CN104578421A - 一种配电自动化无线公网通信***的状态监测方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种配电自动化无线公网通信***的状态监测方法，包括在配电终端和无线数传模块之间增加通信协议，无线数传模块中的CPU频繁下发AT指令以获取通信模块的状态数据，同时，CPU记录无线数传模块自身的状态数据，配电终端通过通信协议对无线数传模块定期频繁下发状态召唤帧，无线数传模块正确识别和接收该状态召唤帧后，向对应的配电终端回复状态响应帧，并按照通信协议将状态数据发送至对应的配电终端，配电终端获取状态数据后，对状态数据进行存储和分析，以判断配电自动化无线公网通信***的通信状态。本发明可及时记录和分析配电自动化无线公网通信***的通信异常事件。

Description

一种配电自动化无线公网通信***的状态监测方法

技术领域

本发明涉及配电自动化的通信监控，特别是一种配电自动化无线公网通信***的状态监测方法。

背景技术

配电自动化指的是以一次网架和设备为基础，综合利用计算机、信息及通信技术，并通过相关***的信息集成，实现对配电网的监测、控制和快速故障隔离。

电网尤其是配电自动化建设中占有了重要地位，是必不可少的一种通信方式。如需采用无线公网通信，配电终端一般会集成一个无线数传终端（无线数据传输终端），内置通信模块和卡槽等，可实现拨号和数据的传输。

随着配电自动化的发展，供电公司对各项运行指标提出更高要求，对采用无线公网通信的配电终端的运维也提出了要求。

配电自动化的无线公网通信利用运营商（移动、联通、电信等）的公共网络，在公网中搭建VPN虚拟专网。但是配电自动化终端的通信和普通用户通话、上网共享一个网络资源。

当配电自动化终端采用无线公网通信时，存在的故障点多。因此，无线公网通信具有不稳定、易丢包等特点。另外由于通信设备均在户外工业地点使用，可能存在各种各样的环境干扰，使无线数传终端或SIM卡存在一定的故障率，且一旦发生通信故障，仅可以从配电自动化主站***处了解到终端离线时间，但具体什么原因离线是没办法获取的。即使人到了现场，也需要爬杆和开启环网柜柜门才能通过指示灯观测到通信模块状态指示。

目前类似解决此问题是增加无线通信模块的无线网管***，具体参照图1所示，无线网管***远程和无线数传模块进行通信，通信在线时，可以获取sim卡IP，运行状况，流量等基本状态数据。

但通过无线网管***获取无线数传模块的状态数据（如IP、流量、信号等），为保证准确度，需要定期的短时的和无线数传模块进行通信，如果按1分钟一次，一个月将多出5M左右流量。以目前一个市几千台的无线终端量计算，在正常业务通信外每年将产生至少几万元的费用，范围更广时，则成本消耗更大。

通过无线网管***只能在无线数传模块在线时进行通信，当通信断开时（如网络或SIM卡或死机等原因），无线网管***是无法获取具体的通信离线原因。因此无线网管***更多的是用于台帐管理，对于配电自动化无线通信的运维、通信异常原因分析能够提供的信息非常有限，很难通过这些信息直接判断出异常原因。

如果将通信异常事件记录在无线数传模块内，必须随时将信息写入自身的flash中，如果写在ram中，一旦无线数传模块判定通信离线时，需要按自身逻辑进行重启，所有信息将丢失，事后根本读不出来。但频繁的读写flash，很快将造成芯片的损坏。因此，需要一种新的解决方案。

发明内容

为解决上述问题，本发明的目的在于提供一种配电自动化无线公网通信***的状态监测方法，及时记录和分析配电自动化无线公网通信***的通信异常事件。

本发明解决其问题所采用的技术方案是：

一种配电自动化无线公网通信***的状态监测方法，所述配电自动化无线公网通信***包括多个配电终端、与配电终端连接的无线数传模块、与无线数传模块通信的运营网络、与运营网络通信的公网路由器、与公网路由器连接的无线网管***和无线服务器以及与无线服务器连接的配电主站***，所述无线数传模块包括CPU，所述CPU连接通信模块、flash存储模块和通信及电源接口，所述通信模块连接SIM卡及卡槽，所述通信及电源接口连接配电终端，所述状态监测方法包括在配电终端和无线数传模块之间增加通信协议，其中，无线数传模块中的CPU频繁下发AT指令以获取通信模块的状态数据，同时，CPU记录无线数传模块自身的状态数据，配电终端通过通信协议对无线数传模块定期频繁下发报文头与配电自动化应用的101/104协议的报文头不同的状态召唤帧，无线数传模块正确识别和接收该状态召唤帧后，不将该状态召唤帧作为业务数据透传给配电主站***，而是向对应的配电终端回复状态响应帧，并按照通信协议将CPU频繁下发AT指令获取的通信模块的状态数据以及CPU记录的无线数传模块自身的状态数据发送至对应的配电终端，配电终端获取状态数据后，对状态数据进行存储和分析，以判断配电自动化无线公网通信***的通信状态。

进一步，所述CPU频繁下发AT指令获取的通信模块的状态数据以及CPU记录的无线数传模块自身的状态数据均包括状态量和测量值，其中，所述测量值包括信号值、位置码LAC、小区码CI、SIM卡状况、IP地址、公网传输延时、公网发包数、公网丢包数、业务传输延时、业务发包数、业务丢包数和流量值，所述公网传输延时为无线数传模块与公网路由器的ping包延时，所述业务传输延时为配电终端与配电主站***之间业务数据的传输延时，所述状态量包括无线数传模块重启标志、无线数传模块运行状态、拨号状态和注册网络成功状态，所述配电终端获取状态数据后，对状态数据进行存储和分析，以判断配电自动化无线公网通信***的通信状态时，具体的分析方法包括：

（21）检测业务丢包数是否大于零，如果大于零，则存在丢包，则判断配电自动化无线公网通信***的通信存在异常情况；

（22）检测无线数传模块运行状态和SIM卡状况是否异常，若存在异常，则生成异常事件记录；

（23）检测信号值、拨号状态、位置码LAC、小区码CI和IP地址，若信号值低于通信模块运行的要求值，则表明信号过低，若拨号状态为不成功标识，则表明通信模块无法正常拨号，若位置码LAC和小区码CI为零，则表明通信模块无法正常注册网络，并在上述任一异常存在时，生成对应的异常事件记录；

（24）检测公网传输延时和公网丢包数，若公网传输延时大于设定值，或者公网丢包数大于零，则判定运营网络当时的网络状况不良，生成异常事件记录并附带时标；

（25）若步骤（22）至步骤（24）均不存在异常，则判定配电主站***存在异常。

本发明的有益效果是：

本发明采用一种配电自动化无线公网通信***的状态监测方法，由配电终端完成通信离线后无线数传模块的状态数据及通信模块的状态数据的记录和存储，由于配电终端不易重启和断电，且具备后备电源，因此，无需通过通信模块读写flash中的数据，避免频繁对flash进行读写，且不会丢失数据；配电终端通过全面对状态数据进行分析，按设定的逻辑给出通信异常原因，并生成异常事件记录，有助于保障对配电自动化无线公网通信***的运维。

附图说明

下面结合附图和实例对本发明作进一步说明。

图1是本发明所述配电自动化无线公网通信***的结构示意图；

图2是本发明所述无线数传模块与配电终端的连接示意图；

图3是本发明所述方法的流程示意图。

具体实施方式

参照图1所示，配电自动化无线公网通信***包括多个配电终端、与配电终端连接的无线数传模块、与无线数传模块通信的运营网络、与运营网络通信的公网路由器、与公网路由器连接的无线网管***和无线服务器以及与无线服务器连接的配电主站***，其中，运营网络包括无线网（包含基站）部分和核心网，通信网适用于运营商GPRS，EDGE，3G，4G网络。参照图2所示，所述无线数传模块包括CPU，所述CPU连接通信模块、flash存储模块和通信及电源接口，所述通信模块连接SIM卡及卡槽，所述通信及电源接口连接配电终端。所述配电终端包括数据处理板、通信板、电源板、外罩、后备电源等，其中通信板负责与无线数传模块进行通信，通常配电终端的通信口为RS232接口或RJ45网口，并为无线数传模块提供DC12V/DC24V/DC48V的电压。

鉴于背景技术中配电自动化无线公网通信***存在的通信监测的问题，参照图3所示，本发明提供了一种配电自动化无线公网通信***的状态监测方法，所述状态监测方法包括在配电终端和无线数传模块之间增加通信协议，在无线数传模块和配电终端之间增加通信协议后，配电终端可通过总召获取无线数传模块的实时状态数据，并进行分析，具体为：其中，无线数传模块中的CPU频繁下发AT指令（AT 即Attention,AT指令，一般应用于终端设备与其它设备之间的连接与通信）以获取通信模块的状态数据，同时，CPU记录无线数传模块自身的状态数据，配电终端通过通信协议对无线数传模块定期（定期的时间T可以自主设定）频繁下发报文头与配电自动化应用的101/104协议的报文头不同的状态召唤帧，无线数传模块正确识别和接收该状态召唤帧后，不将该状态召唤帧作为业务数据透传给配电主站***，而是向对应的配电终端回复状态响应帧，并按照通信协议将CPU频繁下发AT指令获取的通信模块的状态数据以及CPU记录的无线数传模块自身的状态数据发送至对应的配电终端，配电终端获取状态数据后，对状态数据进行存储和分析，以判断配电自动化无线公网通信***的通信状态。

本发明单独在无线数传模块和配电终端之间增加的通信协议，是一种无线数传模块与配电终端专用的通信协议，该通讯协议实现无线数传模块与配电终端之间的数据传输，而且两者之间传输的数据只发生在两者之间，不会向外部传输，而且经该通信协议传输的数据具有固定的格式，主要是状态数据，可保证本发明后续的实现。

其中，所述CPU频繁下发AT指令获取的通信模块的状态数据以及CPU记录的无线数传模块自身的状态数据均包括状态量和测量值，其中，所述测量值包括信号值、位置码LAC、小区码CI、SIM卡状况、IP地址、公网传输延时、公网发包数、公网丢包数、业务传输延时、业务发包数、业务丢包数和流量值，所述公网传输延时为无线数传模块与公网路由器的ping包延时，所述业务传输延时为配电终端与配电主站***之间业务数据的传输延时，所述状态量包括无线数传模块重启标志、无线数传模块运行状态、拨号状态和注册网络成功状态，所述配电终端获取状态数据后，对状态数据进行存储和分析，以判断配电自动化无线公网通信***的通信状态时，具体的分析方法包括：

（21）检测业务丢包数是否大于零，如果大于零，则存在丢包，则判断配电自动化无线公网通信***的通信存在异常情况；

（22）检测无线数传模块运行状态和SIM卡状况是否异常，若存在异常，则生成异常事件记录；

（23）检测信号值、拨号状态、位置码LAC、小区码CI和IP地址，若信号值低于通信模块运行的要求值，则表明信号过低，若拨号状态为不成功标识，则表明通信模块无法正常拨号，若位置码LAC和小区码CI为零，则表明通信模块无法正常注册网络，并在上述任一异常存在时，生成对应的异常事件记录；

（24）检测公网传输延时和公网丢包数，若公网传输延时大于设定值，或者公网丢包数大于零，则判定运营网络当时的网络状况不良，生成异常事件记录并附带时标；

（25）若步骤（22）至步骤（24）均不存在异常，则判定配电主站***存在异常。

以上流程逐一对配电自动化无线公网通信***的通信状态进行检测，以判定通信中的异常情况。

本发明中，配电终端可每小时对状态数据进行统计和存储，异常事件发生时可立即生成异常事件记录，统计数据和异常事件记录按配电终端原有的遥信、遥测和事件记录的格式进行记录，运维人员如需获取数据，可通过配电主站***或维护工具，按原有的协议（如101、104）通信即可。

本发明由配电终端完成通信离线后无线数传模块的状态数据及通信模块的状态数据的记录和存储，由于配电终端不易重启和断电，且具备后备电源，因此，无需通过通信模块读写flash中的数据，避免频繁对flash进行读写，且不会丢失数据；配电终端通过全面对状态数据进行分析，按设定的逻辑给出通信异常原因，并生成异常事件记录，有助于保障对配电自动化无线公网通信***的运维。

以上所述，只是本发明的较佳实施例而已，本发明并不局限于上述实施方式，只要其以相同的手段达到本发明的技术效果，都应属于本发明的保护范围。

Claims (2)

1.一种配电自动化无线公网通信***的状态监测方法，所述配电自动化无线公网通信***包括多个配电终端、与配电终端连接的无线数传模块、与无线数传模块通信的运营网络、与运营网络通信的公网路由器、与公网路由器连接的无线网管***和无线服务器以及与无线服务器连接的配电主站***，所述无线数传模块包括CPU，所述CPU连接通信模块、flash存储模块和通信及电源接口，所述通信模块连接SIM卡及卡槽，所述通信及电源接口连接配电终端，其特征在于，所述状态监测方法包括在配电终端和无线数传模块之间增加通信协议，其中，无线数传模块中的CPU频繁下发AT指令以获取通信模块的状态数据，同时，CPU记录无线数传模块自身的状态数据，配电终端通过通信协议对无线数传模块定期频繁下发报文头与配电自动化应用的101/104协议的报文头不同的状态召唤帧，无线数传模块正确识别和接收该状态召唤帧后，不将该状态召唤帧作为业务数据透传给配电主站***，而是向对应的配电终端回复状态响应帧，并按照通信协议将CPU频繁下发AT指令获取的通信模块的状态数据以及CPU记录的无线数传模块自身的状态数据发送至对应的配电终端，配电终端获取状态数据后，对状态数据进行存储和分析，以判断配电自动化无线公网通信***的通信状态。

2.根据权利要求1所述的状态监测方法，其特征在于，所述CPU频繁下发AT指令获取的通信模块的状态数据以及CPU记录的无线数传模块自身的状态数据均包括状态量和测量值，其中，所述测量值包括信号值、位置码LAC、小区码CI、SIM卡状况、IP地址、公网传输延时、公网发包数、公网丢包数、业务传输延时、业务发包数、业务丢包数和流量值，所述公网传输延时为无线数传模块与公网路由器的ping包延时，所述业务传输延时为配电终端与配电主站***之间业务数据的传输延时，所述状态量包括无线数传模块重启标志、无线数传模块运行状态、拨号状态和注册网络成功状态，所述配电终端获取状态数据后，对状态数据进行存储和分析，以判断配电自动化无线公网通信***的通信状态时，具体的分析方法包括：

（21）检测业务丢包数是否大于零，如果大于零，则存在丢包，则判断配电自动化无线公网通信***的通信存在异常情况；

（22）检测无线数传模块运行状态和SIM卡状况是否异常，若存在异常，则生成异常事件记录；

（23）检测信号值、拨号状态、位置码LAC、小区码CI和IP地址，若信号值低于通信模块运行的要求值，则表明信号过低，若拨号状态为不成功标识，则表明通信模块无法正常拨号，若位置码LAC和小区码CI为零，则表明通信模块无法正常注册网络，并在上述任一异常存在时，生成对应的异常事件记录；

（24）检测公网传输延时和公网丢包数，若公网传输延时大于设定值，或者公网丢包数大于零，则判定运营网络当时的网络状况不良，生成异常事件记录并附带时标；

（25）若步骤（22）至步骤（24）均不存在异常，则判定配电主站***存在异常。