一种合并单元串行通讯规约的自适应解码方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供的合并单元串行通讯规约的自适应解码方法和装置，是通过将光信号转换为电平信号，根据电平信号在统计时长内的变化次数，进行对时光信号的类型判别、对数据光信号的规约匹配，根据对时光信号的类型、数据光信号的匹配规约分别进行对时光信号、数据光信号的分析解码。本发明专利技术无需提前获知对时光信号类型与极性，无需预先软件配置，可以自适应两种对时光信号、三种数据光信号，适应性强，实现了合并单元的功能统一，硬件设计统一，减少了合并单元的重复设计与验证成本，同时也为合并单元的生产、调试、运行、维护等各环节降低物料成本和人力成本。

【技术实现步骤摘要】
一种合并单元串行通讯规约的自适应解码方法及装置
本专利技术涉及一种合并单元串行通讯规约的自适应解码方法及装置，属于继电保护

技术介绍
集成式隔离断路器是新一代智能变电站关键设备之一。合并单元是集成断路器中电子式互感的必要配套设备。新一代智能变电站中，合并单元的主要功能为对一次电力信息进行数据采集、数据集中、数据转发。合并单元的输入信号主要分为：一、以太网通讯信号，包括：变电站事件信息网(GOOSE)、采样值网(SMV)、对时网络(IEEE1588)；以太网通讯信号可由过程层数据网络进行数据交换，现已统一通讯物理端口；二、串行通讯信号，包括：对时信号、采集单元数据信号、FT3数据信号。其中，光纤对时信号分为B码信号和秒脉冲信号，并有正负电平区别。FT3数据信号分为南方电网公司推荐使用《GB/T20840.8-2007互感器第8部分：电子式互感器》中6.2.3～6.2.4的标准FT3格式规约和国家电网公司推荐使用扩展《IEC60044-8:2002Instrumenttransformers-Part8:Electroniccurrenttransformers》中6.2.3～6.2.4的扩展FT3格式规约。采集单元数据信号规约在电力行业内有推荐标准《DL/T282-2012合并单元技术条件》，各设备制造厂家根据自身实际情况选择异步通讯方式或同步通讯方式。串行通讯信号，由于信号规约种类较多，如果想统一通讯物理端口，增强合并单元装置串行接收端口灵活度，需要一定的技术方法。现有技术中针对串行通讯信号中的对时信号，在实际应用中会有2种规约：1.针对频率为1Hz的秒脉冲对时信号的规约；2.针对频率为100Hz的IRIG-B码信号的规约。其不足之处在于：两种规约的选择是通过预先软件配置实现的，合并单元投运前必须确认对时信号种类和对时信号极性，实际变电站建设中，需要服务人员现场获取信息，并现场调试，消耗较多的人力成本。针对串行通讯信号中的数据信号，在实际应用中会有3种规约：1.频率为5MHz的《GB/T20840.8-2007互感器第8部分：电子式互感器》中6.2.3～6.2.4的标准FT3格式规约，其为南方电网公司推荐的装置级联通讯规约之一，特点为曼切斯特编码，可传输12个通道的16位数据；2.频率为10MHz的扩展《IEC60044-8:2002Instrumenttransformers-Part8:Electroniccurrenttransformers》中6.2.3～6.2.4的扩展FT3格式规约，其为国家电网公司推荐的装置级联通讯规约之一，特点为曼切斯特编码，可传输22个通道的16位数据；3.频率为2MHz的《DL/T282-2012合并单元技术条件》中6.5.1.1的异步方式传输规约，其为互感器采集单元与合并单元通讯规约，特点为UART异步串行通讯规约，可传输9个通道的16位数据。其不足之处在于：合并单元投运前必须根据各信号输入端口确认信号数据类型，并软件配置到合并单元中；不同输入规约的设备硬件版本也不同，有些变电站甚至需要定制硬件版本。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种合并单元串行通讯规约的自适应解码方法及装置，能够实现合并单元的归一化、减少硬件和程序的版本，降低硬件失效和程序异常可能性。为达到上述目的，本专利技术所采用的技术方案是：第一方面，提供了一种合并单元串行通讯规约的自适应解码方法，所述方法包括如下步骤：将输入光信号转换为电平信号；计算电平信号在统计时长内的电平变化次数；若输入光信号为对时光信号，则根据电平变化次数判断对时光信号类型，根据对时光信号类型进行分析解码；所述对时光信号类型包括：秒脉冲信号、IRIG-B码信号；若输入光信号为数据光信号，则根据电平变化次数匹配相适应的解码规约，根据相应的解码规约进行分析解码。结合第一方面，在第一方面的第一种可能的实现方式中，根据电平变化次数判断对时光信号类型的方法包括：在统计时长TW内计算电平变化次数，统计时长TW为20～999ms；若电平变化次数Nsyn≤2，则认为对时光信号为秒脉冲信号；若电平变化次数Nsyn＞2，则认为对时光信号为IRIG-B码信号。结合第一方面，在第一方面的第二种可能的实现方式中，若对时信号为秒脉冲信号，且秒脉冲信号的脉冲宽度Tp≥300ms，则对秒脉冲信号进行信号极性反转后，再进行秒脉冲信号分析解码。结合第一方面，在第一方面的第三种可能的实现方式中，若对时信号为IRIG-B码信号，且连续的P码元Np≥3，则对IRIG-B码信号进行信号极性反转后，再进行IRIG-B码信号分析解码。结合第一方面，在第一方面的第四种可能的实现方式中，根据电平变化次数判断相适应的解码规约的方法包括：假设统计时长为TW＝10us；若电平变化次数Ndata≥55*(TW/10us)，则相适应的解码规约为由国家电网公司改编推广的扩展《IEC60044-8:2002Instrumenttransformers-Part8:Electroniccurrenttransformers》中6.2.3～6.2.4的扩展FT3格式规约；若45*(TW/10us)＜Ndata＜55*(TW/10us)，则相适应的解码规约为《GB/T20840.8-2007互感器第8部分：电子式互感器》中6.2.3～6.2.4的标准FT3格式规约；若电平变化次数Ndata≤45*(TW/10us)，则相适应的解码规约为DL/T282-2012合并单元技术条件》中6.5.1.1的异步方式传输规约。第二方面，提供了一种合并单元串行通讯规约的自适应解码装置，包括：光电转换模块：用于将输入光信号转换为电平信号；FPGA模块：用于根据第一方面中任一中可能的实现方式的步骤对输入光信号进行解码。结合第二方面，在第一方面的第一种至第三种可能的实现方式中，所述光电模块包括：HFBR-2412Z模块：当输入光信号为对时光信号时，用于将对时光信号转换为电平信号。结合第二方面，在第一方面的第四种可能的实现方式中，所述光电模块包括：AFBR-2418Z模块：当输入光信号为数据光信号时，用于将数据光信号转换为电平信号。基于上述技术方案，本专利技术可以自适应两种对时光信号，自动确认极性、无需预先软件配置，适应性强；可以自适应三种数据光信号，能够根据不同变电站需求，自由改变不同类型数据端口的数量；实现了合并单元的功能统一，硬件设计统一，减少了合并单元的重复设计与验证成本，同时也为合并单元的生产、调试、运行、维护等各环节降低物料成本和人力成本。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对本专利技术实施例中所需要使用的附图作简单介绍，显而易见地，下面所描述的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，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是本专利技术中对对时光信号进行解码的方法流程图；图2是本专利技术中对数据光信号进行解码的方法流程图。具体实施方式本专利技术提供的合并单元串行通讯规约的自适应解码方法和装置，是通过将光信号转换为电平信号，根据电平信号在统计时长内的变化次数，进行对时光信号的类型判别、对数据光信号的规约匹配，根据对时光信号的类型、数据光本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种合并单元串行通讯规约的自适应解码方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：将输入光信号转换为电平信号；计算电平信号在统计时长内的电平变化次数；若输入光信号为对时光信号，则根据电平变化次数判断对时光信号类型，根据对时光信号类型进行分析解码；所述对时光信号类型包括：秒脉冲信号、IRIG‑B码信号；若输入光信号为数据光信号，则根据电平变化次数匹配相适应的解码规约，根据相应的解码规约进行分析解码。

【技术特征摘要】
1.一种合并单元串行通讯规约的自适应解码方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：将输入光信号转换为电平信号；计算电平信号在统计时长内的电平变化次数；若输入光信号为对时光信号，则根据电平变化次数判断对时光信号类型，根据对时光信号类型进行分析解码；所述对时光信号类型包括：秒脉冲信号、IRIG-B码信号；若输入光信号为数据光信号，则根据电平变化次数匹配相适应的解码规约，根据相应的解码规约进行分析解码。2.根据权利要求1所述的合并单元串行通讯规约的自适应解码方法，其特征在于，根据电平变化次数判断对时光信号类型的方法包括：在统计时长TW内计算电平变化次数，统计时长TW为20～999ms；若电平变化次数Nsyn≤2，则认为对时光信号为秒脉冲信号；若电平变化次数Nsyn＞2，则认为对时光信号为IRIG-B码信号。3.根据权利要求1所述的合并单元串行通讯规约的自适应解码方法，其特征在于，若对时信号为秒脉冲信号，且秒脉冲信号的脉冲宽度Tp≥300ms，则对秒脉冲信号进行信号极性反转后，再进行秒脉冲信号分析解码。4.根据权利要求1所述的合并单元串行通讯规约的自适应解码方法，其特征在于，若对时信号为IRIG-B码信号，且连续的P码元Np≥3，则对IRIG-B码信号进行信号极性反转后，再进行IRIG-B码信号分析解码。5.根据权利要求1所述的合并单元串行通讯规约的自适应解码方法，其特征在于，根据电平变化次数判断相适应的解码规约的方...

【专利技术属性】
技术研发人员：卢家力，余华武，陈新之，岳峰，周兆庆，潘可，陈庆旭，范文，曹冰，王宏，徐丽青，曹玉保，吴凯，霍银龙，吕继考，
申请(专利权)人：南京国电南自电网自动化有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32