專利名稱：便攜式電力通信規(guī)約檢測儀及其檢測方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種對電力系統(tǒng)通信及其過程進行實時檢測的儀器， 同時涉及該檢測儀的檢測方法，屬于電力系統(tǒng)通信檢測技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
當(dāng)前電力系統(tǒng)已普遍采用自動化系統(tǒng)進行監(jiān)一見、控制和調(diào)度工作，
如能量管理系統(tǒng)EMS、變電站綜合自動化系統(tǒng)SCADA等。這些系統(tǒng)的 信息來源和控制都依賴網(wǎng)絡(luò)通信，而且隨著基于IEC61850通信體系 的數(shù)字化變電站的實施和大面積推廣，傳統(tǒng)的通過電纜連接方式傳遞 測控計量電流電壓、斷路器和隔離刀閘的控制聯(lián)閉鎖、繼電保護跳合 閘、啟動、閉鎖等信號，也已改為通過網(wǎng)絡(luò)通信方式實現(xiàn)。因此，電 力自動化系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)通信的正確傳送就尤為重要。
通過近幾年對電力自動化系統(tǒng)運行缺陷統(tǒng)計分析發(fā)現(xiàn)，因網(wǎng)絡(luò)通 信缺陷導(dǎo)致電力自動化系統(tǒng)運行異常呈上升趨勢。這是由于目前電 力自動化系統(tǒng)中的各子系統(tǒng)往往采用多個廠家的不同產(chǎn)品，各廠家對 通信規(guī)約的理解存在不一致，而且出于某些目的對規(guī)約進行修改和擴 充的現(xiàn)象也非常普遍；各個廠家在通信規(guī)約的實現(xiàn)能力上參差不齊， 導(dǎo)致在工程現(xiàn)場修改程序的現(xiàn)象比較平凡，使得產(chǎn)品缺乏足夠嚴格的 測試過程以保證通信的可靠性。據(jù)發(fā)明人所知，荷蘭的KEMA咨詢公 司為國際上標準一致性測試權(quán)威機構(gòu)，但其是實驗室測試，無法在工 程現(xiàn)場進行測試，也不具備系統(tǒng)健壯性測試，同時，其測試用例與工 程現(xiàn)場也不完全一致，而且產(chǎn)品還有在工程現(xiàn)場修改的可能，因此， KEMA的測試結(jié)果不足以保證通信的可靠性。
現(xiàn)有電力自動化系統(tǒng)在實際運行中的通信故障較多，這些通信故
8障主要體現(xiàn)在以下幾個方面后臺監(jiān)控事故時動作事件記錄不完整， 保護測控裝置因通信問題引起自復(fù)位，通信單元或后臺監(jiān)控功能異常 或死機，調(diào)度和無人值班集控中心自動化系統(tǒng)收到的數(shù)據(jù)(報文)不 全甚至全部丟失，遙測數(shù)據(jù)異常躍變，遙信數(shù)據(jù)異常變位，測控裝置 防誤操作聯(lián)閉鎖故障以及計算機網(wǎng)絡(luò)遭病毒攻擊等等。由于缺乏有效 的技術(shù)手段，目前維護人員往往只能對這些通信故障進行定性分析， 因此不利于綜合自動化系統(tǒng)的安全運行。
經(jīng)檢索發(fā)現(xiàn)，申請?zhí)?00610098252. 8的中國專利《通訊規(guī)約記錄 分析裝置及其分析方法》公開了 一種分體式通訊規(guī)約記錄分析裝置， 該裝置的主要技術(shù)方案是一個分布式結(jié)構(gòu)，由分配在各個通信節(jié)點的 通信記錄儀和一個分析管理機組成，通信記錄儀和分析管理機之間用 單獨的以太網(wǎng)連接；在規(guī)約記錄儀中，串口接入;f莫塊、以太網(wǎng)接入才莫 塊、CAN網(wǎng)接入模塊、L0NW0RK模塊、GPS模塊的輸出端分別與CPU模 塊的輸入端連接，CPU模塊的輸出端接裝置異常輸出模塊、大容量存 儲模塊的輸入端，鍵盤顯示模塊與CPU模塊相連接；規(guī)約記錄裝置的 輸出端接規(guī)約分析裝置的輸入端將記錄的內(nèi)容供規(guī)約分析管理機分 析。該裝置的分析方法主要步驟是1)通信記錄儀的通信記錄模塊 根據(jù)通信配置文件對每個需要記錄的通信端口的報文經(jīng)捕捉，并每10 分鐘保存一個通信端口的原始通信報文，產(chǎn)生一個記錄文件；2)通 信記錄^[義的通信記錄;f莫塊每產(chǎn)生一個記錄文件后通知上行通信纟莫塊， 上行通信模塊將主動和分析管理機的下行通信模塊通信，將該記錄文 件上傳到分析管理機；3)分析管理機的下行通信模塊在完整接收一 個記錄文件后依據(jù)通信配置文件對記錄文件進行分類統(tǒng)一存儲，此時 并不對記錄文件進行分析，而是等待用戶的選擇再進行分析；4)當(dāng) 用戶選擇分析某個通信端口的某個時間段的通信報文時，分析管理機 在進行報文分析時利用通信配置文件取得相應(yīng)的通信參數(shù)信息和規(guī)
9約信息，自動調(diào)用相應(yīng)的規(guī)約分析模塊來分析記錄文件，產(chǎn)生分析結(jié)
果，并對分析結(jié)果經(jīng)格式化顯示；5)規(guī)約分析模塊的分析方法是， 依據(jù)規(guī)約中報文的格式從記錄文件中讀取原始報文，然后依據(jù)規(guī)約對 原始報文按照字節(jié)和字節(jié)組合順序進行分析，再依據(jù)規(guī)約對報文和報 文之間的關(guān)系進行分析。
上述通訊規(guī)約記錄分析裝置及分析方法存在以下問題 1)該裝置的記錄儀所述的各接入模塊和存儲器并行與CPU模塊連接， 眾所周知，CPU是串行工作方式，當(dāng)多個接入模塊同時高速傳送報文 到CPU模塊時會造成報文丟失。同時CPU模塊將多個接入模塊傳送來 的報文傳送給存儲器進行報文存儲，而存儲器的數(shù)據(jù)吞吐量遠小于接 入模塊的速率，又會造成存儲時的報文丟失。 一旦才艮文丟失，記錄存 儲的報文就不完整，等出了故障后調(diào)閱這些不完整的報文進行分析時 就會出錯，甚至根本找不到報文產(chǎn)生故障的原因，從而無法進一步查 找和排除相應(yīng)的電網(wǎng)故障，進而造成較大的事故。 2 )該裝置中所述的某些模塊(如CAN網(wǎng)接入模塊、L0NW0RK模塊等) 只有籠統(tǒng)的名詞，沒有相關(guān)的電路圖和實現(xiàn)機制，不知道具體結(jié)構(gòu)是 什么，本領(lǐng)域技術(shù)人員無法依據(jù)專利文件進行制作。
3) 該裝置是分體式固定裝置，需要在各輸變電站綜合自動化系統(tǒng)種 布置多臺，成本巨大，不便移動和攜帶。
4) 該裝置是先記錄并存儲各報文，等出了故障后再調(diào)閱存儲的歷史 報文記錄來分析報文故障原因，不能實時在線分析報文，難以快速及 時地發(fā)現(xiàn)導(dǎo)致事故隱患的網(wǎng)絡(luò)通信故障并找出故障原因，從而實際上 對因隱藏的網(wǎng)絡(luò)通信存在故障所導(dǎo)致的實時電網(wǎng)故障的排除和避免 擴大無所作為。
5) 該裝置的分析管理機所述的分析方法描述模糊不清楚，該分析方 法"依據(jù)規(guī)約對報文按照字節(jié)和字節(jié)組合順序進行分析，再依據(jù)規(guī)約對報文與報文之間的關(guān)系進行分析"，非常不全面，沒有字節(jié)與字節(jié)
或字節(jié)組合之間的關(guān)系、字節(jié)分支等等；沒有環(huán)境關(guān)聯(lián)分析、規(guī)約符 合性分析等。其大部分內(nèi)容為其所分析的對象和分析的結(jié)果，本領(lǐng)域
技術(shù)人員難以:接照該分析方法對記錄的報文實現(xiàn)有效的分析。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提出一種真正能對現(xiàn)行電力自動化 系統(tǒng)內(nèi)的所有通信數(shù)據(jù)進行完整采集和分析的便攜式電力通信規(guī)約 檢測儀及其沖企測方法；利用該4企測儀及其檢測方法應(yīng)當(dāng)能對電力自動 化系統(tǒng)的所有報文進行完整采集并分析確定各報文故障的原因及報 文故障的地點，從而方便維護人員及時排除與報文故障相應(yīng)的電網(wǎng)故 障和安全隱患，進而提高電力自動化系統(tǒng)運行的安全穩(wěn)定性。
為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提出的技術(shù)方案之一是 一種便 攜式電力通信規(guī)約檢測儀，包括安置在一便攜機箱內(nèi)的采集裝置和分 析裝置，所述采集裝置含有報文偵聽器和并行轉(zhuǎn)串行處理器，所述分 析裝置含有CPU、分析系統(tǒng)、分別與CPU連接的輸入器和顯示器；所 述報文偵聽器的輸入端接入電力通信鏈路，其輸出端并行連接于并行 轉(zhuǎn)串行處理器的輸入端；所述并行轉(zhuǎn)串行處理器的輸出端串行連接于 CPU,所述報文偵聽器和并行轉(zhuǎn)串行處理器的控制端分別連接CPU，所 述分析系統(tǒng)含有用于從并行轉(zhuǎn)串行處理器讀取所述電力通信鏈路的 報文的采集模塊、用于對所述報文進行網(wǎng)絡(luò)分析的網(wǎng)絡(luò)分析模塊、用 于對經(jīng)網(wǎng)絡(luò)分析后的報文的應(yīng)用層進行規(guī)約分析的規(guī)約分析模塊和 用于調(diào)度和管理所述模塊的調(diào)度管理模塊。
實踐表明，由于對電力通信規(guī)約的檢測是完成對整個電力通信網(wǎng) 絡(luò)數(shù)據(jù)的偵聽，故偵聽網(wǎng)口必須工作在混雜模式下，即偵聽網(wǎng)口要接 受所有通過它的數(shù)據(jù)流，不管是什么格式，什么地址的。如果采用傳 統(tǒng)的CPU直接接收數(shù)據(jù)的方式進行設(shè)計，由于CPU對中斷處理的限制，在網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)量較大，特別是小包大量傳輸?shù)倪^程中，系統(tǒng)必然產(chǎn)生丟 包，且數(shù)據(jù)包時標無法準確標記。而本發(fā)明的檢測儀出乎意料地采用 并行轉(zhuǎn)串行處理器與各報文偵聽器的輸出端口并行連接，使得報文輸
入CPU之前得以緩沖；因此即使偵聽的各通信鏈路報文流量很大，各 報文在到達CPU之前也不會存在丟失的可能。同時，又由于本發(fā)明枱r 測儀的報文是先經(jīng)過規(guī)約分析模塊進行實時規(guī)約分析后再存儲，因 此，即使存儲速率較慢時丟失部分報文，也不會影響發(fā)現(xiàn)和分析報文 故障。
為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提出的技術(shù)方案之二是 一種便 攜式電力通信規(guī)約檢測儀的檢測方法，包括以下步驟
1) 啟動所述檢測儀，通過所述輸入器配置待4企測電力通信鏈路 的參數(shù)和特定規(guī)約關(guān)聯(lián)指定并形成系統(tǒng)配置文件；
2) 所述分析系統(tǒng)進行初始化，即所述CPU首先加載調(diào)度管理才莫 塊、網(wǎng)絡(luò)分析模塊和采集模塊，所述調(diào)度管理模塊依據(jù)所述系統(tǒng)配置 文件再加載M^約分析纟莫塊；
3) 所述報文偵聽器通過偵聽電力通信鏈路的報文，并將該報文 并行傳送至并行轉(zhuǎn)串行處理器，所述并行轉(zhuǎn)串行處理器對并行接收來 的報文加入時間戳，并將加入時間戳后的報文進行緩存；
4) 所述采集模塊從并行轉(zhuǎn)串行處理器讀取緩存的報文，并將該 報文送入網(wǎng)絡(luò)分析模塊；
5) 所述網(wǎng)絡(luò)分析模塊依據(jù)0SI模型各協(xié)議層語法和語義對送入 網(wǎng)絡(luò)分析模塊的報文進行網(wǎng)絡(luò)語法和語義分析直至該報文的應(yīng)用層， 并將應(yīng)用層的報文送入規(guī)約分析模塊，并將網(wǎng)絡(luò)語法和語義分析結(jié)果 送往顯示界面；
6) 所述規(guī)約分析模塊依據(jù)規(guī)約的語法和語義對所述應(yīng)用層的報 文進行規(guī)約語法和語義分析，并將規(guī)約語法和語義分析結(jié)果送往顯示界面。
本發(fā)明的便攜式電力通信規(guī)約檢測儀按照上述檢測方法可以在 線實時檢測多個待檢測的電力通信鏈路，當(dāng)發(fā)現(xiàn)報文故障后，可以第 一時間發(fā)現(xiàn)通信故障原因和地點，為及時排除通信故障提供了可能， 從而可以避免事故的進一步擴大，減少通信故障對電網(wǎng)正常運行帶來 的影響。
綜上，本發(fā)明的便攜式電力通信規(guī)約檢測儀及其檢測方法，不僅 改變了現(xiàn)有通訊規(guī)約記錄分析裝置及其分析方法所采用的先記錄后 分析的狀況，從而可以在線實時對各電力通信鏈路的報文進行分析，
并及時捕捉報文故障；而且徹底解決了現(xiàn)有通訊規(guī)約記錄分析裝置存 在的丟失報文的問題，從而真正實現(xiàn)對電力通信鏈路的報文進行完整 有效的分析。
上述技術(shù)方案之一的改進是所述并行轉(zhuǎn)串行處理器是FPGA處 理器或多個協(xié)同工作的單片機。
上述技術(shù)方案之一的進一步改進之一是所述報文偵聽器是交換 機端口鏡像信號報文偵聽器、網(wǎng)絡(luò)信號報文偵聽器、串口信號報文偵 聽器和MODEM載波信號報文偵聽器之一，所述報文偵聽器的輸入端接 入交換機通信鏈路、網(wǎng)絡(luò)通信鏈路、串口電力通信鏈路和載波電力通 信鏈路之一。
上述技術(shù)方案之一的進一步改進之二是所述"R文偵聽器是交換 機端口鏡像信號報文偵聽器、網(wǎng)絡(luò)信號報文偵聽器、串口信號報文偵 聽器和MODEM載波信號報文偵聽器，該四個報文偵聽器的各自輸入端 分別接入串口電力通信鏈路、交換機通信鏈路、網(wǎng)絡(luò)通信鏈路和載波 電力通信鏈路。
上述技術(shù)方案之一的更進一步改進是還包括存儲器，所述分析 系統(tǒng)還含有用于將采集模塊讀取的報文經(jīng)過分析系統(tǒng)分析后傳送至
13存儲器存儲的記錄模塊。這樣，在報文經(jīng)過分析系統(tǒng)分析后對報文進 行保存，以便在事故追憶和反演過程中提供寶貴的現(xiàn)場運行信息，可 以起到舉一反三的作用。
上述技術(shù)方案之一的再進一步改進是所述分析系統(tǒng)還含有用于 對網(wǎng)絡(luò)分析模塊和規(guī)約分析模塊產(chǎn)生的分析結(jié)果進行二次統(tǒng)計分析 的統(tǒng)計分析模塊。這樣，可以使分析結(jié)果更加直觀化，并可以直觀地 觀察到需要在長期監(jiān)視并形成值序列后才能發(fā)現(xiàn)存在問題。
上述技術(shù)方案之一的又進一步改進是所述FPGA處理器主要含 有型號為ALTERA EP3C25Q240的芯片，該芯片通過千兆的以太網(wǎng)口連 接CPU;所述串口報文偵聽器是分別提供RS485、 RS422和RS232三種 通信接口的三合一 串口報文偵聽器；所述MODEM栽波信號報文偵聽器 含有用于偵聽一路MODEM載波電力通信鏈路的二路MODEM載波接收接 口 ，其二路接收接口分別并接到MODEM載波電力通信鏈路的一對收、 發(fā)線上；所述CPU是型號為MPC837的嵌入式處理器。
上述技術(shù)方案之一的繼續(xù)改進是所述輸入器采用鍵盤、鼠標或 觸摸屏幕輸入器，所述顯示器是通用CRT或液晶顯示器，所述存儲器 是通用SSD硬盤；所述報文偵聽器的接口總帶寬是400Mbps;所述存儲 器的寫盤速度為640Mbps-800Mbps。
上述技術(shù)方案之二的改進之一是 ——所述第1)步中的特定規(guī)約關(guān)聯(lián)指定是選擇與待檢測電力通信鏈 路的特定規(guī)約相應(yīng)的語法模型文件和語義模型文件； ——所述第2)步中的規(guī)約分析模塊是通過語法模型文件和語義模型 文件形成特定規(guī)約的語法和語義環(huán)境并對該特定規(guī)約進行語法和語 義分析的通用模塊；加載規(guī)約分析模塊是依據(jù)系統(tǒng)配置文件中指定的 語法模型文件和語義模型文件進行初始化，即生成針對特定規(guī)約的協(xié) 議層、語法分析器、會話通道管理器、語義分析器，隨后將協(xié)議層組
14織為協(xié)議棧，接著為每個協(xié)議層配備相應(yīng)的語法分析器和會話通道管
理器，然后為每個會話通道管理器配置語義分析器； ——所述第6)步中的規(guī)約語法和語義分析是，從所述協(xié)議棧的底層 向上依次在每個協(xié)議層對所述應(yīng)用層的報文使用語法分析器進行語 法分析，并將獲得的語法分析樹傳遞給會話管理器，由會話管理器將 語法分析樹分發(fā)給會話管理器接收和發(fā)送兩端的語義分析器進行語 義分析，語法分析器和語義分析器分別將剩余應(yīng)用層的:R文和語義分 析結(jié)果向所述協(xié)議棧的上一層傳遞，由上一層再次進行上述過程，直 到到達協(xié)議棧的頂端，獲得所述應(yīng)用層報文的分析結(jié)果。
上述技術(shù)方案之二的改進之二是 ——所述第1)步中的關(guān)聯(lián)指定是選擇與待檢測電力通信鏈路的特定 規(guī)約相應(yīng)的規(guī)約分析模塊；
—--所述第2)步中的加載規(guī)約分析模塊是依據(jù)系統(tǒng)配置文件中指定 的與特定規(guī)約相應(yīng)的規(guī)約分析模塊；所述規(guī)約分析模塊是通過程序設(shè)
計形成特定規(guī)約的語法和語義環(huán)境并對特定規(guī)約進行語法與語義分 析的非通用模塊；
——所述第6)步中的規(guī)約語法和語義分析是，所述應(yīng)用層報文按照 字節(jié)的bit位、字節(jié)的bit位組合、字節(jié)或字節(jié)組合形成單元報文結(jié) 構(gòu)，然后單元報文結(jié)構(gòu)又組合成復(fù)合報文結(jié)構(gòu)，再對所述報文結(jié)構(gòu)之 間的關(guān)系進行語法分析并形成語法分析結(jié)果，然后從語法分析結(jié)果中 提取與上下文環(huán)境相關(guān)報文結(jié)構(gòu)的值進行語義分析并形成語義分析 結(jié)果，獲得所述應(yīng)用層報文的分析結(jié)果。
上述技術(shù)方案之二的進一步改進是 ----所述第2)步中的加載網(wǎng)絡(luò)分析模塊是，生成針對OSI模型的協(xié) 議層、語法分析器、會話通道管理器、語義分析器，隨后將協(xié)議層按 照0SI七層4莫型組織為協(xié)議棧，接著為每個協(xié)議層配備相應(yīng)的語法分
15析器和會話通道管理器，然后為每個會話通道管理器配置語義分析
器；
——所述第5)步中的網(wǎng)絡(luò)語法和語義分析是，從所述協(xié)議棧的底層 向上依次在每個協(xié)議層使用語法分析器對送入網(wǎng)絡(luò)分析模塊的報文 進行語法分析，并將獲得的語法分析樹傳遞給會話管理器，由會話管 理器將語法分析樹分發(fā)給會話管理器接收和發(fā)送兩端的語義分析器 進行語義分析，語法分析器和語義分析器分別將剩余的>^艮文和語義分 析結(jié)果向所述協(xié)議棧的上一層傳遞，由上一層再次進行上述過程，直 到到達協(xié)議棧的應(yīng)用層，將應(yīng)用層報文送入所述規(guī)約分析才莫塊進行規(guī) 約分析，同時獲得對送入網(wǎng)絡(luò)分析模塊的報文的分析結(jié)果。
上述技術(shù)方案之二的更進一步改進是所述第2)步中分析系統(tǒng)進 行初始化時，還加載統(tǒng)計分析模塊；還包括有第7)步驟，所述網(wǎng)絡(luò) 分析模塊和規(guī)約分析模塊將分析結(jié)果送給統(tǒng)計分析模塊進行統(tǒng)計分 析，所述統(tǒng)計分析是將分析結(jié)果中的部分報文結(jié)構(gòu)的值提取出來形成 圖表，在至少兩幀報文后將提取出來的值進行運算和比較并形成統(tǒng)計 結(jié)果，將統(tǒng)計結(jié)果送往顯示界面。這樣，用戶可以直觀地觀察到需要 在長期監(jiān)視并形成值序列后才能發(fā)現(xiàn)存在問題。
上述技術(shù)方案之二的再進一步改進是所述語法分析模型文件和 語義分析模型文件是預(yù)設(shè)或現(xiàn)場通過輸入器導(dǎo)入所述規(guī)約分析模塊 內(nèi)。
上述技術(shù)方案之二的又進一步改進是所述第2)步中分析系統(tǒng) 進行初始化時，還加載記錄模塊；所述步驟4)中，所述記錄模塊將 采集模塊讀取的^R文經(jīng)過分析系統(tǒng)分析后傳送至存儲器存儲。
上述技術(shù)方案之二的完善是所述調(diào)度管理模塊依據(jù)所述系統(tǒng)配 置文件對報文偵聽器和并行轉(zhuǎn)串行處理器的工作參數(shù)進行設(shè)置。


下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的便攜式電力通信規(guī)約檢測儀作進一 步 說明。
圖1是本發(fā)明實施例便攜式電力通信規(guī)約檢測儀的結(jié)構(gòu)框圖。
圖2是圖1中控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖。
圖3是圖1中FPGA處理器的電游"原理圖之一。
圖4是圖1中FPGA處理器的電if各原理圖之二。
圖5是圖1中交換機端口鏡像信號報文偵聽器的電路原理圖。
圖6是圖1中網(wǎng)絡(luò)信號報文偵聽器的電路原理圖。
圖7是圖1中串口信號報文偵聽器的電路原理圖。
圖8是圖1中MODEM載波信號報文偵聽器的電路原理圖之一。
圖9是圖1中MODEM載波信號報文偵聽器的電路原理圖之二。
圖10是本發(fā)明實施例便攜式電力通信規(guī)約檢測儀的檢測方法的
流程圖。
具體實施例方式
實施例一
本實施例的便攜式電力通信規(guī)約檢測儀如圖1和圖2所示，包括 安置于一手持機箱內(nèi)的采集裝置1和分析裝置2。采集裝置1含有報 文偵聽器和并行轉(zhuǎn)串行處理器；其中，報文偵聽器由交換機端口鏡像 信號報文偵聽器4、網(wǎng)絡(luò)信號報文偵聽器5、串口信號報文偵聽器6 和MODEM載波信號報文偵聽器7四個報文偵聽器構(gòu)成，并行轉(zhuǎn)串行處 理器由FPGA處理器3構(gòu)成。分析裝置含有CPU8、分41"系統(tǒng)11、分別 與CPU8連接的輸入器9和顯示器10;其中，CPU8采用嵌入式處理器 (型號是MPC8377 ),輸入器9采用鍵盤、鼠標或觸摸屏幕輸入器等， 顯示器10采用通用CRT或液晶顯示器。上述四個報文偵聽器的各自 輸入端分別接入交換機通信鏈路13、網(wǎng)絡(luò)通信鏈路14、串口電力通 信鏈路15和載波電力通信鏈路16,該四個報文偵聽器的各自輸出端
17并行連接于FPGA處理器3的輸入端。FPGA處理器3的輸出端通過千 兆網(wǎng)口串行連接于CPU8，上述四個報文偵聽器和FPGA處理器3的各 自控制端分別連接CPU8。
由于上述四個報文偵聽器的輸出端分別并行連接于FPGA處理器3 的輸入端，四個報文偵聽器的輸出速率一般是十兆或百兆，F(xiàn)PGA處理 器3的千兆網(wǎng)口輸出端速率遠高于從四個報文偵聽器輸入的速率，加 之四個報文偵聽器傳輸?shù)膱笪脑贔PGA處理器經(jīng)過緩存后輸出，因此 可以保證四個報文偵聽器所采集的所有報文能夠完整傳輸給CPU8而 不會丟失。
如圖2所示，分析系統(tǒng)ll含有用于從FPGA處理器3讀取電力 通信鏈路的報文的采集模塊17、用于對采集的報文進行網(wǎng)絡(luò)分析的網(wǎng) 絡(luò)分析模塊18、用于對經(jīng)網(wǎng)絡(luò)分析后的報文的應(yīng)用層進行規(guī)約分析的 規(guī)約分析模塊19和用于負責(zé)各模塊間的調(diào)度和管理的調(diào)度管理模塊 20。
本實施例的便攜式電力通信規(guī)約檢測儀還包括連接CPU8的存儲器 21，存儲器21采用SSD硬盤(solid state disk固態(tài)硬盤)。分析系 統(tǒng)11還含有用于將采集模塊17讀取的報文經(jīng)過分析系統(tǒng)分析后傳送 至存儲器存儲的記錄模塊22、用于對網(wǎng)絡(luò)分析模塊18和規(guī)約分析模 塊19的分析結(jié)果進行統(tǒng)計分析的統(tǒng)計分析模塊23。
如圖3和圖4所示，F(xiàn)PGA處理器3主要含有型號為ALTERA EP3C25Q240的芯片Ul,該芯片Ul內(nèi)將交換機端口鏡像信號報文偵聽 器4、網(wǎng)絡(luò)信號報文偵聽器5、串口信號報文偵聽器6和MODEM載波 信號報文偵聽器7四個報文偵聽器采集到的數(shù)據(jù)在其內(nèi)部進行處理 后，通過千兆的以太網(wǎng)口傳輸給CPU8，其中芯片Ul的千兆網(wǎng)口是其 在內(nèi)部形成了 一個千兆MAC軟核。該千兆MAC軟核再通過其RGMII接 口 (93腳到120腳)先連接到芯片U6 (型號是VSC8601)的千兆PHY上，在PHY上實現(xiàn)以太網(wǎng)物理層的轉(zhuǎn)換，然后通過第一網(wǎng)絡(luò)隔離變壓 器T1和第一雙連RJ45 4妄口 Jl的A端口 (如圖5所示)與CPU8相連 實現(xiàn)物理鏈路上的連接。
交換機端口鏡像信號報文偵聽器4如圖5所示，外部交換機的鏡 像端口 (交換^^通信鏈路14 )通過第一雙連RJ45插座Jl的B端口經(jīng) 第二網(wǎng)絡(luò)隔離變壓器T2連接到芯片U5 (型號KS8721BL)的1OOMPHY上， 在芯片U5上實現(xiàn)以太網(wǎng)物理層轉(zhuǎn)換后將接收到的數(shù)據(jù)以標準的RMII 口傳送給FPGA處理器3進行處理。FPGA處理器3在其內(nèi)部的BANK3 上實現(xiàn)一個100MMAC,然后通過RMII 口 (芯片Ul的63-80腳)與芯片 U5 (如圖5所示)的PHY對接。
網(wǎng)絡(luò)報文偵聽器如圖6示，第二雙連RJ45插座J2的A、 B端口 分別作為外部網(wǎng)絡(luò)(網(wǎng)絡(luò)通信鏈路15)信號的輸入、輸出口， A、 B 兩端口在內(nèi)部實現(xiàn)了物理上的直連，可以保證偵聽時不對外部網(wǎng)絡(luò)的 正常通信造成破壞。外部網(wǎng)絡(luò)的收發(fā)兩路信號分別通過第三、第四網(wǎng) 絡(luò)隔離變壓器T3、 T4分別傳送到兩個芯片U3和U4(型號KS8721BL) 的100M PHY上，在兩個芯片U3和U4實現(xiàn)以太網(wǎng)物理層轉(zhuǎn)換后，再 通過RMII 口傳輸給FPGA處理器3進行處理。FPGA處理器3在其內(nèi)部 的BANK1和BANK2上實現(xiàn)兩個100M MAC,并分別通過RMII 口 (芯片 Ul得4-22腳和38-57腳)與兩個PHY芯片U3和U4 (如圖6示)實現(xiàn) 對接。
如圖7示，串口報文偵聽器6是三合一串口報文偵聽器，分別提 供RS485、 RS422和RS232三種通信接口，其主要功能是實現(xiàn)幾種串 行數(shù)字接口之間電平轉(zhuǎn)化與驅(qū)動，并將接收到串口電力通信鏈路13 的信號轉(zhuǎn)化成統(tǒng)一TTL電平的UART信號送給FPGA處理器3進行處理。 當(dāng)需要偵聽的串口電力通信鏈路13是RS485通信方式時，外部串口 設(shè)備的RS485接口的A (RX+)、 B ( RX-)分別并到芯片U8、 U9、 U10
19或U14 (型號ADM485AR)的6、 7兩個引腳上。芯片U8、 U9、 U10或U14 完成RS485電平到TTL電平轉(zhuǎn)換后通過其上引腳1把接收到的凄t據(jù)輸 出到FPGA處理器3的串口數(shù)據(jù)接收端(芯片Ul的145、 139、 214、 226引腳上)；在RS485偵聽模式下，串口報文偵聽器6能同時偵聽4 路RS485串口。當(dāng)需要偵聽的串口電力通信鏈路13是RS422通信方 式時，用兩路RS485 口去偵聽一路外部目標RS422鏈路。 一路RS485 連接到外部目標RS422發(fā)送鏈路的Y(TX+)、 Z(TX-)兩根線上，另一路 RS485的連接到RS422接收鏈路的A(RX+) 、 B(RX-)兩根線上。當(dāng)需要 偵聽的串口電力通信鏈路13是RS232通信方式時，串口報文偵聽器6 則用兩路RS232接收來偵聽一路外部目標RS232鏈i 各的收發(fā)兩根線。 外部目標RS2 32鏈路的接收端或者發(fā)送端并接到芯片Ul 1或Ul2 、 Ul 3、 U15(型號SP3223EEY)的16引腳上，芯片Ull或U12、 U13、 U15完成 RS232電平到TTL電平轉(zhuǎn)換后，通過其上15引腳把4妄收到的數(shù)據(jù)輸出 到FPGA處理器3的串口數(shù)據(jù)接收端(芯片Ul的144、 142、 216、 230 引腳上)。
MODEM栽波信號才艮文偵聽器7如圖8和圖9所示，MODEM載波信 號報文偵聽器7提供二路M0DEM載波接收接口 ，可用來偵聽一路MODEM 通信的目標鏈路(載波電力通信鏈路16)。 MODEM載波信號報文偵聽 器7的兩路接收接口分別并接到該目標鏈路的一對收、發(fā)線上。載波 模擬信號通過第五、第六隔離變壓器T5、 BT5耦合輸出到調(diào)制解調(diào)芯 片U16、 U17(型號MC145503)上進行解調(diào)，然后通過芯片U18、 U19(型 號74HC299)進行串并轉(zhuǎn)換后，并行數(shù)據(jù)再送到單片機U20、 U21 (型號 STC89c51Rc)上進行解碼，解碼后的數(shù)據(jù)通過單片4幾U20、 U21上的各 自11腳以TTL電平串行信號方式再傳送給FPGA處理器3進行數(shù)據(jù)處 理。
本實施例的便攜式電力通信規(guī)約檢測儀釆用FPGA處理器3直接
20在MAC層實現(xiàn)數(shù)據(jù)記錄并緩存，并通過網(wǎng)線與CPU8進4亍數(shù)據(jù)交換， 其中有三個重要的帶寬指標， 一是偵聽接口的總帶寬，二是硬盤的寫 盤速度，三是網(wǎng)線帶寬。要實現(xiàn)完整有效;險測，偵聽4妻口的總帶寬應(yīng) 小于硬盤寫盤速度，網(wǎng)線帶寬應(yīng)大于偵聽網(wǎng)口總帶寬與硬盤寫盤速度 之和，并留有余度。本實施例檢測儀設(shè)計的帶寬指標是每個報文偵 聽器的接口帶寬是100Mbps(網(wǎng)絡(luò)風(fēng)暴時)，則四個報文偵聽器的接口 總帶寬=4 x 100Mbps-400Mbps;現(xiàn)在一詢殳的SSD石更盤的寫盤速度為 麵B/s-100MB/s，即640Mbps-800Mbps;網(wǎng)線帶寬是千兆帶寬。由此可 見，本實施例檢測儀的設(shè)計帶寬可以滿足檢測時不丟失數(shù)據(jù)的需求。
顯然，上述本實施例的便攜式電力通信規(guī)約檢測儀可以精簡和變 化的方案有l(wèi))交換機端口鏡像信號報文偵聽器4、網(wǎng)絡(luò)信號報文偵 聽器5、串口信號報文偵聽器6和MODEM載波信號報文偵聽器7四個 報文偵聽器也可以只保留其中之一、之二或之三，或者再增加其他通 信方式的報文偵聽器；2)FPGA處理器3以及四個報文偵聽器的具體電 路構(gòu)成不局限本實施例的電路結(jié)構(gòu)；3) FPGA處理器3的輸出端也可 以通過PCI總線或其他連接方式與CPU8串行連接；4 )存儲器21以 及記錄模塊22也可以省去，本實施例的檢測儀只進行實時檢測分析 而不記錄；5 ) FPGA處理器3也可以由多個協(xié)同工作的單片機或其他 并行轉(zhuǎn)串行處理器代替。
本實施例的便攜式電力通信規(guī)約檢測儀的檢測方法，如圖10所 示，包括以下步驟
1)啟動檢測儀，通過輸入器9配置待檢測電力通信鏈路的參數(shù) 和對特定規(guī)約進行關(guān)聯(lián)指定并形成系統(tǒng)配置文件， ----特定關(guān)聯(lián)指定是選擇與待檢測電力通信鏈路的特定規(guī)約相應(yīng)的 語法模型文件和語義模型文件，
-一-語法分析模型文件和語義分析模型文件通過預(yù)設(shè)或現(xiàn)場通過輸入器9導(dǎo)入^企測儀內(nèi)，
——調(diào)度管理模塊20依據(jù)系統(tǒng)配置文件對交換機端口鏡像信號報文 偵聽器4、網(wǎng)絡(luò)信號報文偵聽器5、串口信號報文偵聽器6和MODEM 載波信號報文偵聽器7四個報文偵聽器以及FPGA處理器3的工作參 數(shù)進行設(shè)置；
2 )分析系統(tǒng)進行初始化，即CPU8首先加載調(diào)度管理模塊20、網(wǎng) 絡(luò)分析模塊18和采集模塊17、記錄模塊22和統(tǒng)計分析模塊23,調(diào) 度管理模塊20依據(jù)系統(tǒng)配置文件再加載規(guī)約分析模塊19， -—-規(guī)約分析模塊19是通過語法模型文件和語義模型文件形成特定 規(guī)約的語法和語義環(huán)境并對該特定規(guī)約進行語法和語義分析的通用 模塊，即分析系統(tǒng)內(nèi)部只有一個規(guī)約分析模塊，不同的規(guī)約通過語法 模型文件和語義模型文件來標識，
——加載網(wǎng)絡(luò)分析模塊18是，生成針對0SI(0pen System Interconnection開放系統(tǒng)互聯(lián))模型的協(xié)議層、語法分析器、會話通 道管理器、語義分析器，隨后將協(xié)議層組織為協(xié)議棧，接著為每個協(xié) 議層配備相應(yīng)的語法分析器和會話通道管理器，然后為每個會話通道 管理器配置語義分析器
——加載規(guī)約分析模塊19是依據(jù)系統(tǒng)配置文件中指定的語法模型文 件和語義模型文件進行初始化，即生成針對特定規(guī)約的協(xié)議層、語法 分析器、會話通道管理器、語義分析器，隨后將協(xié)議層組織為協(xié)議棧， 接著為每個協(xié)議層配備相應(yīng)的語法分析器和會話通道管理器，然后為 每個會話通道管理器配置語義分析器；
3)交換機端口鏡像信號報文偵聽器4、網(wǎng)絡(luò)信號報文偵聽器5、 串口信號報文偵聽器6和MODEM栽波信號報文偵聽器7四個報文偵聽 器通過電力通信鏈路偵聽電力通信鏈路的報文，其中串口信號報文偵 聽器6和MODEM載波信號報文偵聽器7 (非以太網(wǎng)電力通信鏈路報文偵聽器)首先產(chǎn)生一幀以太網(wǎng)UDP報文，然后將偵聽的報文作為UDP 報文的應(yīng)用層，接下來四個報文偵聽器將直接偵聽的以太網(wǎng)報文并行 傳送至FPGA處理器3， FPGA處理器3對并行接收來的報文加入時間 戳，并將加入時間戳后的報文進行緩存，四個報文偵聽器傳送的報文 分別進行緩存；
4 )采集模塊17從FPGA處理器3讀取緩存的報文，并將該報文 送入網(wǎng)絡(luò)分析模塊18,采集模塊17在該報文完成分析后將該報文送 入紀錄模塊22,記錄模塊22再將該報文傳送至存儲器21存儲；
5 )網(wǎng)絡(luò)分析模塊18依據(jù)0SI模型各協(xié)議層語法和語義對送入網(wǎng) 絡(luò)分析模塊的報文進行網(wǎng)絡(luò)語法和語義分析直至該報文的應(yīng)用層，并 將應(yīng)用層的報文送入規(guī)約分析模塊，
--一網(wǎng)絡(luò)語法和語義分析是，從協(xié)議棧的底層向上依次在每個協(xié)議層 使用語法分析器對送入網(wǎng)絡(luò)分析模塊18的報文進行語法分析，并將 獲得的語法分析樹傳遞給會話管理器，由會話管理器將語法分析樹分 發(fā)給會話管理器接收和發(fā)送兩端的語義分析器進行語義分析，語法分
棧的上一層傳遞，由上一層再次進行上述過程，直到到達協(xié)議棧的應(yīng) 用層、協(xié)議棧的頂端或報文結(jié)尾時)獲得對送入網(wǎng)絡(luò)分析模塊18的 報文的網(wǎng)絡(luò)分析結(jié)果，
——將應(yīng)用層報文送入規(guī)約分析模塊19進行規(guī)約分析，將網(wǎng)絡(luò)分析 結(jié)果送入統(tǒng)計分析;f莫塊23進行統(tǒng)計并顯示；
6 )規(guī)約分析模塊19依據(jù)規(guī)約的語法和語義對應(yīng)用層的報文進行 規(guī)約語法和語義分析，
——規(guī)約語法和語義分析是，從協(xié)議棧的底層向上依次在每個協(xié)議層 對應(yīng)用層的報文使用語法分析器進行語法分析，并將獲得的語法分析 樹傳遞給會話管理器，由會話管理器將語法分析樹分發(fā)給會話管理器
23接收和發(fā)送兩端的語義分析器進行語義分析，語法分析器和語義分析 器分別將剩余應(yīng)用層的報文和語義分析結(jié)果向所述協(xié)議棧的上一層 傳遞，由上一層再次進行上述過程，直到到達協(xié)議棧的頂端或報文結(jié) 尾時，獲得應(yīng)用層l艮文的規(guī)約分析結(jié)果，并將規(guī)約分析結(jié)果送往統(tǒng)計 分析模塊進行統(tǒng)計并顯示，
7)網(wǎng)絡(luò)分析模塊18和規(guī)約分析模塊19將各自的分析結(jié)果送給 統(tǒng)計分析模塊23進行統(tǒng)計分析，即將分析結(jié)果中的部分報文結(jié)構(gòu)的 值提取出來制成圖表，在至少兩幀報文后將提取出來的值進行運算和 比較并形成統(tǒng)計結(jié)果，再將統(tǒng)計結(jié)果送往顯示界面。 實施例二
本實施例的便攜式電力通信規(guī)約檢測儀與實施例一基本相同，所 不同的是，F(xiàn)PGA處理器3由多個協(xié)同工作的單片機代替。
本實施例的4全測方法與實施例一稍有不同，除相同步驟以外所不 同的是
1、 第1)步中的特定關(guān)聯(lián)指定是選擇與待檢測電力通信鏈路的特定規(guī) 約相應(yīng)的規(guī)約分析模塊19;
2、 第2)步中的規(guī)約分析模塊19是通過程序設(shè)計形成特定規(guī)約的語 法和語義環(huán)境并對特定規(guī)約進行語法與語義分析的非通用模塊，即分 析系統(tǒng)內(nèi)部有多個規(guī)約分析模塊，不同的規(guī)約由不同的規(guī)約分析模塊 來標識，
3、 第2)步中的加載規(guī)約分析模塊19是依據(jù)系統(tǒng)配置文件中指定的 與特定規(guī)約相應(yīng)的規(guī)約分析模塊；
4、 第6)步中的規(guī)約語法和語義分析是，應(yīng)用層的報文按照字節(jié)的 bit位、字節(jié)的bit位組合、字節(jié)或字節(jié)組合形成單元報文結(jié)構(gòu)，然 后單元報文結(jié)構(gòu)又組合成復(fù)合報文結(jié)構(gòu)，再對各報文結(jié)構(gòu)之間關(guān)系進 行語法分析并形成語法分析結(jié)果，然后從語法分析結(jié)果中提取與上下
24文環(huán)境相關(guān)"J艮文結(jié)構(gòu)的值進行語義分析并形成語義分析結(jié)果，獲得應(yīng) 用層報文的分析結(jié)果。
上述各實施例便攜式電力通信規(guī)約檢測儀的檢測方法，既可以適 用于在線實時分析，也可以適用于離線后的分析。當(dāng)進行在線實時分
析時，由于從FPGA處理器3傳來的報文直接進行分析，因此可以第 一時間發(fā)現(xiàn)并迅捷通過規(guī)約分析查找出報文故障原因和地點；同時由 于報文是先經(jīng)過規(guī)約分析模塊19進行實時規(guī)約分析后再存儲，因此， 即使存儲速率較慢時而丟失部分報文，也不會影響發(fā)現(xiàn)和分析報文故障。
總之，按照上述各實施例便攜式電力通信規(guī)約檢測儀及其檢測方 法，可以對現(xiàn)有各種電力通信鏈路的報文進行毫無遺漏地的檢測，從 而能夠真正有效地檢測出所有可能產(chǎn)生的報文故障及其原因和地點， 進而為及時排除電力設(shè)施故障提供保障。
本發(fā)明的便攜式電力通信規(guī)約檢測儀及其檢測方法不局限于上 述實施例所述的具體技術(shù)方案，比如1)規(guī)約分析模塊的規(guī)約語法和 語義分析也可以是將規(guī)約所有可能的報文組合以及所有可能的上下 文環(huán)境進行羅列，然后將報文與所羅列的報文組合以及上下文環(huán)境進 行比較來進行語法和語義分析；2)也可以將報文存儲后再進行分析； 3 )非以太網(wǎng)電力通信鏈路報文偵聽器(串口信號報文偵聽器6和MODEM 載波信號報文偵聽器7)的報文也可以不網(wǎng)絡(luò)化；等等。凡采用等同 替換形成的技術(shù)方案均為本發(fā)明要求的保護范圍。
2權(quán)利要求
1.一種便攜式電力通信規(guī)約檢測儀，其特征在于包括安置在一便攜機箱內(nèi)的采集裝置和分析裝置，所述采集裝置含有報文偵聽器和并行轉(zhuǎn)串行處理器，所述分析裝置含有CPU、分析系統(tǒng)、分別與CPU連接的輸入器和顯示器；所述報文偵聽器的輸入端接入電力通信鏈路，其輸出端并行連接于并行轉(zhuǎn)串行處理器的輸入端；所述并行轉(zhuǎn)串行處理器的輸出端串行連接于CPU，所述報文偵聽器和并行轉(zhuǎn)串行處理器的控制端分別連接CPU，所述分析系統(tǒng)含有用于從并行轉(zhuǎn)串行處理器讀取所述電力通信鏈路的報文的采集模塊、用于對所述報文進行網(wǎng)絡(luò)分析的網(wǎng)絡(luò)分析模塊、用于對經(jīng)網(wǎng)絡(luò)分析后的報文的應(yīng)用層進行規(guī)約分析的規(guī)約分析模塊和用于調(diào)度和管理所述模塊的調(diào)度管理模塊。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述便攜式電力通信規(guī)約檢測儀，其特征在 于所述并行轉(zhuǎn)串行處理器是FPGA處理器或多個協(xié)同工作的單片機。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述便攜式電力通信規(guī)約檢測儀，其特征在 于所述報文偵聽器是交換機端口鏡像信號報文偵聽器、網(wǎng)絡(luò)信號報 文偵聽器、串口信號報文偵聽器和MODEM栽波信號報文偵聽器之一， 所述報文偵聽器的輸入端接入交換機通信鏈路、網(wǎng)絡(luò)通信鏈路、串口 電力通信鏈路和載波電力通信鏈路之一 。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述便攜式電力通信規(guī)約檢測儀，其特征在 于所述報文偵聽器是交換機端口鏡像信號報文偵聽器、網(wǎng)絡(luò)信號報 文偵聽器、串口信號報文偵聽器和MODEM載波信號報文偵聽器，該四 個報文偵聽器的各自輸入端分別接入串口電力通信鏈路、交換機通信 鏈路、網(wǎng)絡(luò)通信鏈路和載波電力通信鏈路。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述便攜式電力通信規(guī)約檢測儀，其特征在 于還包括存儲器，所述分析系統(tǒng)還含有用于將采集模塊讀取的報文 經(jīng)過分析系統(tǒng)分析后傳送至存儲器存儲的記錄模塊。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述便攜式電力通信規(guī)約檢測儀，其特征在 于所述分析系統(tǒng)還含有用于對網(wǎng)絡(luò)分析模塊和規(guī)約分析模塊產(chǎn)生的 分析結(jié)果進行二次統(tǒng)計分析的統(tǒng)計分析才莫塊。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述便攜式電力通信規(guī)約檢測儀，其特征在 于所述FPGA處理器主要含有型號為ALTERA EP3C25Q240的芯片， 該芯片通過千兆的以太網(wǎng)口連接CPU;所述串口報文偵聽器是分別提 供RS485、 RS422和RS232三種通信接口的三合一 串口報文偵聽器； 所述MODEM載波信號報文偵聽器含有用于偵聽一路MODEM載波電力通 信鏈路的二路MODEM載波接收接口 ，其二路接收接口分別并接到MODEM 載波電力通信鏈路的一對收、發(fā)線上；所述CPU是型號為MPC837的 嵌入式處理器。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述便攜式電力通信規(guī)約檢測儀，其特征在 于所述輸入器采用鍵盤、鼠標或觸摸屏幕輸入器，所述顯示器是通 用CRT或液晶顯示器，所述存儲器是通用SSD硬盤；所述報文偵聽器 的接口總帶寬是400Mbps;所述存儲器的寫盤速度為 640Mbps-800Mbps。
9. 一種根據(jù)權(quán)利要求1所述便攜式電力通信規(guī)約檢測儀的檢測 方法，其特征在于包括以下步驟1) 啟動所述;f企測儀，通過所述輸入器配置待檢測電力通信鏈路 的參數(shù)和特定規(guī)約關(guān)聯(lián)指定并形成系統(tǒng)配置文件；2) 所述分析系統(tǒng)進行初始化，即所述CPU首先加載調(diào)度管理模 塊、網(wǎng)絡(luò)分析模塊和采集模塊，所述調(diào)度管理模塊依據(jù)所述系統(tǒng)配置 文件再加載規(guī)約分析模塊；3) 所述報文偵聽器通過偵聽電力通信鏈路的報文，并將該報文 并行傳送至并行轉(zhuǎn)串行處理器，所述并行轉(zhuǎn)串行處理器對并行接收來 的報文加入時間戳，并將加入時間戳后的報文進行緩存；4) 所述采集模塊從并行轉(zhuǎn)串行處理器讀取緩存的報文，并將該 報文送入網(wǎng)絡(luò)分析模塊；5) 所述網(wǎng)絡(luò)分析模塊依據(jù)0SI模型各協(xié)議層語法和語義對送入 網(wǎng)絡(luò)分析模塊的報文進行網(wǎng)絡(luò)語法和語義分析直至該報文的應(yīng)用層， 并將應(yīng)用層的報文送入規(guī)約分析模塊，并將網(wǎng)絡(luò)語法和語義分析結(jié)果 送往顯示界面；6) 所述規(guī)約分析模塊依據(jù)規(guī)約的語法和語義對所述應(yīng)用層的報 文進行規(guī)約語法和語義分析，并將規(guī)約語法和語義分析結(jié)果送往顯示 界面。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述便攜式電力通信規(guī)約檢測儀的檢測方法， 其特征在于——所述第1)步中的特定規(guī)約關(guān)聯(lián)指定是選擇與待檢測電力通信鏈路的特定規(guī)約相應(yīng)的語法模型文件和語義模型文件；——所述第2)步中的規(guī)約分析模塊是通過語法模型文件和語義模型文件形成特定規(guī)約的語法和語義環(huán)境并對該特定規(guī)約進行語法和語義分析的通用模塊；加載規(guī)約分析模塊是依據(jù)系統(tǒng)配置文件中指定的語法模型文件和語義模型文件進行初始化，即生成針對特定規(guī)約的協(xié)議層、語法分析器、會話通道管理器、語義分析器，隨后將協(xié)議層組織為協(xié)議棧，接著為每個協(xié)議層配備相應(yīng)的語法分析器和會話通道管理器，然后為每個會話通道管理器配置語義分析器；——所述第6)步中的規(guī)約語法和語義分析是，從所述協(xié)議棧的底層向上依次在每個協(xié)議層對所述應(yīng)用層的報文使用語法分析器進行語法分析，并將獲得的語法分析樹傳遞給會話管理器，由會話管理器將語法分析樹分發(fā)給會話管理器接收和發(fā)送兩端的語義分析器進行語 義分析，語法分析器和語義分析器分別將剩余應(yīng)用層的報文和語義分 析結(jié)果向所述協(xié)議棧的上一層傳遞，由上一層再次進行上述過程，直 到到達協(xié)議棧的頂端或報文結(jié)尾時，獲得所述應(yīng)用層報文的分析結(jié) 果。
11. 根據(jù)權(quán)利要求9所述便攜式電力通信規(guī)約檢測儀的檢測方法， 其特征在于——所述第1)步中的關(guān)聯(lián)指定是選擇與待檢測電力通信鏈路的特定 規(guī)約相應(yīng)的規(guī)約分析模塊；——所述第2)步中的加載規(guī)約分析模塊是依據(jù)系統(tǒng)配置文件中指定 的與特定規(guī)約相應(yīng)的規(guī)約分析模塊；所述規(guī)約分析模塊是通過程序設(shè) 計形成特定規(guī)約的語法和語義環(huán)境并對特定規(guī)約進行語法與語義分 析的非通用模塊；--—所述第6)步中的規(guī)約語法和語義分析是，所述應(yīng)用層l艮文按照 字節(jié)的bit位、字節(jié)的bit位組合、字節(jié)或字節(jié)組合形成單元報文結(jié) 構(gòu)，然后單元報文結(jié)構(gòu)又組合成復(fù)合報文結(jié)構(gòu)，再對所述報文結(jié)構(gòu)之 間的關(guān)系進行語法分析并形成語法分析結(jié)果，然后從語法分析結(jié)果中 提取與上下文環(huán)境相關(guān)報文結(jié)構(gòu)的值進行語義分析并形成語義分析 結(jié)果，獲得所述應(yīng)用層^=艮文的分析結(jié)果。
12. 根 據(jù)權(quán)利要求10或11所述便攜式電力通信規(guī)約檢測儀的檢 測方法，其特征在于—--所述第2)步中的加載網(wǎng)絡(luò)分析模塊是，生成針對OSI模型的協(xié) 議層、語法分析器、會話通道管理器、語義分析器，隨后將協(xié)議層按 照0SI七層模型組織為協(xié)議棧，接著為 個協(xié)議層配備相應(yīng)的語法分 析器和會話通道管理器，然后為每個會話通道管理器配置語義分析 器；——所述第5)步中的網(wǎng)絡(luò)語法和語義分析是，從所述協(xié)議棧的底層 向上依次在每個協(xié)議層使用語法分析器對送入網(wǎng)絡(luò)分析模塊的報文 進行語法分析，并將獲得的語法分析樹傳遞給會話管理器，由會話管 理器將語法分析樹分發(fā)給會話管理器接收和發(fā)送兩端的語義分析器 進行語義分析，語法分析器和語義分析器分別將剩余的報文和語義分 析結(jié)果向所述協(xié)議棧的上一層傳遞，由上一層再次進行上述過程，直 到到達協(xié)議棧的應(yīng)用層、協(xié)議棧的頂端或報文結(jié)尾時，將應(yīng)用層報文 送入所述規(guī)約分析模塊進行規(guī)約分析，同時獲得對送入網(wǎng)絡(luò)分析模塊 的報文的分析結(jié)果。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述便攜式電力通信規(guī)約檢測儀的檢測方法， 其特征在于所述第2)步中分析系統(tǒng)進行初始化時，還加載統(tǒng)計分 析模塊；還包括有第7)步驟，所述網(wǎng)絡(luò)分析模塊和規(guī)約分析模塊將 分析結(jié)果送給統(tǒng)計分析模塊進行統(tǒng)計分析，所述統(tǒng)計分析是將分析結(jié) 果中的部分4艮文結(jié)構(gòu)的值提取出來形成圖表，在至少兩幀報文后將提 取出來的值進行運算和比較并形成統(tǒng)計結(jié)果，將統(tǒng)計結(jié)果送往顯示界 面。
14. 根據(jù)權(quán)利要求13所述便攜式電力通信規(guī)約檢測儀的檢測方 法，其特征在于所述語法分析模型文件和語義分析模型文件是預(yù)設(shè) 或現(xiàn)場通過輸入器導(dǎo)入所述規(guī)約分析模塊內(nèi)。
15. 根據(jù)權(quán)利要求14所述便攜式電力通信規(guī)約檢測儀的檢測方 法，其特征在于所述第2)步中分析系統(tǒng)進行初始化時，還加載記 錄模塊；所述步驟4)中，所述記錄模塊將采集模塊讀取的報文經(jīng)過 分析系統(tǒng)分析后傳送至存儲器存儲。
16. 根據(jù)權(quán)利要求15所述便攜式電力通信規(guī)約檢測儀的檢測方 法，其特征在于所述調(diào)度管理模塊依據(jù)所述系統(tǒng)配置文件對報文偵 聽器和并行轉(zhuǎn)串行處理器的工作參數(shù)進行設(shè)置。
17.根據(jù)權(quán)利要求10所述便攜式電力通信規(guī)約檢測儀的檢測方 法，其特征在于所述通用模塊是所述分析系統(tǒng)內(nèi)部只有一個規(guī)約分 析模塊，不同的規(guī)約通過語法模型文件和語義模型文件來標識。
18.根據(jù)權(quán)利要求11所述便攜式電力通信規(guī)約檢測儀的檢測方法， 其特征在于所述非通用模塊是所述分析系統(tǒng)內(nèi)部有多個^見約分析模 塊，不同的規(guī)約由不同的規(guī)約分析模塊來標識。
19.根據(jù)權(quán)利要求16所述便攜式電力通信規(guī)約檢測儀的檢測方 法，其特征在于當(dāng)所述報文偵聽器是非以太網(wǎng)電力通信鏈路報文偵 聽器時，首先產(chǎn)生一幀以太網(wǎng)UDP報文，然后將偵聽的報文作為UDP 報文的應(yīng)用層。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種便攜式電力通信規(guī)約檢測儀，同時涉及該檢測儀的檢測方法，屬于電力系統(tǒng)通信檢測技術(shù)領(lǐng)域。該檢測儀包括安置在一便攜機箱內(nèi)含有報文偵聽器和并行轉(zhuǎn)串行處理器的采集裝置和含有CPU、分析系統(tǒng)、分別與CPU連接的輸入器和顯示器的分析裝置；報文偵聽器輸入端接入電力通信鏈路，其輸出端并行連接于并行轉(zhuǎn)串行處理器輸入端；并行轉(zhuǎn)串行處理器輸出端串行連接于CPU，報文偵聽器和并行轉(zhuǎn)串行處理器的控制端分別連接CPU。該檢測方法在對該檢測儀配置參數(shù)和系統(tǒng)文件后進行分析系統(tǒng)的初始化，然后將偵聽到的電力通信鏈路的報文經(jīng)過實時網(wǎng)絡(luò)分析和規(guī)約分析后得出分析結(jié)果并顯示。本發(fā)明可以杜絕檢測電力通信時丟失報文，從而對電力通信實現(xiàn)真正有效的檢測。
文檔編號H04L12/26GK101621430SQ200910184018
公開日2010年1月6日 申請日期2009年7月31日 優(yōu)先權(quán)日2009年7月31日
發(fā)明者安建鋒, 張世平, 朱重陽, 彥 汪, 王金巖, 程華明, 胡永春, 許偉國, 車浩軍, 金乃正, 黃飏鯤 申請人:南京拓為電力科技發(fā)展有限公司;紹興電力局;紹興電力設(shè)備成套公司