[实用新型]一种基于LWIP协议栈的配电终端通信装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种配电终端通信系统，特别是一种基于LWIP协议栈的配电终端通信装置，属于电力系统配电保护技术领域。

背景技术  

配电终端一般需要具有通信功能，以便与主站或子站相连接，而配电终端的特性决定其做为一种嵌入式系统，其在运算速度、存储空间等方面具有很多的限制，甚至不具备操作系统，这些客观条件决定了配电终端实现通信功能的可选择性比较小。

现阶段，配电终端使用的协议栈并未对通信协议进行分层，多种在配电终端中并不使用的功能依然存在，造成了配电终端的通信运行占用过多的处理能力和存储空间，并且由于这些协议栈的设计思想，对这些协议栈进行删减比较困难。

发明内容

本实用新型的目的在于解决上述已有技术存在的不足之处，提供一种结构合理简捷，能够可靠、有效的实现通信功能的配电终端通信系统。该通信系统基于一种轻量级、稳定可靠、安全、准确率高、分层、占用处理器资源少、占用存储空间少的LWIP协议栈而设计，从而更加适用于配电终端且在通信运行中不必占用过多的处理能力和存储空间。

为实现上述目的，本实用新型采用了如下的技术方案：

一种基于LWIP协议栈的配电终端通信装置，特殊之处在于包括用于实现数模转换的A/D模数转换器以及与A/D模数转换器通讯连接的中央处理器，所述A/D模数转换器用于实现数模转换、将采集到的电力系统的模拟信号转换为数字信号，并将数字信号发送给中央处理器，所述中央处理器将数字信号进行处理后通过与其连接的网络接口芯片及RJ45接口将信号发送出去；

所述中央处理器包括有实时操作系统、运行于实时操作系统之上的用于采集、组合数据的配电应用程序及将发送来的数据打包的LWIP协议栈，其中实时操作系统是LWIP协议栈和配电应用程序运行的基础。

本实用新型技术方案综合考虑的经济效益、社会效益，使用开源的LwIP轻量型协议栈，为配电终端提供可靠、稳定通信功能，本实用新型具有以下优点：

（1）占用资源少，该实用新型实现的重点是在保持TCP协议主要功能的基础上减少对RAM的占用，一般它只需要几十K的RAM和40K左右的ROM就可以运行，这使得该实用新型适合在低端嵌入式系统中使用。

（2）可靠性高，该实用新型提供多种机制，例如阻塞控制、RTT估算和快速恢复和快速转发的TCP（传输控制协议）等来保护通信的可靠性。

（3）使用成本低，该实用新型使用的LwIP协议栈是一种开源的协议栈，使用该协议栈可以避免使用其他协议栈时需要交纳的高昂版权费用。

（4）可定制性强，该实用新型使用的LwIP协议栈支持多种网络协议，并且提供选择，在不同的情况下，选择不同的协议支持，未选择的协议不会影响其他的网络协议正常运行。

附图说明

 图1：本实用新型配电终端通信装置结构示意图；

图2：TCP状态转换图；

图3：发送数据的流程图。

具体实施方式

以下参照附图，给出本实用新型的具体实施方式，用来对本实用新型的构成进行进一步说明。

实施例1

本实施例的一种基于LWIP协议栈的配电终端通信装置参考图1-3。包括用于实现数模转换的A/D模数转换器以及与A/D模数转换器通讯连接的中央处理器，所述A/D模数转换器用于实现数模转换、将采集到的电力系统的模拟信号转换为数字信号，并将数字信号发送给中央处理器，所述中央处理器将数字信号进行处理后通过与其连接的网络接口芯片及RJ45接口将信号发送出去；

所述中央处理器包括实时操作系统、配电应用程序、LwIP协议栈三部分；其中实时操作系统是通信协议栈和配电应用程序运行的基础；配电应用程序实现数据的采集、组合等功能，并将组合好的数据通过实时操作系统的调用发送给LwIP协议栈；LwIP协议栈则可以将通过操作系统调用发送过来的数据打包成合法的网络数据包，以实现网络通信。

1、如图3，本装置通过A/D模数转换器实现数模转换，将采集到的电力系统的模拟信号转换为数字信号，并将数字信号发送给中央处理器；

2、中央处理器将A/D模数转换器发送来的数字信号进行处理，并调用配电应用程序，按照一定的规约组织，例如，在该装置中按照中华人民共和国国家标准《DL/T 634－2002远动设备及系统 第5-104部分  传输规约》进行数据组织；

3、配电应用程序将数据按照一定的规约织好后，将数据发送给LwIP协议栈；