CN108337332A - 一种基于无线mesh网的智能台区识别方法及智能台区*** - Google Patents
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Abstract
一种基于无线mesh网的智能台区识别方法,涉及一种台区识别方法。目前智能台区一般是以智能配变终端为信息数据中心,更新及时性差。本技术方案在当从设备上电时主动向网络服务器注册获取一个IPv6地址,网络服务器将该从设备的IPv6地址、设备ID同步给主站;主设备根据收到的从设备档案信息,向其发送查询命令;主设备把详细档案信息主动上报给主站,形成名单,主站把白名单发送到相应台区的配变终端主设备上;配变终端根据接收到的白名单启动本台区的设备及线路拓扑结构识别,识别返回的信息同步发送给主站,在主站上形成每个台区的设备及线路拓扑图。本技术方案提高了台区无线从设备档案及拓扑结构更新的及时性和便利性,做到无线从设备的即装即用。
Description
技术领域
本发明涉及一种台区识别方法,尤其涉及一种基于无线mesh网的智能台区识别方法。
背景技术
智能台区是智能电网建设的重要一环,是连接着配电和用电两大环节的枢纽,主要功能有:台变监测、低压集抄、线损考核、电力计量、电能质量管理、无功补偿等,涉及到的设备主要有:台区变压器、智能配变终端、低压集抄集中器、智能电容器、智能断路器、智能换相开关、SVG、以及用户侧负荷采集设备等。目前智能台区所有功能的实现,一般是以智能配变终端为信息数据中心:第一,在上行数据监视方向上,除了其自身监测到的变压器电压、电流等数据外,其他设备的数据都是通过有线RS-485、无线、载波等通信方式传输到智能配变终端,然后由智能配变终端通过移动运营商提供的无线公网通道传输到主站***;第二,在下行控制方向上,主站***下发的数据也是通过智能配变终端分发到相应的设备。***框架图如图1所示。
1.安全问题:目前大部分采用的无线方案是工作在免授权频段的微功率无线,在通信方式上较多采用的是自有通信协议组成的mesh网,也有较少采用的是没有自组网功能的点对点通信方式,另外,由于技术能力、成本等原因,大部分无线方案没有采用很复杂的安全机制,在安全性上存在较大隐患;
2.本台区的无线从设备档案及线路拓扑结构管理问题:在该***框架下,每个台区只有一个局部的微功率无线mesh网络,该无线网络的主设备是本台区的智能配变终端,负责建立无线网络,而本台区下的其他无线设备为从设备。当新装或变更一个从设备时,至少要经过一个超帧周期才能注册到主设备建立的网络上,而且还要避免注册到相邻台区的网络上,这就需要提前把无线从设备的设备ID和相应台区的智能配变终端执行相应的关联;当从设备注册到相应网络上之后,主设备智能配变终端会定期的更新档案信息,并在不影响正常业务的情况下,定期的向主站上报更新后的档案信息,整个机制在及时性上存在很大问题;在主站更新了档案信息后,向智能配变终端下发拓扑识别命令,整个流程如图2所示。
发明内容
本发明要解决的技术问题和提出的技术任务是对现有技术方案进行完善与改进,提供一种基于无线mesh网的智能台区识别方法,以达到提高更新的及时性和便利性的目的。为此,本发明采取以下技术方案。
一种基于无线mesh网的智能台区识别方法,包括以下步骤:
1)无线设备上电时主动向网络服务器注册;
2)网络服务器根据设备的ID分配其IPv6地址;网络服务器将分配给该设备的IPv6地址,连同其ID同步给主站;
3)主站获取注册设备的ID及其IPv6地址;
4)主站根据设备ID判断该设备是否为从设备,若是从设备则进入下一步,若否,则结束;
5)主站将从设备IPv6地址及设备ID发送给主设备,命令主设备获取该设备详细信息;
6)主设备收到主站信息后,根据从设备IPv6地址,向其发送查询命令;从设备收到主设备的查询命令后,返回其详细信息,详细信息包括IPv6地址、设备ID和经纬度位置;
7)主设备获取查询返回的详细信息;
8)主设备把查询得到的详细信息上报给主站;
9)主站根据主从设备的经纬度信息形成各台区识别的从设备白名单,并发送到相应主设备;
10)主设备根据接收到的白名单启动本台区设备及线路拓扑结构识别;
11)主设备根据台区识别信息更新档案信息,并同步到主站。
作为优选技术手段:在步骤5)中,主站根据设备类型的分类,将从设备的IPv6地址及其ID按照平均分散的原则分包发送到各个主设备。在降低主站压力的同时,也控制各主设备的压力,使各主设备的压力能够基本均等。
作为优选技术手段:在步骤9)中,主站***以各个主设备的经纬度地址为中心,把从设备根据一定的位置余量分配给相应的主设备,形成主设备所属台区识别的白名单。为提高通讯的可靠性,同时便于管理,并兼顾各主设备的负担。
作为优选技术手段:在步骤11)中,主设备将识别返回的信息同步发送给主站,在主站上形成每个台区的设备及线路拓扑图。实现主站的对各台区的统一控制。
作为优选技术手段:无线设备分为主设备和从设备两类,仅智能配变终端为主设备,每个设备有一个设备ID,长度为6个字节,其中字节的最高位为设备类型标识位。
本发明的另一个目的是提供一种智能台区***,其包括:
主站:用于智能台区的管理,当获取网络服务器发送的注册设备的ID、IPv6地址,且判断该注册设备为从设备后,将从设备IPv6地址、ID发送给主设备并命令主设备获取该从设备的包括经纬度信息的详细信息,主站获取从设备经纬度信息后,根据主从设备的经纬度信息形成各台区识别的从设备白名单,并发送给相应主设备要求其进行台区的设备及线路拓扑结构识别,当主设备返回台区的设备及线路拓扑结构识别信息后,主站根据识别返回的信息形成台区的设备及线路拓扑图;
网络服务器:与主站及区域路由器相连,用于无线设备的注册,分配其IPv6地址,并将该设备的IPv6地址,连同其ID同步给主站;
区域路由器:为无线路由器,其与网络服务器通过光纤相连;
主设备:为智能配变终端,其通过Mesh网与区域路由器相连;从设备与主设备之间通过RS-485、无线或载波的通讯方式相连;当主设备收到主机发送的查询从设备详细信息后,根据从设备的IPv6地址,向该从设备发送查询命令,获得该从设备的详细信息,并将详细信息同步给主站;当主设备收到主站发送的白名单后启动本台区设备及线路拓扑结构识别,并反馈给主站。
作为优选技术手段:无线从设备包括智能换相开关、智能断路器、用户负荷采集器、II型集中器。
作为优选技术手段:通过RS-485方式与主设备相连的从设备包括I型集中器、智能电容器、环境变量传感器、SVG通过RS-485与智能配变终端相连。
有益效果:
1.IPv6协议提高了网络安全性并满足容量需求。微功率无线在网络层采用IPv6协议,每个无线设备有唯一的IPv6地址,IPv6地址长度有128位,可以满足数量级庞大的网络容量。且IPv6具有很好的安全性,可以对网络层的数据进行加密并对IP报文进行校验,在IPV6中的加密与鉴别选项提供了分组的保密性与完整性。
2.极大的提高了台区无线从设备档案及拓扑结构更新的及时性和便利性,可以做到无线从设备的即装即用。
附图说明
图1是现有的***框图。
图2是现有的无线从设备安装流程图。
图3是本发明流程图。
图4是本发明***框架图。
具体实施方式
以下结合说明书附图对本发明的技术方案做进一步的详细说明。
如图3所示,本发明包括以下步骤:
1)无线设备上电时主动向网络服务器注册;
2)网络服务器根据设备的ID分配其IPv6地址;网络服务器将分配给该设备的IPv6地址,连同其ID同步给主站;
3)主站获取注册设备的ID及其IPv6地址;
4)主站根据设备ID判断该设备是否为从设备,若是从设备则进入下一步,若否,则结束;
5)主站将从设备IPv6地址及设备ID发送给主设备,命令主设备获取该设备详细信息;
6)主设备收到主站信息后,根据从设备IPv6地址,向其发送查询命令;从设备收到主设备的查询命令后,返回其详细信息,详细信息包括IPv6地址、设备ID和经纬度位置;
7)主设备获取查询返回的详细信息;
8)主设备把查询得到的详细信息上报给主站;
9)主站根据主从设备的经纬度信息形成各台区识别的从设备白名单,并发送到相应主设备;
10)主设备根据接收到的白名单启动本台区设备及线路拓扑结构识别;
11)主设备根据台区识别信息更新档案信息,并同步到主站。
为了在降低主站压力的同时,也控制各主设备的压力,使各主设备的压力能够基本均等,在步骤5)中,主站根据设备类型的分类,将从设备的IPv6地址及其ID按照平均分散的原则分包发送到各个主设备。
本技术方案将无线mesh网的组网范围不仅限于一个台区范围内,而是将所有台区的无线设备组成一个大的mesh网络,网络层通信协议基于IPv6协议,所有的无线设备都有唯一的IPv6地址;与主站的通信方式取消无线公网方式,在经过授权的情况下,在现场分布安装大功率的无线路由器热点设备,无线路由器通过光纤与主站***相连。
为提高通讯的可靠性,同时便于管理,并兼顾各主设备的负担,在步骤9)中,主站***以各个主设备的经纬度地址为中心,把从设备根据一定的位置余量分配给相应的主设备,形成主设备所属台区识别的白名单。
为实现对各台区的统一管理,在步骤11)中,主设备将识别返回的信息同步发送给主站,在主站上形成每个台区的设备及线路拓扑图。
无线设备分为主设备和从设备两类,仅智能配变终端为主设备,每个设备有一个设备ID,长度为6个字节,其中字节的最高位为设备类型标识位,0:主设备,1:从设备。
如图4所示,本发明的另一个目的是提供一种智能台区***,其包括:
主站:用于智能台区的管理,当其获取网络服务器发送的注册设备的ID、IPv6地址后,且判断该注册设备为从设备后,将从设备IPv6地址、ID发送给主设备并命令主设备获取该从设备的包括经纬度信息的详细信息,主站获取从设备经纬度信息后,根据主从设备的经纬度信息形成各台区识别的从设备白名单,并发送给相应主设备要求其进行台区的设备及线路拓扑结构识别,当主设备返回台区的设备及线路拓扑结构识别信息后,主站根据识别返回的信息形成台区的设备及线路拓扑图;
网络服务器:与主站及区域路由器相连,用于无线设备的注册,分配其IPv6地址,并将该设备的IPv6地址,连同其ID同步给主站;
区域路由器:为无线路由器,其与网络服务器通过光纤相连;
主设备:为智能配变终端,其通过Mesh网与区域路由器相连;从设备与主设备之间通过RS-485、无线或载波的通讯方式相连;当主设备收到主机发送的查询从设备详细信息后,根据从设备的IPv6地址,向该从设备发送查询命令,获得该从设备的详细信息,并将详细信息同步给主站;当主设备收到主站发送的白名单后启动本台区设备及线路拓扑结构识别,并反馈给主站。
其中无线从设备包括智能换相开关、智能断路器、用户负荷采集器、II型集中器。通过RS-485方式与主设备相连的从设备包括I型集中器、智能电容器、环境变量传感器、SVG通过RS-485与智能配变终端相连。
本技术方案基于无线mesh网,即微功率无线网,微功率无线在网络层采用IPv6协议, IPv6协议提高了网络安全性并满足容量需求。每个无线设备有唯一的IPv6地址,IPv6地址长度有128位,可以满足数量级庞大的网络容量。另外,电力公司对于网络的安全性及其重视,而IPv6具有很好的安全性,可以对网络层的数据进行加密并对IP报文进行校验,在IPV6中的加密与鉴别选项提供了分组的保密性与完整性。
另一方面,本技术方案极大的提高了台区无线从设备档案及拓扑结构更新的及时性和便利性,可以做到无线从设备的即装即用。无线设备分为主设备和从设备两类,智能配变终端为主设备,其他无线设备均是从设备,每个设备有一个设备ID,长度为6个字节(字节的最高位是设备类型标识,0:主设备,1:从设备)。首先,当从设备上电时会主动向网络服务器注册获取一个IPv6地址,网络服务器也会把分配给该从设备的IPv6地址,连同设备ID同步给主站;其次,主站为了减轻自身主站的压力,根据设备类型的分类,可把从设备档案信息(包括IPv6地址和设备地址)按照平均分散的原则分包发送到各个主设备上,主设备会根据收到的从设备档案信息,向其发送查询命令,查询返回的详细档案信息包括IPv6地址、设备ID和经纬度位置;然后,主设备把这些详细档案信息主动上报给主站,主站以各个主设备的经纬度地址为中心,把从设备根据一定的位置余量分配给相应的主设备,形成主设备所属台区识别的白名单,主站再把白名单发送到相应台区的配变终端主设备上;最后,配变终端根据接收到的白名单启动本台区的设备及线路拓扑结构识别,识别返回的信息同步发送给主站,在主站上形成每个台区的设备及线路拓扑图。
以上图3、4所示的一种基于无线mesh网的智能台区识别方法是本发明的具体实施例,已经体现出本发明实质性特点和进步,可根据实际的使用需要,在本发明的启示下,对其进行形状、结构等方面的等同修改,均在本方案的保护范围之列。
Claims (8)
1.一种基于无线mesh网的智能台区识别方法,其特征在于包括以下步骤:
1)无线设备上电时主动向网络服务器注册;
2)网络服务器根据设备的ID分配其IPv6地址;网络服务器将分配给该设备的IPv6地址,连同其ID同步给主站;
3)主站获取注册设备的ID及其IPv6地址;
4)主站根据设备ID判断该设备是否为从设备,若是从设备则进入下一步,若否,则结束;
5)主站将从设备IPv6地址及设备ID发送给主设备,命令主设备获取该设备详细信息;
6)主设备收到主站信息后,根据从设备IPv6地址,向其发送查询命令;从设备收到主设备的查询命令后,返回其详细信息,详细信息包括IPv6地址、设备ID和经纬度位置;
7)主设备获取查询返回的详细信息;
8)主设备把查询得到的详细信息上报给主站;
9)主站根据主从设备的经纬度信息形成各台区识别的从设备白名单,并发送到相应主设备;
10)主设备根据接收到的白名单启动本台区设备及线路拓扑结构识别;
11)主设备根据台区识别信息更新档案信息,并同步到主站。
2.根据权利要求1所述的一种基于无线mesh网的智能台区识别方法,其特征在于:在步骤5)中,主站根据设备类型的分类,将从设备的IPv6地址及其ID按照平均分散的原则分包发送到各个主设备。
3.根据权利要求2所述的一种基于无线mesh网的智能台区识别方法,其特征在于:在步骤9)中,主站***以各个主设备的经纬度地址为中心,把从设备根据一定的位置余量分配给相应的主设备,形成主设备所属台区识别的白名单。
4.根据权利要求3所述的一种基于无线mesh网的智能台区识别方法,其特征在于:在步骤11)中,主设备将识别返回的信息同步发送给主站,在主站上形成每个台区的设备及线路拓扑图。
5.根据权利要求4所述的一种基于无线mesh网的智能台区识别方法,其特征在于:无线设备分为主设备和从设备两类,仅智能配变终端为主设备,每个设备有一个设备ID,长度为6个字节,其中字节的最高位为设备类型标识位。
6.实施权利要求1-5任一权利要求所述方法的智能台区***,其特征在于包括:
主站:用于智能台区的管理,当获取网络服务器发送的注册设备的ID、IPv6地址,且判断该注册设备为从设备后,将从设备IPv6地址、ID发送给主设备并命令主设备获取该从设备的包括经纬度信息的详细信息,主站获取从设备经纬度信息后,根据主从设备的经纬度信息形成各台区识别的从设备白名单,并发送给相应主设备要求其进行台区的设备及线路拓扑结构识别,当主设备返回台区的设备及线路拓扑结构识别信息后,主站根据识别返回的信息形成台区的设备及线路拓扑图;
网络服务器:与主站及区域路由器相连,用于无线设备的注册,分配其IPv6地址,并将该设备的IPv6地址,连同其ID同步给主站;
区域路由器:为无线路由器,其与网络服务器通过光纤相连;
主设备:为智能配变终端,其通过Mesh网与区域路由器相连;从设备与主设备之间通过RS-485、无线或载波的通讯方式相连;当主设备收到主机发送的查询从设备详细信息后,根据从设备的IPv6地址,向该从设备发送查询命令,获得该从设备的详细信息,并将详细信息同步给主站;当主设备收到主站发送的白名单后启动本台区设备及线路拓扑结构识别,并反馈给主站。
7.根据权利要求6所述的智能台区***,其特征在于:无线从设备包括智能换相开关、智能断路器、用户负荷采集器、II型集中器。
8.根据权利要求7所述的智能台区***,其特征在于:通过RS-485方式与主设备相连的从设备包括I型集中器、智能电容器、环境变量传感器、SVG通过RS-485与智能配变终端相连。
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