CN110297796A - 蓄能机组多串口通讯协议实时解析系统及其解析方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一套蓄能机组多串口通讯协议实时解析系统及其解析方法，应用于蓄能机组在升级改造过程中，对老旧现地控制单元和监控系统落后的串口通讯设备的报文进行分析，理清具体的老旧通讯协议的情况，为进一步适配新设备新通讯协议大厦基础。包括本发明包括通讯报文抓取装置和报文解析终端，通讯报文抓取装置包括通讯接口转换器、串口监听设备、USB Port HUB,报文解析终端包括存储、解析和展示模块。本发明可通过通讯报文抓取装置适配老旧现地控制单元的非标准通讯串口，由报文解析终端识别分析通讯报文的具体格式和内容，以便记录下来，为蓄能机组的进一步改造提供数据支持。

Description

蓄能机组多串口通讯协议实时解析系统及其解析方法

技术领域

本发明涉及通讯领域的串行信号传输系统，特别是一种用于老旧蓄能机组升级改造过程中，解析现地控制单元和监控系统之间串口通讯报文信息的串口通讯协议实时解析装置。

背景技术

抽水蓄能机组在电力系统中承担着调峰、调频、调相、事故备用等维护电网稳定的重要任务，是当前电网中最重要的储能和调峰调频节点，一般通过监控系统和现地控制单元来实现蓄能机组的控制。基于上世纪通讯技术的水平和通讯协议未标准化的大背景，各大厂家大都自行定制格式、采用国外非标准的串行通讯方式实现监控系统和现地控制单元的通讯。目前，国内抽水蓄能行业飞速发展，但设备的老化、备品停产等问题日益严重，上世纪八九十年代兴建的蓄能电站的监控系统需要升级改造，尤其是其监控系统的升级改造。这批电站的监控系统下位机由于上世纪通讯技术的落后，以及标准化要求不严格，大都采用国外非标准的串行通讯方式，进行改造核心的就是需要对蓄能电站的串行通讯的LCU通讯报文进行解析。

现有的串行通讯报文监听工具，采用RS232及其相关改进标准做串口测试系统，通过RS232串口测试系统的双向监听装置对单一接口的串行通讯装置进行报文监听。

但是，现有的报文监听解析设备，在对蓄能机组报文进行解析时有以下缺陷：

1)目前大部分的串行通讯报文监听工具仅能对单一接口的串行通讯装置进行报文监听，接口类型单一，不能灵活应用于上世纪90年代常见的DB15、DB9等多种串行接口方式；

2)目前大部分系统的解析方法或者工具都要求离线测试，但由于蓄能机组对电网的重要性而无法停机，无法满足协议解析这种长时间的测试工期；

3)目前大部分系统的协议解析逻辑不友好，无法实现对非标协议的准确解析，且不具备报文的实时抓取、储存功能，分析难度大；

4)蓄能机组工况转换多，数据量大、报文类型多，报文解析工作量大，目前大部分系统在这种情况下会出现高延迟和高误报率的问题，无法实现实时同步信号的功能。

发明内容

为了解决上述现有技术其中的一个或者多个问题，本发明提供了一套蓄能机组多串口通讯协议实时解析系统及利用领用该系统进行报文解析的方法，用于解析老旧蓄能机组现地控制单元与监控系统之间的通讯报文。

本发明的技术方案如下：

蓄能机组多串口通讯协议实时解析系统，包括通讯报文抓取装置和报文解析终端；通讯报文抓取装置通过串口通讯的方式，分别连接外部的蓄能机组现地控制器和蓄能机组监控系统进行数据传输；报文解析终端通过有线通讯的方式连接通讯报文抓取装置进行数据传输。

进一步地，通讯报文抓取装置包括通讯接口转换器、串口监听设备和通用串行总线集线器；通讯报文抓取装置与串口监听设备电性连接，串口监听设备与通用串行总线集线器电性连接。

更进一步地，通讯接口转换器至少为四组，通讯接口转换器通过串口通讯的方式，分别连接外部的蓄能机组现地控制器和蓄能机组监控系统进行数据传输。

更进一步地，串口监听设备包括数据输入接口，串口监听设备通过数据输入接口与通讯接口转换器电性连接。

更进一步地，通用串行总线集线器包括数据输出接口，通用串行总线集线器通过数据输出接口与报文解析终端进行有线通讯。

优选地，报文解析终端包括依次电性连接的报文存储模块、报文解析模块和信息展示模块；报文解析模块与通用串行总线集线器的数据输出接口以有线通讯的方式连接进行数据传输。

利用前述解析系统进行报文解析的方法，包括如下步骤：

S1、用四组通讯接口转换器分别从现地控制单元和监控系统间的串口通讯线路分接出一路报文线路，四组通讯接口转换器分别把分接的报文线路通过数据输入接口传送到串口监听设备，然后串口监听设备开始监听连接的四组报文线路；

S2、串口监听设备监听到现地控制单元和监控系统间的串口通讯报文后，将四组通讯接口转换器的不同报文汇聚到通用串行总线集线器，由数据输出接口将报文发送到报文解析模块进行基于预设报文协议的解析程序；

S3、在S2的解析程序中，首先判断报文是否有效；如果报文无效则丢弃该条报文，并产生一条丢弃记录发送到报文存储模块进行分类存储；如果报文有效，则将该条报文发送到报文存储模块进行分类存储；存储报文或者丢弃记录是在报文存储模块内的数据库进行编辑核实的；存储好报文或者丢弃记录后，将相关信息发送到信息展示模块进行显示；

S4、在存储好S3中的报文后，将有效的报文输送到报文解析模块，合适报文是否符合预设的报文协议内容；如果符合，则将该条报文内容发送到监控系统并显示为正确报文；如果不符合预设的报文协议内容，将该条报文返回存储模块，并标记为错误报文；

S5、重复上述S1至S4步骤，直到现地控制单元与监控系统间的串口通讯结束。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

相比现有的串行通讯报文监听工具仅能对单一接口的串行通讯装置进行报文监听，无法适应上世纪90年代常见的DB15、DB9等多种串行接口方式的情况，本解析系统的通讯接口转换器的使用改变了这种情况，可以对DB15、DB9等多种串行接口进行适配，方便统一后续对报文的抓取和存储。而且现有的监听工具都要求离线测试，然而对蓄能机组来说，长时间停机进行离线测试对整个电网都是无法接受的，通讯接口转换器则将现地控制单元和监控系统之间的通讯线路进行了分路，使得通讯信号能同时从现地控制单元传送到监控系统和报文解析终端，实现了在线测试的功能。现有的串口监听工具对报文协议的兼容性并不友好，无法实现对非标协议的准确解析，而本解析系统则通过灵活的组合不同的报文解析终端与报文抓取装置，能实现对多种标准或非标准串口通讯协议进行适配。

附图说明

图1为本发明其中一种实施方式的系统结构原理图；

图2为本图1中实施方式的系统解析报文时的工作流程图。

具体实施方式

下面根据前述的技术方案，结合具体的实施方式进一步说明本发明的内容。本技术方案的以下实施例不代表本技术方案只能以该实施例实施。

如图1所示的结构原理，本实施方式的蓄能机组多串口通讯协议实时解析系统是一种新型的电子设备，与外部的现地控制单元和监控系统连接进行串口通信。本多串口通讯协议实时解析系统包括通讯报文抓取装置和报文解析终端。通讯报文抓取装置包括四组通讯接口转换器101、串口监听设备102和USB集线器(USB Port HUB)103，串口监听设备102还包括数据输入接口，USB Port HUB103还包括数据输出接口。四组通讯接口转换器101的接收端分别连接蓄能机组的现地控制单元和监控系统的不同类型串口，实现对现地控制单元到监控系统的通讯线路进行分路；通讯接口转换器101的发送端电性连接串口监听设备102的数据输入接口；串口监听设备102与USB Port HUB103电性连接；USB Port HUB103通过通用串行总线有线通讯的方式连接报文解析终端。报文解析终端包括依次电性连接的报文存储模块201、报文解析模块202和信息展示模块203，其中报文解析模块通过通用串行总线有线通讯的方式连接USB Port HUB103。

如图2所示的过程，本蓄能机组多串口通讯协议实时解析系统工作时，首先会由现地控制单元产生通讯信号，通讯转换器接收到该信号，一路将信号传送到监控系统，另一路将信号分发到串口监听设备102的数据输入接口，由串口监听设备102对现地控制器的通讯信号不断进行扫描监听。串口监听设备102监听到通讯信号后，转发通讯信号到USB PortHUB103中进行集中，由USB Port HUB103的数据输出端将这些通讯信号通过通用串行总线发送到报文解析终端。报文解析终端的报文解析模块202接收到这些串行通讯报文后，首先判断报文是否有效，有效的报文则分类存储到报文存储模块201，无效的报文则丢弃后产生一条丢弃的记录存储到报文存储模块201，存储报文或者丢弃记录都要在报文存储模块201内的数据库进行。报文存储模块201记录到有效的报文后，将报文发送到信息展示模块203，再发送到报文解析模块202，与预先设定的报文协议内容进行核对，比如核对报文是否符合下表1中MPC协议的串口报文帧格式：

表1

如果符合上面表1中的格式，也就是符合预设的报文协议内容，则将信息返回给监控系统记录下内容，如果与预设的报文协议内容不符合，则将信息返回给报文存储模块201记录。一条串口报文执行往后接着执行监听到的下一条通讯信号直到监听完整个通讯协议的内容。

本实施方式的蓄能机组多串口通讯协议实时解析系统，使用通讯接口转换器101来不间断监测蓄能机组的现地控制单元与监控系统间的通讯，实现实时在线的功能，避免了蓄能机组停机的风险。串口监听设备102与USB Port HUB103的引入，将报文在解析系统内的传输格式数据接口统一为通用串行总线，满足了将老旧现地控制单元的串口与现行通用接口标准的转化，进一步满足报文抓取装置与多种报文解析终端的对接，具备高度的灵活性。报文存储模块201相较传统的离线测试系统，具备良好的数据存储和识别功能，进而为信息展示模块203实时输出解析内容文本、方便测试人员接入解析过程打下基础。报文解析模块202由于可预设多种不同类型的串口协议，实现了灵活地监听、解析蓄能机组现地控制单元多种不同到的串口协议的功能。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，所有的技术特征可以根据实际情况组合，本领域的技术人员对本发明的技术方案进行简单修改或者等同替换，均涵盖在本发明的范围当中。本发明的保护范围由权利要求书界定。

Claims (7)

1.一种蓄能机组多串口通讯协议实时解析系统，其特征在于：包括通讯报文抓取装置和报文解析终端；所述通讯报文抓取装置通过串口通讯的方式，分别连接外部的蓄能机组现地控制器和蓄能机组监控系统进行数据传输；所述报文解析终端通过有线通讯的方式连接通讯报文抓取装置进行数据传输。

2.根据权利要求1所述的蓄能机组多串口通讯协议实时解析系统，其特征在于：所述通讯报文抓取装置包括通讯接口转换器、串口监听设备和通用串行总线集线器；所述通讯报文抓取装置与所述串口监听设备电性连接，串口监听设备与所述通用串行总线集线器电性连接。

3.根据权利要求2所述的蓄能机组多串口通讯协议实时解析系统，其特征在于：所述通讯接口转换器至少为四组，所述通讯接口转换器通过串口通讯的方式，分别连接外部的蓄能机组现地控制器和蓄能机组监控系统进行数据传输。

4.根据权利要求3所述的蓄能机组多串口通讯协议实时解析系统，其特征在于：所述串口监听设备包括数据输入接口，串口监听设备通过数据输入接口与通讯接口转换器电性连接。

5.根据权利要求4所述的蓄能机组多串口通讯协议实时解析系统，其特征在于：所述通用串行总线集线器包括数据输出接口，通用串行总线集线器通过数据输出接口与报文解析终端进行有线通讯。

6.根据权利要求5所述的蓄能机组多串口通讯协议实时解析系统，其特征在于：所述报文解析终端包括依次电性连接的报文存储模块、报文解析模块和信息展示模块；所述报文解析模块与通用串行总线集线器的数据输出接口以有线通讯的方式连接进行数据传输。

7.一种利用蓄能机组多串口通讯协议实时解析系统进行报文解析的方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1、用四组通讯接口转换器分别从现地控制单元和监控系统间的串口通讯线路分接出一路报文线路，四组通讯接口转换器分别把分接的报文线路通过数据输入接口传送到串口监听设备，然后串口监听设备开始监听连接的四组报文线路；

S2、串口监听设备监听到现地控制单元和监控系统间的串口通讯报文后，将四组通讯接口转换器的不同报文汇聚到通用串行总线集线器，由数据输出接口将报文发送到报文解析模块进行基于预设报文协议的解析程序；

S3、在S2的解析程序中，首先判断报文是否有效；如果报文无效则丢弃该条报文，并产生一条丢弃记录发送到报文存储模块进行分类存储；如果报文有效，则将该条报文发送到报文存储模块进行分类存储；存储报文或者丢弃记录是在报文存储模块内的数据库进行编辑核实的；存储好报文或者丢弃记录后，将相关信息发送到信息展示模块进行显示；

S4、在存储好S3中的报文后，将有效的报文输送到报文解析模块，合适报文是否符合预设的报文协议内容；如果符合，则将该条报文内容发送到监控系统并显示为正确报文；如果不符合预设的报文协议内容，将该条报文返回存储模块，并标记为错误报文；

S5、重复上述S1至S4步骤，直到现地控制单元与监控系统间的串口通讯结束。