【技术实现步骤摘要】
基于开放网络协议的台区泛在物联双模组网系统及方法
本专利技术涉及一种基于开放网络协议的台区泛在物联双模组网系统及方法,属于电网互动与智能电网
技术介绍
智能电网是未来电网的发展方向,以先进的传感技术、双向通信技术、控制技术、数据挖掘技术、智能决策技术为基础,实现电网的可靠、安全、经济、高效和环境友好运行。顺应智能电网与物联网技术的发展,国网公司于2019年提出了泛在电力物联网的概念,旨在结合感知终端、通信技术、智能算法等为用户提供更好的用电管理和服务,这对低压台区的通信能力提出了更高的要求。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是克服现有低压台区泛在物联通信网络可靠性不高的缺陷,提供一种基于开放网络协议的台区泛在物联双模组网系统及方法。为解决上述技术问题,本专利技术提供一种基于开放网络协议的台区泛在物联双模组网系统,包括低压台区双模树状拓扑模块、双模网络开放协议架构模块、自适应组网模块;所述双模网络开放协议架构模块,用于提供开放的网络协议架构来兼容各类设备接入;所述 ...
【技术保护点】
1.一种基于开放网络协议的台区泛在物联双模组网系统,其特征在于,/n包括低压台区双模树状拓扑模块、双模网络开放协议架构模块、自适应组网模块;/n所述双模网络开放协议架构模块,用于提供开放的网络协议架构来兼容各类设备接入;/n所述低压台区双模树状拓扑模块,用于根据接入的各类设备确定集中器节点和末端节点;其中所述集中器节点,用于采集电力线网络和微功率网络监听数据,并存储采集的数据;所述末端节点,用于向集中器节点发送测试命令,集中器节点对接收的测试命令进行数据分析处理,提取HOP数据和RSSI数据;/n所述自适应组网模块,用于通过HOP算法和RSSI算法对HOP数据和RSSI数据 ...
【技术特征摘要】
1.一种基于开放网络协议的台区泛在物联双模组网系统,其特征在于,
包括低压台区双模树状拓扑模块、双模网络开放协议架构模块、自适应组网模块;
所述双模网络开放协议架构模块,用于提供开放的网络协议架构来兼容各类设备接入;
所述低压台区双模树状拓扑模块,用于根据接入的各类设备确定集中器节点和末端节点;其中所述集中器节点,用于采集电力线网络和微功率网络监听数据,并存储采集的数据;所述末端节点,用于向集中器节点发送测试命令,集中器节点对接收的测试命令进行数据分析处理,提取HOP数据和RSSI数据;
所述自适应组网模块,用于通过HOP算法和RSSI算法对HOP数据和RSSI数据同时进行距离修正,考虑台区通信环境特征,利用线性搜索算法获得最佳通信方式。
2.根据权利要求1所述的基于开放网络协议的台区泛在物联双模组网系统,其特征在于,所述低压台区双模树状拓扑模块还包括中继节点,用于对集中器节点和末端节点之间物理信号的双向中继转发。
3.根据权利要求1所述的基于开放网络协议的台区泛在物联双模组网系统,其特征在于,所述集中器节点包括网关节点、HPLC协调节点、无线协调节点和控制模块;
所述网关节点,用于完成HPLC网络和无线网络的数据交换和传递;
所述HPLC协调节点,用于控制本台区PLC链路的通信,并能够通过网关节点和无线网络中的无线节点通信;
所述无线协调节点,用于控制无线局域网中的通信,并能够通过网关节点和HPLC网络中的节点通信;
所述控制模块,用于控制整个网络通信的节点,控制集中器节点和末端节点交换足够的定时信息以支持网络同步,信道时间同步的分辨率不大于1ms;
所述末端节点,用于数据或通信的接入。
4.根据权利要求1所述的基于开放网络协议的台区泛在物联双模组网系统,其特征在于,所述双模网络开放协议架构模块包括物理层、链路层、网络层和应用层;
所述物理层,用于控制集中器节点的发送端对数据的编码及调制,末端节点的接收端对数据的解调和译码;
所述链路层,包括网络管理子层和媒体访问控制层;所述网络管理子层,用于控制树形拓扑网络的自组织,路由的修复和维护;所述媒体访问控制层,用于通过CSMA/CA和TDMA两种信道访问机制访问物理信道,在链路层采用IEEE802.15.4的安全机制,通过数据加密保证数据机密性,通过完整性校验保证数据防篡改,通过序列号校验防止重放冲击,增强链路安全性,防止网络攻击;链路层安全首部由安全控制字、帧计数、密钥标识组成;链路层安全尾部作为报文的完整性校验字段;
所述网络层,用于提供数据通信接口,通过IPv6、ICMIPv6或6LoWPAN协议实现各类设备IP化;
所述应用层,用于通过CoAP、DLMS或DLT698.45协议进行各节点之间的业务报文交互。
5.根据权利要求2所述的基于开放网络协议的台区泛在物联双模组网系统,其特征在于,所述自适应组网模块的处理过程为:
中继节点接收到多个组网信标帧后,通过跳数和接收信号强度评估待入网络通信性能,并加入通信性能较好的网络,通过对HOP算法和RSSI算法同时进行距离的修正,考虑台区通信环境特征,对中继节点和末端节点利用线性搜索算法获得最佳通信方式;
其中,表示节点m和节点n之间的信道评估量,表示t时刻节点m和节点n之间的跳数;表示t时刻节点m和节点n之间的接收信号强度;γ为权值系数;其中,x=w或x=h,w代表微功率无线通信,h代表电力线载波通信;
引入接收信号强度变化率,则计及信号接收强度变化率的链路度量因子表示为:
式中,μm,n为节点m和节点n之间的链路度量因子;α、β为加权系数;RTH为信号接收阈值;ΔRm,n(tk,tk+1)为tk时刻接收信号强度变化率,分别为tk+1与tk时刻的接收信号强度;
引入接收信号强度变化率和跳数来实现对任一中继节点与末端节点之间链路性能的综...
【专利技术属性】
技术研发人员:王晖南,王晓东,史志鹏,王金明,张卫国,翟永庆,王荣,安慧,李世洁,
申请(专利权)人:国网山西省电力公司长治供电公司,国电南瑞南京控制系统有限公司,东南大学,
类型:发明
国别省市:山西;14
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