本发明属于继电保护，涉及适用于继电保护设备的模拟量数据传输方法与系统。
背景技术：
1、高精度adc(analog to digital converter)即高精度模数转换芯片，是将连续变化的模拟信号转换为离散的数字信号的器件,是继电保护设备的核心器件之一。现代集成电路的处理技术将更多的模拟功能集成到adc内部，例如：片内参考、采样保持器等，从而减少对外围支持电路的需求，使其在系统中更容易使用。
2、adc是对模拟和数字信号进行混合处理的芯片，而且其在系统中的作用决定了其必然和其它模拟电路及大量数字电路一起使用，协同完成模拟量转换、传输和应用。继电保护各专业方向均是基于模拟量数据完成应用功能，这些专业方向包括但不限于：输电线路保护、元件保护、测控装置、安全自动装置、直流控保装置和电能质量监测。
3、现有的继电保护设备的主流架构是以处理器为核心的嵌入式系统，各类继电保护应用对所需要的模拟量数据的通道数、采样率以及传输可靠性都有差异化的需求。按照常规做法，处理器通过外设直接控制模数转换芯片完成模拟量转换，并读取模拟量数字值。这种做法需要处理器参与模拟量数字值的传输过程，消耗处理器资源；且当采样率与处理器定时器任务周期不匹配的情况下，处理器就无法完成模拟量采集与传输任务；另外，处理器直接读取模拟量数字值的做法无法检测出数字接口的错误，容易引起应用风险。
4、因此需要一种不消耗处理器资源，且能适应模拟量通道数以及采样率的差异化需求，安全可靠的模拟量数据传输方法，以支持继电保护应用。
技术实现思路
1、为解决现有技术中存在的不足，本发明提供一种适用于继电保护设备的模拟量数据传输方法与系统。
2、本发明采用如下的技术方案。本发明的第一方面提供了一种适用于继电保护设备的模拟量数据传输方法，包括：
3、步骤1：传输控制器控制模数转换芯片对继电保护设备的模拟量进行模数转换，得到模拟量数字值；
4、步骤2：传输控制器收集模拟量数字值，并将其组装成帧，得到模拟量数字值帧；
5、步骤3：将模拟量数字值帧循环缓存入处理器的存储器空间；
6、步骤4：处理器根据指针周期性访问循环缓存到存储器空间内新到达的模拟量数字值，获取新的模拟量数字值并进行继电保护。
7、优选地，所述传输控制器按照设定的采样周期，以固定时间间隔触发模数转换芯片进行模数转换；或者，所述传输控制器根据外部输入的采样转换信号触发模数转换芯片进行模数转换；
8、且所述传输控制器在模数转换芯片完成模数转换后读取各通道模拟量数字值，并记录本次模数转换时刻，且在各通道间转换时间有固定时间差的情况中，记录的模拟量转换时刻为第一个模拟量通道的转换时刻，其他通道的转换时刻按照固定的时间差递推。
9、优选地，所述传输控制器为现场可编程逻辑阵列或者微控制器；
10、所述传输控制器根据本设备定时器控制模数转换芯片定周期进行模数转换。
11、优选地，步骤2得到的模拟量数字值帧的帧结构包括：
12、(1)帧起始符：为固定内容，用于标识本模拟量数字值帧的起始位置；
13、(2)采样时刻：模数转换芯片启动模数转换的时刻；
14、(3)模拟量通道数：本帧中包含模拟量的通道数量；
15、(4)帧序号：本帧序号，其按帧每次递增1，到达满码值后归零；
16、(5)模拟量数字值：本次模数转换的结果，序列长度与(3)中模拟量通道数对应；
17、(6)帧校验字段：本帧(1)-(5)字段的校验字，用于对(1)-(5)字段内容的完整性校验。
18、优选地，步骤3中，将模拟量数字值帧循环缓存入处理器的存储器空间，包括：
19、分配循环缓存区的起始地址base_addr，写指针目标地址ptr_addr，帧偏移frame_offset，以及最大缓存序号max_index；
20、传输控制器将第1个模拟量数字值帧顺序写入以base_addr为起始地址的存储器空间，并向写指针目标地址ptr_addr写入内容1，表示在循环缓存区地址空间内，第1个帧缓存区域中已经写入了新接收到的模拟量数字值帧；
21、传输控制器将第2个模拟量数字值帧顺序写入以base_addr+frame_offset为起始地址的存储器空间，并向写指针目标地址ptr_addr写入内容2，表示在循环缓存区地址空间内，第2个帧缓存区域中已经写入了新接收到的模拟量数字值帧；
22、以此类推，当写入写指针目标地址ptr_addr的内容为max_index时，则下一个模拟量数字值帧写入以base_addr为起始地址的存储器空间，对应写入写指针目标地址ptr_addr的内容复归为1。
23、优选地，所述帧偏移frame_offse的值大于或等于一个模拟量数字值帧实际需要占用的存储空间深度；
24、所述最大缓存帧数max_index的值大于或等于处理器自身定时任务周期与模数转换芯片模数转换周期的比值。
25、优选地，步骤4中，处理器根据指针周期性访问循环缓存到存储器空间内新到达的模拟量数字值，获取新的模拟量数字值并进行继电保护，具体包括：
26、(1)将操作指针opt_ptr赋值为0；
27、(2)处理器周期性访问ptr_addr，获取指针内容，与opt_ptr的指针内容作比较，如果两者不相等，则说明在本周期内，有新的模拟量数字值帧写入了存储器，进入(3)；
28、(3)处理器读取新的模拟量数字值帧的内容，并将ptr_addr的内容赋值给opt_ptr；
29、(4)处理器根据读取的新的模拟量数字值帧内容进行继电保护。
30、优选地，(3)中，数据读取过程如下：
31、1)，处理器根据自身定时任务，周期性访问内存空间，通过ptr_addr的指针信息内容，确定本次任务需要处理的模拟量数据帧数量和具体位置；
32、2)，通过帧起始符与帧校验字段完成对当前模拟量数字值帧的完整性校验，仅能通过完整性校验的模拟量数据帧进行下一步，否则直接丢弃模拟量数据帧；
33、3)，对通过完整性校验的模拟量数字帧进行连续性判断：处理器根据采样时刻以及帧序号字段判断当前模拟量数字帧与此前收到的帧之间的连续性关系；
34、4)，将符合应用对完整性以及连续性要求的模拟量数字值，按照应用所需的模拟量通道数以及模拟量数字值的内容，提交至继电保护应用程序。
35、本发明第二方面提供了一种适用于继电保护设备的模拟量数据传输系统，包括传输控制器、模数转换芯片和处理器：
36、所述传输控制器，用于控制模数转换芯片对继电保护设备的模拟量进行模数转换，得到模拟量数字值；收集模拟量数字值，并将其组装成帧，得到模拟量数字值帧；将模拟量数字值帧循环缓存入处理器的存储器空间；
37、所述处理器，用于根据指针周期性访问循环缓存到存储器空间内新到达的模拟量数字值，获取新的模拟量数字值并进行继电保护。
38、优选地，所述传输控制器与处理器之间通过pcie总线交互，传输控制器与模数转换芯片之间通过控制信号实现模拟量转换与读取。
39、模数转换芯片为多通道同步采样芯片，所有通道共用同一个转换控制信号，所有模拟量通道均在同一时刻进行模数转换。
40、一种终端，包括处理器及存储介质；所述存储介质用于存储指令；所述处理器用于根据所述指令进行操作以执行所述方法的步骤。
41、计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现所述方法的步骤。
42、与现有技术相比，本发明的有益效果至少包括：
43、本发明通过传输控制器操作模数转换芯片进行模数转换，读取模拟量数字值并组织成帧，并以主动推送的方式将模拟量数字值方式写入处理器的存储器。处理器直接在内存中访问模拟量信息，无需参与模拟量采集与传输，节省软件负载率，并适应继电保护各应用的采样率差异化需求，进而实现更佳的应用效果。
44、本发明将模拟量数字值组帧传输，帧序号、校验等帧开销字段可以确保处理器能验证模拟量信息的完整性与连续性，消除因采样及传输错误可能导致的应用风险；模拟量数字帧在内存中采用了循环缓存方式存储，处理器根据指针访问循环缓存区内新到达的模拟量数字值，因此处理器读取模拟量数字值的时间周期可以与模拟量数字值的产生周期不相关，无需按照模拟量的产生周期实时处理模拟量，可支持多场景的模拟量传输需求，并减少处理器对模拟量传输环节的资源消耗，实现更安全灵活的模拟量数据的传输过程。
1.一种适用于继电保护设备的模拟量数据传输方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的一种适用于继电保护设备的模拟量数据传输方法，其特征在于：
3.根据权利要求1所述的一种适用于继电保护设备的模拟量数据传输方法，其特征在于：
4.根据权利要求1所述的一种适用于继电保护设备的模拟量数据传输方法，其特征在于：
5.根据权利要求1所述的一种适用于继电保护设备的模拟量数据传输方法，其特征在于：
6.根据权利要求5所述的一种适用于继电保护设备的模拟量数据传输方法，其特征在于：
7.根据权利要求1所述的一种适用于继电保护设备的模拟量数据传输方法，其特征在于：
8.根据权利要求7所述的一种适用于继电保护设备的模拟量数据传输方法，其特征在于：
9.一种适用于继电保护设备的模拟量数据传输系统，其特征在于，包括传输控制器、模数转换芯片和处理器：
10.根据权利要求9所述的一种适用于继电保护设备的模拟量数据传输系统，其特征在于：
11.一种终端，包括处理器及存储介质；其特征在于：
12.计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该程序被处理器执行时实现权利要求1-8任一项所述方法的步骤。
