CN111064726B - 一种goose协议与hdlc协议数据转换的实现方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种GOOSE协议与HDLC协议数据转换的实现方法及系统，该方法包括以下步骤：通过MCU读取GOOSE协议数据转HDLC协议数据配置及映射关系信息；通过MAC芯片或E1芯片接收数据帧，并发送到MCU判断数据帧类型；根据数据帧类型进行规则判断，若判断合格，则进行下一步骤；根据配置及映射关系信息提取所接收数据帧中的有效数据，并填入基于另一协议的待发送数据帧；根据待发送数据帧类型选择通过MAC芯片或E1芯片发送数据帧。本发明转换高效灵活，有助于提高RTDS模拟站间通信实验的效率，从而更好地发现电力系统稳控系统站间通信所存在的缺陷。

Description

一种GOOSE协议与HDLC协议数据转换的实现方法及系统

技术领域

本发明涉及通信协议技术领域，尤其涉及一种GOOSE协议与HDLC协议数据转换的实现方法及系统。

背景技术

面向通用对象的变电站事件(GOOSE---Generic Object Oriented SubstationEvent)是IEC 61850标准中用于满足变电站自动化系统快速报文需求的机制，主要用于实现在多IED之间的信息传递。高级数据链路控制(High-Level Data Link Control或简称HDLC)，是一个在同步网上传输数据、面向比特的数据链路层协议。目前电力系统稳控系统进行站间通信主要采用2M通道进行基于HDLC协议的数据传输，然而实验室的RTDS实时数字仿真系统只配置有GOOSE接口，在通过RTDS实时数字仿真系统对稳控系统站间通信进行模拟时，由于通信协议不同导致模拟实验难以开展，从而难以发现现有的稳控系统站间通信所存在的一些缺陷，制约着稳控系统规模的扩大和应用的深入。

发明内容

本发明的目的在于提供一种GOOSE协议与HDLC协议数据转换的实现方法及系统，以解决现有技术中电力系统稳控系统站间通信协议与RTDS实时数字仿真系统通信接口协议不匹配的问题。

本发明第一方面提供一种GOOSE协议与HDLC协议数据转换的实现方法，所述方法包括以下步骤：

通过MCU读取GOOSE协议数据转HDLC协议数据配置及映射关系信息；

通过MAC芯片或E1芯片接收数据帧，并发送到MCU判断数据帧类型；

根据数据帧类型进行规则判断，若判断合格，则进行下一步骤；

根据配置及映射关系信息提取所接收数据帧中的有效数据，并填入基于另一协议的待发送数据帧；

根据待发送数据帧类型选择通过MAC芯片或E1芯片发送数据帧。

进一步的，所述根据数据帧类型进行规则判断，具体包括：

根据所接收数据帧类型提取GOOSE协议数据转HDLC协议数据配置及映射关系信息中对应类型的数据帧配置表；

判断所接收数据帧格式与数据帧配置表是否一致，若一致则判断合格，进行下一步骤，若不一致则判断不合格，重新接收数据帧。

进一步的，所述根据配置及映射关系信息提取所接收数据帧中的有效数据，并填入基于另一协议的待发送数据帧，具体包括：

提取配置及映射关系信息中的映射配置表；

根据映射配置表中的内容映射关系，将所提取数据逐一映射到基于另一协议的待发送数据帧中的相应位置。

进一步的，所述将所接收数据帧中的数据逐一映射到基于另一协议的待发送数据帧中的相应位置，具体包括：

当所接收数据帧为基于GOOSE协议的数据帧时，将其数据逐一映射至基于HDLC协议的待发送数据帧中相应位置；

当所接收数据帧为基于HDLC协议的数据帧时，将其数据逐一映射至基于GOOSE协议的待发送数据帧中相应位置。

本发明第二方面提供一种GOOSE协议与HDLC协议数据转换的实现系统，所述系统包括MCU、MAC芯片和E1芯片，

其中，所述MAC芯片用于接收、发送基于GOOSE协议的数据帧；

所述E1芯片用于接收、发送基于HDLC协议的数据帧；

所述MCU包括读取模块、接收模块、判断模块、转换模块、发送模块，

所述读取模块用于读取GOOSE协议数据转HDLC协议数据配置及映射关系信息；

所述接收模块用于接收MAC芯片或E1芯片发送的数据帧，并判断数据帧类型；

所述判断模块用于根据数据帧类型对所接收数据帧进行规则判断，若判断合格，则将所接收数据帧发送至转换模块；

所述转换模块用于根据配置及映射关系信息提取所接收数据帧中的有效数据，并填入基于另一协议的待发送数据帧；

所述发送模块用于根据待发送数据帧类型选择通过MAC芯片或E1芯片发送数据帧。

进一步的，所述判断模块具体包括：

第一提取模块，用于根据所接收数据帧类型提取GOOSE协议数据转HDLC协议数据配置及映射关系信息中对应类型的数据帧配置表；

判断子模块，用于判断所接收数据帧格式与数据帧配置表是否一致，若一致则判断合格，进行下一步骤，若不一致则判断不合格，重新接收数据帧。

进一步的，所述转换模块具体包括：

第二提取模块，用于提取配置及映射关系信息中的映射配置表；

映射模块，用于根据映射配置表中的内容映射关系，将所提取数据逐一映射到基于另一协议的待发送数据帧中的相应位置。

进一步的，所述映射模块具体用于：

当所接收数据帧为基于GOOSE协议的数据帧时，将其数据逐一映射至基于HDLC协议的待发送数据帧中相应位置；

当所接收数据帧为基于HDLC协议的数据帧时，将其数据逐一映射至基于GOOSE协议的待发送数据帧中相应位置。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明提供的一种GOOSE协议与HDLC协议数据转换的实现方法及系统，首先读取GOOSE协议数据转HDLC协议数据配置及映射关系信息，通过MAC芯片或E1芯片接收数据帧后，判断数据帧类型并对数据帧进行规则判断，根据配置及映射关系信息将基于GOOSE协议的数据帧与基于HDLC协议的数据帧进行互相转换，所述配置及映射关系信息可以灵活配置数据映射位置关系等各类参数，从而适应稳控系统所采用的通信协议，转换高效灵活，有助于RTDS模拟电力系统稳控系统站间通信实验的开展。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的优选实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明一实施例提供的一种GOOSE协议与HDLC协议数据转换的实现方法流程示意图。

图2是本发明一实施例提供的GOOSE接收侧数据映射至E1发送侧数据示意图。

图3是本发明一实施例提供的E1接收侧数据映射至GOOSE发送侧数据示意图。

图4是本发明另一实施例提供的一种GOOSE协议与HDLC协议数据转换的实现系统结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所列举实施例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。

图1是本发明一实施例提供的一种GOOSE协议与HDLC协议数据转换的实现方法流程示意图。

如图1所示，本实施例提供一种GOOSE协议与HDLC协议数据转换的实现方法，所述方法包括以下步骤：

S11、通过MCU读取GOOSE协议数据转HDLC协议数据配置及映射关系信息。

本实施例中，预先定义所述GOOSE协议数据转HDLC协议数据配置及映射关系信息，所述配置信息用于描述基于GOOSE协议的数据帧和基于HDLC协议的数据帧各自所携带的各项数据类型、长度、精度等信息；所述映射关系信息用于描述基于GOOSE协议的数据帧与基于HDLC协议的数据帧内容的映射关系。

一些实施方式中，预定义的GOOSE协议数据转HDLC协议数据配置及映射关系信息可以是存储在MCU内部的可存储区域内，在进行数据转换前从所述可存储区域内读取；也可以是存储在外部存储设备中，MCU通过与外部存储设备相连接以读取所述配置及映射关系信息；还可以是通过其他方式存储并被MCU所读取。

S12、通过MAC芯片或E1芯片接收数据帧，并发送到MCU判断数据帧类型。

本实施例中，电力系统稳控系统基于HDLC协议的数据帧通过连接2M通道的E1接口进行传输，所述E1芯片通过与电力系统稳控系统的E1接口相连接实现对基于HDLC协议的数据帧的接收和发送；所述MAC芯片通过与以太网相连接以实现对基于GOOSE协议的数据帧的接收和发送。

当MAC芯片或E1芯片接收到数据帧后，发送至MCU对数据帧类型进行判断，所述数据帧类型包括基于GOOSE协议的数据帧和基于HDLC协议的数据帧。

S13、根据数据帧类型进行规则判断，若判断合格，则进行下一步骤。

该步骤中，在判断获得所接收数据帧的类型后，根据所接收数据帧类型，基于GOOSE协议数据转HDLC协议数据配置，判断所接收数据帧是否与配置一致，若一致则判断所接收数据帧合格，并进行下一步骤；若不一致，则说明所接收数据帧不满足配置要求，需要重新接收。

S14、根据配置及映射关系信息提取所接收数据帧中的有效数据，并填入基于另一协议的待发送数据帧。

该步骤中，通过MCU基于配置信息提取所接收数据帧中的有效数据，随后根据映射关系信息，将所提取有效数据分别填入基于另一通信协议的待发送数据帧中，从而完成通信协议的转换。例如，当所接收数据帧为基于GOOSE协议的数据帧时，基于配置信息提取所接收的基于GOOSE协议的数据帧中的有效数据，并将所提取有效数据分别填入基于HDLC协议的待发送数据帧中；当所接收数据帧为基于HDLC协议的数据帧时，基于配置信息提取所接收的基于HDLC协议的数据帧中的有效数据，并将所提取有效数据分别填入基于GOOSE协议的待发送数据帧中。

S15、根据待发送数据帧类型选择通过MAC芯片或E1芯片发送数据帧。

在完成通信协议的转换后，若待发送数据帧为基于GOOSE协议的数据帧，则由MAC芯片通过以太网发送到实验室RTDS实时数字仿真系统；若待发送数据帧为基于HDLC协议的数据帧，则由E1芯片通过E1接口发送到电力系统稳控系统。

本实施例所提供的一种GOOSE协议与HDLC协议数据转换的实现方法，首先读取GOOSE协议数据转HDLC协议数据配置及映射关系信息，通过MAC芯片或E1芯片接收数据帧后，判断数据帧类型并对数据帧进行规则判断，根据配置及映射关系信息将基于GOOSE协议的数据帧与基于HDLC协议的数据帧进行互相转换，所述配置及映射关系信息可以灵活配置数据映射位置关系等各类参数，从而适应稳控系统所采用的通信协议，能够实现采用不同通信协议的实验室RTDS系统与电力系统稳控系统的数据交互，转换高效灵活，有助于提高通过RTDS系统模拟电力系统稳控系统站间通信实验的效率，从而更好地发现电力系统稳控系统站间通信所存在的缺陷，以对稳控系统进行进一步改进。

可选的，在上述实施例当中，所述根据数据帧类型进行规则判断，具体包括：

S21、根据所接收数据帧类型提取GOOSE协议数据转HDLC协议数据配置及映射关系信息中对应类型的数据帧配置表。

该步骤中，所述GOOSE协议数据转HDLC协议数据配置及映射关系信息中预先定义有不同类型的数据帧配置表，所述类型包括基于GOOSE协议的数据帧和基于HDLC协议的数据帧，所述数据帧配置表用于描述不同类型的数据帧的属性信息，所述属性信息至少包括数据类型、长度及精度。

S22、判断所接收数据帧格式与数据帧配置表是否一致，若一致则判断合格，进行下一步骤，若不一致则判断不合格，重新接收数据帧。

该步骤中，通过MCU判断所接收的数据帧格式、各项数据属性是否与相应类型的数据帧配置表中描述的数据帧属性信息相一致，从而判断所接收数据帧是否为模拟实验所需要的数据帧，通过该步骤可以藉由定义数据帧配置表来对所接收的数据帧进行筛选以对特定的数据帧进行转换。

可选的，在上述实施例中，所述根据配置及映射关系信息提取所接收数据帧中的有效数据，并填入基于另一协议的待发送数据帧，具体包括：

S31、提取配置及映射关系信息中的映射配置表。

该步骤中，所述GOOSE协议数据转HDLC协议数据配置及映射关系信息中预先定义有映射配置表，所述映射配置表用于描述基于GOOSE协议的数据帧中各项数据所对应的基于HDLC协议的数据帧中的位置，或基于HDLC协议的数据帧中各项数据所对应的基于GOOSE协议的数据帧中的位置。

S32、根据映射配置表中的内容映射关系，将所提取数据逐一映射到基于另一协议的待发送数据帧中的相应位置。

该步骤中，所述将所接收数据帧中的数据逐一映射到基于另一协议的待发送数据帧中的相应位置，具体包括：

当所接收数据帧为基于GOOSE协议的数据帧时，将其数据逐一映射至基于HDLC协议的待发送数据帧中相应位置；

当所接收数据帧为基于HDLC协议的数据帧时，将其数据逐一映射至基于GOOSE协议的待发送数据帧中相应位置。

下面通过结合图2和图3来分别说明该步骤：

图2为本实施例提供的GOOSE接收侧数据映射至E1发送侧数据示意图，如图2所示，GOOSE接收侧表示所接收的基于GOOSE协议的数据帧，E1发送侧表示待发送的基于HDLC协议的数据帧，E1发送侧可包括多个用于传输数据的E1接口。根据映射配置表，需要将GOOSE数据帧中位置1数据映射到E1发送侧第1个E1接口待发送数据帧中位置2，GOOSE数据帧中位置5数据映射到第1个E1接口待发送数据帧中位置6，GOOSE数据帧中位置11数据映射到第8个E1接口待发送数据帧中位置5，GOOSE数据帧中位置12数据映射到第8个E1接口待发送数据帧中位置7，同理，其余GOOSE接收侧数据根据映射配置表映射到E1发送侧不同E1接口待发送数据帧中相应位置。

图3为E1接收侧数据映射至GOOSE发送侧数据示意图，如图3所示，E1接收侧表示所接收的基于HDLC协议的数据帧，E1接收侧可包括多个用于传输数据的E1接口；GOOSE发送侧表示待发送的基于GOOSE协议的数据帧。根据映射配置表，需要将第1个E1接口所接收数据帧中位置3数据映射到GOOSE发送侧待发送数据帧位置2，第1个E1接口所接收数据帧中位置6数据映射到GOOSE发送侧待发送数据帧位置3,第8个E1接口所接收数据帧中位置8数据映射到GOOSE发送侧待发送数据帧位置10，第8个E1接口所接收数据帧中位置10数据映射到GOOSE发送侧待发送数据帧位置11,同理，其余不同E1接口所接收数据帧根据映射表映射到GOOSE发送侧待发送数据帧相应位置。

基于与上述方法实施例相同的发明构思，如图4所示，本发明另一实施例提供一种GOOSE协议与HDLC协议数据转换的实现系统，所述系统包括MCU1、MAC芯片2和E1芯片3，

其中，所述MAC芯片2用于接收、发送基于GOOSE协议的数据帧。

所述E1芯片3用于接收、发送基于HDLC协议的数据帧。

所述MCU 1包括读取模块11、接收模块12、判断模块13、转换模块14、发送模块15，

所述读取模块11用于读取GOOSE协议数据转HDLC协议数据配置及映射关系信息。

所述接收模块12用于接收MAC芯片或E1芯片发送的数据帧，并判断数据帧类型。

所述判断模块13用于根据数据帧类型对所接收数据帧进行规则判断，若判断合格，则将所接收数据帧发送至转换模块。

所述转换模块14用于根据配置及映射关系信息提取所接收数据帧中的有效数据，并填入基于另一协议的待发送数据帧。

所述发送模块15用于根据待发送数据帧类型选择通过MAC芯片或E1芯片发送数据帧。

可选的，所述判断模块13具体包括：

第一提取模块，用于根据所接收数据帧类型提取GOOSE协议数据转HDLC协议数据配置及映射关系信息中对应类型的数据帧配置表。

判断子模块，用于判断所接收数据帧格式与数据帧配置表是否一致，若一致则判断合格，进行下一步骤，若不一致则判断不合格，重新接收数据帧。

可选的，所述转换模块14具体包括：

第二提取模块，用于提取配置及映射关系信息中的映射配置表。

映射模块，用于根据映射配置表中的内容映射关系，将所提取数据逐一映射到基于另一协议的待发送数据帧中的相应位置。

可选的，所述映射模块具体用于：

当所接收数据帧为基于GOOSE协议的数据帧时，将其数据逐一映射至基于HDLC协议的待发送数据帧中相应位置；

当所接收数据帧为基于HDLC协议的数据帧时，将其数据逐一映射至基于GOOSE协议的待发送数据帧中相应位置。

所述系统用于执行前述实施例，其实现原理和技术效果可以参照前述方法实施例，在此不再赘述。

以上这些模块可以是被配置成实施以上方法的一个或多个集成电路，例如：一个或多个特定集成电路，或，一个或多个微处理器，或，一个或者多个现场可编程门阵列等。再如，当以上某个模块通过处理元件调度程序代码的形式实现时，该处理元件可以是通用处理器，例如中央处理器或其它可以调用程序代码的处理器。再如，这些模块可以集成在一起，以片上系统的形式实现。

在本发明所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的系统实施例仅仅是示意性的，例如，所述模块或单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种GOOSE协议与HDLC协议数据转换的实现方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

通过MCU读取GOOSE协议数据转HDLC协议数据配置及映射关系信息；

通过MAC芯片或E1芯片接收数据帧，并发送到MCU判断数据帧类型；

根据数据帧类型进行规则判断，若判断合格，则进行下一步骤；

根据配置及映射关系信息提取所接收数据帧中的有效数据，并填入基于另一协议的待发送数据帧；

根据待发送数据帧类型选择通过MAC芯片或E1芯片发送数据帧；

所述根据数据帧类型进行规则判断，具体包括：

根据所接收数据帧类型提取GOOSE协议数据转HDLC协议数据配置及映射关系信息中对应类型的数据帧配置表；

判断所接收数据帧格式与数据帧配置表是否一致，若一致则判断合格，进行下一步骤，若不一致则判断不合格，重新接收数据帧。

2.根据权利要求1所述的一种GOOSE协议与HDLC协议数据转换的实现方法，其特征在于，所述根据配置及映射关系信息提取所接收数据帧中的有效数据，并填入基于另一协议的待发送数据帧，具体包括：

提取配置及映射关系信息中的映射配置表；

根据映射配置表中的内容映射关系，将所提取数据逐一映射到基于另一协议的待发送数据帧中的相应位置。

3.根据权利要求2所述的一种GOOSE协议与HDLC协议数据转换的实现方法，其特征在于，所述将所接收数据帧中的数据逐一映射到基于另一协议的待发送数据帧中的相应位置，具体包括：

当所接收数据帧为基于GOOSE协议的数据帧时，将其数据逐一映射至基于HDLC协议的待发送数据帧中相应位置；

当所接收数据帧为基于HDLC协议的数据帧时，将其数据逐一映射至基于GOOSE协议的待发送数据帧中相应位置。

4.一种GOOSE协议与HDLC协议数据转换的实现系统，其特征在于，所述系统包括MCU、MAC芯片和E1芯片，

其中，所述MAC芯片用于接收、发送基于GOOSE协议的数据帧；

所述E1芯片用于接收、发送基于HDLC协议的数据帧；

所述MCU包括读取模块、接收模块、判断模块、转换模块、发送模块，

所述读取模块用于读取GOOSE协议数据转HDLC协议数据配置及映射关系信息；

所述接收模块用于接收MAC芯片或E1芯片发送的数据帧，并判断数据帧类型；

所述判断模块用于根据数据帧类型对所接收数据帧进行规则判断，若判断合格，则将所接收数据帧发送至转换模块；

所述转换模块用于根据配置及映射关系信息提取所接收数据帧中的有效数据，并填入基于另一协议的待发送数据帧；

所述发送模块用于根据待发送数据帧类型选择通过MAC芯片或E1芯片发送数据帧；

所述判断模块具体包括：

第一提取模块，用于根据所接收数据帧类型提取GOOSE协议数据转HDLC协议数据配置及映射关系信息中对应类型的数据帧配置表；

判断子模块，用于判断所接收数据帧格式与数据帧配置表是否一致，若一致则判断合格，进行下一步骤，若不一致则判断不合格，重新接收数据帧。

5.根据权利要求4所述的一种GOOSE协议与HDLC协议数据转换的实现系统，其特征在于，所述转换模块具体包括：

第二提取模块，用于提取配置及映射关系信息中的映射配置表；

映射模块，用于根据映射配置表中的内容映射关系，将所提取数据逐一映射到基于另一协议的待发送数据帧中的相应位置。

6.根据权利要求5所述的一种GOOSE协议与HDLC协议数据转换的实现系统，其特征在于，所述映射模块具体用于：

当所接收数据帧为基于GOOSE协议的数据帧时，将其数据逐一映射至基于HDLC协议的待发送数据帧中相应位置；

当所接收数据帧为基于HDLC协议的数据帧时，将其数据逐一映射至基于GOOSE协议的待发送数据帧中相应位置。

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