【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种环网通信方法及系统，属于电力系统监控装置嵌入式硬件平台。
技术介绍
1、在新能源系统中，发电单元工作环境复杂且部分发电单元安装距离较远，因此用于监测和控制发电单元的源控终端的通信距离也比较远。为节省通信光缆的铺设并减少交换机的配置数量，远控终端与集中控制装置之间的通信方式可采用环网组网通信。虽然环网组网方式能够减少网络分支降低成本，但环网通信报文需要通过其它终端进行层层转发才能到达目的装置，导致信息传输的链路延迟较大。源控终端与集中控制装置之间需要转发的节点越多，网络延迟越大，从而影响了整个系统的快速性和实时性。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是提供一种环网通信方法及系统，用以解决系统各节点进行网络通信时通信速度慢、网络延迟大的问题。
2、为实现上述目的，本专利技术的方案包括：
3、本专利技术的一种环网通信方法，包括以下步骤：
4、1)环网内的任一节点接收到报文数据后，存入该节点内，并将需要发送的报文放入发送缓存区，检测发送缓存区的报文数量；
5、2)当检测到该节点的发送缓存区仅有一组待发送的报文数据时，直接启动发送该报文数据；
6、3)当检测到该节点有至少两组待发送的报文数据时，根据该节点内部启动发送时间和报文数据存入发送缓存区的时间得到本帧报文数据在该节点的当前滞留时间，再根据报文的历史滞留时间和当前滞留时间得到当前该节点总的滞留时间，根据总的滞留时间进行排序，以排序结果为优先级启动发送，所述历史
7、有益效果：本专利技术的一种环网通信方法，环网的节点收到报文时，将报文存入节点中，将待发送的报文放入发送缓存区，发送缓存区检测报文数量，只有一组报文时，则该节点不需要进行排序，直接启动发送该报文；当存在多组报文时，根据每帧报文当前总的滞留时间进行优先级的排序，根据排序结果进行发送。该方法在传输的报文信息数量较多或环网内节点较多，导致了发送报文在节点内滞留的情况下，根据每帧报文的历史滞留时间实时和当前滞留时间，得到的当前总的滞留时间调整报文的发送优先级，使得环网内报文传输延迟更加均衡，进而报文传输效率提高，整个环网通信的实时性提高。
8、进一步地，所述总的滞留时间为历史滞留时间与该帧报文在该节点当前滞留时间的和，所述本帧报文当前滞留时间为该报文启动发送时间与该报文存入发送缓存区的时间的差值。
9、有益效果：总的滞留时间为历史滞留时间和当前滞留时间的和，按照总的滞留时间对报文进行排序，根据报文在环网中总的滞留时间排序，有效均衡了报文传输过程中的延迟，避免了有的报文数据在整个环网中传输过程中，网络延迟大导致传输速度点过慢、无法实时进行传输的情况。
10、进一步地，当排序的多帧报文的总滞留时间相同时，则采用先进先出原则进行发送。
11、有益效果：本专利技术同时考虑了某一节点排序过程中存在多帧报文总的滞留时间相同的情况，在该情况下采用先进先出原则进行发送。
12、进一步地，在每次启动发送时都会根据当前时间更新待发送报文的总滞留时间，如果有新的报文存入发送缓存区则需要重新排序，如果没有，则直接采用上一次的排序结果。
13、有益效果：本专利技术中的各节点在每次启动发送时都需更新报文的总滞留时间，若有新的报文存入发送缓存区，则重新进行排序，以最新排序结果的发送优先级进行发送，若没有，则采取上一次排序结果，能够实时检测、实时更新发送缓存区的报文数量，以更新后的总滞留时间排序，通过动态排序调节发送优先级的方式，提高通信实时性，同时避免漏发报文。
14、一种环网通信系统，包括通过环网连接的至少三个通信节点，每个通信节点通过第一端口和第二端口以环网的方式连接，各端口用于接收与本节点所连接的节点发送的报文数据，发送本节点另一个端口转存的报文数据和/或本节点需要发送的报文数据，所述任一通信节点用于接收并存放报文数据，并将需要发送的报文放入发送缓存区，检测发送缓存区的报文数量，当检测到发送缓存区中只有一组待发送的报文数据时，直接将该报文数据进行转发，当检测到发送缓存区中至少有两组待发送的报文数据时，根据该节点内部启动时间、该报文数据存入发送缓存区的时间和该该报文历史滞留时间生成当前总的滞留时间，根据总的滞留时间进行排序，依据排序的结果选择优先级启动转发该报文数据。
15、有益效果：本专利技术的一种环网通信系统，适用于多种通信方式的环网系统，能够实现上述的环网通信方法，该系统包括至少三个通信节点，环网的节点收到报文时，将报文存入节点中，将待发送的报文放入发送缓存区，发送缓存区检测报文数量，只有一组报文时，则该节点不需要进行排序，直接启动发送该报文；当存在多组报文时，根据每帧报文当前总的滞留时间进行优先级的排序，根据排序结果进行发送。该方法在传输的报文信息数量较多或环网内节点较多，导致了发送报文在节点内滞留的情况下，根据每帧报文的历史滞留时间实时和当前滞留时间，得到的当前总的滞留时间调整报文的发送优先级，使得环网内报文传输延迟更加均衡，进而报文传输效率提高，整个环网通信的实时性提高。
16、进一步地，所述通信节点为源控终端，源控终端包括cpu和fpga，所述cpu将该节点检测数据组成报文发送给fpga；所述fpga包括交互模块、第一端口的发送缓存区和发送模块及第二端口的发送缓存区和发送模块，所述交互模块用于获取该节点需发送的报文并存入第一端口的发送缓存区或存入第二端口的发送缓存区；所述发送缓存区用于存储本端口获取的报文数据或转存另一端口需要转发的报文数据；所述发送模块用于实时监测本端口发送缓存区的数据，将待发送的报文数据按优先级进行转发。
17、有益效果：本专利技术通信节点为源控终端，源控终端采用cpu和fpga结合的方式，便于该通信系统进行扩展数据。采用fpga能够实现对报文的接收发送进行控制，以及报文滞留时间的统计和排序，同时，fpga进行排序时耗费的时间比较短，采用精度较高的时钟统计报文直流延迟的时间，统计结果比较准确。保证了报文传输的效率以及发送的实时性。
18、进一步地，所述发送模块得到当前的总滞留时间为历史滞留时间与本帧报文在本终端滞留时间的和，所述本帧报文在本终端滞留时间为发送模块启动发送时间与报文存入发送缓存时间的差值。
19、有益效果：总的滞留时间为历史滞留时间和当前滞留时间的和，按照总的滞留时间对报文进行排序，根据报文在环网中总的滞留时间排序，有效均衡了报文传输过程中的延迟，避免了有的报文数据在整个环网中传输过程中，网络延迟大导致传输速度点过慢无法实时进行传输的情况。
20、进一步地，所述发送模块进行排序时，存在多帧报文的总滞留时间相同时，则采用先进先出原则进行发送。
21、有益效果：本专利技术同时考虑了某一节点排序过程中存在多帧报文总的滞留时间相同的情况，在该情况下采用先进先出原则进行发送。
22、进一步地，每个端口的发送缓存区采用三级缓存模式，包本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种环网通信方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的环网通信方法，其特征在于，所述总的滞留时间为历史滞留时间与该帧报文在该节点当前滞留时间的和，所述本帧报文当前滞留时间为该报文启动发送时间与该报文存入发送缓存区的时间的差值。
3.根据权利要求2所述的环网通信方法，其特征在于，当排序的多帧报文的总滞留时间相同时，则采用先进先出原则进行发送。
4.根据权利要求1或2所述的环网通信方法，其特征在于，在每次启动发送时都会根据当前时间更新待发送报文的总滞留时间，如果有新的报文存入发送缓存区则需要重新排序，如果没有，则直接采用上一次的排序结果。
5.一种环网通信系统，包括通过环网连接的至少三个通信节点，每个通信节点通过第一端口和第二端口以环网的方式连接，各端口用于接收与本节点所连接的节点发送的报文数据，发送本节点另一个端口转存的报文数据和/或本节点需要发送的报文数据，其特征在于，所述系统中的任一通信节点用于接收并存放报文数据，并将需要发送的报文放入发送缓存区，检测发送缓存区的报文数量，当检测到发送缓存区中只有一组待发送的报
6.根据权利要求5所述的环网通信系统，其特征在于，所述通信节点为源控终端，源控终端包括CPU和FPGA，所述CPU将该节点检测数据组成报文发送给FPGA；所述FPGA包括交互模块、第一端口的发送缓存区和发送模块及第二端口的发送缓存区和发送模块，所述交互模块用于获取该节点需发送的报文并存入第一端口的发送缓存区或存入第二端口的发送缓存区；所述发送缓存区用于存储本端口获取的报文数据或转存另一端口需要转发的报文数据；所述发送模块用于实时监测本端口发送缓存区的数据，将待发送的报文数据按优先级进行转发。
7.根据权利要求6所述的环网通信系统，其特征在于，所述发送模块得到当前的总滞留时间为历史滞留时间与本帧报文在本终端滞留时间的和，所述本帧报文在本终端滞留时间为发送模块启动发送时间与报文存入发送缓存时间的差值。
8.根据权利要求7所述的环网通信系统，其特征在于，所述发送模块进行排序时，存在多帧报文的总滞留时间相同时，则采用先进先出原则进行发送。
9.根据权利要求5或6所述的环网通信系统，其特征在于，每个端口的发送缓存区采用三级缓存模式，包括发送数据缓存区、发送描述符缓存区和发送顺序排列结果缓存区，所述发送描述符包括该报文接收时间、该节点的滞留时间、报文帧长度和存储位置。
10.根据权利要求9所述的环网通信系统，其特征在于，所述发送缓存区是通过FPGA内部多个BlockRam实现，即每一级发送缓存对应一个2KB的BlockRam。
...【技术特征摘要】
1.一种环网通信方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的环网通信方法，其特征在于，所述总的滞留时间为历史滞留时间与该帧报文在该节点当前滞留时间的和，所述本帧报文当前滞留时间为该报文启动发送时间与该报文存入发送缓存区的时间的差值。
3.根据权利要求2所述的环网通信方法，其特征在于，当排序的多帧报文的总滞留时间相同时，则采用先进先出原则进行发送。
4.根据权利要求1或2所述的环网通信方法，其特征在于，在每次启动发送时都会根据当前时间更新待发送报文的总滞留时间，如果有新的报文存入发送缓存区则需要重新排序，如果没有，则直接采用上一次的排序结果。
5.一种环网通信系统，包括通过环网连接的至少三个通信节点，每个通信节点通过第一端口和第二端口以环网的方式连接，各端口用于接收与本节点所连接的节点发送的报文数据，发送本节点另一个端口转存的报文数据和/或本节点需要发送的报文数据，其特征在于，所述系统中的任一通信节点用于接收并存放报文数据，并将需要发送的报文放入发送缓存区，检测发送缓存区的报文数量，当检测到发送缓存区中只有一组待发送的报文数据时，直接将该报文数据进行转发，当检测到发送缓存区中至少有两组待发送的报文数据时，根据该节点内部启动时间、该报文数据存入发送缓存区的时间和该该报文历史滞留时间生成当前总的滞留时间，根据总的滞留时间进行排序，依据排序的结果选择优先级启动转发该报文数据。
6.根据权...
【专利技术属性】
技术研发人员：吕玄兵，王振华，周东杰，寇鹏伟，赵会彬，牟涛，李超，马志敏，朱付强，赵维毅，王晓丽，李海瑶，胡耀凯，刘浩磊，
申请(专利权)人：许继集团有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。