[发明专利]一种数字化变电站智能控制设备的以太网收发器实现方法

说明书

技术领域

本发明属于电力系统中通讯领域，特别是适用于数字化变电站的智能控制设备。

背景技术

随着智能化变电站技术的发展，特别是电子式互感器的广泛应用，极大地推动了变电站自动化系统的架构和技术的变革，由传统的集数据采集、数据处理、控制命令输出等功能于一体的控制设备架构，逐渐变化为将数据采集、数据处理以及控制命令执行功能从地理位置上分散设置，相互之间通过光纤工业以太网作为数据走廊的新型架构。这种架构可以简化数据采集系统的配置，提高系统的抗干扰性，同时还可以大大减少包括电缆在内的有色金属的使用。但是这种分散式架构的应用同时给以太网技术带来了新的挑战，一方面，由于数据采集系统分散布置，而全系统要求所有数据同步采样输出，也就要求经以太网介质传输的同步数据能够以一个精确的间隔等间隔发送，而通用的以太网收发器都无法实现此项功能，造成数据发送时间会有不同大小的延时，最终导致数据处理单元的数据相位偏差甚至造成数据失步，因此需要增加该同步发送功能，特别是单数据源，多数据处理单元的情况，特别要求该数据源发向不同数据处理单元的数据严格同步；另一方面，在智能化变电站中广泛采用IEC61850-9-2标准协议作为过程层采样数据的传输规约，如果用处理器实现该协议，由于协议报文编解码协议会占用大量的处理器逻辑运算时间，随着单台设备所需要扩展的过程层网络的增多，单个处理器需要编解码的数量大大增加，很难完成大量数据的编解码工作，同时在处理器和以太网收发器之间由于传输数据量巨大，也会严重影响到数据处理能力，因此有必要将IEC61850-9-2编解码功能移至网络收发器内，采用硬件并行编解码，提高数据处理效率，从而提高设备的数据处理能力。

本发明可以解决当前通用以太网收发器在实现智能化变电站方面的不足，提高智能控制设备的数据处理能力。

发明内容

本发明的目的是，在适用于数字化变电站的智能控制设备中，提供一种减轻智能控制设备CPU负荷的以太网收发器的实现方法。该以太网收发器主要功能在于对接收到的IEC 61850-9-2报文进行预解析，直接取出需要智能控制设备CPU处理的部分，从而减轻智能控制设备CPU数据解析的工作量。在智能控制设备需要向外部发送报文时，该智能控制设备只需提供数据包的数据部分，而由该以太网收发器实现整个网络数据报文的打包工作。该实现方法能有效的应用于数字化变电站的智能控制设备中。

本发明的技术方案是：一种数字化变电站的智能控制设备的以太网收发器的实现方法，以太网收发器对接收到的IEC 61 850-9-2报文进行预解析，直接取出需要智能控制设备CPU处理的部分；在智能控制设备需要向外部发送报文时，该智能控制设备只需提供数据包的数据部分，而由该以太网收发器实现整个网络数据报文的打包工作；数据接收部分的处理流程如下： 

步骤1：当以太网收发器接收到外部信号（典型的如媒体独立接口MII信号）时，首先接收Preamble和Sfd信号（电报报头和帧首定界符），然后开始接收以太网报文，当发现接收到的以太网报文的目的地址不是需要的地址即本以太网收发器地址则将报文丢弃；

 步骤2：如果收到的以太网报文的目的地址是需要的地址，则对数据报文的类型进行判断，如果不属于SV报文（采样值报文），则跳转到步骤4，否则顺序进入步骤3；

 步骤3：将接收到的SV报文进行CRC校验，如果满足CRC检验，则将该报文按照SV规范进行解析，解析出的有效数据存入SV_FIFO（先进先出队列结构），跳转到步骤5；

 步骤4：将接收到的报文存入普通FIFO；

步骤5：等待下一个Preamble和Sfd信号；

数据发送部分的处理流程如下：

步骤1.获取需要发送数据，并对数据长度进行校验；

步骤2.按照MII协议，首先发送Premble, Sfd, 接下来发送FIFO中的以太网报文Data,最后在MII最后加上计算出的以太网CRC，完成发送过程。

本发明有益效果是：按照以上处理方式，可以大量节约与以太网收发器相连的智能控制设备CPU的处理时间，减轻CPU负荷，提高智能控制设别CPU的执行效率。 

附图说明

图1是数据包接收流程图。

具体实施方式

下面通过具体实施例对本发明作进一步详述，以下实施例只是描述性的，不是限定性的，不能以此限定本发明的保护范围。

数据接收部分的处理流程如下：