双模通信规约转换装置及其工作流程的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种双模通信规约转换装置及其工作流程，用于配电网络通信中双模通信规约转换，包括控制模块I和控制模块II，控制模块I和控制模块II分别设于不同电路板上，控制模块I由处理模块I、接口模块I、网口模块、配置模块、存储模块和状态指示模块构成；控制模块II由处理模块II、接口模块II、GPRS通讯模块和北斗通讯模块构成。本发明方便了规约转换装置的维护、升级和故障检测；本发明通过在控制模块I和控制模块II间设置RS485集线器可提高通信规约转换装置的利用效率；本发明的双通讯模块既可以单独运行，也可以同时运行，既有效地利用了GPRS网络上送数据快的优势，又可以保障利用北斗卫星信道进行可靠通信，可靠控制的优势。
【专利说明】双模通信规约转换装置及其工作流程
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种规约转换装置及其工作流程，尤其是一种双模通信规约转换装置及其工作流程。
【背景技术】
[0002]智能配电网就是利用现代电子、通信、计算机及网络技术，将配网实时数据、地理信息进行集成，形成完整的自动化管理系统，实现配电系统正常运行及事故情况下的监测、保护、控制和配电管理，集配电自动化与配电生产管理为一体的系统。智能配网的功能应包括配电网络的数据采集与控制、馈线自动化、负荷管理、地理信息系统、配电应用分析等，其中通信技术是实现智能配电网技术的关键。
[0003]现有的配电通信网组网技术包括光纤网络技术、WiMAX宽带无线专网技术、宽带PLC技术、无线公网方式和北斗卫星通信方式。不同类型的通讯方式由于规约互不兼容，彼此间无法互联互通，因此实现各种通信协议/规约转换的装置必不可少，为了解决智能设备接入北斗卫星系统和无线公网的技术问题，需要开发实现北斗卫星通信、无线公网通信和局域网通信之间的规约转换器。
【发明内容】
[0004]本发明要解决的技术问题是提供一种双模通信规约转换装置及其工作流程，其不仅能够实现北斗通信与局域网通信之间的规约转换，而且加入的GPRS信道上送数据快，后台数据更新及时，双信道可同时运行时，其互为备用，既有效地利用了 GPRS网络上送数据快的优势，又可以保障利用北斗卫星信道进行可靠通信，可靠控制的优势。
[0005]本发明所要解决的技术问题是通过以下技术方案来实现的:
[0006]一种双模通信规约转换装置，包括控制模块I和控制模块II，
[0007]所述控制模块I和控制模块II分别设于不同电路板上；
[0008]所述控制模块I部分:
[0009]所述控制模块I包括处理模块1、接口模块I和网口模块，所述处理模块I分别与接口模块I和网口模块连接；
[0010]所述控制模块II向控制模块I传输数据时，所述接口模块I传输数据给处理模块I，所述处理模块I进行北斗数据格式与IEC104规约转换并把转换完毕的数据发送给网口模块，所述网口模块将处理完毕的数据经由以太网传输给配电终端FTU / DTU设备；
[0011]所述控制模块I向控制模块II传输数据时，所述网口模块将FTU / DTU设备上传数据经由处理模块I传输给接口模块I，所述接口模块I与控制模块II的接口模块II连接，所述接口模块I由处理模块I控制使其与控制模块II进行通讯；
[0012]所述控制模块II部分:
[0013]所述控制模块II包括处理模块I1、接口模块I1、GPRS通讯模块和北斗通讯模块，所述处理模块II分别与接口模块I1、GPRS通讯模块和北斗通讯模块连接；[0014]所述控制模块II向控制模块I传输数据时，所述北斗通讯模块接收数据经处理模块II传输给接口模块II，所述接口模块II再将数据传输给控制模块I的接口模块I;
[0015]所述控制模块I向控制模块II传输数据时，所述接口模块II将数据传输给处理模块II，所述处理模块II控制GPRS通讯模块或北斗通讯模块单独发送数据，或同时通过GPRS通讯模块和北斗通讯模块发送数据。
[0016]所述控制模块I还包括配置模块和存储模块，所述配置模块和存储模块分别和处理模块I连接，所述配置模块设有接口用于与维护检验配电终端FTU / DTU并对控制模块I和控制模块II进行特性配置的PC连接，所述存储模块存储配置模块的配置信息，所述配置信息用于对控制模块I和控制模块II进行配置。
[0017]所述控制模块I还包括状态指示模块，所述状态指示模块与处理模块I连接；
[0018]所述处理模块I接收并将网口模块的状态信息反馈给状态指示模块，所述处理模块II接收并将GPRS通讯模块和北斗通讯模块的状态信息经处理模块I反馈给状态指示模块；
[0019]所述状态指示模块包括电源指示灯、以太网指示灯、GPRS通讯指示灯和北斗通讯指示灯。
[0020]所述控制模块II还包括电平转换模块，所述电平转换模块分别设置在处理模块II与GPRS通讯模块、北斗通讯模块之间；
[0021]所述控制模块I和控制模块II还包括电源模块，所述电源模块分别给控制模块I和控制模块II中的各个模块供电。
[0022]所述控制模块II通过GPRS模块发送FTU / DTU设备数据时，控制模块I通过网口模块接收以太网传输的FTU / DTU设备数据，不进行IEC104规约与北斗数据格式转换，发送给控制模块II，由控制模块II通过GPRS通讯模块发送数据。
[0023]所述控制模块II通过北斗通讯模块发送FTU / DTU设备数据时，控制模块I通过网口模块接收以太网传输的FTU / DTU设备数据，进行IEC104规约与北斗数据格式转换，发送给控制模块II，由控制模块II的北斗通讯模块发送。
[0024]所述存储模块与处理模块I按I2C总线连接，所述处理模块I通过北斗通讯模块将数据以⑶T格式打包上传至北斗卫星。
[0025]双模通信规约转换装置，其工作流程包括:
[0026](I)装置初始化，开启本双模通信规约转换装置，检测是否收到配置命令并进行装置初始化，调用配置信息，依据存储模块中的配置信息分别对控制模块I和控制模块II进行配置；
[0027](2)显示工作状态信息，控制模块II向控制模块I传输GPRS通讯模块和北斗通讯模块的工作状态，依据电源模块、网口模块、GPRS通讯模块和北斗通讯模块的工作状态，控制模块I控制状态指示模块的电源指示灯、以太网指示灯、GPRS通讯指示灯和北斗通讯指示灯；
[0028](3)接收数据，控制模块II的北斗通讯模块接收北斗数据，并将数据传输给控制模块I，所述控制模块I进行北斗数据格式与IEC104规约转换并把转换完毕的数据发送给网口模块，网口模块将处理完毕的数据经由以太网传输给配电终端FTU / DTU设备；
[0029](4)发送数据，控制模块I向控制模块II传输数据，控制模块II依据配置信息将控制模块I传输的FTU / DTU设备数据经由GPRS通讯模块或北斗通讯模块单独发送，或同时由GPRS通讯模块和北斗通讯模块发送；
[0030]当通过GPRS通讯模块发送数据时，控制模块I接收网口模块传输的FTU / DTU设备数据，并把FTU / DTU设备数据传输给控制模块11，控制模块11直接经由GPRS通讯模块发送，FTU / DTU设备数据无需进行IEC104规约与北斗数据格式转换；
[0031]当通过北斗通讯模块发送数据时，控制模块I接收网口模块传输的FTU / DTU设备数据先由处理模块I进行IEC104规约与北斗数据格式转换，然后传输给控制模块II由北斗通讯模块发送。
[0032]所述步骤I中，与配置模块连接的PC对双模通信规约转换装置进行配置，配置信息包含FTU / DTU设备数据的发送模式。
[0033]本发明的有益效果是:
[0034]本发明的控制模块I和控制模块II分别设计为独立的结构，其间通过接口模块的RS485芯片进行通信，将双模通信规约转换装置的配置转换部分和数据发送部分分离，使得控制部分的控制模块I可设置在室内和配置PC连接，数据发送部分的控制模块II可设置在室外通讯信号好的地方，这种独立设计较好的实现了通信规约转换装置的合理安装位置，也方便了通信规约转换装置的维护、升级和故障检测，
[0035]本发明中带有控制模块I和控制模块II电路板的多个设备能够通过RS485集线器进行连接，可以方便的实现了 FTU / DTU设备数据多信道同时北斗、GPRS双通道上传，或北斗卫星传输数据经多个控制模块I同时向下传输给更多的配电终端FTU / DTU设备，极大地提高了通信规约转换装置的利用效率。
[0036]本发明设置的GPRS通讯模块和北斗通讯模块既可以单独运行，也可以同时运行。北斗通讯模块单独通信时，安全可靠，能完全满足电网通信专网运行的运行安全要求。GPRS通讯模块单独通信时，上送数据快，后台数据更新及时。双信道通讯模块同时运行时，其互为备用，既有效地利用了 GPRS网络上送数据快的优势，又可以保障利用北斗卫星信道进行可靠通信，可靠控制的优势。
[0037]本发明可用于线路状态监测等各种配电自动化系统，作为接口设备提供多种物理通道用于数据传输，如通过RJ-45以太网接口或RS-485接口接收现场终端设备采集上传的符合电力104规约的数据，对数据解析转换后，通过北斗卫星或GPRS网络与主站进行数据交换，实现电力104规约与卫星通信协议的双向无缝对接。
【专利附图】
【附图说明】
[0038]下面结合附图对本发明的【具体实施方式】作进一步详细的描述:
[0039]图1是本发明控制模块I的结构示意图；
[0040]图2是本发明控制模块I的工作流程图；
[0041]图3是本发明控制模块II的结构示意图；
[0042]图4是本发明控制模块II的工作流程图。
【具体实施方式】
[0043]如图1-图4所示，本发明双模通信规约转换装置由配置转换功能的控制模块I和数据发送功能的控制模块II构成，控制模块I和控制模块II间通过RS485芯片和40米线缆进行通讯传输。
[0044]控制模块I和控制模块II分别设计安装在不同的PCB板和外壳内。
[0045]控制模块I由处理模块1、接口模块1、网口模块、配置模块、存储模块、状态指示模块和电源模块构成，处理模块I分别与接口模块1、网口模块、配置模块、存储模块和状态指示模块连接，电源模块给控制模块I中的各个模块供电。
[0046]控制模块II由处理模块I1、接口模块I1、电平转换模块、GPRS通讯模块、北斗通讯模块和电源模块构成，处理模块II分别与接口模块I1、电平转换模块连接，电平转换模块另一端连接GPRS通讯模块和北斗通讯模块，电源模块给控制模块II中的各个模块供电。
[0047]其中，处理模块I与处理模块II均选择TI公司的LM3S9B96芯片，32位性能的Cortex-M3微控制器，内带256K单周期FLASH存储器，96K单周期SRAM，硬件支持IEEE1588PTP的集成MAC和PHY的10 / 100以太网，三路支持IS07816的UART，工业级，-40-85°C ;接口模块I和接口模块II均选择RS485芯片；存储模块优选为EEPROM ；网口模块选择周立功ZNE-100TL模块，内部集成TCP / IP协议栈；GPRS通讯模块选择西门子的MC52i模块，支持GSM900MHZ和GSM1800MHZ双频网络；电平转换模块为TTL转RS232芯片。
[0048]如图1-图2所示，对于安装有控制模块I的设备:
[0049]控制模块II向控制模块I传输数据时，接口模块I传输数据给处理模块I，处理模块I进行北斗数据格式与IEC104规约转换并把转换完毕的数据发送给ZNE-100TL模块，ZNE-100TL模块连接RJ45接口将处理完毕的数据经由以太网传输给配电终端FTU / DTU设备。
[0050]控制模块I向控制模块II传输数据时，ZNE-100TL模块将FTU / DTU设备上传数据传给处理模块I，处理模块I依据配置信息中的FTU / DTU设备数据发送模式进行处理:当由GPRS方式发送数据，处理模块I不进行规约转换，当由北斗方式或双通道同时发送数据，处理模块I进行规约转换。
[0051 ] 处理好的FTU / DTU设备数据传输给接口模块I，接口模块I与控制模块11的接口模块II连接，接口模块I由处理模块I控制使其与控制模块II进行通讯。
[0052]配置模块设有接口用于与维护检验配电终端FTU / DTU并对控制模块I和控制模块II进行特性配置的PC连接，存储模块存储配置模块的配置信息，存储模块与处理模块I按I2C总线连接，处理模块I通过北斗通讯模块将数据以⑶T格式打包上传至北斗卫星。
[0053]开启本装置后，检测是否收到配置命令并进行装置初始化，调用配置信息，依据配置信息对控制模块I进行配置，并发送给控制模块II进行相应配置，配置信息包括:FTU /DTU设备数据的发送模式、FTU / DTU站址、FTU / DTU设备数据上送的中心站IP地址，GPRS模块IP地址、中心站北斗SM卡号以及紧急变位遥信进行设置的项目。
[0054]状态指示模块包括电源指示灯、以太网指示灯、GPRS通讯指示灯和北斗通讯指示灯，处理模块I依据控制模块I和控制模块II相应模块的状态信息反馈，控制状态指示模块中的LED灯:
[0055]电源指示灯:灯亮表示有电，灯灭表示没电。
[0056]以太网指示灯:灯亮表示连接正常，灯灭表示连接不正常，灯闪表示有数据传输。
[0057]GPRS指示灯:灯亮表示连接正常，灯灭表示连接不正常，灯闪表示有数据传输。[0058]北斗指示灯:灯亮表示有下行数据传输，灯灭表示连接不正常，灯闪表示有上行数据传输。
[0059]如图3-图4所示，对于安装有控制模块II的设备:
[0060]开机后检测是否收到配置命令并进行装置初始化，调用配置信息，依据接受的配置信息对安装有控制模块II的设备进行配置。
[0061]控制模块II向控制模块I传输数据时，北斗通讯模块接收数据经处理模块II传输给接口模块II，接口模块II再将数据传输给控制模块I的接口模块I ;
[0062]控制模块I向控制模块II传输数据时，接口模块II将数据传输给处理模块II，处理模块II依据配置信息控制GPRS通讯模块，或北斗通讯模块单独发送数据，或同时通过GPRS通讯模块和北斗通讯模块发送数据。双通道同时运行发送数据，任一通讯模块接收到FTU / DTU设备数据后即可发送。
[0063]电平转换模块即TTL转RS232芯片，分别设置在处理模块II与GPRS通讯模块、北斗通讯模块之间。
[0064]控制模块II通过GPRS模块发送FTU / DTU设备数据时，控制模块I通过网口模块接收以太网传输的FTU / DTU设备数据，不进行IEC104规约与北斗数据格式转换，发送给控制模块II，由控制模块II通过GPRS通讯模块发送数据。
[0065]控制模块II通过北斗通讯模块发送FTU / DTU设备数据时，控制模块I通过网口模块接收以太网传输的FTU / DTU设备数据，进行IEC104规约与北斗数据格式转换，发送给控制模块II，由控制模块II的北斗通讯模块发送。
[0066]本发明双模通信规约转换装置，其工作流程包括:
[0067](I)装置初始化，开启本双模通信规约转换装置，检测是否收到配置命令并进行装置初始化，调用配置信息，依据存储模块中的配置信息分别对控制模块I和控制模块II进行配置；
[0068](2)显示工作状态信息，控制模块II向控制模块I传输GPRS通讯模块和北斗通讯模块的工作状态，依据电源模块、网口模块、GPRS通讯模块和北斗通讯模块的工作状态，控制模块I控制状态指示模块的电源指示灯、以太网指示灯、GPRS通讯指示灯和北斗通讯指示灯；
[0069](3)接收数据，控制模块II的北斗通讯模块接收北斗数据，并将数据传输给控制模块I，所述控制模块I进行北斗数据格式与IEC104规约转换并把转换完毕的数据发送给网口模块，网口模块将处理完毕的数据经由以太网传输给配电终端FTU / DTU设备；
[0070](4)发送数据，控制模块I向控制模块II传输数据，控制模块II依据配置信息将控制模块I传输的FTU / DTU设备数据经由GPRS通讯模块或北斗通讯模块单独发送，或同时由GPRS通讯模块和北斗通讯模块发送；
[0071]当通过GPRS通讯模块发送数据时，控制模块I接收网口模块传输的FTU / DTU设备数据，并把FTU / DTU设备数据传输给控制模块11，控制模块11直接经由GPRS通讯模块发送，FTU / DTU设备数据无需进行IEC104规约与北斗数据格式转换；
[0072]当通过北斗通讯模块发送数据时，控制模块I接收网口模块传输的FTU / DTU设备数据先由处理模块I进行IEC104规约与北斗数据格式转换，然后传输给控制模块II由北斗通讯模块发送。[0073]在步骤I中，与配置模块连接的PC对双模通信规约转换装置进行配置，配置信息包含FTU / DTU设备数据的发送模式。
[0074]处理模块I作为规约转换单元其具体功能为:调用规约任务的入口 ；创建规约数据；获得输入的PI任务信息PiHDRes:获得输入的规约名称标示和工作路径；初始化规约数据；输出规约模块的任务信息；输出规约数据库；定址LINK库接口并启动link ;注册规约消息；注册定时器事件；规约主任务运行processMSG，即循环发布消息，并分发执行；规约任务退出，释放资源；规约任务结束。相应地，处理模块I应包括:入口，用于供调用规约任务；数据创建模块，用于创建规约数据；信息获得模块，用于获得输入的PI任务信息PiHDRes,以及获得输入的规约名称标示和工作路径；初始化模块，用于初始化规约数据；输出模块，用于输出规约模块的任务信息和规约数据库；链路启动模块，用于定址LINK库接口并启动link ;注册模块，用于规约消息和定时器事件；规约主任务运行模块，用于循环发布消息，并分发执行；退出模块，用于退出规约任务，释放资源；结束模块，用于结束规约任务。
【权利要求】
1.一种双模通信规约转换装置，包括控制模块I和控制模块II，其特征是: 所述控制模块I和控制模块II分别设于不同电路板上； 所述控制模块I部分: 所述控制模块I包括处理模块1、接口模块I和网口模块，所述处理模块I分别与接口模块I和网口模块连接； 所述控制模块11向控制模块I传输数据时，所述接口模块I传输数据给处理模块I，所述处理模块I进行北斗数据格式与IEC104规约转换并把转换完毕的数据发送给网口模块，所述网口模块将处理完毕的数据经由以太网传输给配电终端FTU / DTU设备； 所述控制模块I向控制模块II传输数据时，所述网口模块将FTU / DTU设备上传数据经由处理模块I传输给接口模块I，所述接口模块I与控制模块II的接口模块II连接，所述接口模块I由处理模块I控制使其与控制模块II进行通讯； 所述控制模块II部分: 所述控制模块II包括处理模块I1、接口模块I1、GPRS通讯模块和北斗通讯模块，所述处理模块II分别与接口模块I1、GPRS通讯模块和北斗通讯模块连接； 所述控制模块II向控制模块I传输数据时，所述北斗通讯模块接收数据经处理模块II传输给接口模块II，所述接口模块II再将数据传输给控制模块I的接口模块I; 所述控制模块I向控制模块II传输数据时，所述接口模块II将数据传输给处理模块II，所述处理模块II控制GPR S通讯模块或北斗通讯模块单独发送数据，或同时通过GPRS通讯模块和北斗通讯模块发送数据。
2.根据权利要求1所述的双模通信规约转换装置，其特征是:所述控制模块I还包括配置模块和存储模块，所述配置模块和存储模块分别和处理模块I连接，所述配置模块设有接口用于与维护检验配电终端FTU / DTU并对控制模块I和控制模块II进行特性配置的PC连接，所述存储模块存储配置模块的配置信息，所述配置信息用于对控制模块I和控制模块II进行配置。
3.根据权利要求1所述的双模通信规约转换装置，其特征是:所述控制模块I还包括状态指示模块，所述状态指示模块与处理模块I连接；所述处理模块I接收并将网口模块的状态信息反馈给状态指示模块，所述处理模块II接收并将GPRS通讯模块和北斗通讯模块的状态信息经处理模块I反馈给状态指示模块；所述状态指示模块包括电源指示灯、以太网指示灯、GPRS通讯指示灯和北斗通讯指示灯。
4.根据权利要求2或3所述的双模通信规约转换装置，其特征是: 所述控制模块II还包括电平转换模块，所述电平转换模块分别设置在处理模块II与GPRS通讯模块、北斗通讯模块之间； 所述控制模块I和控制模块II还包括电源模块，所述电源模块分别给控制模块I和控制模块II中的各个模块供电。
5.根据权利要求4所述的双模通信规约转换装置，其特征是: 所述控制模块II通过GPRS模块发送FTU / DTU设备数据时，控制模块I通过网口模块接收以太网传输的FTU / DTU设备数据，不进行IEC104规约与北斗数据格式转换，发送给控制模块II，由控制模块II通过GPRS通讯模块发送数据。所述控制模块II通过北斗通讯模块发送FTU / DTU设备数据时，控制模块I通过网口模块接收以太网传输的FTU / DTU设备数据，进行IEC104规约与北斗数据格式转换，发送给控制模块II，由控制模块II的北斗通讯模块发送。
6.根据权利要求1所述的双模通信规约转换装置，其特征是:所述存储模块与处理模块I按I2C总线连接，所述处理模块I通过北斗通讯模块将数据以CDT格式打包上传至北斗卫星。
7.根据权利要求1-6任一项所述的双模通信规约转换装置，其工作流程包括: (1)装置初始化，开启本双模通信规约转换装置，检测是否收到配置命令并进行装置初始化，调用配置信息，依据存储模块中的配置信息分别对控制模块I和控制模块II进行配置； (2)显示工作状态信息，控制模块II向控制模块I传输GPRS通讯模块和北斗通讯模块的工作状态，依据电源模块、网口模块、GPRS通讯模块和北斗通讯模块的工作状态，控制模块I控制状态指示模块的电源指示灯、以太网指示灯、GPRS通讯指示灯和北斗通讯指示灯； (3)接收数据，控制模块II的北斗通讯模块接收北斗数据，并将数据传输给控制模块I，所述控制模块I进行北斗数据格式与IEC104规约转换并把转换完毕的数据发送给网口模块，网口模块将处理完毕的数据经由以太网传输给配电终端FTU / DTU设备； (4)发送数据，控制模块I向控制模块II传输数据，控制模块II依据配置信息将控制模块I传输的FTU / DTU设备数据经由GPRS通讯模块或北斗通讯模块单独发送，或同时由GPRS通讯模块和北斗通讯模块发送； 当通过GPRS通讯模块发送数据时，控制模块I接收网口模块传输的FTU / DTU设备数据，并把FTU / DTU设备数据传输给控制模块II，控制模块II直接经由GPRS通讯模块发送，FTU / DTU设备数据无需 进行IEC104规约与北斗数据格式转换； 当通过北斗通讯模块发送数据时，控制模块I接收网口模块传输的FTU / DTU设备数据先由处理模块I进行IEC104规约与北斗数据格式转换，然后传输给控制模块II由北斗通讯模块发送。
8.根据权利要求7所述的双模通信规约转换装置工作流程，其特征是:所述步骤I中，与配置模块连接的PC对双模通信规约转换装置进行配置，配置信息包含FTU / DTU设备数据的发送模式。
【文档编号】H04L12/28GK103490994SQ201310403765
【公开日】2014年1月1日 申请日期:2013年9月9日 优先权日:2013年9月9日
【发明者】赵恒
申请人:北京康力昆泰电力技术有限公司