专利名称：一种支撑中压电力线载波组网通信的协议转换装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种支撑中压电力线载波组网通信的协议转换装置。
背景技术：
中压电力线载波通信技术(PLC)，是一种利用中压配电网作为通信介质，实现数据、话音、图像等综合业务传输的通信技术。由于电力线为共享媒介，多台装置通信发送数据时会造成通道堵塞，发生“数据碰撞”而丢失数据，因此传统的电力线载波通信技术只支持“点对点”双机通信的方式。新型的中压电力线载波组网通信是利用中压电力线载波通信装置组成“一主多从”的通信网络，主载波通信装置采用轮询(POLLING)方式，逐一与从载波通信装置进行通信，避免了数据碰撞。电力系统中压配电自动化中采用的通信规约可划分为“主动上传式”与“轮询式” 两种模式。主动上传式的典型代表是循环远动规约(⑶T)，由底层数据采集终端(RTU)主动向主站系统(D-SCADA)上送采集到的三遥(遥测、遥信、遥控)信息，主站只负责接收。但在通信通道采用载波通信方式的情况下，RTU主动上传数据会造成通信通道的堵塞，丢失数据。因此在采用“主动上传式”通信规约的配电自动化系统中，电力线载波通信装置不能直接承担RTU与D-SCADA之间的数据传输，需要加入支撑设备，将数据主动上传通信方式转换为载波通信可以接受的POLLING通信方式，但最后仍需还原为D-SCADA能识别的原通信规约的数据格式。电力系统中压配电自动化中数据采集终端(RTU)的接口类型与数量不一。较传统的RTU —般采用RS232/RS485串行接口，新型的RTU —般采用以太网接口 ；在一些配电自动化站点中存在不止多个RTU需要接入，电力线载波通信装置的主要业务是通信功能，难以承担如此丰富的业务接入，因此需要加入支撑设备，来适应RTU不同接口与数量的应用需求。
发明内容本实用新型的目的在于作为中压电力线载波通信的支撑设备，解决了配电自动化系统在采用CDT等“主动上传式”通信规约时，电力线载波组网通信的数据碰撞问题；提供了丰富的接口及强大的协议处理功能，可以接多种数据接口类型的数据采集终端。为了达到以上的目的本实用新型提供的支撑中压电力线载波组网通信的协议转换装置，其组成包括微处理器模块(MCU)、3个RS232/RS485串行接口模块、1个以太网接口模块、同步动态随机存取存储器、E2PR0M存储器。其中，3个RS232/RS485串行接口模块、 1个以太网接口模块、同步动态随机存取存储器、E2PR0M存储器与微处理器模块(MCU)相连接。本实用新型的技术方案如下一种支撑中压电力线载波组网通信的协议转换装置，包括微处理器模块MCU、 RS232/RS485串行接口模块、以太网接口模块、同步动态随机存取存储器、E2PR0M存储器，其中，RS232/RS485串行接口模块、以太网接口模块、同步动态随机存取存储器、E2PR0M存储器与微处理器模块MCU相连接。在中压电力线载波组网通信时，协议转换装置与载波机配对使用，与主载波机配对使用的协议转换装置为主设备，与从载波机配对使用的协议转换装置为从设备，主从设备是同一装置，只是通过软件参数设置区分功能。所述RS232/RS485串行接口模块为3个。一种支撑中压电力线载波组网通信的协议转换装置，还包括电源模块用于供电。协议转换装置通过E2PR0M存储器存储参数表，需要根据协议转换装置的类型，所接RTU的个数，通信规约的类型来配置参数。从协议转换装置通过RS232 口或以太网口(取决于RTU接口类型)与RTU数据接口连接，采集RTU送来的数据，经过解析后按优先级分类缓存。主协议转换装置通过载波通信通道，采用“轮询”方式逐个采集从协议转换装置缓存的数据，然后将数据还原为RTU的最初规约的数据格式，转发给主站系统。主从协议转换装置之间的通信方式为轮询方式，通信数据格式自定义。为了提高通信效率，同时保障优先级高的数据优先传送，主从协议转换装置之间通信时采用了一定的优化算法，而不是仅仅将原RTU数据打包发送。本实用新型具有如下优点(1)配电自动化系统在采用⑶T等“主动上传式”通信规约时，解决了载波组网通信的通道堵塞、数据碰撞的问题。(2)提供了丰富的数据接口，强大的协议处理功能，能适用不同类型的数据采集终端，扩宽了载波组网通信的适用范围。( 3 )协议转换装置类型、接口参数均可通过软件设置，使用方便。
[0019]图1协议转换装置结构图。[0020]图2采用了协议转换装置的中压电力线载波通信组网图。[0021]图3从协议转换装置功能图。[0022]图4主协议转换装置功能图。[0023]图5协议转换装置数据分段传输示意图。
具体实施方式
本实施例是配电自动化采用循环远动规约(CDT)时协议转换装置应用的具体案例。图1是本实用新型的结构框图，包括微处理器模块(MCU)、3个RS232/RS485串行接口模块、1个以太网接口模块、同步动态随机存取存储器、E2PR0M存储器。图2是一个采用了协议转换装置的中压电力线载波通信组网图，可以看出，在采用CDT规约时，协议转换装置必须与载波机成对配置，主从协议转换装置之间利用载波通道进行轮询方式的通信，这样就将载波通道与D-SCADA主站、数据采集终端RTU进行了隔离，从协议转换装置采集RTU的数据，主协议转换装置将数据转发给D-SCADA主站。图3描述了从协议转换装置的功能。从协议转换装置将RTU送来的CDT规约格式的数据按数据类型进行分类存储，并
4按数据重要性排定优先级。图4描述了主协议转换装置的功能。主协议转换装置逐一轮询采集各个从协议转换装置的数据，并存储在划分好的缓存区内，然后，主协议转换装置将数据还原为⑶T规约格式发送给D-SCADA主站。主协议转换装置轮询采集从协议转换装置数据的过程为了提高通信效率，保证每一个从协议转换装置都能得到及时的响应，主从协议转换装置之间的通信并不是原始的对RTU的数据进行打包发送(一般长达数百到数千字节)，而是采用了“分段法”与“求异法” 的方式进行优化。“分段法”是指从协议转换装置将长的CDT报文(数百字节)按信息字(CDT 报文的基础单位)拆分为若干个小的数据段(数十至一百字节不等)，如图5所示。每次轮询时主协议转换装置只采集一个数据段，之后就去采集下一个从协议转换装置，这样降低了每一次采集占用通道的时间，主协议转换装置只需要在第一次采集时采集到完整的⑶T数据包，之后的每一次采集都只是更新一个数据段。“求异法”是指对于遥信等反应开关位置的数据报文，该报文的信息一般不会变化，只有在开关位置变化后报文信息才会相应的改变，因此，主协议转换装置采集从协议转换装置数据时，只需要采集有变化的信息，并做出数据更新，如果没有变化的报文，从协议转换装置只需要回答一个标识位数据通知主协议转换装置即可，不需要反复传输不变的数据报文，提高了通信效率。除上述实施例外，本实用新型还适应于其它“主动上送式”的通信规约及扩展终端数量的情形。凡采用等同替换或等效变换形式的技术方案，均落在本实用新型要求的保护范围。
权利要求1.一种支撑中压电力线载波组网通信的协议转换装置，其特征在于，包括微处理器模块MCU、RS232/RS485串行接口模块、以太网接口模块、同步动态随机存取存储器、E2PR0M 存储器，其中，RS232/RS485串行接口模块、以太网接口模块、同步动态随机存取存储器、 E2PR0M存储器与微处理器模块MCU相连接。
2.根据权利要求1所述的一种支撑中压电力线载波组网通信的协议转换装置，其特征在于，所述RS232/RS485串行接口模块为3个。
3.根据权利要求1所述的一种支撑中压电力线载波组网通信的协议转换装置，其特征在于，还包括电源模块用于供电。
专利摘要本实用新型公开了一种支撑中压电力线载波组网通信的协议转换装置，其组成包括微处理器模块(MCU)、3个RS232/RS485串行接口模块、1个以太网接口模块、同步动态随机存取存储器、E2PROM存储器。本实用新型作为中压电力线载波组网通信的支撑装置，将载波通道与D-SCADA主站、数据采集终端RTU进行了隔离,解决了配电自动化系统在采用循环远动规约(CDT)等“主动上传式”通信规约时，电力线载波组网通信的通道堵塞、数据碰撞问题；提供了丰富的接口及强大的协议处理功能，可以接多种接口类型的数据采集终端。
文档编号H04B3/54GK202094884SQ20112015890
公开日2011年12月28日 申请日期2011年5月18日 优先权日2011年5月18日
发明者何锐, 刘柱, 房建政, 汪晓岩, 蔡世龙, 许鸣昌, 陈建 申请人:国网电力科学研究院, 宁夏电力公司吴忠供电局