一种智能电子设备的端口识别方法、电子设备和存储介质与流程

1.本专利属于新一代自主可控智能变电站技术领域，具体涉及一种智能电子设备的端口识别方法、电子设备和存储介质。


背景技术：

2.新一代自主可控智能变电站的设备被分为三层，分别为站控层、间隔层和过程层。站控层的设备和间隔层的设备通过mms报文和goose报文共网传输，实现间隔之间的信息传输，以及间隔与后台监控系统的数据交换；间隔层的设备和过程层的设备通过sv采样值报文和goose跳闸报文进行信息的直连传输，利用sv采样值报文将过程层的合并单元的采样数据传输到间隔层的设备装置，利用goose跳闸报文传输过程层的智能终端发出的开关量信息以及间隔层的保护测控设备发出的跳闸合闸命令。以上sv报文和goose报文需要满足一定的实时性和可靠性，根据这些要求，iec61850标准采用将sv报文和goose报文从应用层直接映射到数据链路层的服务映射方式。
3.因此，新一代自主可控智能变电站中的一些智能电子设备，例如间隔层设备既接收sv报文和收发goose报文，又收发mms报文，所以在间隔层设备中就会存在上述三种报文的传送交互。且因为sv报文和goose报文经过应用层、数据链路层和物理层，而mms报文经过应用层、表示层、会话层、传输层、网络层、数据链路层、物理层，则需要在设备的信息传输结构中同时构建第一网络结构和第二网络结构。为了确保每种报文转发到正确的位置，现有的方法是设计间隔层设备时事先规定好该设备的每个端口只能连接过程层设备或站控层设备，并将从对应端口接收到的报文转发到对应的上层网络结构中；对应上层网络结构下发的报文转发到对应的端口对外发送。因为在具体搭建智能变电站时线路连接情况不是固定不变的，所以需要布线人员根据接线图手动设置端口的连接以适应变化的端口接线。接线工作只能采用固定的间隔层设备端口接线导致间隔层设备端口接线方式不灵活，并且人工配置端子编号的过程中容易出现错误，当出错时就会使得设备无法正常工作，导致整个智能变电站系统无法正常运行。


技术实现要素：

4.基于上述问题，本专利提供了一种智能电子设备的端口识别方法、电子设备和存储介质，实现自动配置界面模块端子编号，界面模块根据上述端子编号完成智能电子设备与它的接口设备之间的信息交互，避免了人工观察、手动配置端子编号容易出现错误的缺点。
5.第一方面，本专利提供了一种智能电子设备的端口识别方法，包括：
6.构建界面模块，设置界面模块上的端子，作为界面模块接收报文的入口和发送报文的出口，端子通过包流线与第一网络结构的应用层模块、第二网络结构的网络层模块以及数据链路层模块连接，为每个端子配置一个特定的编号；
7.设置界面模块的若干个状态和执行逻辑，通过利用界面模块识别接口设备的类型
以及转发从上层网络结构或数据链路层发出的报文，其中接口设备是与设备端口连接并且进行信息交互的设备；
8.所述界面模块位于设备节点模型的上层网络结构与数据链路层之间，其中上层网络结构包括第一网络结构的应用层和第二网络结构的应用层、表示层、会话层、传输层、网络层。
9.优选地，为每个端子配置一个特定的编号的执行逻辑包括：
10.利用包流线将界面模块的端子分别与第一网络结构的应用层模块和第二网络结构的网络层模块相连；
11.配置界面模块，根据所连模块所属的上层网络结构的类型为界面模块端子配置编号，并将编号存入界面模块，用于转发界面模块接收到的报文。
12.优选地，为每个端子配置一个特定的编号的执行逻辑还包括：
13.利用包流线将界面模块的端子与数据链路层模块相连；
14.当界面模块进入接口设备识别状态并且接收到来自接口设备的报文时，界面模块通过检测格式识别上述报文的类型，根据报文类型为连接数据链路层模块的界面模块端子配置编号，并将编号存入界面模块，用于转发界面模块接收到的报文。
15.优选地，界面模块转发从上层网络结构发出的报文的执行逻辑包括：
16.界面模块接收到来自上层网络结构的报文，从储存在界面模块的端子编号中读取并识别上述报文所通过的端子的编号，确定报文来自于第一网络结构或者第二网络结构；
17.若确定报文来自于第一网络结构，则将检索项确定为与数据链路层模块连接且接收sv报文和收发goose报文的端子的编号，其中检索项是指储存在界面模块中的特定的内容，读取储存在界面模块中的端子编号，从所有的端子编号中筛选出符合检索项的端子编号，界面模块通过上述端子编号所对应的端子向数据链路层转发报文，从而实现接口设备对来自上层网络结构的报文的接收；
18.若确定报文来自于第二网络结构，则将检索项确定为与数据链路层模块连接且收发mms报文的端子的编号，读取储存在界面模块中的端子编号，从所有的端子编号中筛选出符合检索项的端子编号，界面模块通过上述端子编号所对应的端子向数据链路层转发报文，从而实现接口设备对来自上层网络结构的报文的接收。
19.优选地，界面模块转发从数据链路层发出的报文的执行逻辑包括：
20.界面模块接收到从数据链路层发出的报文，读取报文所通过的端子的编号，从上述端子编号识别报文来自于收发sv报文和goose报文的数据链路层模块或者来自于收发mms报文的数据链路层模块；如果识别的结果是报文来自于收发sv报文和goose报文的数据链路层模块，则将检索项确定为与第一网络结构的应用层模块连接的端子的编号，从所有储存在界面模块中的端子编号筛选出符合检索项的端子编号，界面模块通过上述端子编号对应的端子向上层网络结构转发报文，从而实现上层网络结构对来自接口设备的报文的接收；
21.如果识别的结果是报文来自于收发mms报文的数据链路层模块，则将检索项确定为与第二网络结构的网络层模块连接的端子的编号，从所有储存在界面模块中的端子编号筛选出符合检索项的端子编号，界面模块通过上述端子编号对应的端子向上层网络结构转发报文，从而实现上层网络结构对来自接口设备的报文的接收。
22.优选地，实现界面模块对接口设备的识别，所述接口设备包括以下至少一种：过程层设备、站控层设备。
23.第二方面，本专利实施例提供了一种电子设备，包括存储器和处理器；
24.所述存储器用于存储计算机程序；
25.所述处理器，用于执行所述计算机程序并在执行所述计算机程序时，实现前述的智能电子设备的端口识别方法的步骤。
26.第三方面，本专利实施例提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时使所述处理器实现上述的方法的步骤。
27.从上述的技术方案可以看出，本专利具有以下有益效果：
28.本专利是一种智能电子设备的端口识别方法、电子设备和存储介质，方法包括：界面模块对与第一网络结构的应用层和第二网络结构的网络层相连的端子进行编号，通过判断接口设备分别发出的报文格式识别各端口对外连接的设备类型，实现灵活的设备端口连接以及投入工作后对外收发对应类型的报文；利用上述端子编号将sv报文和goose报文转发到第一网络结构以及相应的数据链路层，将mms报文转发到第二网络结构以及相应的数据链路层，从而实现接口设备对来自上层网络结构的报文的接收，以及上层网络结构对来自接口设备的报文的接收；本专利提出的智能电子设备的端口识别方法，跳过了人工配置端口类型的过程，避免了人工连线的麻烦以及容易出错的情况，使得节点模型端口的接线更加灵活，也促进了智能变电站设备的正常运行。
附图说明
29.为了更清晰地说明关于本专利的实施例中的技术方案，下面将对说明实施例时所用到的每一张附图进行编号并加以简单的介绍。并且下面的附图只是本专利的实施例，在没有做出创造性劳动的前提下，本领域的普通技术人员还可以通过下列的附图得到其他的附图。
30.图1是本专利一种实施例智能变电站间隔层设备的仿真设计方案实施流程图；
31.图2是本专利一种实施例智能变电站间隔层设备配置界面模块端子编号时的流程图；
32.图3是本专利一种实施例智能变电站间隔层设备的界面模块转发报文时的流程图；
33.图4是一实施方式中端口识别方法的场景示意图；
34.图5是本专利实施提供的一种电子设备的示意性框图；
35.图6是本专利另一实施例保护测控装置仿真设计方法实施流程图；
36.图7是本专利另一实施例保护测控装置的界面模块的进程域模型示意图。
具体实施方式
37.下面将结合关于本专利实施例的附图，对本专利实施例中的技术方案进行完整、清楚地描述，并且所提出的实施例只是本专利的一部分实施例，不是全部的实施例，显然，在没有做出创造性劳动的前提下，本领域的普通技术人员还可以通过提出的实施例得到其
他的实施例，并且这些实施例都属于本专利保护的范围。
38.参阅图1，本实施例提出一种智能电子设备的端口识别方法，以间隔层设备为例，在间隔层设备中存在sv报文、goose报文、mms报文的传送交互，mms报文在信息传输时经过osi模型的应用层、表示层、会话层、传输层、网络层、数据链路层、物理层，sv报文和goose报文在信息传输时只经过应用层、数据链路层和物理层，所以通过构建界面模块，如图2所示对界面模块上的端子进行编号，如图3所示通过正确的端子转发报文。所述端口识别方法可以应用在电子设备中，用于通过报文类型自动识别端口所连接的设备等过程。
39.在一些实施方式中，电子设备可以为终端设备或服务器，其中终端设备例如包括手机、平板电脑、笔记本电脑、台式电脑、个人数字助理；服务器可以为独立的服务器或者为服务器集群。
40.举例而言，请参阅图4，服务器获取终端设备发送的电力信息系统的相关信息，根据所述相关信息对所述智能电子设备信息传输的端口进行识别，以及将识别的结果发送给终端设备。当然本专利实施例的端口识别方法也不限于此场景。
41.本实施例的实现步骤如下。
42.第一步，构建界面模块并用包流线连接模块，包括：
43.在间隔层设备节点模型中的上层网络结构与数据链路层之间构建界面模块，用于转发从上层网络结构或数据链路层发出的报文，使用包流线将界面模块上的端子与第一网络结构的应用层模块、第二网络结构的网络层模块以及数据链路层模块相连，模块之间交互的信息通过包流线进行传输。
44.第二步，配置界面模块。
45.(1)状态设置
46.至少需要设置的状态有：“初始化”状态、“等待”状态、“初始报文处理”状态、“报文传输”状态。
47.(2)功能实现
48.初始化本模块的相关功能，获取进程模型运行所需的相关信息；等待由过程层设备或站控层设备发送的报文；根据到达报文的格式检测出报文的类型，通过对报文经过的端子进行编号反映上述报文类型，界面模块将上述端子编号储存起来，处理完毕，等待为下一个端子编号，直到所有端子编号完成；若来自上层网络结构的报文到达界面模块，界面模块从被储存起来的端子编号中找到报文经过的端子的编号，根据端子编号确定上述报文来自第一网络结构还是来自第二网络结构，如果报文来自第一网络结构，则将检索项确定为与数据链路层模块连接且收发sv报文、goose报文的端子的编号，查找满足检索项的端子编号，如果报文来自第二网络结构，则将检索项确定为与数据链路层模块连接且收发mms报文的端子的编号，通过这些端子编号所对应的端子转发界面模块所接收的报文，转发完成，等待处理下一条报文，若数据链路层报文到达界面模块，界面模块从被储存起来的端子编号中找出报文经过的端子的编号，根据上述端子编号判断报文类型是sv报文、goose报文还是mms报文，如果是sv报文、goose报文，则将检索项确定为与第一网络结构的应用层模块连接的端子的编号，查找满足检索项的端子编号，如果是mms报文，则将检索项定为与第二网络结构的网络层模块连接的端子的编号，通过这些端子编号所对应的端子转发界面模块所接收到的报文，转发完成，等待处理下一条报文。
49.(3)执行逻辑
50.触发仿真起始中断进入“初始化”状态，执行初始化的各个程序。初始化执行完毕后，进入到“等待”状态，等待接收过程层设备或站控层设备发出的报文来实现识别接口设备以及为界面层端子配置编号。当第一条报文到达，进入到“初始报文处理”状态，开始通过识别报文类型来配置与连接数据链路层模块的端子的编号，并将端子编号储存起来，执行完毕后返回到该状态，等待处理下一个报文。全部端子编号配置完成之后，进入到“报文传输”状态，等待报文到达界面模块。当报文到达界面模块时，调用储存起来的端子编号，识别到达报文类型，根据到达报文类型确定转发报文的端子，执行报文转发，执行完毕后返回到“报文传输”状态，等待下一个报文的到达。
51.第三步，对连接上层网络结构模块的界面模块端子进行编号，包括：
52.为与第一网络结构的应用层模块、第二网络结构的网络层模块相连的端子分别配置一个特定的编号，并将上述端子编号储存在界面模块中，用于识别通过端子的报文类型以及转发界面模块接收到的报文。
53.请参阅图5，图5是本专利实施例提供的电子设备700的示意性框图。可选的，电子设备700可适用于前述的端口识别方法。
54.在一些实施方式中，电子设备700可以为终端设备或服务器，其中终端设备例如包括手机、平板电脑、笔记本电脑、台式电脑、个人数字助理；服务器可以为独立的服务器或者为服务器集群。
55.该电子设备700包括一个或多个处理器701，一个或多个处理器701单独地或共同地工作，用于执行前述的端口识别方法的步骤。
56.优选地，电子设备700还包括存储器702。
57.优选地，处理器701和存储器702通过总线703连接，该总线703比如为i2c(inter-integrated circuit)总线。
58.具体地，处理器701可以是微控制单元(micro-controller unit，mcu)、中央处理单元(central processing unit，cpu)或数字信号处理器(digital signal processor，dsp)等。
59.具体地，存储器702可以是flash芯片、只读存储器(rom，read-only memory)磁盘、光盘、u盘或移动硬盘等。
60.其中，所述处理器701用于运行存储在存储器702中的计算机程序，并在执行所述计算机程序时实现前述的端口识别方法的步骤。
61.优选地，所述处理器701用于运行存储在存储器702中的计算机程序，并在执行所述计算机程序时实现如下步骤：
62.构建界面模块，设置界面模块上的端子，作为界面模块接收报文的入口和发送报文的出口，端子通过包流线与第一网络结构的应用层模块、第二网络结构的网络层模块以及数据链路层模块连接，为每个端子配置一个特定的编号；
63.设置界面模块的若干个状态和执行逻辑，通过利用界面模块识别接口设备的类型以及转发从上层网络结构或数据链路层发出的报文，其中接口设备是与设备端口连接并且进行信息交互的设备；
64.所述界面模块位于设备节点模型的上层网络结构与数据链路层之间，其中上层网
络结构包括第一网络结构的应用层和第二网络结构的应用层、表示层、会话层、传输层、网络层。
65.本专利实施例提供的电子设备的具体原理和实现方式均与前述实施例的端口识别方法类似，此处不再赘述。
66.本专利实施例还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序中包括程序指令，所述计算机程序被处理器执行时使所述处理器实现上述实施例提供的端口识别方法的步骤。
67.其中，所述计算机可读存储介质可以是前述任一实施例所述的电子设备的内部存储单元，例如所述电子设备的硬盘或内存。所述计算机可读存储介质也可以是所述电子设备的外部存储设备，例如所述电子设备上配备的插接式硬盘，智能存储卡(smart media card，smc)，安全数字(secure digital，sd)卡，闪存卡(flash card)等。
68.本实施例仿真设计方法不只适用于同时具备第一网络结构和第二网络结构的间隔层设备的仿真模型，同样适用于站控层设备和过程层设备的仿真模型，站控层设备采用关于第二网络结构的构建方法，过程层设备采用关于第一网络结构的构建方法。
69.如图6所示，下面是以opnet软件作为仿真平台的另一个实施例，具体的算例说明本专利的新一代自主可控智能变电站间隔层设备中的保护测控装置仿真模型的智能电子设备的端口识别方法，本专利提出的方法不仅仅只能用于opnet仿真软件，还能用于如ns2、matlab等仿真软件中。
70.第一步，构建界面模块并用包流线连接模块，包括：
71.在间隔层设备节点模型中的上层网络结构与数据链路层之间构建界面模块，设置界面模块上的端子，使用包流线将界面模块上的端子与第一网络结构的应用层模块、第二网络结构的网络层模块以及数据链路层模块相连，模块之间交互的信息通过包流线传输。
72.第二步，在间隔设备节点模型中配置界面模块，在仿真中需要实现的状态和逻辑如下：
73.(1)设置“initialize”状态
74.转移条件：仿真开始；
75.功能：在仿真开始时初始化本模块的相关功能，获取进程模型运行所需的相关信息，为开始仿真运行做好准备；
76.(2)设置“wait”状态
77.转移条件：“initialize”状态结束；
78.功能：等待由过程层设备或者站控层设备发出、到达界面模块的报文；
79.(3)设置“init packet process”状态
80.转移条件：处于“wait”状态且检测到报文达到；
81.功能：根据到达报文的格式检测出报文的类型，对接收报文的端子进行编号，并将端子编号储存起来，执行完毕后，等待处理下一条报文，直到所有端子编号完成，状态结束；
82.(4)设置“packet transmit”状态
83.转移条件：“init packet process”状态结束；
84.功能：等到报文到达，从储存在界面模块的端子编号中读取报文经过的端子编号，根据端子编号判断出报文的来源或者报文的类型，将从使用sv报文、goose报文进行通信的
数据链路层发出的报文从选定的端子发出，沿着包流线传输到第一网络结构；将从使用mms报文进行通信的数据链路层发出的报文从选定的端子发出，沿着包流线传输到第二网络结构；从第一网络结构发出的报文从选定的端子发出，沿着包流线传输到使用sv报文、goose报文进行通信的数据链路层；从第二网络结构发出的报文从选定的端子发出，沿着包流线传输到使用mms报文进行通信的数据链路层。
85.如图7所示，本实施例基于opnet仿真平台对具有第一网络结构和第二网络结构的间隔层设备的一般建模方法，在上层网络结构和数据链路层之间搭建出界面模块模型，实现在整个模型正式开始工作前，通过检测报文类型完成对界面模块端子编号，正确规划出智能变电站模型正常运行时各个报文的传输路径。
86.第三步，对连接第一网络结构的应用层模块和第二网络结构的网络层模块的界面模块端子进行编号，包括：
87.为与第一网络结构的应用层模块、第二网络结构的网络层模块相连的界面模块端子分别配置一个特定的编号，并将上述端子编号储存在界面模块中，用于识别通过端子的报文类型以及确定转发界面模块接收到的报文的端子。
88.实现上述步骤的计算机程序的执行和存储，包括：
89.使用处理器701运行存储在存储器702中的计算机程序，并在执行所述计算机程序时实现前述的端口识别方法的步骤。
90.使用计算机可读存储介质存储计算机程序，所述计算机程序中包括程序指令，所述计算机程序被处理器执行时使所述处理器实现上述实施例提供的端口识别方法的步骤。
91.以上的实施例仅用来说明本专利提出的技术方法，而非对其进行限制；尽管参照前述实施例对专利进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当能够理解；其依然可以对前述实施例所提出的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不会使相应技术方案在本质上脱离本发明实施例中的技术方案的精神和范围。