CN111162964B

CN111162964B - 一种智能站报文完整性分析方法及系统

Info

Publication number: CN111162964B
Application number: CN201911303145.8A
Authority: CN
Inventors: 熊建成; 巩方波; 侯华宇; 王晗; 杨娜; 焦之明; 纪洪伟
Original assignee: Shandong Luruan Digital Technology Co ltd Smart Energy Branch
Current assignee: Intelligent Electrical Branch of Shandong Luneng Software Technology Co Ltd
Priority date: 2019-12-17
Filing date: 2019-12-17
Publication date: 2021-10-12
Anticipated expiration: 2039-12-17
Also published as: CN111162964A

Abstract

本发明公开了一种报文完整性分析方法及系统，包括：判断当前帧和上一帧内容是否为空，如果不是，计算当前帧时间戳和上一帧时间戳的时间差，并判断所述时间差与设定值之间的差值ΔT；如果ΔT＞A，则数组N中最右端的数值加1；如果ΔT＜B，则数组N中最左端的数值加1；如果A＜ΔT＜B，则数组N中间的数值加1；重复上述过程，遍历报文文件中的所有帧，得到数组N；建立直角坐标系，根据数组N，绘制柱形图纵坐标，横坐标为A～B，得到能够显示报文离散分析度的图形。本发明方法思路简单，代码可读性强，能准确判断报文的误码率，重用率高，能大大减少维护工作，降低了维护成本和节省了资源。

Description

一种智能站报文完整性分析方法及系统

技术领域

本发明涉及通信报文分析技术领域，尤其涉及一种智能站报文完整性分析方法及系统。

背景技术

本部分的陈述仅仅是提供了与本发明相关的背景技术信息，不必然构成在先技术。

对通信报文进行分析能够检查报文在传输过程中的完整性，便于判断装置与装置在通信过程中是否有丢帧情况，同时，分析装置和装置的网络连接状态，对整个报文分析提供有力支持。

现有技术是将采集到的整个通信报文进行分析，判断报文的完整性以及报文的误码率；进行报文分析时，需要遍历整个报文中的帧号以及判断每帧报文的长度，来判断报文是否完整以及是否有丢帧情况，其中，若有报文丢失或乱序，需要遍历整个报文的内部序号，代码重用性不强，工作效率低，维护成本高，工作量大，造成了大量的人力和资源浪费。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提出了一种智能站报文完整性分析方法及系统，能准确判断报文的误码率，重用率高，能大大减少维护工作，降低了维护成本和节省了资源。

在一些实施方式中，采用如下技术方案：

一种智能站报文完整性分析方法，包括：

获取报文文件，读取报文文件中的帧总数M；

判断当前帧和上一帧内容是否为空，如果不是，计算当前帧时间戳和上一帧时间戳的时间差，并判断所述时间差与设定值之间的差值ΔT；

如果ΔT＞A，则数组N中最右端的数值加1；如果ΔT＜B，则数组N中最左端的数值加1；如果A＜ΔT＜B，则数组N中间的数值加1；其中A、B为设定值，A＜B；

重复上述过程，遍历报文文件中的所有帧，得到数组N；

建立直角坐标系，根据数组N，绘制柱形图纵坐标，横坐标为A～B，得到能够显示报文离散分析度的图形。

绘制的图像能够有效地显示报文的离散分析度，若处于最中央位置的数量占到98％

以上，则说明报文完整性良好，反之，说明有丢帧情况。

在另一些实施方式中，采用如下技术方案：

一种智能站报文完整性分析系统，包括：

用于获取报文文件，读取报文文件中的帧总数M的装置；

用于判断当前帧和上一帧内容是否为空的装置；

用于计算当前帧时间戳和上一帧时间戳的时间差，并判断所述时间差与设定值之间的差值ΔT的装置；

用于根据差值ΔT确定数组N中数值的装置；如果ΔT＞A，则数组N中最右端的数值加1；如果ΔT＜B，则数组N中最左端的数值加1；如果A＜ΔT＜B，则数组N中间的数值加1；其中A、B为设定值，A＜B；

用于建立直角坐标系，根据数组N，绘制柱形图纵坐标，横坐标为A～B，得到能够显示报文离散分析度的图形的装置。

在另一些实施方式中，采用如下技术方案：

一种终端设备，其包括处理器和计算机可读存储介质，处理器用于实现各指令；计算机可读存储介质用于存储多条指令，所述指令适于由处理器加载并执行上述的智能站报文完整性分析方法。

一种计算机可读存储介质，其中存储有多条指令，所述指令适于由终端设备的处理器加载并执行上述的智能站报文完整性分析方法。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明方法思路简单，代码可读性强，能准确判断报文的误码率，重用率高，能大大减少维护工作，降低了维护成本和节省了资源。

通过所有差值ΔT的数值范围确定数组N的值，根据数组N绘制相应的柱状图，根据绘制的图形能够高效的分析报文的完整性。

附图说明

图1为本发明实施例一中智能站报文完整性分析方法流程图。

具体实施方式

应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本发明使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

实施例一

在一个或多个实施例中，公开了一种智能站报文完整性分析方法，以及每帧报文的时间戳，将下一条报文的时间戳T1和上一条时间戳T2进行比较，若(T2-T1)/1000-250的值在-10～10之间,则该报文属于正常报文，无丢帧，反之说明出现丢帧情况。

本实施例公开的报文完整性分析设计方法主要包括如下过程：

(1)获取报文文件，读取报文文件中的帧总数M；

(2)定义帧结构体，为所述的帧结构体定义一个指针；

(3)判断报文文件第一帧结构体的指针是否为空，如果不是，进入步骤(4)；否则，进入步骤(8)；

(4)判断当前帧指针和上一帧指针是否为空，如果不是，计算当前帧时间戳和上一帧时间戳的时间差，并判断所述时间差与设定值之间的差值ΔT；进入步骤(5)；否则，进入步骤(8)；

(5)如果ΔT＞A，则数组N中最右端的数值加1；如果ΔT小于B，则数组N中最左端的数值加1；如果A＜ΔT＜B，则数组N中间的数值加1；其中A、B为设定值，A＜B；

(6)重复步骤(4)-(5)，直到当前帧遍历完报文文件中所有的帧结构体；

(7)建立直角坐标系，根据数组N，绘制柱形图纵坐标，横坐标为A～B，得到能够显示报文离散分析度的图形；

(8)结束。

在变电站的通信中，61850报文是应用比较广泛的报文文件，下面基于61850报文文件，对本实施方式的方法展开具体说明。当然，下述过程对于其他通信报文的完整性分析同样适用。

参照图1，公开了一种基于智能站61850报文完整性分析方法，具体包括如下步骤：

步骤1，开始该程序流程；

步骤2，读取报文文件或者由下位机上送的61850报文；

步骤3，读取报文中的帧总数，并记录该总数M；

步骤4，定义帧结构体，该结构体包括帧类型、帧长度，帧时间戳，保留位，帧数据内容等；为所述的帧结构体定义一个指针；首先定位到报文起始位置，若第一帧报文结构体指针不为空，进入步骤5；反之，说明该报文不存在；进入步骤11；

需要说明的是，帧结构体的指针为空说明该帧结构体的帧数据内容为空，也就是当前报文没有对应的内容或报文不完整。

步骤5，备份前一帧内容，获取当前帧报文时间戳中的秒和纳秒，计算前一帧报文时间戳和当前帧报文时间戳的秒和纳秒的时间差，然后分别将秒和纳秒的时间差求和，得到当前帧时间戳和上一帧时间戳的时间差；

步骤6，遍历所有帧中当前帧和前一帧报文的时间差，判断当前帧指针和上一帧指针是否为空，若不为空，将所有的时间差值与250微秒的进行比较：

若差值大于10，则数组N中最右端的数值加1；若差值小于-10，则数组N中最左端的数值加1；若差值处于-10-10之间，则数组N中中间位置的数值加1。

若为空，进入步骤11；

本实施例中，如果上述的差值处于-10-10之间，说明该报文属于正常报文，无丢帧，反之出现丢帧。

步骤7，缓存报文文件中遍历所有当前帧得到的所有差值ΔT，差值ΔT的计算公式为：(当前时间戳T2-上一帧时间戳T1)/1000-250，确定所有差值中的最大值和最小值；

步骤8，将帧总数、差值的最大值和最小值，以及数组N缓存在一个结构中；

步骤9，利用Qt绘图工具，建立纵坐标(％)和横坐标(时间均匀度-10～10)；

步骤10，根据差值数组N，绘制柱形图形纵坐标，横坐标为-10～10，纵坐标为数组N中的数值；柱形图可以显示报文的离散分析度，若最中央位置为98％以上，则报文完整性良好，反之，有丢帧情况。同时，显示差值的最大值和最小值。

步骤11，结束该流程。

本发明实施方式的设计方法思路简单，代码可读性强，能准确判断报文的误码率，重用率高，能大大减少维护工作，降低了维护成本和节省了资源。

实施例二

在一个或多个实施方式中，公开了一种报文完整性分析系统，包括：

用于获取报文文件，读取报文文件中的帧总数M的装置；

用于判断当前帧和上一帧内容是否为空的装置；

另外，还包括：用于存储报文文件中所有当前帧时间戳和上一帧时间戳的时间差的装置；

用于确定报文文件中所有当前帧时间戳和上一帧时间戳的时间差与250微秒之间差值的最大值和最小值的装置。

上述装置的具体工作过程参见实施例一中的方法，不再赘述。

实施例三

在一个或多个实施方式中，采用如下技术方案：

一种终端设备，其包括处理器和计算机可读存储介质，处理器用于实现各指令；计算机可读存储介质用于存储多条指令，所述指令适于由处理器加载并执行实施例一中所述的报文完整性分析方法。

在另一些实施方式中，公开了一种计算机可读存储介质，其中存储有多条指令，所述指令适于由终端设备的处理器加载并执行实施例一中所述的报文完整性分析方法。

上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。

Claims

1.一种智能站报文完整性分析方法，其特征在于，包括：

获取报文文件，读取报文文件中的帧总数M；

根据所述差值ΔT所处的不同数据范围段的数量，构建数组N；具体为：如果ΔT＞A，则数组N中最右端的数值加1；如果ΔT＜B，则数组N中最左端的数值加1；如果A＜ΔT＜B，则数组N中间的数值加1；其中A、B为设定值，A＜B；重复上述过程，遍历报文文件中的所有帧，得到数组N；

2.如权利要求1所述的智能站报文完整性分析方法，其特征在于，计算当前帧时间戳和上一帧时间戳的时间差，具体为：

获取当前帧报文时间戳中的秒和纳秒值，分别计算前一帧报文时间戳和当前帧报文时间戳的秒和纳秒的时间差，然后将秒和纳秒的时间差求和，得到当前帧时间戳和上一帧时间戳的时间差。

3.如权利要求1所述的智能站报文完整性分析方法，其特征在于，根据得到的所有的差值ΔT，确定差值ΔT中的最大值和最小值。

4.一种智能站报文完整性分析系统，其特征在于，包括：

用于获取报文文件，读取报文文件中的帧总数M的装置；

用于判断当前帧和上一帧内容是否为空的装置；

用于根据所述差值ΔT所处的不同数据范围段的数量，构建数组N的装置；具体地，如果ΔT＞A，则数组N中最右端的数值加1；如果ΔT＜B，则数组N中最左端的数值加1；如果A＜ΔT＜B，则数组N中间的数值加1；其中A、B为设定值，A＜B；

5.如权利要求4所述的一种智能站报文完整性分析系统，其特征在于，还包括：用于存储报文文件中所有当前帧时间戳和上一帧时间戳的时间差的装置。

6.如权利要求4所述的一种智能站报文完整性分析系统，其特征在于，还包括：

用于确定报文文件中所有当前帧时间戳和上一帧时间戳的时间差与设定值之间差值的最大值和最小值的装置。

7.一种终端设备，其包括处理器和计算机可读存储介质，处理器用于实现各指令；计算机可读存储介质用于存储多条指令，其特征在于，所述指令适于由处理器加载并执行权利要求1-3任一项所述的智能站报文完整性分析方法。

8.一种计算机可读存储介质，其中存储有多条指令，其特征在于，所述指令适于由终端设备的处理器加载并执行权利要求1-3任一项所述的智能站报文完整性分析方法。