[發明專利]一種變電站數據幀的壓縮方法及裝置

無效

• 申請號: 201110205548.6
• 申請日: 2011-07-21
• 公開（公告）號: CN102891683A
• 公開（公告）日: 2013-01-23
• 發明（設計）人: 嚴永生;錢陽冬
• 申請（專利權）人: 南京航天銀山電氣有限公司
• 主分類號: H03M7/30
• 分類號: H03M7/30
• 代理公司: 深圳中一專利商標事務所 44237
• 代理人: 張全文

技術領域

本發明屬于變電站領域，尤其涉及一種變電站數據幀的壓縮方法及裝置。

背景技術

IEC61850是新一代的變電站自動化系統的國際標準國際電工委員會(IEC)TC57工作組制定的《變電站通信網絡和系統》系列標準，是基于網絡通信平臺的變電站自動化系統唯一的國際標準。

變電站數據幀主要有IEC61850-9-1數據幀和IEC61850-9-2數據幀。

IEC61850-9-1數據幀的映射方法相對固定、簡單，遵循IEC60044-7/8標準對合并單元的設定，比如采用12路的輸入通道，專用的數據集，固定的幀格式。不支持“GetMSVCBValues/SetMSVCBVlaues”等控制服務，也不支持對數據對象的直接訪問等服務。

IEC61850-9-2數據幀除了支持直接映射到數據鏈路層的“SendMSVMessage”服務外，還支持向多媒體信息服務(Multimedia?Message?Service，MMS)的映射，通過“GerMSVCBVlaues/SetMSVCBVlaues”等控制服務可重新設定輸入通道數、采樣頻率等參數，并支持數據集的更改、數據對象的直接訪問、幀格式的靈活定義，以及支持單播方式和采樣值報文。以太網類型的IEC618509-2數據包結構為：第0-11個字節是目的MAC地址和源MAC地址；第12-15個字節是VLAN的信息；第16-17字節是以太網類型，88B8代表IEC61850-8-1GOOSE，88B9代表GSE，88BA代表9-1/9-2采樣值；第18-19個字節是APPID，即應用標識，值的范圍從0x4000-0x7fff；第20-21個字節是長度，長度的值是從APPID開始到數據包結束的總長度；第22-25個字節保留；從第26個字節開始是APDU的具體內容，第26個字節是60，一個標識符Tag，它是savPdu的標識字；從第26個字節開始按照圖1的格式編解碼。其中，一個應用協議數據單元(Application?Protocol?Data?Unit，APDU)幀可以包括多個應用服務數據單元(Application?Service?Data?Unit，ASDU)，表1示出了以ASN.1編碼格式且包含2個ASDU的APDU幀格式：

表1：

在表1中，savPdu是以60作為標識，緊跟著是長度值；NoASDU是以80作為標識，后面是長度和ASDU的個數；SVID以80為標識，后面是長度和幾個字節的字符串；Sequnce?of?Data以87作為標識，后面緊跟的是長度以及L字節的數據包。

從上面的IEC61850-9-1數據幀結構和IEC61850-9-2數據幀結構可以看出，IEC61850數據幀的格式基本是固定，若其格式發生變化，則在其格式穩定了之后就不再變化了。相應的APDU頭、ASDU的頭、ASDU配置值、額定值以及ASN.1編碼格式等這些信息同樣幾乎很少改變或不會改變，改變的通常是模擬量采樣值。

在實際應用中，需要選用無損壓縮方法壓縮IEC61850的模擬量采樣數據以保證該IEC61850的模擬量采樣數據的完整性，比如選用ZIP壓縮方法或者RAR壓縮方法。

ZIP無損壓縮方法主要是對兩種類型的重復進行壓縮：一種是對短語形式的重復進行壓縮，即對三個字節以上的重復壓縮，ZIP用1個數字表示重復位置距當前壓縮位置的距離，用另1個數字表示重復的長度，由于這兩個數字所占的字節少于重復短語所占的字節，因此達到壓縮的目的；另一種是對單字節的重復進行壓縮，由于1個字節有256種可能的取值，因此ZIP在壓縮該類型的重復時，是對256種字節的取值重新編碼，使出現較多的字節使用較短的編碼，出現較少的字節使用較長的編碼，從而使變短的字節相對于變長的字節更多，以減少文件的總長度。由于該壓縮方法主要針對短語形式的重復和單字節的重復進行壓縮，因此壓縮效率不高，同時在壓縮單字節的重復時需要重新編碼，復雜的方法占用了大量的CPU資源，導致壓縮速度較慢。

而RAR無損壓縮方法則是對數據重新編碼排列以達到壓縮的目的。雖然RAR文件的壓縮效率通常高于ZIP文件的壓縮效率，但由于方法更復雜，因此壓縮速度較慢。此外，使用RAR無損壓縮方法獲得的RAR文件頭也要占據一定的CPU資源。

發明內容

本發明實施例提供了一種變電站數據幀的壓縮方法，旨在解決現有的無損壓縮方法在壓縮前后幀的采樣數據相差不大的數據幀時所導致的CPU資源占用較多，且不能兼顧壓縮效率和壓縮速度的問題。