本發明屬于電力系統控制領域，特別涉及一種時間敏感報文的快速發送方法。

背景技術：

1、隨著智能變電站、新能源和配電智能化的推廣應用，電力系統快速業務應用范圍越來越廣泛。變電站保護業務、控制業務、智能運維領域無人機巡檢和機器人巡檢等業務具有快速動作響應的業務特點，均需要快速完成信息傳遞，減少信息交互時間將提升業務的響應速度。現有業務通過傳統以太網網絡、無線網絡等進行傳輸，將保護、控制等控制類業務與監視類業務共網傳輸，各種業務共享網絡資源，實時性要求較低的監視類業務存在與控制類業務搶占網絡資源的情況，將導致實時性要求高的控制類業務通道傳輸時間變長，最終使得控制響應時間變長。

2、現有技術文件1(cn116668376b)公開了一種以太網控制器，其不足之處在于截斷報文受限于以太網最小幀長限制，截斷報文必須插入6字節幀間隙、1字節起始分解符和1字節的切片計數器，因此實時性要求高的報文并不能真正意義上的到達即可搶占傳輸。

技術實現思路

1、為了解決現有技術中存在的不足，本發明提供了一種時間敏感報文的快速發送方法及系統，以解決目前電力系統多業務共網傳輸場景下，實時性要求低的報文占用傳輸通道導致實時性要求高的報文無法快速傳輸的技術問題。

2、為解決上述技術問題，本發明采用如下的技術方案。

3、本發明第一方面提供一種時間敏感報文的快速發送方法，包括：

4、步驟1：設備出端口按照報文優先級進行報文發送，低優先級報文在設備出端口進行報文發送時，高優先級報文到達出端口就搶占設備出端口作為搶占報文，低優先級報文被截斷的已發送部分作為截斷報文，得到截斷報文和搶占報文；

5、步驟2：在步驟1截斷報文的截斷處增加截斷標識和校驗碼，根據設置是否無間隙報文發送對搶占報文進行處理，得到處理后的截斷報文和處理后的搶占報文；

6、步驟3：在入端口判斷接收的步驟2處理后的截斷報文為截斷報文后，將其緩存在入端口，當低優先級報文的截斷部分到達入端口，與緩存的處理后的截斷報文拼接并緩存在入端口，得到緩存的完整低優先級報文；

7、步驟4，入端口判斷接收的步驟2處理后的搶占報文為完整報文后，按優先級由高到低將完整的高優先級報文和步驟3得到緩存的完整低優先級報文發送，得到完整的高優先級報文和完整的低優先級報文，實現時間敏感報文的快速發送。

8、優選地，步驟1中，報文包含以太網幀格式報文和自定義格式報文，報文長度大于16字節。

9、優選地，步驟1中，出端口發送同一幀低優先級報文，當有更高優先級報文到達出端口時，將繼續對出端口進行搶占。

10、優選地，步驟2中，高優先級報文設置是否與被截斷報文發送無間隙，高優先級報文作為搶占報文，當設置為無間隙發送時，搶占報文與被截斷報文之間信息不包含幀間隙和前導碼；當設置為有間隙發送時，搶占報文與被截斷報文之間的信息包含幀間隙和前導碼。

11、優選地，搶占報文無間隙發送時，在搶占報文發送前插入2個字節的無間隙發送標識符，用于標識搶占報文，兩個字節的內容依次為0xeb和0xeb。

12、優選地，步驟2中，截斷標識由4個字節表示，4個字節的內容依次為0xeb、0xeb、0xbe和截斷序號；

13、校驗碼包含2個字節，對本次截斷前發送報文內容的所有字節進行crc校驗。

14、優選地，截斷序號由1個字節表示，高4bit表示被截斷報文編號，最大為16條截斷報文進行編號；低4bit表示被截斷報文截斷次數，一幀報文最大被截斷16次。

15、優選地，步驟3中，入端口收到截斷部分后與已接收部分進行拼接后進行緩存，入端口收到截斷的次高優先級報文時將報文緩存在入口緩存中，每個端口根據優先級隊列個數設置入端口的緩存隊列深度，入端口收到截斷報文進行截斷檢查和接收識別。

16、優選地，步驟3中，對每個入端口設置緩存隊列，每個緩存條目的長度為允許傳輸的最大報文長度，緩存條目長度通過設置進行調整。

17、本發明第二方面提供一種時間敏感報文的快速發送系統，用于運行所述的一種時間敏感報文的快速發送方法，包括：

18、報文發送截斷模塊，用于設備出端口按照報文優先級進行報文發送，低優先級報文在設備出端口進行報文發送時，高優先級報文到達出端口就搶占設備出端口作為搶占報文，低優先級報文被截斷的已發送部分作為截斷報文，得到截斷報文和搶占報文；

19、報文搶占傳輸模塊，用于在截斷報文的截斷處增加截斷標識和校驗碼，根據設置是否無間隙報文發送對搶占報文進行處理，得到處理后的截斷報文和處理后的搶占報文；

20、報文緩存模塊，用于在入端口判斷接收的處理后的截斷報文為截斷報文后，將其緩存在入端口，當低優先級報文的截斷部分到達入端口，與緩存的處理后的截斷報文拼接并緩存在入端口，得到緩存的完整低優先級報文；

21、報文拼接發送模塊，用于入端口判斷接收的處理后的搶占報文為完整報文后，按優先級由高到低將完整的高優先級報文和緩存的完整低優先級報文發送，得到完整的高優先級報文和完整的低優先級報文，實現時間敏感報文的快速發送。

22、本發明的有益效果在于，與現有技術相比：

23、本發明提供了一種時間敏感報文的快速發送方法，解決了電力業務共網傳輸場景下低實時性要求的業務報文占用網絡傳輸資源導致高實時性要求的業務報文從而導致高實時性業務無法快速響應；

24、本發明提供了兩種搶占方式，一是具有幀間隙搶占方式，但不受最小以太網報文長度限制，實時性要求高的報文可以更快速的發送，降低傳輸時間；而是采用無幀間隙搶占方式，該方式在搶占幀和被搶占幀之間插入兩個字節的搶占表示用于隔離兩幀報文，搶占幀發送更為快速，傳輸時間進一步降低，通過將搶占非實時業務報文傳輸方式，優先將實時業務報文傳輸到接收側的方式，減少實時業務在網絡上傳輸的時間，從而提升實時業務的響應速度，進而提升電力系統整體可靠性，報文實時性高，且可以根據場景不同選擇兩種不同的搶占方式；

25、本發明的方法適用于實時業務與非實時業務共網傳輸的場景，減少網絡數量的同時保證了實時業務的傳輸實時性，具有較強的推廣性。

技術特征：

1.一種時間敏感報文的快速發送方法，其特征在于，包括以下步驟：

2.根據權利要求1所述的一種時間敏感報文的快速發送方法，其特征在于：

3.根據權利要求1所述的一種時間敏感報文的快速發送方法，其特征在于：

4.根據權利要求1所述的一種時間敏感報文的快速發送方法，其特征在于：

5.根據權利要求4所述的一種時間敏感報文的快速發送方法，其特征在于：

6.根據權利要求1所述的一種時間敏感報文的快速發送方法，其特征在于：

7.根據權利要求6所述的一種時間敏感報文的快速發送方法，其特征在于：

8.根據權利要求1所述的一種時間敏感報文的快速發送方法，其特征在于：

9.根據權利要求1所述的一種時間敏感報文的快速發送方法，其特征在于：

10.一種時間敏感報文的快速發送系統，用于運行根據權利要求1-9中任一項所述的一種時間敏感報文的快速發送方法，其特征在于，包括：

技術總結
本發明公開了一種時間敏感報文的快速發送方法及系統，屬于電力系統控制領域。該方法包括，報文在從裝置發出時攜帶優先級標簽，進入網絡傳輸設備進行轉發，從網絡傳輸設備發出時根據報文攜帶的優先級標簽確定發送的優先級順序；當低優先級的報文正在發送時，高優先級的報文將截獲端口進行高優先級報文發送，當有更高優先級報文需要發送時，將截獲端口進行更高優先級報文發送；接收側在接收到截斷報文后將截斷報文進行緩存，待后續報文完整接收后進行轉發等處理，實現時間敏感報文的快速發送。本發明專利減少了時間敏感報文的網絡傳輸時間，保障時間敏感報文的優先傳輸。

技術研發人員：楊貴,胡炯,蔣新成,陳楠,周濤,蔣軍,肖遠清,劉剛,韓亮,楊剛
受保護的技術使用者：北京四方繼保自動化股份有限公司
技術研發日：
技術公布日：2025/4/24