用于稳控测试系统联调测试的透明协议转换方法及装置与流程

本发明涉及一种电力系统安全控制领域，特别涉及一种用于稳控测试系统联调测试的透明协议转换方法及装置。

背景技术：

当前电力系统是包含有交直流混联的复杂电网，电网面临因特高压/超高压直流故障面临的大功率缺失、断面越限、联络线过载，电压频率失稳等问题。当发生稳定性风险时，需要稳控装置采用不同的控制处置策略，确保电网安全有序可靠供电。因此，安全稳定控制装置(稳控装置)的动作准确性显得尤为重要。每个稳控工程控制策略及功能都不相同，且随着电网架构的每次变化，稳控装置的控制策略需要进行相应的升级，因此需要大量而针对性的测试工作，涉及地域广、厂站多。

目前稳控装置的测试基本采用继保仪加量的方式，其主要缺点是：1)多台继保仪无法保证同时加量；2)各厂站联调测试无法统一操作控制；3)多厂站同时联调测试配合困难。因此，很有必要开发一种可用于稳控远程测试的协议转换装置，这对减轻电网运维人员的工作负担，提高测试效率，保证测试的准确性具有重要意义。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种用于稳控测试系统联调测试的透明协议转换方法及装置，要解决的技术问题是提供稳控测试系统测试报文的远程传输与转换途径，实现稳控测试系统远程多机同时加量、多厂站联调测试，提高了电力系统稳控装置测试的效率，并且能获得更准确的测试结果。

为解决上述问题，本发明采用以下技术方案实现：一种用于稳控测试系统联调测试的透明协议转换方法，包括将测试报文在以太网报文格式与e1报文格式之间进行转换、判断以及校验后发送，其中，将测试报文由以太网报文格式转换为e1报文格式采用如下步骤：

步骤s1、协议转换装置获取测试报文；

步骤s2、协议转换装置判断测试报文的传输模式是否与协议转换装置自身设置的传输模式相同；否则舍弃该测试报文；是则执行步骤s3；

步骤s3、协议转换装置对测试报文进行crc32校验，对校验通过的测试报文存储至存储器中并生成新的事件后加入至fifo存储器的待发送队列中进行排队；当校验不通过时，则舍弃该测试报文，所述待发送队列包括至少一个排队的事件，所述事件包括该测试报文在存储器中的起始地址；

步骤s4、协议转换装置依据待发送队列中的先后顺序依次在存储器中提取相应的测试报文进行发送操作；

步骤s5、协议转换装置在对测试报文编码后发送；

将测试报文由e1报文格式转换为以太网报文格式采用如下步骤：

步骤s6、协议转换装置接收到编码的测试报文后进行解码；

步骤s7、协议转换装置将解码后的测试报文保存至存储器中，并生成发送使能信号、测试报文在存储器中的起始地址、测试报文的字节长度信息；

步骤s8、协议转换装置根据发送使能信号、测试报文在存储器中的起始地址以及测试报文的字节长度信息，在存储器中提取相应的测试报文进行crc32校验，当校验通过后经rj45电口发送以太网报文格式的测试报文；当校验不通过则舍弃该测试报文。

进一步地，所述步骤s4中，在待发送队列中存在待发送的事件时，在发送完前一个事件后继续发送下一个事件；当待发送队列中不存在待发送的事件时，则等待，在有新的事件被加入待发送队列后依据先进先出的原则继续发送。

进一步地，所述步骤s5包括：

步骤s51、协议转换装置对将要发送的测试报文进行crc16校验，当校验通过后将测试报文由字节状态转换为比特状态；当校验不通过时，舍弃该测试报文；然后依次进行hdlc编码、1b4b编码、hdb3编码后发送。

进一步地，所述步骤s6包括：

对编码的测试报文依次进行hdb3解码、4b1b解码、hdlc解码；然后将解码后的测试报文由比特状态转换为字节状态，再进行crc16校验，当校验通过时，执行步骤s7；当校验不通过时，舍弃该测试报文。

本发明还公开了一种协议转换装置，包括：

rj45电口，用于接收与发送以太网报文格式的测试报文；

e1接口，用于接收与发送e1报文格式的测试报文；

phy，用于将通过rj45电口接收的测试报文进行转换，并发送至控制模块或接收控制模块发送的测试报文并进行转换后通过rj45电口进行发送；

控制模块，用于根据拨码开关设置的传输模式进行工作，接收e1转换模块或phy发送来的测试报文，执行相应的操作；

fifo存储模块，用于根据第一存储模块的存储顺序生成相应的事件并加入待发送队列中供控制模块调用，所述待发送队列包括至少一个事件，所述事件包括该测试报文在第一存储模块中的起始地址；

第一存储模块，用于存储控制模块接收的phy发送来的测试报文；

第二存储模块，用于存储控制模块接收的e1转换模块发送的解码后的测试报文；

时钟模块，用于为控制模块和phy需要的时钟信号；

电源模块，用于为装置的各模块供电；

看门狗复位模块，用于向控制模块发送复位信号；

指示灯，用于进行提示；

拨码开关，用于设置传输模式；

配置接口，用于对控制模块进行调试和烧录；

电平转换模块，用于将电压进行转换；

隔离变压器，用于信号耦合、电气隔离和抑制共模、差模噪音；

e1转换模块，用于对测试报文进行解码和编码，对e1接口接收的测试报文或控制模块发送的测试报文进行e1解码和e1编码；

当控制模块接收到e1转换模块发来的测试报文时，根据拨码开关的所设置的传输模式将该测试报文保存在第二存储模块中并生成发送使能信号、测试报文在第二存储模块中的起始地址、测试报文的字节长度信息，以及根据发送使能信号、测试报文在第二存储模块中的起始地址以及测试报文的字节长度信息，在第二存储模块中提取相应的测试报文发送至phy转码后通过rj45接口发送；

当控制模块接收到phy发来的测试报文时判断测试报文的传输模式是否与拨码开关的所设置的传输模式相同，当相同时将该测试报文保存至第一存储模块，并根据fifo存储模块中待发送队列中的事件在第一存储模块中依次提取相应的测试报文发送至e1转换模块进行编码后通过e1接口发送；当不相同时舍弃该测试报文；

所述事件包括该测试报文在ram1中的起始地址。

进一步地，所述控制模块在第二存储模块中提取相应的测试报文后进行crc32校验，当校验通过后经phy、rj45电口发送测试报文；当校验不通过则舍弃该测试报文。

进一步地，所述e1解码包括e1转换模块对经e1接口、隔离变压器、电平转换模块转换后的测试报文进行hdb3解码、4b1b解码、hdlc解码、crc16校验；所述e1编码包括e1转换模块对控制模块发来的测试报文进行crc16校验、hdlc编码、1b4b编码、hdb3编码。

进一步地，所述控制模块在待发送队列中存在待发送的事件时，在发送完前一个事件后继续发送下一个事件；当待发送队列中不存在待发送的事件时，则等待，在有新的事件被加入待发送队列后依据先进先出的原则继续发送。

进一步地，所述控制模块在对phy发来的测试报文进行传输模式判断后还进行校验，对校验通过的测试报文才存储至第一存储模块中；当校验不通过时，则舍弃该测试报文。

进一步地，所述e1转换模块在对测试报文进行e1编码或e1解码中，当校验通过后才将测试报文发送至控制模块或进行编码；当校验不通过时，舍弃该测试报文。

本发明与现有技术相比，通过采用以太网报文格式与e1报文格式之间协议转换，将测试报文进行转换传输，实现稳控测试系统远程多机同时加量、多厂站联调测试，提高了电力系统稳控装置测试的效率，并且能获得更准确的测试结果。

附图说明

图1是本发明的拓扑图。

图2是本发明的以太网报文格式与e1报文格式协议转换的流程图。

图3是本发明的e1报文格式与以太网报文格式协议转换的流程图。

图4是本发明协议转换装置的结构框图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细说明。

如图1所示，本发明的用于稳控测试系统联调测试的协议转换装置在多厂站稳控联调下的拓扑图，包括分别设于需要稳控联调测试的变电站各站点中的协议转换装置，站点之间通过协议转换装置经电力调度数据网相连，进行测试报文的转换以及传输，每个站点中的协议转换装置经交换机与该站点中的测试子机连接通讯，将稳控测试系统中的其中一站点作为主站，其余站点作为子站；在主站中设置测试主机(主机)，用于发送测试报文，测试报文包括交流量与状态量信息，主机通过交换机与协议转换装置连接；以实现主站将获得的测试报文通过协议转换装置对测试报文进行编码后发送至子站的协议转换装置进行解码，并在解码后将测试报文发送至子站的测试子机进行测试任务，在完成测试后测试结果通过协议转换装置采用相同的传输模式发送给主站，从而完成测试。

在本发明中测试报文包括交流量与状态量信息(测试数据)。

本发明的用于稳控测试系统联调测试的透明协议转换方法(方法)包括将测试报文在以太网报文格式与e1报文格式之间进行转换(解码和编码)、判断以及校验后发送，也就是说将以太网报文格式转换为e1报文格式的测试报文以及e1报文格式转换为以太网报文格式的测试报文，其中，

一、如图3所示，将测试报文由以太网报文格式转换为e1报文格式采用如下步骤实现：

步骤s1、协议转换装置(装置)获取测试报文；具体地，协议转换装置经rj45电口接收以太网报文格式的测试报文；

步骤s2、协议转换装置判断测试报文的传输模式是否与协议转换装置自身设置的传输模式相同；否则舍弃该测试报文；是则执行步骤s3；具体地，测试报文中含有传输模式的信息，当该传输模式的信息与协议转换装置自身设置的透明传输模式相同时才执行步骤s3；

步骤s3、协议转换装置对测试报文进行crc32校验，对校验通过的测试报文存储至存储器(ram)中并生成新的事件后加入至fifo存储器(fifo)的待发送队列中进行排队；当校验不通过时，则舍弃该测试报文，所述待发送队列包括至少一个排队的事件，所述事件包括该测试报文在ram中的起始地址；

步骤s4、协议转换装置依据待发送队列中的先后顺序依次在ram中提取相应的测试报文进行发送操作；具体地，所述协议转换装置依据先进先出的原则对待发送队列中的事件根据事件在ram中的起始地址从ram中提取相应的测试报文进行发送；在待发送队列中存在待发送的事件时(非空)，在发送完前一个事件后继续发送下一个事件；当待发送队列中不存在待发送的事件时(空时)，则等待，在有新的事件被加入待发送队列后依据先进先出的原则继续发送。

步骤s5、协议转换装置在对测试报文编码后发送；具体地，协议转换装置通过e1接口发送e1报文格式的测试报文；具体步骤包括：

步骤s51、协议转换装置对将要发送的测试报文进行crc16校验，当校验通过后将测试报文由字节状态转换为比特状态；当校验不通过时，舍弃该测试报文；

步骤s52、对测试报文进行hdlc编码；

步骤s53、对hdlc编码后的测试报文进行1b4b编码；

步骤s54、对1b4b编码后的测试报文进行hdb3编码后发送。

二、如图4所示，将测试报文由e1报文格式转换为以太网报文格式采用如下步骤实现：

步骤s6、协议转换装置接收到编码的测试报文后进行解码；具体地，协议转换装置通过e1接口接收e1报文格式的测试报文；

步骤s7、协议转换装置将解码后的测试报文保存至ram中，并生成发送使能信号、测试报文在ram中的起始地址、测试报文的字节长度信息；

步骤s8、协议转换装置根据发送使能信号、测试报文在ram中的起始地址以及测试报文的字节长度信息，在ram中提取相应的测试报文进行crc32校验，当校验通过后经rj45电口发送以太网报文格式的测试报文；当校验不通过则舍弃该测试报文。

本发明步骤s6中协议转换装置接收到编码的测试报后进行解码具体包括：

步骤s61、对编码的测试报文进行hdb3解码；

步骤s62、对进行hdb3解码后的测试报文进行4b1b解码；

步骤s63、对进行4b1b解码后的测试报文进行hdlc解码；

步骤s64、协议转换装置将解码后的测试报文由比特状态转换为字节状态，再进行crc16校验，当校验通过时，执行步骤s7；当校验不通过时，舍弃该测试报文。

实施例1

下面对本发明的方法作进一步地说明；本实例中，如图1所示，a站与b站进行稳控装置联调测试，稳控测试主机位于a站，a站和b站分别有稳控测试子机(测试子机)；

a站稳控测试主机和b站的测试子机分别通过a站的协议转换装置、b站的协议转换装置相互连接；

a站和b站的协议转换装置均采用相同的传输模式；

实施步骤如下：

a站测试主机均发出带有交流量和状态量信息的测试报文，a站协议转换装置通过交换机接收到测试报文，对报文进行校验；

对校验通过的测试报文进行转换编码；校验不通过的测试报文舍弃；

将编码后的测试报文通过e1接口发送出去；

a站协议转换装置发送的e1格式测试报文，通过电力调度数据网，传送至b站；

b站协议转换装置通过电力调度数据网接收到a站发来的测试的测试报文，首先进行测试报文解码；

对解码后的测试报文进行校验；

当校验通过后，b站协议转换装置将测试报文进行转换后从rj45电口发送出去；

b站测试子机从交换机上接收到b站协议转换装置发出的测试报文，执行测试任务；

b站测试子机将测试结果重新通过b站协议装置，以相同的传输模式传回a站的测试主机，完成测试。

如图4所示，为本发明的协议转换装置(装置)的结构框图，包括：

rj45电口，用于接收与发送以太网报文格式的测试报文，其中传输为102400kbit/s；

e1接口，用于接收与发送e1报文格式的测试报文，其中传输速率为2048kbit/s±50ppm、物理阻抗为75ω、物理接口为l9接口；

phy(物理层)，用于将通过rj45电口接收的测试报文进行转换，并发送至控制模块或接收控制模块发送的测试报文并进行转换后通过rj45电口进行发送；实现网线中的模拟串行信号与mac可以接受的以太网接口形式相互转换；

控制模块，用于根据拨码开关设置的传输模式进行工作，接收e1转换模块或phy发送来的测试报文，执行相应的操作；

fifo存储模块(fifo)，用于根据第一存储模块的存储顺序生成相应的事件并加入待发送队列中供控制模块调用，所述待发送队列包括至少一个事件，所述事件包括该测试报文在ram1中的起始地址；

第一存储模块(ram1)，用于存储控制模块接收的phy发送来的测试报文；

第二存储模块(ram2)，用于存储控制模块接收的e1转换模块发送的解码后的测试报文；所述第一存储模块和第二存储模块可以为一个存储器中的两个分区；

时钟模块，用于为控制模块和phy需要的时钟信号；

电源模块，用于为装置的各模块供电；

看门狗复位模块，用于向控制模块发送复位信号；当控制模块接收到复位信号后，进行复位，所述复位包括：装置上电时复位200ms，正常运行时控制模块持续对看门狗芯片发送1khz的方波信号，当看门狗复位模块没有接收到方波信号时向控制模块发送复位信号，控制模块对装置进行复位；

指示灯，用于进行提示，在接收e1报文格式的测试报文发生中断和e1报文格式的测试报文解码错误时控制单元通过指示灯报警；

拨码开关，用于设置传输模式；

配置接口，用于对控制模块进行调试和烧录；

电平转换模块，用于将电压进行转换，具体地，在3.3v与5v之间相互转换。

隔离变压器，主要用于信号耦合、电气隔离和抑制共模、差模噪音；

e1转换模块，用于对测试报文进行解码和编码，即对e1接口接收的测试报文或控制模块发送的测试报文进行e1解码和e1编码；具体地，所述e1解码包括e1转换模块对经e1接口、隔离变压器、电平转换模块转换后的测试报文进行hdb3解码、4b1b解码、hdlc解码、crc16校验；所述e1编码包括e1转换模块对控制模块发来的测试报文进行crc16校验、hdlc编码、1b4b编码、hdb3编码。

当控制模块接收到e1转换模块发来的测试报文时，根据拨码开关的所设置的传输模式将该测试报文保存在ram2中并生成发送使能信号、测试报文在ram2中的起始地址、测试报文的字节长度信息，以及根据发送使能信号、测试报文在ram2中的起始地址以及测试报文的字节长度信息，在ram2中提取相应的测试报文发送至phy转码后通过rj45接口发送；此处测试报文为由e1报文格式转换为以太网报文格式。

控制模块在ram2中提取相应的测试报文后进行crc32校验，当校验通过后经phy、rj45电口发送测试报文；当校验不通过则舍弃该测试报文。

当控制模块接收到phy发来的测试报文时判断测试报文的传输模式是否与拨码开关的所设置的传输模式相同，当相同时将该测试报文保存至第一存储模块，并根据fifo中待发送队列中的事件在第一存储模块中依次提取相应的测试报文发送至e1转换模块进行编码后通过e1接口发送；当不相同时舍弃该测试报文；此处测试报文由以太网报文格式转换为e1报文格式。

所述事件包括该测试报文在ram1中的起始地址。

控制模块在待发送队列中存在待发送的事件时(非空)，在发送完前一个事件后继续发送下一个事件；当待发送队列中不存在待发送的事件时(空时)，则等待，在有新的事件被加入待发送队列后依据先进先出的原则继续发送。

控制模块在对phy发来的测试报文进行传输模式判断后还进行校验，对校验通过的测试报文才存储至ram1中；当校验不通过时，则舍弃该测试报文；所述校验位crc32校验。

所述e1转换模块在对测试报文进行e1编码或e1解码中，当校验通过后才将测试报文发送至控制模块或进行编码；当校验不通过时，舍弃该测试报文。

具体地，装置对测试报文的接收以及发送包括以太网报文格式转换为e1报文格式和e1报文格式转换为以太网报文格式；其中，

如图2所示，装置将测试报文由以太网报文格式转换为e1报文格式采用如下步骤实现：

步骤s1、rj45电口获取测试报文并通过phy进行转换后发送至控制模块；具体地，装置通过rj45电口接收以太网报文格式的测试报文后通过phy进行转换后发送至控制模块；

步骤s2、控制模块判断测试报文的传输模式是否与拨码开关所设置的传输模式相同；否则控制模块舍弃该测试报文；是则执行步骤s3；具体地，测试报文中含有传输模式的信息，当该传输模式的信息与拨码开关所设置的传输模式相同时才执行步骤s3；

步骤s3、控制模块对测试报文进行crc32校验，对校验通过的测试报文存储至ram1中，fifo存储模块根据ram1的存储顺序生成事件后加入至待发送队列中进行排队；当校验不通过时，则舍弃该测试报文，所述待发送队列包括至少一个排队的事件，所述事件包括该测试报文在ram1中的起始地址；

步骤s4、控制模块依据fifo的待发送队列中的先后顺序依次在ram1中提取相应的测试报文进行发送操作；具体地，所述控制模块依据先进先出的原则对待发送队列中的事件根据事件在ram1中起始地址从ram1中提取相应的测试报文进行发送；在待发送队列中存在待发送的事件时(非空)在发送完前一个事件后继续发送下一个事件；当待发送队列中不存在待发送的事件时(空时)，则等待，在有新的事件被加入待发送队列后依据先进先出的原则继续发送。

步骤s5、e1转换模块在对测试报文编码后通过电平转换模块、隔离变压器转换后经e1接口发送测试报文。具体步骤包括：

步骤s51、e1转换模块对该测试报文进行crc16校验，当校验通过后将测试报文由字节状态转换为比特状态；当校验不通过时，则舍弃该测试报文。

步骤s52、对测试报文进行hdlc编码；

步骤s53、对hdlc编码后的测试报文进行1b4b编码；

步骤s54、对1b4b编码后的测试报文进行hdb3编码后发送。

如图3所示，所述装置将测试报文由e1报文格式转换为以太网报文格式采用如下步骤实现：

步骤s6、e1转换模块接收到编码的测试报文后进行解码；具体地，通过e1接口接收测试报文并通过隔离变压器、电平转换模块进行转换后发送至e1转换模块进行解码；

步骤s7、控制模块将解码后的测试报文保存至ram2中，并生成发送使能信号、测试报文在ram2中的起始地址、测试报文的字节长度信息；

步骤s8、控制模块根据发送使能信号、测试报文在ram2中的起始地址以及测试报文的字节长度信息，在ram2中提取相应的测试报文进行crc32校验，当校验通过后发送；当校验不通过则舍弃。所述控制模块经phy、rj45电口对测试报文进行发送。

所述步骤s6中e1转换模块接收到编码的测试报文后进行解码具体包括：

步骤s61、对编码的测试报文进行hdb3解码；

步骤s62、对进行hdb3解码后的测试报文进行4b1b解码；

步骤s63、对进行4b1b解码后的测试报文进行hdlc解码。

步骤s64、e1转换模块将解码后的测试报文由比特状态转换为字节状态，再进行crc16校验，当校验通过后，执行步骤s7；当校验不通过时，舍弃该测试报文。

本发明通过将测试报文在以太网报文格式与e1报文格式之间相互转换，将稳控测试主机的测试报文传输至多台测试子机，实现多机同步加量，多厂站联调测试，提高了现场稳控测试的效率，减轻电网运维人员的工作负担，对维护电网的可靠运行、提高检修效率具有重要意义。