專利名稱：遠(yuǎn)動通道自動切換方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及遠(yuǎn)動通道自動切換方法。
背景技術(shù)：
電力系統(tǒng)是一個地域分布遼闊，由發(fā)電廠、變電站、輸配電網(wǎng)絡(luò)和用戶組成的統(tǒng)一調(diào)度和運行的復(fù)雜大系統(tǒng)。要管理和監(jiān)控分布甚廣的眾多廠、所、站和設(shè)備、元器件的運行 工況，就必須借助于電力系統(tǒng)遠(yuǎn)動技術(shù)。電力系統(tǒng)遠(yuǎn)動由遠(yuǎn)動裝置(RTU)和遠(yuǎn)動通道組成， 其功能是實現(xiàn)調(diào)度中心和發(fā)電廠、變電站間的實時信息傳輸。RTU裝置采集所在發(fā)電廠、變 電站的運行工況信息并上傳給調(diào)度中心，由調(diào)度中心的運行人員和計算機系統(tǒng)，對當(dāng)前系 統(tǒng)運行狀態(tài)進行分析計算，將計算結(jié)果和決策命令通過遠(yuǎn)動的下行通道送至RTU，再由RTU 驅(qū)動相應(yīng)的被控對象。為了保證運動信息的可靠傳輸，在電力系統(tǒng)遠(yuǎn)動中一般要求采用雙遠(yuǎn)動通道。兩 個通道互為備用，當(dāng)一個通道發(fā)生故障時，遠(yuǎn)動信息會從另外一個通道傳輸。在電力系統(tǒng)的 廠站端會有一個通道切換裝置，該裝置同時連接兩個遠(yuǎn)動通道。對于下行數(shù)據(jù)，該裝置同時 只選擇一個通道的數(shù)據(jù)送給相應(yīng)的RTU裝置，而不接收另一通道的數(shù)據(jù)；當(dāng)正在工作的通 道發(fā)生故障時，裝置會自動切換到另一個通道并輸出下行數(shù)據(jù)給RTU，同時停止從先前的通 道接收數(shù)據(jù)。這樣的切換裝置需要根據(jù)兩個下行通道的數(shù)據(jù)狀態(tài)自動進行通道切換，因此通道 切換的依據(jù)就是對兩個下行通道的數(shù)據(jù)檢測及判別?，F(xiàn)有的解決方案是
1)數(shù)據(jù)檢測檢測下行通道中有無“1”、“0”電平的變化(模擬通道時檢測解調(diào)后的 數(shù)字信號)。如果電平長時間是“1”則認(rèn)為通道沒有數(shù)據(jù)；如果電平為“0”，則認(rèn)為通道有 數(shù)據(jù)。2)通道切換如果當(dāng)前工作通道有數(shù)據(jù)，裝置一直鎖定在此通道。如果當(dāng)前通道 沒有數(shù)據(jù)，裝置會在兩個通道之間按一定的時間間隔(一般為IOs)來回切換10次。在此期 間，不管哪一個通道恢復(fù)了數(shù)據(jù)，裝置都會鎖定工作在此通道。如果在切換10次之后，兩個 通道仍然都沒有數(shù)據(jù)，則切換1次的時間間隔自行延長到30分鐘。3)數(shù)據(jù)內(nèi)部傳輸在通道的接收端，使用過采樣(如8倍)后的數(shù)據(jù)作為設(shè)備的輸 入，然后送入RTU的接收，同樣使用相同的速率還原做為輸出?，F(xiàn)有技術(shù)的缺點如下
1)對于通道的數(shù)據(jù)檢測及判別是通道切換裝置進行切換的唯一依據(jù)，而現(xiàn)有的數(shù)據(jù)檢 測方案中，對于通道數(shù)據(jù)有無的判斷過于簡單。通道中的信號電平為“0”可能是由兩個原 因造成的一個是通道中確實存在有效的下行數(shù)據(jù)，另一個是通道中存在干擾信號。當(dāng)由于 干擾而造成通道的信號電平為“0”時，現(xiàn)有的數(shù)據(jù)檢測方案并不能判斷出他是干擾，依然會 錯誤的認(rèn)為是有效的下行數(shù)據(jù)。這種錯誤的判斷就有可能造成裝置發(fā)生錯誤的切換。2)采用Poling傳輸方式時，現(xiàn)有方案的通道切換邏輯沒有太大問題。然而在采用 CDT傳輸協(xié)議時，兩次下行數(shù)據(jù)的時間間隔會比較長(下行校時命令的時間間隔一般都在5分鐘以上)，而且每一次的報文持續(xù)時間只有幾秒鐘。這樣下行通道上的數(shù)據(jù)情況是很長 一段時間沒有數(shù)據(jù)，然后有很短時間的數(shù)據(jù)，如此反復(fù)循環(huán)。在這種情況下，在通道沒有數(shù) 據(jù)時裝置來回切換10次所花費的時間小于兩次下行數(shù)據(jù)的時間間隔，在切換10次之后會 自行將切換1次的時間間隔延長到30分鐘。如果此時裝置恰好鎖定工作在有故障的通道 上，由于30分鐘不發(fā)生切換，那么相應(yīng)的RTU裝置會30分鐘接收不到下行數(shù)據(jù)。這樣盡管 另外一個通道沒有故障并可以正常傳輸數(shù)據(jù)，也會造成大量的下行數(shù)據(jù)丟失。3) 數(shù)據(jù)內(nèi)部傳輸受采樣率fs的影響。采樣率高，可以降低碼元位長失真(失真為 Ι/fs)，同時減少系統(tǒng)的傳輸延時(增加的傳輸延時同樣為Ι/fs)，但是過高的采樣速率會要 求使用高速的運算器件，增加成本，同時降低產(chǎn)品的EMC抗干擾性能；過低的采樣速率增加 碼元失真和傳輸延時。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供能夠提高遠(yuǎn)動下行通道數(shù)據(jù)檢測的準(zhǔn)確性、有效性，盡快的 判斷出故障通道，以減少下行數(shù)據(jù)的丟失，并且不增加系統(tǒng)延時和碼元失真的運動通道自 動切換方法。本發(fā)明的一種遠(yuǎn)動通道自動切換方法的步驟如下
寄存電路接收兩遠(yuǎn)動通道的數(shù)字信號并將其暫存在數(shù)據(jù)存儲器中，同時對接收的 數(shù)據(jù)進行檢測、分析、判斷；
如果數(shù)據(jù)存在溢出錯誤、數(shù)據(jù)幀錯誤、奇偶校驗錯誤等錯誤信息就會給出相應(yīng)的
提示；
CPU定時查詢寄存電路的數(shù)據(jù)存儲器FIFO ；
如果查詢到數(shù)據(jù)存儲器中有數(shù)據(jù)且沒有任何錯誤信息，則存儲的通道數(shù)據(jù)為有效 的下行數(shù)據(jù)，遠(yuǎn)動通道自動切換裝置鎖定或切換到此通道，如果有錯誤信息則認(rèn)為是干擾 信號，CPU通知遠(yuǎn)動通道自動切換裝置的交叉矩陣在物理鏈路上連接、切換到另一通道。所述對接收的數(shù)據(jù)進行檢測，是檢測出通道有無“1”、“0”電平的變化，如果電平 長時間是“1”則通道沒有數(shù)據(jù)；如果電平為“0”，則通道有數(shù)據(jù)。本發(fā)明的另一種遠(yuǎn)動通道自動切換方法包括如下步驟 同時檢測兩個遠(yuǎn)動通道的下行數(shù)據(jù)；
在一段時間內(nèi)，如果兩個遠(yuǎn)動通道都有數(shù)據(jù)或者都沒有數(shù)據(jù)，則兩個通道都沒有 故障，通道自動切換裝置正常動作；
如果兩個遠(yuǎn)動通道一個有數(shù)據(jù)一個沒有數(shù)據(jù)，則有一個遠(yuǎn)動通道存在故障，分析、 判斷存儲于寄存電路的數(shù)據(jù)存儲器中的有數(shù)據(jù)的遠(yuǎn)動通道的數(shù)據(jù)信息；
如果數(shù)據(jù)存在溢出錯誤、數(shù)據(jù)幀錯誤、奇偶校驗錯誤等錯誤信息就會給出相應(yīng)的
提示；
CPU定時查詢寄存電路的數(shù)據(jù)存儲器FIFO ； 如果查詢到數(shù)據(jù)存儲器FIFO中有數(shù)據(jù)且沒有任何錯誤信息，則是有效的下行數(shù) 據(jù)，遠(yuǎn)動通道自動切換裝置鎖定或切換到此通道，如果有錯誤信息則認(rèn)為是干擾信號，遠(yuǎn)動 通道自動切換裝置切換到另一通道。所述一段時間是兩次下行數(shù)據(jù)的間隔時間Tl，若是時間Tl小于10秒鐘則認(rèn)為是問答式遠(yuǎn)動規(guī)約方式，如果兩個通道的一個有數(shù)據(jù)一個沒有數(shù)據(jù)，則遠(yuǎn)動通道自動切換裝 置自動切換至有數(shù)據(jù)的通道；
若是時間Tl大于2分鐘則認(rèn)為是循環(huán)式遠(yuǎn)動規(guī)約方式，在循環(huán)式遠(yuǎn)動規(guī)約方式時，將 動態(tài)生成一個時間T2，該時間T2比Tl略大又遠(yuǎn)小于30分鐘，如果當(dāng)前通道沒有數(shù)據(jù)且已 經(jīng)在當(dāng)前通道鎖定T2時間，并且另一通道有數(shù)據(jù)，則遠(yuǎn)動通道自動切換至有數(shù)據(jù)的通道。所述在循環(huán)式遠(yuǎn)動規(guī)約方式時，動態(tài)生成一個時間T2是指Tl加上60秒鐘。本發(fā)明的遠(yuǎn)動通道自動切換方法能夠提高數(shù)據(jù)檢測的有效性，為裝置切換切換提供準(zhǔn)確的依據(jù)，并且能夠快速判斷出故障通道，以盡量減少下行數(shù)據(jù)的丟失，而且沒有引入 新的碼元失真和傳輸延時。本發(fā)明的對一段時間的通道故障判別處理方法可以兼容⑶T和Poling傳輸方式而無需事先對裝置進行任何設(shè)置，同時既能夠及時準(zhǔn)確的判斷出故障通道，又能夠減少數(shù) 據(jù)丟失。


圖1是本發(fā)明實施例一的遠(yuǎn)動通道自動切換裝置的工作原理框圖； 圖2是本發(fā)明的實施例一的流程圖3是本發(fā)明的實施例四的流程圖； 圖4是通道故障判別流程圖。
具體實施例方式電力系統(tǒng)遠(yuǎn)動為電力系統(tǒng)調(diào)度服務(wù)的遠(yuǎn)距離監(jiān)測、控制技術(shù)。它將各個發(fā)電廠、 變電所、變電站的運行工況(包括開關(guān)狀態(tài)、設(shè)備的運行參數(shù)等)轉(zhuǎn)換成便于傳輸?shù)男盘栃?式，由專門的信息通道傳送到調(diào)度中心(主站)，供調(diào)度人員監(jiān)控用；同時調(diào)度人員的一些控 制命令也可以通過類似過程傳送到遠(yuǎn)方廠、所、站，驅(qū)動被控對象。遠(yuǎn)動信息指遠(yuǎn)動主站發(fā)給RTU的各種指令，以及RTU上送給主站的所有信息的 總稱。遠(yuǎn)動通道遠(yuǎn)動信息傳輸?shù)穆窂?。RTU上送給主站的數(shù)據(jù)稱為上行數(shù)據(jù)，其信息 傳輸路徑稱為上行通道；遠(yuǎn)動主站發(fā)給RTU的數(shù)據(jù)稱為下行數(shù)據(jù)，其信息傳輸路徑稱為下 行通道。RTU 遠(yuǎn)方終端，又稱遠(yuǎn)動終端。是安裝在發(fā)電廠、變電站的一種具有四遙遠(yuǎn)動功能 的自動化設(shè)備。它負(fù)責(zé)采集、監(jiān)視并向調(diào)度中心傳送所在發(fā)電廠或變電站的運行工況，同時 執(zhí)行調(diào)度中心發(fā)往所在發(fā)電廠或變電站的控制和調(diào)度命令。CDT:循環(huán)式遠(yuǎn)動規(guī)約。即子站主動循環(huán)上傳各種信息，主站根據(jù)具體需要隨機下 發(fā)數(shù)據(jù)。在遠(yuǎn)動通道上會一直有上行數(shù)據(jù)，而下行數(shù)據(jù)是隨機的、不確定的。Pol ing 問答式遠(yuǎn)動規(guī)約。即主站發(fā)出一個主動的詢問或操作命令，遠(yuǎn)動終端設(shè)備 回答一個被動的信息或響應(yīng)，由此一問一答構(gòu)成一個完整的傳輸過程。在遠(yuǎn)動通道上一直 會有上行、下行數(shù)據(jù)傳輸。當(dāng)檢測到通道沒有下行數(shù)據(jù)時，可能是調(diào)度中心確實沒有發(fā)送數(shù)據(jù)，也可能是通 道存在故障了。當(dāng)檢測到通道有下行數(shù)據(jù)時，可能是調(diào)度中心確實在下發(fā)數(shù)據(jù)，也可能是通道中存在干擾信號。由此可見，對于基于數(shù)據(jù)判別的通道切換裝置，為了能夠正確的進行通 道切換，需要解決好以下兩個問題一是正確檢測出通道有無數(shù)據(jù)，二是準(zhǔn)確判斷出通道有 無故障。對于數(shù)據(jù)的檢測，我們不但要檢測出通道有無“1”、“0”電平的變化，還要判斷出數(shù) 據(jù)是否正確。遠(yuǎn)動通道自動切換裝置如圖1所示包括寄存電路、交叉矩陣和CPU ；
寄存電路接收數(shù)字信號并將其暫存在寄存電路的數(shù)據(jù)存儲器(先進先出FIFO存儲器) 中，并用于對存儲的數(shù)據(jù)進行分析、判斷；
交叉矩陣，用于實現(xiàn)通道信號的切換和數(shù)據(jù)交換，可以采用交叉芯片或軟件編程 來實現(xiàn)通道切換；
CPU，通過寄存電路的SPI接口與寄存電路通信，用于檢測通道上的數(shù)據(jù)狀態(tài)并分 析、判斷通道是否存在故障，用于通知交叉矩陣在物理鏈路上斷開或連接相應(yīng)的通道，本實 施例的CPU是采用單片機，當(dāng)然也可以采用ARM芯片或微控制器或微處理器。實施例一
通道發(fā)生故障是裝置要進行通道切換的根本原因，然而僅僅憑電平的變化來進行 通道切換的依據(jù)是不科學(xué)的，因為電平的變化也有可能是由干擾信號引起的，因此本發(fā)明 的一種遠(yuǎn)動通道自動切換的方法的流程圖如圖2所示，步驟如下
寄存電路接收通道的數(shù)字信號并將其暫存在數(shù)據(jù)存儲器中，同時對接收的數(shù)據(jù)進 行檢測、分析、判斷，檢測出通道有無“1”、“0”電平的變化，如果電平長時間是“1”則通道沒 有數(shù)據(jù)；如果電平為“0”，則通道有數(shù)據(jù)；
經(jīng)分析如果數(shù)據(jù)存在溢出錯誤、數(shù)據(jù)幀錯誤、奇偶校驗錯誤等錯誤信息就會給出 相應(yīng)的錯誤標(biāo)志；
CPU定時查詢寄存電路的數(shù)據(jù)存儲器FIFO ； 如果查詢到數(shù)據(jù)存儲器FIFO中有數(shù)據(jù)且沒有任何錯誤信息，則存儲的通道數(shù)據(jù) 為有效的下行數(shù)據(jù)，遠(yuǎn)動通道自動切換裝置鎖定或切換到此通道，如果有錯誤信息則認(rèn)為 是干擾信號，CPU通知遠(yuǎn)動通道自動切換裝置的交叉矩陣在物理鏈路上連接到另一通道。實施例二
為了進一步提高數(shù)據(jù)檢測的有效性，盡可能為裝置切換提供準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)，快速的 判斷出故障通道，減少下行數(shù)據(jù)的丟失，本發(fā)明的一種遠(yuǎn)動通道自動切換方法的流程圖如 圖3所示，步驟如下
同時檢測兩個遠(yuǎn)動通道的下行數(shù)據(jù)； 在一段時間內(nèi)，如果兩個遠(yuǎn)動通道都有數(shù)據(jù)或者都沒有數(shù)據(jù)，則兩個通道都沒有 故障，通道自動切換裝置正常動作；
如果兩個遠(yuǎn)動通道一個有數(shù)據(jù)一個沒有數(shù)據(jù)，則有一個遠(yuǎn)動通道存在故障，分析、 判斷存儲于寄存電路的數(shù)據(jù)存儲器中的有數(shù)據(jù)的遠(yuǎn)動通道的數(shù)據(jù)信息；
經(jīng)分析如果數(shù)據(jù)存在溢出錯誤、數(shù)據(jù)幀錯誤、奇偶校驗錯誤等錯誤信息就會給出相應(yīng)的錯誤標(biāo)志；
CPU定時查詢寄存電路的數(shù)據(jù)存儲器FIFO ； 如果查詢到數(shù)據(jù)存儲器FIFO中有數(shù)據(jù)且沒有任何錯誤信息，則是有效的下行數(shù) 據(jù)，遠(yuǎn)動通道自動切換裝置鎖定或切換到此通道，如果有錯誤信息則認(rèn)為是干擾信號，遠(yuǎn)動通道自動切換裝置切換到另一通道。
上述一段時間是兩次下行數(shù)據(jù)的間隔時間Tl，具體判別流程如圖4所示，若是時 間Tl小于10秒鐘則認(rèn)為是Poling方式，如果兩個通道的一個有數(shù)據(jù)一個沒有數(shù)據(jù)，則遠(yuǎn) 動通道自動切換裝置自動切換至有數(shù)據(jù)的通道；
若是時間Tl大于2分鐘則認(rèn)為是CDT方式，在CDT方式時，將Tl加上60秒鐘動 態(tài)生成一個時間T2，該時間T2比Tl略大又遠(yuǎn)小于30分鐘，如果當(dāng)前通道沒有數(shù)據(jù)且已經(jīng) 在當(dāng)前通道鎖定T2時間，并且另一通道有數(shù)據(jù)，則遠(yuǎn)動通道自動切換至有數(shù)據(jù)的通道。
權(quán)利要求
一種遠(yuǎn)動通道自動切換方法，其特征在于，該方法的步驟如下寄存電路接收兩遠(yuǎn)動通道的數(shù)字信號并將其暫存在數(shù)據(jù)存儲器中，同時對接收的數(shù)據(jù)進行檢測、分析、判斷；如果數(shù)據(jù)存在溢出錯誤、數(shù)據(jù)幀錯誤、奇偶校驗錯誤等錯誤信息就會給出相應(yīng)的提示；CPU定時查詢寄存電路的數(shù)據(jù)存儲器FIFO；如果查詢到數(shù)據(jù)存儲器中有數(shù)據(jù)且沒有任何錯誤信息，則存儲的通道數(shù)據(jù)為有效的下行數(shù)據(jù)，遠(yuǎn)動通道自動切換裝置鎖定或切換到此通道，如果有錯誤信息則認(rèn)為是干擾信號，CPU通知遠(yuǎn)動通道自動切換裝置的交叉矩陣在物理鏈路上連接、切換到另一通道。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的遠(yuǎn)動通道自動切換方法，其特征在于，所述對接收的數(shù)據(jù)進 行檢測，是檢測出通道有無“1”、“O”電平的變化，如果電平長時間是“1”則通道沒有數(shù)據(jù)； 如果電平為“O ”，則通道有數(shù)據(jù)。
3.—種遠(yuǎn)動通道自動切換方法，其特征在于，該方法包括如下步驟 同時檢測兩個遠(yuǎn)動通道的下行數(shù)據(jù)；在一段時間內(nèi)，如果兩個遠(yuǎn)動通道都有數(shù)據(jù)或者都沒有數(shù)據(jù)，則兩個通道都沒有故障， 通道自動切換裝置正常動作；如果兩個遠(yuǎn)動通道一個有數(shù)據(jù)一個沒有數(shù)據(jù)，則有一個遠(yuǎn)動通道存在故障，分析、判斷 存儲于寄存電路的數(shù)據(jù)存儲器中的有數(shù)據(jù)的遠(yuǎn)動通道的數(shù)據(jù)信息；如果數(shù)據(jù)存在溢出錯誤、數(shù)據(jù)幀錯誤、奇偶校驗錯誤等錯誤信息就會給出相應(yīng)的提示；CPU定時查詢寄存電路的數(shù)據(jù)存儲器FIFO ；如果查詢到數(shù)據(jù)存儲器FIFO中有數(shù)據(jù)且沒有任何錯誤信息，則是有效的下行數(shù)據(jù)，遠(yuǎn) 動通道自動切換裝置鎖定或切換到此通道，如果有錯誤信息則認(rèn)為是干擾信號，遠(yuǎn)動通道 自動切換裝置切換到另一通道。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的遠(yuǎn)動通道自動切換方法，其特征在于所述一段時間是兩次 下行數(shù)據(jù)的間隔時間Tl，若是時間Tl小于10秒鐘則認(rèn)為是問答式遠(yuǎn)動規(guī)約方式，如果兩個 通道的一個有數(shù)據(jù)一個沒有數(shù)據(jù)，則遠(yuǎn)動通道自動切換裝置自動切換至有數(shù)據(jù)的通道；若是時間Tl大于2分鐘則認(rèn)為是循環(huán)式遠(yuǎn)動規(guī)約方式，在循環(huán)式遠(yuǎn)動規(guī)約方式時，將 動態(tài)生成一個時間T2，該時間T2比Tl略大又遠(yuǎn)小于30分鐘，如果當(dāng)前通道沒有數(shù)據(jù)且已 經(jīng)在當(dāng)前通道鎖定T2時間，并且另一通道有數(shù)據(jù)，則遠(yuǎn)動通道自動切換至有數(shù)據(jù)的通道。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的遠(yuǎn)動通道自動切換方法，其特征在于所述在循環(huán)式遠(yuǎn)動規(guī) 約方式時，動態(tài)生成一個時間T2是指Tl加上60秒鐘。
全文摘要
本發(fā)明涉及遠(yuǎn)動通道自動切換方法，該方法的先對接收的兩通道數(shù)據(jù)進行檢測、分析、判斷，如果電平長時間是“1”則通道沒有數(shù)據(jù)；如果電平為“0”，則有數(shù)據(jù)；如果數(shù)據(jù)存在錯誤信息就會給出相應(yīng)的錯誤標(biāo)志；CPU定時查詢寄存電路的數(shù)據(jù)存儲器FIFO；如果查詢到數(shù)據(jù)存儲器FIFO中有數(shù)據(jù)且沒有任何錯誤信息，則存儲的通道數(shù)據(jù)為有效的下行數(shù)據(jù)，遠(yuǎn)動通道自動切換裝置鎖定或切換到此通道，如果有錯誤信息則認(rèn)為是干擾信號，CPU通知遠(yuǎn)動通道自動切換裝置的交叉矩陣在物理鏈路上連接到另一通道，本方法能夠提高數(shù)據(jù)檢測的有效性，為裝置切換切換提供準(zhǔn)確的依據(jù)，并且能夠快速判斷出故障通道，以盡量減少下行數(shù)據(jù)的丟失，而且沒有引入新的碼元失真和傳輸延時。
文檔編號H04L12/24GK101808011SQ20101013690
公開日2010年8月18日 申請日期2010年3月31日 優(yōu)先權(quán)日2010年3月31日
發(fā)明者劉宗賢, 和紅偉, 王宏淼, 蘇陸軍, 賈玉良, 郭旭 申請人:許繼集團有限公司;許昌許繼昌南通信設(shè)備有限公司