CN111030866A - 一种通信管理系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种通信管理系统，包括CPU模块、存储模块、串行通信模块、以太网通信模块、人机交互模块、规约转换模块以及数据加密模块，所述存储模块、串行通信模块、以太网通信模块、人机交互模块、规约转换模块以及数据加密模块均与所述CPU模块相连。本发明具有可靠性高、实时性强、接口丰富、易扩充等特点，决了不同厂家设备之间的互操作性问题，大大提高了变电站综合自动化系统的通信管理能力。

Description

一种通信管理系统
技术领域
本发明涉及通信领域，具体涉及一种通信管理系统。
背景技术
随着电子、计算机、网络、通信以及嵌入式系统等技术的发展，基于微处理器的新型测量保护IED(IntelligenceElectronicDevice)在变电站自动化系统中得到了大量应用。作为通信网络与测控设备之间的接口设备，通信管理机承担着规约转换与接口匹配以及数据汇总、存储的任务。使用通信管理机可以将不同厂商的IED终端（下位机）进行互联，将收集的各种测量、继保等数据进行处理后传送到现场监控终端（SCADA）或者通过Internet、无线网络传送到远程调度监控中心，同时也把现场监控终端或远程调度监控中心的命令、数据等分发给各下位机。因此,通信管理机主要起到上下络的作用，联络过程中要完成有关的数据处理、通信规约的转换等。
通信管理机的设计应遵循下列原则：(1)高可靠性。通信管理机应采用冗余网络结构，尤其要对作为系统数据通道的以太网网络通道进行冗余配置。当某一网络通道不能正常工作时，备用网络通道能够自动进行热切换，以保证通信信道的通畅，不发生数据丢失的情况，从而保证数据传输的高可靠性。(2)高实时性。通信管理机应具备同时完成多种通信协议转换的能力，实现数据的实时传送，以满足变电站综合自动化系统的实时性要求。(3)可扩展性。除了要在硬件上设计多种形式的通信接口外，通信管理机的软件设计更要具备很强的可扩展性，以便灵活地根据现场装置追加新的通信规约进行通信。(4)互操作性与开放性。通信管理机一方面能够将不同厂商的IED进行网络集成，实现互操作性，另一方面，系统应采用国家或者IEC相关标准的通信规约以满足开放性要求。
现有的通讯管理装置都普遍存在以下缺点：1、稳定性差，由于产品硬件平台较落后，一旦数据量增多，很容易出现故障；2、可配置性低，由于适用规约有限，不同的应用常需要重新开发，或是不同系列产品；3、功能单一，一般仅作规约转化。
发明内容
为了克服现有技术中的不足，本发明提供了一种通信管理系统。
为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：
一种通信管理系统，包括CPU模块、存储模块、串行通信模块、以太网通信模块、人机交互模块、规约转换模块以及数据加密模块，所述存储模块、串行通信模块、以太网通信模块、人机交互模块、规约转换模块以及数据加密模块均与所述CPU模块相连，所述存储模块用于存储实时采集的数据以及历史采集数据、历史维修数据、各应用模块配置数据，所述串行通信模块用于实现CPU模块与各个下位终端机之间的通信，所述串行通信模块包括多个不同类型的接口，以太网通信模块用于实现CPU模块与以太网的通信，所述人机交互模块包括输入设备和输出设备，所述数据加密模块用于对数据进行加密处理和加密传输，所述规约转换模块用于对不同的智能电子设备的通信规约进行转换、分析处理，以完成需要的通信功能。
作为优选，所述串行通信模块包括4个RS-485接口、1个RS-232接口、1个调试串口以及1个USB HOST接口。
作为优选，所述以太网通信模块由一组以太网通信控制芯片DM9000、脉冲隔离变压器和RJ-45接口电路以及微控制器AT91SAM9260中的以太网控制器、以太网物理层单片收发器DM916、脉冲隔离变压器和RJ-45接口电路组成通信信道。
作为优选，所述数据加密模块分别通过加密模块电源控制电路和加密模块SPI总线电路与所述CPU模块连接，其中，所述加密模块电源控制电路用于为所述数据加密单元获取电源，所述加密模块SPI总线电路用于所述数据加密模块和所述CPU模块间的加密数据传输。
作为优选，串行通信模块的每个接口以及以太网通信模块均连接有防雷器。
作为优选，规约转换模块包括采集规约模块、实时数据库和转发规约模块，所述采集规约模块用于实现与外部智能电子设备的通信，采集该些设备的遥测、遥信、遥脉以及事件数据，同时根据CPU模块发来的命令，实现对外部智能电子设备进行遥控、遥调、压板投退的操作；所述采集规约模块具有多个独立的程序块，一个采集规约的程序块能使用多个同类通信端口；所述转发规约模块也具有多个独立的程序块，能从实时数据库中取数据，数据包括：遥测、遥信、遥脉、以及事件数据；然后按通信协议转发给CPU模块，转发规约模块接到CPU模块的命令，通过接口传给采集规约模块，一个转发规约程序块能使用多个同类通信端口。
作为优选，所述人机交互模块的输入设备包括鼠标和键盘。
作为优选，所述人机交互模块的输出设备包括显示器、指示灯和扬声器。
本发明的有益效果是：
本发明在通信管理系统中设置了规约转换模块和数据加密模块，规约转换模块能够实现规约转换，具有很强的适应性，能够满足不同电子设备的需求，数据加密模块能够保证数据传输的安全。本发明还设置了多个防雷器，不仅具有防浪涌的作用，而且还具备电磁泄漏屏蔽的作用。本发明具有可靠性高、实时性强、接口丰富、易扩充等特点，决了不同厂家设备之间的互操作性问题，大大提高了变电站综合自动化系统的通信管理能力。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步描述：
如图1所示，一种通信管理系统，包括CPU模块、存储模块、串行通信模块、以太网通信模块、人机交互模块、规约转换模块以及数据加密模块，所述存储模块、串行通信模块、以太网通信模块、人机交互模块、规约转换模块以及数据加密模块均与所述CPU模块相连，所述存储模块用于存储实时采集的数据以及历史采集数据、历史维修数据、各应用模块配置数据，所述串行通信模块用于实现CPU模块与各个下位终端机之间的通信，所述串行通信模块包括多个不同类型的接口，以太网通信模块用于实现CPU模块与以太网的通信，所述人机交互模块包括输入设备和输出设备，所述数据加密模块用于对数据进行加密处理和加密传输，所述规约转换模块用于对不同的智能电子设备的通信规约进行转换、分析处理，以完成需要的通信功能。
CPU模块是通信管理机的核心，综合考虑通信管理机处于强电磁干扰、甚至高温、髙湿的复杂应用环境，选用了ATMEL公司的高性能ARM9工业级芯片AT91SAM9260。该芯片基于ARM926EJ-S的处理器，主要针对多任务应用，具有全储存器管理、高性能、小核心尺寸以及低功耗等特点。除此之外，将其应用于通信管理机还有以下优势： (1)运行速度快。AT91SAM9260在180MHz时钟频率下运行时性能可达200MIPS。 (2)通信功能强。AT91SAM9260芯片集成了USB端口以及10/100M以太网MAC，还有最多6路UART端口（可用作串行RS-485、RS-232通信接口），自身具备的两路SPI接口可作为CAN通信接口。 (3)代码执行高效。处理器支持32位ARM和16位THUMB指令集，采用固定长度的指令格式，指令执行速度快；寄存器数量众多，绝大多数数据操作在寄存器中完成，寻址方式灵活简单，执行效率高。 (4)功能扩展简便。AT91SAM9260支持8位Java指令集并且包括Java字节代码有效执行的功能部件，提供和JIT（Just-In-Time编译器）相似的Java性能，这些性能为下一代Java无线和嵌入式的设备提供了有力支持。
本发明中的串行通信模块包括4个RS-485接口、1个RS-232接口、1个调试串口以及1个USB HOST接口。
本发明中的以太网通信模块由一组以太网通信控制芯片DM9000、脉冲隔离变压器和RJ-45接口电路以及微控制器AT91SAM9260中的以太网控制器、以太网物理层单片收发器DM916、脉冲隔离变压器和RJ-45接口电路组成通信信道。
本发明中的数据加密模块分别通过加密模块电源控制电路和加密模块SPI总线电路与所述CPU模块连接，其中，所述加密模块电源控制电路用于为所述数据加密单元获取电源，所述加密模块SPI总线电路用于所述数据加密模块和所述CPU模块间的加密数据传输。
本发明中的串行通信模块的每个接口以及以太网通信模块均连接有防雷器。
本发明中的规约转换模块包括采集规约模块、实时数据库和转发规约模块，所述采集规约模块用于实现与外部智能电子设备的通信，采集该些设备的遥测、遥信、遥脉以及事件数据，同时根据CPU模块发来的命令，实现对外部智能电子设备进行遥控、遥调、压板投退的操作；所述采集规约模块具有多个独立的程序块，一个采集规约的程序块能使用多个同类通信端口；所述转发规约模块也具有多个独立的程序块，能从实时数据库中取数据，数据包括：遥测、遥信、遥脉、以及事件数据；然后按通信协议转发给CPU模块，转发规约模块接到CPU模块的命令，通过接口传给采集规约模块，一个转发规约程序块能使用多个同类通信端口。
本发明中的人机交互模块的输入设备包括鼠标和键盘。
本发明中的人机交互模块的输出设备包括显示器、指示灯和扬声器。
本发明在通信管理系统中设置了规约转换模块和数据加密模块，规约转换模块能够实现规约转换，具有很强的适应性，能够满足不同电子设备的需求，数据加密模块能够保证数据传输的安全。本发明还设置了多个防雷器，不仅具有防浪涌的作用，而且还具备电磁泄漏屏蔽的作用本发明具有可靠性高、实时性强、接口丰富、易扩充等特点，决了不同厂家设备之间的互操作性问题，大大提高了变电站综合自动化系统的通信管理能力。
本发明方案所公开的技术手段不仅限于上述实施方式所公开的技术手段，还包括由以上技术特征任意组合所组成的技术方案。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种通信管理系统，其特征在于，包括CPU模块、存储模块、串行通信模块、以太网通信模块、人机交互模块、规约转换模块以及数据加密模块，所述存储模块、串行通信模块、以太网通信模块、人机交互模块、规约转换模块以及数据加密模块均与所述CPU模块相连，所述存储模块用于存储实时采集的数据以及历史采集数据、历史维修数据、各应用模块配置数据，所述串行通信模块用于实现CPU模块与各个下位终端机之间的通信，所述串行通信模块包括多个不同类型的接口，以太网通信模块用于实现CPU模块与以太网的通信，所述人机交互模块包括输入设备和输出设备，所述数据加密模块用于对数据进行加密处理和加密传输，所述规约转换模块用于对不同的智能电子设备的通信规约进行转换、分析处理，以完成需要的通信功能。
2.如权利要求1所述的通信管理系统，其特征在于，所述串行通信模块包括4个RS-485接口、1个RS-232接口、1个调试串口以及1个USB HOST接口。
3.如权利要求1所述的通信管理系统，其特征在于，所述以太网通信模块由一组以太网通信控制芯片DM9000、脉冲隔离变压器和RJ-45接口电路以及微控制器AT91SAM9260中的以太网控制器、以太网物理层单片收发器DM916、脉冲隔离变压器和RJ-45接口电路组成通信信道。
4.如权利要求1所述的通信管理系统，其特征在于，所述数据加密模块分别通过加密模块电源控制电路和加密模块SPI总线电路与所述CPU模块连接，其中，所述加密模块电源控制电路用于为所述数据加密单元获取电源，所述加密模块SPI总线电路用于所述数据加密模块和所述CPU模块间的加密数据传输。
5.如权利要求1或3所述的通信管理系统，其特征在于，串行通信模块的每个接口以及以太网通信模块均连接有防雷器。
6.如权利要求1所述的通信管理系统，其特征在于，规约转换模块包括采集规约模块、实时数据库和转发规约模块，所述采集规约模块用于实现与外部智能电子设备的通信，采集该些设备的遥测、遥信、遥脉以及事件数据，同时根据CPU模块发来的命令，实现对外部智能电子设备进行遥控、遥调、压板投退的操作；所述采集规约模块具有多个独立的程序块，一个采集规约的程序块能使用多个同类通信端口；所述转发规约模块也具有多个独立的程序块，能从实时数据库中取数据，数据包括：遥测、遥信、遥脉、以及事件数据；然后按通信协议转发给CPU模块，转发规约模块接到CPU模块的命令，通过接口传给采集规约模块，一个转发规约程序块能使用多个同类通信端口。
7.如权利要求1所述的通信管理系统，其特征在于，所述人机交互模块的输入设备包括鼠标和键盘。
8.如权利要求1所述的通信管理系统，其特征在于，所述人机交互模块的输出设备包括显示器、指示灯和扬声器。
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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN201174706Y (zh) * 2007-11-26 2008-12-31 重庆大学 基于fpga技术的以太网串口转换器
WO2014090018A1 (zh) * 2012-12-12 2014-06-19 天津市电力公司 一种基于iec61850标准的智能配电终端
CN105827596A (zh) * 2016-03-10 2016-08-03 国网福建省电力有限公司泉州供电公司 一种通信管理系统

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN201174706Y (zh) * 2007-11-26 2008-12-31 重庆大学 基于fpga技术的以太网串口转换器
WO2014090018A1 (zh) * 2012-12-12 2014-06-19 天津市电力公司 一种基于iec61850标准的智能配电终端
CN105827596A (zh) * 2016-03-10 2016-08-03 国网福建省电力有限公司泉州供电公司 一种通信管理系统

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