CN111884679B - 一种基于中压线路的载波信道数据传输分布式管理*** - Google Patents
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Abstract
本***公开了一种基于中压线路的载波信道数据传输分布式管理***，包括主管理单元、分布式管理单元、从节点、配网主站和配网终端，其中：主管理单元上行与配网主站相连，下行与各个从节点相连；分布式管理单元下行与各个从节点相连，上行通过网线接入上一级***中的网口，用于实现多级分布式的***架构；从节点有双路网口，可以同时接两个配网终端，其中一路网口可以当做串口复用，用来连接两种通道类型的配网设备，串口还可以用于连接下一级分布式管理单元。将原来复杂的节点中继关系进行简化，实现每一级单元的分布式管理，提高了***的并发能力，从而提升了***的运行效率。
Description
技术领域
本发明关于10kv电力线通信技术领域，特别是关于一种基于中压线路的载波信道数据传输分布式管理***。
背景技术
配电网是一个开放式的网络结构，中压载波通信能够利用配电网的这种开放式结构实现点对多点的通信，载波信号能够沿着配电网的线路将信号传输到各个节点，同时，每个信号节点又能够向其他节点发送信号。电力线中压载波通信技术作为利用载波信号进行数据传输的新兴技术，主要利用10kV电力线作为传输媒介，为配电网中的各种业务提供信息通信支持。
过去的网络模型，由于电力线载波信道传输速率限制及半双工的通信模式限制，一般使用单点轮询的机制，即管理单元一直循环的轮询每个载波节点，遇到较远的从节点，只能通过搭建中继解决。
现有的中压载波多点通信***中，一旦遇到较远距离节点搭建中继后，虽然可以保证通信成功率，但降低了通信实时性，且每增加一级中继，通信实时性则要下降一倍。现有技术缺乏有效手段管理线路节点关系特别复杂、节点数量特别多的场景中的通信问题。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提出一种中压载波分布式管理机***，本发明的技术方案为：1、一种基于中压线路的载波信道数据传输分布式管理***，包括主管理单元、分布式管理单元、从节点、配网主站和配网终端，其中：
主管理单元和分布式管理单元均为管理机，主管理单元上行与配网主站相连，下行与各个从节点相连；分布式管理单元下行与各个从节点相连，上行通过网线接入上一级***中的网口，用于实现多级分布式的***架构；
从节点有双路网口，可以同时接两个配网终端，其中一路网口可以当做串口复用，用来连接两种通道类型的配网设备，串口还可以用于连接下一级分布式管理单元。
优选地，主管理单元、分布式管理单元与从节点之间使用中压载波协议进行数据通信，数据分为上行和下行两种。
上行数据是由配网终端产生的数据，指采集与其直接相连的配网终端数据或从管理单元中提取的下级配网数据，
下行数据是指主管理单元采集到主站数据后通过从节点发送到与从节点直接相连的分布式管理单元再通过下一级从节点传递到最终目的配网设备。
优选地，当配网主站和配网终端都未主动发起命令时，每一级管理单元工作在常态下，一直查询每个直连节点的数据状态标志位，查看是否由配网终端主动发送请求命令；
当配网终端连接需要主动发起请求数据命令时，命令通过载波机网口传输到载波机处，此时分布式管理单元通过常态的查询数据状态标志位即可获知该节点由数据待传送到配网主站，管理单元开始对该节点下发数据提取命令，将数据提取到管理单元处，当前若是主管理单元，则直接上报配网主站，若是分布式管理单元，则上报到上一级的从节点中，继续由上一级的管理单元继续提取。
当主站需要主动对某个配网终端发送数据命令时，首先将数据传送到主管理单元，若从节点属于主管理单元的直连节点，则直接传送，并等待回复确认帧；若从节点属于非直连节点，则管理单元下发到本机与下级管理单元相连的载波机，先下发到载波机，由载波机回复确认，则上一级数据处理结束，同时载波机将数据通过串口传递到分布式管理单元，由管理单元继续向下一级发送数据。
本发明的有益效果是：提出了一种基于中压线路的载波信道数据传输分布式管理***，解决现有***中远距离、多类型电力设备的统一管理调度的问题。遇到远距离通信的从节点时，采用流水线方式处理，在解决远距离通信时，可以同时保证通信成功率和通信实时性，解决了远程管理调度电力设备，节省赴实地操作的人工、仪器成本，提高运行效率；提供可靠数据，提高管理水平。
附图说明
图1为传统管理***轮询示意图；
图2为本发明一种分布式管理***轮询示意图；
图3为本发明交互流程。
具体实施方式
一种基于中压线路的载波信道数据传输分布式管理***就是用在配电网络通信中对各个节点进行通信管理的***。在传统的管理轮询***中，管理单元依次轮询每个节点，并等待每个节点的数据回复。如图1，其中11、12、21三个从节点距离主节点较远，管理单元轮询这三个节点时为解决通信距离问题，只能通过搭设中继的方法，例如轮询节点11、12时，需要搭建一级中继，以从节点1为中继；而轮询节点21时，又要搭建二级中继，分别以从节点1为一级中继，从节点11为二级中继进行通信。
假设对每个直接相连节点通信访问时间为T，则轮询从节点11、12的时间均为2T，同理，访问从节点21的时间为3T。图1***中，4个直连节点加2个一级中继节点，再加1个二级中继节点，轮询一轮的总时间为4T+2T+2T+3T＝11T。随着***中中继级别越深，总体耗时将增加更多。
图2中采用本文要介绍的基于中压线路的载波信道数据传输分布式管理***，即在远距离通信需要搭建中继节点的地方增加管理单元，对下属节点进行轮询访问管理。流程上主管理单元访问的直连节点方式不变，访问非直连节点时，只需将数据发送到下级管理单元，得到管理单元回复后则结束该节点的访问，此时即可再轮询下一个节点，同时1级管理单元同样继续向下访问节点，得到数据后缓存上报在从节点1处，等待下一轮访问时，数据可直接到达管理单元。由于各级管理单元并行访问各自的直连节点，从***整体来看相当于流水线工作方式，因此，效率得以提升。以同样拓扑结构的节点轮询计算，分布式管理单元轮询一圈的总时间为4T+2T+1T+2*t＝7T+2t；其中t-代表从节点与分布式管理单元传输耗时，两者通信采用百兆以太网，因此t的时间远远小于中压载波通信时间T。以图中***为例，分布式管理单元将整体***性能提升约36％。具体计算如下：(1-(7T+2t)/11T)*100％≈36％
本方案详细阐述:
以上图2***为例，图中主管理单元上行与配网主站相连，下行与各个从节点相连；
分布式管理单元下行与各个从节点相连，上行通过网线接入上一级***中的网口，用于实现多级分布式的***架构；从节点有双路网口，可以同时接两个配网终端，其中一路网口可以当做串口复用，用来连接两种通道类型的配网设备，串口还可以用于连接下一级分布式管理单元。
如图3所示，为本发明的交互流程，对于从节点而言，数据实际有2种，一种是采集与其直接相连的配网终端数据，一种是从管理单元中提取的下级配网数据。以上两种数据统一被上一级管理单元提取，并以此方式逐级上传，直到主管理单元，最终由主管理单元送入配网主站。
具体工作流程分为三个状态：
状态一：两种设备都未主动发起请求。
当配网主站和配网终端都未主动发起命令时，每一级管理单元工作在常态下，即一直查询每个直连节点的数据状态标志位，查看是否由配网终端主动发送请求命令。
状态二：配网主站主动发起请求。
当某一个配网终端连接需要主动发起请求命令时，命令通过载波机网口传输到载波机处，此时管理单元通过常态的查询数据状态标志位即可获知该节点由数据待传送到配网主站，管理单元开始对该节点下发数据提取命令，将数据提取到管理单元处，当前若是主管理单元，则直接上报配网主站，若是分布式管理单元，则上报到上一级的载波机中，继续由上一级的管理单元继续提取。
状态三：配网终端主动发起请求。
当主站需要主动对某个配网终端发送命令时，首相将数据传送到主管理单元，若节点属于主管理单元的直连节点，则直接传送，并等待回复确认帧。若节点属于非直连节点，则管理单元下发到本机与下级管理单元相连的载波机，该载波机回复确认后，主管理单元则完成本级任务，返回状态一。此时第一级管理单元收到命令后继续循环上述步骤，直到数据最终传到目的设备。
以上实施例是对本发明的具体实施方式的说明，而非对本发明的限制，有关技术领域的技术人员在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以做出各种变换和变化而得到相对应的等同的技术方案，因此所有等同的技术方案均应该归入本发明的专利保护范围。
Claims (3)
1.一种基于中压线路的载波信道数据传输分布式管理***，其特征在于，包括主管理单元、分布式管理单元、从节点、配网主站和配网终端，其中：
主管理单元和分布式管理单元均为管理机，主管理单元上行与配网主站相连，下行与各个从节点相连；分布式管理单元下行与各个从节点相连，上行通过网线接入上一级***中的网口，用于实现多级分布式的***架构；
从节点有双路网口，可以同时接两个配网终端，其中一路网口可以当做串口复用，用来连接两种通道类型的配网设备，串口还可以用于连接下一级分布式管理单元。
2.根据权利要求1所述的一种基于中压线路的载波信道数据传输分布式管理***，其特征在于，主管理单元、分布式管理单元与从节点之间使用中压载波协议进行数据通信，数据分为上行和下行两种，上行数据是由配网终端产生的数据，指采集与其直接相连的配网终端数据或从管理单元中提取的下级配网数据，下行数据是指主管理单元采集到主站数据后通过从节点发送到与从节点直接相连的分布式管理单元再通过下一级从节点传递到最终目的配网设备。
3.根据权利要求2所述的一种基于中压线路的载波信道数据传输分布式管理***，其特征在于，当配网主站和配网终端都未主动发起命令时，每一级管理单元工作在常态下，一直查询每个直连节点的数据状态标志位，查看是否由配网终端主动发送请求命令；
当配网终端连接需要主动发起请求数据命令时，命令通过载波机网口传输到载波机处，此时分布式管理单元通过常态的查询数据状态标志位即可获知该节点由数据待传送到配网主站，管理单元开始对该节点下发数据提取命令，将数据提取到管理单元处，当前若是主管理单元，则直接上报配网主站，若是分布式管理单元，则上报到上一级的从节点中，继续由上一级的管理单元继续提取；
当主站需要主动对某个配网终端发送数据命令时，首先将数据传送到主管理单元，若从节点属于主管理单元的直连节点，则直接传送，并等待回复确认帧；若从节点属于非直连节点，则管理单元下发到本机与下级管理单元相连的载波机，先下发到载波机，由载波机回复确认，则上一级数据处理结束，同时载波机将数据通过串口传递到分布式管理单元，由管理单元继续向下一级发送数据。
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