一种应用于电力物联网的高并发数据传输方法技术

本发明专利技术公开了一种应用于电力物联网的高并发数据传输方法，应用在物联网通讯领域，其技术方案要点是：终端产生需要上传的数据后，将数据传入分析加密模块，分析加密模块对产生的数据进行处理，包括分析数据长度产生特征数据和进行数据加密产生加密数据包，加密时将数据长度信息转化为一小段特征数据和加密数据包，数据加密打包之后，终端向网络服务器发出接入请求，网络服务器对终端进行认证，在认证通过后向终端发送允许接入响应，具有的技术效果是：通过数据长度划分和合理的上传顺序，使得多个数据能够在一个有效的时间段内及时的传输到网络服务器上。传输到网络服务器上。传输到网络服务器上。

【技术实现步骤摘要】
一种应用于电力物联网的高并发数据传输方法


[0001]本专利技术涉及物联网通讯领域，具体为一种应用于电力物联网的高并发数据传输方法。

技术介绍

[0002]在电网的各个变电站和换流站中，生产环境具有强电场、强磁场、户外高温高湿的特点。为保障安全生产需要对重要数据进行采集和监控，数据采集主要包含如下类型：局放检测、油色谱检测、SF6气体监测、环境状态监控。低速率采集终端主要包括：SF6表计采集、温湿度表计采集、避雷器动作次数及泄漏电流表计采集、水压表计采集、电导率采集、水温表计采集、环境温度风速水浸采集等。需要定期对相关设备进行数据采集、传输，这些设备数量多、部署密集，如何保证多设备数据并发传输的及时性和可靠性是一个关键问题。
[0003]LoRaWAN网络传输数据具有距离远、功耗低、容量小的特点，被广泛运用在物联网通讯领域，终端在该协议的基础上上传数据周期通常比较长，由于终端的信道接入方法是纯ALOHA机制，实际应用中，有很多场景存在大量终端同时上传数据情况，例如定位应用，多个定位终端会实时上报位置信息，目前，LoRaWAN的ALOHA信道接入机制，势必会造成上行信道拥塞，导致数据无法按时发送且会造成数据丢失。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是提供一种应用于电力物联网的高并发数据传输方法，其优点是避免了网关基站的上行信道拥堵，保证了并发数据包的有效传输。
[0005]本专利技术的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：
[0006]一种应用于电力物联网的高并发数据传输方法，包括终端、基站和网络服务器，所述终端内还设置有分析加密模块，终端的信号传输采用LoRa(远距离无线电)技术，终端通过网关基站与网络服务器双向传输连接，网络服务器负责对网关基站的访问进行调度，包括以下步骤：
[0007]S1：终端产生需要上传的数据后，将数据传入分析加密模块，分析加密模块对产生的数据进行处理，包括分析数据长度产生特征数据和进行数据加密产生加密数据包，加密时将数据长度信息转化为一小段特征数据和加密数据包，数据加密打包之后，终端向网络服务器发出接入请求，网络服务器对终端进行认证，在认证通过后向终端发送允许接入响应，终端接入网络服务器；
[0008]S2：终端将代表数据长度的特征数据传输至网络服务器，网络服务器分析特征数据将上传的数据进行由短至长的长度排列并排队，这种排列方式可以将短数据先进行传输，短数据传输速度快，可以迅速减少同时排队的数据数量；
[0009]S3：网关将上行信道进行划分，部分信道专用与传输长数据，其余的用于传输短数据；
[0010]S4：网络服务器按照排列顺序，从队列的两端开始，向网关和终端发出允许接入的
许可，发出许可后消除该特征数据的排队状态，然后对应的数据再通过网关的上行信道传输至网络服务器内，完成传输。
[0011]通过上述技术方案，所述加密模块采用NAS信令消息直接进行小数据加密传输，具体的引入新消息NASPDU(PacketDataUnit，数据单元)，对小数据传输进行部分加密，并将加密数据封装在分析加密模块的NAS PDU中，RRC连接建立完成消息中会携带该NAS PDU，并随着加密数据包进行传输。
[0012]本专利技术进一步设置为：所述NAS信令删除AS安全模式，不建立DRB(DataRadioBearer，数据无线承载)。
[0013]本专利技术进一步设置为：所述网关设置有上行信道检测模块，在检测到空信道时会向服务器终端发送空载指令，服务器再向终端发送准入指令，终端控制加密数据包通过空信道进行传输，通过检测的方式合理分配信道，减少信道堵塞和占用问题。
[0014]进一步的，所述终端设置有用于监听环境内的已使用频率的监听模块和调节终端频率的调频模块，采用环境中未曾使用的频率可以有效提升无线信号传输的强度和精度。
[0015]本专利技术进一步设置为：所述终端根据加密数据包的长度划分传输时间片，加密数据包的传输按照时间片进行连续的传输，时间片为传输加密数据包需要的时间，通过划分时间片可以解决一个信道一次只传输一个数据的问题，提升传输效率。
[0016]本专利技术进一步设置为：所述时间片包括前置的反应时间段和传输时间段，反应时间段作为连续传输的两个加密数据包之间的缓冲段，有效的避免数据混乱，保证数据传输的完整性。
[0017]综上所述，本专利技术具有以下有益效果：
[0018]对于终端产生的数据，先是进行数据长度判断排队和加密，加密后的数据通过划分的信道从队列的两端进行数据传输，使得多个数据能够在一个有效的时间段内及时的传输到网络服务器上，同时对数据进行时间片的定义，实现在单个信道中连续不断的传输，提升传输效率，最终可以有效避免多终端在传输数据包时发送拥堵，不会导致数据丢失。
附图说明
[0019]图1是本实施例的整体工作流程示意图；
[0020]图2是本实施例的信道划分图。
具体实施方式
[0021]以下结合附图对本专利技术作进一步详细说明。
[0022]实施例：
[0023]参考图1和图2，其中图1终端和网络服务器的箭头代表数据上行和下行，一种应用于电力物联网的高并发数据传输方法，包括终端、基站和网络服务器，所述终端内还设置有分析加密模块，终端的信号传输采用LoRa(远距离无线电)技术，终端通过网关基站与网络服务器双向传输连接，网络服务器负责对网关基站的访问进行调度。
[0024]上述的一种应用于电力物联网的高并发数据传输方法包括以下步骤：
[0025]S1：终端产生需要上传的数据后，将数据传入分析加密模块，分析加密模块对产生的数据进行处理，包括分析数据长度产生特征数据和进行数据加密产生加密数据包，加密
时将数据长度信息转化为一小段特征数据和加密数据包，数据加密打包之后，终端向网络服务器发出接入请求，网络服务器对终端进行认证，在认证通过后向终端发送允许接入响应，终端接入网络服务器；
[0026]S2：终端将代表数据长度的特征数据传输至网络服务器，网络服务器分析特征数据将上传的数据进行由短至长的长度排列并排队，这种排列方式可以将短数据先进行传输，短数据传输速度快，可以迅速减少同时排队的数据数量；
[0027]S3：网关将上行信道进行划分，部分信道专用与传输长数据，其余的用于传输短数据，作为示例，八个上行信道划分出三个用于传输短数据，安装单向排队的方式长数据传输会一直后延，而电网相关数据具有一定的失效性，通过划分专用信道可以使得数据得到及时传输；
[0028]S4：网络服务器按照排列顺序，从队列的两端开始，向网关和终端发出允许接入的许可，发出许可后消除该特征数据的排队状态，然后对应的数据再通过网关的上行信道传输至网络服务器内，完成传输
[0029]进一步的，所述加密模块采用NAS信令消息直接进行小数据加密传输，具体的引入新消息NASPDU(PacketDataUnit，数据单元)，对小数据传输进行部分加密，并将本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种应用于电力物联网的高并发数据传输方法，其特征在于，包括终端、基站和网络服务器，所述终端内还设置有分析加密模块包括以下步骤：S1：终端产生需要上传的数据后，将数据传入分析加密模块，分析加密模块对产生的数据进行处理，包括分析数据长度产生特征数据和进行数据加密产生加密数据包；S2：终端将代表数据长度的特征数据传输至网络服务器，网络服务器分析特征数据将上传的数据进行由短至长的长度排列并排队；S3：网关将上行信道进行划分，部分信道专用与传输长数据，其余的用于传输短数据；S4：网络服务器按照排列顺序，从队列的两端开始，向网关和终端发出允许接入的许可，发出许可后消除该特征数据的排队状态，然后对应的数据再通过网关的上行信道传输至网络服务器内，完成传输。2.根据权利要求1所述的一种应用于电力物联网的高并发数据传输方法，其特征在于，所述加密模块采用NAS信令消息直接进行小数据加密传输。3.根据权利要求2所述的一种应用于电力物联网的高并发数据传输方法，其特征在于，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：高雪飞，陈继军，姜海礁，陆国生，刘航，黄振林，郭卫明，田霖，张国翊，朱海龙，朱一峰，陈保豪，李任新，符贵谦，
申请(专利权)人：中国南方电网有限责任公司中兴克拉科技苏州有限公司，
类型：发明
国别省市：