CN115412620B - 一种基于通信协议数据库系统的变电站数据解析方法 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及变电站的智能运检技术领域，公开了一种基于通信协议数据库系统的变电站数据解析方法依如下步骤实施：S1：启动系统；S2：将通信报文数据化；S3：识别协议；S4：解析指令。该基于通信协议数据库系统的变电站数据解析方法，通过设置以变电站通信系统为核心对象，分别从数字化、识别、存储以及查询等四个方面建立了变电站通信数据解析的智能体系，构建了一种变电站通信之心脏，实现了数据报文之间高效的沟通、解析，提高了变电站数据处理效率，解决了变电站通信系统通信交流的工作效率低的问题。
Description
技术领域
本申请涉及变电站的智能运检技术领域，具体为一种基于通信协议数据库系统的变电站数据解析方法。
背景技术
在如今变电站的实际应用中，涉及各种不同结构的多类带电检测数据，对于这些数据解析方法的研究，具体指研究多类固定带电检测装置或系统的数据报文解析方式、以及移动平台(多指变电站巡检机器人)所采集的图像的解析方式。亦即研究包括固定带电检测装置或系统的结构化数据解析方法、以及巡检机器人采集的图像等非结构化数据的解析方法。
以结构化数据报文为例，为实现将采用不同数据交换协议的数据报文进行识别、解析、查询、转换等操作，并达到结构化数据解析准确率100％的目的，通过调用通信数据协议数据集合并进行报文映射的形式进行相互通信协议转换，并对报文进行特征验证，以此为判别依据确定通信各个系统的相互对应关系。在通信报文识别的基础上，采用报文数据提取和报文重新组织的方法，将接收到的报文转化成统一格式的报文以便于后续的数据融合应用等，并在不同类型数据库中开辟储存空间供不同结构的数据报文分别储存。
现有技术中，变电站通信系统通信交流的工作效率低，在识别、查询、解析、转换等系统操作方面，没法形成高效、富有严密体系的工作效果。
发明内容
针对现有技术的不足，本申请提供了一种基于通信协议数据库系统的变电站数据解析方法，解决了变电站通信系统通信交流的工作效率低的问题。
为实现上述目的，本申请提供如下技术方案：一种基于通信协议数据库系统的变电站数据解析方法，其特征在于，依如下步骤实施：
S1：启动系统；
S2：将通信报文数据化；
S3：识别协议；
S4：解析指令。
优选的，所述步骤S1中包括如下步骤：
S1.1：启动整体系统；
S1.2：初始化通信系统各个通信接口、数据库等；
S1.3：将各个端口进行配置；
S1.4：读取配置文件，检查各个端口所配置的数据通信协议是否符合数据通信协议数据集合中的标准；若配置成功则继续，否则向系统报告错误；
S1.5：启动数据协议识别过程；
优选的，所述步骤S1.3中包括如下步骤：
S1.3.1：将各个通信系统数据源端口配置为数据源端口模式；
S1.3.2：将接收储存的数据库配置为数据储存接收模式；
S1.3.3：将智能通信协议转换器配置为收发模式。
优选的，所述通信报文数据化包括字段名称数字化、字节数目数字化和报文内容数字化。
优选的，所述步骤S3中包括如下步骤：
S3.1：系统启动各个通信系统数据端口；
S3.2：将各个通信数据端口通信交换协议进行定义；
S3.3：系统确定现有通信交换协议数据集合中各协议里各个字段定义部分的特殊字段，并将其反馈给各个智能协议转换器，进行读取；
S3.4：确定各个端口的发送与接收方，对于系统中某一接收到数据通信报文的通信接口，将其定义为本次通信的发送主方，并判定这个发送主方所发送的通信报文的通信协议类型；
S3.5：系统将从发送主方接收到的报文转发到别的端口，等待回应。若接收到某系统的响应数据报文，则本次的发送接收主从关系确定，进入步骤S3.7，否则进入步骤S3.6；
S3.6：系统将从发送主方接收到的报文任意转换为以通信交换协议数据集合中的另一通信协议为约束的报文，并将其转发到其他端口，等待回应，若接收到某系统的响应数据报文，则本次发送接受主从关系确定，进入步骤S3.7，否则重复步骤S3.6；
S3.7：在变电站各通信系统经过上述步骤循环后，便可以得到所有通信系统之间的对应发送-接受关系，并将这些收发关系储存至响应的关系型数据库中。
优选的，所述步骤S3.2包括变量定义、字段定义、报文定义和问答关系定义。
优选的，所述步骤S3.4中包括如下步骤：
S3.4.1：将数据协议识别过程中所确定的各协议里各个字段定义部分的特殊字段配置到协议转换器中，用其中配置的发送与缓存队列区暂存，随时准备转供；
S3.4.2：选定特征字段中若干有代表性的字段为特征字段；
S3.4.3：将集合中的通信数据协议的数据报文的特征字段进行对比，若对比结果一致，进入步骤S3.4.4，否则重复步骤S3.4.3；
S3.4.4：将步骤S3.4.3中传递至本步骤的数据报文的地址字段和通信数据协议集合中的通信数据协议的地址字段进行对比，若对比结果一致，进入步骤S3.4.5，否则重复步骤S3.4.4；
S3.4.5：将通过了步骤S3.4.3和步骤S3.4.4确认并转入步骤五的数据报文与通信数据协议集合中的通信数据协议的数据报文的数据报文类型字段进行对比，若对比结果一致，进入步骤S3.4.6，否则重复步骤S3.4.5；
S3.4.6：将均通过步骤S3.4.3，步骤S3.4.4，步骤S3.4.5多重循环的数据报文与通信数据协议集合中的通信协议进行一一对应，识别成功。
优选的，所述步骤S4中包括如下步骤：
S4.1：将经过通信协议识别后的数据报文，以结构化、非结构化数据为区分标准分别储存至关系型数据库、非关系型数据库；
S4.2：在针对某一对象数据进行操作时，对于其隶属于不同数据库不同结构类型的数据，将指令进行分解，按照数据通信协议，将指令分解为不同的子指令，并分别发送至相应数据库；
S4.3：在各个数据库接收到系统的指令后，通过数据协议转换等方式，完成解析、查询、转换等任务，并将结果反馈至系统终端。若系统没有收到各数据库反馈的信息，说明指令有误，抑或通信过程中出现问题，向系统报错。
本申请提供了一种基于通信协议数据库系统的变电站数据解析方法，具备以下有益效果：
该基于通信协议数据库系统的变电站数据解析方法，通过设置以变电站通信系统为核心对象，分别从数字化、识别、存储以及查询等四个方面建立了变电站通信数据解析的智能体系，构建了一种变电站通信之心脏，实现了数据报文之间高效的沟通、解析，提高了变电站数据处理效率。同时，这样一种方法将不同结构化的数据分别储存至不同的关系型和非关系型数据库中，并与通信协议数据库集合一起，供整个系统随时调用、查询、解析，扩展了整个系统的设备感知、分析、沟通和行为能力，为变电站设备建立了智能系统，解决了变电站通信系统通信交流的工作效率低的问题。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
图1是本申请实施例系统示意图。
图2是本申请实施例整体工作流程图。
图3是本申请实施例数据协议识别过程的流程图。
图4是本申请实施例数据协议识别过程中的数据协议判定流程图。
具体实施方式
为使得本申请的申请目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，下面所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而非全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本申请保护的范围。
在本申请的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。
下面结合附图1-附图4并通过具体实施方式来进一步说明本申请的技术方案。
本实施例提供了一种基于数据库通信协议技术的变电站数据解析方法，其技术方案包括通信报文的数字化处理、通信协议的转换识别与储存、通信报文的映射解析、通信报文的整体查询管理。硬件配置部分包括通信端口、电源管理单元、数据库储存单元、控制单元等。如图所示，控制单元控制系统的整体操作流程，通信系统的各个端口将通信报文数字化后传递至通信协议智能转换器中，通过识别判定后，确定其与通信交换协议数据集合的约束关系，并确定通信系统中各个端口的发送接受关系。最终在多类数据库中开辟储存空间，将所需关系数据配置至数据库中储存。
一种基于通信协议数据库系统的变电站数据解析方法，其特征在于，依如下步骤实施：
S1：启动系统；
S2：将通信报文数据化；
S3：识别协议；
S4：解析指令。
所述步骤S1中包括如下步骤：
S1.1：启动整体系统；
S1.2：初始化通信系统各个通信接口、数据库等；
S1.3：将各个端口进行配置；
S1.4：读取配置文件，检查各个端口所配置的数据通信协议是否符合数据通信协议数据集合中的标准；若配置成功则继续，否则向系统报告错误；
S1.5：启动数据协议识别过程；
所述步骤S1.3中包括如下步骤：
S1.3.1：将各个通信系统数据源端口配置为数据源端口模式；
S1.3.2：将接收储存的数据库配置为数据储存接收模式；
S1.3.3：将智能通信协议转换器配置为收发模式。
通信报文数据化过程为将通信报文的格式按照通信数据协议数据包进行定义。数字化过程包括用字段名称、字节数目、报文内容等来将通信协议报文进行数字化表达，使其便于修改与解析操作，以及储存于不同结构类型数据库中。
在一个实施例中，ZB：3UA UB UC,字段名称为ZB,代表主变压器，字段内有3个字节，分别问UA,UB,UC，代表三相电压，具体代表内容不固定。当报文中有部分内容需要用多个字节表示时，可在变量后加上数字，从0依次向上递增，表示变量所需字节数目，且根据数字大小分别代表不同高低字节。例如ZB:6IA.1IA.0IB.1IB.0IC.1IC.0,字段名称仍是ZB，包含6个字节，分别是IA高字节IA.1，IA低字节IA.0，IB高字节IB.1，IB低字节IB.0,IC高字节IC.1，IC低字节IC.0。
以上是根据变电站设备特点进行的数据字节、字段定义，依照通信报文协议的规定，将这些字段进行有序排列后，即可以将通信报文进行数字化处理。将字段名X字段名Y字段名Z进行组合即可将三个字段顺序排列成一个通信报文，例如：BYQ KG SDX即可将分别代表变压器，开关，输电线的变量BYQ,KG,SDX组合成一个通信报文，代表一个特定的变电站设备对象集合。
所述步骤S3中包括如下步骤：
S3.1：系统启动各个通信系统数据端口；
S3.2：将各个通信数据端口通信交换协议进行定义，其中包括变量定义、字段定义、报文定义、问答关系定义；
S3.3：系统确定现有通信交换协议数据集合中各协议里各个字段定义部分的特殊字段，并将其反馈给各个智能协议转换器，进行读取；
S3.4：确定各个端口的发送与接收方，对于系统中某一接收到数据通信报文的通信接口，将其定义为本次通信的发送主方，并判定这个发送主方所发送的通信报文属于通信协议数据集合中的哪一通信协议；
S3.5：系统将从发送主方接收到的报文转发到别的端口，等待回应。若接收到某系统的响应数据报文，则本次的发送接收主从关系确定，进入步骤S3.7，否则进入步骤S3.6；
S3.6：系统将从发送主方接收到的报文任意转换为以通信交换协议数据集合中的另一通信协议为约束的报文，并将其转发到别的端口，等待回应，若接收到某系统的响应数据报文，则本次发送接受主从关系确定，进入步骤S3.7，否则重复步骤S3.6；
S3.7：在变电站各通信系统经过上述步骤循环后，便可以得到所有通信系统之间的对应发送-接受关系，并将这些收发关系储存至响应的关系型数据库中，在后续的解析、转换、查询过程中，便不必再考虑相互对应关系，提升了各种控制操作的效率。
所述步骤S3.4中包括如下步骤：
S3.4.1：将数据协议识别过程中所确定的各协议里各个字段定义部分的特殊字段配置到协议转换器中，用其中配置的发送与缓存队列区暂存，随时准备转供；
S3.4.2：选定特征字段中若干有代表性的字段为第一特征字段、第二特征字段、第三特征字段、第四特征等，本实施例中选择帧定义中的帧头、帧尾字段作为第一特征字段，选择数据报文的地址字段作为第二特征字段，选择数据报文类型字段作为第三特征字段；
S3.4.3：将集合中的通信数据协议的数据报文的帧头字段、帧尾字段依次进行对比，若对比结果一致，进入步骤四在数据协议识别过程中所接收到的数据报文的帧头字段、帧尾字段依次与通信数据协议，否则重复步骤S3.4.3；
S3.4.4：将步骤S3.4.3中传递至本步骤的数据报文的地址字段和通信数据协议集合中的通信数据协议的地址字段进行对比，若对比结果一致，进入步骤S3.4.5，否则重复步骤S3.4.4；
S3.4.5：将通过了步骤S3.4.3和步骤S3.4.4确认并转入步骤五的数据报文与通信数据协议集合中的通信数据协议的数据报文的数据报文类型字段进行对比，若对比结果一致，进入步骤S3.4.6，否则重复步骤S3.4.5；
S3.4.6：将均通过步骤S3.4.3，步骤S3.4.4，步骤S3.4.5多重循环的数据报文与通信数据协议集合中的通信协议进行一一对应，识别成功。
所述数据协议判定方法，之所以要以三个数据报文特征为判定标准，是由于数据报文的帧头、帧尾字段可能会出现判定错误的情况：当变电站通信过程中通信波特率较高或者瘦到别的信号干扰产生耦合时，判定过程中可能会出现并未从报文的帧头开始判定的情况。此时若该报文的某一部分正好与帧头、帧尾重合，则易出现判定失误的情况；地址字段与数据报文类型字段同理，故以三种特征字段作为判断。同样的，若以许用码、禁用码、校验码等字段作为特征字段，仍然可行。值得注意的是，由于通信系统各端口的通信报文的通信数据协议必定来源于储存通信数据协议的集合之中，故相对应的报文和通信数据协议必须同时满足步骤S3.4.3、步骤S3.4.4、步骤S3.4.5。若此三个步骤在循环判定后无法同时满足，则需要向系统报错，此时也许是产生了较大的通信干扰，或者系统设备收到了外界损坏，这部分内容变电站专业人士应当有具体的了解，本实施例不做赘述。
所述基于数据库管理系统的多类数据解析方法，在上述所有步骤结束后，变电站设备中通信系统的通信报文已完成数据化，所采用的数据协议也进行了多重识别，确定了数据通信端口相互之间的对应关系。而对于不同结构类型的数据，本实施例采用将其分别储存至不同关系型、非关系型数据库的方法，方便未来的解析、查询、交换操作等。
涉及到整个系统对不同通信端口、各类通信报文数据等的控制与指令，本实施例提出的具体方法如下：
S4.1：将经过通信协议识别后的数据报文，以结构化、非结构化数据为区分标准分别储存至关系型数据库、非关系型数据库；
S4.2：在针对某一对象数据进行操作时，对于其隶属于不同数据库不同结构类型的数据，将指令进行分解，按照数据通信协议，将指令分解为不同的子指令，并分别发送至相应数据库；
S4.3：在各个数据库接收到系统的指令后，通过数据协议转换等方式，完成解析、查询、转换等任务，并将结果反馈至系统终端。若系统没有收到各数据库反馈的信息，说明指令有误，抑或通信过程中出现问题，向系统报错。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
尽管已经示出和描述了本申请的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本申请的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本申请的范围由所附权利要求及其等同物限定。
以上所述，以上实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (6)
1.一种基于通信协议数据库系统的变电站数据解析方法，其特征在于，依如下步骤实施：
S1：启动系统；
S2：将通信报文数据化；
S3：识别协议；
S4：解析指令；
所述步骤S3中包括如下步骤：
S3.1：系统启动各个通信系统数据端口；
S3.2：将各个通信数据端口通信交换协议进行定义；
S3.3：系统确定现有通信交换协议数据集合中各协议里各个字段定义部分的特殊字段，并将其反馈给各个智能协议转换器，进行读取；
S3.4：确定各个端口的发送与接收方，对于系统中某一接收到数据通信报文的通信接口，将其定义为本次通信的发送主方，并判定这个发送主方所发送的通信报文的通信协议类型；
S3.5：系统将从发送主方接收到的报文转发到别的端口，等待回应；若接收到某系统的响应数据报文，则本次的发送接收主从关系确定，进入步骤S3.7，否则进入步骤S3.6；
S3.6：系统将从发送主方接收到的报文任意转换为以通信交换协议数据集合中的另一通信协议为约束的报文，并将其转发到其他端口，等待回应，若接收到某系统的响应数据报文，则本次发送接受主从关系确定，进入步骤S3.7，否则重复步骤S3.6；
S3.7：在变电站各通信系统经过上述步骤循环后，便可以得到所有通信系统之间的对应发送-接受关系，并将这些收发关系储存至响应的关系型数据库中；
所述步骤S3.4中包括如下步骤：
S3.4.1：将数据协议识别过程中所确定的各协议里各个字段定义部分的特殊字段配置到协议转换器中，用其中配置的发送与缓存队列区暂存，随时准备转供；
S3.4.2：选定特征字段中帧头字段、帧尾字段作为第一特征字段，选择数据报文的地址字段作为第二特征字段，选择数据报文类型字段作为第三特征字段；
S3.4.3：将集合中的通信数据协议的数据报文的帧头字段、帧尾字段依次进行对比，若对比结果一致，进入S3.4.4，否则重复步骤S3.4.3；
S3.4.4：将步骤S3.4.3中传递至本步骤的数据报文的地址字段和通信数据协议集合中的通信数据协议的地址字段进行对比，若对比结果一致，进入步骤S3.4.5，否则重复步骤S3.4.4；
S3.4.5：将通过了步骤S3.4.3和步骤S3.4.4确认并转入步骤五的数据报文与通信数据协议集合中的通信数据协议的数据报文的数据报文类型字段进行对比，若对比结果一致，进入步骤S3.4.6，否则重复步骤S3.4.5；
S3.4.6：将均通过步骤S3.4.3，步骤S3.4.4，步骤S3.4.5多重循环的数据报文与通信数据协议集合中的通信协议进行一一对应，识别成功。
2.根据权利要求1所述的一种基于通信协议数据库系统的变电站数据解析方法，其特征在于，所述步骤S1中包括如下步骤：
S1.1：启动整体系统；
S1.2：初始化通信系统各个通信接口、数据库等；
S1.3：将各个端口进行配置；
S1.4：读取配置文件，检查各个端口所配置的数据通信协议是否符合数据通信协议数据集合中的标准；若配置成功则继续，否则向系统报告错误；
S1.5：启动数据协议识别过程。
3.根据权利要求2所述的一种基于通信协议数据库系统的变电站数据解析方法，其特征在于，所述步骤S1.3中包括如下步骤：
S1.3.1：将各个通信系统数据源端口配置为数据源端口模式；
S1.3.2：将接收储存的数据库配置为数据储存接收模式；
S1.3.3：将智能通信协议转换器配置为收发模式。
4.根据权利要求1所述的一种基于通信协议数据库系统的变电站数据解析方法，其特征在于，所述通信报文数据化包括字段名称数字化、字节数目数字化和报文内容数字化。
5.根据权利要求1所述的一种基于通信协议数据库系统的变电站数据解析方法，其特征在于，所述步骤S3.2包括变量定义、字段定义、报文定义和问答关系定义。
6.根据权利要求1所述的一种基于通信协议数据库系统的变电站数据解析方法，其特征在于，所述步骤S4中包括如下步骤：
S4.1：将经过通信协议识别后的数据报文，以结构化、非结构化数据为区分标准分别储存至关系型数据库、非关系型数据库；
S4.2：在针对某一对象数据进行操作时，对于其隶属于不同数据库不同结构类型的数据，将指令进行分解，按照数据通信协议，将指令分解为不同的子指令，并分别发送至相应数据库；
S4.3：在各个数据库接收到系统的指令后，通过数据协议转换等方式，完成解析、查询、转换等任务，并将结果反馈至系统终端；若系统没有收到各数据库反馈的信息，说明指令有误，抑或通信过程中出现问题，向系统报错。
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| 基于IEC61850的数字化变电站中的规约测试技术;缪文贵;刘峰;唐凯;张祥文;;江苏电机工程(S1);正文第1-4页 * |
| 缪文贵 ; 刘峰 ; 唐凯 ; 张祥文 ; .基于IEC61850的数字化变电站中的规约测试技术.江苏电机工程.2007,(S1),正文第1-4页. * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
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