一種數(shù)字化變電站中基于特征向量的報(bào)文解碼方法及裝置制造方法
【專利摘要】一種數(shù)字化變電站中基于特征向量的報(bào)文解碼方法，該方法包括步驟：步驟S1，為不同的報(bào)文設(shè)置對(duì)應(yīng)的特征向量；步驟S2，根據(jù)所述特征向量對(duì)接收到的報(bào)文進(jìn)行過濾；步驟S3，對(duì)過濾后的報(bào)文進(jìn)行解碼，獲取報(bào)文中的有效信息；其中，所述特征向量包括：類型，說明報(bào)文的類型；特征，用于描述報(bào)文的特征；目的地址，用于說明報(bào)文的目的地址，本發(fā)明能夠減輕DSP和局部總線的負(fù)擔(dān)，提高了效率和安全性。
【專利說明】一種數(shù)字化變電站中基于特征向量的報(bào)文解碼方法及裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及數(shù)字化變電站智能保護(hù)設(shè)備領(lǐng)域，尤其涉及一種數(shù)字化變電站中基于特征向量的報(bào)文解碼方法及裝置。

【背景技術(shù)】
[0002]目前數(shù)字化變電站中的數(shù)據(jù)采集和數(shù)據(jù)傳輸普遍采用的以太網(wǎng)傳輸方式，其實(shí)現(xiàn)方式多為使用現(xiàn)成的ASIC MAC芯片，例如:DP83640，BCM5241等。這種ASIC并非專門用于智能化變電站保護(hù)裝置，并不符合智能化變電站保護(hù)裝置對(duì)于數(shù)據(jù)傳輸?shù)囊?，主要缺陷在于?duì)于接收到的各種網(wǎng)絡(luò)報(bào)文不能根據(jù)智能化變電站保護(hù)裝置的需要把冗長(zhǎng)報(bào)文中的有效信息提取出來(lái)，導(dǎo)致以太網(wǎng)傳輸?shù)腄SP(網(wǎng)絡(luò)DSP)在運(yùn)行過程中因?yàn)樾枰W(wǎng)絡(luò)報(bào)文的解碼計(jì)算而負(fù)載過重。在某些應(yīng)用場(chǎng)合下，甚至不能夠完成中斷中的任務(wù)，不僅影響了整個(gè)保護(hù)裝置運(yùn)行速度，而且增加了因?yàn)樨?fù)載原因而使得保護(hù)裝置失效的風(fēng)險(xiǎn)。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明鑒于上述情況而作出，其目的是提供一種數(shù)字化變電站中基于特征向量的報(bào)文解碼方法及裝置，能夠減輕DSP和局部總線的負(fù)擔(dān)，提高了效率和安全性。
[0004]根據(jù)本發(fā)明的一方面，提供一種數(shù)字化變電站中基于特征向量的報(bào)文解碼方法，包括步驟:
[0005]步驟SI,為不同的報(bào)文設(shè)置對(duì)應(yīng)的特征向量。
[0006]步驟S2，根據(jù)所述特征向量對(duì)接收到的報(bào)文進(jìn)行過濾。
[0007]步驟S3，對(duì)過濾后的報(bào)文進(jìn)行解碼，獲取報(bào)文中的有效信息。
[0008]其中，所述特征向量包括:
[0009]類型，說明報(bào)文的類型，包括:TCP報(bào)文，UDP報(bào)文，IP報(bào)文和裸報(bào)文中的至少一種。
[0010]特征，用于描述報(bào)文的特征，包括:G00SE，IEC61850_9_2，IEEE1588中的至少一種。
[0011]目的地址，用于說明報(bào)文的目的地址。
[0012]進(jìn)一步地，步驟S2中，所述根據(jù)所述特征向量對(duì)接收到的報(bào)文進(jìn)行過濾包括:
[0013]將接收到的報(bào)文和特征向量進(jìn)行對(duì)比，如果報(bào)文與特征向量不符則將該報(bào)文丟棄。
[0014]進(jìn)一步地，步驟S3中，所述對(duì)過濾后的報(bào)文進(jìn)行解碼包括:根據(jù)預(yù)存的解碼規(guī)則對(duì)報(bào)文進(jìn)行解碼。
[0015]根據(jù)本發(fā)明的另一面，提供一種數(shù)字化變電站中基于特征向量的報(bào)文解碼裝置，包括:
[0016]設(shè)置單元，用于對(duì)特征向量進(jìn)行設(shè)置.
[0017]解碼單元，用于對(duì)接收到的報(bào)文進(jìn)行解碼.
[0018]其中,所述特征向量包括:
[0019]類型，說明報(bào)文的類型，包括:TCP報(bào)文，UDP報(bào)文，IP報(bào)文和裸報(bào)文中的至少一種。
[0020]特征，用于描述報(bào)文的特征，包括:G00SE，IEC61850_9_2, IEEE1588中的至少一種。
[0021]目的地址，用于說明報(bào)文的目的地址。
[0022]優(yōu)選的，所述裝置為使用FPGA實(shí)現(xiàn)功能。
[0023]優(yōu)選的，DSP使用所述FPGA提供的第一接口對(duì)特征向量的類型進(jìn)行設(shè)置；DSP使用所述FPGA提供的第二接口對(duì)特征向量的特征進(jìn)行設(shè)置；DSP使用所述FPGA提供的第三接口對(duì)特征向量的目的地址進(jìn)行設(shè)置。
[0024]本發(fā)明能夠減輕DSP和局部總線的負(fù)擔(dān)，提高了效率和安全性。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0025]圖1是本發(fā)明的一種數(shù)字化變電站中基于特征向量的報(bào)文解碼方法的處理流程示意圖；
[0026]圖2是本發(fā)明的一種數(shù)字化變電站中基于特征向量的報(bào)文解碼裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0027]圖3用于數(shù)字化變電站智能保護(hù)的主CPU板卡圖；
[0028]圖4數(shù)字化變電站智能保護(hù)的主CPU板卡，包括DSP、FPGA、PHY、網(wǎng)絡(luò)光纖收發(fā)器(光模塊)圖。

【具體實(shí)施方式】
[0029]為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚明了，下面結(jié)合【具體實(shí)施方式】并參照附圖，對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)該理解，這些描述只是示例性的，而并非要限制本發(fā)明的范圍。此外，在以下說明中，省略了對(duì)公知結(jié)構(gòu)和技術(shù)的描述，以避免不必要地混淆本發(fā)明的概念。
[0030]如圖1所示，一種數(shù)字化變電站中基于特征向量的報(bào)文解碼方法，包括步驟:
[0031]步驟SI,為不同的報(bào)文設(shè)置對(duì)應(yīng)的特征向量。
[0032]步驟S2，根據(jù)所述特征向量對(duì)接收到的報(bào)文進(jìn)行過濾。
[0033]步驟S3，對(duì)過濾后的報(bào)文進(jìn)行解碼，獲取報(bào)文中的有效信息。
[0034]其中，所述特征向量包括:
[0035]類型，說明報(bào)文的類型，包括:TCP報(bào)文，UDP報(bào)文，IP報(bào)文和裸報(bào)文中的至少一種。
[0036]特征，用于描述報(bào)文的特征，包括:G00SE，IEC61850_9_2, IEEE1588中的至少一種。
[0037]目的地址，用于說明報(bào)文的目的地址。
[0038]進(jìn)一步地，步驟S2中，所述根據(jù)所述特征向量對(duì)接收到的報(bào)文進(jìn)行過濾包括:
[0039]將接收到的報(bào)文和特征向量進(jìn)行對(duì)比，如果報(bào)文與特征向量不符則將該報(bào)文丟棄。
[0040]進(jìn)一步地，步驟S3中，所述對(duì)過濾后的報(bào)文進(jìn)行解碼包括:根據(jù)預(yù)存的解碼規(guī)則對(duì)報(bào)文進(jìn)行解碼。例如:根據(jù)IEC61850_9_2報(bào)文規(guī)則將軟件需要的采樣值有效信息從報(bào)文中解出來(lái)，減少CPU讀取報(bào)文的Byte數(shù)
[0041]如圖2所示，一種數(shù)字化變電站中基于特征向量的報(bào)文解碼裝置，包括:
[0042]設(shè)置單元201，用于對(duì)特征向量進(jìn)行設(shè)置.
[0043]解碼單元202，用于對(duì)接收到的報(bào)文進(jìn)行解碼.
[0044]其中，所述特征向量包括:
[0045]類型，說明報(bào)文的類型，包括:TCP報(bào)文，UDP報(bào)文，IP報(bào)文和裸報(bào)文中的至少一種。
[0046]特征，用于描述報(bào)文的特征，包括:G00SE，IEC61850_9_2, IEEE1588中的至少一種。
[0047]目的地址，用于說明報(bào)文的目的地址。
[0048]優(yōu)選的，所述裝置為使用FPGA實(shí)現(xiàn)功能。
[0049]優(yōu)選的，DSP使用所述FPGA提供的第一接口對(duì)特征向量的類型進(jìn)行設(shè)置；DSP使用所述FPGA提供的第二接口對(duì)特征向量的特征進(jìn)行設(shè)置；DSP使用所述FPGA提供的第三接口對(duì)特征向量的目的地址進(jìn)行設(shè)置(用于過濾丟掉不符合預(yù)設(shè)目的地址的報(bào)文，減少CPU處理的負(fù)擔(dān))。
[0050]實(shí)施例
[0051]如圖3，圖4所示，一種用于數(shù)字化變電站智能保護(hù)的主CPU板卡，包括DSP、FPGA、PHY、網(wǎng)絡(luò)光纖收發(fā)器(光模塊)，其中DSP包括網(wǎng)絡(luò)處理器模塊(網(wǎng)絡(luò)DSP)和保護(hù)處理模塊(保護(hù)DSP)。
[0052]其中，DSP芯片采用ADI公司專用的DSP處理芯片BlackfinBF544，功能實(shí)現(xiàn)模塊FPGA是Altera公司的CycloneIII系列FPGA芯片，例如:EP3C40F484I8，網(wǎng)絡(luò)PHY芯片采用Nat1nal Semiconductor公司的DP83640，光纖收發(fā)器模塊采用AVAGO公司的AFBR-5803。它們之間的連接關(guān)系是:DSP(BF544)通過本地總線連接FPGA (EP3C40F484I8)，F(xiàn)PGA向外提供8個(gè)MII接口，每個(gè)MII接口連接到一個(gè)PHY (DP83640)，同時(shí)FPGA提供8個(gè)引腳中斷給DSP，每個(gè)PHY獨(dú)立連接到一個(gè)光纖收發(fā)器(AFBR-5803)，光纖收發(fā)器連接板卡外部的以太網(wǎng)光纖。
[0053]網(wǎng)絡(luò)DSP實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)報(bào)文的接收，對(duì)IEC61850_9_2和GOOSE報(bào)文進(jìn)行解碼、運(yùn)算(Communicat1n Networks and Systems in Substat1ns
[0054]Part 9-2:Specific Communicat1n Service Mapping (SCSM) - Sampled valuesover IS0/IEC 8802-3, Communicat1n networks and systems in substat1ns
[0055]Part 8-1: Specific communicat1n service mapping (SCSM) - Mappings toMMS(IS0/IEC 9506Part land Part 2)and to IS0/IEC 8802-3)，通過內(nèi)部千兆交換機(jī)和保護(hù)DSP進(jìn)行實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)交換；網(wǎng)絡(luò)DSP接收保護(hù)DSP的跳閘命令，形成G00SE網(wǎng)絡(luò)報(bào)文后，發(fā)送給智能控制單元實(shí)現(xiàn)對(duì)智能斷路器的控制，同時(shí)完成事件記錄、錄波等功能。
[0056]網(wǎng)絡(luò)DSP和保護(hù)DSP之間通信基于內(nèi)部千兆交換機(jī)，實(shí)時(shí)交換數(shù)據(jù)。保護(hù)DSP獲取網(wǎng)絡(luò)DSP采樣和開關(guān)位置信息后，進(jìn)行對(duì)應(yīng)保護(hù)邏輯判斷，形成控制指令，再實(shí)時(shí)傳輸給網(wǎng)絡(luò)DSP，實(shí)現(xiàn)對(duì)智能斷路器的控制。
[0057]當(dāng)FPGA的接收單元接收到來(lái)自MII接口的網(wǎng)絡(luò)報(bào)文后，根據(jù)特征向量表(現(xiàn)有技術(shù)和規(guī)范)中的特征向量判斷該網(wǎng)絡(luò)報(bào)文是否符合特征向量，如果不符合則丟棄該網(wǎng)絡(luò)報(bào)文，如果符合，則將該網(wǎng)絡(luò)報(bào)文發(fā)送至RxRAM，解碼單元從RxRAM中讀取網(wǎng)絡(luò)報(bào)文并根據(jù)解碼協(xié)議對(duì)該網(wǎng)絡(luò)報(bào)文進(jìn)行解碼，獲取其中的有效信息發(fā)送至RxFIFO，并通過DSP接口發(fā)送給 DSP。
[0058]應(yīng)當(dāng)理解的是，本發(fā)明的上述【具體實(shí)施方式】?jī)H僅用于示例性說明或解釋本發(fā)明的原理，而不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的限制。因此，在不偏離本發(fā)明的精神和范圍的情況下所做的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。此外，本發(fā)明所附權(quán)利要求旨在涵蓋落入所附權(quán)利要求范圍和邊界、或者這種范圍和邊界的等同形式內(nèi)的全部變化和修改例。
【權(quán)利要求】
1.一種數(shù)字化變電站中基于特征向量的報(bào)文解碼方法，其特征在于，包括步驟: 步驟Si，為不同的報(bào)文設(shè)置對(duì)應(yīng)的特征向量； 步驟S2，根據(jù)所述特征向量對(duì)接收到的報(bào)文進(jìn)行過濾； 步驟S3，對(duì)過濾后的報(bào)文進(jìn)行解碼，獲取報(bào)文中的有效信息； 其中，所述特征向量包括: 類型，說明報(bào)文的類型； 特征，用于描述報(bào)文的特征； 目的地址，用于說明報(bào)文的目的地址。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述類型包括:TCP報(bào)文，UDP報(bào)文，IP報(bào)文和裸報(bào)文中的至少一種。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述特征包括:GOOSE，IEC61850_9_2,IEEE1588中的至少一種。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3任意一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，步驟S2中，所述根據(jù)所述特征向量對(duì)接收到的報(bào)文進(jìn)行過濾包括: 將接收到的報(bào)文和特征向量進(jìn)行對(duì)比，如果報(bào)文與特征向量不符則將該報(bào)文丟棄。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至3任意一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，步驟S3中，所述對(duì)過濾后的報(bào)文進(jìn)行解碼包括:根據(jù)預(yù)存的解碼規(guī)則對(duì)報(bào)文進(jìn)行解碼。
6.一種數(shù)字化變電站中基于特征向量的報(bào)文解碼裝置，其特征在于，所述裝置包括: 設(shè)置單元，用于對(duì)特征向量進(jìn)行設(shè)置； 解碼單元，用于對(duì)接收到的報(bào)文進(jìn)行解碼； 其中，所述特征向量包括: 類型，說明報(bào)文的類型； 特征，用于描述報(bào)文的特征； 目的地址，用于說明報(bào)文的目的地址； 所述類型包括:TCP報(bào)文，UDP報(bào)文，IP報(bào)文和裸報(bào)文中的至少一種； 所述特征包括:GOOSE，IEC61850_9_2, IEEE1588中的至少一種；所述裝置為使用FPGA實(shí)現(xiàn)功能。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的裝置，其特征在于，DSP使用所述FPGA提供的第一接口對(duì)特征向量的類型進(jìn)行設(shè)置；DSP使用所述FPGA提供的第二接口對(duì)特征向量的特征進(jìn)行設(shè)置；DSP使用所述FPGA提供的第三接口對(duì)特征向量的目的地址進(jìn)行設(shè)置； 網(wǎng)絡(luò)DSP實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)報(bào)文的接收，對(duì)IEC61850_9_2和GOOSE報(bào)文進(jìn)行解碼、運(yùn)算，通過內(nèi)部千兆交換機(jī)和保護(hù)DSP進(jìn)行實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)交換；網(wǎng)絡(luò)DSP接收保護(hù)DSP的跳閘命令，形成GOOSE網(wǎng)絡(luò)報(bào)文后，發(fā)送給智能控制單元實(shí)現(xiàn)對(duì)智能斷路器的控制，同時(shí)完成事件記錄、錄波功能； 網(wǎng)絡(luò)DSP和保護(hù)DSP之間通信基于內(nèi)部千兆交換機(jī)，實(shí)時(shí)交換數(shù)據(jù)。保護(hù)DSP獲取網(wǎng)絡(luò)DSP采樣和開關(guān)位置信息后，進(jìn)行對(duì)應(yīng)保護(hù)邏輯判斷，形成控制指令，再實(shí)時(shí)傳輸給網(wǎng)絡(luò)DSP，實(shí)現(xiàn)對(duì)智能斷路器的控制； 當(dāng)FPGA的接收單元接收到來(lái)自MII接口的網(wǎng)絡(luò)報(bào)文后，根據(jù)特征向量表中的特征向量判斷該網(wǎng)絡(luò)報(bào)文是否符合特征向量，如果不符合則丟棄該網(wǎng)絡(luò)報(bào)文，如果符合，則將該網(wǎng)絡(luò)報(bào)文發(fā)送至RxRAM，解碼單元從RxRAM中讀取網(wǎng)絡(luò)報(bào)文并根據(jù)解碼協(xié)議對(duì)該網(wǎng)絡(luò)報(bào)文進(jìn)行解碼，獲取其中的有效信息發(fā)送至RxFIFO，并通過DSP接口發(fā)送給DSP。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的裝置，其特征在于，DSP通過本地總線連接FPGA，F(xiàn)PGA向外提供8個(gè)MII接口，每個(gè)MII接口連接到一個(gè)PHY，同時(shí)FPGA提供8個(gè)引腳中斷給DSP，每個(gè)PHY獨(dú)立連接到一個(gè)光纖收發(fā)器，光纖收發(fā)器連接板卡外部的以太網(wǎng)光纖。
【文檔編號(hào)】H04L12/70GK104135337SQ201410270267
【公開日】2014年11月5日 申請(qǐng)日期:2014年6月18日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月18日
【發(fā)明者】徐長(zhǎng)寶, 高吉普, 王宇, 鐘磊 申請(qǐng)人:貴州電力試驗(yàn)研究院, 江蘇金智科技股份有限公司