CN110708093B - 电力载波通信设备实时监控系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了电力载波通信设备实时监控系统及方法。涉及通信领域，其中，电力载波通信设备实时监控系统包括：实时监控系统层、汇聚网关层、包括多个电力载波通信节点设备的电力载波通信设备层，汇聚网关层与电力载波通信设备层连接，对多个电力载波通信节点设备进行功能全模拟，采集、存储并转发电力载波通信设备层的设备数据，同时汇聚网关层与实时监控系统层连接，以发送设备数据到实时监控系统层，同时响应实时监控系统层下发的控制命令。将电力载波通信节点设备模拟成标准的实时通信设备，实现与实时监控系统层的无缝对接，无需增加多余的兼容处理机制，扩展了电力载波通信节点设备的应用范围。

Description

电力载波通信设备实时监控系统及方法

技术领域

本发明涉及通信领域，尤其是一种电力载波通信设备实时监控系统及方法。

背景技术

电力载波通信(PLC)设备因其独到的技术特点和工程安装成本低廉的优势，已大规模应用于电力抄表、路灯控制等应用场合，相比较起其它串行通讯方式，比如RS485，电力载波通信在速率及可靠性方面较低，以至于在需要电力载波通信设备接入实时性要求较高的实时监控系统时，会带来极大的技术障碍，此时需要实时监控系统做特殊兼容处理，才能勉强实现对接，这样不但在技术上增加了兼容设计带来额外的复杂度，甚至可能还需实时监控系统以牺牲自身效率的方式来实现兼容功能。

因此需要提出一种无需做兼容处理即能够对接电力载波通信设备的实时监控系统。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的目的是提供一种无需做兼容处理即能够对接电力载波通信设备的实时监控系统。

本发明所采用的技术方案是：

第一方面，本发明提供一种电力载波通信设备实时监控系统，包括：实时监控系统层、汇聚网关层、电力载波通信设备层，所述电力载波通信设备层包括多个电力载波通信节点设备，所述汇聚网关层包括与所述电力载波通信节点设备数量对应相同的功能全模拟节点；

所述汇聚网关层中所述功能全模拟节点与所述电力载波通信节点设备一一对应连接，对多个所述电力载波通信节点设备进行功能全模拟，采集、存储并转发所述电力载波通信设备层的设备数据；

所述汇聚网关层与所述实时监控系统层连接，以发送所述设备数据到所述实时监控系统层，同时响应所述实时监控系统层下发的控制命令。

进一步地，所述功能全模拟具体为：模拟所述电力载波通信节点设备的功能，根据下发的所述控制命令进行寄存器读写控制、数据读写控制、设备操作控制。

进一步地，当所述电力载波通信节点设备的状态发生变化时，通过所述汇聚网关层将状态数据主动上报至所述实时监控系统层。

进一步地，所述功能全模拟节点通过独立线程与每一个所述电力载波通信节点设备连接以实现对所述电力载波通信节点设备的功能全模拟。

进一步地，所述汇聚网关层采用多级缓存机制实现所述功能全模拟过程。

第二方面，本发明还提供一种电力载波通信设备实时监控方法，适用于如权第一方面任一项所述的一种电力载波通信设备实时监控系统，包括：

获取电力载波通信节点设备的状态数据，并将所述状态数据发送至实时监控系统层；

接收所述实时监控系统层下发的控制命令；

根据所述控制指令实现对所述电力载波通信节点设备的功能全模拟。

进一步地，所述功能全模拟具体为：模拟所述电力载波通信节点设备的功能，根据下发的所述控制命令进行寄存器读写控制、数据读写控制、设备操作控制。

第三方面，本发明提供一种电力载波通信设备实时监控设备，包括：

至少一个处理器，以及与所述至少一个处理器通信连接的存储器；

其中，所述处理器通过调用所述存储器中存储的计算机程序，用于执行如第一方面任一项所述的方法。

第四方面，本发明提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机可执行指令，所述计算机可执行指令用于使计算机执行如方面任一项所述的方法。

本发明的有益效果是：

本发明的电力载波通信设备实时监控系统包括：实时监控系统层、汇聚网关层、包括多个电力载波通信节点设备的电力载波通信设备层，汇聚网关层与电力载波通信设备层连接，对多个电力载波通信节点设备进行功能全模拟，采集、存储并转发电力载波通信设备层的设备数据，同时汇聚网关层与实时监控系统层连接，以发送设备数据到实时监控系统层，同时响应实时监控系统层下发的控制命令。基于分布式处理机制以及多级缓存机制的设计思想，解决了电力载波通信节点设备因通信效率低、数据传输可靠性低、响应及时性差导致的应用范围有限的问题，将电力载波通信节点设备模拟成标准的实时通信设备，从而实现与实时监控系统层的无缝对接，实时监控系统层将电力载波通信节点设备作为标准实时监控设备进行交互，无需增加多余的兼容处理机制，扩展了电力载波通信节点设备的应用范围。广泛适用于消防监控、环境监测、室内温度检测等场景，特别是将PLC节点设备接入到高速实时监控网络系统时，可以提高工程效率、降低开发成本。

附图说明

图1是本发明中电力载波通信设备实时监控系统的一具体实施例的结构框图；

图2是本发明中电力载波通信设备实时监控方法的一具体实施例的实现流程图；

具体实施方式

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对照附图说明本发明的具体实施方式。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图，并获得其他的实施方式。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。

实施例一：

本发明实施例一提供一种电力载波通信设备实时监控系统，图1为本发明实施例提供的一种电力载波通信设备实时监控系统的结构框图，如图1所示，本实施例的电力载波通信设备实时监控系统分为三层，分别是：

实时监控系统层10、汇聚网关层20、电力载波通信设备层30，其中，电力载波通信设备层30包括多个电力载波通信节点设备(以下记为PLC设备)，如PLC节点设备301、PLC节点设备302等，PLC节点设备可以为实现同一功能的设备，也可以是不同功能的设备，如智能家居中的不同功能智能设备，汇聚网关层20包括与PLC节点设备数量对应相同的功能全模拟节点，如功能全模拟节点201、功能全模拟节点202等。

本实施例中，电力载波通信即PLC(Power line Communication)，这种通信方式是电力系统特有的通信方式，指利用现有电力线，通过载波方式将模拟或数字信号进行高速传输的技术，最大特点是不需要重新架设网络，只要有输电线就能进行数据传递，能够用于智能家居数据传输。

具体的连接关系为：

汇聚网关层20与电力载波通信设备层30连接，具体是：功能全模拟节点与PLC节点设备一一对应连接，例如功能全模拟节点201与PLC节点设备301连接等，对多个PLC节点设备进行功能全模拟，采集、存储并转发电力载波通信设备层30的多个PLC节点设备的设备数据，并且，汇聚网关层20采用多级缓存机制，功能全模拟节点通过独立线程与对应的PLC节点设备连接，以实现对PLC节点设备的功能全模拟，实时监控系统层10直接交互的对象为PLC节点设备对应的功能全模拟节点，故能及时进行响应，满足实时通信的需求。

同时，汇聚网关层20与实时监控系统层10连接，以发送设备数据到实时监控系统层10，同时响应实时监控系统层10下发的控制命令。

上述可见，PLC节点设备与实时监控系统层10不是直接连接，而是通过二者之间的汇聚网关层20进行桥接，汇聚网关层20向上与实时监控系统层10进行交互，向下则与电力载波通信设备层30进行通信，因此可知，本实施例中，汇聚网关层20是实现PLC节点设备数据采集、存储及转发功能的设备。可选的，汇集网关层20通过以太网、wifi、4G等方式与实时监控系统层10连接。

本实施例中，汇聚网关层20的功能全模拟节点实现对PLC节点设备的全功能模拟，其模拟PLC节点设备的功能及时响应下发的控制命令，进行PLC节点设备的寄存器读写控制、数据读写控制、设备操作控制，完整包含PLC节点设备所有控制参数和数据，实时响应并反馈实时监控系统层10对PLC节点设备的控制命令，并通过多线程及多级缓存机制保证每个PLC节点设备对应的控制命令在实际的PLC节点设备上成功执行。

本实施例中，多级缓存机制是指根据软件编程中的队列、链表及消息基本算法，进行上下行控制命令的有机组织和配合，以保证实时监控系统层10下发的寄存器读写控制、数据读写控制、设备操作控制等控制命令能够有效地在实际PLC节点设备上成功执行。

在一种具体实施方式中，例如一个典型PLC节点设备——分体空调控制器，其基本功能包含：控制空调设备开关、设置空调设备的温度、定时参数及反馈实时状态等。本实施例中，其通过汇聚网关层20与实时监控系统层10桥接，汇聚网关层20中对应的功能全模拟节点根据该电分体空调控制器的功能特点，模拟实现其全部的功能，当实时监控系统层10对分体空调控制器下发控制命令，如寄存器读写命令或设备操作控制命令时，汇聚网关层20通过功能全模拟节点及时对这些控制命令进行相应的处理和反馈，以满足通信实时性需求。

进一步地，当PLC节点设备的状态发生变化时，通过汇聚网关层20将状态数据第一时间主动上报至实时监控系统层10，以便及时更新汇聚网关层20上对应的全功能模拟节点状态和对应的状态数据。

本实施例的实时监控系统层直接与汇聚网关层中功能全模拟节点模拟的PLC节点设备进行高速数据交互，PLC节点设备能够顺畅地接入到实时监控系统中，减少了由于其本身实时性差的特点造成的额外开销处理。

实施例二：

本实施例提供一种电力载波通信设备实时监控方法，适用于如实施例一所述的一种电力载波通信设备实时监控系统。

如图2所示，为本实施例的一种电力载波通信设备实时监控方法实现流程图，包括：

S1：获取电力载波通信节点设备的状态数据，并将状态数据发送至实时监控系统层；

S2：接收实时监控系统层下发的控制命令；

S3：根据控制指令实现对电力载波通信节点设备的功能全模拟。

其中功能全模拟具体为：模拟电力载波通信节点设备的功能，根据下发的控制命令进行寄存器读写控制、数据读写控制、设备操作控制。

另外，本发明还提供一种电力载波通信设备实时监控设备，包括：

至少一个处理器，以及与所述至少一个处理器通信连接的存储器；

其中，所述处理器通过调用所述存储器中存储的计算机程序，用于执行如实施例一所述的方法。

另外，本发明还提供一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质存储有计算机可执行指令，其中计算机可执行指令用于使计算机执行如实施例一所述的方法。

本发明基于分布式处理机制以及多级缓存机制的设计思想，解决了电力载波通信节点设备因通信效率低、数据传输可靠性低、响应及时性差导致的应用范围有限的问题，将电力载波通信节点设备模拟成标准的实时通信设备，从而实现与实时监控系统层的无缝对接，实时监控系统层将电力载波通信节点设备作为标准实时监控设备进行交互，无需增加多余的兼容处理机制，扩展了电力载波通信节点设备的应用范围。广泛适用于消防监控、环境监测、室内温度检测等场景，特别是将PLC节点设备接入到高速实时监控网络系统时，可以提高工程效率、降低开发成本。

以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制，尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本发明的权利要求和说明书的范围当中。

Claims (6)

1.一种电力载波通信设备实时监控系统，其特征在于，包括：实时监控系统层、汇聚网关层、电力载波通信设备层，所述电力载波通信设备层包括多个电力载波通信节点设备，所述汇聚网关层包括与所述电力载波通信节点设备数量对应相同的功能全模拟节点；

所述汇聚网关层中所述功能全模拟节点与所述电力载波通信节点设备一一对应连接，对多个所述电力载波通信节点设备进行功能全模拟，采集、存储并转发所述电力载波通信设备层的设备数据；

所述汇聚网关层与所述实时监控系统层连接，以发送所述设备数据到所述实时监控系统层，同时响应所述实时监控系统层下发的控制命令；

所述功能全模拟具体为：模拟所述电力载波通信节点设备的功能，根据下发的所述控制命令进行寄存器读写控制、数据读写控制、设备操作控制；

所述汇聚网关层采用多级缓存机制实现所述功能全模拟过程。

2.根据权利要求1所述的一种电力载波通信设备实时监控系统，其特征在于，当所述电力载波通信节点设备的状态发生变化时，通过所述汇聚网关层将状态数据主动上报至所述实时监控系统层。

3.根据权利要求1所述的一种电力载波通信设备实时监控系统，其特征在于，所述功能全模拟节点通过独立线程与每一个所述电力载波通信节点设备连接以实现对所述电力载波通信节点设备的功能全模拟。

4.一种电力载波通信设备实时监控方法，其特征在于，适用于如权利要求1至3任一项所述的一种电力载波通信设备实时监控系统，包括：

获取电力载波通信节点设备的状态数据，并将所述状态数据发送至实时监控系统层；

接收所述实时监控系统层下发的控制命令；

根据所述控制命令 实现对所述电力载波通信节点设备的功能全模拟；

所述功能全模拟具体为：模拟所述电力载波通信节点设备的功能，根据下发的所述控制命令进行寄存器读写控制、数据读写控制、设备操作控制。

5.一种电力载波通信设备实时监控设备，其特征在于，包括：

至少一个处理器；以及，与所述至少一个处理器通信连接的存储器；

其中，所述处理器通过调用所述存储器中存储的计算机程序，用于执行如权利要求4所述的方法。

6.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质存储有计算机可执行指令，所述计算机可执行指令用于使计算机执行如权利要求4所述的方法。

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