CN111726197A - 一种远动装置数据发送的自适应控制方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种远动装置数据发送的自适应控制方法及装置，该控制方法步骤包括：S1.目标远动装置上电时，初始化数据发送间隔，启动目标远动装置中服务端与客户端建立连接，并以数据发送间隔的初始值作为起始值不断调整数据发送间隔，直至得到初始最优值；S2.目标远动装置运行时，启动目标远动装置中服务端与客户端建立连接，并实时根据当前通道传输状态，以数据发送间隔的初始最优值作为起始值不断调整数据发送间隔，直至得到实时最优值，控制目标远动装置按照数据发送间隔的实时最优值进行数据发送。本发明具有实现方法简单、能够实现远动装置发送速率的自适应、动态控制，且控制效率高、控制性能好等优点。

Description

一种远动装置数据发送的自适应控制方法及装置

技术领域

本发明涉及电力远动系统技术领域，尤其涉及一种远动装置数据发送的自适应控制方法及装置。

背景技术

在电力远动系统中，由远动装置（远动通讯装置）通讯将变电站内各种设备的数据进行采集汇总，然后整理为一个标准的格式上送给电网调度监控系统，同时接收调度端的控制令，解析后准确下发到对应的设备，以进行精确控制，如图1所示。远动装置的典型软件架构原理如图2所示，主要包括通讯管理应用程序以及参数配置应用程序，通讯管理应用程序中配置网络通讯服务器以及串口通讯管理器，由通讯规约协议库向网络通讯服务器以及串口通讯管理器提供通讯规约协议。

电网调度监控中心和变电站站端的远动装置网络通道普遍是采用IEC104（IEC60870-5-104）规约进行数据交互，IEC104规约报文是通过TCP/IP网络协议进行传输，其数据发送速率主要受远方监控系统和远动装置的处理时延、中间网络设备的处理时延以及中间网络的传输时延三方面影响，而当受其中一方面的影响而使得远动装置发送数据速度相对过高时，TCP发送缓冲区数据由于未能及时将数据转发出去而填满，如果设置socket工作在阻塞模式，则远动系统将进入休眠等待数据可写，使得阻塞时间内无法处理其它数据采集和命令控制，会影响整个系统的实时性；如果设置socket工作在非阻塞模式，远动系统会发送操作返回错误将主动断开连接，则会造成通讯系统频繁的重新连接，因此远动装置通讯的可靠性对整个远动系统具有重要的意义。

针对远动装置发送速率的控制，目前普遍都是通过人为设定报文发送间隔的最小周期以及动态调整发送缓冲区的大小，但是采用固定间隔周期的方式会增加调试时间，若设定使得IEC104服务端通讯处理速率太低会浪费调度数据网通讯带宽、造成调度监控数据更新较慢，通讯处理速率过高又会使通讯频繁断开重连，影响通讯质量，且采用间隔周期的方式无法匹配远动通讯系统的通信传输性能实现动态调整，在远动通讯系统通信传输性能较好、带宽裕量较大的时候，使用较高的数据发送速率可以提高传输性能，而在远动通讯系统通信传输性能较差、socket发送缓存区容易满时，需要使用较低数据发送速率保证传输可靠性，上述使用固定间隔周期的方式无法适应远动通讯系统通讯性能的变化，难以保持较优的通讯性能；同时固定设定动态调整发送缓冲区大小后，还会存在难以完全避免缓冲区写满的可能。

现有技术中另一种远动装置发送速率控制方式是直接利用带宽测试功能计算发送速率，但是单纯利用带宽测试功能计算发送速率会增加软件复杂性且实际无法实现准确测量，测量实现复杂且精度低。因此亟需提供一种远动装置数据发送的控制方法，以使得能够实现远动装置发送速率的自适应动态控制，同时能够确保控制效率以及性能。

发明内容

本发明要解决的技术问题就在于：针对现有技术存在的技术问题，本发明提供一种实现方法简单、能够实现远动装置发送速率的自适应、动态控制，且控制效率高、控制性能好的远动装置数据发送的自适应控制方法及装置。

为解决上述技术问题，本发明提出的技术方案为：

一种远动装置数据发送的自适应控制方法，步骤包括：

S1. 上电初始寻优：目标远动装置上电时，初始化数据发送间隔，启动目标远动装置中服务端与客户端建立连接，并以数据发送间隔的初始值作为起始值不断调整数据发送间隔，直至得到数据发送间隔的初始最优值；

S2. 自适应控制：目标远动装置运行时，启动目标远动装置中服务端与客户端建立连接，并实时根据当前通道传输状态，以所述数据发送间隔的初始最优值作为起始值不断调整数据发送间隔，直至得到数据发送间隔的实时最优值，控制目标远动装置按照所述数据发送间隔的实时最优值进行数据发送。

作为本发明方法的进一步改进，所述步骤S1中调整所述数据发送间隔时，先按照指定梯度调整所述数据发送间隔至使得服务端与客户端之间的连接在指定时长内不发生自动断开，再循环按照减小、增加的顺序调整所述数据发送间隔以逐步缩小寻优范围，其中每次从减小状态变化为增加状态或从增加状态变化为减小状态时减小所述数据发送间隔调整的梯度，直至得到所述数据发送间隔的初始最优值。

作为本发明方法的进一步改进，所述步骤S1中调整所述数据发送间隔时，当相邻两次改变调整方向所得到的最优发送间隔之间的阈值在预设范围内，得到所述数据发送间隔的初始最优值，其中所述最优发送间隔为从增加改变为减小所述数据发送间隔或从减小改变为增加所述数据发送间隔时，使得服务端与客户端之间的连接在指定时长内不发生自动断开所对应的数据发送间隔。

作为本发明方法的进一步改进，所述步骤S1的步骤具体包括：

S11. 设定数据发送间隔α以及调整梯度Δα的初始值；

S12. 按照当前调整梯度Δα不断增加当前数据发送间隔α，直至服务端与客户端之间的连接在指定时长内不发生自动断开，由当前数据发送间隔α得到第一最优发送间隔α’；

S13. 减小当前调整梯度Δα；

S14. 按照当前调整梯度Δα减小当前数据发送间隔α，如果服务端与客户端之间的连接在指定时长内发生自动断开，减小当前调整梯度Δα，返回执行步骤S12，否则由当前数据发送间隔α得到第二最优发送间隔α’’，转入执行步骤S15；

S15. 判断所述第二最优发送间隔α’’ 与所述第一最优发送间隔α’之间的差值是否在预设范围内，如果是确定所述第二最优发送间隔α’’为所述数据发送间隔的最优值，退出寻优；否则使用所述第二最优发送间隔α’’更新所述第一最优发送间隔α’，返回执行步骤S14。

作为本发明方法的进一步改进，所述步骤S12）的具体步骤为：

S121. 取数据发送间隔α的初始值作为当前数据发送间隔α；

S122. 按照所述数据发送间隔α的初始值启动目标远动装置中服务端与客户端之间的连接，并判断当前连接在指定时长内是否发生自动断开，如果是转入执行步骤S123；否则由所述数据发送间隔α的初始值得到所述数据发送间隔的初始最优值，停止寻优；

S123. 按照调整梯度Δα的初始值增加当前数据发送间隔α，并重新启动目标远动装置中服务端与客户端之间的连接，判断当前连接在指定时长内是否发生自动断开，如果是返回执行步骤S123，否则转入执行步骤S13。

作为本发明方法的进一步改进，当得到最优发送间隔时还包括由服务端主动发送U帧测试报文，计算U帧测试报文的应答周期T，并与最优发送间隔对应进行保存的步骤。

作为本发明方法的进一步改进，所述步骤S2中确定所述数据发送间隔的实时最优值时，以所述数据发送间隔的初始最优值作为初始值建立服务端与客户端之间的连接并对所述数据发送间隔不断进行调整，当通道传输状态处于通道传输性能低于预设状态的第一传输状态时，循环按照增加、减小的顺序调整所述数据发送间隔，当通道传输状态处于通道传输性能高于预设状态的第二传输状态时，则循环按照减小、增加的顺序调整所述数据发送间隔，其中每次从减小状态变化为增加状态或从增加状态变化为减小状态时减小所述数据发送间隔调整的梯度。

作为本发明方法的进一步改进，所述步骤S2中确定所述数据发送间隔的实时最优值时，当相邻两次改变调整方向所得到的最优发送间隔之间的阈值在预设范围内，确定得到所述数据发送间隔的实时最优值，所述最优发送间隔为从增加改变为减小所述数据发送间隔或从减小改变为增加所述数据发送间隔时，使得服务端与客户端之间的连接在指定时长内不发生自动断开所对应的数据发送间隔。

作为本发明方法的进一步改进，当按照所述数据发送间隔的初始最优值建立服务端与客户端的连接后总是发生连接断开时，判定为处于所述第一传输状态。

作为本发明方法的进一步改进，所述步骤S2中还包括定时由服务端主动发送U帧测试报文并计算所述U帧测试报文的应答周期T，若计算得到的U帧应答周期与所述数据发送间隔的初始最优值所对应的U帧应答周期之间的差值大于预设阈值，判定为处于所述第二传输状态。

作为本发明方法的进一步改进，当处于所述第一传输状态时，所述确定所述数据发送间隔的实时最优值的具体步骤为：

S211. 以所述数据发送间隔的初始最优值作为当前数据发送间隔α，并设定调整梯度Δα的初始值；

S212. 按照当前调整梯度Δα不断增加当前数据发送间隔α，直至服务端与客户端之间的连接在指定时长内不发生自动断开，由当前数据发送间隔α得到第一最优发送间隔α’，并记录当前数据发送间隔α所对应的U帧测试报文应答周期T’；

S213. 减小当前调整梯度Δα；

S214. 按照当前调整梯度Δα减小当前数据发送间隔α，如果服务端与客户端之间的连接在指定时长内发生自动断开，减小当前调整梯度Δα，返回执行步骤S212，否则由当前数据发送间隔α得到第二最优发送间隔α’’，并记录当前数据发送间隔α所对应的U帧测试报文应答周期T’’，转入执行步骤S215；

S215. 判断所述第二最优发送间隔α’’ 与所述第一最优发送间隔α’之间的差值是否在预设范围内，如果是确定所述第二最优发送间隔α’’为所述数据发送间隔的实时最优值，退出调整；否则使用所述第二最优发送间隔α’’更新所述第一最优发送间隔α’，返回执行步骤S214。

作为本发明方法的进一步改进，当处于所述第二传输状态时，所述确定所述数据发送间隔的实时最优值的具体步骤为：

S221. 以所述数据发送间隔的初始最优值作为当前数据发送间隔α，并设定调整梯度Δα的初始值；

S222. 按照当前调整梯度Δα减小当前数据发送间隔α，如果服务端与客户端之间的连接在指定时长内发生自动断开，转入执行步骤S223，否则由当前数据发送间隔α得到第一最优发送间隔α’，并记录当前数据发送间隔对应的U帧测试报文应答周期T’，返回执行步骤S222；

S223. 减小当前调整梯度Δα；

S224. 按照当前调整梯度Δα不断增加当前数据发送间隔α，直至服务端与客户端之间的连接在指定时长内不发生自动断开，由当前数据发送间隔α得到第二最优发送间隔α’’，并记录当前数据发送间隔对应的U帧测试报文应答周期T’’；

S225. 判断所述第二最优发送间隔α’’ 与所述第一最优发送间隔α’之间的差值是否在预设范围内，如果是确定所述第二最优发送间隔α’’为所述数据发送间隔的实时最优值，退出调整；否则使用所述第二最优发送间隔α’’更新所述第一最优发送间隔α’， 减小当前调整梯度Δα，返回执行步骤S222。

本发明进一步提供一种远动装置数据发送的自适应控制装置，包括：

上电初始寻优模块，用于目标远动装置上电时，初始化数据发送间隔，启动目标远动装置中服务端与客户端建立连接，并以数据发送间隔的初始值作为起始值不断调整数据发送间隔，直至得到数据发送间隔的初始最优值；

自适应控制模块，用于目标远动装置运行时，启动目标远动装置中服务端与客户端建立连接，并实时根据当前通道传输状态，以所述数据发送间隔的初始最优值作为起始值不断调整数据发送间隔，直至得到数据发送间隔的实时最优值，控制目标远动装置按照所述数据发送间隔的实时最优值进行数据发送。

本发明进一步提供一种远动装置数据发送的自适应控制装置包括存储有计算机程序的计算机可读存储介质，所述计算机程序执行时实现如上述的方法。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

1、本发明远动装置数据发送的自适应控制方法及装置，通过在远动装置上电时进行数据发送间隔初始寻优，确定数据发送间隔的初始最优值，在远动装置运行时，再实时根据当前通道传输状态以数据发送间隔的初始最优值为起始值不断调整数据发送间隔，确定数据发送间隔的实时最优值，可以实现远动装置调度数据发送速率的高效自适应、动态控制，使得在远动通讯系统带宽裕量较大、socket发送缓存区容易满等各种性能状态时，均能够匹配远动通讯系统通信状态进行自适应调整，使通讯系统始终保持较优的发送速率，减少远动系统投运的后期售后问题，充分利用调度数据网的通讯能力保证通讯质量，同时由上电确定初始最优值后远动装置运行期间能够快速调整至实时最优值，提高自适应控制的效率。

2、本发明远动装置数据发送的自适应控制方法及装置，通过在通讯规约方面进行优化，实现远动装置数据发送速率的自适应控制调整，无需增加额外的硬件成本，尤其适用于变电站综合自动化监控系统中的远动通信装置中。

3、本发明远动装置数据发送的自适应控制方法及装置，在上电初始寻优时，通过先以初始值为起始值按照指定梯度不断增加发送间隔，直至服务端与客户端之间的连接在指定时长内不发生自动断开，确定初始寻优范围，再循环按照减小、增加的顺序来逐步调整，每次调整方向变化时减小调整的梯度，可以逐步快速的缩小寻优范围，实现快速寻优，同时确保寻优的精度。

4、本发明远动装置数据发送的自适应控制方法及装置，在远动装置运行期间，通过上电初始寻优得到的数据发送间隔的初始最优值作为初始值建立服务端与客户端之间的连接，同时依据通道传输状态再进行实时寻优，当通道传输性能较低时，自适应的降低发送效率，当通道传输性能较高时，自适应的提高发送效率，能够充分发挥通道传输性能，始终保持较优的发送速率。

附图说明

图1是电力远动系统网络组成结构示意图。

图2是远动装置的典型软件架构原理示意图。

图3是本实施例远动装置数据发送的自适应控制方法的实现流程示意图。

图4是本发明具体应用实施例中实现上电初始寻优的详细流程示意图。

图5是本发明具体应用实施例中装置运行期间通信传输性能变差时执行实时寻优的详细流程示意图。

图6是本发明具体应用实施例中装置运行期间通信传输性能提高时执行实时寻优的详细流程示意图。

具体实施方式

以下结合说明书附图和具体优选的实施例对本发明作进一步描述，但并不因此而限制本发明的保护范围。

如图3所示，本实施例远动装置数据发送的自适应控制方法，步骤包括：

S1. 上电初始寻优：目标远动装置上电时，初始化数据发送间隔，启动目标远动装置中服务端与客户端建立连接，并以数据发送间隔的初始值作为起始值不断调整数据发送间隔，直至得到数据发送间隔的初始最优值；

S2. 自适应控制：目标远动装置运行时，启动目标远动装置中服务端与客户端建立连接，并实时根据当前通道传输状态，以数据发送间隔的初始最优值作为起始值不断调整数据发送间隔，直至得到数据发送间隔的实时最优值，控制目标远动装置按照数据发送间隔的实时最优值进行数据发送。

本实施例通过在远动装置上电时进行数据发送间隔初始寻优，确定数据发送间隔的初始最优值，在远动装置运行时，再实时根据当前通道传输状态以数据发送间隔的初始最优值为起始值不断调整数据发送间隔，确定数据发送间隔的实时最优值，可以实现远动装置调度数据发送速率的高效自适应、动态控制，使得在远动通讯系统带宽裕量较大、socket发送缓存区容易满等各种性能状态时，均能够匹配远动通讯系统通信状态进行自适应调整，使通讯系统始终保持较优的发送速率，减少远动系统投运的后期售后问题，充分利用调度数据网的通讯能力保证通讯质量，同时由上电确定初始最优值后远动装置运行期间能够快速调整至实时最优值，提高自适应控制的效率。

本实施例中，步骤S1中调整数据发送间隔时，先按照指定梯度调整数据发送间隔至使得服务端与客户端之间的连接在指定时长内不发生自动断开，再循环按照减小、增加的顺序调整数据发送间隔以逐步缩小寻优范围，其中每次从减小状态变化为增加状态或从增加状态变化为减小状态时减小数据发送间隔调整的梯度，直至得到数据发送间隔的初始最优值。

远动装置的通信处理速率太低会浪费调度数据网通讯带宽，造成调度监控数据更新较慢，通讯处理速率过高又会使通讯频繁断开重连，影响通讯质量。本实施例在上电初始寻优时，通过先以初始值为起始值按照指定梯度不断增加发送间隔，直至服务端与客户端之间的连接在指定时长内不发生自动断开，以确定初始寻优范围，再循环按照减小、增加的顺序来逐步调整，每次调整方向变化时（从减小变为增加或从增加变为减小）减小调整的梯度，可以逐步快速的缩小寻优范围，实现快速寻优，同时确保寻优的精度。

本实施例中，步骤S1中调整数据发送间隔时，当相邻两次改变调整方向得到的最优发送间隔之间的阈值在预设范围内，得到数据发送间隔的初始最优值，其中最优发送间隔为从增加改变为减小数据发送间隔或从减小改变为增加数据发送间隔时，使得服务端与客户端之间的连接在指定时长内不发生自动断开所对应的数据发送间隔。若改变调整方向（从减小变为增加或从增加变为减小）后能够使得服务端与客户端之间的连接在指定时长内不断开，则此时的数据发送间隔为最优发送间隔，若同时满足前后两次改变调整方向所得到的最优发送间隔之间的差值在预设范围内，则表明得到寻优所需的数据发送间隔的最优值。

本实施例中，步骤S1上电初始寻优的步骤具体包括：

S11. 设定数据发送间隔α以及调整梯度Δα的初始值；

S12. 按照当前调整梯度Δα不断增加当前数据发送间隔α，直至服务端与客户端之间的连接在指定时长内不发生自动断开，由当前数据发送间隔α得到第一最优发送间隔α’；

S13. 减小当前调整梯度Δα；

S14. 按照当前调整梯度Δα减小当前数据发送间隔α，如果服务端与客户端之间的连接在指定时长内发生自动断开，减小当前调整梯度Δα，返回执行步骤S12，否则由当前数据发送间隔α得到第二最优发送间隔α’’，转入执行步骤S15；

S15. 判断第二最优发送间隔α’’ 与第一最优发送间隔α’之间的差值是否在预设范围内，如果是确定第二最优发送间隔α’’为数据发送间隔的最优值，退出寻优；否则使用第二最优发送间隔α’’更新第一最优发送间隔α’，返回执行步骤S14。

上述增加数据发送间隔α即为增加Δα值，减小数据发送间隔α即为减去Δα值，每次数据发送间隔从增加转变为减小时候或者由减小转变为增加时候调整梯度Δα减小指定值。数据发送间隔α的初始值、调整梯度Δα的初始值以及每次减小调整梯度Δα的量均可根据实际需求设定。

通过上述步骤，在远动装置上电后，按照定长的Δα更改发送间隔α，软件实现简单，寻优效果明显，避免过多的数据处理时间，能够快速、精确的寻找到最优的数据发送间隔作为初始最优值，后续在初始最优值的基础上再进一步根据实时通信传输状态进行调整，可以减少实时最优值查找的时间，提高自适应控制效率。

本实施例中，步骤S12的具体步骤为：

S121. 取数据发送间隔α的初始值作为当前数据发送间隔α；

S122. 按照数据发送间隔α的初始值启动目标远动装置中服务端与客户端之间的连接，并判断当前连接在指定时长内是否发生自动断开，如果是转入执行步骤S124；否则由数据发送间隔α的初始值得到数据发送间隔的初始最优值，停止寻优；

S123. 按照调整梯度Δα的初始值增加当前数据发送间隔α，并重新启动目标远动装置中服务端与客户端之间的连接，判断当前连接在指定时长内是否发生自动断开，如果是返回执行步骤S123，否则转入执行步骤S13。

在上电寻优过程中，若按照数据发送间隔α的初始值即能够使得服务端与客户端之间的连接在指定时长内不发生自动断开，则由数据发送间隔的初始值即得到初始最优值，停止寻优，否则不断增加数据发送间隔直至连接在指定时长内不发生自动断开，得到第一最优发送间隔α’。

本实施例中，得到最优发送间隔时还包括由服务端主动发送U帧测试报文，计算U帧测试报文的应答周期T，并与最优发送间隔对应进行保存的步骤。本实施例通过在确定到最优发送间隔时，同时由服务端主动发送U帧测试报文，通过计算发送时间T1、接收时间T2之间的差值得到U帧收发花费时间T=T2-T1，即为U帧应答周期，将最优发送间隔与对应的U帧应答周期一并进行保存记录，利用U帧应答周期可以判别远动系统的通讯传输状态。

上述步骤S122中，如果判断到当前连接在指定时长内不发生自动断开，由服务端主动发送U帧测试报文，计算U帧收发花费时间T=T2-T1，T2为U帧测试报文的发送时间，T1为服务端接收到客户端U帧应答报文的接收时间，将当前数据发送间隔 α保存为最优记录[T,α]，停止寻优；如果发生自动断开并经过不断调整后达到不断开，首次记录当前数据发送间隔α、U帧测试报文的应答周期T为当前最优记录[T’,α’]；

上述步骤S14中，当判断到服务端与客户端之间的连接在指定时长内未发生自动断开时，服务端主动发送U帧测试报文，计算U帧测试报文的应答周期T，并与当前数据发送间隔α保存为当前最优记录[T’’,α’’]，由[T’’,α’’]与[T’,α’]进行比较来判断是否确定得到最优值，若未得到最优值，则由[T’’,α’’]更新[T’,α’]，返回步骤S34继续进行查找。

在具体应用实施例中，远动装置内部程序为IEC104服务端，电网调度监控中心为IEC104客户端，设定数据发送间隔α的初始值为0、调整梯度Δα的初始值为200ms，每次调整梯度Δα减小量为10ms，装置上电寻优的流程如图3所示，详细流程为：

1）应用程序加载运行，启动IEC104服务端和客户端建立连接，默认数据发送间隔α为0ms；

2）判断通讯运行两分钟内是否发生连接自动断开，如果未断开连接，执行步骤3），如果断开连接执行步骤4）。

3）服务端主动发送U帧测试报文，记录发送时间T1；服务端接收到客户端U帧应答报文，记录接收时间T2；计算U帧收发花费时间T=T2-T1，并和当前数据发送间隔 α保存为最优记录[T,α]，确定发送间隔α为0ms，停止寻优。

4）增加数据发送间隔α时间长度，重新连接；判断运行两分钟内是否发生连接自动断开，如果未断开连接，执行步骤5），如果断开连接重复步骤4）。

5）服务端主动发送U帧测试报文，记录发送时间T3，服务端接收到客户端U帧应答报文，记录接收时间T4，计算U帧收发花费时间T=T4-T3，并和当前数据发送间隔α保存为本次记录[T’,α’]；

6）减小数据发送间隔Δα；

7）减小数据发送间隔α时间长度，重新连接，判断运行两分钟内是否发生连接自动断开，如果断开连接，减小数据发送间隔Δα，返回步骤4），如果未断开连接，执行步骤8）；

8）服务端主动发送U帧测试报文，记录发送时间T1；服务端接收到客户端U帧应答报文，记录接收时间T2；计算U帧收发花费时间T=T2-T1，并和当前数据发送间隔 α保存为本次最优记录[T’’,α’’]；

9）将[T’’,α’’]和最优记录[T’,α’]比较，如果α’在α的±20ms以外，用[T’’,α’’]更新[T’,α’]；否则不更新最优记录[T’,α’]，由[T’’,α’’]得到最优解，停止寻优。

上述步骤通过逐步缩小最优数据发送间隔α的寻找范围，更新最优间隔α并和U帧测试周期记录[T,α]，能够实现快速寻优。

本实施例中，步骤S2中确定数据发送间隔的实时最优值时，以数据发送间隔的初始最优值作为初始值建立服务端与客户端之间的连接并对数据发送间隔不断进行调整，当通道传输状态处于通道传输性能低于预设状态的第一传输状态时，循环按照增加、减小的顺序调整数据发送间隔，当通道传输状态处于通道传输性能高于预设状态的第二传输状态时，则循环按照减小、增加的顺序调整数据发送间隔，其中每次从减小状态变化为增加状态或从增加状态变化为减小状态时减小数据发送间隔调整的梯度。

本实施例在远动装置运行期间，通过上电初始寻优得到的数据发送间隔的初始最优值作为初始值建立服务端与客户端之间的连接，同时依据通道传输状态再进行实时寻优，当通道传输性能较低时，自适应的降低发送效率，当通道传输性能较高时，自适应的提高发送效率，能够充分发挥通道传输性能，使得在远动通讯系统带宽裕量较大的时候适当的提高数据发送速率，在socket发送缓存区容易满的时候降低发送速率，从而始终保持较优的发送速率。

本实施例中，步骤S2中确定数据发送间隔的实时最优值时，当相邻两次改变调整方向所得到的最优发送间隔之间的阈值在预设范围内，确定得到数据发送间隔的实时最优值，最优发送间隔为从增加改变为减小数据发送间隔或从减小改变为增加数据发送间隔时，使得服务端与客户端之间的连接在指定时长内不发生自动断开所对应的数据发送间隔。本实施例中装置运行期间实时寻优时采用与上电寻优相同的方式，由于实时寻优是以发送间隔的初始最优值作为起始值，能够快速查找到实时最优值。

本实施例中，当按照数据发送间隔的初始最优值建立服务端与客户端的连接后总是发生连接断开时，如连接断开发生超过预设阈值，判定为处于第一传输状态。本实施例当处于第一传输状态时，确定数据发送间隔的实时最优值的具体步骤为：

S211. 以数据发送间隔的初始最优值作为当前数据发送间隔α，并设定调整梯度Δα的初始值；

S212. 按照当前调整梯度Δα不断增加当前数据发送间隔α，直至服务端与客户端之间的连接在指定时长内不发生自动断开，由当前数据发送间隔α得到第一最优发送间隔α’，并记录当前数据发送间隔α所对应的U帧测试报文应答周期T’；

S213. 减小当前调整梯度Δα；

S214. 按照当前调整梯度Δα减小当前数据发送间隔α，如果服务端与客户端之间的连接在指定时长内发生自动断开，减小当前调整梯度Δα，返回执行步骤S212，否则由当前数据发送间隔α得到第二最优发送间隔α’’，并记录当前数据发送间隔α所对应的U帧测试报文应答周期T’’，转入执行步骤S215；

S215. 判断第二最优发送间隔α’’ 与第一最优发送间隔α’之间的差值是否在预设范围内，如果是确定第二最优发送间隔α’’为数据发送间隔的实时最优值，退出调整；否则使用第二最优发送间隔α’’更新第一最优发送间隔α’，返回执行步骤S214。

本实施例在装置运行期间若总是断开连接，表明通道传输性能变差，以数据发送间隔的初始最优值为起始值继续执行寻优过程，上述实时寻优流程（步骤S211~步骤S215）采用与上电初始化寻优（步骤S1）相同的方式，即当装置运行期间总是发生断开连接等的通道传输性能变差情况时，设定调整梯度Δα的初始值后重复执行步骤S12~S15来得到实时最优值，实现远动装置最优发送速率的自适应调整。在具体应用实施例中，如图5所示，在装置运行期间若总是断开连接，设定调整梯度Δα的初始值为200ms，重新执行上述寻优步骤4）~（9）来进一步来得到实时最优值。

本实施例中，步骤S2中还包括定时由服务端主动发送U帧测试报文并计算U帧测试报文的应答周期T，若计算得到的U帧应答周期与数据发送间隔的初始最优值所对应的U帧应答周期之间的差值大于预设阈值，判定为处于第二传输状态，即若实时U帧测试报文的应答周期相比步骤S1得到的数据发送间隔的初始最优值所对应的U帧测试报文的应答周期T较小，表明通道传输性能提高，需要提高当前数据发送速率。本实施例当处于第二传输状态时，确定数据发送间隔的实时最优值的具体步骤为：

S221. 以数据发送间隔的初始最优值作为当前数据发送间隔α，并设定调整梯度Δα的初始值；

S222. 按照当前调整梯度Δα减小当前数据发送间隔α，如果服务端与客户端之间的连接在指定时长内发生自动断开，转入执行步骤S223，否则由当前数据发送间隔α得到第一最优发送间隔α’，并记录当前数据发送间隔对应的U帧测试报文应答周期T’，返回执行步骤S222；

S223. 减小当前调整梯度Δα；

S224. 按照当前调整梯度Δα不断增加当前数据发送间隔α，直至服务端与客户端之间的连接在指定时长内不发生自动断开，由当前数据发送间隔α得到第二最优发送间隔α’’，并记录当前数据发送间隔对应的U帧测试报文应答周期T’’；

S225. 判断第二最优发送间隔α’’ 与第一最优发送间隔α’之间的差值是否在预设范围内，如果是确定第二最优发送间隔α’’为数据发送间隔的实时最优值，退出调整；否则使用第二最优发送间隔α’’更新第一最优发送间隔α’， 减小当前调整梯度Δα，返回执行步骤S222。

本实施例在第二传输状态时，以数据发送间隔的初始最优值最为起始值重新进行实时寻优，上述实时寻优流程（S222~S225）采用与步骤S1相同的寻优方式，即当判定通道传输性能提高，需要提高当前数据发送速率时，可转入执行步骤S13以重新执行寻优过程，得到实时最优值。

在具体应用实施例中，如图6所示，定时发送U帧测试报文，若实时U帧测试报文的应答周期t小于数据发送间隔的初始最优值所对应的U帧测试报文的应答周期T的10%时，判定为通道传输性能提高的第二传输状态，需要提高当前数据发送速率，转入执行上述寻优步骤7）~（9），得到实时最优值。

本实施例上电初始寻优与装置运行期间实时寻优采用相同的方式，可以理解的是，上电初始寻优、装置运行期间实时寻优也可以采用其他方式实现。

本实施例进一步提供一种远动装置数据发送的自适应控制装置，包括：

上电初始寻优模块，用于目标远动装置上电时，初始化数据发送间隔，按照数据发送间隔的初始值启动目标远动装置中服务端与客户端建立连接，并不断调整数据发送间隔，直至得到数据发送间隔的最优值；

自适应控制模块，用于目标远动装置运行时，按照数据发送间隔的最优值建立服务端与客户端的连接，并实时根据当前通道传输状态对数据发送间隔进行调整，直至得到数据发送间隔的实时最优值，控制目标远动装置按照数据发送间隔的实时最优值进行数据发送。

本实施例远动装置数据发送的自适应控制装置与上述远动装置数据发送的自适应控制方法一一对应，在此不再一一赘述。

本实施例进一步远动装置数据发送的自适应控制装置，包括存储有计算机程序的计算机可读存储介质，计算机程序执行时实现上述远动装置数据发送的自适应控制方法。

本发明只需在通讯规约方面进行优化，无需增加额外的硬件成本，尤其适用于变电站综合自动化监控系统中的远动通信装置中，当然还可以适用于其它应用远动通讯装置综合自动化系统中。

上述只是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何形式上的限制。虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均应落在本发明技术方案保护的范围内。

Claims (14)

1.一种远动装置数据发送的自适应控制方法，其特征在于，步骤包括：

S1. 上电初始寻优：目标远动装置上电时，初始化数据发送间隔，启动目标远动装置中服务端与客户端建立连接，并以数据发送间隔的初始值作为起始值不断调整数据发送间隔，直至得到数据发送间隔的初始最优值；

S2. 自适应控制：目标远动装置运行时，启动目标远动装置中服务端与客户端建立连接，并实时根据当前通道传输状态，以所述数据发送间隔的初始最优值作为起始值不断调整数据发送间隔，直至得到数据发送间隔的实时最优值，控制目标远动装置按照所述数据发送间隔的实时最优值进行数据发送。

2.根据权利要求1所述的远动装置数据发送的自适应控制方法，其特征在于，所述步骤S1中调整所述数据发送间隔时，先按照指定梯度调整所述数据发送间隔至使得服务端与客户端之间的连接在指定时长内不发生自动断开，再循环按照减小、增加的顺序调整所述数据发送间隔以逐步缩小寻优范围，其中每次从减小状态变化为增加状态或从增加状态变化为减小状态时减小所述数据发送间隔调整的梯度，直至得到所述数据发送间隔的初始最优值。

3.根据权利要求2所述的远动装置数据发送的自适应控制方法，其特征在于，所述步骤S1中调整所述数据发送间隔时，当相邻两次改变调整方向所得到的最优发送间隔之间的阈值在预设范围内，得到所述数据发送间隔的初始最优值，其中所述最优发送间隔为从增加改变为减小所述数据发送间隔或从减小改变为增加所述数据发送间隔时，使得服务端与客户端之间的连接在指定时长内不发生自动断开所对应的数据发送间隔。

4.根据权利要求3所述的远动装置数据发送的自适应控制方法，其特征在于，所述步骤S1的步骤具体包括：

S11. 设定数据发送间隔α以及调整梯度Δα的初始值；

S12. 按照当前调整梯度Δα不断增加当前数据发送间隔α，直至服务端与客户端之间的连接在指定时长内不发生自动断开，由当前数据发送间隔α得到第一最优发送间隔α’；

S13. 减小当前调整梯度Δα；

S14. 按照当前调整梯度Δα减小当前数据发送间隔α，如果服务端与客户端之间的连接在指定时长内发生自动断开，减小当前调整梯度Δα，返回执行步骤S12，否则由当前数据发送间隔α得到第二最优发送间隔α’’，转入执行步骤S15；

S15. 判断所述第二最优发送间隔α’’ 与所述第一最优发送间隔α’之间的差值是否在预设范围内，如果是确定所述第二最优发送间隔α’’为所述数据发送间隔的最优值，退出寻优；否则使用所述第二最优发送间隔α’’更新所述第一最优发送间隔α’，返回执行步骤S14。

5.根据权利要求4所述的远动装置数据发送的自适应控制方法，其特征在于，所述步骤S12的具体步骤为：

S121. 取数据发送间隔α的初始值作为当前数据发送间隔α；

S122. 按照所述数据发送间隔α的初始值启动目标远动装置中服务端与客户端之间的连接，并判断当前连接在指定时长内是否发生自动断开，如果是转入执行步骤S123；否则由所述数据发送间隔α的初始值得到所述数据发送间隔的初始最优值，停止寻优；

S123. 按照调整梯度Δα的初始值增加当前数据发送间隔α，并重新启动目标远动装置中服务端与客户端之间的连接，判断当前连接在指定时长内是否发生自动断开，如果是返回执行步骤S123，否则转入执行步骤S13。

6.根据权利要求4所述的远动装置数据发送的自适应控制方法，其特征在于，当得到最优发送间隔时还包括由服务端主动发送U帧测试报文，计算U帧测试报文的应答周期T，并与最优发送间隔对应进行保存的步骤。

7.根据权利要求1～6中任意一项所述的远动装置数据发送的自适应控制方法，其特征在于，所述步骤S2中确定所述数据发送间隔的实时最优值时，以所述数据发送间隔的初始最优值作为初始值建立服务端与客户端之间的连接并对所述数据发送间隔不断进行调整，当通道传输状态处于通道传输性能低于预设状态的第一传输状态时，循环按照增加、减小的顺序调整所述数据发送间隔，当通道传输状态处于通道传输性能高于预设状态的第二传输状态时，则循环按照减小、增加的顺序调整所述数据发送间隔，其中每次从减小状态变化为增加状态或从增加状态变化为减小状态时减小所述数据发送间隔调整的梯度。

8.根据权利要求7所述的远动装置数据发送的自适应控制方法，其特征在于，所述步骤S2中确定所述数据发送间隔的实时最优值时，当相邻两次改变调整方向所得到的最优发送间隔之间的阈值在预设范围内，确定得到所述数据发送间隔的实时最优值，所述最优发送间隔为从增加改变为减小所述数据发送间隔或从减小改变为增加所述数据发送间隔时，使得服务端与客户端之间的连接在指定时长内不发生自动断开所对应的数据发送间隔。

9.根据权利要求7所述的远动装置数据发送的自适应控制方法，其特征在于，当按照所述数据发送间隔的初始最优值建立服务端与客户端的连接后总是发生连接断开时，判定为处于所述第一传输状态。

10.根据权利要求7所述的远动装置数据发送的自适应控制方法，其特征在于，所述步骤S2中还包括定时由服务端主动发送U帧测试报文并计算所述U帧测试报文的应答周期T，若计算得到的U帧应答周期与所述数据发送间隔的初始最优值所对应的U帧应答周期之间的差值大于预设阈值，判定为处于所述第二传输状态。

11.根据权利要求8～10中任意一项所述的远动装置数据发送的自适应控制方法，其特征在于，当处于所述第一传输状态时，所述确定所述数据发送间隔的实时最优值的具体步骤为：

S211. 以所述数据发送间隔的初始最优值作为当前数据发送间隔α，并设定调整梯度Δα的初始值；

S212. 按照当前调整梯度Δα不断增加当前数据发送间隔α，直至服务端与客户端之间的连接在指定时长内不发生自动断开，由当前数据发送间隔α得到第一最优发送间隔α’，并记录当前数据发送间隔α所对应的U帧测试报文应答周期T’；

S213. 减小当前调整梯度Δα；

S214. 按照当前调整梯度Δα减小当前数据发送间隔α，如果服务端与客户端之间的连接在指定时长内发生自动断开，减小当前调整梯度Δα，返回执行步骤S212，否则由当前数据发送间隔α得到第二最优发送间隔α’’，并记录当前数据发送间隔α所对应的U帧测试报文应答周期T’’，转入执行步骤S215；

S215. 判断所述第二最优发送间隔α’’ 与所述第一最优发送间隔α’之间的差值是否在预设范围内，如果是确定所述第二最优发送间隔α’’为所述数据发送间隔的实时最优值，退出调整；否则使用所述第二最优发送间隔α’’更新所述第一最优发送间隔α’，返回执行步骤S214。

12.根据权利要求8～10中任意一项所述的远动装置数据发送的自适应控制方法，其特征在于，当处于所述第二传输状态时，所述确定所述数据发送间隔的实时最优值的具体步骤为：

S221. 以所述数据发送间隔的初始最优值作为当前数据发送间隔α，并设定调整梯度Δα的初始值；

S222. 按照当前调整梯度Δα减小当前数据发送间隔α，如果服务端与客户端之间的连接在指定时长内发生自动断开，转入执行步骤S223，否则由当前数据发送间隔α得到第一最优发送间隔α’，并记录当前数据发送间隔对应的U帧测试报文应答周期T’，返回执行步骤S222；

S223. 减小当前调整梯度Δα；

S224. 按照当前调整梯度Δα不断增加当前数据发送间隔α，直至服务端与客户端之间的连接在指定时长内不发生自动断开，由当前数据发送间隔α得到第二最优发送间隔α’’，并记录当前数据发送间隔对应的U帧测试报文应答周期T’’；

S225. 判断所述第二最优发送间隔α’’ 与所述第一最优发送间隔α’之间的差值是否在预设范围内，如果是确定所述第二最优发送间隔α’’为所述数据发送间隔的实时最优值，退出调整；否则使用所述第二最优发送间隔α’’更新所述第一最优发送间隔α’， 减小当前调整梯度Δα，返回执行步骤S222。

13.一种远动装置数据发送的自适应控制装置，其特征在于，包括：

上电初始寻优模块，用于目标远动装置上电时，初始化数据发送间隔，启动目标远动装置中服务端与客户端建立连接，并以数据发送间隔的初始值作为起始值不断调整数据发送间隔，直至得到数据发送间隔的初始最优值；

自适应控制模块，用于目标远动装置运行时，启动目标远动装置中服务端与客户端建立连接，并实时根据当前通道传输状态，以所述数据发送间隔的初始最优值作为起始值不断调整数据发送间隔，直至得到数据发送间隔的实时最优值，控制目标远动装置按照所述数据发送间隔的实时最优值进行数据发送。

14.一种远动装置数据发送的自适应控制装置，包括存储有计算机程序的计算机可读存储介质，所述计算机程序执行时实现如权利要求1～12中任意一项所述的方法。

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