CN108366368A - 一种基于Wi-Fi的电力云平台系统及其无线接入方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于Wi‑Fi的电力云平台系统，包括：AP接入层，安全接入平台层，以及云Wi‑Fi管控平台层。本发明还提出了该系统的无线接入方法，当变电站中的智能机器人或者供电营业厅中的手持作业终端等设备接入到AP接入点后，部署在省级公司信息内网的云Wi‑Fi管控平台层实现了对全省变电站的智能机器人和供电营业厅中的手持Pad终端等设备的统一网络管理和监控，并能通过无线定位方法记录智能机器人终端的位置信息与行为轨迹，让变电站运行更加方便、成本更低，营业厅终端也实现了随时随地处理业务，从而让变电站和营业厅的运行降低成本、提高效率并安全可靠。

Description

一种基于Wi-Fi的电力云平台系统及其无线接入方法

技术领域

本发明涉及一种基于Wi-Fi的电力云平台系统，属于通信网络技术领域。

背景技术

随着通信网络技术的发展，Wi-Fi技术凭借自身的优势逐渐得到了广泛的认知，甚至演变成为一种热潮，无论是企业商务还是家庭生活都体现出了与日俱增的需求，Wi-Fi技术展示出了极大的应用价值与良好的发展前景。

在电力技术不断发展的当下，智能变电站以全站信息数字化、通讯平台网络化、信息共享标准化为基本要求，需要自动完成信息采集、测量、控制、保护、计量和监控等基本功能，并根据需要支持电网实行自动控制、智能调节、在线分析决策、协调互动等高级功能。与其它行业的 Wi-Fi 覆盖不同，电力行业变电站和营业厅 Wi-Fi 建网既要考虑无线部署、优化、管理等基础架构层面的技术问题，还要具备先进的运维管控平台，承载身份识别、安全认证等功能，并对变电站的智能机器人、移动作业终端与营业厅中的手持Pad终端等各类设备进行统一网络管理和监控。要做好电力行业云Wi-Fi平台，无线基础架构能力和业务运营平台缺一不可。

但是目前，变电站中的智能机器人或者营业厅中的手持Pad终端等各类设备一般是通过有线方式接入信息内网，而有线方式显然限制了设备之间的距离，并且成本较高。

发明内容

本发明提供一种基于Wi-Fi的电力云平台系统，所要解决的技术问题在于通过无线定位方法记录终端的位置信息与行为轨迹，对终端通过进行统一的网络管理，使终端能够实现随时随地处理业务，从而让变电站和营业厅的运行降低成本、提高效率并安全可靠。

为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：

一种基于Wi-Fi的电力云平台系统，所述系统包括：

AP接入层，包括在各个变电站、供电营业厅布置的多个AP接入点，用于使终端通过AP接入点接入Wi-Fi，并由AP 接入点自动向云Wi-Fi管控平台层进行认证和注册；

安全接入平台层，用于对终端进行身份认证和数据加密；

云Wi-Fi管控平台层，用于通过Wi-Fi管理所述系统中所有的网络设备，并对AP接入点进行维护和更新。

进一步的，本发明所述的系统，所述终端包括变电站中的智能机器人、移动作业终端以及供电营业厅中的手持Pad终端、营业厅机器人。

进一步的，本发明所述的系统，所述变电站中的智能机器人包括安全模块，用于配合安全接入平台层进行身份认证和数据加密。

进一步的，本发明所述的系统，所述变电站中的移动作业终端以及供电营业厅中的手持Pad终端、营业厅机器人中使用即插即用的安全TF卡，用于进行身份认证。

进一步的，本发明所述的系统，所述云Wi-Fi管控平台层中包括无线控制器，用于对终端进行MAC地址绑定认证。

进一步的，本发明所述的系统，所述无线控制器采用主备方式进行1:1配备，即一个无线控制器处于活动状态，另一个无线控制器为热备状态，通过无线控制器上的冗余端口对活动状态的无线控制器进行监测。

一种应用本发明所述的系统的无线接入点接入方法，包括以下步骤：

（1）终端搜索到Wi-Fi 信号，在通过终端MAC认证后通过AP 接入点向云Wi-Fi管控平台层中的无线控制器发送动态主机配置协议请求；

（2）云Wi-Fi管控平台层中的无线控制器给终端分配源网荷采集终端接入网的IP地址；

（3）终端获得IP 地址后，显示已经连接上无线Wi-Fi 的所述服务集标识；

（4）终端在安全客户端中配置网关地址和安全TF卡挂载路径；

（5）查看终端在安全客户端中的身份认证是否成功，若不成功则对终端在安全客户端中配置的网关地址和安全TF卡挂载路径进行修改，若成功则将终端需要访问的业务地址和端口进行映射；

（6）终端成功访问经过安全接入平台层映射后业务地址，成功接入相应的业务。

进一步的，本发明上述的方法中，所述终端是指供电营业厅中的手持Pad终端、营业厅机器人以及变电站中的移动作业终端。

一种应用本发明所述的系统的无线接入点接入方法，包括以下步骤：

（1）终端搜索到Wi-Fi 信号，在通过终端MAC认证后通过AP 接入点向云Wi-Fi管控平台层中的无线控制器发送动态主机配置协议请求；

（2）云Wi-Fi管控平台层中的无线控制器给终端分配源网荷采集终端接入网的IP地址；

（3）终端获得IP 地址后，显示已经连接上无线Wi-Fi 的所述服务集标识；

（4）终端配置安全模块，配合安全接入平台层进行身份认证和数据加密，并将终端需要访问的业务地址和端口进行映射。

（5）终端成功访问经过安全接入平台层映射后业务地址，成功接入相应的业务。

进一步的，本发明上述的方法中，所述终端是指变电站中的智能机器人。

本发明采用以上技术方案与现有技术相比，具有的技术效果为：

本发明实现了对变电站的智能机器人和供电营业厅中的手持Pad终端等设备的统一网络管理和监控，并能通过无线定位方法记录智能机器人终端的位置信息与行为轨迹，让变电站运行更加方便、成本更低，营业厅终端也实现了随时随地处理业务， 从而让变电站和营业厅的运行降低成本、提高效率并安全可靠。

附图说明

图1为一种基于Wi-Fi的电力云平台系统的设计图。

图2为一种基于Wi-Fi的电力云平台系统的无线控制器1:1配备图。

图3为应用于基于Wi-Fi的电力云平台系统的无线接入点接入方法的流程图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的技术方案做进一步的详细说明。本技术领域技术人员可以理解的是，除非另外定义，这里使用的所有术语（包括技术术语和科学术语）具有与本发明所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样定义，不会用理想化或过于正式的含义来解释。

本发明基于Wi-Fi的云结构，实现了WLAN 应用的灵活性，能够实现AP 接入点的即插即用。基于云Wi-Fi的电力云平台系统中的变电站实现了通过无线定位方法，记录智能机器人终端的位置信息与行为轨迹，让变电站运维更加方便，成本更低，切实提高变电站的工作效率和质量，更快地推进变电站无人值守进程。基于云Wi-Fi电力云平台系统中的营业厅手持Pad终端、营业厅机器人实现了随时随地处理业务，提高了服务效率并降低了人力的消耗，进一步方便了客户。

实施例一：

本实施例提供了一种基于Wi-Fi的电力云平台系统，其结构示意图见图1，该系统采用设计痩AP+无线控制器架构，从下至上依次包括：AP 接入层，安全接入平台层，以及云Wi-Fi管控平台层。

1．AP 接入层，包括在地市公司各个变电站、供电营业厅布置的多个AP 接入点，用于使变电站中的智能机器人、移动作业终端与供电营业厅中的手持Pad终端等设备通过AP接入点接入Wi-Fi，当AP 接入点上电后自动会向相连的省公司的无线控制器进行注册，AP接入点会发射Wi-Fi 信号，提供变电站内的智能机器人、供电营业厅中的手持Pad终端等终端进行业务访问。

2．安全接入平台层，用于对变电站中的智能机器人、移动作业终端与营业厅中的手持Pad终端、营业厅机器人等终端进行接入认证和加密。在终端接入信息内网之前，安全接入平台层能够对终端进行安全性检查，实现物理和操作系统等各个层面的安全防护，保证接入终端的本地安全性。对接入信息内网用户身份进行核实，确保通信用户身份的合法性和认证性；能够在移动终端通过安全接入平台与信息内网通信时建立安全通信通道，防止数据泄密和第三方攻击。安全接入平台层对外统一提供“安全通道、身份认证、安全接入、访问控制、数据交换、集中监管”等核心功能。当终端请求连接安全接入网关的站点服务时，身份认证系统负责审核用户的身份是否合法，审核通过以后，安全接入网关站点服务器会向客户端分配虚拟IP，客户端依据分配的IP连接安全接入网关服务器。连接成功后，安全接入网关通过外网口接收IP数据包，IP数据包经过源地址转换后，通过安全接入网关内网口传递至数据过滤服务器。其主要工作原理是在将接收到的来自网关的IP数据包与过滤服务器配置的规则匹配（主要是根据访问的目的服务器的IP和端口进行过滤）的基础上，数据传递至公司信息内网服务器。

3．云Wi-Fi管控平台层，云Wi-Fi管控平台层中的无线控制器对终端进行MAC地址绑定认证，云Wi-Fi管控平台用于提供对Wi-Fi 统一管理、2.4G 和5G 射频管理，具备防火墙、虚拟专用网络、基于角色的权限管理、QoS以及位置定义功能，用于管理所有网络设备，包括虚拟共享管理器、AP 接入点、终端设备等，并能随时随地对无线接入点进行维护和更新。

变电站中基于Wi-Fi的云平台建设中，针对于瘦AP+AC模式部署，随着业务量和用户量逐渐增加，对部署在省公司的核心AC控制器的可靠性要求越来越高。一旦AC控制器出现故障将影响整网的AP转发。

如图2所示，本发明采用无线控制器主备1:1配备，一个无线控制器处于活动状态，另一个无线控制器为热备状态，通过无线控制器上的冗余端口持续监测主用无线控制器的运行状态。两台无线控制器上共享同一组的配置，包括管理接口的IP地址。待机无线控制器不需要独立配置，只需要通过主用无线控制器的冗余端口同步所有配置状态（启动和运行时的新增批量配置）。无线接入点的CAPWAP状态（只有处在运行状态的无线接入点）也会进行同步，无线接入点数据库的镜像副本会保存在备无线控制器上。AP和主AC建立CAPWAP隧道后，将获得备份AC信息（IP等）。 AP同时和备AC也建立一条CAPWAP隧道。主备AC相互间定期心跳检测，备份AC发现主AC down，将通知AP切换到备份CAPWAP隧道，一旦主AC恢复，AP将重新切回原来的主AC，切换时间为毫秒级别，几乎不会对终端使用有任何影响。

实施例二：

本实施例提供两种基于Wi-Fi的电力云平台系统的无线接入点接入方法，其流程图见图3。主要分为以下步骤：

步骤1 ：智能机器人、手持Pad等用户终端搜索到Wi-Fi 信号，通过终端MAC认证，此时用户终端通过AP 接入点向云Wi-Fi管控平台层中的无线控制器发送动态主机配置协议请求。

步骤2 ：云Wi-Fi管控平台层中的无线控制器给智能机器人、手持Pad等终端分配源网荷采集终端接入网的IP地址。

步骤3 ：智能机器人、手持Pad等用户终端获得IP 地址后，用户则此时显示已经连接上无线Wi-Fi 的所述服务集标识。

步骤4-1 ：营业厅机器人、手持Pad，变电站移动作业终端等终端在安全客户端中配置网关地址，安全TF卡挂载路径等；

步骤4-2 ：变电站中的智能机器人终端配置安全模块。

步骤5-1 ：查看营业厅机器人、手持Pad，变电站移动作业终端等终端的安全客户端中的身份认证是否成功，若安全客户端中的身份认证不成功，则查看并修改营业厅机器人、手持Pad，变电站移动作业终端等终端在安全客户端中配置的网关地址，安全TF卡挂载路径等；若身份认证通过，终端的安全客户端服务启动成功，并将终端需要访问的业务地址和端口进行映射；

步骤5-2 ：变电站中智能机器人中的安全模块配合安全接入平台层进行身份认证和数据加密，并将终端需要访问的业务地址和端口进行映射。

步骤6 ：终端成功访问经过安全接入平台层映射后业务地址，成功接入相应的业务。

以上对本发明所提供的电力云WiFi平台组网分布进行了详细介绍，本文中应用了具体实施例对本发明的原理及实施例方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (10)

1.一种基于Wi-Fi的电力云平台系统，其特征在于，所述系统包括：

AP接入层，包括在各个变电站、供电营业厅布置的多个AP接入点，用于使终端通过AP接入点接入Wi-Fi，并由AP 接入点自动向云Wi-Fi管控平台层进行认证和注册；

安全接入平台层，用于对终端进行身份认证和数据加密；

云Wi-Fi管控平台层，用于通过Wi-Fi管理所述系统中所有的网络设备，并对AP接入点进行维护和更新。

2.根据权利要求1 所述的系统，其特征在于，所述终端包括变电站中的智能机器人、移动作业终端以及供电营业厅中的手持Pad终端、营业厅机器人。

3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述变电站中的智能机器人包括安全模块，用于配合安全接入平台层进行身份认证和数据加密。

4.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述变电站中的移动作业终端以及供电营业厅中的手持Pad终端、营业厅机器人中使用即插即用的安全TF卡，用于进行身份认证。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的系统，其特征在于，所述云Wi-Fi管控平台层中包括无线控制器，用于对终端进行MAC地址绑定认证。

6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述无线控制器采用主备方式进行1:1配备，即一个无线控制器处于活动状态，另一个无线控制器为热备状态，通过无线控制器上的冗余端口对活动状态的无线控制器进行监测。

7.一种应用于权利要求1至6中任一项所述的系统的无线接入点接入方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）终端搜索到Wi-Fi 信号，在通过终端MAC认证后通过AP 接入点向云Wi-Fi管控平台层中的无线控制器发送动态主机配置协议请求；

（2）云Wi-Fi管控平台层中的无线控制器给终端分配源网荷采集终端接入网的IP地址；

（3）终端获得IP 地址后，显示已经连接上无线Wi-Fi 的所述服务集标识；

（4）终端在安全客户端中配置网关地址和安全TF卡挂载路径；

（5）查看终端在安全客户端中的身份认证是否成功，若不成功则对终端在安全客户端中配置的网关地址和安全TF卡挂载路径进行修改，若成功则将终端需要访问的业务地址和端口进行映射；

（6）终端成功访问经过安全接入平台层映射后业务地址，成功接入相应的业务。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述终端是指供电营业厅中的手持Pad终端、营业厅机器人以及变电站中的移动作业终端。

9.一种应用于权利要求1至6中任一项所述的系统的无线接入点接入方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）终端搜索到Wi-Fi 信号，在通过终端MAC认证后通过AP 接入点向云Wi-Fi管控平台层中的无线控制器发送动态主机配置协议请求；

（2）云Wi-Fi管控平台层中的无线控制器给终端分配源网荷采集终端接入网的IP地址；

（3）终端获得IP 地址后，显示已经连接上无线Wi-Fi 的所述服务集标识；

（4）终端配置安全模块，配合安全接入平台层进行身份认证和数据加密，并将终端需要访问的业务地址和端口进行映射；

（5）终端成功访问经过安全接入平台层映射后业务地址，成功接入相应的业务。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述终端是指变电站中的智能机器人。