一种实现配电设备即插即用的方法和系统
技术领域
本发明属于即插即用技术领域,具体涉及一种实现配电设备即插即用的方法和系统。
背景技术
配电网包含大量不同厂家的设备,设备种类繁多,数量重大,它们通过通信系统完成相互之间以及与配电网主站或配电子站的信息交互。目前,配电系统通信使用的规约主要有IEC60870-101/104等,这些规约把监控数据分为模拟量、状态量、遥控量等几种类型进行传输,没有对配电数据模型进行统一的规定,数据之间缺乏必要的关联和说明,终端与主站之间需要人工进行数据点表的核对,导致配电网终端大量接入的配置调试与维护工作量大。未来配电网的发展方向是将IEC61850应用到配电物联网领域,采用统一的配电设备模型、信息模型、映射机制,从而达成配电网配电设备的即插即用,减少配置调试与维护工作量,解决大量配电网配电设备无法有效接入的问题。
发明内容
为克服上述现有技术的不足,本发明提出一种实现配电设备即插即用的方法和系统。该方法和系统可有效减少配电设备现场安装、配置工作量,实现配电网自动识别新配电设备、确定新配电设备功能和服务、创建完整的配电设备配置信息、获取配电设备状态及配电设备采集信息等功能,提高配电系统可靠性、兼容性和智能化水平。
实现上述目的所采用的解决方案为:
一种实现配电设备即插即用的方法,其改进之处在于,包括:
基于边缘计算节点,实现与所述边缘计算节点通讯连接的端侧配电设备的自发现;
所述边缘计算节点基于发现的配电设备、预先获取的拓扑信息和资源资产信息,实现业务部署;
其中,所述边缘计算节点包括:电力物联网智能终端。
本发明提供的第一优选技术方案,其改进之处在于,所述基于边缘计算节点,实现与所述边缘计算节点通讯连接的端侧配电设备的自发现之前,还包括:
边缘计算节点与云主站建立网络通讯;
所述边缘计算节点向云主站发起注册,其中注册信息包括:自身身份和配置信息;
所述云主站将基于注册信息生成的身份信息下发给边缘计算节点,并同时将所述边缘计算节点信息转发给云主站的应用层。
本发明提供的第二优选技术方案,其改进之处在于,所述与所述边缘计算节点通讯连接的端侧配电设备包括:
具备TCP/IP协议栈的远端配电设备、不具备TCP/IP协议栈的远端配电设备、具备TCP/IP协议栈的近端配电设备和不具备TCP/IP协议栈的近端配电设备;
其中,不具备TCP/IP协议栈的远端配电设备通过安装TCP/IP协议栈的末端通信模块与所述边缘计算节点连接。
本发明提供的第三优选技术方案,其改进之处在于,所述基于边缘计算节点,实现与所述边缘计算节点通讯连接的端侧配电设备的自发现,包括:
对于具备TCP/IP协议栈的远端配电设备:
当所述配电设备上电后,配电设备内部即插即用服务获取配电设备信息;
所述配电设备进行本地通信网自组网,向边缘计算节点连接;
所述配电设备上的即插即用服务通过本地通信网将所述配电设备信息上报给边缘计算节点上的即插即用服务;
所述边缘计算节点上的即插即用服务发布配电设备的上线信息,由所述边缘计算节点上的业务APP接受所述上线信息后建立与配电设备的通信,同时所述边缘计算节点上的即插即用服务将发现的配电设备信息上报给云主站,完成配电设备在云主站的注册。
本发明提供的第四优选技术方案,其改进之处在于,所述基于边缘计算节点,实现与所述边缘计算节点通讯连接的端侧配电设备的自发现,包括:
对于不具备TCP/IP协议栈的远端配电设备:
当所述配电设备上电后,所述配电设备通过自有接口接入末端通信模块;
所述末端通信模块上的设备发现APP通过轮询方式获取端配电设备信息,并进行本地通信网自组网,向边缘计算节点连接;
所述末端通信模块上的即插即用服务通过本地通信网将所述配电设备信息上报给边缘计算节点上的即插即用服务;
所述边缘计算节点上的即插即用服务发布配电设备的上线信息,由所述边缘计算节点上的业务APP接受所述上线信息后建立与配电设备的通信,同时所述边缘计算节点上的即插即用服务将发现的配电设备信息上报给云主站,完成配电设备在云主站的注册;
所述自有接口包括RS485和RS232接口。
本发明提供的第五优选技术方案,其改进之处在于,所述基于边缘计算节点,实现与所述边缘计算节点通讯连接的端侧配电设备的自发现,包括:
对于具备TCP/IP协议栈的近端配电设备:
当所述配电设备在上电后,所述配电设备上的即插即用服务通过自有接口将配电设备信息上报给边缘计算节点上的即插即用服务;
所述边缘计算节点上的即插即用服务发布配电设备的上线信息,由所述边缘计算节点上的业务APP接受所述上线信息后建立与配电设备的通信,同时所述边缘计算节点上的即插即用服务将发现的配电设备信息上报给云主站,完成配电设备在云主站的注册;
所述自有接口包括RS485和RS232接口。
本发明提供的第六优选技术方案,其改进之处在于,所述基于边缘计算节点,实现与所述边缘计算节点通讯连接的端侧配电设备的自发现,包括:
对于不具备TCP/IP协议栈的近端配电设备:
当所述配电设备在上电后,所述边缘计算节点上的设备发现APP通过自有接口轮询获取配电设备信息并将所述配电设备信息发送给所述边缘计算节点上的即插即用服务;
所述边缘计算节点上的即插即用服务发布配电设备的上线信息,由所述边缘计算节点上的业务APP接受所述上线信息后建立与配电设备的通信,同时所述边缘计算节点上的即插即用服务将发现的配电设备信息上报给云主站,完成配电设备在云主站的注册;
所述自有接口包括RS485和RS232接口。
本发明提供的第七优选技术方案,其改进之处在于,所述完成配电设备在云主站的注册后,还包括:
所述云主站将发现的配电设备信息通知给主站应用。
本发明提供的第八优选技术方案,其改进之处在于,所述边缘计算节点基于发现的配电设备、预先获取的拓扑信息和资源资产信息,实现业务部署,包括:
所述边缘计算节点的高级APP基于发现的配电设备、预先获取的拓扑信息和资源资产信息完成数据模型实例化,支撑业务APP的部署实现;
所述高级APP包括边缘计算节点上的业务APP以外的APP,所述数据模型包括数据类型和数据格式。
一种实现配电设备即插即用的系统,其改进之处在于,包括:边缘计算节点和端侧配电设备;
所述端侧配电设备,用于基于连接的边缘计算节点,实现自发现;
所述边缘计算节点,用于基于发现的端侧设备、预先获取的拓扑信息和资源资产信息,实现业务部署;
其中,所述边缘计算节点包括:电力物联网智能终端。
本发明提供的第九优选技术方案,其改进之处在于,还包括云主站;
所述云主站,用于接收所述边缘计算节点发送的注册信息,将基于注册信息生成的身份信息下发给边缘计算节点,并同时将所述边缘计算节点信息转发给云主站的应用层。
与最接近的现有技术相比,本发明具有的有益效果如下:
本发明提供了一种实现配电设备即插即用的方法和系统,基于边缘计算节点,实现与所述边缘计算节点通讯连接的端侧配电设备的自发现;边缘计算节点基于发现的配电设备、预先获取的拓扑信息和资源资产信息,实现业务部署。本发明减轻了配电设备安装时的调试工作,实现了设备的自发现和业务自动部署,有效提升配电网自动化、智能化水平。
采用本发明的方法,还实现了设备的自注册。
附图说明
图1为本发明提供的一种实现配电设备即插即用的方法流程示意图;
图2为本发明提供的一种实现配电设备即插即用的方法中边缘计算节点自发现流程示意图;
图3为本发明提供的一种实现配电设备即插即用的方法中端侧配电设备的自发现流程示意图;
图4为本发明提供的一种实现配电设备即插即用的方法中边缘计算节点与远端配电设备连接示意图;
图5为本发明提供的一种实现配电设备即插即用的系统基本结构示意图;
图6为本发明提供的一种实现配电设备即插即用的系统详细结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式做进一步的详细说明。
实施例1:
本发明提供的一种实现配电设备即插即用的方法流程示意图如图1所示,包括:
步骤1:基于边缘计算节点,实现与所述边缘计算节点通讯连接的端侧配电设备的自发现;
步骤2:边缘计算节点基于发现的配电设备、预先获取的拓扑信息和资源资产信息,实现业务部署;
其中,所述边缘计算节点包括:电力物联网智能终端。
具体的,步骤1之前,还包括边缘计算节点的自发现,边缘计算节点自发现流程如图2所示,包括:
边缘计算节点在与云主站的网络接通后,向云主站发起注册,上送包括自身身份和配置等的注册信息。
基于注册信息,云主站将生成后续通信所需的全局唯一身份信息下发给边缘计算节点,同时将边缘计算节点信息转发给云主站的应用层。
步骤1中的端侧配电设备的自发现流程如图3所示,端侧配电设备对边缘计算节点的发现可能存在以下四种情况。一种是具备TCP/IP协议栈的远端配电设备,可直接连接边缘计算节点;一种是不具备TCP/IP协议栈的远端配电设备,可通过增加具有TCP/IP协议栈的末端通信模块连接到边缘计算节点;一种是不具备TCP/IP协议栈的近端配电设备,可通过自有接口例如RS485连接到边缘计算节点;最后一种是具备TCP/IP协议栈的近端配电设备,也通过RS485连接到边缘计算节点。
a)具备TCP/IP协议栈的远端配电设备自发现流程
首先在配电设备上电后,配电设备内部即插即用服务获取配电设备的身份信息;然后配电设备会进行本地通信网自组网,自动向边缘计算节点连接。一旦本地通信自组网成功后,配电设备上的即插即用服务通过本地通信网将配电设备信息上报给边缘计算节点上的即插即用服务,边缘计算节点上的即插即用服务通过内部数据总线发布配电设备的上线信息,由边缘计算节点上的对应业务APP接收后建立与配电设备的通信,同时边缘计算节点上的即插即用服务将发现的配电设备信息上报给云主站,完成端侧配电设备在云主站的注册。最后云主站将发现的配电设备信息通知给主站应用。
b)不具备TCP/IP协议栈的远端配电设备自发现流程
在配电设备上电后,端配电设备会通过自有接口,例如RS485/232等接入末端通信模块,末端通信模块上的设备发现APP通过轮询方式获取配电设备信息然后末端通信模块会进行本地通信网自组网,自动向边缘计算节点连接。一旦本地通信自组网成功后,末端通信模块上的即插即用服务通过本地通信网将配电设备信息上报给边缘计算节点上的即插即用服务,边缘计算节点上的即插即用服务发布配电设备的上线信息,由边缘计算节点上的对应业务APP接收后建立与配电设备的通信,同时将发现的配电设备信息上报给云主站。最后云主站将发现的配电设备信息通知给云主站的相关应用。
a)和b)中边缘计算节点与远端配电设备连接示意图如图4所示。边缘计算节点通过高速电力载波或无线射频连接具备TCP/IP协议栈的远端配电设备和末端通信模块,再由自有接口例如RS485连接至不具备TCP/IP协议栈的远端配电设备。
c)不具备TCP/IP协议栈的近端配电设备自发现流程
边缘计算节点例如配变终端上的配电设备在上电后,配变终端上的设备发现APP通过自有接口轮询获取配电设备信息,然后将发现的配电设备信息发送给配变终端上的即插即用服务,配变终端上的即插即用服务发布配电设备的上线信息,由配变终端上的对应业务APP接收后建立与配电设备的通信,同时将发现的配电设备信息上报给云主站,同时将发现的配电设备信息上报给云主站。最后云主站将发现的配电设备信息通知给主站应用。
d)具备TCP/IP协议栈的近端配电设备自发现流程
边缘计算节点例如配变终端上的配电设备在上电后,端配电设备上的即插即用服务通过自有接口将配电设备信息上报给配变终端上的即插即用服务,配变终端上的即插即用服务发布配电设备的上线信息,由配变终端上的对应业务APP接收后建立与配电设备的通信,同时将发现的配电设备信息上报给云主站。最后云主站将发现的配电设备信息通知给主站应用。
步骤2具体包括:
首先是在端配电设备的现场进行扫码,将设备信息、位置信息等相关信息进行关联得到关联信息,并将得到的关联信息发送给主站,云主站将收到的得到关联信息建立台账并进行拓扑及资源资产的关联,然后将拓扑信息及关联信息发送到边缘计算节点的高级APP上;高级APP根据发现的配电设备信息,得到拓扑信息及关联信息完成数据模型实例化,支撑业务APP的部署实现。其中,高级APP包括边缘计算节点上的业务APP以外的APP,例如进行预测和预警等的APP。其中,数据模型包括数据类型和数据格式。
另外端配电设备的软件升级包通过云主站与边的“业务通道”下发,并由边缘计算节点中对应该类配电设备的app来识别和下发给端配电设备。
实施例2:
基于同一发明构思,本发明还提供了一种实现配电设备即插即用的系统,由于这些设备解决技术问题的原理与实现配电设备即插即用的方法相似,重复之处不再赘述。
该系统基本结构如图5所示,包括:边缘计算节点和端侧配电设备;
其中,端侧配电设备,用于基于连接的边缘计算节点,实现自发现;
边缘计算节点,用于基于发现的端侧设备、预先获取的拓扑信息和资源资产信息,实现业务部署;
其中,边缘计算节点包括:配电终端。
实现配电设备即插即用的系统详细结构如图6所示,该系统还包括云主站;
云主站,用于接收边缘计算节点发送的注册信息,将基于注册信息生成的身份信息下发给边缘计算节点,并同时将边缘计算节点信息转发给云主站的应用层。
其中,端侧配电设备包括具备TCP/IP协议栈的远端配电设备、不具备TCP/IP协议栈的远端配电设备、具备TCP/IP协议栈的近端配电设备和不具备TCP/IP协议栈的近端配电设备。
其中,实现配电设备即插即用的系统还包括末端通信模块,不具备TCP/IP协议栈的远端配电设备通过安装TCP/IP协议栈的末端通信模块与边缘计算节点连接。
其中,具备TCP/IP协议栈的远/近端配电设备、末端通信模块和边缘计算节点分别都包括即插即用服务,边缘计算节点和末端通信模块分别都包括设备发现APP,边缘计算节点还包括业务APP。
其中,具备TCP/IP协议栈的远/近端配电设备的即插即用服务用于获取该配电设备的信息,将该配电设备的信息上报给边缘计算节点上的即插即用服务;
末端通信模块上的设备发现APP,用于轮询获取不具备TCP/IP协议栈的远端配电设备的信息,当末端通信模块连接边缘计算节点后,末端通信模块的即插即用服务将获取的配电设备的信息上报给边缘计算节点上的即插即用服务;
边缘计算节点上的设备发现APP用于采用轮询的方式获得不具备TCP/IP协议栈的近端配电设备的信息,并将该信息发送至边缘计算节点上的即插即用服务;
边缘计算节点上的即插即用服务用于接收所有端侧配电设备的信息,将该信息发布给边缘计算节点上的业务APP,还用于将端侧配电设备的信息上报给云主站,完成端侧设备在云主站的注册;
边缘计算节点上的业务APP用于接到端侧配电设备的信息后,建立与端侧配电设备的通信。
边缘计算节点还包括高级APP,高级APP包括边缘计算节点上的业务APP以外的APP,例如用于实现预警的APP。
本领域内的技术人员应明白,本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此,本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且,本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器,使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中,使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品,该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上,使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理,从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
最后应当说明的是:以上实施例仅用于说明本申请的技术方案而非对其保护范围的限制,尽管参照上述实施例对本申请进行了详细的说明,所属领域的普通技术人员应当理解:本领域技术人员阅读本申请后依然可对申请的具体实施方式进行种种变更、修改或者等同替换,但这些变更、修改或者等同替换,均在申请待批的权利要求保护范围之内。