CN115148015A - 一种智慧空开隔离终端控制*** - Google Patents

一种智慧空开隔离终端控制*** Download PDF

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CN115148015A CN202210760470.2A CN202210760470A CN115148015A CN 115148015 A CN115148015 A CN 115148015A CN 202210760470 A CN202210760470 A CN 202210760470A CN 115148015 A CN115148015 A CN 115148015A
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Abstract

一种智慧空开隔离终端控制***，包括有以下部分：(1)设备与APP交互配网；(2)连接；当设备成功连接路由器后，设备需要与服务器及手机APP建立连接关系；(3)交互；设备连接及建立连接关系阶段，基于以下协议进行数据交互。本发明的可实现用电***化管理，由智慧终端设备和软件***平台组成，具有用电保护、远程操作控制空开、电量统计、定时开关空开、设定自动重合闸送电、异常事件汇总记录，异常情况自动进行消息推送等功能。

Description

一种智慧空开隔离终端控制***
技术领域
本发明涉及电力技术领域，尤其是一种智慧空开隔离终端控制***。
背景技术
目前市面上空开的主要功能是在漏电、电压异常的情况下自动进行关闭。缺少对具体电流电压异常的事件进行汇总记录，用户只能通过排查的方式才能判断出空开跳闸断电的原因；对于电流电压异常事件，缺少消息推送，很多时候用户不在现场时并不知道空开跳闸的情况，没能及时对突然断电的情况进行修复处理；缺少定时控制空开开关的功能，只能依靠人工定时去开启关闭空开；缺少远程控制空开的功能，通常在忘记断电的情况下，又需要人工到达现场去断电。
发明内容
为了解决上述现有技术中存在的问题，本发明提供一种智慧空开隔离终端控制***。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种智慧空开隔离终端控制***，包括有以下部分：
(1)设备与APP交互配网：
出厂状态下的设备存在两种配网模式：STA配网和softAP配网；
(2)连接：
当设备成功连接路由器后，设备需要与服务器及手机APP建立连接关系；
(3)交互：
设备连接及建立连接关系阶段，基于以下协议进行数据交互；
1.通信约定；
除特殊说明外，设备与手机APP通信应遵循以下约定；
1.1应答超时时间；
本协议数据交互采用异步收发机制，因此当接收方接收到数据后，需要尽快处理并应答数据，确保发送方在5s内需要接收到应答数据，否则发送方认为对等端没有接收到数据并根据实际情况进行重发；
1.2数据重发次数；
发送方发送数据后，在没有得到应答的情况下，允许最大重发次数为3次，如果在最大重发次数后仍未得到接收方应答，则认定接收方无响应并放弃发送数据，然后做进一步处理。
本发明和现有技术相比，其优点在于：
本发明的可实现用电***化管理，由智慧终端设备和软件***平台组成，具有用电保护、远程操作控制空开、电量统计、定时开关空开、设定自动重合闸送电、异常事件汇总记录，异常情况自动进行消息推送等功能。
本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明softAP配网流程图
图2是本发明设备与APP连接图
图3为本发明的结构示意图；
图4为本发明的结构示意图。
具体实施方式
下面将参照附图更详细地描述本发明公开的示例性实施例，这些实施例是为了能够更透彻地理解本发明，并且能够将本发明公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。虽然附图中显示了本发明公开的示例性实施例，然而应当理解，本发明而不应被这里阐述的实施例所限制。
一种智慧空开隔离终端控制***，包括有以下部分：
(1)设备与APP交互配网：
出厂状态下的设备存在两种配网模式：STA配网和softAP配网；
(2)连接：
当设备成功连接路由器后，设备需要与服务器及手机APP建立连接关系；
(3)交互：
设备连接及建立连接关系阶段，基于以下协议进行数据交互；
1.通信约定；
除特殊说明外，设备与手机APP通信应遵循以下约定；
1.1应答超时时间；
本协议数据交互采用异步收发机制，因此当接收方接收到数据后，需要尽快处理并应答数据，确保发送方在5s内需要接收到应答数据，否则发送方认为对等端没有接收到数据并根据实际情况进行重发；
1.2数据重发次数；
发送方发送数据后，在没有得到应答的情况下，允许最大重发次数为3次，如果在最大重发次数后仍未得到接收方应答，则认定接收方无响应并放弃发送数据，然后做进一步处理。
STA配网：手机APP基于ESP-TOUCH协议广播发送待连接路由器的SSID和password，设备基于ESP-TOUCH协议接收到SSID和password信息后并利用该信息尝试入网。
设备端主要技术指标：
ESP-TOUCH协议：参照官方说明及示例；
进入STA配网模式条件：上电后检测到设备处于出厂状态，或按键触发；
超时时间：无；
配网状态反馈：参照网络指示灯说明；
配网成功后进行“连接”环节。
softAP配网：在softAP配网模式下，设备将自身设置为一个AP，等待手机APP的连接并在连接成功后接收手机发送的待连接路由器的SSID和password，以及设备利用该信息尝试入网。交互流程如图1。
设备端主要技术指标：
softAP模式：
进入条件：按键触发(见按键功能说明)；
退出条件：按键触发(见按键功能说明)或设备断电重启；
AP信息：
SSID为“设备型号_mac地址后三个字节”，字符使用小写，password为空；
示例：ihc8325qh_010203；
默认网关：172.31.254.250；
tcpserver：用于接收来自手机APP发送的待连接路由器的SSID和password；
地址及服务端口：AP模式下本机IP，端口为7001；
只允许第一个发送连接请求的手机APP建立连接关系；
在接收到SSID和password后，自动关闭；
接收数据：在双方建立连接关系后进行数据通讯，见“交互”章节相关说明；
超时时间：无；
配网状态反馈：参照网络指示灯说明；
配网成功后进行“连接”环节；
连接流程说明：
设备上电后加入UDP组播组监听发现报文，以及当发现报文到达时创建tcpclient，并根据发现报文中的手机APP提供的tcpserver地址信息连接该tcpserver并建立连接关系；
手机APP启动后创建tcpserver，然后创建udpserver并向指定组播组发送发现报文，以及来自于设备的tcpclient请求到达时与设备建立连接关系。
设备端主要技术指标：
组播组：用于监听发现报文
监听地址：239.1.1.110，端口：6001；
监听周期：存续于设备运行期间，持续监听；
tcpclient：和发现报文中的tcpserver建立连接关系，提供设备与手机APP的数据通讯通道；
最多可同时连接1个tcpserver，以及当达到连接上限时，不再建立连接关系；
与tcpserver保持心跳连接，当心跳超时时断开连接，心跳连接见“交互”章节说明；
当tcpserver关闭或异常时，断开与该tcpserver的连接，并清除该tcpserver的连接信息。
交互包括：
设备与服务器交互；
设备与服务器基于TCP协议连接；
测试服务器域名：t.xxx.net；
正式服务器域名：m.xxx.net；
接收端口7333；
上述参数在出厂前写入固件中。
当设备连接无线网络SSID为t.xxx.net时，连接到测试服务器域名，否则连接正式服务器。
设备所有操作或回复命令都为16进制数据；默认通讯波特率：9600、8、n、1。
基本命令格式：
读：[设备地址]、[功能码0x03]、[寄存器地址:2字节]、[寄存器数量:2字节]、[CRC16校验]写：[设备地址]、[功能码0x06]、[寄存器地址:2字节]、[待写入数据:2字节]、[CRC16校验]意义如下：
A、设备地址(出厂默认1)：设备地址范围为1-250，其中255即0xFF为广播地址，当不知道设备地址时，可用广播地址进行操作。
B、功能码：不同的应用需求功能码不同，0x03为读取寄存器数据，0x06为修改寄存器数据(操作设备)。所有数据均按字(2个字节)来操作。
C、寄存器地址：读取或操作寄存器起始地址。
D、寄存器数量：读取或操作寄存器数量(可以读取1个或连续多个寄存器；但写寄存器一次只能操作1个寄存器)。
E、CRC校验：CRC16校验，低字节在前，高字节在后。
建议对设备每次的读写间隔≥0.5s，否则可能会出现设备无法应答的情况。
寄存器地址必须在合理范围内，不存在的地址，设备将不处理该信息，也不返回任何数据。
寄存器数量不能为0，为0设备将不处理该信息，也不返回任何数据。
如果寄存器数量超过地址范围，则只返回到最后一个有效寄存器的内容。比如，起始地址为19，数量为5，而如果最大寄存器地址仅为21，则只返回地址为19-21共3个寄存器(6个字节)的内容。
在同一条485总线上，所有使用MODBUS-RTU协议的从机设备必须具有唯一的“设备地址(485地址)”，否则会出现多个从机设备同时应答，扰乱总线。
(6)0XFF广播地址：
读取：当不知道设备地址时，可使用广播地址读取，但当前总线有且只能有一台设备，否则会出现多个设备同时返回，扰乱总线。
写入：使用广播地址可以操作总线上所有设备的“写”操作，但总线上的所有设备都不会有数据返回，防止扰乱总线。该功能用于统一控制，比如统一控制总线上所有设备的开关状态；忘记485地址的情况下，强制将总线上的设备的485地址设为指定地址等。
对设备的写操作，如果设备正确执行了该操作，则返回接收到的数据帧。如果执行失败则返回一个固定字节0xFF。
“读”操作一次可读取1个或连续多个寄存器；但“写”操作一次只能操作1个寄存器。
寄存器相关描述如下：
Figure BDA0003723919100000061
Figure BDA0003723919100000071
Figure BDA0003723919100000081
Figure BDA0003723919100000091
注：最近故障信息：该信息包含类型、故障值。当出现故障时，设备会自动锁定故障信息，直到下一次新的故障发生时，这两个值才被更新(即正常工作下也可以读到最近一次故障信息，)方便客户控制端读取和分析。因此，客户只要通过这两个寄存器就可以读取到最新的故障信息。重新上电未发生故障前，读取到的这两个值均为0。
例1：
读取***状态：
Figure BDA0003723919100000092
Figure BDA0003723919100000101
返回数据分析：
Figure BDA0003723919100000102
例2：
读取***485地址(忘记地址时，地址码可用0XFF，但当前总线有且只能有一台设备)
Figure BDA0003723919100000103
返回数据分析：
Figure BDA0003723919100000104
Figure BDA0003723919100000111
例3：
发送***复位指令：
Figure BDA0003723919100000112
返回数据分析(执行成功，返回与主机相同的数据；失败则返回一个字节0xFF)：
Figure BDA0003723919100000113
其它指令参考：
读所有寄存器：0103000000198400。
读电流、漏电、电压3个寄存器：010300030003F5CB。
合闸：01060000A55A72A1。
分闸：010600005AA57311。
复位：01060000FEEF8826。
强刷485地址为2：(用广播地址)FF06000100024C15。
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，上面结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行了清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
因此，以上对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

Claims (8)

1.一种智慧空开隔离终端控制***，其特征在于，包括有以下部分：
(1)设备与APP交互配网：
出厂状态下的设备存在两种配网模式：STA配网和softAP配网；
(2)连接：
当设备成功连接路由器后，设备需要与服务器及手机APP建立连接关系；
(3)交互：
设备连接及建立连接关系阶段，基于以下协议进行数据交互；
1.通信约定；
除特殊说明外，设备与手机APP通信应遵循以下约定；
1.1应答超时时间；
本协议数据交互采用异步收发机制，因此当接收方接收到数据后，需要尽快处理并应答数据，确保发送方在5s内需要接收到应答数据，否则发送方认为对等端没有接收到数据并根据实际情况进行重发；
1.2数据重发次数；
发送方发送数据后，在没有得到应答的情况下，允许最大重发次数为3次，如果在最大重发次数后仍未得到接收方应答，则认定接收方无响应并放弃发送数据，然后做进一步处理。
2.根据权利要求1所述的一种智慧空开隔离终端控制***，其特征在于：
STA配网：手机APP基于ESP-TOUCH协议广播发送待连接路由器的SSID和password，设备基于ESP-TOUCH协议接收到SSID和password信息后并利用该信息尝试入网。
设备端主要技术指标：
ESP-TOUCH协议：参照官方说明及示例；
进入STA配网模式条件：上电后检测到设备处于出厂状态，或按键触发；
超时时间：无；
配网状态反馈：参照网络指示灯说明；
配网成功后进行“连接”环节。
3.根据权利要求1所述的一种智慧空开隔离终端控制***，其特征在于：
softAP配网：在softAP配网模式下，设备将自身设置为一个AP，等待手机APP的连接并在连接成功后接收手机发送的待连接路由器的SSID和password，以及设备利用该信息尝试入网。交互流程如图1。
设备端主要技术指标：
softAP模式：
进入条件：按键触发(见按键功能说明)；
退出条件：按键触发(见按键功能说明)或设备断电重启；
AP信息：
SSID为“设备型号_mac地址后三个字节”，字符使用小写，password为空；
示例：ihc8325qh_010203；
默认网关：172.31.254.250；
tcpserver：用于接收来自手机APP发送的待连接路由器的SSID和password；
地址及服务端口：AP模式下本机IP，端口为7001；
只允许第一个发送连接请求的手机APP建立连接关系；
在接收到SSID和password后，自动关闭；
接收数据：在双方建立连接关系后进行数据通讯，见“交互”章节相关说明；
超时时间：无；
配网状态反馈：参照网络指示灯说明；
配网成功后进行“连接”环节。
4.根据权利要求1所述的一种智慧空开隔离终端控制***，其特征在于：
连接流程说明：
设备上电后加入UDP组播组监听发现报文，以及当发现报文到达时创建tcpclient，并根据发现报文中的手机APP提供的tcpserver地址信息连接该tcpserver并建立连接关系；
手机APP启动后创建tcpserver，然后创建udpserver并向指定组播组发送发现报文，以及来自于设备的tcpclient请求到达时与设备建立连接关系。
设备端主要技术指标：
组播组：用于监听发现报文
监听地址：239.1.1.110，端口：6001；
监听周期：存续于设备运行期间，持续监听；
tcpclient：和发现报文中的tcpserver建立连接关系，提供设备与手机APP的数据通讯通道；
最多可同时连接1个tcpserver，以及当达到连接上限时，不再建立连接关系；
与tcpserver保持心跳连接，当心跳超时时断开连接，心跳连接见“交互”章节说明；
当tcpserver关闭或异常时，断开与该tcpserver的连接，并清除该tcpserver的连接信息。
5.根据权利要求1所述的一种智慧空开隔离终端控制***，其特征在于：交互包括：
设备与服务器交互；
设备与服务器基于TCP协议连接；
测试服务器域名：t.xxx.net；
正式服务器域名：m.xxx.net；
接收端口7333；
上述参数在出厂前写入固件中。
当设备连接无线网络SSID为t.xxx.net时，连接到测试服务器域名，否则连接正式服务器。
6.根据权利要求1所述的一种智慧空开隔离终端控制***，其特征在于：设备所有操作或回复命令都为16进制数据；默认通讯波特率：9600、8、n、1。
7.根据权利要求1所述的一种智慧空开隔离终端控制***，其特征在于：
基本命令格式：
读：[设备地址]、[功能码0x03]、[寄存器地址:2字节]、[寄存器数量:2字节]、[CRC16校验]写：[设备地址]、[功能码0x06]、[寄存器地址:2字节]、[待写入数据:2字节]、[CRC16校验]意义如下：
A、设备地址(出厂默认1)：设备地址范围为1-250，其中255即0xFF为广播地址，当不知道设备地址时，可用广播地址进行操作。
B、功能码：不同的应用需求功能码不同，0x03为读取寄存器数据，0x06为修改寄存器数据(操作设备)。所有数据均按字(2个字节)来操作。
C、寄存器地址：读取或操作寄存器起始地址。
D、寄存器数量：读取或操作寄存器数量(可以读取1个或连续多个寄存器；但写寄存器一次只能操作1个寄存器)。
E、CRC校验：CRC16校验，低字节在前，高字节在后。
8.根据权利要求1所述的一种智慧空开隔离终端控制***，其特征在于：
建议对设备每次的读写间隔≥0.5s，否则可能会出现设备无法应答的情况。
寄存器地址必须在合理范围内，不存在的地址，设备将不处理该信息，也不返回任何数据。
寄存器数量不能为0，为0设备将不处理该信息，也不返回任何数据。
如果寄存器数量超过地址范围，则只返回到最后一个有效寄存器的内容。比如，起始地址为19，数量为5，而如果最大寄存器地址仅为21，则只返回地址为19-21共3个寄存器(6个字节)的内容。
在同一条485总线上，所有使用MODBUS-RTU协议的从机设备必须具有唯一的“设备地址(485地址)”，否则会出现多个从机设备同时应答，扰乱总线。
(6)0XFF广播地址：
读取：当不知道设备地址时，可使用广播地址读取，但当前总线有且只能有一台设备，否则会出现多个设备同时返回，扰乱总线。
写入：使用广播地址可以操作总线上所有设备的“写”操作，但总线上的所有设备都不会有数据返回，防止扰乱总线。该功能用于统一控制，比如统一控制总线上所有设备的开关状态；忘记485地址的情况下，强制将总线上的设备的485地址设为指定地址等。
对设备的写操作，如果设备正确执行了该操作，则返回接收到的数据帧。如果执行失败则返回一个固定字节0xFF。
“读”操作一次可读取1个或连续多个寄存器；但“写”操作一次只能操作1个寄存器。
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