CN112242054B - 一种电力数据采集系统及公网动态ip数据传输方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了电力数据采集系统，包括拨号设备、监控主机和多个数据采集终端，各个数据采集终端均依次通过基站、运营商网络、拨号设备与监测主机连接。所述的数据采集终端包括传感器、信号采集电路、ARM处理器、SIM模块、SIM卡和天线。本发明还公开了一种电力数据采集系统的公网动态IP数据传输方法，包括监控主机的动态IP数据传输步骤和数据传输终端的动态IP控制步骤，本方法可实现电力监测参数的实时采集，利用运营商的网络无线传输监测数据，使用方便，不受传输距离的限制；同时不限监控终端的形式和位置，只要能接入公网，用户可以使用PAD、手机等随时随地监控测试数据。
Description
技术领域
本发明涉及电力系统测试领域，具体涉及一种电力数据采集系统，还涉及一种电力数据采集系统的公网动态IP数据传输方法。
背景技术
电力系统需要监测各个部分的工作状态，存在大量的数据采集终端，将现场数据传输到监控主机进行分析。数据传输方式一般分为有线传输和无线传输两种。有线传输采用RS485或CAN进行组网，前期需要预埋通信电缆，现场接线众多，后期改造难度大。无线传输由于安装简单，易于维护，开始逐步应用于电力数据采集系统中。
无线传输按实现方式，分为自组网传输和公网传输。自组网传输使用433MHz和2.4GHz的国内免许可开放频段，点对点或组网收发数据，数据传输速度慢，距离短，抗干扰差。公网传输利用电信运营商的现成网络，使用GPRS/EDGE/LTE通过TCP/IP协议收发数据，传输速度快，可靠性高，非常适合进行监测数据的传输。
公网TCP/IP传输时，现场数据采集终端作为客户端，根据IP地址连接监控主机，然后传输数据。由于全球IPv4地址有限，使用静态IP费用较高，而且监控主机只能固定安装，不能随时随地掌握监测状态。实现公网动态分配IP地址时可靠传输监测数据，使得用户在任何时候、任何地方，只要接入公网即可使用PAD或手机等终端查看监测结果，实时掌握电力设备状态，具有非常重要的意义。
发明内容
本发明的目的在于避免现有技术中的不足之处，提供一种电力数据采集系统，还提供一种电力数据采集系统的公网动态IP数据传输方法。
本发明的上述目的通过以下技术措施实现：
电力数据采集系统，包括拨号设备，还包括监控主机和多个数据采集终端，各个数据采集终端均依次通过基站、运营商网络、拨号设备与监测主机连接。
如上所述的数据采集终端包括传感器、信号采集电路、ARM处理器、SIM模块、SIM卡和天线，传感器与信号采集电路相连，信号采集电路与ARM处理器相连；SIM模块分别与ARM处理器、SIM卡和天线相连。
一种电力数据采集系统及公网动态IP数据传输方法，包括监控主机的动态IP数据传输步骤：
步骤1、监控主机启动，加载各个数据采集终端的配置信息；
步骤2、监控主机通过拨号设备开始拨号，若拨号失败，则重复执行拨号直到拨号成功接入运营商公网，运营商公网将动态分配的IP地址发给监测主机；
步骤3、监控主机根据运营商公网动态分配的公网IP地址，按配置命令格式生成配置短信，根据各个数据采集终端的SIM卡号码发送配置短信到对应的数据采集终端，同时初始化当前公网IP地址的Socket套接字；
步骤4、监控主机使用Socket套接字侦听监测数据，若收到监测数据，则显示监测数据对应的监测结果，同时检查当前网络状态；若未收到监测数据，则直接检查当前网络状态；
步骤5、如果当前监控主机处于离线状态，则进入步骤2开始重新拨号；如果监控主机处于在线状态，但公网IP地址改变，则进入步骤3；如果监控主机处于在线状态，且公网IP地址未变化，则进入步骤4。
如上所述的数据采集终端的配置信息包括数据采集终端的监测点和SIM卡号码。
一种电力数据采集系统及公网动态IP数据传输方法，还包括数据传输终端的动态IP控制步骤：
步骤1、数据采集终端启动，加载配置参数，配置参数包括监控主机的公网IP地址；
步骤2、数据采集终端检查SIM卡是否有新的配置短信：
如果没有新的配置短信，则按配置参数中的公网IP地址连接监控主机；
如果有新的配置短信，则接收并解析该配置短信；
如果配置短信是监控主机的公网IP地址的配置命令，则提取配置短信中的监控主机的公网IP地址，并将公网IP地址更新到配置参数中，根据更新的公网IP地址连接监控主机；
如果配置短信不是监控主机的公网IP地址的配置命令，则使用配置参数中的公网IP地址连接监控主机；
步骤3、若监控主机连接失败，则转到步骤2；若监控主机连接成功，则数据采集终端将监测数据发送到监控主机对应IP地址，再转到步骤2。
本发明相对于现有技术，具有以下有益效果：
1、利用无线方式传输数据，省去了安装施工时繁杂的预埋管道、布线等工作，使用方便。
2、数据通过运营商的基站和网络作为传输路径，没有传输距离的限制，可实时观察测试数据。
3、不限监控主机的形式和位置，只要能接入公网，用户可以使用PAD、手机等随时随地监控测试数据。
附图说明
图1为本发明的电力数据采集系统的功能结构图；
图2为本发明的数据采集终端的结构示意图；
图3为本发明的监控主机动态IP处理流程图；
图4为本发明的数据采集终端动态IP处理流程图。
具体实施方式
为了便于本领域普通技术人员理解和实施本发明，下面结合实施例对本发明作进一步的详细描述，应当理解，此处所描述的实施示例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。
如图1，电力数据采集系统包括拨号设备、监控主机和多个数据采集终端，拨号设备与监控主机相连。
数据采集终端安装在监测现场，监控主机依次通过拨号设备接入电信运营商公网，数据采集终端和监控主机通过基站和电信运营商的网络进行现场采集数据的传输。
如图2，数据采集终端包括传感器、信号采集电路、ARM处理器、SIM模块、SIM卡和天线。传感器与信号采集电路相连后，信号采集电路再与ARM处理器相连；SIM模块分别与ARM处理器、SIM卡和天线相连。
传感器将需要采集的参量转化为电信号，包括但不限于电压、电流、温度等。传感器输出的电信号进入信号采集电路，经过滤波、量程变换和AD转换，将模拟信号转化为数字信息后送入ARM处理器。ARM处理器负责收集、处理信号采集电路的数据信息，并控制SIM模块进行数据传输。SIM模块内置的SIM卡用于使用运营商的网络，通过GPRS/EDGE/LTE基于TCP/IP协议传输数据。同时，监控主机也可以直接向SIM卡号码发送配置短信，通过配置短信进行监控主机IP地址和其它参数的配置。
一种电力数据采集系统的公网动态IP数据传输方法，监控主机的动态IP数据传输步骤如下：
步骤1、监控主机启动，加载各个数据采集终端的配置信息，数据采集终端的配置信息包括但不限于数据采集终端的监测点、SIM卡号码等。
步骤2、监控主机通过拨号设备开始拨号，准备接入电信运营商公网，若拨号失败，则重复执行拨号直到拨号成功接入电信运营商公网，电信运营商公网将动态分配的IP地址发给监测主机。
步骤3、监控主机根据电信运营商公网动态分配的公网IP地址，按配置命令格式生成配置短信，根据各个数据采集终端的SIM卡号码发送配置短信到对应的数据采集终端，同时初始化当前公网IP地址的Socket套接字。
步骤4、监控主机使用Socket套接字侦听约定端口的监测数据，若收到监测数据，则显示监测数据对应的监测结果，同时检查当前网络状态；若未收到监测数据，则直接检查当前网络状态。
步骤5、如果当前监控主机处于离线状态，则进入步骤2开始重新拨号；如果监控主机处于在线状态，但公网IP地址改变，则进入步骤3将更改后的公网IP地址，按配置命令格式生成配置短信，根据SIM卡号码发送配置短信到各个数据采集终端，通知数据采集终端更改服务端IP；如果监控主机处于在线状态，且公网IP地址未变化，则进入步骤4继续侦听监测数据。
一种电力数据采集系统的公网动态IP数据传输方法，数据传输终端的动态IP控制步骤如下：
步骤1、数据采集终端启动，加载配置参数，配置参数包括但不限于监控主机的公网IP地址。
步骤2、数据采集终端检查SIM卡是否有新的配置短信：
如果没有新的配置短信，则按配置参数中的公网IP地址连接监控主机；
如果有新的配置短信，则接收并解析该配置短信。如果该配置短信是监控主机的公网IP地址的配置命令，则提取配置短信中的监控主机的公网IP地址，并将公网IP地址更新到配置参数中，作为下一次启动时的默认配置参数，同时根据更新的公网IP地址连接监控主机，否则直接使用原来配置参数中的IP地址连接监控主机。
步骤3、若监控主机连接失败，则转到步骤2查询配置短信，看是否需要更改公网IP地址；若监控主机连接成功，则数据采集终端将监测数据发送到监控主机对应IP地址，再转到步骤2进行短信检查。
监控主机的种类或形式，可以是PAD、手机，也不限时间和地点，只要监控主机能接入公网，均可实时查看监测数据，了解设备的运行状态。监控主机和数据采集终端利用SIM卡号码通过短信方式点对点通信，当监控主机IP地址改变时，数据采集终端及时得到通知并重新连接到监控主机。公网动态IP数据传输方法，可有效解决使用静态IP地址费用高、监控手段单一、主机无法移动等缺点，用户可以随时、随地接入网络查看监测设备状态。
本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。
Claims (1)
1.一种电力数据采集系统及公网动态IP数据传输方法，利用电力数据采集系统，电力数据采集系统包括拨号设备、监控主机和多个数据采集终端，各个数据采集终端均依次通过基站、运营商网络、拨号设备与监测主机连接，数据采集终端包括传感器、信号采集电路、ARM处理器、SIM模块、SIM卡和天线，传感器与信号采集电路相连，信号采集电路与ARM处理器相连；SIM模块分别与ARM处理器、SIM卡和天线相连，其特征在于，包括监控主机的动态IP数据传输步骤：
步骤1、监控主机启动，加载各个数据采集终端的配置信息；
步骤2、监控主机通过拨号设备开始拨号，若拨号失败，则重复执行拨号直到拨号成功接入运营商公网，运营商公网将动态分配的IP地址发给监测主机；
步骤3、监控主机根据运营商公网动态分配的公网IP地址，按配置命令格式生成配置短信，根据各个数据采集终端的SIM卡号码发送配置短信到对应的数据采集终端，同时初始化当前公网IP地址的Socket套接字；
步骤4、监控主机使用Socket套接字侦听监测数据，若收到监测数据，则显示监测数据对应的监测结果，同时检查当前网络状态；若未收到监测数据，则直接检查当前网络状态；
步骤5、如果当前监控主机处于离线状态，则进入步骤2开始重新拨号；如果监控主机处于在线状态，但公网IP地址改变，则进入步骤3；如果监控主机处于在线状态，且公网IP地址未变化，则进入步骤4，
所述的数据采集终端的配置信息包括数据采集终端的监测点和SIM卡号码，
还包括数据传输终端的动态IP控制步骤：
步骤1.1、数据采集终端启动，加载配置参数，配置参数包括监控主机的公网IP地址；
步骤1.2、数据采集终端检查SIM卡是否有新的配置短信：
如果没有新的配置短信，则按配置参数中的公网IP地址连接监控主机；
如果有新的配置短信，则接收并解析该配置短信；
如果配置短信是监控主机的公网IP地址的配置命令，则提取配置短信中的监控主机的公网IP地址，并将公网IP地址更新到配置参数中，根据更新的公网IP地址连接监控主机；
如果配置短信不是监控主机的公网IP地址的配置命令，则使用配置参数中的公网IP地址连接监控主机；
步骤1.3、若监控主机连接失败，则转到步骤1.2；若监控主机连接成功，则数据采集终端将监测数据发送到监控主机对应IP地址，再转到步骤1.2。
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