CN107396411A - 用于电力远程集抄通信的多通道切换控制系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供的一种用于电力远程集抄通信的多通道切换控制系统，包括多个无线终端，其输入端与电力业务终端链接，用于发送业务终端采集的数据；多个前置机，用于接收无线终端发送的数据并传输至业务主站，前置机与无线终端一一对应设置且对应的前置机和无线终端组成通信信道；主站切换控制装置，用于侦测切换触发事件，控制前置机切换，或者主站切换控制装置接收终端切换控制装置的发起的切换控制前置机切换；终端切换控制装置，用于侦测触发事件，控制前置机切换，或者接收主站切换控制装置发起的切换并控制无线终端切换；能够实现无线专网和无线公网之间、无线公网中的不同运营商网络的切换，而无需中断当前的通信业务。
Description
技术领域
本发明涉及一种电力远程通信控制系统，尤其涉及一种用于电力远程集抄通信的多通道切换控制系统。
背景技术
在电力系统中，由采集设备层，通信信道层以及主站层组成，其中，采集设备层包括用于实现各类电力数据的采集、控制以及监控等业务的终端设备，主站层包括用于实现信息集中、存储和应用等调度控制，通信信道层用于实现主站层和采集设备层之间的通信。
通信信道层中包含有线网和无线网，其中，无线网包含电力无线专网以及电信运营商的公网，无线网络的通信质量收到无线信道环境的影响和无线覆盖范围的局限，使得无线网络的传输质量不能得到保障，因此，在电力系统中，采用单一的无线公网或者无线专网，并不能保证电力集抄系统的通信质量，因此，需要无线公网和无线专网的共同配合才能够实现数据传输的稳定性，也就是说，电力集抄通信中，需要无线专网和无线公网之间进行切换，比如无线专网通信质量下降，此时将通信通道由无线专网切换到无线公网，但是，现有就是中，网络的切换仅仅时在同一的网络条件下，比如，我国的无线公网的三大运营商包括中国移动公司、中国联通公司以及中国电信公司，网络切换仅仅限于移动公司的网络、联通公司的网络或者电信公司的网络之内，比如从2G切换到3G或者4G，而不同公司的网络不能实现相互切换，一旦发生切换，比如双卡双待的手机，必须终止当前的通信业务，才能够实现切换，而无线公网和无线专网之间更加难以实现不中断通信业务的条件实现切换，而一旦通信业务终端，势必会对电力集抄系统的数据的实时性造成严重影响，不利于电力系统的稳定运行。
因此，为了解决上述技术问题，需要提出一种新的系统或者方法。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的是提供一种用于电力远程集抄通信的多通道切换控制系统，能够实现无线专网和无线公网之间、无线公网中的不同运营商网络的切换，而无需终端当前的通信业务，从而确保电力系统中的数据实时性以及电力集抄系统的传输稳定行，利于整个电力系统的稳定运行。
本发明提供的一种用于电力远程集抄通信的多通道切换控制系统，包括主站切换控制装置、终端切换控制装置、多个无线终端以及多个前置机，其中：
多个无线终端，其输入端与电力业务终端链接，用于发送业务终端采集的数据；
多个前置机，用于接收无线终端发送的数据并传输至业务主站，其中，前置机与无线终端一一对应设置且对应的前置机和无线终端组成通信信道；
主站切换控制装置，用于侦测切换触发事件，根据触发事件发起切换并控制前置机切换，或者主站切换控制装置接收终端切换控制装置的发起的切换控制前置机切换；
终端切换控制装置，用于侦测触发事件，根据触发事件发起切换并控制前置机切换，或者接收主站切换控制装置发起的切换并控制无线终端切换。
进一步，所述主站切换控制装置和终端控制器侦测的触发事件包括网络资费、数据安全和通信信道性能。
进一步，所述切换控制系统根据如下方法实现通道切换：
主站切换控制装置侦测到触发事件，主站切换控制装置向端切换控制装置发送切换请求，关闭原前置机的业务监听并打开目标前置机的业务监听；
终端切换控制装置接收切换请求，并向主站切换控制装置反馈切换请求确认，并且，终端切换控制装置控制切换目标无线终端建立控制PDP上下文连接；
目标无线终端的控制PDP上下文建立成功，终端切换控制装置向主站切换控制发送切换完成通知；
主站切换控制装置接收到切换完成通知后向终端切换控制装置反馈切换完成确认，终端切换控制装置控制原无线终端只附着于原网络上，不建立任何PDP上下文连接，并控制目标无线终端建立业务PDP上下文。
进一步，执行通道切换前，根据如下方法确定主控权：
主站切换控制装置和终端切换控制装置分别设置控制权标志位，且两个控制器的控制权标志位初始状态均为0；
主站切换控制装置设置自身的退避时间窗口T1，终端切换控制装置设置自身的退避时间窗口T2；
当T1≠T2：
主站切换控制装置和终端切换控制装置任一方先达到退避时间窗口，将自身的控制权标志位设置为1并成为主控方，成为主控方的切换控制装置向对方切换控制装置发送抢占控制权请求；
接收到抢占控制权请求的切换控制装置将自身的控制权标志位设置为-1并成为被控方，并向主控方发送抢占控制权请求确认；
主控方接收到抢占控制权请求确认后，发起切换请求并执行切换过程。
进一步，
当T1＝T2时：
主站切换控制装置执行退避时间窗口T1后，将自身的控制权标志位设置为1，成为主控方，主站切换控制装置向终端切换控制装置发送抢占控制权请求；
终端切换控制装置执行退避时间窗口T2后，将自身的控制权标志位设置为1，成为主控方，终端切换控制装置向主站切换控制装置发送抢占控制权请求；
主站切换控制装置和从站切换控制装置接收到抢占控制权请求后，各自将自身的控制权标志位重置位0，并且各自重新设定退避事件窗口，重新执行主控权确认过程。
进一步，当通道切换完成后，被设定位主控方的切换控制装置向被控方控制器发送释放控制权请求，被控方切换控制装置收到释放控制权请求后，将自身的控制权标志位重设位0，并反馈释放控制权确认，主控方切换控制装置收到释放控制权确认后，将自身的控制权标志位重设外0。
本发明的有益效果：通过本发明，能够实现无线专网和无线公网之间、无线公网中的不同运营商网络的切换，而无需终端当前的通信业务，从而确保电力系统中的数据实时性以及电力集抄系统的传输稳定行，利于整个电力系统的稳定运行。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明作进一步描述：
图1为本发明的结构示意图。
图2为本发明的切换过程原理图。
图3为本发明的主控权确认原理图。
图4为本发明的主控权冲突时处理原理图。
具体实施方式
以下结合说明书附图对本发明做出进一步详细说明。
本发明提供的一种用于电力远程集抄通信的多通道切换控制系统，包括主站切换控制装置、终端切换控制装置、多个无线终端以及多个前置机，其中：
多个无线终端，其输入端与电力业务终端链接，用于发送业务终端采集的数据；
多个前置机，用于接收无线终端发送的数据并传输至业务主站，其中，前置机与无线终端一一对应设置且对应的前置机和无线终端组成通信信道；
主站切换控制装置，用于侦测切换触发事件，根据触发事件发起切换并控制前置机切换，或者主站切换控制装置接收终端切换控制装置的发起的切换控制前置机切换；
终端切换控制装置，用于侦测触发事件，根据触发事件发起切换并控制前置机切换，或者接收主站切换控制装置发起的切换并控制无线终端切换，如图1所示，图1中仅仅是以两个网络进行说明，其中，以网络A表示无线专网，以网络B表示无线公网，图1中主站切换控制装置与前置机之间的实线表示主站切换控制装置与前置机测量接口连接，虚线表示主站切换控制装置与前置机控制接口连接并向前置机发送控制命令，同理，终端切换控制装置与无线终端之间的实线表示终端切换控制装置与无线终端的测量接口连接，用于检测无线终端的通信状态，虚线表示终端切换控制装置与无线终端的控制接口连接，用于向无线终端发送控制命令并控制无线终端切换；当然，测量接口和控制接口也可以为同一接口实现多种功能，属于现有技术；切换控制通道可以采用网络A或者网络B的通道，也可以采用完全独立于网络A和网络B的通信通道，实现主站切换控制装置和终端切换控制装置之间的通信连接，通过本发明的结构，能够实现无线专网和无线公网之间、无线公网中的不同运营商网络的切换，而无需终端当前的通信业务，从而确保电力系统中的数据实时性以及电力集抄系统的传输稳定行，利于整个电力系统的稳定运行；上述中的主站切换控制装置和终端切换控制装置采用现有的控制主机、单片机等。
本实施例中，所述主站切换控制装置和终端控制器侦测的触发事件包括网络资费、数据安全和通信信道性能，其中，网络资费和数据安全触发事件可以由外设输入，而通信信道性能则由主站切换控制装置和终端切换控制装置进行监听，例如：
主站切换控制装置通过前置机的测量接口获取通信信道的测量信息，以前置机的TCP心跳信息为例，当前置机的TCP心跳信息连续N次为收到响应时，判断当前网络终端，主站切换控制装置做出切换决策；
又比如终端切换控制装置侦测无线终端的测量信息，包括TCP心跳信息和无线空口信息，其中，无线空口的测量信息是指通过AT指令集能够获得无线空口参数信息和状态信息，比如无线空口的接收信号强度、误码率、附着状态信息、PDP上下文状态等；
当终端切换控制装置连续M次没有收到TCP心跳信息或者无线终端连续M1次附着失败，或者PDP上下文连续M2次建立失败时，终端切换控制装置做出切换决策，当无线空口的误码率连续M3次超过设定的阈值时，终端控制器同样做出切换决策。
本实施例中，所述切换控制系统根据如下方法实现通道切换：
主站切换控制装置侦测到触发事件，主站切换控制装置向端切换控制装置发送切换请求，关闭原前置机的业务监听并打开目标前置机的业务监听；
终端切换控制装置接收切换请求，并向主站切换控制装置反馈切换请求确认，并且，终端切换控制装置控制切换目标无线终端建立控制PDP上下文连接；
目标无线终端的控制PDP上下文建立成功，终端切换控制装置向主站切换控制发送切换完成通知；
主站切换控制装置接收到切换完成通知后向终端切换控制装置反馈切换完成确认，终端切换控制装置控制原无线终端只附着于原网络上，不建立任何PDP上下文连接，并控制目标无线终端建立业务PDP上下文；当然，以终端切换控制装置发起切换时，其过程与上相同，只是由终端切换控制装置发起切换请求，主站切换控制装置响应；本实施例中，以图主站切换控制装置发起为例，并且初始状态为A网络建立业务连接并且主站切换控制装置和终端切换控制装置以A网络为切换管理通道，如图2所示，主站切换控制装置发送切换命令，由A切到B，主站切换控制装置通过控制接口关闭前置机A的业务监听，通过承载在网络A上的切换控制通道向终端切换控制装置发送切换请求；
终端切换控制装置收到该请求后通过承载在网络A上的切换控制通道向主站切换控制装置发送切换请求确认，并控制无线终端B建立控制PDP上下文连接，主站切换控制装置同时控制前置机B打开业务监听；
无线终端B的控制PDP上下文建立成功，通过承载在网络B上的切换控制通道向主站切换控制装置发送切换完成通知；
主站切换控制装置收到后回复切换完成确认，终端切换控制装置控制无线终端A只附着在网络A上，不建立任何PDP上下文连接，同时无线终端B根据业务需求建立业务PDP上下文，也就是说，此时完成了通信信道A切换到了通信信道B，当然，无线终端A切换到无线终端B以及前置机A切换到前置机B时，均需要进行响应的IP地址转换，本发明中可以采用现有的IP地址转换方法实现，再次不加以赘述。
本实施例中，执行通道切换前，根据如下方法确定主控权：
主站切换控制装置和终端切换控制装置分别设置控制权标志位，且两个控制器的控制权标志位初始状态均为0；
主站切换控制装置设置自身的退避时间窗口T1，终端切换控制装置设置自身的退避时间窗口T2，退避时间窗口T1和T2时随机的，存在三种情况：1、T1＞T2，2、T1＜T2，3、T1＝T2，前两种情况下，主站切换控制装置和终端切换控制装置的主控权在确定过程中不会发生冲图，谁先执行完退避时间窗口，那么谁就会占据主控权，在第3中情况中，T1和T2并不是严格相等，而是说两者差的绝对值较小，在执行退避时间窗口时，可能出现同时完成并且发出抢占控制权请求。
当T1≠T2：
主站切换控制装置和终端切换控制装置任一方先达到退避时间窗口，将自身的控制权标志位设置为1并成为主控方，成为主控方的切换控制装置向对方切换控制装置发送抢占控制权请求；
接收到抢占控制权请求的切换控制装置将自身的控制权标志位设置为-1并成为被控方，并向主控方发送抢占控制权请求确认；
主控方接收到抢占控制权请求确认后，发起切换请求并执行切换过程；具体过程如图3所示，图3中控制权标志位以control flag表示；通过上述方法，能够有效避免主站控制器和终端控制器之间的主控权冲突，保障切换过程稳定并且及时。
本实施例中，主站控制器和终端控制器的退避事件窗口有可能相等或者相差不大，即时说：当T1＝T2时：
主站切换控制装置执行退避时间窗口T1后，将自身的控制权标志位设置为1，成为主控方，主站切换控制装置向终端切换控制装置发送抢占控制权请求；
终端切换控制装置执行退避时间窗口T2后，将自身的控制权标志位设置为1，成为主控方，终端切换控制装置向主站切换控制装置发送抢占控制权请求；那么，在此种状态下，主站切换控制装置和从站切换控制装置发生冲突，此时，主站切换控制装置和从站切换控制装置接收到抢占控制权请求后，各自将自身的控制权标志位重置位0，并且各自重新设定退避事件窗口，重新执行主控权确认过程。
本实施例中，当通道切换完成后，被设定位主控方的切换控制装置向被控方控制器发送释放控制权请求，被控方切换控制装置收到释放控制权请求后，将自身的控制权标志位重设位0，并反馈释放控制权确认，主控方切换控制装置收到释放控制权确认后，将自身的控制权标志位重设外0，此时，标志着整个切换过程完全完成。
最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
Claims (6)
1.一种用于电力远程集抄通信的多通道切换控制系统，其特征在于：包括主站切换控制装置、终端切换控制装置、多个无线终端以及多个前置机，其中：
多个无线终端，其输入端与电力业务终端链接，用于发送业务终端采集的数据；
多个前置机，用于接收无线终端发送的数据并传输至业务主站，其中，前置机与无线终端一一对应设置且对应的前置机和无线终端组成通信信道；
主站切换控制装置，用于侦测切换触发事件，根据触发事件发起切换并控制前置机切换，或者主站切换控制装置接收终端切换控制装置的发起的切换控制前置机切换；
终端切换控制装置，用于侦测触发事件，根据触发事件发起切换并控制前置机切换，或者接收主站切换控制装置发起的切换并控制无线终端切换。
2.根据权利要求1所述用于电力远程集抄通信的多通道切换控制系统，其特征在于：所述主站切换控制装置和终端控制器侦测的触发事件包括网络资费、数据安全和通信信道性能。
3.根据权利要求1所述用于电力远程集抄通信的多通道切换控制系统，其特征在于：所述切换控制系统根据如下方法实现通道切换：
主站切换控制装置侦测到触发事件，主站切换控制装置向端切换控制装置发送切换请求，关闭原前置机的业务监听并打开目标前置机的业务监听；
终端切换控制装置接收切换请求，并向主站切换控制装置反馈切换请求确认，并且，终端切换控制装置控制切换目标无线终端建立控制PDP上下文连接；
目标无线终端的控制PDP上下文建立成功，终端切换控制装置向主站切换控制发送切换完成通知；
主站切换控制装置接收到切换完成通知后向终端切换控制装置反馈切换完成确认，终端切换控制装置控制原无线终端只附着于原网络上，不建立任何PDP上下文连接，并控制目标无线终端建立业务PDP上下文。
4.根据权利要求3所述用于电力远程集抄通信的多通道切换控制系统，其特征在于：执行通道切换前，根据如下方法确定主控权：
主站切换控制装置和终端切换控制装置分别设置控制权标志位，且两个控制器的控制权标志位初始状态均为0；
主站切换控制装置设置自身的退避时间窗口T1，终端切换控制装置设置自身的退避时间窗口T2；
当T1≠T2：
主站切换控制装置和终端切换控制装置任一方先达到退避时间窗口，将自身的控制权标志位设置为1并成为主控方，成为主控方的切换控制装置向对方切换控制装置发送抢占控制权请求；
接收到抢占控制权请求的切换控制装置将自身的控制权标志位设置为-1并成为被控方，并向主控方发送抢占控制权请求确认；
主控方接收到抢占控制权请求确认后，发起切换请求并执行切换过程。
5.根据权利要求4所述用于电力远程集抄通信的多通道切换控制系统，其特征在于：
当T1＝T2时：
主站切换控制装置执行退避时间窗口T1后，将自身的控制权标志位设置为1，成为主控方，主站切换控制装置向终端切换控制装置发送抢占控制权请求；
终端切换控制装置执行退避时间窗口T2后，将自身的控制权标志位设置为1，成为主控方，终端切换控制装置向主站切换控制装置发送抢占控制权请求；
主站切换控制装置和从站切换控制装置接收到抢占控制权请求后，各自将自身的控制权标志位重置位0，并且各自重新设定退避事件窗口，重新执行主控权确认过程。
6.根据权利要求4所述用于电力远程集抄通信的多通道切换控制系统，其特征在于：当通道切换完成后，被设定位主控方的切换控制装置向被控方控制器发送释放控制权请求，被控方切换控制装置收到释放控制权请求后，将自身的控制权标志位重设位0，并反馈释放控制权确认，主控方切换控制装置收到释放控制权确认后，将自身的控制权标志位重设外0。
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Legal Events
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Effective date of registration: 20171117 Address after: 100031 Xicheng District West Chang'an Avenue, No. 86, Beijing Applicant after: State Grid Corporation of China Applicant after: Information Communication Branch State Grid Chongqing Electric Power Co., Ltd. Applicant after: China Gridcom Co., Ltd. Address before: 100031 Xicheng District West Chang'an Avenue, No. 86, Beijing Applicant before: State Grid Corporation of China Applicant before: Information Communication Branch State Grid Chongqing Electric Power Co., Ltd. |
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