101规约平衡模式下的数据链路链接系统及其链接方法

摘要

本发明提供一种101规约平衡模式下的数据链路链接系统，包括主站、终端及链路控制器，主站与终端之间通过101规约平衡模式进行数据交互传输；链路控制器，用于a、当主站发起请求链路链接时，控制终端完成该请求的回复并确认链路状态，建立主站到终端的链路链接后，控制终端向主站发送一次请求链路链接的命令，建立终端到主站的链路链接；b、当终端发起请求链路链接时，控制主站完成该请求的回复并确认链路状态，建立终端到主站的链路链接后，控制主站向终端发送一次请求链路链接的命令，建立主站到终端的链路链接；有效解决了现有技术中无法有效区分链路链接请求是由主站还是终端先发起的问题，有效完成主站与终端之间正常通信通道的建立。

说明书

技术领域

本发明属于电力系统通讯领域，尤其涉及一种101规约平衡模式下的数据 链路链接系统及其链接方法。

背景技术

101规约是电力系统中远动设备（终端）与调度中心主站进行数据交互的重 要传输规则，101规约传输方式分为平衡模式和非平衡模式。非平衡式传输方式 的101规约是问答式规约，只有主站端可以作为起动站，只有主站才能够主动 发起一次请求，终端只能被动响应，主站采用顺序地查询（召唤）终端来控制 数据传输，在这种情况下主站是请求站，它触发所有报文的传输，终端是从动 站，只有当它们被查询(召唤)时才能传输报文；平衡式传输方式中101规约是一 种“问答+循环”式规约，即主站端和终端都可以作为起动站，主站和终端都可 以主动向对方发起一次请求，采用平衡模式传输，每一个站都可能启动报文传 输，因为这些站可以同时既作为启动站又可以作为从动站，它们被称为综合站。 在当前电网公司的实际应用中，非平衡模式是应用最广的传输方式，随着数据 传输速率的提高，通信传输速率也越来越快快，平衡模式在各个电网公司的应 用将会越来越普及。

一般情况下，101规约平衡模式传输都是当主站检测到链路异常，主动发起 链路请求，将链路重新初始化，终端接收到链路请求后，进入复位链路处理， 并完成主站到终端的链路链接的建立，同时终端主动向主站请求链路状态过程， 完成终端到主站的链路链接的建立，通过双方链路正常的建立，建立通信通道， 进行正常的数据传输交互。而在101规约平衡模式下，终端上电后当检测到主 站没发请求链路，则可先进行请求链路过程，从而达到终端与主站之间链路通 道正常的确认。这就导致最初的发起方不同，请求链路过程的流程也不同。基 于101规约平衡模式下需要主站和终端双方进行链路链接的建立，而终端如何 区分链路链接请求是由主站先发起的还是终端先发起的，就显得非常重要，否 则容易造成流程的混乱，导致双方重复的进行请求链路状态过程的确认，从而 无法完成正常通信通道的建立，主站与终端之间也不能进行正常的数据通信交 互。

发明内容

本发明旨在解决现有技术中在101规约平衡模式下，不能有效辨别链路链 接请求是由主站先发起的还是由终端先发起的，从而不能有效进行数据链路链 接的技术问题，提供一种101规约平衡摸下的数据链路链接系统，能够快速识 别链路链接请求是由主站还是终端先发起的，有效建立主站与终端之间的正常 通信通道。

本发明提供一种101规约平衡模式下的数据链路链接系统，所述数据链路 链接系统包括主站、终端及链路控制器，所述主站与终端之间通过101规约平 衡模式进行数据交互传输；

所述链路控制器，在主站与终端之间的链路发生异常时，用于：

a、当主站发起请求链路链接时，控制终端完成该请求的回复并确认链路状 态，建立主站到终端的链路链接后，控制终端向主站发送一次请求链路链接的 命令，建立终端到主站的链路链接；

b、当终端发起请求链路链接时，控制主站完成该请求的回复并确认链路状 态，建立终端到主站的链路链接后，控制主站向终端发送一次请求链路链接的 命令，建立主站到终端的链路链接；

优选地，所述链路控制器包括存储单元，分别与存储单元电连接的置位单 元与比较单元，以及分别与置位单元、存储单元、比较单元电连接的主控单元， 还包括一个与主控单元电连接的数据传送单元；

数据传送单元，用于传输主站与终端之间通讯数据；

存储单元，用于存储内设变量值；

置位单元，用于设定内设变量值；

比较单元，用于比较内设变量值的大小；

主控单元，用于在主站与终端之间的链路链接发生异常时，通过控制所述 内设变量值的设定及比较，建立主站与终端之间的双向数据链路链接。

优选地，所述内设变量包括：主站发起状态标识M，终端发起状态标识T， 控制流程标识FL。

优选地，所述链路控制器可集成于主站或终端的内部控制器中。

本发明还提供一种101规约平衡模式下的数据链路链接系统的链路链接方 法，所述数据链路链接系统包括主站、终端及链路控制器，所述链路链接方法 包括：

在主站与终端之间的链路发生异常时，主站发起链路链接的请求，终端完 成该请求的回复并确认链路状态，建立主站到终端的链路链接后，终端向主站 发送一次请求链路链接的命令，建立终端到主站的链路链接。

进一步地，主站发起链路链接的请求，终端完成该请求的回复并确认链路 状态，建立主站到终端的链路链接的过程包括：

步骤S00，初始化内设变量M、T、FL的值都为0；

步骤S100，主站发送查询链路状态的请求；

步骤S200，终端回复该查询链路状态的请求，发送链路确认帧；

步骤S300，主站收到链路确认帧，发送复位链路的命令，并设定M的值为 1；

步骤S400，终端接收复位链路的命令，发送复位链路确认帧；

步骤S500，判断FL的值是否等于2，若是则进入步骤S600，若否则进入 步骤S700；

步骤S600，主站与终端之间双向链路已经建立，步骤结束；

步骤S700，主站到终端的链路链接建立，进入建立终端到主站链路链接的 过程；

其中内设变量M为主站发起状态标识，T为终端发起状态标识，FL为控制 流程标识。

进一步地，建立主站到终端的链路链接后，终端向主站发送一次请求链路 链接的命令，建立终端到主站的链路链接的过程包括：

步骤R100，终端发送查询链路状态的请求；

步骤R200，主站回复该查询链路状态的请求，发送链路确认帧；

步骤R300，终端收到链路确认帧，发送复位链路的命令，并设定T的值为 1；

步骤R400，主站接收复位链路的命令，发送复位链路确认帧；

步骤R500，判断T的值是否大于M的值，若是则进入步骤R700，若否则 进入步骤R600；

步骤R600，主站与终端之间双向链路已经建立，步骤结束；

步骤R700，终端到主站的链路链接建立并设定FL的值为2，进入建立主站 到终端链路链接的过程。

本发明还提供一种101规约平衡模式下的数据链路链接系统的链路链接方 法，所述数据链路链接系统包括主站、终端及链路控制器，所述链路链接方法 包括：

在主站与终端之间的链路发生异常时，终端发起链路链接的请求，主站完 成该请求的回复并确认链路状态，建立终端到主站的链路链接后，主站向终端 发送一次请求链路链接的命令，建立主站到终端的链路链接。

进一步地，终端发起链路链接的请求，主站完成该请求的回复并确认链路 状态，建立终端到主站的链路链接的过程包括：

步骤R00，初始化内设变量M、T、FL的值都为0；

步骤R100，终端发送查询链路状态的请求；

步骤R200，主站回复该查询链路状态的请求，发送链路确认帧；

步骤R300，终端收到链路确认帧，发送复位链路的命令，并设定T的值为 1；

步骤R400，主站接收复位链路的命令，发送复位链路确认帧；

步骤R500，判断T的值是否大于M的值，若是则进入步骤R700，若否则 进入步骤R600；

步骤R600，主站与终端之间双向链路已经建立，步骤结束；

步骤R700，终端到主站的链路链接建立并设定FL的值置为2，进入建立主 站到终端链路链接的过程；

其中，内设变量M为主站发起状态标识，T为终端发起状态标识，FL为控 制流程标识。

进一步地，建立终端到主站的链路链接后，主站向终端发送一次请求链路 链接的命令，建立主站到终端的链路链接的过程包括：

步骤S100，主站发送查询链路状态的请求；

步骤S200，终端回复该查询链路状态的请求，发送链路确认帧；

步骤S300，主站收到链路确认帧，发送复位链路的命令，并设定M的值为 1；

步骤S400，终端接收复位链路的命令，发送复位链路确认帧；

步骤S500，判断FL的值是否等于2，若是则进入步骤S600，若否则进入 步骤S700；

步骤S600，主站与终端之间双向链路已经建立，步骤结束；

步骤S700，主站到终端的链路链接建立，进入建立终端到主站链路链接的 过程。

以上所述技术方案，通过在101规约平衡模式下的数据链路链接系统中设 置变量，通过控制变量值的置位和比较可实现在主站与终端之间的链路链接发 生异常时，能够快速有效建立主站与终端之间的双向数据链路链接，有效解决 了现有技术中无法有效区分链路链接请求是由主站先发起的还是终端先发起 的，造成流程的混乱，导致双方重复的进行请求链路状态过程的确认的问题， 有效完成主站与终端之间正常通信通道的建立。

附图说明

图1是本发明101规约平衡模式下的数据链路链接系统一种实施例的结构 示意图；

图2是本发明101规约平衡模式下的数据链路链接系统中主站到终端的链 路链接建立的方法流程图；

图3是本发明101规约平衡模式下的数据链路链接系统中终端到主站的链 路链接建立的方法流程图。

具体实施方式

为了使本发明所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以 下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述 的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

如图1所示，本发明提供的101规约平衡模式下的数据链路链接系统包括 主站10、终端30及链路控制器20，所述主站10与终端30之间通过101规约 平衡模式进行数据交互传输；

所述链路控制器20，在主站10与终端30的链路链接状态正常的情况下， 可作为主站10与终端30之间的通信通道，在主站10与终端30之间的链路链 接发生异常时，用于建立主站10与终端30之间的双向数据链路链接。

在主站10与终端30之间的链路链接发生异常时，所述链路控制器20的包 含以下两种工作模式：a、当主站10发起请求链路链接时，控制终端30完成该 请求的回复并确认链路状态，确认链路状态是指确认链路的链接是畅通的，建 立主站10到终端30的链路链接后，控制终端30向主站10发送一次请求链路 链接的命令，建立终端30到主站10的链路链接；

b、当终端30发起请求链路链接时，控制主站10完成该请求的回复并确认 链路状态，建立终端30到主站10的链路链接后，控制主站10向终端30发送 一次请求链路链接的命令，建立主站10到终端30的链路链接；

进一步地，所述链路控制器20包括置位单元21、存储单元22、比较单元 23、主控单元24及数据传送单元25，比较单元23与置位单元21分别与所述存 储单元22电连接，所述置位单元21、存储单元22及比较单元23分别与主控单 元24电连接，所述主控单元24还与数据传送单元25电连接。

所述数据传送单元25，用于传输主站10与终端30之间的交互数据，包括 各种数据报文等信息。当主站10与终端30之间的数据链路链接正常时，数据 传送单元可作为主站10与终端30之间数据交互的通信通道；当主站10与终端 30之间的数据链路连接异常时，主控单元24控制主站10与终端30之间的双向 数据链路链接重新建立。

在所述数据链路链接系统中设置了三个变量，主站发起状态标识M，终端 发起状态标识T及控制流程标识FL，上述三个变量的值分别存储在存储单元22 中，置位单元21用于设定该三个变量的值，可对该三个变量的值进行置位操作， 如可将M、T及FL的值都置为0；或者将M、T的值置为1，将FL的值置为2； 比较单元23用于比较T与M的值的大小。

当主站10与终端30之间的数据链路链接异常时，主控单元24通过数据传 送单25可以获得该异常信息，之后控制置位单元21将存储在存储单元22中的 变量M、T、FL的值都置为0，若主站10先发起请求链路状态，则主控单元24 控制置位单元21将M的值置为1，并且主控单元24判断FL的值，并根据FL 的值判断主站10与终端30之间的双向链路已建立，还是只建立了主站10到终 端30的链路链接，如果是主站10与终端30之间的双向链路已建立，则整个过 程结束；如果是只建立了主站10到终端30的链路链接，则需要进一步建立终 端30到主站10的链路链接。进一步地，当FL的值为0时，表明只建立了主站 10到终端30的链路链接；当FL的值为2时，表明主站10与终端30之间的双 向链路已建立。

若终端30先发起请求链路状态，则主控单元24控制置位单元21将T的值 置为1，并且主控单元24控制比较单元23对M与T的值进行比较，并根据比 较结果判断主站10与终端30之间的双向链路已建立，还是只建立了终端30到 主站10的链路链接，如果是主站10与终端30之间的双向链路已建立，则整个 过程结束；如果是只建立了终端30到主站10的链路链接，则需要进一步建立 终端30到主站10的链路链接，同时主控单元24控制置位单元21将FL的值置 为2。进一步地，当T的值大于M的值时，表明只建立了终端30到主站10的 链路链接；当T的值等于M的值时，表明主站10与终端30之间的双向链路已 建立。

优选地，在主站10与终端30之间数据链路链接的建立过程中，为了控制 的方便，所述链路控制器20可设置在主站10或者终端30的内部，或者直接将 链路控制器20的功能集成到主站10或终端30的内部控制器中。

101规约平衡模式在测试及实际应用中，当主站10发起请求链路的请求时， 终端30完成该请求的回复并确认链路状态，完成主站10到终端30的链路链接 的建立后，需要终端30主动向主站10也发送一次请求链路的命令，以完成终 端30到主站10的链路链接的建立。而当终端30上电后检测到主站10没有发 请求链路的请求时，则终端30主动发起请求链路的命令，完成终端30到主站 10的链路链接的建立；在后续主站10发出请求链路建立过程中，终端30能够 判断在主站10到终端30的链路链接建立后，应该结束完成双方请求链路状态 的过程，终端不再发送请求链路状态的过程以达到在平衡模式下终端30与主站 10能够正常的建立链路链接，并建立正常的通信通道以进行其它的数据通信交 互。

本发明实施中的链路链接方法主要采用三个内设变量来控制主站10与终端 30之间请求链路状态过程的流程正确性，保证双方链路链接的正确建立，从而 达到终端30与主站10的数据进行正常通信交互。所述3个内设变量为主站发 起状态标识M，终端发起状态标识T，控制流程标识FL，通过置位并比较所述 三个变量的值，实现主站10与终端30之间双向链路链接的建立。

在主站10与终端30之间的链路发生异常时，主站10与终端30之间双向 链路链接的建立包括以下两种链接方法：第一种是主站10发起请求链路链接的 请求，终端30完成该请求的回复并确认链路状态，确认链路状态是指确认链路 的链接是畅通的，建立主站10到终端30的链路链接后，终端30向主站10发 送一次请求链路链接的命令，建立终端30到主站10的链路链接；第二种是终 端30发起请求链路链接的请求，主站10完成该请求的回复并确认链路状态， 建立终端30到主站10的链路链接后，主站10向终端30发送一次请求链路链 接的命令，建立主站10到终端30的链路链接。

对于第一种链接方法，结合图2及图3所示，首先初始化内设变量M、T、 FL的值都为0，主站10发起请求链路链接，终端30完成该请求的回复并确认 链路状态，建立主站10到终端30的链路链接的具体步骤包括：

步骤S100，主站10请求链路状态，主站10可通过数据传送单元25请求链 路状态；请求链路状态的含义实际为主站发送查询链路状态是否畅通的命令。

步骤S200，终端30接收链路状态，并发送链路确认帧，通过数据传送单元 25传输给主站10；即终端接收上述查询链路状态的命令，发送确认链路畅通的 链路确认帧。

步骤S300，主站10收到链路确认帧，发送复位链路的命令，并控制M的 值置为1；主控单元24通过数据传送单元25传送的信息可以得知所述复位链路 是由主站10发出的还是终端30发出，当检测到复位链路是由主站10发出时， 控制置位单元21将存储单元内的主站发起状态标识M的值由0置为1。复位链 路即将链路恢复到初始化或标准化的状态，类似于一次重启。

步骤S400，终端30接收复位链路的命令，发送复位链路确认帧。在数据传 送单元25的传送下，终端30接收到主站10发送的复位链路命令，然后发送复 位链路确认帧给主站10。确认链路已经完成了复位。

步骤S500，此时主控单元24需要判断存储单元22中控制流程标识FL的 值是否等于2，若是则进入步骤S600，若否则进入步骤S700；

步骤S600，主站10与终端30之间双向链路链接已经建立，步骤结束。在 该步骤中，因控制流程标识FL的值等于2，主站10与终端30之间的双向链路 链接已经建立，即完成了主站10到终端30的链路链接的建立，同时也完成了 终端30到主站10的链路链接的建立，此时，完成了101规约平衡模式下主站 10与终端30之间的链路链接的建立，主站10与终端30之间请求链路状态过程 结束。

步骤S700，主站10到终端30的链路链接建立，进入建立终端30到主站 10链路链接的过程。该步骤中，因控制流程标识FL的值等于初始值0，而非等 于2，表明主站10到终端30的链路链接已经建立，完成了主站10到终端30的 单向链路链接的建立，但在101平衡模式下，还要建立终端30到主站10的链 路链接，因此链路链接还需进行终端30到主站10链路链接过程的建立。

终端30到主站10链路链接过程建立的具体步骤，即建立主站10到终端30 的链路链接后，终端30向主站10发送一次请求链路链接的命令，建立终端30 到主站10的链路链接的具体步骤包括：

步骤R100，终端30请求链路状态,终端30可通过数据传送单元25请求链 路状态；请求链路状态的含义实际为终端发送查询链路状态是否畅通的命令。

步骤R200，主站10请求链路状态，发送链路确认帧，通过数据传送单元 25传输给终端30；即主站接收上述查询链路状态的命令，发送确认链路畅通的 链路确认帧。

步骤R300，终端30收到链路确认帧，发送复位链路的命令，并控制T的 值置为1；主控单元24通过数据传送单元25传送的信息可以得知所述复位链路 是由主站10发出的还是终端30发出，当检测到复位链路是由终端30发出的时， 控制置位单元21将存储单元22内的终端发起状态标识T的值由0置为1。

步骤R400，主站10接收复位链路，发送复位链路确认帧；在数据传送单元 25的传送下，主站10接收到终端30发送的复位链路，然后发送复位链路确认 帧给终端30。复位链路即将链路恢复到初始化或标准化的状态，类似于一次重 启。

步骤R500，主控单元24通过比较单元23对T和M的值进行比较，并判断 T的值是否大于M的值，若是则进入步骤R700，若否则进入步骤R600；

步骤R600，主站与终端之间双向链路已经建立，步骤结束。在该步骤中， 因判断T的值没有大于M的值，也即T的值和M的值是相等的，表明主站10 与终端30之间的双向链路链接已经建立，即完成了主站10到终端30的链路链 接的建立，同时也完成了终端30到主站10的链路链接的建立，此时，完成了 101规约平衡模式下主站10与终端30之间的链路链接的建立，主站10与终端 30之间请求链路状态过程结束；

步骤R700，终端到主站的链路链接建立并控制FL的值置为2，进入建立主 站10到终端30链路链接的过程。该步骤中，因判断T的值大于M的值，即此 时T的值为1，而M的值为0，表明终端30到主站10的链路链接已经建立， 完成了终端30到主站10的单向链路链接的建立，但在101平衡模式下，还要 建立主站10到终端30的链路链接，因此链路链接还需进行主站10到终端30 链路链接过程的建立。

以上所述的实施例即为针对主站10发起请求链路链接的请求，终端30完 成该请求的回复并确认链路状态，建立主站10到终端30的链路链接后，终端 30向主站10发送一次请求链路链接的命令，建立终端30到主站10链路链接的 具体控制方法。

对于第二种链接方法，终端30发起请求链路链接的请求，主站10完成该 请求的回复并确认链路状态，建立终端30到主站10的链路链接后，主站10向 终端30发送一次请求链路链接的命令，建立主站10到终端30的链路链接

在该种情况下，如图3所示，主控单元24控制置位单元21将存储单元22 内的内设变量M、T、FL的值都初始化为0，终端30发起请求链路链接，主站 10完成该请求的回复并确认链路状态，建立终端30到主站10的链路链接的具 体步骤包括：

步骤R100，终端30请求链路状态,终端30可通过数据传送单元25请求链 路状态；请求链路状态的含义实际为终端发送查询链路状态是否畅通的命令。

步骤R200，主站10接收链路状态，发送链路确认帧，通过数据传送单元 25传输给终端30；即主站接收上述查询链路状态的命令，发送确认链路畅通的 链路确认帧。

步骤R300，终端30收到链路确认帧，发送复位链路的命令，并控制T的 值置为1；主控单元24通过数据传送单元25传送的信息可以得知所述复位链路 是由主站10发出的还是终端30发出，当检测到复位链路是由终端30发出的时， 控制置位单元21将存储单元22内的终端发起状态标识T的值由0置为1。复位 链路即将链路恢复到初始化或标准化的状态，类似于一次重启。

步骤R400，主站10接收复位链路的命令，发送复位链路确认帧；在数据传 送单元25的传送下，主站10接收到终端30发送的复位链路的命令，然后发送 复位链路确认帧给终端30。

步骤R500，主控单元24通过比较单元23对T和M的值进行比较，并判断 T的值是否大于M的值，若是则进入步骤R700，若否则进入步骤R600；

步骤R600，主站与终端之间双向链路已经建立，步骤结束。在该步骤中， 因判断T的值没有大于M的值，也即T的值和M的值是相等的，表明主站10 与终端30之间的双向链路链接已经建立，即完成了主站10到终端30的链路链 接的建立，同时也完成了终端30到主站10的链路链接的建立，此时，完成了 101规约平衡模式下主站10与终端30之间的链路链接的建立，主站10与终端 30之间请求链路状态过程结束。

步骤R700，终端到主站的链路链接建立并控制FL的值置为2，进入建立主 站10到终端30链路链接的过程。该步骤中，因判断T的值大于M的值，即此 时T的值为1，而M的值为0，表明终端30到主站10的链路链接已经建立， 完成了终端30到主站10的单向链路链接的建立，但在101平衡模式下，还要 建立主站10到终端30的链路链接，因此链路链接还需进行主站10到终端30 链路链接过程的建立。而主站10到终端30链路链接过程建立的具体步骤包括：

步骤S100，主站请求链路状态；请求链路状态的含义实际为主站发送查询 链路状态是否畅通的命令。

步骤S200，终端请求链路状态，发送链路确认帧；即终端接收上述查询链 路状态的命令，发送确认链路畅通的链路确认帧。

步骤S300，主站收到链路确认帧，发送复位链路的命令，并控制M的值置 为1；

步骤S400，终端接收复位链路的命令，发送复位链路确认帧；

步骤S500，判断FL的值是否等于2，若是则进入步骤S600，若否则进入 步骤S700；因为此前终端到主站的链路链接已经建立，此时FL的值置为2，因 此直接进入步骤S600。这里假设此前终端到主站的链路链接没有建立，即首先 进行的主站到终端的链路请求过程，那么FL的值此时仍为初始值0，在该步骤 之后将会进入步骤S700。

步骤S600，主站与终端之间双向链路已经建立，步骤结束；

步骤S700，主站到终端的链路链接建立，进入建立终端到主站链路链接的 过程；

通过以上实施例可以可看，针对第一种是主站10发起请求链路链接的情况， 及第二种是终端30发起请求链路链接的情况，其主站与与终端之间的具体的链 路链接建立的先后顺序是不同的，第一种情况是先建立主站到终端的链路链接， 然后再建立终端到主站之间的链路链接；第二种情况是先建立终端到主站的链 路链接，然后再建立主站到终端的链路链接。不论在哪种情况下，本发明的实 施例都能够通过对内设变量主站发起状态标识M，终端发起状态标识T，控制 流程标识FL的值进行置位和比较，控制主站10与终端30之间双向链路链接的 建立过程，并在完成主站10与终端30之间双向链路链接的建立时，可对其进 行有效的识别，并在识别完成后结束主站10与终端30之间的请求链路状态过 程。有效解决了主站10与终端30之间重复的进行请求链路状态过程的确认问 题，完成主站与终端之间正常通信通道的建立。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发 明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明 的保护范围之内。