專利名稱：采樣值雙網(wǎng)在線切換方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及數(shù)字化變電站采樣值雙網(wǎng)在線切換的方法，尤其是以基于采樣值網(wǎng)絡(luò) 雙網(wǎng)采樣數(shù)據(jù)快速識(shí)別的雙網(wǎng)在線切換的方法。
背景技術(shù)：
在變電站自動(dòng)化領(lǐng)域中，智能化電氣設(shè)備的發(fā)展，特別是智能開關(guān)、光電式互感器 機(jī)電一體化設(shè)備的出現(xiàn)以及高速以太網(wǎng)通訊技術(shù)的成熟使用，變電站自動(dòng)化技術(shù)進(jìn)入了數(shù) 字化應(yīng)用的新階段。數(shù)字化變電站通訊的核心基礎(chǔ)是IEC61850通信協(xié)議，該協(xié)議將變電站 分為站控層、間隔層、過程層，規(guī)定各層之間和層內(nèi)部采用高速以太網(wǎng)通信。與常規(guī)的綜合 自動(dòng)化變電站相比，數(shù)字化變電站變化最大的部分是過程層的數(shù)字化取消了傳統(tǒng)互感器、 開關(guān)等一次設(shè)備和二次設(shè)備之間的電纜連接，逐步變成了光電式互感器、智能接口、合并單 元等設(shè)備之間的光纖連接。IEC61850-9-2是IEC61850采樣值傳輸標(biāo)準(zhǔn)的一部分，該部分標(biāo)準(zhǔn)完全依照 IEC61850規(guī)定的采樣值數(shù)據(jù)模型及其相關(guān)ACSI服務(wù)定義，實(shí)現(xiàn)了過程層與間隔層之間傳 送采樣值的特定通信服務(wù)映射。它是一個(gè)基于混合協(xié)議棧的抽象模型為傳輸采樣值設(shè)置 的采樣值控制塊的屬性的訪問是采用IEC61850-8-1定義的MMS映射；為采樣值的傳送采用 直接訪問IS0/IEC 8802-3鏈路映射。IEC61850-9-2規(guī)約支持IEC61850-7-2中定義的采樣值模型ACSI服務(wù)中的全部服 務(wù)。同時(shí)，它廣義還支持?jǐn)?shù)據(jù)通信的服務(wù)器、關(guān)聯(lián)、LD、LN、DATA和DataSet的全部相關(guān)ACSI 服務(wù)。IEC61850-9-2的DataSet模型可以靈活配置，可以根據(jù)工程需要而靈活的組織采樣 通道數(shù)據(jù)的組合方式，便于實(shí)現(xiàn)跨間隔的二次功能的采樣值的傳送。IEC61850-9-2規(guī)約規(guī) 定了兩種類型的采樣值控制塊=MSVCB(多路廣播采樣值控制塊類)和USVCB(單路傳輸采 樣值類)。USVCB以點(diǎn)對(duì)點(diǎn)方式實(shí)現(xiàn)采樣值傳輸。MSVCB采用發(fā)布者/訂閱者的模型，以以 太網(wǎng)組網(wǎng)模式實(shí)現(xiàn)采樣值傳輸；該傳輸模式可有效支持多間隔采樣值的接收，并最大化實(shí) 現(xiàn)數(shù)據(jù)共享，在實(shí)際工程中得到了更多的使用。面向通用對(duì)象的變電站事件(GOOSE)是IEC 61850標(biāo)準(zhǔn)中用于滿足變電站自動(dòng)化 系統(tǒng)快速報(bào)文需求的機(jī)制。變電站配置計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)，承擔(dān)運(yùn)行人員正?？刂?、監(jiān)視、信 號(hào)、測(cè)量以及數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析等各方面的功能，監(jiān)控系統(tǒng)采用IEC61850通信標(biāo)準(zhǔn)，利用快速 以太網(wǎng)特性，通過GOOSE (面向?qū)ο笞冸娬就ㄓ檬录?實(shí)現(xiàn)保護(hù)之間信息交換和監(jiān)控間隔聯(lián) 閉鎖功能，與保護(hù)系統(tǒng)統(tǒng)一建模、統(tǒng)一組網(wǎng)，共享統(tǒng)一的信息平臺(tái)，提高二次系統(tǒng)的安全性、 可靠性；IEC61850的應(yīng)用，節(jié)省了規(guī)約轉(zhuǎn)換設(shè)備，取消了前置等中間通信環(huán)節(jié)，減少運(yùn)行、 檢修、維護(hù)工作量，節(jié)省重復(fù)的二次設(shè)備以達(dá)到節(jié)省成本的目的。隨著數(shù)字化變電站技術(shù)的持續(xù)發(fā)展和不斷的工程實(shí)踐，采樣值網(wǎng)絡(luò)化傳輸已經(jīng)成 為后續(xù)發(fā)展的技術(shù)方向，這也是數(shù)據(jù)共享的客觀要求，如何提高采樣值網(wǎng)絡(luò)化傳輸?shù)目煽?性，是數(shù)字化變電站實(shí)施中的最重要的技術(shù)難點(diǎn)之一。數(shù)字化變電站SV (采樣值)雙網(wǎng)過程層與間隔層之間傳送采樣值的特定通信服務(wù)映射，是一個(gè)基于混合協(xié)議棧的抽象模型為傳輸采樣值設(shè)置的采樣值控制塊的屬性的訪 問是采用IEC61850-8-1定義的MMS映射；為采樣值的傳送采用直接訪問IS0/IEC 8802-3 鏈路映射。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是在雙網(wǎng)冗余的IEC61850-9-2采樣值傳輸方案中，提供一種基 于雙網(wǎng)數(shù)據(jù)快速識(shí)別的雙網(wǎng)在線切換方案，保證任一網(wǎng)絡(luò)故障情況下采樣值數(shù)據(jù)的可靠傳 輸，同時(shí)提高采樣值處理效率。本發(fā)明目的還在于提出基于雙網(wǎng)采樣數(shù)據(jù)快速識(shí)別的在線切換的采樣值傳輸方 式，雙網(wǎng)中任意網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)瞬時(shí)性或永久性故障均不影響采樣值的正確傳輸，并最大限度的 提高抗交換機(jī)網(wǎng)絡(luò)丟幀的能力；同時(shí)為了提高相關(guān)接收設(shè)備的采樣值處理能力，針對(duì)性的 提出采樣值雙網(wǎng)冗余數(shù)據(jù)快速識(shí)別算法，在不需要對(duì)數(shù)據(jù)幀進(jìn)行完全解碼的情況下，區(qū)分 是否是冗余采樣數(shù)據(jù)，提高采樣值處理效率。本發(fā)明的技術(shù)方案是采樣值雙網(wǎng)在線切換的傳輸方法，該采樣值雙網(wǎng)在線切換 方法由雙網(wǎng)冗余數(shù)據(jù)快速識(shí)別算法和雙網(wǎng)數(shù)據(jù)在線切換方法組成雙網(wǎng)冗余數(shù)據(jù)快速識(shí)別算法雙網(wǎng)數(shù)據(jù)快速識(shí)別算法通過緩存接收數(shù)據(jù)的幾個(gè)狀態(tài)信息，來達(dá)到快速識(shí)別的目 的；其中每個(gè)狀態(tài)信息都包含以下內(nèi)容1. bValid =True表示該狀態(tài)信息的其他成員已初始化，F(xiàn)lase表示未初始化；2. NetSource 記錄采樣值數(shù)據(jù)來源的網(wǎng)絡(luò)信息，A網(wǎng)或B網(wǎng)；3. smpCnt 記錄采樣值數(shù)據(jù)的采樣計(jì)數(shù)器信息。4. smpSyn 記錄采樣值同步狀態(tài)信息。緩存狀態(tài)信息的數(shù)目與雙網(wǎng)間最大網(wǎng)絡(luò)延遲差，以及采樣時(shí)間間隔有關(guān)；最小緩 存狀態(tài)信息數(shù)目=(最大網(wǎng)絡(luò)延遲差+采樣時(shí)間間隔-1)/采樣時(shí)間間隔；如Statusl狀態(tài)記錄當(dāng)前有效幀信息；Status2記錄當(dāng)前有效幀的前一有效幀信 息，其雙網(wǎng)快速冗余識(shí)別算法計(jì)算過程如下(1)裝置初始信息Statusl. bValid = Status2. bValid = false ；(2)未連續(xù)接收到采樣值報(bào)文進(jìn)入“雙網(wǎng)在線切換邏輯”；隨后設(shè)置Statusl. bValid = Status2. bValid = false ；表示設(shè)定當(dāng)前有效幀記錄未初始化；(3)未初始化Statusl 解析該幀數(shù)據(jù)，進(jìn)入“雙網(wǎng)在線切換邏輯”進(jìn)一步處理采樣 值數(shù)據(jù)，隨后更新StatuslStatusl. b Valid = tureStatusl. NetSource = curNet表示記錄采樣值來源、采樣計(jì)數(shù)器信息、同步狀態(tài)信息；Statusl. smpCnt = curSmpCntStatusl. smpSyn = curSmpSyn(4)采樣值來源與Statusl. NetSourse相同該幀數(shù)據(jù)非冗余數(shù)據(jù)，解析該幀數(shù) 據(jù)，進(jìn)入“雙網(wǎng)在線切換邏輯”進(jìn)一步處理采樣值數(shù)據(jù)；隨后更新Statusl、Status2
Statusl = Status2StatusL NetSource = curNet表示當(dāng)前有效幀的記錄采樣值來源、采樣計(jì)數(shù)器信息、同步狀態(tài)信Statusl. smpCnt = curSmpCntStatusl. smpSyn = curSmpSyn息；(5)采樣值來源與Statusl. NetSourse不同表示與當(dāng)前有效幀的記錄采樣值不 同，解析該幀的采樣計(jì)數(shù)器信息；(6) Statusl. smpCnt = = curSmpCnt 表示當(dāng)前有效幀的記錄采樣值計(jì)數(shù)器信息 相同，冗余數(shù)據(jù)，丟棄并退出；(7) (Status2. bValid == ture)&&(Status2. smpCnt == curSmpCnt)表示當(dāng)前 有效幀的記錄采樣值初始化相同，冗余數(shù)據(jù)，丟棄并退出；(8)解析該幀數(shù)據(jù)，進(jìn)入“雙網(wǎng)在線切換邏輯”進(jìn)一步處理采樣值數(shù)據(jù)；雙網(wǎng)冗余數(shù)據(jù)快速識(shí)別算法利用了先發(fā)送先到達(dá)的網(wǎng)絡(luò)傳輸特性、采樣計(jì)數(shù)器連 續(xù)的特性，通過分析報(bào)文的網(wǎng)絡(luò)來源，通過對(duì)冗余報(bào)文的少量解碼，及簡(jiǎn)單的比較操作，就 可以快速有效識(shí)別雙網(wǎng)冗余報(bào)文；雙網(wǎng)數(shù)據(jù)快速識(shí)別算法通過設(shè)置緩沖狀態(tài)信息的個(gè)數(shù)，防止由于路由選擇、網(wǎng)絡(luò) 擁塞等各種原因造成的A/B網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)延遲、網(wǎng)絡(luò)延遲差抖動(dòng)對(duì)雙網(wǎng)數(shù)據(jù)識(shí)別造成的不良影 響；雙網(wǎng)數(shù)據(jù)在線切換方法以最先到達(dá)接收裝置的采樣值內(nèi)容盡快更新接收緩沖 區(qū)；在較快到達(dá)的采樣值數(shù)據(jù)出現(xiàn)丟幀情況下，以較慢到達(dá)的另一網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)丟幀補(bǔ)償； 在單網(wǎng)故障或雙網(wǎng)交替故障時(shí)確保采樣值接收正確；采樣值更新判據(jù)根據(jù)以采樣值計(jì)數(shù)器在相同同步狀態(tài)下連續(xù)遞增，在一定程度 反轉(zhuǎn)的特性，判斷采樣值計(jì)數(shù)器是否更新。在相同同步狀態(tài)下，考慮采樣值接收可能發(fā)生短暫丟幀情況，其采樣值更新判據(jù) 如下DLastSmpCnt > (MaxSmpCnt-MaxLostNum)CurSmpCnt > LastSmpCnt||CurSmpCnt < ((LastSmpCnt+MaxLostNum) % MaxSmpCnt)時(shí)，認(rèn)為CurSmpCnt更新；否則，認(rèn)為發(fā)生跳變；2) CurSmpCnt > LastSmpCntMCurSmpCnt < (LastSmpCnt+MaxLostNum)時(shí)，認(rèn)為采 樣值發(fā)生更新；否則，認(rèn)為發(fā)生跳變；MaxSmpCnt表示在固定采樣頻率下的采樣計(jì)數(shù)器的數(shù)值個(gè)數(shù)，在連續(xù)接收數(shù)據(jù)間 隔內(nèi)其最大可能發(fā)生的采樣值計(jì)數(shù)器跳變數(shù)為MaxLostNum ；通過對(duì)最后一幀的數(shù)據(jù)與當(dāng)前數(shù)據(jù)比較，采樣值的雙網(wǎng)切換實(shí)現(xiàn)采樣值更新的判 斷；同時(shí)采樣值為時(shí)效性數(shù)據(jù)，該數(shù)據(jù)只會(huì)短暫的緩沖后就會(huì)被用來計(jì)算使用；所以丟幀 補(bǔ)償只需補(bǔ)償最近丟失的幾幀數(shù)據(jù)即可。為保證丟幀信息的時(shí)效性，每個(gè)丟幀信息都有一 個(gè)定時(shí)器，在定時(shí)器超時(shí)內(nèi)可對(duì)丟幀數(shù)據(jù)進(jìn)行補(bǔ)償；最后一幀信息，丟幀信息都需要記錄幾個(gè)特定的狀態(tài)信息；最后一幀接收數(shù)據(jù) 需要記錄有效標(biāo)志bValid、丟幀采樣計(jì)數(shù)器SmpCnt、丟幀同步狀態(tài)smpSyn、數(shù)據(jù)幀來源netSource ；丟幀信息需要記錄有效標(biāo)志bValid、丟幀采樣計(jì)數(shù)器SmpCnt、丟幀同步狀態(tài) smpSyn、超時(shí)定時(shí)器Timer。補(bǔ)償二幀數(shù)據(jù)時(shí)，LastRx記錄最后一幀信息，Lostl標(biāo)識(shí)最靠近當(dāng)前數(shù)據(jù)的丟幀， Lost2表示次靠近當(dāng)前數(shù)據(jù)的丟幀，其雙網(wǎng)在線切換過程如下；(1)未連續(xù)收到報(bào)文數(shù)據(jù)緩沖區(qū)設(shè)置網(wǎng)絡(luò)中斷標(biāo)志；同時(shí)IastRx. b Valid = Lostl. bValid = Lost2. b Valid = false,并退出；(2)長(zhǎng)時(shí)間未更新IastRx信息數(shù)據(jù)緩沖區(qū)設(shè)置中斷標(biāo)志，同時(shí)lastRx. bValid =false,并退出；(3)LastRx. bValid == false 跳轉(zhuǎn)到 8 ；(4) LastRx. NetSourse = = CurNet 跳轉(zhuǎn)至Ij 7 ；(5) CurSmpSyn Φ LastRx. smpSyn 丟棄該信息；(6) CurSmpCnt比LastRx. smpCnt更新進(jìn)入7 ；否則該幀數(shù)據(jù)用來補(bǔ)償丟幀信息1)Lostl. bValid = = True 若 CurSmpSyn = = Lostl. smpSyn&&CurSmpCnt == Lostl. smpCnt，將本幀信息填入數(shù)據(jù)緩沖區(qū)相應(yīng)位置；同時(shí)Lostl. Valid = Lost2. Valid = False ；2)Lost2. bValid = = True 若 CurSmpSyn = = Lost2. smpSyn&&CurSmpCnt == Lost2. smpCnt，將本幀信息填入數(shù)據(jù)緩沖區(qū)相應(yīng)位置；同時(shí)Lost2. Valid = False ；(7) CurSmpCnt Φ ((LastRx. smpCnt+1) % MaxSmpCnt)有丟幀發(fā)生(如果發(fā)生多 幀信息丟幀，直記錄最新的兩幀丟幀信息)，DLostl. bValid == True :Lost2 = Lostl ；2)更新最新丟幀信息；Lostl. bValid = trueLostl. smpCnt = IostSmpCntlostl. smpSyn = curSynSET Lostl. Timer3)將丟幀內(nèi)容以無效標(biāo)志寫入數(shù)據(jù)緩沖區(qū)；4)如果有更多丟幀數(shù)據(jù)，Enter 1)；(8)將本幀數(shù)據(jù)寫入數(shù)據(jù)緩沖區(qū)；并以下述步驟更新LastRx信息LastRx. b Valid = TrueLastRx. smpCnt = CurSmpCnt；LastRx. NetSource = CurNetLastRx. smpSyn = CurSyn(9)檢查L(zhǎng)ostl與Lost2的定時(shí)器DLostl. Timer == TimeOut Lostl. Valid = Lost2. Valid = False ；2)Lost2. Timer = = TimeOut :Lost2. Valid = False ；(10) Return。在采樣值報(bào)文同步狀態(tài)改變瞬間，采樣值計(jì)數(shù)器自動(dòng)發(fā)生跳變，此時(shí)的采樣值連 續(xù)性判據(jù)失效，裝置接收到的A/B網(wǎng)采樣值數(shù)據(jù)可能會(huì)連續(xù)幾幀發(fā)生同步狀態(tài)、采樣計(jì)數(shù)器同時(shí)跳變的情況。為防止在該情況下算法發(fā)生誤判，雙網(wǎng)在線切換算法在采樣值報(bào)文同 步狀態(tài)發(fā)生改變的情況下，只根據(jù)同一網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)更新數(shù)據(jù)緩沖區(qū)，即同步變化前的最后一 幀的數(shù)據(jù)接收網(wǎng)絡(luò)；直到雙網(wǎng)數(shù)據(jù)同時(shí)具有相同同步狀態(tài)時(shí)，恢復(fù)正常雙網(wǎng)切換方式。數(shù)字化變電站中的采樣數(shù)據(jù)流量非常大，一個(gè)典型采樣頻率為4k的合并單元的 數(shù)據(jù)流量約等于5Mb/s。如此采樣頻率下的數(shù)據(jù)流量對(duì)網(wǎng)絡(luò)傳輸設(shè)備、數(shù)據(jù)接收設(shè)備的實(shí)時(shí) 性處理要求非常高。對(duì)需要接收多合并單元數(shù)據(jù)的跨間隔設(shè)備來說，同時(shí)處理雙網(wǎng)的采樣 值數(shù)據(jù)對(duì)系統(tǒng)負(fù)荷是非常嚴(yán)峻的考驗(yàn)，有時(shí)候甚至造成系統(tǒng)超載。數(shù)字化變電站，基于SV網(wǎng)絡(luò)雙網(wǎng)采樣數(shù)據(jù)，采用雙網(wǎng)冗余傳輸采樣值數(shù)據(jù)，任一 網(wǎng)絡(luò)上傳輸?shù)牟蓸訑?shù)據(jù)都與另外一個(gè)網(wǎng)絡(luò)上的數(shù)據(jù)內(nèi)容基本相同除標(biāo)識(shí)不同網(wǎng)絡(luò)路由的 VLAN域有可能不同之外，數(shù)據(jù)段內(nèi)容完全相同。采用雙網(wǎng)采樣值通訊的接收裝置會(huì)接收到 大量冗余報(bào)文，雙網(wǎng)數(shù)據(jù)快速識(shí)別算法提供了快速雙網(wǎng)的冗余數(shù)據(jù)的識(shí)別方法；相對(duì)兩個(gè) 單網(wǎng)完全解碼的運(yùn)算復(fù)雜度，這種雙網(wǎng)冗余數(shù)據(jù)快速識(shí)別算法的解碼復(fù)雜度大大降低—— 只相當(dāng)于單網(wǎng)完全解碼的基礎(chǔ)上增加了一個(gè)少量解碼的復(fù)雜度，提高了雙網(wǎng)解碼效率。本發(fā)明的有益效果是雙網(wǎng)中任意網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)瞬時(shí)性或永久性故障均不影響采樣值 的正確傳輸，并最大限度的提高抗交換機(jī)網(wǎng)絡(luò)丟幀的能力；同時(shí)為了提高相關(guān)接收設(shè)備的 采樣值處理能力，針對(duì)性的提出采樣值雙網(wǎng)冗余數(shù)據(jù)快速識(shí)別算法，在不需要對(duì)數(shù)據(jù)幀進(jìn) 行完全解碼的情況下，區(qū)分是否是冗余采樣數(shù)據(jù)，提高采樣值處理效率。在雙網(wǎng)冗余數(shù)據(jù)快速識(shí)別算法的基礎(chǔ)上，雙網(wǎng)數(shù)據(jù)在線切換快速識(shí)別算法只使用 一個(gè)數(shù)據(jù)緩沖區(qū)，成倍減少了系統(tǒng)資源的使用。雙網(wǎng)數(shù)據(jù)在線切換算法以最先接收的采樣 值數(shù)據(jù)更新數(shù)據(jù)緩沖區(qū)，采樣值數(shù)據(jù)能夠得到最快更新；同時(shí)一旦一網(wǎng)數(shù)據(jù)出現(xiàn)丟幀，可以 以另外一網(wǎng)數(shù)據(jù)幀補(bǔ)償，最大限度降低了丟幀對(duì)采樣值接收的影響。雙網(wǎng)數(shù)據(jù)在線切換算 法的工作復(fù)雜度僅是單網(wǎng)數(shù)據(jù)處理的基礎(chǔ)上，增加了一個(gè)動(dòng)態(tài)丟幀補(bǔ)償?shù)膹?fù)雜度，遠(yuǎn)低于 兩個(gè)單網(wǎng)數(shù)據(jù)處理的復(fù)雜度。
具體實(shí)施例方式一、雙網(wǎng)冗余快速識(shí)別算法與雙網(wǎng)數(shù)據(jù)在線切換算法實(shí)現(xiàn)的前提條件1.合并單元(MU)發(fā)送采樣數(shù)據(jù)的連續(xù)性其采樣計(jì)數(shù)器(smpCnt)，每次采樣后都 進(jìn)行加一操作；并在
b.如果A/B網(wǎng)采樣值報(bào)文帶有不同的VLAN標(biāo)志，且同時(shí)該標(biāo)志內(nèi)容被接收裝置接 收，則可以通過識(shí)別不同的VLAN標(biāo)志來識(shí)別采樣值的報(bào)文來源。二、快速冗余報(bào)文識(shí)別算法雙網(wǎng)數(shù)據(jù)快速識(shí)別算法通過緩存接收數(shù)據(jù)的幾個(gè)狀態(tài)信息，來達(dá)到快速識(shí)別的目 的。其中每個(gè)狀態(tài)信息都包含以下內(nèi)容1. bValid =True表示該狀態(tài)信息的其他成員已初始化，F(xiàn)lase表示未初始化；2. NetSource 記錄采樣值數(shù)據(jù)來源的網(wǎng)絡(luò)信息，A網(wǎng)或B網(wǎng)；3. smpCnt 記錄采樣值數(shù)據(jù)的采樣計(jì)數(shù)器信息。4. smpSyn 記錄采樣值同步狀態(tài)信息。緩存狀態(tài)信息的數(shù)目與雙網(wǎng)間最大網(wǎng)絡(luò)延遲差，以及采樣時(shí)間間隔(ls/采樣頻 率)有關(guān)。最小緩存狀態(tài)信息數(shù)目=(最大網(wǎng)絡(luò)延遲差+采樣時(shí)間間隔-ι)/采樣時(shí)間間 隔。以緩沖2幀狀態(tài)信息為例，其中Statusl記錄當(dāng)前有效幀信息；Status2記錄當(dāng)前 有效幀的前一有效幀信息，其雙網(wǎng)快速冗余識(shí)別算法計(jì)算過程如下1.裝置初始化=Statusl. bValid = Status2. bValid = false ；2.未連續(xù)接收到采樣值報(bào)文進(jìn)入“雙網(wǎng)在線切換邏輯”；隨后設(shè)置Statusl. bValid = Status2. bValid = false ；3.未初始化Statusl 解析該幀數(shù)據(jù)，進(jìn)入“雙網(wǎng)在線切換邏輯”進(jìn)一步處理采樣 值數(shù)據(jù)，隨后更新StatuslStatusl. bValid = tureStatusl. NetSource = curNetStatusl. smpCnt = curSmpCntStatusl. smpSyn = curSmpSyn其中curNet為當(dāng)前使用的網(wǎng)絡(luò)號(hào)，curSmplCnt為當(dāng)前使用的樣本計(jì)數(shù)器， curSmplSyn為當(dāng)前使用的數(shù)據(jù)同步品質(zhì)位。4.采樣值來源與Statusl. NetSourse相同該幀數(shù)據(jù)非冗余數(shù)據(jù)，解析該幀數(shù)據(jù)， 進(jìn)入“雙網(wǎng)在線切換邏輯”進(jìn)一步處理采樣值數(shù)據(jù)；隨后更新Statusl、Status2Statusl = Status2Statusl. NetSource = curNetStatusl. smpCnt = curSmpCntStatusl. smpSyn = curSmpSyn5.采樣值來源與Statusl. NetSourse不同解析該幀的采樣計(jì)數(shù)器信息。6. Statusl. smpCnt == curSmpCnt (這個(gè)語句什么意思？)冗余數(shù)據(jù)，丟棄并退 出；7. (Status2. bValid == ture)&&(Status2. smpCnt == curSmpCnt)(這個(gè)語句 什么意思？)冗余數(shù)據(jù)，丟棄并退出；8.解析該幀數(shù)據(jù)，進(jìn)入“雙網(wǎng)在線切換邏輯”(什么是雙網(wǎng)切換邏輯，有說明嗎？)
進(jìn)一步處理采樣值數(shù)據(jù)。雙網(wǎng)冗余數(shù)據(jù)快速識(shí)別算法利用了先發(fā)送先到達(dá)的網(wǎng)絡(luò)傳輸特性、采樣計(jì)數(shù)器連續(xù)的特性，通過分析報(bào)文的網(wǎng)絡(luò)來源，通過對(duì)冗余報(bào)文的少量解碼，及簡(jiǎn)單的比較操作，就 可以快速有效識(shí)別雙網(wǎng)冗余報(bào)文，大大提高了雙網(wǎng)采樣值報(bào)文的解碼效率。同時(shí)雙網(wǎng)數(shù)據(jù) 快速識(shí)別算法通過合理設(shè)置緩沖狀態(tài)信息的個(gè)數(shù)，可以有效防止由于路由選擇、網(wǎng)絡(luò)擁塞 等各種原因造成的A/B網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)延遲、網(wǎng)絡(luò)延遲差抖動(dòng)對(duì)雙網(wǎng)數(shù)據(jù)識(shí)別造成的印象。三、雙網(wǎng)數(shù)據(jù)在線切換雙網(wǎng)數(shù)據(jù)在線切換邏輯主要內(nèi)容包括以最先到達(dá)接收裝置的采樣值內(nèi)容盡快更 新接收緩沖區(qū)；在較快到達(dá)的采樣值數(shù)據(jù)出現(xiàn)丟幀情況下，以較慢到達(dá)的另一網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)實(shí) 現(xiàn)丟幀補(bǔ)償；在單網(wǎng)故障或雙網(wǎng)交替故障時(shí)確保采樣值接收正確。采樣值更新判據(jù)根據(jù)以采樣值計(jì)數(shù)器在相同同步狀態(tài)下連續(xù)遞增，到一定程度 反轉(zhuǎn)的特性，判斷采樣值計(jì)數(shù)器是否更新。在相同同步狀態(tài)下，考慮采樣值接收可能原因發(fā) 生短暫丟幀情況，其采樣值更新判據(jù)如下1. LastSmpCnt > (MaxSmpCnt-MaxLostNum)CurSmpCnt > LastSmpCnt||CurSmpCnt < ((LastSmpCnt+MaxLostNum) % MaxSmpCnt)時(shí)，認(rèn)為CurSmpCnt更新；否則，認(rèn)為發(fā)生跳變。2. CurSmpCnt > LastSmpCntMCurSmpCnt < (LastSmpCnt+MaxLostNum)時(shí)，認(rèn)為采 樣值發(fā)生更新；否則，認(rèn)為發(fā)生跳變。MaxSmpCnt表示在固定采樣頻率下的采樣計(jì)數(shù)器的數(shù)值個(gè)數(shù)，以4k采樣率為例，MaxSmpCnt = 4000 ；smpCnt e
。根據(jù)“雙網(wǎng)數(shù)據(jù)快速識(shí)別”的連續(xù)接收 判據(jù)，在連續(xù)接收數(shù)據(jù)間隔內(nèi)其最大可能發(fā)生的采樣值計(jì)數(shù)器跳變數(shù)為MaxLostNum。通過對(duì)最后一幀的數(shù)據(jù)與當(dāng)前數(shù)據(jù)比較，采樣值的雙網(wǎng)切換實(shí)現(xiàn)采樣值更新的判 斷。同時(shí)采樣值為時(shí)效性數(shù)據(jù)，該數(shù)據(jù)只會(huì)短暫的緩沖后就會(huì)被用來計(jì)算使用；所以丟幀補(bǔ) 償只需補(bǔ)償最近丟失的幾幀數(shù)據(jù)即可。為保證丟幀信息的時(shí)效性，每個(gè)丟幀信息都有一個(gè) 定時(shí)器，在定時(shí)器超時(shí)內(nèi)可對(duì)丟幀數(shù)據(jù)進(jìn)行補(bǔ)償。最后一幀信息，丟幀信息都需要記錄幾個(gè)特定的狀態(tài)信息。最后一幀接收數(shù)據(jù) 需要記錄有效標(biāo)志bValid、丟幀采樣計(jì)數(shù)器SmpCnt、丟幀同步狀態(tài)smpSyn、數(shù)據(jù)幀來源 netSource ；丟幀信息需要記錄有效標(biāo)志bValid、丟幀采樣計(jì)數(shù)器SmpCnt、丟幀同步狀態(tài) smpSyn、超時(shí)定時(shí)器Timer。以最多補(bǔ)償2幀數(shù)據(jù)為例，LastRx記錄最后一幀信息，Lostl標(biāo)識(shí)最靠近當(dāng)前數(shù)據(jù) 的丟幀，Lost2表示次靠近當(dāng)前數(shù)據(jù)的丟幀，其雙網(wǎng)在線切換過程如下；1.未連續(xù)收到報(bào)文數(shù)據(jù)緩沖區(qū)設(shè)置網(wǎng)絡(luò)中斷標(biāo)志；同時(shí)lastRx. bValid = Lostl. bValid = Lost2. bValid = false,并退出；2.長(zhǎng)時(shí)間未更新IastRx信息數(shù)據(jù)緩沖區(qū)設(shè)置中斷標(biāo)志，同時(shí)lastRx. bValid = false,并退出；3. LastRx. bValid == false 跳轉(zhuǎn)到 8 ；4. LastRx. NetSourse = = CurNet 跳轉(zhuǎn)至Ij 7 ；5. CurSmpSyn Φ LastRx. /mpSyn 丟棄該信息；6. CurSmpCnt比LastRx. smpCnt更新進(jìn)入7 ；否則該幀數(shù)據(jù)用來補(bǔ)償丟幀信息1)Lostl. bValid = = True 若 CurSmpSyn = = Lostl. smpSyn&&CurSmpCnt == Lostl. smpCnt，將本幀信息填入數(shù)據(jù)緩沖區(qū)相應(yīng)位置；同時(shí)Lostl. Valid = Lost2. Valid =False ；2)Lost2. bValid = = True 若 CurSmpSyn = = Lost2. smpSyn&&CurSmpCnt == Lost2. smpCnt，將本幀信息填入數(shù)據(jù)緩沖區(qū)相應(yīng)位置；同時(shí)Lost2. Valid = False ；7. CurSmpCnt Φ ((LastRx. smpCnt+1) % MaxSmpCnt)有丟幀發(fā)生(如果發(fā)生多幀 信息丟幀，直記錄最新的兩幀丟幀信息)，DLostl. bValid == True :Lost2 = Lostl ；2更新最新丟幀信息；Lostl. bValid = trueLostl. smpCnt = IostSmpCntlost 1. smpSyn = curSynSET Lostl. Timer3)將丟幀內(nèi)容以無效標(biāo)志寫入數(shù)據(jù)緩沖區(qū)；4)如果有更多丟幀數(shù)據(jù)，Enter 1)；8.將本幀數(shù)據(jù)寫入數(shù)據(jù)緩沖區(qū)；并更新LastRx信息LastRx. bValid = TrueLastRx. smpCnt = CurSmpCntLastRx. NetSource = CurNetLastRx. smpSyn = CurSyn9.檢查L(zhǎng)ostl與Lost2的定時(shí)器1)Lostl. Timer = = TimeOut Lostl. Valid = Lost2. Valid = False ；2)Lost2. Timer == TimeOut :Lost2. Valid = False ；10. Return ；在采樣值報(bào)文同步狀態(tài)改變瞬間，采樣值計(jì)數(shù)器自動(dòng)發(fā)生跳變，此時(shí)的采樣值連 續(xù)性判據(jù)失效，裝置接收到的A/B網(wǎng)采樣值數(shù)據(jù)可能會(huì)連續(xù)幾幀發(fā)生同步狀態(tài)、采樣計(jì)數(shù) 器同時(shí)跳變的情況。為防止在該情況下算法發(fā)生誤判，雙網(wǎng)在線切換算法在采樣值報(bào)文同 步狀態(tài)發(fā)生改變的情況下，只根據(jù)同一網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)更新數(shù)據(jù)緩沖區(qū)，即同步變化前的最后一 幀的數(shù)據(jù)接收網(wǎng)絡(luò)；直到雙網(wǎng)數(shù)據(jù)同時(shí)具有相同同步狀態(tài)時(shí)，恢復(fù)正常雙網(wǎng)切換方式。
權(quán)利要求
采樣值雙網(wǎng)在線切換方法，其特征是由雙網(wǎng)冗余數(shù)據(jù)快速識(shí)別算法和雙網(wǎng)數(shù)據(jù)在線切換方法組成雙網(wǎng)冗余數(shù)據(jù)快速識(shí)別算法雙網(wǎng)數(shù)據(jù)快速識(shí)別算法通過緩存接收數(shù)據(jù)的幾個(gè)狀態(tài)信息，來達(dá)到快速識(shí)別的目的；其中每個(gè)狀態(tài)信息都包含以下內(nèi)容(1)bValidTrue表示該狀態(tài)信息的其他成員已初始化，F(xiàn)lase表示未初始化；(2)NetSource記錄采樣值數(shù)據(jù)來源的網(wǎng)絡(luò)信息，A網(wǎng)或B網(wǎng)；(3)smpCnt記錄采樣值數(shù)據(jù)的采樣計(jì)數(shù)器信息；(4)smpSyn記錄采樣值同步狀態(tài)信息；緩存狀態(tài)信息的數(shù)目與雙網(wǎng)間最大網(wǎng)絡(luò)延遲差，以及采樣時(shí)間間隔有關(guān)；最小緩存狀態(tài)信息數(shù)目＝(最大網(wǎng)絡(luò)延遲差+采樣時(shí)間間隔 1)/采樣時(shí)間間隔；如Status1狀態(tài)記錄當(dāng)前有效幀信息；Status2記錄當(dāng)前有效幀的前一有效幀信息，其雙網(wǎng)快速冗余識(shí)別算法計(jì)算過程如下(1)裝置初始信息Status1.bValid＝Status2.bValid＝false；(2)未連續(xù)接收到采樣值報(bào)文進(jìn)入“雙網(wǎng)在線切換邏輯”；隨后設(shè)置Status1.bValid＝Status2.bValid＝false；表示設(shè)定當(dāng)前有效幀記錄未初始化；(3)未初始化Status1解析該幀數(shù)據(jù)，進(jìn)入“雙網(wǎng)在線切換邏輯”進(jìn)一步處理采樣值數(shù)據(jù)，隨后更新Status1Status1.b Valid＝tureStatus1.NetSource＝curNet表示記錄采樣值來源、采樣計(jì)數(shù)器信息、同步狀態(tài)信息；Status1.smpCnt＝curSmpCntStatus1.smpSyn＝curSmpSyn(4)采樣值來源與Status1.NetSourse相同該幀數(shù)據(jù)非冗余數(shù)據(jù)，解析該幀數(shù)據(jù)，進(jìn)入“雙網(wǎng)在線切換邏輯”進(jìn)一步處理采樣值數(shù)據(jù)；隨后更新Status1、Status2Status1＝Status2Status1.NetSource＝curNet表示當(dāng)前有效幀的記錄采樣值來源、采樣計(jì)數(shù)器信息、同步狀態(tài)信Status1.smpCnt＝curSmpCntStatus1.smpSyn＝curSmpSyn息；(5)采樣值來源與Status1.NetSourse不同表示與當(dāng)前有效幀的記錄采樣值不同，解析該幀的采樣計(jì)數(shù)器信息；(6)Status1.smpCnt＝＝curSmpCnt表示當(dāng)前有效幀的記錄采樣值計(jì)數(shù)器信息相同，冗余數(shù)據(jù)，丟棄并退出；(7)(Status2.bValid＝＝ture)&&(Status2.smpCnt＝＝curSmpCnt)表示當(dāng)前有效幀的記錄采樣值初始化相同，冗余數(shù)據(jù)，丟棄并退出；(8)解析該幀數(shù)據(jù)，進(jìn)入“雙網(wǎng)在線切換邏輯”進(jìn)一步處理采樣值數(shù)據(jù)；1.雙網(wǎng)冗余數(shù)據(jù)快速識(shí)別算法利用了先發(fā)送先到達(dá)的網(wǎng)絡(luò)傳輸特性、采樣計(jì)數(shù)器連續(xù)的特性，通過分析報(bào)文的網(wǎng)絡(luò)來源，通過對(duì)冗余報(bào)文的少量解碼，及簡(jiǎn)單的比較操作，就可以快速有效識(shí)別雙網(wǎng)冗余報(bào)文；雙網(wǎng)數(shù)據(jù)快速識(shí)別算法通過設(shè)置緩沖狀態(tài)信息的個(gè)數(shù)，防止由于路由選擇、網(wǎng)絡(luò)擁塞等各種原因造成的A/B網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)延遲、網(wǎng)絡(luò)延遲差抖動(dòng)對(duì)雙網(wǎng)數(shù)據(jù)識(shí)別造成的不良影響；雙網(wǎng)數(shù)據(jù)在線切換方法以最先到達(dá)接收裝置的采樣值內(nèi)容盡快更新接收緩沖區(qū)；在較快到達(dá)的采樣值數(shù)據(jù)出現(xiàn)丟幀情況下，以較慢到達(dá)的另一網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)丟幀補(bǔ)償；在單網(wǎng)故障或雙網(wǎng)交替故障時(shí)確保采樣值接收正確；采樣值更新判據(jù)根據(jù)以采樣值計(jì)數(shù)器在相同同步狀態(tài)下連續(xù)遞增，在一定程度反轉(zhuǎn)的特性，判斷采樣值計(jì)數(shù)器是否更新。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的采樣值雙網(wǎng)在線切換方法，其特征是在相同同步狀態(tài)下，考 慮采樣值接收可能發(fā)生短暫丟幀情況，其采樣值更新判據(jù)如下1)LastSmpCnt > (MaxSmpCnt-MaxLostNum)CurSmpCnt > LastSmpCnt| |CurSmpCnt < ((LastSmpCnt+MaxLostNum) % MaxSmpCnt) 時(shí)，認(rèn)為CurSmpCnt更新；否則，認(rèn)為發(fā)生跳變；2)CurSmpCnt > LastSmpCnt&&CurSmpCnt < (LastSmpCnt+MaxLostNum)時(shí)，認(rèn)為米樣值 發(fā)生更新；否則，認(rèn)為發(fā)生跳變；MaxSmpCnt表示在固定采樣頻率下的采樣計(jì)數(shù)器的數(shù)值個(gè)數(shù)，在連續(xù)接收數(shù)據(jù)間隔內(nèi) 其最大可能發(fā)生的采樣值計(jì)數(shù)器跳變數(shù)為MaxLostNum ；通過對(duì)最后一幀的數(shù)據(jù)與當(dāng)前數(shù)據(jù)比較，采樣值的雙網(wǎng)切換實(shí)現(xiàn)采樣值更新的判斷； 同時(shí)采樣值為時(shí)效性數(shù)據(jù)，該數(shù)據(jù)只會(huì)短暫的緩沖后就會(huì)被用來計(jì)算使用；所以丟幀補(bǔ)償 只需補(bǔ)償最近丟失的幾幀數(shù)據(jù)即可。為保證丟幀信息的時(shí)效性，每個(gè)丟幀信息都有一個(gè)定 時(shí)器，在定時(shí)器超時(shí)內(nèi)可對(duì)丟幀數(shù)據(jù)進(jìn)行補(bǔ)償；最后一幀信息，丟幀信息都需要記錄幾個(gè)特定的狀態(tài)信息；最后一幀接收數(shù)據(jù)需 要記錄有效標(biāo)志bValid、丟幀采樣計(jì)數(shù)器SmpCnt、丟幀同步狀態(tài)smpSyn、數(shù)據(jù)幀來源 netSource ；丟幀信息需要記錄有效標(biāo)志bValid、丟幀采樣計(jì)數(shù)器SmpCnt、丟幀同步狀態(tài) smpSyn、超時(shí)定時(shí)器Timer。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的采樣值雙網(wǎng)在線切換方法，其特征是補(bǔ)償二幀數(shù)據(jù)時(shí)， LastRx記錄最后一幀信息，Lostl標(biāo)識(shí)最靠近當(dāng)前數(shù)據(jù)的丟幀，Lost2表示次靠近當(dāng)前數(shù)據(jù) 的丟幀，其雙網(wǎng)在線切換過程如下；(1)未連續(xù)收到報(bào)文數(shù)據(jù)緩沖區(qū)設(shè)置網(wǎng)絡(luò)中斷標(biāo)志；同時(shí)IastRx. bValid = Lostl. bValid = Lost2. b Valid = false,并退出；(2)長(zhǎng)時(shí)間未更新IastRx信息數(shù)據(jù)緩沖區(qū)設(shè)置中斷標(biāo)志，同時(shí)lastRx.bValid = false,并退出；(3)LastRx.bValid == false 跳轉(zhuǎn)到 8 ；(4)LastRx.NetSourse == CurNet 跳轉(zhuǎn)至Ij 7 ；(5)CurSmpSyn Φ· LastRx. smpSyn 丟棄該信息；(6)CurSmpCnt比LastRx. smpCnt更新進(jìn)入7 ；否則該幀數(shù)據(jù)用來補(bǔ)償丟幀信息1)Lostl. bValid = = True 若 CurSmpSyn = = Lostl. smpSyn&&CurSmpCnt == Lostl. smpCnt，將本幀信息填入數(shù)據(jù)緩沖區(qū)相應(yīng)位置；同時(shí)Lostl. Valid = Lost2. Valid =False ；2)Lost2. bValid = = True 若CurSmpSyn = = Lost2. smpSyn&&CurSmpCnt = = Lost2. smpCnt，將本幀信息填入數(shù)據(jù)緩沖區(qū)相應(yīng)位置；同時(shí)Lost2. Valid = False ；(7)CurSmpCnt ((LastRx. smpCnt+1) % MaxSmpCnt)有丟幀發(fā)生(如果發(fā)生多幀信息丟 幀，直記錄最新的兩幀丟幀信息)，1)Lostl.bValid = = True :Lost2 = Lostl ；2)更新最新丟幀信息； Lostl.bValid = true Lostl. smpCnt = IostSmpCnt lostl. smpSyn = curSyn SET Lostl. Timer3)將丟幀內(nèi)容以無效標(biāo)志寫入數(shù)據(jù)緩沖區(qū)；4)如果有更多丟幀數(shù)據(jù)，Enter1)；(8)將本幀數(shù)據(jù)寫入數(shù)據(jù)緩沖區(qū)；并以下述步驟更新LastRx信息 LastRx. bValid = TrueLastRx. smpCnt = CurSmpCnt LastRx. NetSource = CurNet LastRx. smpSyn = CurSyn(9)檢查L(zhǎng)ostl與Lost2的定時(shí)器1)Lostl.Timer = = TimeOut Lostl. Valid = Lost2. Valid = False ；2)Lost2.Timer = = TimeOut :Lost2. Valid = False ；(10)Return。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的采樣值雙網(wǎng)在線切換方法，其特征是在采樣值報(bào)文同步 狀態(tài)改變瞬間，采樣值計(jì)數(shù)器自動(dòng)發(fā)生跳變，此時(shí)的采樣值連續(xù)性判據(jù)失效，裝置接收到的 A/B網(wǎng)采樣值數(shù)據(jù)可能會(huì)連續(xù)幾幀發(fā)生同步狀態(tài)、采樣計(jì)數(shù)器同時(shí)跳變的情況。為防止在該 情況下算法發(fā)生誤判，雙網(wǎng)在線切換算法在采樣值報(bào)文同步狀態(tài)發(fā)生改變的情況下，只根 據(jù)同一網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)更新數(shù)據(jù)緩沖區(qū)，即同步變化前的最后一幀的數(shù)據(jù)接收網(wǎng)絡(luò)；直到雙網(wǎng)數(shù) 據(jù)同時(shí)具有相同同步狀態(tài)時(shí)，恢復(fù)正常雙網(wǎng)切換方式。
全文摘要
采樣值雙網(wǎng)在線切換方法，由雙網(wǎng)冗余數(shù)據(jù)快速識(shí)別算法和雙網(wǎng)數(shù)據(jù)在線切換方法組成雙網(wǎng)冗余數(shù)據(jù)快速識(shí)別算法雙網(wǎng)數(shù)據(jù)快速識(shí)別算法通過緩存接收數(shù)據(jù)的幾個(gè)狀態(tài)信息，來達(dá)到快速識(shí)別的目的；雙網(wǎng)冗余數(shù)據(jù)快速識(shí)別算法利用了先發(fā)送先到達(dá)的網(wǎng)絡(luò)傳輸特性、采樣計(jì)數(shù)器連續(xù)的特性，通過分析報(bào)文的網(wǎng)絡(luò)來源，通過對(duì)冗余報(bào)文的少量解碼，及簡(jiǎn)單的比較操作，就可以快速有效識(shí)別雙網(wǎng)冗余報(bào)文；雙網(wǎng)數(shù)據(jù)在線切換方法以最先到達(dá)接收裝置的采樣值內(nèi)容盡快更新接收緩沖區(qū)；在較快到達(dá)的采樣值數(shù)據(jù)出現(xiàn)丟幀情況下，以較慢到達(dá)的另一網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)丟幀補(bǔ)償；在單網(wǎng)故障或雙網(wǎng)交替故障時(shí)確保采樣值接收正確。本發(fā)明保證任一網(wǎng)絡(luò)故障情況下采樣值數(shù)據(jù)可靠傳輸。
文檔編號(hào)H04L12/56GK101958802SQ20101027373
公開日2011年1月26日 申請(qǐng)日期2010年9月6日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月6日
發(fā)明者何錦雄, 余文輝, 馮亞東, 周俊濤, 張學(xué)強(qiáng), 戴麗娜, 文繼鋒, 李九虎, 李力, 李廣華, 楊玉昆, 楊穎安, 胡鐵斌, 陳宏輝, 陳松林, 陳炯聰, 馬凱, 高新華 申請(qǐng)人:廣東電網(wǎng)公司茂名供電局;南京南瑞繼保電氣有限公司;廣東電網(wǎng)公司電力科學(xué)研究院