一种基于CRC和范德蒙RS编码的重型燃气轮机控制系统数据容错方法技术方案

本发明专利技术公开了一种基于CRC和范德蒙RS编码的重型燃气轮机控制系统数据容错方法，属于自动化技术领域。针对重型燃气轮机控制系统数据传输丢包、时延的问题，提供了一种基于CRC和范德蒙RS的UDP传输协议提高重型燃气轮机控制系统数据传输的效率，利用CRC循环冗余校验良好的检错能力和范德蒙RS编码良好的纠错能力，结合UDP用户数据报协议的实时性与快速性，将两者融合进行数据传输，提高重型燃气轮机控制数据传输的准确性、可靠性和实时性，增强重型燃气轮机控制系统的运行可靠性。气轮机控制系统的运行可靠性。

【技术实现步骤摘要】
一种基于CRC和范德蒙RS编码的重型燃气轮机控制系统数据容错方法


[0001]本专利技术属于自动化
，具体涉及一种基于循环冗余校验(Cyclic Redundancy Check,CRC)和范德蒙里德
‑
所罗门(Reed
‑
Solomon,RS)编码的重型燃气轮机控制系统数据容错方法。

技术介绍

[0002]随着大数据时代的到来，工业设备数字化程度不断提高，工业生产过程对数据的准确性、可靠性和实时性的要求不断增强，但在实际工业生产过程中经常出现各种关于数据传输的问题。例如在数据传输过程中受到电磁波影响或传输网络拥塞造成数据丢失。工业中的各种数据问题导致数据的可用性降低，影响工作人员对当前工作状况的判别，使得工业生产无法正常进行，甚至会给工业生产带来不可预估的损失。
[0003]重型燃气轮机控制系统作为整个重型燃气轮机系统的核心，监测燃气轮机的工作状态，控制燃气轮机的启动、转速/负荷调节等过程，其性能决定着重型燃气轮机的变工况性能、经济性和安全性。在我国大力发展国产重型燃气轮机的背景下，如何保证重型燃气轮机控制系统数据传输的准确性、可靠性和实时性是研究的热点。
[0004]用户数据报协议(User Datagram Protocol,UDP)是一种无连接的传输层协议，在数据传输过程中延迟小、数据传输效率高，但对传送的数据包无法保证可靠性，在网络质量差的环境下，UDP协议数据包丢失严重。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供了一种基于CRC和范德蒙RS编码的重型燃气轮机控制系统数据容错方法。将UDP协议良好的实时性与CRC循环冗余校验良好的检错能力以及范德蒙RS编码出色的纠错能力相结合，提高重型燃气轮机控制系统数据传输的效率，提高控制系统的可靠性。
[0006]为了实现上述目的，本专利技术基于CRC和范德蒙RS编码的重型燃气轮机控制系统数据容错方法，具体步骤如下：
[0007]步骤1：I/O模块作为发送端将现场传送的数据分为若干数据包，数据包包括原始数据、CRC循环冗余校验码和范德蒙RS编码；
[0008]步骤2：交换机模块传送I/O模块发送的数据包至控制器模块；
[0009]步骤3：控制器模块接收交换机模块传送的数据包，并判断数据包是否通过CRC循环冗余校验，若通过，则标志位置0；若未通过，则标志位置1；
[0010]步骤4：交换机模块传送控制器模块传送的数据包至上位机模块；
[0011]步骤5：上位机模块进行范德蒙RS解码，并实时显示数据。
[0012]进一步地，步骤1所述的数据进行CRC循环冗余校验编码；
[0013]进一步地，步骤1所述的数据进行范德蒙RS编码，编码方式为：
[0014]FD＝C
[0015]其中，F代表扩展的范德蒙矩阵，由单位矩阵和范德蒙矩阵组成，D代表数据块，C代表包含冗余校验码的数据块。
[0016]进一步地，步骤3所述的控制器模块判断数据包是否通过CRC循环冗余校验之后，需要进行以下步骤：
[0017]如果余数为0，表示数据无差错，标志位置0，将数据包继续传输至上位机模块；
[0018]如果余数不为0，则表示数据有查错，标志位置1，并根据所得余数的对应的二进制确定出错位，将出错结果存储，传输至上位机模块。
[0019]进一步地，步骤5所述的数据包进行范德蒙RS解码，解码方式为，
[0020]D＝F
‑1C
[0021]其中，F
‑1为扩展范德蒙矩阵的逆矩阵。
[0022]本专利技术利用CRC循环冗余校验良好的检错能力和范德蒙RS编码良好的纠错能力以及UDP用户数据报协议的实时性与快速性，提高重型燃气轮机控制数据传输的准确性、可靠性和实时性。
附图说明
[0023]为了更清楚地说明本专利技术的具体实施方式或现有技术的方法，下面将对具体实施方式或现有技术中所需要的使用的附图简单介绍。
[0024]图1为一种基于CRC和范德蒙RS编码的重型燃气轮机控制系统数据容错方法设计流程图；
[0025]图2为CRC循环冗余校验原理示意图；
[0026]图3为范德蒙RS编码示意图；
[0027]图4为数据出错时范德蒙RS解码示意图；
[0028]图5为基于UDP协议的数据传输装置结构框图。
具体实施方式
[0029]下面结合附图对本专利技术的实施进行详细说明，显然，所描述的实施例是本专利技术的一部分案例，并不是全部案例。本领域普通技术人员在没有创造性劳动前提下应用本专利技术设计方法的其他案例都属于本专利技术保护的范围。
[0030]如图1所示，为基于CRC和范德蒙RS编码的重型燃气轮机控制系统数据容错方法设计流程图，具体步骤为：
[0031]步骤1：I/O模块作为发送端将现场传送的数据分为若干数据包，数据包包括原始数据、CRC循环冗余校验码和范德蒙RS编码；
[0032]步骤2：交换机模块传送I/O模块发送的数据包至控制器模块；
[0033]步骤3：控制器模块接收交换机模块传送的数据包，并判断数据包是否通过CRC循环冗余校验，若通过，则标志位置0；若未通过，则标志位置1；
[0034]步骤4：交换机模块传送控制器模块传送的数据包至上位机模块；
[0035]步骤5：上位机模块进行范德蒙RS解码，并实时显示数据。
[0036]进一步地，现场数据进行CRC循环冗余校验编码，如图2所示，具体步骤如下：
[0037]1)设置生成多项式G(x)，案例选择生成1字节的校验位CRC
‑
8，生成多项式为G(x)＝x8+x2+x+1；
[0038]2)将数据D与生成多项式G(x)的最高次项相乘得到D
′
；
[0039]3)用生成多项式G(x)除步骤2)中得到的多项式D
′
，即
[0040]4)步骤3)中得到的余数即为该组数据的校验码(CRC)；
[0041]5)将步骤2)中得到的多项式D
′
与步骤3)中得到的余数相加后作为CRC循环冗余编码，进行传输。
[0042]进一步地，数据进行范德蒙RS冗余编码，如图3所示，具体步骤如下：
[0043]1)根据数据确定m与n的值，设置生成矩阵F为扩展范德蒙矩阵，由单位矩阵和范德蒙矩阵组成；
[0044][0045]2)将数据D与生成矩阵F相乘得到矩阵C，即FD＝C；
[0046]C＝[d
1 d2ꢀ…ꢀ
d
n c
1 c2ꢀ…ꢀ
c
m
]T
；
[0047]3)步骤2)中得到的矩阵C即为范德蒙RS编码；
[0048]进一步地，I/O模块采用UDP协议进行数据传输；
[0049]进一步地，控制器模块判断数据包是否通过CRC循环冗余校验，如图2所示，具体步骤如下：<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于CRC和范德蒙RS编码的重型燃气轮机控制系统数据容错方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤(1)：I/O模块作为发送端将现场传送的数据分为若干数据包，数据包包括原始数据、CRC循环冗余校验码和范德蒙RS编码；步骤(2)：交换机模块传送I/O模块发送的数据包至控制器模块；步骤(3)：控制器模块接收交换机模块传送的数据包，并判断数据包是否通过CRC循环冗余校验，若通过，则标志位置0；若未通过，则标志位置1；步骤(4)：交换机模块传送控制器模块传送的数据包至上位机模块；步骤(5)：上位机模块进行范德蒙RS解码，并实时显示数据。2.根据权利要求1所述的一种基于CRC和范德蒙RS编码的重型燃气轮机控制系统数据容错方法，其特征在于，步骤(1)中，数据需要进行CRC循环冗余校验编码。3.根据权利要求1所述的一种基于CRC和范德蒙RS编码的重型燃气轮机控制系统数据容错方法，其特征在于，步骤(1)中，数据需要进行范德蒙RS冗余编码，编码方式为：FD＝C其中，F代表扩展的范德蒙矩阵，由单位矩阵和范德蒙矩阵组成，D代表数据块，C代...

【专利技术属性】
技术研发人员：张建华，刘慧丽，黄从智，侯国莲，
申请(专利权)人：华北电力大学，
类型：发明
国别省市：