多通道总线信道的自动配置方法、主节点、从节点及系统技术方案

本发明专利技术涉及一种多通道总线信道的自动配置方法、主节点、从节点及系统，涉及工业控制及通讯领域，主要应用于电力电子装置控制保护系统，该方案制定了一套硬件平台组网通讯过程中自动配置通讯地址的流程，及面对系统需要扩展时对单元节点进行热插拔的应对措施，以通讯协议形式实现，应用于实际工程中将极大节省板卡程序版本管理及烧写的工作量。程序版本管理及烧写的工作量。程序版本管理及烧写的工作量。

【技术实现步骤摘要】
多通道总线信道的自动配置方法、主节点、从节点及系统


[0001]本专利技术涉及工业控制及通讯领域，具体涉及多通道总线信道的自动配置方法、主节点、从节点及系统。

技术介绍

[0002]近年来，智能变电站相关专业技术取得了长足发展。合并单元、智能终端等新型智能电子设备(IED)得到广泛应用,安装方式也发生了较大变化,由二次小室向户外柜、预制舱等就地化方式过渡，新技术、新设备的应用在促进智能变电站发展的同时,也给二次专业带来了一些新的问题,主要体现在:现场接线、组网配置、调试及检修等工作量大,安装调试及检修时间长,运维检修力量承载力不足等方面。
[0003]传统电力系统控制保护系统多采用屏柜-机箱结构实现，采取手动组网配置方法，为每个通信节点(板卡)烧录一个固定的地址，当需要对系统规模进行扩展时就要为新接入的节点烧录新的地址且要保持不和原有节点冲突。在控保系统由二次小室的屏柜转移到户外就地化单元安装的趋势下，这一方法越来越显现其费时费力的缺点，且存在失误操作而导致通信故障的可能性，新型就地化控保系统节点数量灵活可扩展、运行时不断电调整系统节点数量或接入位置这些需求都难以用传统方法解决。

技术实现思路

[0004]针对现有技术的不足，本专利技术的目的是制定一套硬件平台组网通讯过程中自动配置通讯地址的流程，及面对系统需要扩展时对单元节点进行热插拔的应对措施，以通讯协议形式实现，应用于实际工程中将极大节省板卡程序版本管理及烧写的工作量。
[0005]本专利技术的目的是采用下述技术方案实现的：/>[0006]一种多通道总线信道的自动配置方法，该方法应用于通信系统中的主节点，其改进之处在于，所述方法包括：
[0007]步骤A.通过第一预设信道向通信系统中各从节点发送初始化帧，开始计时；
[0008]步骤B.等待接收从节点发送的注册信息帧，若单独时刻接收到单个从节点发送的注册信息帧，则转至步骤C，若单个时刻接收到多个从节点发送的注册信息帧，则计时至第一预设时间段后返回步骤A；
[0009]步骤C.根据所述单个从节点发送的注册信息帧向所述单个从节点发送网络配置帧；
[0010]步骤D.接收所述单个从节点返回的配置确认帧并更新路由表；
[0011]步骤E.计时至第一预设时间段后通过第一预设信道向通信系统中各从节点发送初始化完成帧；
[0012]步骤F.初始化i＝1，开始计时；
[0013]步骤G.判断i是否等于N，若是，则转至步骤J，否则选择第i个从节点为巡检目标，并转至步骤H；
[0014]步骤H.通过第一预设信道向巡检目标发送巡检帧；
[0015]步骤I.若在第二预设时间段内接收到巡检目标返回的巡检确认帧，则令i＝i+1并转至步骤G，否则，重新通过第一预设信道向巡检目标发送巡检帧，若在第二预设时间段内接收到巡检目标返回的巡检确认帧，则令i＝i+1并转至步骤G，否则，释放该巡检目标对应的从节点所占用的信道资源，并更新路由表；
[0016]步骤J.计时至第三预设时间段后返回步骤F；
[0017]其中，N为所述通信系统中信道总数。
[0018]优选的，所述初始化帧用于激活各从节点上报注册信息，所述网络配置帧用于告知各从节点为其分配的信道，所述初始化完成帧用于激活从节点进入运行状态，所述巡检帧用于在通信系统运行期间定期检测是否有从通信系统退出或新接入的从节点；
[0019]所述注册信息帧用于向主节点进行接入注册，所述配置确认帧用于向主节点确认数据通路建立，所述巡检确认帧用于向主节点回报巡检确认信息。
[0020]进一步的，所述初始化帧包括：64位源地址信息+64位广播地址的帧头、16位帧长度、16位初始化请求识别符的帧命令、预留帧数据以及8位结束符的帧尾；
[0021]所述网络配置帧包括：64位源地址信息+64位目的地址信息的帧头、16位的帧长度、16位配置请求识别符的帧命令、32位信道号及预留数据的帧数据以及8位结束符的帧尾；
[0022]所述初始化完成帧包括：64位源地址信息+64位广播地址的帧头、16位帧长度、16位初始化完成请求识别符的帧命令、预留帧数据以及8位结束符的帧尾；
[0023]所述巡检帧包括：64位源地址信息+64位目的地址信息的帧头、16位的帧长度、16位巡检请求识别符的帧命令、预留帧数据以及8位结束符的帧尾；
[0024]所述注册信息帧包括：64位源地址信息+64位目的地址信息的帧头、16位的帧长度、16位注册请求标识符的帧命令、16位包括优先级和请求信道数量的帧数据以及8位结束符的帧尾；
[0025]所述配置确认帧包括：64位源地址信息+64位目的地址信息的帧头、16位的帧长度、16位配置确认标识符的帧命令、预留帧数据以及8位结束符的帧尾；
[0026]所述巡检确认帧包括：64位源地址信息+64位目的地址信息的帧头、16位的帧长度、16位巡检确认标识符的帧命令、保留帧数据以及8位结束符的帧尾。
[0027]优选的，所述主节点发出的帧长度最大为200位，单一帧在总线上传输时长为10us。
[0028]优选的，当所述通信系统接入的从节点数量不大于40时，所述第一预设时间段为3ms。
[0029]优选的，所述路由用于记录空闲信道和被占用的信道及占用信道的从节点信息。
[0030]一种应用于多通道总线信道的自动配置方法的主节点，其改进之处在于，所述主节点包括：
[0031]第一发送单元，用于通过第一预设信道向通信系统中各从节点发送初始化帧，开始计时；
[0032]第一判断单元，用于等待接收从节点发送的注册信息帧，若单独时刻接收到单个从节点发送的注册信息帧，则转至第二发送单元，若单个时刻接收到多个从节点发送的注
册信息帧，则计时至第一预设时间段后返回第一发送单元；
[0033]第二发送单元，用于根据所述单个从节点发送的注册信息帧向所述单个从节点发送网络配置帧；
[0034]第一接收单元，用于接收所述单个从节点返回的配置确认帧并更新路由表；
[0035]第三发送单元，用于计时至第一预设时间段后通过第一预设信道向通信系统中各从节点发送初始化完成帧；
[0036]初始化单元，用于初始化i＝1，开始计时；
[0037]第二判断单元，用于判断i是否等于N，若是，则转至计时单元，否则选择第i个从节点为巡检目标，并转至第四发送单元；
[0038]第四发送单元，用于通过第一预设信道向巡检目标发送巡检帧；
[0039]第三判断单元，用于若在第二预设时间段内接收到巡检目标返回的巡检确认帧，则令i＝i+1并转至第二判断单元，否则，重新通过第一预设信道向巡检目标发送巡检帧，若在第二预设时间段内接收到巡检目标返回的巡检确认帧，则令i＝i+1并转至第二判断单元，否则，释放该巡检目标对应的从节点所占用的信道资源，并更新路由表；
[0040]计时单元，用于计时至第三预设时间段后返回初始化单本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种多通道总线信道的自动配置方法，该方法应用于通信系统中的主节点，其特征在于，所述方法包括：步骤A.通过第一预设信道向通信系统中各从节点发送初始化帧，开始计时；步骤B.等待接收从节点发送的注册信息帧，若单独时刻接收到单个从节点发送的注册信息帧，则转至步骤C，若单个时刻接收到多个从节点发送的注册信息帧，则计时至第一预设时间段后返回步骤A；步骤C.根据所述单个从节点发送的注册信息帧向所述单个从节点发送网络配置帧；步骤D.接收所述单个从节点返回的配置确认帧并更新路由表；步骤E.计时至第一预设时间段后通过第一预设信道向通信系统中各从节点发送初始化完成帧；步骤F.初始化i＝1，开始计时；步骤G.判断i是否等于N，若是，则转至步骤J，否则选择第i个从节点为巡检目标，并转至步骤H；步骤H.通过第一预设信道向巡检目标发送巡检帧；步骤I.若在第二预设时间段内接收到巡检目标返回的巡检确认帧，则令i＝i+1并转至步骤G，否则，重新通过第一预设信道向巡检目标发送巡检帧，若在第二预设时间段内接收到巡检目标返回的巡检确认帧，则令i＝i+1并转至步骤G，否则，释放该巡检目标对应的从节点所占用的信道资源，并更新路由表；步骤J.计时至第三预设时间段后返回步骤F；其中，N为所述通信系统中信道总数。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述初始化帧用于激活各从节点上报注册信息，所述网络配置帧用于告知各从节点为其分配的信道，所述初始化完成帧用于激活从节点进入运行状态，所述巡检帧用于在通信系统运行期间定期检测是否有从通信系统退出或新接入的从节点；所述注册信息帧用于向主节点进行接入注册，所述配置确认帧用于向主节点确认数据通路建立，所述巡检确认帧用于向主节点回报巡检确认信息。3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述初始化帧包括：64位源地址信息+64位广播地址的帧头、16位帧长度、16位初始化请求识别符的帧命令、预留帧数据以及8位结束符的帧尾；所述网络配置帧包括：64位源地址信息+64位目的地址信息的帧头、16位的帧长度、16位配置请求识别符的帧命令、32位信道号及预留数据的帧数据以及8位结束符的帧尾；所述初始化完成帧包括：64位源地址信息+64位广播地址的帧头、16位帧长度、16位初始化完成请求识别符的帧命令、预留帧数据以及8位结束符的帧尾；所述巡检帧包括：64位源地址信息+64位目的地址信息的帧头、16位的帧长度、16位巡检请求识别符的帧命令、预留帧数据以及8位结束符的帧尾；所述注册信息帧包括：64位源地址信息+64位目的地址信息的帧头、16位的帧长度、16位注册请求标识符的帧命令、16位包括优先级和请求信道数量的帧数据以及8位结束符的帧尾；所述配置确认帧包括：64位源地址信息+64位目的地址信息的帧头、16位的帧长度、16
位配置确认标识符的帧命令、预留帧数据以及8位结束符的帧尾；所述巡检确认帧包括：64位源地址信息+64位目的地址信息的帧头、16位的帧长度、16位巡检确认标识符的帧命令、保留帧数据以及8位结束符的帧尾。4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述主节点发出的帧长度最大为200位，单一帧在总线上传输时长为10us。5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，当所述通信系统接入的从节点数量不大于40时，所述第一预设时间段为3ms。6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述路由用于记录空闲信道和被占用的信道及占用信道的从节点信息。7.一种应用于多通道总线信道的自动配置方法的主节点，其特征在于，所述主节点包括：第一发送单元，用于通过第一预设信道向通信系统中各从节点发送初始化帧，开始计时；第一判断单元，用于等待接收从节点发送的注册信息帧，若单独时刻接收到单个从节点发送的注册信息帧，则转至第二发送单元，若单个时刻接收到多个从节点发送的注册信息帧，则计时至第一预设时间段后返回第一发送单元；第二发送单元，用于根据所述单个从节点发送的注册信息帧向所述单个从节点发送网络配置帧；第一接收单元，用于接收所述单个从节点返回的配置确认帧并更新路由表；第三发送单元，用于计时至第一预设时间段后通过第一预设信道向通信系统中各从节点发送初始化完成帧；初始化单元，用于初始化i＝1，开始计时；第二判断单元，用于判断i是否等于N，若是，则转至计时单元，否则选择第i个从节点为巡检目标，并转至第四发送单元；第四发送单元，用于通过第一预设信道向巡检目标发送巡检帧；第三判断单元，用于若在第二预设时间段内接收到巡检目标返回的巡检确认帧，则令i＝i+1并转至第二判断单元，否则，重新通过第一预设信道向巡检目标发送巡检帧，若在第二预设时间段内接收到巡检目标返回的巡检确认帧，则令i＝i+1并转至第二判断单元，否则，释放该巡检目标对应的从节点所占用的信道资源，并更新路由表；计时单元，用于计时至第三预设时间段后返回初始化单元；其中，N为所述通信系统中信道总数。8.一种多通道总线信道的自动配置方法，该方法应用于通信系统中的从节点，其特征在于，所述方法包括：步骤a.等待接收主节点发送的初始化帧；步骤b.接收主节点发送的初始化帧后等待随机时间段通过第二预设信道向主节点发送注册信息帧；步骤c.等待接收主节点发送的网络配置帧，若接收到主节点发送的网络配置帧，则通过所述网络配置帧告知从节点为其分配的信道向所述主节点返回配置确认帧，并转至步骤d，否则返回步骤a；
步骤d.等待接收主节点发送的初始化完...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐博，王翔，陈国富，贾光，肖超，
申请(专利权)人：全球能源互联网研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：