CN114006954A - 一种goose报文的收发方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种GOOSE报文的收发方法及装置，改变了现有技术中通过字符串匹配来查找发送队列，并将数据放到队列中，然后对应模块收到后还需要根据字符串去匹配相关管脚，将值赋至管脚上所带来的耗时问题。本发明提供的技术方案，通过在GOOSE报文发送之前对CCD文件进行解析处理，在报文发送之前建立数据与接收方的映射关系，避免了字符串匹配等耗时操作，在大数据量情况下可有效提高报文收发的效率和准确性。

Description

一种GOOSE报文的收发方法及装置

技术领域

本发明涉及电力***数据传输技术领域，尤其涉及一种GOOSE报文的收发方法及装置。

背景技术

在原有IEC61850规约处理GOOSE收发报文处理过程中，对需要解析的报文内容，首先需要根据控制块结构体中的用户信息字段，通过字符串查找对应映射关系，再根据其对应映射关系将内部数据转换为相应的外部显示数据内容，然后将数据内容按照外部功能块接收管脚进行处理，形成管脚名字长度+管脚名+值长度+值的格式数据发送给功能块，功能块接收后，根据管脚名来匹配具体管脚，并将值进行存储和显示。

由于嵌入式设备上会存在大量GOOSE报文，通过利用控制块结构体中的用户信息字段通过字符串匹配进行查找，并且在发送给外部功能块时，还需要形成字符串格式报文并且在功能块侧还需要对字符串进行解析处理，这一系列的字符串处理对性能影响较大，不能满足IEC61850规约对性能方面的要求。

发明内容

基于现有技术的上述情况，本发明的目的在于提供一种GOOSE报文的收发方法及装置，通过在GOOSE报文发送之前对CCD文件进行解析处理，并建立数据与接收方的映射关系，提高了报文收发的效率和准确性。

为达到上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种GOOSE报文的发送方法，包括步骤：

对CCD文件进行解析，获取文件原始数据信息，所述原始数据信息包括待发送的多路数据；

依据所述原始数据信息，建立映射关系；

计算所述原始数据信息中各个数据的偏移值；

将所述原始数据按照映射关系和偏移值放置于GOOSE报文中进行发送。

进一步的，所述建立映射关系包括：

获取控制数据块；

采用所述控制数据块对所述多路数据中的每一路数据进行分类；

将每一路数据的各个接收方与分类后的数据建立映射关系。

进一步的，所述对每一路数据进行分类包括按照值、品质和时间戳进行分类。

进一步的，所述获取控制数据块包括：

判断是否存在控制数据块；若存在，则直接调用该控制数据块；若不存在，则根据控制数据块结构大小来申请空间，创建控制数据块节点，并将其添加至控制数据块链表上。

进一步的，所述计算原始数据信息中各个数据的偏移值包括：

若数据类型为值，则给该值分配序号，并按照格式1字节的CPU号+31字节的功能块名+1字节的功能块管脚号+1字节的变化标志+2字节的品质+12字节的时间戳+1字节的值类型来计算该值的偏移值；

若数据类型为品质，则根据控制数据块找到其对应的偏移首地址，再根据格式1字节的CPU号+31字节的功能块名+1字节的功能块管脚号+1字节的变化标志来计算该品质的偏移值；

若数据类型为时间戳，则找到其对应的偏移首地址，再根据格式1字节的CPU号+31字节的功能块名+1字节的功能块管脚号+1字节的变化标志+2字节的品质来计算该时间戳的偏移值。

根据本发明的第二个方面，提供了一种GOOSE报文的接收方法，包括步骤：

在接收到的GOOSE报文中，根据用户号在控制数据块链表中查找对应控制块数据，接收到的数据与控制块数据里面的GOOSE接收数据项链表上的节点一一对应，按链表节点顺序进行处理；

根据GOOSE接收数据项链表节点中的偏移值，将该报文中的数据按照实际大小和类型进行转换后，放置到对应的偏移地址中。

根据本发明的第三个方面，提供了一种GOOSE报文的发送装置，包括文件解析模块、映射关系建立模块、偏移值计算模块和发送模块；其中，所述文件解析模块用于对CCD文件进行解析，以获取文件原始数据信息，所述原始数据信息包括待发送的多路数据；

所述映射关系建立模块用于依据所述原始数据信息，建立映射关系；

所述偏移值计算模块用于计算所述原始数据信息中各数据的偏移值；

所述发送模块用于将所述原始数据按照映射关系和偏移值放置于GOOSE报文中进行发送。

根据本发明的第四个方面，提供了一种GOOSE报文的接收装置，包括数据查找模块和数据放置模块；其中，

所述数据查找模块用于在接收到的GOOSE报文中查找对应的控制块数据；

所述数据放置模块用于根据偏移值，将该报文中的数据按照实际大小和类型进行转换后，放置到对应的偏移地址中。

综上所述，本发明提供了一种GOOSE报文的收发方法及装置，改变了现有技术中通过字符串匹配来查找发送队列，并将数据放到队列中，然后对应模块收到后还需要根据字符串去匹配相关管脚，将值赋至管脚上所带来的耗时问题。本发明提供的技术方案，通过在GOOSE报文发送之前对CCD文件进行解析处理，在报文发送之前建立数据与接收方的映射关系，避免了字符串匹配等耗时操作，在大数据量情况下可有效提高报文收发的效率和准确性。

附图说明

图1是本发明GOOSE报文的发送方法的流程图；

图2是CCD文件中GOOSE接收报文模型结构的示意图；

图3是本发明GOOSE控制数据块链表及控制数据块数据项示意图；

图4是本发明GOOSE报文的接收方法的流程图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面结合具体实施方式并参照附图，对本发明进一步详细说明。应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本发明的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本发明的概念。

下面对结合附图对本发明的技术方案进行详细说明。根据本发明的一个实施例，提供了一种GOOSE报文的发送方法，该方法的流程图如图1所示，包括如下步骤：

对CCD文件进行解析，获取文件原始数据信息，所述原始数据信息包括待发送的多路数据。在处理IEC61850规约之前，需要先解析回路实例配置文件(Configured CircuitDescription，以下简称“CCD文件”)，通过解析函数完成对CCD文件的解析，CCD文件采用UTF-8编码的XML文件格式，扩展名采用.ccd)的逐行扫描后，按照XML格式进行解析，获取文件原始数据信息。

依据所述原始数据信息，建立映射关系。建立映射关系包括：获取控制数据块；在获取控制数据块的过程中，首先判断是否存在控制数据块；若存在，则直接调用该控制数据块；若不存在，则根据控制数据块结构大小来申请空间，创建控制数据块节点，并将其添加至控制数据块链表上。控制数据块结构包含应用号、接收数据地址指针、发送数据地址指针、GOOSE接收数据项链表以及GOOSE发送控制块链表。根据应用号在控制数据块链表中进行查找来判断是否存在控制数据块。控制数据块里面的GOOSE接收数据项链表的每个数据包括CPU号、功能块名、功能块管脚号、数据类型、数据序号、类型标识、数据偏移地址。其中，数据类型用来标识该数据值是布尔类型、浮点类型或整型类型等；类型标识用来表明该数据是值、品质或时间戳。每项数据存储均按照格式1字节的CPU号+31字节的功能块名+1字节的功能块管脚号+1字节的变化标志+2字节的品质+12字节的时间戳+1字节的值类型+x字节的值，通过类型标识可以在计算偏移地址时根据标识内容来计算2字节的品质的偏移地址还是12字节的时间戳的偏移地址或是x字节的值的偏移地址，通过数据类型可以给x字节的值分配合适大小的地址空间。然后采用所述控制数据块对所述多路数据中的每一路数据进行分类，具体包括对每一路数据进行分类包括按照值、品质和时间戳进行分类。值包含品质和时间戳属性，当识别出该路数据类型为值，则给该值分配序号，并按照格式1字节的CPU号+31字节的功能块名+1字节的功能块管脚号+1字节的变化标志+2字节的品质+12字节的时间戳+1字节的值类型来计算该值的偏移值；当该数据是品质时，则首先根据控制数据块找到其对应的偏移首地址，再根据格式1字节的CPU号+31字节的功能块名+1字节的功能块管脚号+1字节的变化标志来计算该品质的偏移值；当该数据是时间戳时，首先找到其对应的偏移首地址，再根据格式1字节的CPU号+31字节的功能块名+1字节的功能块管脚号+1字节的变化标志+2字节的品质来计算该时间戳的偏移值。

在处理IEC61850规约之前，先通过GOOSE映射处理函数建立映射关系。以CCD原始数据信息为依据，建立以用户号(Appid)为关键字(Key)的控制块数据结构，并生成链表存储。根据每组数据中每一路数据被使用情况，按照值、品质、时间戳进行分类，并提取索引，按照索引一致为一组进行映射关系处理。

将每一路数据的各个接收方与分类后的数据建立映射关系。

计算所述原始数据信息中各个数据的偏移值。使用偏移处理函数进行计算各个数据的偏移值。

以下进行举例说明：CCD文件中GOOSE接收报文模型结构例如如图2所示，每个Appid中包含多路数据，如图2所示有6路数据，每一路数据会被多个使用者(即为数据接收方)使用，例如第一路数据是值，可以被V1、V2、V3三个使用者使用，第二路数据是品质，可以被Q1、Q3两个使用者使用，而且由于值、品质、时间戳是一组数据，因此，第一路中的V1和第二路中的Q1所对应的数据是一组数据。解析CCD文件完成后，会调用函数goose_gen_associate_fromCCD，处理前结构的内容如图2所示。首先，根据CPU号(cpuId)获取到CCD文件数据；然后，根据Appid查找GOOSE映射控制数据块是否存在。如果不存在则根据如下XJ_GOOSE_MANAGE结构体进行创建，以用户号Appid为关键字Key：

如果存在，则获取该数据控制块，然后根据图2中每一路是值或者品质或者时间戳进行分类，将每一路数据的使用者按照对应关系进行处理。type表示数据类型，seq表示数据序号，即第几个数据(只有这一路是值时才会处理该字段)，类型标识flag表示是值或者品质或者时间戳，offset表示数据偏移地址。按照如下XJ_GOOSE_Item结构体进行存储，并将其添加至对应的XJ_GOOSE_MANAGE结构体中的gooseItem链表上。图3中示出了本发明GOOSE控制数据块链表及控制数据块数据项示意图。

控制数据块中GOOSE接收数据项包括节点、数据类型、数据序号、类型标识以及数据偏移地址等信息。

将所述原始数据按照映射关系和偏移值放置于GOOSE报文中进行发送。

根据本发明的第二个实施例，提供了一种GOOSE报文的接收方法，该方法的流程图如图4所示，包括如下步骤：

在接收到的GOOSE报文中查找对应的控制块数据；

根据偏移值，将该报文中的数据按照实际大小和类型进行转换后，放置到对应的偏移地址中。

还可以包括：将所接收的数据与原始存储的报文数据进行比较，并根据比较结果对原始存储的报文数据进行修改。其中，若所接收的数据相比于原始存储的报文数据发生变化，则更新原始存储的报文数据的时间戳，并根据链路的连接状态修改原始存储的报文数据的品质值。

数据需要根据类型和实际大小进行转换，例如对外呈现的数据是布尔类型，但是在程序内部使用的数据是整型等非布尔类型数据，在赋值给对外呈现的数据时，需要对其进行转换成相应的数据格式。

当IEC61850规约处理函数接收到GOOSE报文后，根据Appid查找链表找到对应控制块数据，根据每一路数据的偏移值，将GOOSE报文中的数据按照实际大小和类型进行转换后，放置到对应的偏移地址中。还可以根据最新收到的报文数据与原始存储的报文数据进行比较，如果有变化就更新数据的时间戳。根据链路的连接状态来修改数据的品质值。按照功能块名字和类型，分别发送给功能块进行解析处理。在功能块侧直接根据索引和数据类型将数据存储至输出管脚变量上。

根据本发明的第三个实施例，提供了一种GOOSE报文的发送装置，包括文件解析模块、映射关系建立模块、偏移值计算模块和发送模块。

所述文件解析模块用于对CCD文件进行解析以获取文件原始数据信息，所述原始数据信息包括待发送的多路数据；

所述映射关系建立模块用于依据所述原始数据信息，建立映射关系；

所述偏移值计算模块用于计算所述原始数据信息中各数据的偏移值；

所述发送模块用于将所述原始数据按照映射关系和偏移值放置于GOOSE报文中进行发送。

根据本发明的第四个实施例，提供了一种GOOSE报文的接收装置，包括数据查找模块和数据放置模块。

所述数据查找模块用于在接收到的GOOSE报文中查找对应的控制块数据；

所述数据放置模块用于根据偏移值，将该报文中的数据按照实际大小和类型进行转换后，放置到对应的偏移地址中。

该第三和第四实施例提供的装置中各模块实现对应功能的具体步骤与本发明第一个实施例和第二个实施例中所提供的方法对应相同，在此不再赘述。

综上所述，本发明涉及一种GOOSE报文的收发方法及装置，改变了现有技术中通过字符串匹配来查找发送队列，并将数据放到队列中，然后对应模块收到后还需要根据字符串去匹配相关管脚，将值赋至管脚上所带来的耗时问题。本发明提供的技术方案，通过在GOOSE报文发送之前对CCD文件进行解析处理，在报文发送之前建立数据与接收方的映射关系，避免了字符串匹配等耗时操作，在大数据量情况下可有效提高报文收发的效率和准确性。

应当理解的是，本发明的上述具体实施方式仅仅用于示例性说明或解释本发明的原理，而不构成对本发明的限制。因此，在不偏离本发明的精神和范围的情况下所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。此外，本发明所附权利要求旨在涵盖落入所附权利要求范围和边界、或者这种范围和边界的等同形式内的全部变化和修改例。

Claims (10)

1.一种GOOSE报文的发送方法，其特征在于，包括步骤：

对CCD文件进行解析，获取文件原始数据信息，所述原始数据信息包括待发送的多路数据；

依据所述原始数据信息，建立映射关系；

计算所述原始数据信息中各个数据的偏移值；

将所述原始数据按照映射关系和偏移值放置于GOOSE报文中进行发送。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述建立映射关系包括：

获取控制数据块；

采用所述控制数据块对所述多路数据中的每一路数据进行分类；

将每一路数据的各个接收方与分类后的数据建立映射关系。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述对每一路数据进行分类包括按照值、品质和时间戳进行分类。

4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述获取控制数据块包括：

判断是否存在控制数据块；若存在，则直接调用该控制数据块；若不存在，则根据控制数据块结构大小来申请空间，创建控制数据块节点，并将其添加至控制数据块链表上。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述计算原始数据信息中各个数据的偏移值包括：

若数据类型为值，则给该值分配序号，并按照格式1字节的CPU号+31字节的功能块名+1字节的功能块管脚号+1字节的变化标志+2字节的品质+12字节的时间戳+1字节的值类型来计算该值的偏移值；

若数据类型为品质，则根据控制数据块找到其对应的偏移首地址，再根据格式1字节的CPU号+31字节的功能块名+1字节的功能块管脚号+1字节的变化标志来计算该品质的偏移值；

若数据类型为时间戳，则找到其对应的偏移首地址，再根据格式1字节的CPU号+31字节的功能块名+1字节的功能块管脚号+1字节的变化标志+2字节的品质来计算该时间戳的偏移值。

6.一种GOOSE报文的接收方法，其特征在于，包括步骤：

在接收到的GOOSE报文中，根据用户号在控制数据块链表中查找对应控制块数据，接收到的数据与控制块数据里面的GOOSE接收数据项链表上的节点一一对应，按链表节点顺序进行处理；

根据GOOSE接收数据项链表节点中的偏移值，将该报文中的数据按照实际大小和类型进行转换后，放置到对应的偏移地址中。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，还包括：

将所接收的数据与原始存储的报文数据进行比较，并根据比较结果对原始存储的报文数据进行修改。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述根据比较结果对原始存储的报文数据进行修改包括：

若所接收的数据相比于原始存储的报文数据发生变化，则更新原始存储的报文数据的时间戳，并根据链路的连接状态修改原始存储的报文数据的品质值。

9.一种GOOSE报文的发送装置，其特征在于，包括文件解析模块、映射关系建立模块、偏移值计算模块和发送模块；其中，

所述文件解析模块用于对CCD文件进行解析，以获取文件原始数据信息，所述原始数据信息包括待发送的多路数据；

所述映射关系建立模块用于依据所述原始数据信息，建立映射关系；

所述偏移值计算模块用于计算所述原始数据信息中各数据的偏移值；

所述发送模块用于将所述原始数据按照映射关系和偏移值放置于GOOSE报文中进行发送。

10.一种GOOSE报文的接收装置，其特征在于，包括数据查找模块和数据放置模块；其中，

所述数据查找模块用于在接收到的GOOSE报文中查找对应的控制块数据；

所述数据放置模块用于根据偏移值，将该报文中的数据按照实际大小和类型进行转换后，放置到对应的偏移地址中。

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