CN112134596B - 一种电力线宽带载波邮箱系统的通信方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电力线宽带载波邮箱系统的通信方法，利用电力线宽带载波通信单元尾端采集与电力线宽带载波通信单元所连接终端设备的数据；结合电力线载波通信传输数据至电力线宽带载波通信单元主节点内；电力线宽带载波通信单元主节点将接收到的数据发送给电力线宽带载波通信单元头端；利用电力线宽带载波通信单元头端接收数据并传输至连接的终端设备内，并接收与头端连接的终端设备的指令命令，通过载波通信单元主节点和尾端，下达指令命令给与尾端相连的终端设备，完成通信交互。本发明充分利用电力线资源，实现电力线信道共享、利用载波通信支撑多业务的运行，丰富了现有宽带载波通信单元的功能，为多业务提供电力线宽带载波通信支撑。

Description

一种电力线宽带载波邮箱系统的通信方法

技术领域

本发明涉及电力线宽带载波通信的技术领域，尤其涉及一种电力线宽带载波邮箱系统的通信方法。

背景技术

近年来，电网公司推行信息化、智能化改革，智能电网的概念悄然出现，智能电网应用广泛，包括远程抄表、负载控制、变压器监控、电能质量远程测量、安全监视、分时费率、动态计费和其它各种增值业务等；而建设智能电网的物理基础是用电信息采集系统，用电信息采集系统的核心基础在于通信，国内现有的电力用户抄表系统在从电表或采集终端到抄表集中器的本地通信方式上，大都采取的是RS-485布线、窄带低频电力线载波或无线的通信方式；这些抄表系统或者是施工量太大，不方便大范围实施(如RS-485布线)，或者是受电力线负载特性的影响较大，而造成通信信道的不稳定不可靠(如窄带低频电力线载波)。而它们的共同弱点都是带宽过窄、速率过低、实时性差、不能实现双向快速通信等，因此已建系统的实用化程度低，无法满足供电公司建设用电信息一体化采集平台的需求，更不能满足用电预付费、断复电和防窃电等更高层面上的管理需求。

随着高速PLC调制解调技术和芯片技术的突破，电力线宽带载波技术取得了快速的发展，在各种网络技术中，宽带电力线载波以频带宽，数据传输速率高、数据容量大、双向传输、成本低、铺设方便、传输速率快、抗干扰能力强、稳定性好等诸多优势拔得头筹，成为了目前智能电网用电信息采集系统的主推方案。

针对现有技术，其缺点是无法共享电力线通道，完成信息的汇聚、传输和交互，只能在各业务主站实现信息的交互，通过主站把信息下发给各终端，不利于实现本地数据处理和实时监控。

发明内容

本部分的目的在于概述本发明的实施例的一些方面以及简要介绍一些较佳实施例。在本部分以及本申请的说明书摘要和发明名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和发明名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本发明的范围。

鉴于上述现有存在的问题，提出了本发明。

因此，本发明提供了一种电力线宽带载波邮箱系统的通信方法，能够共享电力线通道以实现信息交互通信。

为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：包括，利用电力线宽带载波通信单元尾端采集与所述电力线宽带载波通信单元所连接终端设备的数据；结合电力线载波通信传输所述数据至电力线宽带载波通信单元主节点内；所述电力线宽带载波通信单元主节点将接收到的所述数据发送给所述电力线宽带载波通信单元头端；利用所述电力线宽带载波通信单元头端接收所述数据并传输至连接的所述终端设备内，并接收与头端连接的终端设备的指令命令，通过载波通信单元主节点和尾端，下达指令命令给与尾端相连的终端设备，完成通信交互。

作为本发明所述的电力线宽带载波邮箱系统的通信方法的一种优选方案，其中：采集的所述数据包括，所述终端设备电气信息和运行状态。

作为本发明所述的电力线宽带载波邮箱系统的通信方法的一种优选方案，其中：所述终端设备电气信息包括所述终端设备的本身属性；所述终端设备运行状态包括，当前工作功率、电压、电流、功率因数、电量、散热功率及历史数据。

作为本发明所述的电力线宽带载波邮箱系统的通信方法的一种优选方案，其中：所述终端设备本身属性包括，厂家名称、品牌、型号、MAC地址、通信地址。

作为本发明所述的电力线宽带载波邮箱系统的一种优选方案，其中：包括，将所述电力线宽带载波通信单元头端和尾端定义为数据及命令收发器、通信协议转换器和邮件客户端；将所述电力线宽带载波通信单元主节点定义为载波通信路由器和邮箱服务器。

作为本发明所述的电力线宽带载波邮箱系统的一种优选方案，其中：包括，所述电力线宽带载波通信单元主节点用于做数据路由和载波通信单元尾端和头端的黑白名单认证。

作为本发明所述的电力线宽带载波邮箱系统的一种优选方案，其中：还包括，电能表、用电设备与所述电力线宽带载波通信单元相连接，其用于提供电气设备的数据采集服务、数据传输服务和命令收发服务，完成信息交互。

本发明的有益效果：本发明充分利用电力线资源，实现电力线信道共享、利用载波通信支撑多业务的运行；同时，提出了电力线载波邮箱系统通信方法，将宽带载波通信单元主节点作为数据路由器和邮箱服务器,宽带载波通信单元尾端和头端作为数据及命令收发器、通信协议转换器和邮件客户端，丰富了现有宽带载波通信单元的功能，为多业务提供电力线宽带载波通信支撑。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，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性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。其中：

图1为本发明第一个实施例所述的电力线宽带载波邮箱系统的通信方法的流程示意图；

图2为本发明第一个实施例所述的电力线宽带载波邮箱系统的通信方法的信息传输通信示意图；

图3为本发明第一个实施例所述的电力线宽带载波邮箱系统的通信方法的电脑与设备直连读取设备寄存数据示意图；

图4为本发明第一个实施例所述的电力线宽带载波邮箱系统的通信方法的电脑通过电力线宽带载波网络与设备连接读取设备寄存器数据示意图；

图5为本发明第二个实施例所述的电力线宽带载波邮箱系统的结构原理示意图。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合说明书附图对本发明的具体实施方式做详细的说明，显然所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明的保护的范围。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。

其次，此处所称的“一个实施例”或“实施例”是指可包含于本发明至少一个实现方式中的特定特征、结构或特性。在本说明书中不同地方出现的“在一个实施例中”并非均指同一个实施例，也不是单独的或选择性的与其他实施例互相排斥的实施例。

本发明结合示意图进行详细描述，在详述本发明实施例时，为便于说明，表示器件结构的剖面图会不依一般比例作局部放大，而且所述示意图只是示例，其在此不应限制本发明保护的范围。此外，在实际制作中应包含长度、宽度及深度的三维空间尺寸。

同时在本发明的描述中，需要说明的是，术语中的“上、下、内和外”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。此外，术语“第一、第二或第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

本发明中除非另有明确的规定和限定，术语“安装、相连、连接”应做广义理解，例如：可以是固定连接、可拆卸连接或一体式连接；同样可以是机械连接、电连接或直接连接，也可以通过中间媒介间接相连，也可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例1

参照图1～图4，为本发明的第一个实施例，提供了一种电力线宽带载波邮箱系统的通信方法，包括：

S1：利用电力线宽带载波通信单元尾端采集与电力线宽带载波通信单元所连接终端设备的数据。其中需要说明的是，采集的数据包括：

终端设备电气信息和运行状态；

终端设备电气信息包括终端设备的本身属性；

终端设备本身属性包括，厂家名称、品牌、型号、MAC地址；

终端设备运行状态包括，当前工作功率、电压、电流、散热功率、运行时间及历史数据。

S2：结合电力线载波通信传输数据至电力线宽带载波通信单元主节点内。

S3：电力线宽带载波通信单元主节点将接收到的数据发送给电力线宽带载波通信单元头端。

S4：利用电力线宽带载波通信单元头端接收数据并传输至连接的终端设备内，完成通信交互。本步骤需要说明的是，包括：

将电力线宽带载波通信单元头端和尾端定义为数据及命令收发器、通信协议转换器和邮件客户端；

将电力线宽带载波通信单元主节点定义为载波通信路由器和邮箱服务器。

参照图2，较佳的是，本实施例中利用电力线宽带载波通信单元尾端采集通信单元所连接终端设备的数据，结合电力线载波通信传输数据至载波通信单元主节点，宽带载波通信单元主节点将接收到的数据发送给电力线宽带载波通信单元头端，电力线宽带载波通信单元始端接收数据，将数据发送给连接终端设备，完成电力线宽带载波通信单元尾端连接的终端设备与电力线宽带载波通信单元头端连接的终端设备的通信交互。

优选的，电力线宽带载波通信单元尾端采集到连接设备或者终端的属性、运行状态、历史状态等数据，通过电力线传输把数据传送给宽带载波通信单元主节点，而宽带载波通信单元主节点将收到的数据通过电力线转发给电力线宽带载波通信单元头端，其再把数据传送给连接的终端设备，从而实现终端设备到终端设备的通信交互。

为了更好地对本发明方法中采用的技术效果加以验证说明，本实施例选择以计算机与设备直接连接的方法和采用本发明方法(计算机通过载波网络与设备连接)进行对比测试，以科学论证的手段对比试验结果，以验证本发明方法所具有的真实效果。

参照图3，为计算机与设备直连读取设备寄存器数据的示意图，参照图4，为本发明方法中计算机通过载波网络与设备连接读取设备数据的示意图，其中，虚线框为电力线与载波通信单元构成的载波网络；本实施例中将采用传统的计算机与设备直接连接的方法和本发明方法分别对寄存器数据的读取进行测试对比。

传统的计算机与设备直接连接的方法获取数据如下：

本发明方法获取数据如下：

本实施例中利用示波器观察数据收发的波形图，通过万用表测量零配件焊接是否正常，基于上述数据读取结果，能够看到二者读取结果相同，则验证了载波网络传输数据成功，亦证明载波网络传输数据方案的可行性；在无线信号、难以覆盖、不方便部署有线网络且有电力线供电的情况下，均能够采用载波网络来传输数据。

实施例2

参照图5，为本发明的第二个实施例，该实施例不同于第一个实施例的是，提供了一种电力线宽带载波邮箱系统，包括：

电力线宽带载波通信单元，用于实现信息交互通信，其包括电力线宽带载波模块单元尾端用于采集连接终端设备的信息；

电力线宽带载波通信单元主节点用于- - 数据路由和载波通信单元尾端和头端的黑白名单认证，转发所属终端设备的信息；

电力线宽带载波通信单元头端用于把接收到的终端设备信息发送给与其直接连接的终端设备,实现终端设备到终端设备的信息交互。

具体的，电能表通过串口与电力线宽带载波通信单元相连接，其用于提供电能表数据采集服务；集中器通过串口与宽带载波通信单元主节点连接，与电能表完成信息交互。

优选的，本实施例在载波通信网络中增加邮箱系统功能，以宽带载波通信单元主节点作为数据路由或邮件服务器，各宽带载波通信单元尾端和头端作为收发器，共享电力线通道，实现终端设备信息的交互和指令命名的下达与上传。

进一步的，本实施例还需要说明的是，信息通信具体实现的步骤包括：

(1)SAT1、STA2、STA3(即载波通信单元尾端)分别采集电表1、电表2、电表3的数据，通过电力线传输(即PLC)，把数据项传输到CCO(即宽带载波通信单元主节点)；

(2)宽带载波通信单元主节点接收到数据，进行数据来源认证和数据去向判断，把数据项按判断结果分别对应发送给STA4、STA5、STA6(即宽带载波通信单元头端)；

(3)STA4、STA5、STA6(即宽带载波通信单元头端)把收到的信息发送给自己所在连接的终端1、终端2、终端3；

(4)通过电力线宽带载波邮箱通信系统，完成了电能表1、电能表2、电能表3与终端1、终端2、终端3的信息的交互。

应当认识到，本发明的实施例可以由计算机硬件、硬件和软件的组合、或者通过存储在非暂时性计算机可读存储器中的计算机指令来实现或实施。所述方法可以使用标准编程技术-包括配置有计算机程序的非暂时性计算机可读存储介质在计算机程序中实现，其中如此配置的存储介质使得计算机以特定和预定义的方式操作——根据在具体实施例中描述的方法和附图。每个程序可以以高级过程或面向对象的编程语言来实现以与计算机系统通信。然而，若需要，该程序可以以汇编或机器语言实现。在任何情况下，该语言可以是编译或解释的语言。此外，为此目的该程序能够在编程的专用集成电路上运行。

此外，可按任何合适的顺序来执行本文描述的过程的操作，除非本文另外指示或以其他方式明显地与上下文矛盾。本文描述的过程(或变型和/或其组合) 可在配置有可执行指令的一个或多个计算机系统的控制下执行，并且可作为共同地在一个或多个处理器上执行的代码(例如，可执行指令、一个或多个计算机程序或一个或多个应用)、由硬件或其组合来实现。所述计算机程序包括可由一个或多个处理器执行的多个指令。

进一步，所述方法可以在可操作地连接至合适的任何类型的计算平台中实现，包括但不限于个人电脑、迷你计算机、主框架、工作站、网络或分布式计算环境、单独的或集成的计算机平台、或者与带电粒子工具或其它成像装置通信等等。本发明的各方面可以以存储在非暂时性存储介质或设备上的机器可读代码来实现，无论是可移动的还是集成至计算平台，如硬盘、光学读取和/或写入存储介质、RAM、ROM等，使得其可由可编程计算机读取，当存储介质或设备由计算机读取时可用于配置和操作计算机以执行在此所描述的过程。此外，机器可读代码，或其部分可以通过有线或无线网络传输。当此类媒体包括结合微处理器或其他数据处理器实现上文所述步骤的指令或程序时，本文所述的发明包括这些和其他不同类型的非暂时性计算机可读存储介质。当根据本发明所述的方法和技术编程时，本发明还包括计算机本身。计算机程序能够应用于输入数据以执行本文所述的功能，从而转换输入数据以生成存储至非易失性存储器的输出数据。输出信息还可以应用于一个或多个输出设备如显示器。在本发明优选的实施例中，转换的数据表示物理和有形的对象，包括显示器上产生的物理和有形对象的特定视觉描绘。

如在本申请所使用的，术语“组件”、“模块”、“系统”等等旨在指代计算机相关实体，该计算机相关实体可以是硬件、固件、硬件和软件的结合、软件或者运行中的软件。例如，组件可以是，但不限于是：在处理器上运行的处理、处理器、对象、可执行文件、执行中的线程、程序和/或计算机。作为示例，在计算设备上运行的应用和该计算设备都可以是组件。一个或多个组件可以存在于执行中的过程和/或线程中，并且组件可以位于一个计算机中以及/或者分布在两个或更多个计算机之间。此外，这些组件能够从在其上具有各种数据结构的各种计算机可读介质中执行。这些组件可以通过诸如根据具有一个或多个数据分组(例如，来自一个组件的数据，该组件与本地系统、分布式系统中的另一个组件进行交互和/或以信号的方式通过诸如互联网之类的网络与其它系统进行交互)的信号，以本地和/或远程过程的方式进行通信。

应说明的是，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精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (3)

1.一种电力线宽带载波邮箱系统的通信方法，其特征在于：包括，

利用电力线宽带载波通信单元尾端采集与所述电力线宽带载波通信单元所连接的第一终端设备的数据；

结合电力线载波通信传输所述数据至电力线宽带载波通信单元主节点内；

所述电力线宽带载波通信单元主节点将接收到的所述数据发送给所述电力线宽带载波通信单元头端；

利用所述电力线宽带载波通信单元头端接收所述数据并传输至连接的第二终端设备内，并接收与头端连接的第二终端设备的指令命令，通过载波通信单元主节点和尾端，下达指令命令给与尾端相连的第一终端设备，完成通信交互；

采集的所述数据包括，所述第一终端设备电气信息和运行状态；

所述第一终端设备电气信息包括所述第一终端设备的本身属性；

所述第一终端设备运行状态包括，当前工作功率、电压、电流、功率因数、电量、散热功率及历史数据；

所述第一终端设备本身属性包括，厂家名称、品牌、型号、MAC地址、通信地址；

将所述电力线宽带载波通信单元头端和尾端定义为数据及命令收发器、通信协议转换器和邮件客户端；

将所述电力线宽带载波通信单元主节点定义为载波通信路由器和邮箱服务器。

2.一种电力线宽带载波邮箱系统，其特征在于：包括，

电力线宽带载波通信单元，用于实现信息交互通信，包括，

所述电力线宽带载波模块单元尾端，用于采集其连接的第一终端设备的信息，所述电力线宽带载波通信单元主节点用于转发第一终端设备的信息；

所述电力线宽带载波通信单元头端，用于把接收到的所述第一终端设备信息发送给与其直接连接的第二终端设备；

所述电力线宽带载波通信单元主节点，用于数据路由和载波通信单元尾端连接的所述第一终端设备的信息和头端连接的所述第二终端设备的信息的黑白名单认证。

3.根据权利要求2所述的电力线宽带载波邮箱系统，其特征在于：所述电力线宽带载波通信单元为用电设备提供数据采集服务、数据传输服务和命令收发服务，完成信息交互。

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