一种地下室环境中智能电网的数据传输方法和系统技术方案

本申请公开了地下室环境中智能电网的数据传输方法和系统，当智能电表产生新数据时，数据传输节点向汇聚节点发起第一传输请求；如果允许传输，则将第一允许传输指令和第一传输频段信息返回给数据传输节点；当数据传输节点接收第一允许传输指令，则向汇聚节点传输数据，否则向中继节点发起第二传输请求；如果中继节点允许传输，则将第二允许传输指令和第二传输频段信息返回；当数据传输节点接收到第二允许传输指令，则向中继节点传输数据；中继节点选择合适频段传输数据；汇聚节点对上传的数据进行汇总和压缩，上传到室外骨干网，能够协调智能电网通信的无线专用网络和公用网络，实现智能电网通信全区域覆盖，满足智能电网数据传输业务。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于智能电网无线通信领域，特别是涉及一种地下室环境中智能电网的数据传输方法和系统。
技术介绍
当前，世界能源发展面临资源紧张、环境污染、气候变化三大难题。以信息化、自动化和互动化为特征的智能电网，可以有效推动低碳循环发展，建设清洁低碳、安全高效的现代能源体系。智能电网的核心是具有电能和信息数据的双向流动性，在此基础上形成一个完全自动化和分布广泛的能量交换网络；通过把分布式计算和通信的优势引入电网，实现各类信息数据的实时交换和达到设备级别近乎瞬时的供需平衡。现有的智能电网技术包括三个方面的优势：智能电网的需求侧响应管理，鼓励用户改变传统的用电方式，积极参与电网运行，根据实时电价调整用电模式，帮助电网实现需求侧管理(如削峰填谷)，并在紧急情况下支援电网运行；智能电网信息的全局透明化，使得大量分布式发电(含风能和太阳能等可再生能源发电)和分布式储能在电网中“即插即用”，以此突破传统电力网的基于模型的、静态的发电，配电和用电方式；智能电网的自适应优化控制，能够实现电能供需两端的自适应优化匹配与调控，甚至实现电网(或者部分)可以自主优化运行。实时、可靠和全区域覆盖的双向通信网络是实现以上智能电网三个方面的优势和功能的基础。近年来，面向电力生产过程监控的通信网络(电力调度网)和面向智能电网用户服务的通信网络(配电网)成为学术界和工业界研究的热门课题。随着智能电网中发电、配电、用电网络日趋庞大复杂，负载日益多样化、用户电能质量要求越来越高，从而导致需要传输的数据量越来越庞大。现有的电力通信系统需要突破传统的数据传输瓶颈，从单一依赖公网的静态僵化式的传输模式转换为多种类通信系统协调合作的动态智能的传输模式。特别是在地下室环境中，由于其覆盖区域无公网连接，承载业务单一，需要考虑专用网络与公用网络协调配合使用，这就要求新型的智能电网数据传输系统必须具备对无线传输环境的高度适应能力，并在此基础上进行动态实时的通信资源分配，实现智能电网中多级电能网络在通信渠道的无缝连接，从根本上提高智能电网数据传输系统的稳定性。因此，如何在地下室环境中设计面向智能电网通信的无线专用网络和公用网络协调机制，从而实现智能电网通信的全区域覆盖并满足智能电网数据传输业务，成为本领域亟待解决的技术问题。
技术实现思路
为解决上述问题，本专利技术提供了一种地下室环境中智能电网的数据传输方法和系统，能够协调智能电网通信的无线专用网络和公用网络，实现智能电网通信的全区域覆盖，并满足智能电网数据传输业务。本专利技术提供的一种地下室环境中智能电网的数据传输方法，包括：当智能电表产生新数据时，数据传输节点向汇聚节点发起第一传输请求；如果所述汇聚节点允许进行传输，则将第一允许传输指令和第一传输频段信息返回给所述数据传输节点，否则不返回指令，传输失败；当所述数据传输节点在第一时间周期内接收到所述第一允许传输指令，则使用所述第一传输频段信息中的频段向所述汇聚节点传输数据，否则向其范围内的中继节点发起第二传输请求；如果所述中继节点允许进行传输，则将第二允许传输指令和第二传输频段信息返回给所述数据传输节点，否则不返回指令，传输失败；当所述数据传输节点接收到所述第二允许传输指令，则使用所述第二传输频段信息中的频段向所述中继节点传输数据；所述中继节点感知频谱空闲情况和可用信道信息，并选择合适频段与所述汇聚节点通信以传输数据；所述汇聚节点对所述数据传输节点和所述中继节点上传的数据进行汇总和压缩，上传到室外骨干网。优选的，在上述地下室环境中智能电网的数据传输方法中，还包括：当所述智能电表不产生新数据时，所述数据传输节点处于休眠状态；当所述中继节点未接到所述第二传输请求时，所述中继节点处于休眠状态。优选的，在上述地下室环境中智能电网的数据传输方法中，当所述数据传输节点在第一时间周期内接收到所述第一允许传输指令之后，还包括：将下一次的第一时间周期设置成与当前的所述第一时间周期相同；否则，将下一次的第一时间周期设置成比当前的所述第一时间周期缩短1/10至1/5。优选的，在上述地下室环境中智能电网的数据传输方法中，所述数据传输节点使用固定的第二时间周期等待所述中继节点的回复，所述第二时间周期小于所述第一时间周期。优选的，在上述地下室环境中智能电网的数据传输方法中，所述中继节点感知频谱空闲情况和可用信道信息，并选择合适频段与所述汇聚节点通信以传输数据包括：所述中继节点周期性的对空闲频段进行检测，当所述空闲频段的通信质量变差或所述空闲频段被其他节点发起请求数超过门限值时，对其他频段的可用性进行感知，搜索到新的符合通信要求的频段进行通信。本专利技术提供的一种地下室环境中智能电网的数据传输系统，包括：数据传输节点、汇聚节点、中继节点以及室外骨干网；所述数据传输节点与智能电表连接，用于当所述智能电表产生新数据时，向所述汇聚节点发起第一传输请求；所述汇聚节点用于当允许进行传输时，将第一允许传输指令和第一传输频段信息返回给所述数据传输节点，否则不返回指令，传输失败；所述数据传输节点用于当在第一时间周期内接收到所述第一允许传输指令时，使用所述第一传输频段信息中的频段向所述汇聚节点传输数据，否则向其范围内的中继节点发起第二传输请求；所述中继节点用于当允许进行传输时，将第二允许传输指令和第二传输频段信息返回给所述数据传输节点，否则不返回指令，传输失败；所述数据传输节点用于当接收到所述第二允许传输指令时，使用所述第二传输频段信息中的频段向所述中继节点传输数据；所述中继节点用于感知频谱空闲情况和可用信道信息，并选择合适频段与所述汇聚节点通信以传输数据；所述汇聚节点用于对所述数据传输节点和所述中继节点上传的数据进行汇总和压缩，上传到所述室外骨干网。优选的，在上述地下室环境中智能电网的数据传输系统中，所述中继节点包括：频谱感知模块和第一射频模块；所述频谱感知模块周期性的对地下室无线环境中的空闲频段进行检测，当所述空闲频段的通信质量变差或所述空闲频段被其他节点发起请求数超过门限值时，对其他频段的可用性进行感知，搜索到新的符合通信要求的频段进行通信；所述第一射频模块用于进入所述空闲频段与所述汇聚节点进行无线通信。优选的，在上述地下室环境中智能电网的数据传输系统中，所述数据传输节点包括第二射频模块，所述第二射频模块用于与所述汇聚节点或所述中继节点进行数据通信。优选的，在上述地下室环境中智能电网的数据传输系统中，所述汇聚节点包括第三射频模块，所述第三射频模块用于采集所述中继节点和所述数据传输节点上报的信息。优选的，在上述地下室环境中智能电网的数据传输系统中，所述汇聚节点包括专用通信模块，用于利用电缆或光纤通信方式将汇总和压缩之后的数据上传到所述室外骨干网。通过上述描述可知，本专利技术提供的上述地下室环境中智能电网的数据传输方法和系统，由于该方法包括当智能电表产生新数据时，数据传输节点向汇聚节点发起第一传输请求；如果所述汇聚节点允许进行传输，则将第一允许传输指令和第一传输频段信息返回给所述数据传输节点，否则不返回指令，传输失败；当所述数据传输节点在第一时间周期内接收到所述第一允许传输指令，则使用所述第一传输频段信息中的频段向所述汇聚节点传输数据，否则向其范围内的中继节点发起第二传输请求；如果所述中继节点允许进行传输，则本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种地下室环境中智能电网的数据传输方法，其特征在于，包括：当智能电表产生新数据时，数据传输节点向汇聚节点发起第一传输请求；如果所述汇聚节点允许进行传输，则将第一允许传输指令和第一传输频段信息返回给所述数据传输节点，否则不返回指令，传输失败；当所述数据传输节点在第一时间周期内接收到所述第一允许传输指令，则使用所述第一传输频段信息中的频段向所述汇聚节点传输数据，否则向其范围内的中继节点发起第二传输请求；如果所述中继节点允许进行传输，则将第二允许传输指令和第二传输频段信息返回给所述数据传输节点，否则不返回指令，传输失败；当所述数据传输节点接收到所述第二允许传输指令，则使用所述第二传输频段信息中的频段向所述中继节点传输数据；所述中继节点感知频谱空闲情况和可用信道信息，并选择合适频段与所述汇聚节点通信以传输数据；所述汇聚节点对所述数据传输节点和所述中继节点上传的数据进行汇总和压缩，上传到室外骨干网。

【技术特征摘要】
1.一种地下室环境中智能电网的数据传输方法，其特征在于，包括：当智能电表产生新数据时，数据传输节点向汇聚节点发起第一传输请求；如果所述汇聚节点允许进行传输，则将第一允许传输指令和第一传输频段信息返回给所述数据传输节点，否则不返回指令，传输失败；当所述数据传输节点在第一时间周期内接收到所述第一允许传输指令，则使用所述第一传输频段信息中的频段向所述汇聚节点传输数据，否则向其范围内的中继节点发起第二传输请求；如果所述中继节点允许进行传输，则将第二允许传输指令和第二传输频段信息返回给所述数据传输节点，否则不返回指令，传输失败；当所述数据传输节点接收到所述第二允许传输指令，则使用所述第二传输频段信息中的频段向所述中继节点传输数据；所述中继节点感知频谱空闲情况和可用信道信息，并选择合适频段与所述汇聚节点通信以传输数据；所述汇聚节点对所述数据传输节点和所述中继节点上传的数据进行汇总和压缩，上传到室外骨干网。2.根据权利要求1所述的地下室环境中智能电网的数据传输方法，其特征在于，还包括：当所述智能电表不产生新数据时，所述数据传输节点处于休眠状态；当所述中继节点未接到所述第二传输请求时，所述中继节点处于休眠状态。3.根据权利要求1所述的地下室环境中智能电网的数据传输方法，其特征在于，当所述数据传输节点在第一时间周期内接收到所述第一允许传输指令之后，还包括：将下一次的第一时间周期设置成与当前的所述第一时间周期相同；否则，将下一次的第一时间周期设置成比当前的所述第一时间周期缩短1/10至1/5。4.根据权利要求3所述的地下室环境中智能电网的数据传输方法，其特征在于，所述数据传输节点使用固定的第二时间周期等待所述中继节点的回复，所述第二时间周期小于所述第一时间周期。5.根据权利要求1-4任一项所述的地下室环境中智能电网的数据传输方法，其特征在于，所述中继节点感知频谱空闲情况和可用信道信息，并选择合适频段与所述汇聚节点通信以传输数据包括：所述中继节点周期性的对空闲频段进行检测，当所述空闲频段的通信质量变差或所述空闲频段被其他节点发起请求数超过门限值时，对其他频段的可用性进行感知，搜索到新的符合通信要求的频段进行...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘义，陆川，谢侃，谢胜利，
申请(专利权)人：广东工业大学，
类型：发明
国别省市：广东;44