国电南瑞网络103规约报文重发机制在变电站监控系统侧的优化算法分析

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1、国电南瑞网络103规约报文重发机制在变电站监控系统侧的优化算法分析葛长明黄茂森(国电南瑞科技股份有限公司，江苏南京210065)摘要：随着计算机性能的提升，网络lO3程序的性能也必须得到改善，才能适应以后电力系统变电站自动化发展的要求。现采用用空间换时间的理念对现有网络lO3程序进行优化，报文重发机制的优化是其中的一部分。优化后由于减少了对内存的创建和删除(释放)操作，从而使程序在效率上得到了提升。关键词：网络lO3规约；UDP协议；报文重发机制；用空间换时间O引言的话，网络节点发送的报文可分为需重发报文、不需重发报文以及重发报文，前2种报文按类型单独编号，重发

2、报文属于补随着变电站综合自动化系统中网络规约的逐渐铺开与成发报文，用原有编号。变电站后台系统在收到跳号的非重要报熟，国电南瑞科技股份有限公司也制定了自己的基于UDP协文时，将接收序号更新即可，但当收到跳号的重要报文时，就需议的网络103规约。该规约定义了电力系统实时数据网络通重新申请跳号的重发报文。信应用层协议，描述了数据格式、控制序列等，适用于调度系统、集控中心及变电站监控系统中的网络数据交换。由于该规1现有算法约在扩展性、兼容性、稳定性、可靠性上具有很大的优势，因而尽管规约中已经明确定义需重发报文的接收与发送机制，在全国范围内得到了广泛的应用。但由于实际情况

3、不同，有些测控或保护装置(以下简称装置)实网络103规约通信说明：现了报文重发的机制，也有的装置没有实现。现在笔者就实现(1)任一网络节点每发送一个UDP广播报文或UDP／IP了报文重发机制的装置的算法作简要说明：点对点报文，数据编号便根据报文是否重发分别对数据编号值规约规定最多连续发送16个重发报文，所以装置程序会进行计数加一。任一网络节点收到一个UDP广播报文或定义一个索引数组(以下简称索引或类同结构)，该数组含有16UDP／IP点对点报文后，应分别记录所有其他节点的数据编号个元素的二维数组，存放需重发报文的编号及重发报文的内存值，而每个网络节点根据报文是否

4、重发应分别记录。任一网络地址。节点收到一个新报文后按如下原则处理(假设上一次报文数据装置在发送完一帧需重发报文后，装置程序会根据报文编编号为X，当前报文数据编号为Y)：号排序算法对索引进行重新排序，排序过程中对索引中最后一1)当Y—X、(X一1+65536)65536、(X一2+65536)个元素使用内存的情况进行处理(删除或释放内存空间)；然后65536、⋯、(X一16+65536)65536时，当前报文舍弃。创建一块内存，将报文编号及内存地址记入索引第一个元素。2)当y一(X+1)65536时，数据编号值更新，当前报文变电站后台监控系统接收到需重发报文(报文

5、编号记为正常处理。y)后，先判断这次收到的需重发报文编号是否等于上次接收的3)当Y一(X+2)65536、(X+3)65536、⋯、(X+需重发报文(报文编号记为X)编号加1。若Y=X+1则令X—17)65536时，当前报文正常处理，数据编号值重新记录；如果y；若yX+1则申请重收到的是需要申请重发的报文，则还需申请重发丢掉的报文发y一1、~-2、⋯，最多16帧报文，令X—y。(目前只考虑从单网申请和单网重发)，申请重发丢掉报文的数装置在接收到申请重发报文后，检查索引中报文编号与申据编号范围从(X+2)65536到y。请重发报

6、文中申请重发编号相匹配，有该编号则读取相应编号4)当收到其他报文时，数据编号值重新记录，当前报文正内存地址对应的报文重发，没有则发否定报文。常处理。这种算法的优点：有效利用内存空间，没有任何浪费。(2)每一个网络节点需定时发送心跳报文(定时时间暂定这种算法的缺点：由于发送每帧需重发报文时，都要对索为1000ms)。引进行排序，还要频繁对内存进行创建和删除(或释放)操作，(3)变电站后台监控系统收到网络节点重发的报文后，不因而效率较低。进行数据编号的判断，且重发报文(0x01)与需重发报文(0x02)2优化算法标志字节不同。由上文可知，网络103规约从报文重要性和

7、实时性来分类随着现在单片机、嵌入式操作系统、Windows操作系统、136sheyuFen×●■■■●■■■■■●■主■■■■坌■●■■堑■■■■■塞一Unix操作系统、Linux操作系统等CPU及内存性能的提升，现rent_re_ptr++；提出一种用空间(内存空间)换时间的算法，这种算法同样适用当eurrent_buf_ptr+buf—count~63时，current—bur—ptr—eurrentbufptr+buf于网络103规约的报文重发机制，使用这种算法大大优化了网_—count，否贝0current—buf—ptr=(current—_络103规

8、约的运行效率。bufpt