CN111953733A - 一种基于mqtt协议的配电物联系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基于MQTT协议的配电物联系统，属于电力物联网领域。一种基于MQTT协议的配电物联系统，包括带有MQTT转换模块的串口模块；MQTT处理模块，通过MQTT总线与所述串口模块的实现MQTT报文传输；104转出模块，通过MQTT总线与所述MQTT处理模块的实现MQTT报文传输，其中所述MQTT处理模块可通过MQTT协议将MQTT报文发送至云平台，所述MQTT处理模块可通过MQTT协议接收所述云平台的MQTT报文，所述104转出模块可将所述的MQTT报文组织为104报文发送至104主站，所述104转出模块可接收所述104主站的104报文；本发明根据当地电力系统的建设，适用于传统的和物联的配电系统主站，具备双套协议转出的功能。

Description

一种基于MQTT协议的配电物联系统
技术领域
本发明涉及电力物联网技术领域，尤其涉及一种基于MQTT协议的配电物联系统。
背景技术
国家电网正在大力推进发展建设电力物联网的步伐，配电领域作为“发输变配用”环节中直接与用户紧密相关的一环，配电领域建设是否能够实现物联化，是关系到整个电网是否能够真正实现物联的关键。
现阶段正在使用的配电终端，还是传统的对上接入配电主站，采用配电自动化的DL/T104规约，使用以太网传输通信方式，对下需要接入的末端设备类型多种多样，包含有视频监控、温度湿度采集器、电容器设备等等，使用串口或以太网口通信，另外各种末端设备的接入规约都不一致，这种基于传统的配电终端的系统架构，严重制约了电力物联网的建设。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术中的问题，而提出的一种基于MQTT协议的配电物联系统。
为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
一种基于MQTT协议的配电物联系统，包括
带有MQTT转换模块的串口模块；
MQTT处理模块，通过MQTT总线与所述串口模块实现MQTT报文传输；
104转出模块，通过MQTT总线与所述MQTT处理模块的实现MQTT报文传输，
其中
所述MQTT处理模块可通过MQTT协议将MQTT报文发送至云平台，所述MQTT处理模块可通过MQTT协议接收所述云平台的MQTT报文，所述104转出模块可将所述的MQTT报文组织为104报文发送至104主站，所述104转出模块可接收所述104主站的104报文。
优选的，所述MQTT转换模块包括MQTT组织模块和MQTT解析模块，所述串口模块包括串口接收模块、解析模块和MQTT发送模块，所述串口接收模块接收所述末端设备的报文A，所述解析模块解析末端设备接收的报文A，所述MQTT组织模块将解析的报文A组织成MQTT报文A，所述MQTT发送模块将MQTT组织模块组织的MQTT报文A通过MQTT总线发送至MQTT处理模块；
所述串口模块还包括串口发送模块、组织模块和MQTT接收模块，所述MQTT接收模块接收MQTT处理模块通过MQTT总线发送的MQTT报文B，所述MQTT解析模块解析MQTT接收模块接收的MQTT报文B，所述组织模块将MQTT解析模块解析的MQTT报文B组织为报文B，所述串口发送模块将组织模块组织的报文A发送至末端设备。
优选的，所述MQTT处理模块包括MQTT分析模块和MQTT转发模块，所述MQTT分析模块接收来自MQTT总线/云平台的MQTT报文并通过所述的MQTT转发模块向所述的MQTT总线/云平台发送MQTT报文。
优选的，还包括
database模块，接收所述MQTT分析模块的MQTT报文解析数据并储存。
优选的，所述104转出模块包括MQTT接收解析模块、104组织模块和104发送模块，所述MQTT接收解析模块通过MQTT总线接收到MQTT处理模块转发的MQTT报文A并解析，所述104组织模块将所述的MQTT接收解析模块解析的MQTT报文A组织为104报文A，所述104发送模块将104报文A发送至104主站；
所述104转出模块还包括104接收模块、104解析模块和MQTT组织发送模块，所述104接收模块接收104主站发送的104报文B，所述104解析模块将104接收模块接收的104报文B解析，所述的MQTT组织发送模块将解析的104报文B组织成MQTT报文B并通过MQTT总线发送给MQTT处理模块/串口模块。
优选的，所述104转出模块还包括内存储存模块，用于储存备份所述MQTT接收解析模块解析的MQTT报文A和104解析模块解析的报文B。
优选的，所述串口模块接入的报文为modbus规约报文。
优选的，所述串口模块可采用网口接入模块。
优选的，所述末端设备包含有视频监控设备、温度湿度采集器和电容器设备。
与现有技术相比，本发明提供了一种基于MQTT协议的配电物联系统，具备以下有益效果：
1、该基于MQTT协议的配电物联系统，通过该物联系统内部包含的串口模块、MQTT处理模块、104转出模块可以完成串口设备各种规约类型的接入，将末端设备的modbus规约报文转换为物联网下通用的MQTT协议格式转发给云平台或者主站，完成信息的采集和上送，也可以将末端设备的modbus规约转化为标准的配电104规约，传输至传统的104主站侧，根据当地电力系统的建设，适用于传统的和物联的配电系统主站，具备双套协议转出的功能。
附图说明
图1为本发明提出的一种基于MQTT协议的配电物联系统的系统示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
参照图1，一种基于MQTT协议的配电物联系统，包括
带有MQTT转换模块的串口模块；串口模块实现与视频监控设备、温度湿度采集器和电容器设备等末端设备数据传输；
MQTT处理模块，通过MQTT总线与串口模块的实现MQTT报文传输；
104转出模块，通过MQTT总线与MQTT处理模块的实现MQTT报文传输，
其中
MQTT处理模块可通过MQTT协议将MQTT报文发送至云平台，MQTT处理模块可通过MQTT协议接收云平台的MQTT报文，104转出模块可将MQTT报文组织为104报文发送至104主站，104转出模块可接收104主站的104报文；
通过该物联系统内部包含的串口模块、MQTT处理模块、104转出模块可以完成串口设备各种规约类型的接入，将末端设备的modbus规约报文转换为物联网下通用的MQTT协议格式转发给云平台或者主站，完成信息的采集和上送，也可以将末端设备的modbus规约转化为标准的配电104规约，传输至传统的104主站侧，根据当地电力系统的建设，适用于传统的和物联的配电系统主站，具备双套协议转出的功能。
具体的，在串口模块从末端设备采集modbus规约报文并转换MQTT协议格式报文时采用如下方案；
MQTT转换模块包括MQTT组织模块和MQTT解析模块，串口模块包括串口接收模块、解析模块和MQTT发送模块，串口接收模块接收末端设备的报文A，解析模块解析末端设备接收的报文A，MQTT组织模块将解析的报文A组织成MQTT报文A，MQTT发送模块将MQTT组织模块组织的MQTT报文A通过MQTT总线发送至MQTT处理模块。
具体的，在串口模块从MQTT处理模块接收MQTT协议格式报文并转换modbus规约报文时采用如下方案；
串口模块还包括串口发送模块、组织模块和MQTT接收模块，MQTT接收模块接收MQTT处理模块通过MQTT总线发送的MQTT报文B，MQTT解析模块解析MQTT接收模块接收的MQTT报文B，组织模块将MQTT解析模块解析的MQTT报文B组织为报文B，串口发送模块将组织模块组织的报文A发送至末端设备。
另外需要说明的是MQTT处理模块可通过MQTT总线接收和发送MQTT格式报文，MQTT处理模块能够进一步解析和处理MQTT格式报文，具体的MQTT处理模块包括MQTT分析模块和MQTT转发模块，MQTT分析模块接收来自MQTT总线/云平台的MQTT报文并通过MQTT转发模块向MQTT总线/云平台发送MQTT报文。
在具体的实施过程中，为了能够对MQTT格式报文进行备份保存，会在，MQTT处理模块将解析的数据发送到专用的database模块，database模块，接收MQTT分析模块的MQTT报文解析数据并储存。
当需要将MQTT报文实现与104主站进行互通传输时具体的实施方案如下：104转出模块包括MQTT接收解析模块、104组织模块和104发送模块，MQTT接收解析模块通过MQTT总线接收到MQTT处理模块转发的MQTT报文A并解析，104组织模块将MQTT接收解析模块解析的MQTT报文A组织为104报文A，104发送模块将104报文A发送至104主站；
104转出模块还包括104接收模块、104解析模块和MQTT组织发送模块，104接收模块接收104主站发送的104报文B，104解析模块将104接收模块接收的104报文B解析，MQTT组织发送模块将解析的104报文B组织成MQTT报文B并通过MQTT总线发送给MQTT处理模块/串口模块。
104转出模块还包括内存储存模块，用于储存备份MQTT接收解析模块解析的MQTT报文A和104解析模块解析的报文B，可以对解析的104报文和MQTT报文进行同步储存。
串口模块可采用网口接入模块。
下面结合串口模块接入的报文为modbus规约报文对本方案的电力物联网报文的整体上下传输步骤介绍：
上送报文流程如下：
1、串口模块负责通过串口接收来自末端设备的modbus规约报文A；
2、Modbus规约报文A解析完成后，组织成标准的MQTT协议报文A；
3、将MQTT协议报文A报文通过MQTT发送接口发送至内部的MQTT总线处；
4、MQTT总线将总线上的MQTT报文A发送至MQTT处理模块，MQTT报文A解析完成后，将数据存储至database处，并负责MQTT报文A的转发，根据当地主站要求，选择直接发送至云平台处或者转发至终端内部的104转发模块；
5、104模块收到转发的MQTT报文A后，相关数据写入内存存储备份，然后将MQTT报文A组织为标准的104报文A，并通过以太网或者4G将104报文A发送至104主站侧。
下发报文流程如下：
1、云平台通过无线传输的MQTT报文B下发至MQTT处理模块后，MQTT处理模块负责接收解析，并将MQTT报文2转发至MQTT总线；
104主站将标准104报文B下发至104转出模块，104转出模块负责解析104报文B，并组织成MQTT格式的报文B，发送至MQTT总线上；
2、MQTT总线将MQTT报文B发送至串口模块；
3、串口模块接收MQTT报文B后，解析并组织成modbus报文B；
4、串口模块将modbus报文B通过串口发送至末端设备。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种基于MQTT协议的配电物联系统，其特征在于，包括
带有MQTT转换模块的串口模块；
MQTT处理模块，通过MQTT总线与所述串口模块实现MQTT报文传输；
104转出模块，通过MQTT总线与所述MQTT处理模块的实现MQTT报文传输，
其中
所述MQTT处理模块可通过MQTT协议将MQTT报文发送至云平台，所述MQTT处理模块可通过MQTT协议接收所述云平台的MQTT报文，所述104转出模块可将所述的MQTT报文组织为104报文发送至104主站，所述104转出模块可接收所述104主站的104报文。
2.根据权利要求1所述的基于MQTT协议的配电物联系统，其特征在于，所述MQTT转换模块包括MQTT组织模块和MQTT解析模块，所述串口模块包括串口接收模块、解析模块和MQTT发送模块，所述串口接收模块接收所述末端设备的报文A，所述解析模块解析末端设备接收的报文A，所述MQTT组织模块将解析的报文A组织成MQTT报文A，所述MQTT发送模块将MQTT组织模块组织的MQTT报文A通过MQTT总线发送至MQTT处理模块；
所述串口模块还包括串口发送模块、组织模块和MQTT接收模块，所述MQTT接收模块接收MQTT处理模块通过MQTT总线发送的MQTT报文B，所述MQTT解析模块解析MQTT接收模块接收的MQTT报文B，所述组织模块将MQTT解析模块解析的MQTT报文B组织为报文B，所述串口发送模块将组织模块组织的报文A发送至末端设备。
3.根据权利要求1所述的基于MQTT协议的配电物联系统，其特征在于，所述MQTT处理模块包括MQTT分析模块和MQTT转发模块，所述MQTT分析模块接收来自MQTT总线/云平台的MQTT报文并通过所述的MQTT转发模块向所述的MQTT总线/云平台发送MQTT报文。
4.根据权利要求3所述的基于MQTT协议的配电物联系统，其特征在于，还包括
database模块，接收所述MQTT分析模块的MQTT报文解析数据并储存。
5.根据权利要求1所述的基于MQTT协议的配电物联系统，其特征在于，所述104转出模块包括MQTT接收解析模块、104组织模块和104发送模块，所述MQTT接收解析模块通过MQTT总线接收到MQTT处理模块转发的MQTT报文A并解析，所述104组织模块将所述的MQTT接收解析模块解析的MQTT报文A组织为104报文A，所述104发送模块将104报文A发送至104主站；
所述104转出模块还包括104接收模块、104解析模块和MQTT组织发送模块，所述104接收模块接收104主站发送的104报文B，所述104解析模块将104接收模块接收的104报文B解析，所述的MQTT组织发送模块将解析的104报文B组织成MQTT报文B并通过MQTT总线发送给MQTT处理模块/串口模块。
6.根据权利要求5所述的基于MQTT协议的配电物联系统，其特征在于，所述104转出模块还包括内存储存模块，用于储存备份所述MQTT接收解析模块解析的MQTT报文A和104解析模块解析的报文B。
7.根据权利要求1-6任一项所述的基于MQTT协议的配电物联系统，其特征在于，所述串口模块接入的报文为modbus规约报文。
8.根据权利要求1-6任一项所述的基于MQTT协议的配电物联系统，其特征在于，所述串口模块可采用网口接入模块。
9.根据权利要求1-6任一项所述的基于MQTT协议的配电物联系统，其特征在于，所述末端设备包含有视频监控设备、温度湿度采集器和电容器设备。
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