基于STM32实现IEC61850标准转换器设计方案选择
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一IEC61850简介
IEC-61850标准提出了变电站内信息分层的概念，无论从逻辑概念上还是从物理概念上，将变电站通信体系分为3层:变电站层、间隔层、过程层[3]，并且定义了层和层之间的通信接口。
在变电站层和间隔层之间的网络采用抽象通信服务接口映射到制造报文规范(MM S)、传输控制协议/网际协议(TCP/IP)以太网或光纤环网。
在间隔层和过程层之间的网络采用单点向多点的单向传输以太网。
变电站内的智能电子设备(IED，测控单元和继电保护)均采用统一的协议，通过网络进行信息交换，如图1所示。
图1
图 1 基于IEC61850标准的变电站监控系统模型[4] IEC-61850 标准采用面向对象的建模技术，建模了大多数公共实际设备和设备组件。
这些模型定义了公共数据格式、标识符、行为和控制,例如变电站和馈线设备(诸如断路器、电压调节器和继电保护等)。
自我描述能显著降低数据管理费用、简化数据维护、减少由于配置错误而引起的
系统停机时间。
但是由于过程层的实现对于一次设备智能技术要求非常高，目前国内对于IEC-61850的应用还局限于在站控和间隔两个层面。
也就是说的IEC61850标准转换设备，要求能够达到承上启下的作用，实现IEC61850标准平台和每个底层设备不同通信协议的转换。
目前IEC61850使用以太网技术，不同的服务队时间要求有所不同，所以选用不同的通信协议栈。
采样值传输主要用于过程层和间隔层之间实时传输采样值，要求比较小的时间延时，所有应用层和逻辑链路之间不使用协议，使用以太网的多播方式。
GOOSE用于间隔层设备之间的横向逻辑闭锁，实时性要求很高，从发送到接受方要求小于4ms。
为达到高速传输目的直接将应用层数据映射到ISO/IEC8802-3定义的物理链路层。
通用变电站状态事件（GSSE）使用OSI协议。
核心的ACSI（抽象通信服务接口）在应用层使用MMS协议，在传输层使用TCP/IP协议。
二1EC61850标准转换设备实现要求和实现方案
实现IEC61850标准，要求本设备能够使用变电站配置语言SCL 语言完整的描述IED或整个变电站数据模型、通信服务模型，并且映射到TCP/IP网络。
同时要求能够接收底层设备采样值。
STM32系列选用ST公司刚刚推出不久的、基于ARM CortexTM-M3内核的新一代嵌入式STM32芯片。
这是一款专为嵌入式应用而开发的内核，工作频率达到72MHZ。
它带有把中断之间延迟降到6个CPU周期的嵌套向量中断控制器，允许在每一个写操作中修改单个数据位的独立位操作，可进行分支指令预测、单周期乘法、硬件除法且有高效的Thumb 2指令集。
这些改良技术使Cortex-M3内核具有优异的代码密度、实时性和低功耗性能。
所有这些新功能都同时具有目前最优的功耗水平，非常适合应用于长时间工作的终端控制系统。
由于IEC61850标准基于以太网技术，为达到这个要求，我们需要网络传输速度足够快。
STM32F107是意法半导体推出全新STM32互连型（Connectivity）系列微控制器中的一款性能较强产品，此芯片集成了各种高性能工业标准接口，且STM32不同型号产品在引脚和软件上具有完美的兼容性，可以轻松适应更多的应用。
新STM32的标准外设包括10个定时器、两个12位1-Msample/s AD(模数转换器) (快速交替模式下2M sample/s)、两个12位DA(数模转换器)、两个I2C接口、五个USART接口和三个SPI端口和高质量数字音频接口IIS，另外STM32F107拥有全速USB（OTG）接口，两路CAN2.0B 接口，以及内置以太网10/100 MAC模块。
但是需要配置外部PHY，这里可以选用DP8348芯片，该芯片具有Auto-MDIX的10/100 Mb / s的嵌入式系统在工业温度操作，3.3v MAC接口，使用方便。
（目前市场上STM32F107芯片价格在25元左右，DP8348芯片在十五
元左右）。
如果使用STM32F103+ENC28J60实现网络通信功能，此种方法是spi方式驱动外部网卡，通信速度明显不够，并且STM32f103系列价格在20元左右，ENC28J60价格在13元左右。
相比之下应该选择上一种方案，更适合长期发展。
另外此项目重点内容是掌握IEC61850标准和如何软件实现学习。
