基于在沙坪二级水电站使用的网络通讯平台制造技术

本发明专利技术涉及网络通信技术领域，且公开了基于在沙坪二级水电站使用的网络通讯平台，包括数据采集模块、数据处理交换模块、自适应数据速率模块、通信服务器模块、应用程序模块、安全加密模块，数据采集模块为多个节点或集中器的信号转化为其他信号数据利用扩频技术将数据信号扩大并进行传输，数据处理交换模块是基于网关基站上的数据进行接收、解析、转换以及储存，通信服务器模块利用以太网通信技术以特定频段无线网络将数据发送至集中器,本发明专利技术通过自适应数据速率模块对不同传输速率的通信不会互相干扰，且创建一组“虚拟化”的频段增加网关容量，控制数据传输速率和每一终端设备的射频输出功率，进一步提高了数据传输速率。进一步提高了数据传输速率。进一步提高了数据传输速率。

【技术实现步骤摘要】
基于在沙坪二级水电站使用的网络通讯平台


[0001]本专利技术涉及网络通信
，具体为基于在沙坪二级水电站使用的网络通讯平台。

技术介绍

[0002]沙坪二级水电站位于四川省乐山市峨边彝族自治县和金口河交界处，是大渡河规划的22个梯级水电站中的第20级沙坪梯级水电站的第二级，上接沙坪一级水电站，下邻已建龚嘴水电站，为了更好的建设水利工程，实现智慧工程一体化管理平台，为此建设水电站使用的网络通信平台，随着科学信息技术的不断发展，以及国家电力信息采集终端在国家智能电网建设尤为重要，采集终端的稳定性、准确性以及快速性是智能网络通信的重要指标。
[0003]在现有技术中，对过去的有线通讯模式，电力传输主要基于现有的低配压电线路，这种网络随处可见，具有简单、价格低廉的优点，但是噪声干扰大、信号衰减严重，使得这种通讯方式无法满足信号传输稳定的需求。还有一种是无线通信方式，主要是以GPRS技术的使用，这种通讯方式需要通过8个时隙有机地结合起来，以115kbit/s的宽带速度传输数据，虽然传输更稳定，但延时长、速度慢且成本高。

技术实现思路

[0004]解决的技术问题
[0005]针对现有技术的不足，本专利技术提供了基于在沙坪二级水电站使用的网络通讯平台，通过数据采集模块中的多个节点或集中器的信号转化为其他信号数据利用扩频技术将数据信号扩大并进行传输，提高了数据传输的效率，同时提高了通信速率，通过自适应数据速率模块对不同传输速率的通信不会互相干扰，且创建一组“虚拟化”的频段增加网关容量，控制数据传输速率和每一终端设备的射频输出功率，进一步提高了数据传输速率，通过安全加密模块对数据的安全加密有效地保证了数据传输的安全。
[0006]技术方案
[0007]为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：基于在沙坪二级水电站使用的网络通讯平台，包括数据采集模块、数据处理交换模块、自适应数据速率模块、通信服务器模块、应用程序模块、安全加密模块，所述数据采集模块为多个节点或集中器的信号转化为其他信号数据利用扩频技术将数据信号扩大并进行收发，所述数据处理交换模块是基于网关基站上的数据进行接收、解析、转换以及储存。
[0008]进一步的，所述通信服务器模块是利用以太网通信技术以特定频段无线网络将数据发送至集中器中，所述应用程序模块是基于通信服务器模块将数据接收发送，通过人机交互完成数据的对接，所述应用程序模块终端主要通过移动数据设备、施工车辆GPS设备、视频监控设备以及其他网络设备传输的数据。
[0009]进一步的，所述自适应数据速率模块是一种改变实际数据速率确保可靠的数据传
输，所述安全加密模块为信号传输、信号储存的管理保护，提高数据信号的保密性、完整性。
[0010]进一步的，所述数据传输模块是通过扩展频谱通信技术将传输信号带宽扩展多倍进行传输，例如传输32KBPS的数据流，其基带带宽只有32KHZ，通过使用扩频技术传输时，所占据的信道带宽被扩展到5～10MHz或者更大，提高信号传输效率，除扩频通信将传输信息所用信号的带宽远大于信息本身的带宽的特性以外，具备数字传输；带宽的展宽利用与被传信息无关的函数对被传信息进行调制实现；接收端使用相同的扩频函数对扩频信号进行相关解调，还原出被传信息，通过香农公式接触信道容量，即：C＝W
×
Log2(1+S/N)，其中C
‑
信息的传输速率S
‑
有用信号功率W
‑
频带宽度N
‑
噪声功率，为提高信息的传输速率C，通过加大带宽W或提高信噪比S/N，当信号传输速率C一定时，信号带宽W和信噪比S/N相互交换，增加信号带宽降低对信噪比的要求，当带宽增加到一定程度，允许信噪比进一步降低。
[0011]进一步的，所述自适应数据速率模块是利用ADR策略可适应网络基础设备的变化改变滤镜损耗，为终端设备的电池寿命和总体网络容量达到最大化，其具体步骤如下：
[0012]A1、上行发送消息不成功，多发几次；
[0013]A2、多发几次之后仍然不成功，重新设置上行功能，再次发送上行；
[0014]A3、上行不通时，切换预定策略以更低速率发送；
[0015]A4、最低速率无法发送时，认为无法与网关建立连接，切换其他网络，所述自适应数据速率模块的终端与网关之间的通信是在不同频率和数据传输速率基础上完成，数据速率的选择在传输距离和消息时延之间权衡，采用扩频技术，对不同传输速率的通信不会互相干扰，且创建一组“虚拟化”的频段增加网关容量，控制数据传输速率和每一终端设备的射频输出功率。
[0016]进一步的，所述通信服务器模块的以太网通信技术为DMAC代表目的终端的MAC地址，SMAC代表源MAC地址，LENGTH/TYPE字段长度是2字节，根据值的不同有不同的含义：当LENGHT/TYPE>1500时，代表该数据帧的类型，比如该帧是属于哪个上层协议的数据单元；当LENGTH/TYPE<1500时，代表该数据帧的长度，DATA/PAD是具体的数据，根据半双工无线通信模式下最大距离计算获得，以太网数据帧的最小长度必须不小于64字节，数据长度加上帧头不足64字节，需要在数据部分增加填充内容。
[0017]进一步的，所述半双工无线通信模式，速率支持300bps～6kbps支持无线省级设备固件，满足网络的各种应用设备，支持海量并发客户端请求，服务端开发用多线程编程，设计线程间的通讯与同步，减少数据拷贝以及小对象频繁创建与销毁以提高性能，其主要作用为接收海联并发连接、接收网络数据包、暂存和发送应用逻辑层的逻辑数据包。
[0018]进一步的，所述安全加密模块主要通过网络截图平台获取秘钥信息，终端节点接入时需要安全信息主要包括终端设备唯一标识、应用标识、应用秘钥，终端设备唯一标识通过采用32位或64位十六进制数字标识，应用标识存储在重点设备中的位移应用ID，用于识别终端设备的应用程序，应用秘钥由应用程序分配给终端设备，从应用独立的根秘钥中推演出来，根秘钥有中央控制管理进行控制，当终端节点接入网络时，需要经过会话加密和应用加密，其中回话加密通过使用基于AES128算法的秘钥进行加密，对发送的数据帧格式进行加密，使用会话秘钥确保网络通信的安全，应用加密通过应用秘钥对数据帧内容进行加密，确保应用端对端的安全。
[0019]进一步的，所述数据传输模块上的节点主要提到无线基站即有线局域网网络的桥
梁，类似于有线网络的HUB，无线基站快速且轻易地与网络连接，用户得到授权后即可上网。
[0020]进一步的，具体步骤如下：
[0021]S1、用户利用移动网络设备通过信号传输模块采集多个节点或集中器的信号，转化为其他信号数据利用扩频技术将数据信号扩大并进行收发接着传输至数据处理交换模块进行接收、解析、转换以及储存；
[0022]S2、将处理好的数据信号通过自适应数据速率模块优化网络速率和重点节点容量规模扩大将数据传输至网关基本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.基于在沙坪二级水电站使用的网络通讯平台，其特征在于：包括数据采集模块、数据处理交换模块、自适应数据速率模块、通信服务器模块、应用程序模块、安全加密模块，所述数据采集模块为多个节点或集中器的信号转化为其他信号数据利用扩频技术将数据信号扩大并进行收发，所述数据处理交换模块是基于网关基站上的数据进行接收、解析、转换以及储存。2.根据权利要求1所述的基于在沙坪二级水电站使用的网络通讯平台，其特征在于：所述通信服务器模块是利用以太网通信技术以特定频段无线网络将数据发送至集中器中，所述应用程序模块是基于通信服务器模块将数据接收发送，通过人机交互完成数据的对接，所述应用程序模块终端主要通过移动数据设备、施工车辆GPS设备、视频监控设备以及其他网络设备传输的数据。3.根据权利要求1所述的基于在沙坪二级水电站使用的网络通讯平台，其特征在于：所述自适应数据速率模块是一种改变实际数据速率确保可靠的数据传输，所述安全加密模块为信号传输、信号储存的管理保护，提高数据信号的保密性、完整性。4.根据权利要求1所述的基于在沙坪二级水电站使用的网络通讯平台，其特征在于：所述数据传输模块是通过扩展频谱通信技术将传输信号带宽扩展多倍进行传输，例如传输32KBPS的数据流，其基带带宽只有32KHZ，通过使用扩频技术传输时，所占据的信道带宽被扩展到5～10MHz或者更大，提高信号传输效率，除扩频通信将传输信息所用信号的带宽远大于信息本身的带宽的特性以外，具备数字传输；带宽的展宽利用与被传信息无关的函数对被传信息进行调制实现；接收端使用相同的扩频函数对扩频信号进行相关解调，还原出被传信息，通过香农公式接触信道容量，即：C＝W
×
Log2(1+S/N)，其中C
‑
信息的传输速率S
‑
有用信号功率W
‑
频带宽度N
‑
噪声功率，为提高信息的传输速率C，通过加大带宽W或提高信噪比S/N，当信号传输速率C一定时，信号带宽W和信噪比S/N相互交换，增加信号带宽降低对信噪比的要求，当带宽增加到一定程度，允许信噪比进一步降低。5.根据权利要求3所述的基于在沙坪二级水电站使用的网络通讯平台，其特征在于：所述自适应数据速率模块是利用ADR策略可适应网络基础设备的变化改变滤镜损耗，为终端设备的电池寿命和总体网络容量达到最大化，其具体步骤如下：A1、上行发送消息不成功，多发几次；A2、多发几次之后仍然不成功，重新设置上行功能，再次发送上行；A3、上行不通时，切换预定策略以更低速率发送；A4、最低速率无法发送时，认为无法与网关建立连接，切换其他网络，所述自适应数据速率模块的终端与网关之间的通信是在不同频率和数据传输速率基础上完成，数据速率的选择在传输距离和消息时延之间权衡，采用扩频技术，对不同传输速率的通信不会互相干扰，且创建一组“虚拟化”的频段增加网关容量，控制数据传输速率和每一...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨庚鑫，
申请(专利权)人：国能大渡河流域水电开发有限公司枕沙水电建设管理分公司，
类型：发明
国别省市：