一种FT3协议转换装置及方法与流程

本发明实施例涉及测试仪器技术领域，尤其涉及一种ft3协议转换装置及方法。

背景技术：

随着智能变电站的快速发展。新建变电站大多按智能变电站设计建设，常规变电站也逐步进行智能化改造。智能变电站二次设备网络化的发展，也给智能变电站测试仪器智能化与多功能化提出了更高的需求。

ft3是由国际电工委员会(iec)制定的iec600448电子式电流互感器标准中所规定的一种链路层的传输帧格式。iec600448中规定了电子式互感器主要包含高压侧的数据ft3协议转换装置转换模块和低压侧的合并单元(mergingunit，简称mu)两大部分，两者之间的数据传输就采用ft3帧。ft3在智能变电站中的应用主要体现在电子式互感器与合并单元mu之间的交互，合并单元mu与保护、测控之间的交互，以及合并单元之间的级联等几个方面。这种帧格式具有延时固定，在高速数据处理中能进行多点同步数据链接的优点。

ft3在智能变电站应用时，采用固定长度帧格式，传输延时固定，但仅支持点对点的传输。在行业标准《dlt282-2012合并单元技术条件》规定了电子式互感器ect/evt与合并单元mu之间采用ft3帧格式串行传输数据，固定长度帧格式分为ⅰ、ⅱ、ⅲ、ⅳ四种，分别对应单相互感器、三相电流互感器、三相电压互感器、三相电流电压互感器与mu的数据传输帧格式。ft3格式数据串行传输时，可采用异步方式传输，也可采用同步方式传输。异步方式传输时，传输速率为2.0mbis或其整数倍，采样率为4.0khz，帧格式ⅰ、ⅱ、ⅲ的传输速率宜为2.0mbit/s，帧格式ⅳ的传输速率宜为4.0mbit/s。采样率为12.8khz时，帧格式ⅰ、ⅱ、ⅲ的传输速率宜为6.0mbi/s帧格式ⅳ的传输速率宜为8.0mbit/s。同步方式传输时，数字编码采用曼彻斯特编码，传输速率为2.5mbit/s或其整数倍，采样率为4.0khz时，帧格式ⅰ、ⅱ、ⅲ、ⅳ的传输速率宜为2.5mbit/s。采样率为12.8khz，帧格式ⅰ、ⅱ、ⅲ、ⅳ的传输速率宜为5.0mbis。

由于ft3采样率、传输方式、传输速率、帧格式组合多种多样，传输对象单一。因此，现场对基于ft3协议的装置测试困难，无法快速准确定位问题。

技术实现要素：

本发明实施例提供一种ft3协议转换装置及方法，用以解决由于ft3采样率、传输方式、传输速率、帧格式组合多种多样，传输对象单一，使得现场对基于ft3协议的装置测试困难的问题。

第一方面，本发明实施例提供一种ft3协议转换装置，包括工控机，与工控机相连的主板，以及分别与主板相连的ft3接收模块、ft3发送模块和百兆sfp光模块；

所述主板，用于根据工控机的控制协议，通过ft3接收模块接收第一格式的ft3报文，并将所述第一格式的ft3报文转换为工控机指定转换格式的网络报文；其中，指定格式的网络报文至少包括第二格式的ft3报文、iec61850-9-1报文、iec61850-9-2报文或iec61850-9-2le报文；

所述ft3发送模块，用于发送格式转换后的第二格式的ft3报文；

所述百兆sfp光模块，用于发送格式转换后的iec61850-9-1报文、iec61850-9-2报文或iec61850-9-2le报文。

进一步的，ft3协议转换装置还包括自适应网络接口，所述自适应网络接口通过rmi总线连接所述主板，用于发送格式转换后的网络报文。

进一步的，所述自适应网络接口为100/1000m自适应电网口。

进一步的，所述主板上安装有soc芯片。

进一步的，所述ft3接收模块为标准光串口接收器，所述ft3发送模块为标准光串口发送器。

第二方面，本发明实施例提供一种基于第一方面提供的ft3协议转换装置的ft3协议转换方法，包括：

根据工控机的控制协议，通过ft3接收模块接收第一格式的ft3报文；

将所述第一格式的ft3报文转换为工控机指定转换格式的网络报文；

通过ft3发送模块和百兆sfp光模块发送格式转换后的网络报文。

进一步的，所述通过ft3发送模块和百兆sfp光模块发送格式转换后的网络报文，具体包括：通过ft3发送模块发送格式转换后的第二格式的ft3报文，通过百兆sfp光模块发送格式转换后的iec61850-9-1报文、iec61850-9-2报文或iec61850-9-2le报文。

进一步的，所述方法还包括：通过rj45的100/1000m自适应电网口，发送按照工控机指定的转换格式转换的iec61850-9-1报文、iec61850-9-2报文、iec61850-9-2le报文或其他指定格式的网络报文。

第三方面，本发明实施例提供一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现如上述第二方面所提供的ft3协议转换方法的步骤。

本发明实施例提供的ft3协议转换装置及方法，与现有技术相比，具有以下有益效果：

1、本发明实施例提供的ft3协议转换装置能够对不同采样率、传输方式、传输速率、帧格式的ft3组合正确判断，自动侦测并接收，并将ft3报文转换为指定格式。满足基于ft3协议的装置测试的所有需求，解决了现有技术中在现场对基于ft3协议的装置测试困难的问题。

2、ft3转换协议覆盖面广，支持智能电网中iec61850-9-1/iec61850-9-2/iec61850-9-2le等常见的协议；

3、采用帧映射原理，将输入的ft3报文各通道采样值映射到格式可配置的报文中进行输出，从而实现报文的自定义转发；保证报文转发的实时性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的ft3协议转换装置硬件框图；

图2是本发明实施例提供的ft3协议转换方法流程图；

图3为本发明实施例提供的ft3协议转换示意图；

图4为本发明实施例提供的电子设备的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本申请的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。

ft3是由国际电工委员会(iec)制定的iec600448电子式电流互感器标准中所规定的一种链路层的传输帧格式。ft3在智能变电站应用时，采用固定长度帧格式，传输延时固定，但仅支持点对点的传输。目前，由于ft3采样率、传输方式、传输速率、帧格式组合多种多样，传输对象单一。因此，现场对基于ft3协议的装置测试困难，无法快速准确定位问题。

针对现有技术的上述问题，本发明实施例提供一种ft3协议转换装置。图1为本发明实施例提供的ft3协议转换装置硬件框图，参照图1，该装置包括工控机，与工控机相连的主板，以及分别与主板相连的ft3接收模块、ft3发送模块和百兆sfp光模块；

所述主板，用于根据工控机的控制协议，通过ft3接收模块接收第一格式的ft3报文，并将所述第一格式的ft3报文转换为工控机指定转换格式的网络报文；其中，指定格式的网络报文至少包括第二格式的ft3报文、iec61850-9-1报文、iec61850-9-2报文或iec61850-9-2le报文；

所述ft3发送模块，用于发送格式转换后的第二格式的ft3报文；

所述百兆sfp光模块，用于发送格式转换后的iec61850-9-1报文、iec61850-9-2报文或iec61850-9-2le报文。

具体地，ft3在智能变电站中的应用主要体现在电子式互感器与合并单元mu之间的交互，mu与保护、测控之间的交互，以及合并单元之间的级联等几个方面。这种帧格式具有延时固定，在高速数据处理中能进行多点同步数据链接的优点。本发明主要针对目前智能变电站中的电子式互感器、合并单元mu之间的交互、继电保护装置、测控装置等装置的ft3报文转换通讯和监视分析。

本实施例中，工控机与主板通过千兆电口连接实现通信协议的发送、转换协议的格式指定以及接收测试结果的反馈。

其中，工控机可以采用任意型号的工控机。ft3协议转换装置使用时，工控机作为控制中心，显示屏提供人机交互界面。通过工控机组建与管理测试项目，选择测试模式。接着，按所选的测试模式实施测试案例中包含的测试内容。进一步，接收主板上传的ft3报文，并对比分析，将输入的ft3报文各通道采样值映射到新格式报文，统计分析得出监视结果，生成测试报告。

在一个实施例中，参照图1，ft3协议转换装置还包括自适应网络接口，所述自适应网络接口通过rmii总线连接所述主板，用于按照工控机指定的转换格式转换的iec61850-9-1报文、iec61850-9-2报文、iec61850-9-2le报文或其他指定格式的网络报文。优选的，自适应网络接口为rj45的100m/1000m自适应电网口。自适应网络接口是指电脑的网卡或者是路由器的网口可根据与其相连的设备的100m/1000m的传输速率模式自动适应达到一致的工作状态。

主板通过工控机的控制协议开始准备ft3报文的判断与接收，通过ft3接收模块接收网络上的ft3格式报文，按照工控机指定的转换格式转换ft3报文到其他格式。主板上安装有soc芯片，能够控制ft3接收模块与ft3发送模块、百兆sfp光模块、rj45的100/1000m自适应电网口接口间的协议映射转换。

ft3接收模块采用标准光串口接收器，用于接收ft3格式的报文。ft3发送模块采用标准光串口发送器，用于发送格式转换后第二格式的ft3报文，或者用于第一格式的ft3报文转发。本实施例中，标准光串口接收器采用afbr-2418tz，标准光串口发送器采用hfbr-1414tz。

本发明实施例提供的ft3协议转换装置及方法，与现有技术相比，具有以下有益效果：

1、本发明实施例提供的ft3协议转换装置能够对不同采样率、传输方式、传输速率、帧格式的ft3组合正确判断，自动侦测并接收，并将ft3报文转换为指定格式。满足基于ft3协议的装置测试的所有需求，解决了现有技术中在现场对基于ft3协议的装置测试困难的问题。

2、ft3转换协议覆盖面广，支持智能电网中iec61850-9-1/iec61850-9-2/iec61850-9-2le等常见的协议；

3、采用帧映射原理，将输入的ft3报文各通道采样值映射到格式可配置的报文中进行输出，从而实现报文的自定义转发；保证报文转发的实时性。

4、保证报文转发的实时性的同时可以对接收的ft3报文进行统计分析，监视网络报文的离散性。

在一个实施例中，图2是本发明实施例提供的ft3协议转换方法流程图，参照图1和图2，本发明实施例提供一种ft3协议转换方法，包括：

首先，主板根据工控机的控制协议，通过ft3接收模块接收第一格式的ft3报文。然后，主板将所述第一格式的ft3报文转换为工控机指定转换格式的网络报文。

接着，通过ft3发送模块和百兆sfp光模块发送格式转换后的网络报文。具体地，通过ft3发送模块发送格式转换后的第二格式的ft3报文，通过百兆sfp光模块发送格式转换后的iec61850-9-1报文、iec61850-9-2报文或iec61850-9-2le报文。

进一步地，还能够通过rj45的100/1000m自适应电网口，发送按照工控机指定的转换格式转换的iec61850-9-1报文、iec61850-9-2报文、iec61850-9-2le报文或其他指定格式的网络报文。

图3为本发明实施例提供的ft3协议转换示意图，本实施例采用帧映射原理，将输入的帧格式1的的ft3报文各通道采样值映射到帧格式2的ft3报文中，通过帧映射可配置输出网络报文的格式，从而实现网络报文的自定义转发。

基于上述实施例的描述，本发明实施例提供的ft3协议转换装置，能够实现以下方案：

(1)对不同采样率、传输方式、传输速率、帧格式的ft3组合正确判断，自动侦测并接收；

(2)参照图3，对指定帧格式1的ft3报文转换为指定帧格式2的ft3报文；

(3)对指定帧格式的ft3报文转换为指定帧格式iec61850-9-1/iec61850-9-2/iec61850-9-2le报文；

(4)对指定帧格式的ft3报文转换为任意指定帧格式的网络报文；

(5)对ft3报文转换的同时进行ft3报文的解析统计。

本发明的各实施方式可以任意进行组合，以实现不同的技术效果。

图4示例了一种电子设备的结构示意图，如图4所示，该服务器可以包括：处理器(processor)401、通信接口(communicationsinterface)402、存储器(memory)403和总线404，其中，处理器401，通信接口402，存储器403通过通信总线404完成相互间的通信。处理器401可以调用存储在存储器403上并可在处理器401上运行的计算机程序，以执行如下方法，例如包括：根据工控机的控制协议，通过ft3接收模块接收第一格式的ft3报文；将所述第一格式的ft3报文转换为工控机指定转换格式的网络报文；通过ft3发送模块和百兆sfp光模块发送格式转换后的网络报文。

本申请实施例中的术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。本申请的描述中，术语“包括”和“具有”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列部件或单元的系统、产品或设备没有限定于已列出的部件或单元，而是可选地还包括没有列出的部件或单元，或可选地还包括对于这些产品或设备固有的其它部件或单元。本申请的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件。基于这样的理解，上述技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如rom/ram、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。