLC通信具备极高的稳定性和可靠性。在报文正确的情况下，能够确保报文通过校验；在报文错误的情况下，能够保证快速可靠地将错误报文筛选出来，并进行上报。

Description

应用于柔直阀基控制系统的高可靠性HDLC通信信息校验方法

技术领域

本发明属于数据通信技术领域，具体涉及一种应用于柔直阀基控制系统的高可靠性HDLC通信信息校验方法及装置。

背景技术

换流阀在直流输电工程中担负着直流-交流变换和交流-直流变换的重任，是直流输电工程的核心设备。柔性直流输电模块化多电平(MMC)换流阀技术在高压直流输电领域应用时，需要数百乃至数千只子模块串联，每个子模块都必须单独控制、保护和监视。作为控制保护系统和换流阀的接口设备，阀基控制系统VBC承担着全体子模块和整个桥臂乃至换流阀整个系统的运行控制和安全保护重任。阀基控制器(VBC)联系着上层极控制系统(PCP)与底层功率子模块(SMC)，承担着系统通信、调制、环流抑制、子模块电压平衡、所有子模块控制保护及监视等功能，是柔性直流输电换流阀的核心设备。

因此，VBC的可靠通信对换流站的安全稳定运行有着至关重要的作用。目前VBC通信方法多采用单一校验方法，仅在链路层或应用层进行单一校验，并且，在校验后缺乏明确的故障原因的定位方法。从而无法快速有效的定位数据传输错误类型，导致数据通信异常故障时有发生，却难以定位和解决。

因此，需要提供一种应用于柔直阀基控制系统的高可靠性HDLC通信信息校验方法及装置来解决上述不足。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提出了一种应用于柔直阀基控制系统的高可靠性HDLC通信信息校验方法及装置。

一种应用于柔直阀基控制系统的高可靠性HDLC通信信息校验方法，包括：在数据链路层添加CRC校验和在应用层添加校验和校验、字校验和连判；

对接收的数据进行CRC校验，所述数据包括帧头、用户数据R0～R6、校验和校验码R7和CRC校验码；

所述CRC校验通过后对所述数据进行校验和校验；

所述校验和校验通过后对所述数据进行字校验；

所述字校验通过后对所述数据进行连判。

进一步的，所述对接收的数据进行CRC校验包括：

计算接收数据的CRC校验码；

与数据中包含的CRC校验码进行比较，若相同，则数据正确，否则数据错误；

若数据正确，则CRC校验通过，同时CRC校验标志位1置1；否则未通过，CRC校验标志位1置0，并保存当前数据。

进一步的，所述校验和校验包括：

计算收到数据的校验和校验码；

与数据中校验和校验码进行比较，若相同，则数据正确，否则数据错误；

若数据正确，则校验和校验通过，同时校验和校验标志位2置1；否则未通过，校验和校验标志位2置0，并保存当前数据。

进一步的，所述字校验包括：

接收到数据后，比较R0～R7每个字的前8位和后8位，若相同，则数据正确，否则数据错误；

若数据正确，则字校验通过，同时字校验标志位3置1；否则未通过，字校验标志位3置0，并保存当前数据；

其中，原数据的R0～R7共8个字，每个字有16位，每个字的前8位分别等于后8位。

进一步的，所述连判包括：当接收到的数据连续n帧不变时，则数据正确，否则数据错误，其中n为阈值；

若数据正确，则连判通过，同时连判标志位4置1，并读取数据；否则未通过，连判标志位4置0，并保存当前数据。

一种应用于柔直阀基控制系统的高可靠性HDLC通信信息校验装置，所述装置包括：

CRC校验模块，用于对接收的数据进行CRC校验，所述数据包括帧头、用户数据R0～R6、校验和校验码R7和CRC校验码；

校验和校验模块，用于所述CRC校验通过后对所述数据进行校验和校验；

字校验模块，用于所述校验和校验通过后对所述数据进行字校验；

连判模块，用于所述字校验通过后对所述数据进行连判。

进一步的，CRC校验模块，用于，

计算接收数据的CRC校验码；

与数据中包含的CRC校验码进行比较，若相同，则数据正确，否则数据错误；

若数据正确，则CRC校验通过，同时CRC校验标志位1置1；否则未通过，CRC校验标志位1置0，并保存当前数据。

进一步的，所述校验和校验模块，用于，

计算收到数据的校验和校验码；

与数据中校验和校验码进行比较，若相同，则数据正确，否则数据错误；

若数据正确，则校验和校验通过，同时校验和校验标志位2置1；否则未通过，校验和校验标志位2置0，并保存当前数据。

进一步的，所述字校验模块，用于，

接收到数据后，比较R0～R7每个字的前8位和后8位，若相同，则数据正确，否则数据错误；

若数据正确，则字校验通过，同时字校验标志位3置1；否则未通过，字校验标志位3置0，并保存当前数据；

其中，原数据的R0～R7共8个字，每个字有16位，每个字的前8位分别等于后8位。

进一步的，所述连判模块，用于，

当接收到的数据连续n帧不变时，则数据正确，否则数据错误，其中n为阈值；

若数据正确，则连判通过，同时连判标志位4置1，并读取数据；否则未通过，连判标志位4置0，并保存当前数据。

与最接近的现有技术比，本发明提供的技术方案具有以下有益效果：

本发明提供的技术方案在VBC的HDLC通信中使用四重校验机制，使VBC在数据链路层和应用层都具备校验功能，具备极高的稳定性、可靠性和鲁棒性。在报文正确的情况下，能够确保报文通过校验；在报文错误的情况下，能够保证快速可靠地将错误报文筛选出来，并进行上报。

本发明提供的技术方案提高了系统功能故障快速定位能力，增强了软件抗干扰能力和系统容错能力，大大提高VBC的系统可靠性。

附图说明

图1为本发明流程图；

图2为本发明实施例中四重校验机制具体流程图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步详细说明。为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明主要应用于基于模块化多电平换流器的柔性直流输电系统(MMC-HVDC)阀基控制设备(VBC)的HDLC通信中。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

VBC中的通讯协议，包含各种控制命令和子模块状态等。物理层符合IEC60044-8标准(光纤介质，通信速率为10Mbit/s)，链路层符合IEC60870-5-1的FT3格式。数据链路层的数据帧描述见表1，其中H为帧头，R0～R7为用户数据，CRC为校验码。

表1数据链路层的数据帧描述

注：A-H表示具体数据；——表示数据省略。

高可靠性HDLC通信包含四重校验机制：数据链路层的CRC校验和应用层的校验和校验、字校验、连判。具体内容如下：

(1)数据链路层校验(CRC校验)：

每帧数据中均包含CRC校验码，接收端在接收到数据后重新计算CRC校验码，并同数据中CRC校验码进行比较，相同，则数据无误，不同，则数据错误。

(2)校验和校验：

一个BLOCK长度的数据帧包含R0～R6共7个16位有效数据，R7为R0～R6的校验和。接收端在接收到数据后重新计算校验和校验码，并同数据中校验和校验码R7进行比较，相同，则数据无误，不同，则数据错误。

其校验和的算法如下：

SUM16＝0xFFFF–(R0+R1+R2+R3+R4+R5+R6)

(3)字校验：

一个BLOCK(数据库中最小存储和处理单位)长度的数据帧有R0～R7共8个字，每个字有16位，其中每个字的前8位分别等于后8位。接收端在接收到数据后,对R0～R7中每个字的前、后8位分别进行比较，都相同，则数据无误，有不同，则数据错误。

(4)连判：

本校验方法能够应用于百微秒级大规模数据通信，在通信过程中，偶尔会出现几帧的数据错误，一般很快恢复正常。数据错误可能包括重要状态信息的变位，为保证通信的可靠性和有效性，不能立即判定信息改变，需要等待n个控制周期(n>5)，当DSP接收到的数据连续n帧不变时，才判定数据无误，否则，数据错误。

四重校验机制具体流程见附图2，FPGA在接收到数据后，首先进行CRC校验，并将校验结果发送给DSP，若接收数据的CRC校验通过，将传给DSP的CRC校验标志位1置1，未通过则置0。校验成功，则将数据按照固定的顺序存放在固定的地址中，DSP在判断接收正常及CRC校验成功的情况下，对固定地址中的每个子模块信息进行顺序读取。若DSP读取数据时FPGA中未收到新数据，则仍将上一帧数据发送给DSP，若该帧数据CRC校验未通过，则将当前未通过CRC校验的数据发送给DSP。

CRC校验通过后，进行校验和校验，若该帧数据校验和校验通过，将校验和校验标志位2置1，未通过则置0，若该帧数据校验和校验未通过，则DSP保留当前未通过校验的数据。

校验和校验通过后，进行字校验，若该帧数据字校验通过，将字校验标志位3置1，未通过则置0，若该帧数据字校验未通过，则DSP保留当前未通过校验的数据。

字校验通过后，进行连判，若该帧数据连判通过，将连判标志位4置1，并读取数据，未通过则置0，若该帧数据连判未通过，则DSP保留当前未通过连判的数据。

本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，而未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (6)

1.一种应用于柔直阀基控制系统的高可靠性HDLC通信信息校验方法，其特征在于，包括：在应用层添加校验和校验、字校验和连判；

步骤I、对接收的数据进行CRC校验，所述数据包括帧头、用户数据R0～R6、校验和校验码R7和CRC校验码；

步骤II、所述CRC校验通过后对所述数据进行校验和校验；

步骤III、所述校验和校验通过后对所述数据进行字校验；

步骤IV、所述字校验通过后对所述数据进行连判；

所述字校验包括：

接收到数据后，比较R0～R7每个字的前8位和后8位，若相同，则数据正确，否则数据错误；

若数据正确，则字校验通过，同时字校验标志位3置1；否则未通过，字校验标志位3置0，并保存当前数据；

其中，原数据的R0～R7共8个字，每个字有16位，每个字的前8位分别等于后8位；

所述连判包括：当接收到的数据连续n帧不变时，则数据正确，否则数据错误，其中n为阈值；

若数据正确，则连判通过，同时连判标志位4置1，并读取数据；否则未通过，连判标志位4置0，并保存当前数据。

2.如权利要求1所述的一种应用于柔直阀基控制系统的高可靠性HDLC通信信息校验方法，其特征在于，所述对接收的数据进行CRC校验包括：

计算接收数据的CRC校验码；

与数据中包含的CRC校验码进行比较，若相同，则数据正确，否则数据错误；

若数据正确，则CRC校验通过，同时CRC校验标志位1置1；否则未通过，CRC校验标志位1置0，并保存当前数据。

3.如权利要求1所述的一种应用于柔直阀基控制系统的高可靠性HDLC通信信息校验方法，其特征在于，所述校验和校验包括：

计算收到数据的校验和校验码；

与数据中校验和校验码进行比较，若相同，则数据正确，否则数据错误；

若数据正确，则校验和校验通过，同时校验和校验标志位2置1；否则未通过，校验和校验标志位2置0，并保存当前数据。

4.一种应用于柔直阀基控制系统的高可靠性HDLC通信信息校验装置，其特征在于，所述装置包括：

CRC校验模块，用于对接收的数据进行CRC校验，所述数据包括帧头、用户数据R0～R6、校验和校验码R7和CRC校验码；

校验和校验模块，用于所述CRC校验通过后对所述数据进行校验和校验；

字校验模块，用于所述校验和校验通过后对所述数据进行字校验；

连判模块，用于所述字校验通过后对所述数据进行连判；

所述字校验模块，用于，

接收到数据后，比较R0～R7每个字的前8位和后8位，若相同，则数据正确，否则数据错误；

若数据正确，则字校验通过，同时字校验标志位3置1；否则未通过，字校验标志位3置0，并保存当前数据；

其中，原数据的R0～R7共8个字，每个字有16位，每个字的前8位分别等于后8位；

所述连判模块，用于，

当接收到的数据连续n帧不变时，则数据正确，否则数据错误，其中n为阈值；

若数据正确，则连判通过，同时连判标志位4置1，并读取数据；否则未通过，连判标志位4置0，并保存当前数据。

5.如权利要求4所述的一种应用于柔直阀基控制系统的高可靠性HDLC通信信息校验装置，其特征在于，CRC校验模块，用于，

计算接收数据的CRC校验码；

与数据中包含的CRC校验码进行比较，若相同，则数据正确，否则数据错误；

若数据正确，则CRC校验通过，同时CRC校验标志位1置1；否则未通过，CRC校验标志位1置0，并保存当前数据。

6.如权利要求4所述的一种应用于柔直阀基控制系统的高可靠性HDLC通信信息校验装置，其特征在于，所述校验和校验模块，用于，

计算收到数据的校验和校验码；

与数据中校验和校验码进行比较，若相同，则数据正确，否则数据错误；

若数据正确，则校验和校验通过，同时校验和校验标志位2置1；否则未通过，校验和校验标志位2置0，并保存当前数据。

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