专利名称：远动通道自动切换方法
技术领域：
本发明涉及远动通道自动切换方法。
背景技术：
电力系统是一个地域分布辽阔，由发电厂、变电站、输配电网络和用户组成的统一调度和运行的复杂大系统。要管理和监控分布甚广的众多厂、所、站和设备、元器件的运行 工况，就必须借助于电力系统远动技术。电力系统远动由远动装置(RTU)和远动通道组成， 其功能是实现调度中心和发电厂、变电站间的实时信息传输。RTU装置采集所在发电厂、变 电站的运行工况信息并上传给调度中心，由调度中心的运行人员和计算机系统，对当前系 统运行状态进行分析计算，将计算结果和决策命令通过远动的下行通道送至RTU，再由RTU 驱动相应的被控对象。为了保证运动信息的可靠传输，在电力系统远动中一般要求采用双远动通道。两 个通道互为备用，当一个通道发生故障时，远动信息会从另外一个通道传输。在电力系统的 厂站端会有一个通道切换装置，该装置同时连接两个远动通道。对于下行数据，该装置同时 只选择一个通道的数据送给相应的RTU装置，而不接收另一通道的数据；当正在工作的通 道发生故障时，装置会自动切换到另一个通道并输出下行数据给RTU，同时停止从先前的通 道接收数据。这样的切换装置需要根据两个下行通道的数据状态自动进行通道切换，因此通道 切换的依据就是对两个下行通道的数据检测及判别。现有的解决方案是
1)数据检测检测下行通道中有无“1”、“0”电平的变化(模拟通道时检测解调后的 数字信号)。如果电平长时间是“1”则认为通道没有数据；如果电平为“0”，则认为通道有 数据。2)通道切换如果当前工作通道有数据，装置一直锁定在此通道。如果当前通道 没有数据，装置会在两个通道之间按一定的时间间隔(一般为IOs)来回切换10次。在此期 间，不管哪一个通道恢复了数据，装置都会锁定工作在此通道。如果在切换10次之后，两个 通道仍然都没有数据，则切换1次的时间间隔自行延长到30分钟。3)数据内部传输在通道的接收端，使用过采样(如8倍)后的数据作为设备的输 入，然后送入RTU的接收，同样使用相同的速率还原做为输出。现有技术的缺点如下
1)对于通道的数据检测及判别是通道切换装置进行切换的唯一依据，而现有的数据检 测方案中，对于通道数据有无的判断过于简单。通道中的信号电平为“0”可能是由两个原 因造成的一个是通道中确实存在有效的下行数据，另一个是通道中存在干扰信号。当由于 干扰而造成通道的信号电平为“0”时，现有的数据检测方案并不能判断出他是干扰，依然会 错误的认为是有效的下行数据。这种错误的判断就有可能造成装置发生错误的切换。2)采用Poling传输方式时，现有方案的通道切换逻辑没有太大问题。然而在采用 CDT传输协议时，两次下行数据的时间间隔会比较长(下行校时命令的时间间隔一般都在5分钟以上)，而且每一次的报文持续时间只有几秒钟。这样下行通道上的数据情况是很长 一段时间没有数据，然后有很短时间的数据，如此反复循环。在这种情况下，在通道没有数 据时装置来回切换10次所花费的时间小于两次下行数据的时间间隔，在切换10次之后会 自行将切换1次的时间间隔延长到30分钟。如果此时装置恰好锁定工作在有故障的通道 上，由于30分钟不发生切换，那么相应的RTU装置会30分钟接收不到下行数据。这样尽管 另外一个通道没有故障并可以正常传输数据，也会造成大量的下行数据丢失。3) 数据内部传输受采样率fs的影响。采样率高，可以降低码元位长失真(失真为 Ι/fs)，同时减少系统的传输延时(增加的传输延时同样为Ι/fs)，但是过高的采样速率会要 求使用高速的运算器件，增加成本，同时降低产品的EMC抗干扰性能；过低的采样速率增加 码元失真和传输延时。
发明内容
本发明的目的是提供能够提高远动下行通道数据检测的准确性、有效性，尽快的 判断出故障通道，以减少下行数据的丢失，并且不增加系统延时和码元失真的运动通道自 动切换方法。本发明的一种远动通道自动切换方法的步骤如下
寄存电路接收两远动通道的数字信号并将其暂存在数据存储器中，同时对接收的 数据进行检测、分析、判断；
如果数据存在溢出错误、数据帧错误、奇偶校验错误等错误信息就会给出相应的
提示；
CPU定时查询寄存电路的数据存储器FIFO ；
如果查询到数据存储器中有数据且没有任何错误信息，则存储的通道数据为有效 的下行数据，远动通道自动切换装置锁定或切换到此通道，如果有错误信息则认为是干扰 信号，CPU通知远动通道自动切换装置的交叉矩阵在物理链路上连接、切换到另一通道。所述对接收的数据进行检测，是检测出通道有无“1”、“0”电平的变化，如果电平 长时间是“1”则通道没有数据；如果电平为“0”，则通道有数据。本发明的另一种远动通道自动切换方法包括如下步骤 同时检测两个远动通道的下行数据；
在一段时间内，如果两个远动通道都有数据或者都没有数据，则两个通道都没有 故障，通道自动切换装置正常动作；
如果两个远动通道一个有数据一个没有数据，则有一个远动通道存在故障，分析、 判断存储于寄存电路的数据存储器中的有数据的远动通道的数据信息；
如果数据存在溢出错误、数据帧错误、奇偶校验错误等错误信息就会给出相应的
提示；
CPU定时查询寄存电路的数据存储器FIFO ； 如果查询到数据存储器FIFO中有数据且没有任何错误信息，则是有效的下行数 据，远动通道自动切换装置锁定或切换到此通道，如果有错误信息则认为是干扰信号，远动 通道自动切换装置切换到另一通道。所述一段时间是两次下行数据的间隔时间Tl，若是时间Tl小于10秒钟则认为是问答式远动规约方式，如果两个通道的一个有数据一个没有数据，则远动通道自动切换装 置自动切换至有数据的通道；
若是时间Tl大于2分钟则认为是循环式远动规约方式，在循环式远动规约方式时，将 动态生成一个时间T2，该时间T2比Tl略大又远小于30分钟，如果当前通道没有数据且已 经在当前通道锁定T2时间，并且另一通道有数据，则远动通道自动切换至有数据的通道。所述在循环式远动规约方式时，动态生成一个时间T2是指Tl加上60秒钟。本发明的远动通道自动切换方法能够提高数据检测的有效性，为装置切换切换提供准确的依据，并且能够快速判断出故障通道，以尽量减少下行数据的丢失，而且没有引入 新的码元失真和传输延时。本发明的对一段时间的通道故障判别处理方法可以兼容⑶T和Poling传输方式而无需事先对装置进行任何设置，同时既能够及时准确的判断出故障通道，又能够减少数 据丢失。
图1是本发明实施例一的远动通道自动切换装置的工作原理框图； 图2是本发明的实施例一的流程图3是本发明的实施例四的流程图； 图4是通道故障判别流程图。
具体实施例方式电力系统远动为电力系统调度服务的远距离监测、控制技术。它将各个发电厂、 变电所、变电站的运行工况(包括开关状态、设备的运行参数等)转换成便于传输的信号形 式，由专门的信息通道传送到调度中心(主站)，供调度人员监控用；同时调度人员的一些控 制命令也可以通过类似过程传送到远方厂、所、站，驱动被控对象。远动信息指远动主站发给RTU的各种指令，以及RTU上送给主站的所有信息的 总称。远动通道远动信息传输的路径。RTU上送给主站的数据称为上行数据，其信息 传输路径称为上行通道；远动主站发给RTU的数据称为下行数据，其信息传输路径称为下 行通道。RTU 远方终端，又称远动终端。是安装在发电厂、变电站的一种具有四遥远动功能 的自动化设备。它负责采集、监视并向调度中心传送所在发电厂或变电站的运行工况，同时 执行调度中心发往所在发电厂或变电站的控制和调度命令。CDT:循环式远动规约。即子站主动循环上传各种信息，主站根据具体需要随机下 发数据。在远动通道上会一直有上行数据，而下行数据是随机的、不确定的。Pol ing 问答式远动规约。即主站发出一个主动的询问或操作命令，远动终端设备 回答一个被动的信息或响应，由此一问一答构成一个完整的传输过程。在远动通道上一直 会有上行、下行数据传输。当检测到通道没有下行数据时，可能是调度中心确实没有发送数据，也可能是通 道存在故障了。当检测到通道有下行数据时，可能是调度中心确实在下发数据，也可能是通道中存在干扰信号。由此可见，对于基于数据判别的通道切换装置，为了能够正确的进行通 道切换，需要解决好以下两个问题一是正确检测出通道有无数据，二是准确判断出通道有 无故障。对于数据的检测，我们不但要检测出通道有无“1”、“0”电平的变化，还要判断出数 据是否正确。远动通道自动切换装置如图1所示包括寄存电路、交叉矩阵和CPU ；
寄存电路接收数字信号并将其暂存在寄存电路的数据存储器(先进先出FIFO存储器) 中，并用于对存储的数据进行分析、判断；
交叉矩阵，用于实现通道信号的切换和数据交换，可以采用交叉芯片或软件编程 来实现通道切换；
CPU，通过寄存电路的SPI接口与寄存电路通信，用于检测通道上的数据状态并分 析、判断通道是否存在故障，用于通知交叉矩阵在物理链路上断开或连接相应的通道，本实 施例的CPU是采用单片机，当然也可以采用ARM芯片或微控制器或微处理器。实施例一
通道发生故障是装置要进行通道切换的根本原因，然而仅仅凭电平的变化来进行 通道切换的依据是不科学的，因为电平的变化也有可能是由干扰信号引起的，因此本发明 的一种远动通道自动切换的方法的流程图如图2所示，步骤如下
寄存电路接收通道的数字信号并将其暂存在数据存储器中，同时对接收的数据进 行检测、分析、判断，检测出通道有无“1”、“0”电平的变化，如果电平长时间是“1”则通道没 有数据；如果电平为“0”，则通道有数据；
经分析如果数据存在溢出错误、数据帧错误、奇偶校验错误等错误信息就会给出 相应的错误标志；
CPU定时查询寄存电路的数据存储器FIFO ； 如果查询到数据存储器FIFO中有数据且没有任何错误信息，则存储的通道数据 为有效的下行数据，远动通道自动切换装置锁定或切换到此通道，如果有错误信息则认为 是干扰信号，CPU通知远动通道自动切换装置的交叉矩阵在物理链路上连接到另一通道。实施例二
为了进一步提高数据检测的有效性，尽可能为装置切换提供准确的数据，快速的 判断出故障通道，减少下行数据的丢失，本发明的一种远动通道自动切换方法的流程图如 图3所示，步骤如下
同时检测两个远动通道的下行数据； 在一段时间内，如果两个远动通道都有数据或者都没有数据，则两个通道都没有 故障，通道自动切换装置正常动作；
如果两个远动通道一个有数据一个没有数据，则有一个远动通道存在故障，分析、 判断存储于寄存电路的数据存储器中的有数据的远动通道的数据信息；
经分析如果数据存在溢出错误、数据帧错误、奇偶校验错误等错误信息就会给出相应的错误标志；
CPU定时查询寄存电路的数据存储器FIFO ； 如果查询到数据存储器FIFO中有数据且没有任何错误信息，则是有效的下行数 据，远动通道自动切换装置锁定或切换到此通道，如果有错误信息则认为是干扰信号，远动通道自动切换装置切换到另一通道。
上述一段时间是两次下行数据的间隔时间Tl，具体判别流程如图4所示，若是时 间Tl小于10秒钟则认为是Poling方式，如果两个通道的一个有数据一个没有数据，则远 动通道自动切换装置自动切换至有数据的通道；
若是时间Tl大于2分钟则认为是CDT方式，在CDT方式时，将Tl加上60秒钟动 态生成一个时间T2，该时间T2比Tl略大又远小于30分钟，如果当前通道没有数据且已经 在当前通道锁定T2时间，并且另一通道有数据，则远动通道自动切换至有数据的通道。
权利要求
一种远动通道自动切换方法，其特征在于，该方法的步骤如下寄存电路接收两远动通道的数字信号并将其暂存在数据存储器中，同时对接收的数据进行检测、分析、判断；如果数据存在溢出错误、数据帧错误、奇偶校验错误等错误信息就会给出相应的提示；CPU定时查询寄存电路的数据存储器FIFO；如果查询到数据存储器中有数据且没有任何错误信息，则存储的通道数据为有效的下行数据，远动通道自动切换装置锁定或切换到此通道，如果有错误信息则认为是干扰信号，CPU通知远动通道自动切换装置的交叉矩阵在物理链路上连接、切换到另一通道。
2.根据权利要求1所述的远动通道自动切换方法，其特征在于，所述对接收的数据进 行检测，是检测出通道有无“1”、“O”电平的变化，如果电平长时间是“1”则通道没有数据； 如果电平为“O ”，则通道有数据。
3.—种远动通道自动切换方法，其特征在于，该方法包括如下步骤 同时检测两个远动通道的下行数据；在一段时间内，如果两个远动通道都有数据或者都没有数据，则两个通道都没有故障， 通道自动切换装置正常动作；如果两个远动通道一个有数据一个没有数据，则有一个远动通道存在故障，分析、判断 存储于寄存电路的数据存储器中的有数据的远动通道的数据信息；如果数据存在溢出错误、数据帧错误、奇偶校验错误等错误信息就会给出相应的提示；CPU定时查询寄存电路的数据存储器FIFO ；如果查询到数据存储器FIFO中有数据且没有任何错误信息，则是有效的下行数据，远 动通道自动切换装置锁定或切换到此通道，如果有错误信息则认为是干扰信号，远动通道 自动切换装置切换到另一通道。
4.根据权利要求3所述的远动通道自动切换方法，其特征在于所述一段时间是两次 下行数据的间隔时间Tl，若是时间Tl小于10秒钟则认为是问答式远动规约方式，如果两个 通道的一个有数据一个没有数据，则远动通道自动切换装置自动切换至有数据的通道；若是时间Tl大于2分钟则认为是循环式远动规约方式，在循环式远动规约方式时，将 动态生成一个时间T2，该时间T2比Tl略大又远小于30分钟，如果当前通道没有数据且已 经在当前通道锁定T2时间，并且另一通道有数据，则远动通道自动切换至有数据的通道。
5.根据权利要求4所述的远动通道自动切换方法，其特征在于所述在循环式远动规 约方式时，动态生成一个时间T2是指Tl加上60秒钟。
全文摘要
本发明涉及远动通道自动切换方法，该方法的先对接收的两通道数据进行检测、分析、判断，如果电平长时间是“1”则通道没有数据；如果电平为“0”，则有数据；如果数据存在错误信息就会给出相应的错误标志；CPU定时查询寄存电路的数据存储器FIFO；如果查询到数据存储器FIFO中有数据且没有任何错误信息，则存储的通道数据为有效的下行数据，远动通道自动切换装置锁定或切换到此通道，如果有错误信息则认为是干扰信号，CPU通知远动通道自动切换装置的交叉矩阵在物理链路上连接到另一通道，本方法能够提高数据检测的有效性，为装置切换切换提供准确的依据，并且能够快速判断出故障通道，以尽量减少下行数据的丢失，而且没有引入新的码元失真和传输延时。
文档编号H04L12/24GK101808011SQ20101013690
公开日2010年8月18日 申请日期2010年3月31日 优先权日2010年3月31日
发明者刘宗贤, 和红伟, 王宏淼, 苏陆军, 贾玉良, 郭旭 申请人:许继集团有限公司;许昌许继昌南通信设备有限公司