一種iec61850通信協議的解析裝置的製作方法
2023-09-20 14:37:10
專利名稱：一種iec61850通信協議的解析裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型屬於變電站通信技術領域，尤其涉及一種IEC61850通信協議的解析
>J-U裝直。
背景技術：
當前電力系統中，對變電站自動化的要求越來越高，為方便變電站中各種智能電子設備(Intelligent Electronic Device, IED)的管理以及設備間的互聯，國際電工委員會第57技術委員會制定了作為國際標準的IEC61850通信協議體系。與傳統的通信協議相比，IEC61850通信協議在技術上具有如下特點1.使用面向對象建模技術；2.使用分布、 分層體系；3.使用抽象通信服務接口，特殊通信服務映射技術；4.使用製造報文規範技術；
5.具有互操作性；6.具有面向未來的、開發的體系結構。由此可以看出，在變電站中採用 IEC61850通信協議，可以使變電站內來自不同廠家的IED實現互操作和信息共享，取消多餘的協議轉換步驟，使設備調試更加便捷，大大提高變電站自動化系統水平，提高變電站自動化系統安全穩定運行水平，節約開發驗收維護的人力財力。如圖I示出了現有技術提供的IEC61850通信協議的解析裝置的原理結構，具體包括現場可編程門陣列，用於通過網口和光電轉換器接收合併單元發出的9-1數據、9-2數據、GOOSE數據以及MMS數據，之後將這些數據通過組包方式發送；中央處理器，用於對現場可編程門陣列發送的數據進行解析。由於9-1數據、9-2數據和GOOSE數據的數據量較大， 且實時性要求較高，採用具有LINUX系統的中央處理器會降低解析效率，並使得中央處理器經常處於滿負荷狀態，從而增加了中央處理器的功耗。
實用新型內容本實用新型的目的在於提供一種IEC61850通信協議的解析裝置，旨在解決現有技術提供的IEC61850通信協議的解析裝置採用中央處理器對數據進行解析，解析效率低、 且使得中央處理器功耗大的問題。本實用新型是這樣實現的，一種IEC61850通信協議的解析裝置，所述裝置包括連接合併單元，接收合併單元輸出的基於IEC61850通信協議的光信號並將接收到的光信號轉換成電信號的至少一個光電轉換器；與所述光電轉換器一一對應連接的第一網口 ；連接所述第一網絡，通過所述第一網口接收所述光電轉換器轉換後的電信號、對接收到的電信號中的9-1數據、9-2數據、和/或GOOSE數據進行解析並發送接收到的電信號中的其它數據的現場可編程門陣列；連接所述現場可編程門陣列，對所述現場可編程門陣列發送的其它數據進行解析後返回給所述現場可編程門陣列的數位訊號處理器。上述裝置還可以包括 連接所述現場可編程門陣列，供所述現場可編程門陣列發送解析後的數據的第二網口。進一步地，所述裝置還可以包括連接所述現場可編程門陣列的第一存儲器、連接所述數位訊號處理器的第二存儲器、和/或連接所述數位訊號處理器的快閃記憶體。更進一步地，所述現場可編程門陣列和所述數位訊號處理器之間可以通過並行外部接口以及串口連接。更進一步地，所述數位訊號處理器可以是集成有UCOS作業系統的數位訊號處理器。另外，所述數位訊號處理器可以是型號為ADI-DSPBF518的數位訊號處理器。所述第一網絡可以包括連接所述光電轉換器的PHY晶片；以及連接所述PHY晶片的乙太網控制晶片。所述PHY晶片可以是型號為DP83640的PHY晶片；所述乙太網控制晶片可以是型號為AX88196的乙太網控制晶片。所述現場可編程門陣列可以是型號為EP3C55的現場可編程門陣列。所述第二存儲器可以由兩片型號為MT48LC64BA8T的存儲器晶片構成；所述快閃記憶體可以是型號為M29W320EB的快閃記憶體；所述第一存儲器可以是型號為MT47H32M16BN的DDR2存儲器晶片。本實用新型實施例提供的IEC61850通信協議的解析裝置是結合了現場可編程門陣列和數位訊號處理器實現對IEC61850通信協議的分布式解析，相對於現有技術而言，本實用新型實施例提供的IEC61850通信協議的解析裝置可從兩方面提高裝置的性能一方面是明顯提升了 IEC61850通信協議的解析裝置的處理效率，一般地，現有技術通過中央處理器對IEC61850通信協議進行集中解析時，中央處理器的佔有率為94%，而本實用新型實施例通過現場可編程門陣列和數位訊號處理器的分布式解析，可使得數位訊號處理器的佔有率降為60% ;另一面是降低了 IEC61850通信協議的解析裝置的功耗，一般地，現有技術通過中央處理器對IEC61850通信協議進行集中解析時，中央處理器的功耗為14瓦，而本實用新型實施例通過現場可編程門陣列和數位訊號處理器的分布式解析，可使得數位訊號處理器的功耗降為3瓦。
圖I是現有技術提供的IEC61850通信協議的解析裝置的原理結構圖；圖2是本實用新型實施例提供的IEC61850通信協議的解析裝置的原理結構圖。
具體實施方式
為了使本實用新型的目的、技術方案及優點更加清楚明白，
以下結合附圖及實施例，對本實用新型進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本實用新型，並不用於限定本實用新型。為了避免現有技術提供的IEC61850通信協議的解析裝置採用中央處理器對數據進行解析所帶來的問題，本實用新型實施例提供的IEC61850通信協議的解析裝置採用現場可編程門陣列和數位訊號處理器相結合的方式實現數據解析。圖2示出了本實用新型實施例提供的IEC61850通信協議的解析裝置的原理結構， 為了便於說明，僅示出了與本實用新型實施例相關的部分。本實用新型實施例提供的IEC61850通信協議的解析裝置包括連接合併單元，接收合併單元輸出的基於IEC61850通信協議的光信號並將接收到的光信號轉換成電信號的至少一個光電轉換器11 ；與光電轉換器11 一一對應連接的第一網口 12 ；連接第一網絡12， 通過第一網口 12接收光電轉換器11轉換後的電信號、對接收到的電信號中的9-1數據、 9-2數據、和/或GOOSE數據進行解析並發送接收到的電信號中的其它數據的現場可編程門陣列13 ；連接現場可編程門陣列13，對現場可編程門陣列13發送的其它數據進行解析後返回給現場可編程門陣列13的數位訊號處理器14。相對於現有技術而言，本實用新型實施例提供的IEC61850通信協議的解析裝置可從兩方面提高裝置的性能一方面是明顯提升了 IEC61850通信協議的解析裝置的處理效率，一般地，現有技術通過中央處理器對IEC61850通信協議進行集中解析時，中央處理器的佔有率為94%，而本實用新型實施例通過現場可編程門陣列和數位訊號處理器的分布式解析，可使得數位訊號處理器的佔有率降為60% ；另一面是降低了 IEC61850通信協議的解析裝置的功耗，一般地，現有技術通過中央處理器對IEC61850通信協議進行集中解析時，中央處理器的功耗為14瓦，而本實用新型實施例通過現場可編程門陣列和數位訊號處理器的分布式解析，可使得數位訊號處理器的功耗降為3瓦。為了實現本實用新型實施例提供的IEC61850通信協議的解析裝置與外部設備的交互，該IEC61850通信協議的解析裝置還可以包括連接現場可編程門陣列13，供現場可編程門陣列13發送解析後的數據的第二網口 15。現場可編程門陣列13將解析後的數據通過組包的方式，利用第二網口 15發送。另外，本實用新型實施例提供的IEC61850通信協議的解析裝置還可以包括連接現場可編程門陣列13的第一存儲器16、連接數位訊號處理器14的第二存儲器17、和/或連接數位訊號處理器14的快閃記憶體18。再有，本實用新型實施例中，現場可編程門陣列13和數位訊號處理器14之間通過並行外部接口以及串口連接。現場可編程門陣列13通過並行外部接口將接收到的電信號中的其它數據發送給數位訊號處理器14 ；數位訊號處理器14通過串口將解析後的其它數據返回給現場可編程門陣列13。優選地，本實用新型實施例中，數位訊號處理器是集成有UCOS作業系統的數位訊號處理器，以提高數據解析的實時性，從而提高裝置的數據處理效率。優選地，本實用新型實施例中，數位訊號處理器14是型號為ADI-DSPBF518、主頻 400M，內部有U8KB的SRAM的數位訊號處理器。本實用新型實施例中，第一網絡12可以進一步包括連接光電轉換器11的PHY晶片；以及連接PHY晶片的乙太網控制晶片。優選地，PHY晶片是型號為DP83640的PHY晶片； 乙太網控制晶片是型號為AX88196的乙太網控制晶片。優選地，本實用新型實施例中，現場可編程門陣列13可以並不限於為ALTERA公司的型號為EP3C55的現場可編程門陣列。優選地，本實用新型實施例中，第二存儲器17可以並不限於由兩片型號為MT48LC64BA8T的存儲器晶片構成。優選地，本實用新型實施例中，快閃記憶體18可以並不限於是型號為M29W320EB的快閃記憶體。優選地，本實用新型實施例中，第一存儲器16可以並不限是型號為MT47H32M16BN 的DDR2存儲器晶片。本實用新型實施例提供的IEC61850通信協議的解析裝置是結合了現場可編程門陣列和數位訊號處理器實現對IEC61850通信協議的分布式解析，相對於現有技術而言，本實用新型實施例提供的IEC61850通信協議的解析裝置可從兩方面提高裝置的性能一方面是明顯提升了 IEC61850通信協議的解析裝置的處理效率，一般地，現有技術通過中央處理器對IEC61850通信協議進行集中解析時，中央處理器的佔有率為94%，而本實用新型實施例通過現場可編程門陣列和數位訊號處理器的分布式解析，可使得數位訊號處理器的佔有率降為60% ；另一面是降低了 IEC61850通信協議的解析裝置的功耗，一般地，現有技術通過中央處理器對IEC61850通信協議進行集中解析時，中央處理器的功耗為14瓦，而本實用新型實施例通過現場可編程門陣列和數位訊號處理器的分布式解析，可使得數位訊號處理器的功耗降為3瓦。以上所述僅為本實用新型的較佳實施例而已，並不用以限制本實用新型，凡在本實用新型的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本實用新型的保護範圍之內。
權利要求1.一種IEC61850通信協議的解析裝置，其特徵在於，所述裝置包括連接合併單元，接收合併單元輸出的基於IEC61850通信協議的光信號並將接收到的光信號轉換成電信號的至少一個光電轉換器；與所述光電轉換器一一對應連接的第一網口；連接所述第一網絡，通過所述第一網口接收所述光電轉換器轉換後的電信號、對接收到的電信號中的9-1數據、9-2數據、和/或GOOSE數據進行解析並發送接收到的電信號中的其它數據的現場可編程門陣列；連接所述現場可編程門陣列，對所述現場可編程門陣列發送的其它數據進行解析後返回給所述現場可編程門陣列的數位訊號處理器。
2.如權利要求I所述的IEC61850通信協議的解析裝置，其特徵在於，所述裝置還包括連接所述現場可編程門陣列，供所述現場可編程門陣列發送解析後的數據的第二網□。
3.如權利要求2所述的IEC61850通信協議的解析裝置，其特徵在於，所述裝置還包括連接所述現場可編程門陣列的第一存儲器、連接所述數位訊號處理器的第二存儲器、 和/或連接所述數位訊號處理器的快閃記憶體。
4.如權利要求3所述的IEC61850通信協議的解析裝置，其特徵在於，所述現場可編程門陣列和所述數位訊號處理器之間通過並行外部接口以及串口連接。
5.如權利要求4所述的IEC61850通信協議的解析裝置，其特徵在於，所述數位訊號處理器是集成有UCOS作業系統的數位訊號處理器。
6.如權利要求4所述的IEC61850通信協議的解析裝置，其特徵在於，所述數位訊號處理器是型號為ADI-DSPBF518的數位訊號處理器。
7.如權利要求4所述的IEC61850通信協議的解析裝置，其特徵在於，所述第一網絡包括連接所述光電轉換器的PHY晶片；以及連接所述PHY晶片的乙太網控制晶片。
8.如權利要求7所述的IEC61850通信協議的解析裝置，其特徵在於，所述PHY晶片是型號為DP83640的PHY晶片；所述乙太網控制晶片是型號為AX88196的乙太網控制晶片。
9.如權利要求4所述的IEC61850通信協議的解析裝置，其特徵在於，所述現場可編程門陣列是型號為EP3C55的現場可編程門陣列。
10.如權利要求4所述的IEC61850通信協議的解析裝置，其特徵在於，所述第二存儲器由兩片型號為MT48LC64BA8T的存儲器晶片構成；所述快閃記憶體是型號為M29W320EB的快閃記憶體；所述第一存儲器是型號為MT47H32M16BN的DDR2存儲器晶片。
專利摘要本實用新型適用於變電站通信技術領域，提供了一種IEC61850通信協議的解析裝置，包括連接合併單元的至少一個光電轉換器；與光電轉換器連接的第一網口；連接第一網絡，對9-1數據、9-2數據、和/或GOOSE數據進行解析並發送接收到的電信號中的其它數據的現場可編程門陣列；連接現場可編程門陣列，對其它數據進行解析後返回給現場可編程門陣列的數位訊號處理器。本實用新型實施例提供的IEC61850通信協議的解析裝置是結合了現場可編程門陣列和數位訊號處理器實現對IEC61850通信協議的分布式解析，升了IEC61850通信協議的解析裝置的處理效率，且降低了IEC61850通信協議的解析裝置的功耗。
文檔編號H04L29/06GK202309764SQ20112035766
公開日2012年7月4日 申請日期2011年9月22日 優先權日2011年9月22日
發明者胡力章 申請人:南京航天銀山電氣有限公司