CN112713917A - 一种基于hplc的通信方法和装置、存储介质及电子装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基于HPLC的通信方法和装置、存储介质及电子装置，通信方法，应用于电力运维掌机的抄控器模块，包括：接收电力运维掌机发送的通信抄表报文后，在各个频段上发送携带目标站点地址的搜索帧，进行搜索目标站点；接收目标站点返回的同步帧后，配置与同步帧相同的网络号与目标站点进行通信；提取所述通信抄表报文，发送HPLC载波报文至HPLC模块进行抄表。本发明采用一种兼容多种通信协议的方法，通过所述的抄控器模块与目标节点建立连接，从而进行数据抄读，实现多厂家模块互抄互通。

Description

一种基于HPLC的通信方法和装置、存储介质及电子装置
技术领域
本发明涉及电力线载波通信技术领域，特别涉及一种基于HPLC的通信方法和装置、存储介质及电子装置。
背景技术
随着网络技术和信息技术的迅猛发展，利用低压电力线进行高速电力线载波通信已成为国内外研究和工程应用的热点。HPLC通信单元的大规模应用，使得现场终端运维工作量倍增，加强用电采集终端运维是系统可靠运行和高效采集的重要保证。一种用于电力线载波抄表、红外抄表、二维码扫描、现场工况评测的运维工具显得尤为重要，基于HPLC的电力运维掌机正是这样一种设备。
目前，HPLC运维主要采取人工现场排查方式为主，整个运维工作依赖于现场集中器，没有有效的现场仿真手段以区分HPLC信道故障、集中器故障、电表故障。对于HPLC深化应用功能支持几乎缺失(相位识别、台区识别、通信拓扑等)，更无法实现现场智能化分析和故障录波(噪声录波等)。同时不同厂家使用不同的终端运维设备，现场运维人员需携带不同的设备往返于多个台区，导致资源利用率低，运维成本高，且同台区多厂家混装的情况进一步加大了运维难度。
发明内容
针对上述问题，本发明提供一种基于HPLC的通信方法和装置、存储介质及电子装置，本发明采用一种兼容多种通信协议的方法，通过所述的抄控器模块与目标节点建立连接，从而进行数据抄读，实现多厂家模块互抄互通。
为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：
一种基于HPLC的通信方法，应用于电力运维掌机的抄控器模块，所述方法包括：
接收电力运维掌机发送的通信抄表报文后，在各个频段上发送携带目标站点地址的搜索帧，进行搜索目标站点；
接收目标站点返回的同步帧后，配置与同步帧相同的网络号与目标站点进行通信；
提取所述通信抄表报文，发送HPLC载波报文至HPLC模块进行抄表。
作为本发明的进一步改进，接收到通信命令请求后，先缓存当前的通信抄表报文；当与目标节点建立连接后，再提取缓存的通信抄表报文。
作为本发明的进一步改进，所述搜索目标站点的具体步骤为：
当目标站点是CCO时，MAC地址采用集中器设置的主节点地址；
当目标地址是STA时，MAC地址采用电表地址，未绑表成功的STA不考虑；
当目标站点MAC地址为电表地址或集中器地址，报文中均采用小端，不采用全A或全F等特殊地址；
当目标站点地址不存在时，搜索帧发送超时一段时间后，进行其他频段发送；
当目标站点为采集器时，MAC地址仅采用采集器搜到的电表地址，未搜到的电表地址不使用；
当目标站点是CCO时，不参与组网；
当搜索帧在未同步前的网络号是0。
作为本发明的进一步改进，当CCO和已入网的STA回复同步帧时，网络号为本网络的网络号，未入网的STA同步帧中的网络号为0；目标站点在连接过程中间隔一段时间发完N帧同步帧后，再开始间隔T发送同步帧。
作为本发明的进一步改进，所述同步帧由目标站点周期性发送；如果搜索帧中的目标站点地址非自身地址则断开连接并停止发送同步帧。
作为本发明的进一步改进，所述抄表具体步骤为：
下发HPLC载波报文至HPLC模块；
接收HPLC模块返回抄读结果，并反馈至电力运维掌机；
其中，抄读结果是HPLC模块根据抄读命令发送抄送请求至电能表，电能表启动抄读流程，并返回抄读数据回应给HPLC模块。
作为本发明的进一步改进，当与目标站点频偏同步后，未入网模块锁定当前频段，并停止组网，并保持在同一个频段；
检测故障模块未收到命令一定时间后恢复到正常工作状态。
一种电力运维掌机，包括：
抄控器模块，用于接收电力运维掌机发送的通信抄表报文后，在各个频段上发送携带目标站点地址的搜索帧，进行搜索目标站点；接收目标站点返回的同步帧后，配置与同步帧相同的网络号与目标站点进行通信；提取所述通信抄表报文，发送HPLC载波报文至HPLC模块进行抄表；
LCD屏幕，显示各种参数、功能及抄读的数据；
键盘key，用于参数输入设置和功能选择；
USB模块，用于与上位机进行数据传输；
电源模块，采用锂电池作为系统电源；
红外模块，用于红外无线抄表；
扫描模块用于读取电表上的条码信息。
一种计算机可读的存储介质，所述计算机可读的存储介质包括存储的程序，其中，所述程序运行时执行所述基于HPLC的通信方法。
一种电子装置，包括存储器和处理器，所述存储器中存储有计算机程序，所述处理器被设置为通过所述计算机程序执行所述的基于HPLC的通信方法。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
本发明采用一种兼容多种通信协议的方法，通过所述的抄控器模块与目标节点建立连接，当电力运维掌机发送通信抄表报文至抄控器模块，抄控器模块在各个频段上发送携带目标站点MAC地址的搜索帧，搜索目标站点；目标站点接收到搜索帧后返回同步帧；抄控器模块收到同步帧后，配置与同步帧相同的网络号进行通信；通信建立连接后，提取通信命令请求，发送HPLC载波报文进行抄表。从而进行数据抄读，实现多厂家模块互抄互通。针对单、三相表和集中器的通信单元，统一运维终端设备的电力运维掌机，使得不同厂家终端设备互抄互通。
本发明电力运维掌机具备抄表、二维码扫描、现场工况评测、在线升级HPLC通信单元等功能，满足现场运维人员的多种工作需要，有效提高现场工作效率，降低运维人员的劳动强度，减少现场运维工作压力。使用成熟后，将推广应用到整个电力行业，提高电能表现场运维水平。
附图说明
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，下面将对实施例或现有技术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。
图1是本发明实施例中系统连接图
图2是本发明实施例中系统的结构示意图
图3是本发明实施例中抄控器模块连接目标节点流程示意图
具体实施方式
为了使本发明的目的和技术方案更加清晰和便于理解。以下结合附图和实施例，对本发明进行进一步的详细说明，此处所描述的具体实施例仅用于解释本发明，并非用于限定本发明。
下面将结合附图及具体的实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明的范围。
为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。
本发明针对单、三相表和集中器的通信单元，统一运维终端设备的电力运维掌机，使得不同厂家终端设备互抄互通。
如图1所示，本发明所述的电力运维掌机通过鳄鱼夹接头与电力线相连的方式获取电源，同时作为电力线网络中载波模块之间的信号耦合通路。
如图2所示，所述的电力运维掌机包括：
抄控器模块用于对数据帧进行传输转发；
LCD屏幕显示各种参数、功能及抄读的数据；
键盘key用于参数输入设置和功能选择；
USB模块用于与上位机进行数据传输；
电源模块采用锂电池作为系统电源；
红外模块用于红外无线抄表；
扫描模块用于读取电表上的条码信息。
下面主要针对抄控器模块如何实现兼容多种通信协议进行详细说明。
如图3所示，本发明提出一种基于HPLC的通信方法，是兼容多种通信协议的方法，通过所述的抄控器模块与目标节点建立连接，进而进行数据抄读。
该方法应用于电力运维掌机，所述电力运维掌机的抄控器模块与目标节点连接，其特征在于，所述方法包括：
电力运维掌机发送通信抄表报文至抄控器模块，抄控器模块在各个频段上发送携带目标站点MAC地址的搜索帧，搜索目标站点；
目标站点接收到搜索帧后返回同步帧；抄控器模块收到同步帧后，配置与同步帧相同的网络号进行通信；
通信建立连接后，提取通信命令请求，发送HPLC载波报文进行抄表。
具体的，抄控器模块下发抄读命令至HPLC模块，HPLC模块根据抄读命令发送抄送请求至电能表，电能表启动抄读流程，并返回抄读数据回应给HPLC模块；
HPLC模块返回抄读结果，通过应用协议上行报文反馈至电力运维掌机。
其中，所述抄控器模块接收到掌机的通信命令请求，先缓存当前的通信抄表报文；
当与目标节点建立连接后，提取缓存的通信抄表报文。
作为优选地实施例，所述搜索目标站点的具体步骤为：
当目标站点是CCO时，MAC地址采用集中器设置的主节点地址；
当目标地址是STA时，MAC地址采用电表地址，未绑表成功的STA不考虑；
当目标站点MAC地址为电表地址或集中器地址，报文中均采用小端，不采用全A或全F等特殊地址；
当目标站点地址不存在时，搜索帧发送超时一段时间后，进行其他频段发送；
当目标站点为采集器时，MAC地址仅采用采集器搜到的电表地址，未搜到的电表地址不使用；
当目标站点是CCO时，抄控器不参与组网；
当搜索帧在未同步前的网络号是0。
当CCO和已入网的STA回复同步帧时，网络号为本网络的网络号，未入网的STA同步帧中的网络号为0；目标站点在连接过程中间隔一段时间发完N帧同步帧后，再开始间隔T发送同步帧。
其中，目标站点周期性发送同步帧，用于同步抄控器模块；发送同步帧的目标站点在收到搜索帧时，如果搜索帧中的目标站点地址非自身地址则断开连接并停止发送同步帧。
抄控器模块与CCO、STA建立连接后，提取缓存的通信报文，发送HPLC载波报文进行抄表。
作为优选实施例，抄表具体步骤为：
抄控器模块下发HPLC载波报文至HPLC模块，HPLC模块根据抄读命令发送抄送请求至电能表，电能表启动抄读流程，并返回抄读数据给HPLC模块；
HPLC模块返回抄读结果，通过应用协议上行报文反馈至电力运维掌机。
述抄控器模块与目标站点频偏同步后，未入网模块锁定当前频段，并停止组网，与抄控器保持在同一个频段上；故障模块未收到抄控器命令一定时间后恢复到正常工作状态。
以下结合具体实施例和附图对本发明的兼容多种通信协议的方法进行详细说明。
实施例
如表1所示，为本发明涉及的搜索帧的定义。
表1
Figure BDA0002858339370000081
(1)定界符类型：选择确认帧。
(2)网络类型：取值0，MPDU在用电信息采集系统中传输。
(3)网络标识：网络标识为0.
(4)目的站点地址：STA为MAC地址，CCO为主节点地址。
(5)STEI：抄控器的TEI地址。
如表2所示，为本发明涉及的同步帧的定义。
表2
Figure BDA0002858339370000082
Figure BDA0002858339370000091
(1)定界符类型：选择确认帧。
(2)网络类型：取值0，MPDU在用电信息采集系统中传输。
(3)网络标识：CCO和已入网的模块，网络标识为本网络标识，未入网的模块网络标识为0。
(4)时间戳：CCO和入网的节点，发送网络时钟，未入网的STA为本地时钟值。
(5)STEI：待连接模块的TEI地址，连接未入网STA的模块STEI为0。抄控器TEI固定为0xFFD。
本发明采用一种兼容多种通信协议的方法，通过所述的抄控器模块与目标节点建立连接，从而进行数据抄读，实现多厂家模块互抄互通。其抄读流程如下：
1.抄控器模块接收到掌机的通信命令请求，缓存当前的通信抄表报文。
2.抄控器模块在各个频段上发送携带目标站点MAC地址的“搜索帧”，搜索目标站点。
(1)目标站点是CCO时，MAC地址采用集中器设置的主节点地址。
(2)目标地址是STA时，MAC地址采用电表地址，未绑表成功的STA不考虑。
(3)目标站点MAC地址为电表地址或集中器地址，报文中均采用小端，不可采用全A或全F等特殊地址。
(4)目标站点地址不存在时，搜索帧发送超时时间为2.5s。每个频段发送时间为500ms。
(5)目标站点为采集器时，MAC地址仅可采用采集器搜到的电表地址，未搜到的电表地址不可用。
(6)目标站点是CCO时，抄控器不参与组网。
(7)“搜索帧”在未同步前的网络号是0。
3.目标站点接收到“搜索帧”后，回复“同步帧”。CCO和已入网的STA回复同步帧时，网络号为本网络的网络号，未入网的STA同步帧中的网络号为0；目标站点在连接过程中间隔100ms发完5帧同步帧后，再开始间隔T发送同步帧(建议间隔周期T＝30秒)。
4.抄控器模块收到同步帧后，配置与同步帧相同的网络号进行通信；
5.目标站点周期性发送“同步帧”，用于同步抄控器模块；发送同步帧的站点在收到搜索帧时，如果搜索帧中的目标站点地址非自身地址则断开连接并停止发送同步帧。
6.抄控器模块接收到“同步帧”后，进入连接状态，当抄控器模块进入同步状态后，通知应用层与目标节点配对成功。
7.抄控器模块与CCO、STA建立连接后，提取缓存的通信报文，发送HPLC载波报文进行抄表。
8.抄控器模块与目标站点频偏同步后，未入网模块锁定当前频段，并停止组网，与抄控器保持在同一个频段上。故障模块未收到抄控器命令(应用帧)3分钟后(建议值)恢复到正常工作状态。
本发明具备抄表、二维码扫描、现场工况评测、在线升级HPLC通信单元等功能，满足现场运维人员的多种工作需要，有效提高现场工作效率，降低运维人员的劳动强度，减少现场运维工作压力。使用成熟后，将推广应用到整个电力行业，提高电能表现场运维水平。
本发明还提供一种计算机可读的存储介质，所述计算机可读的存储介质包括存储的程序，其中，所述程序运行时执行所述的基于HPLC的通信方法。
本发明还提供一种电子装置，包括存储器和处理器，其特征在于，所述存储器中存储有计算机程序，所述处理器被设置为通过所述计算机程序执行所述的基于HPLC的通信方法。
可选地，在本实施例中，本领域普通技术人员可以理解上述实施例的各种方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令终端设备相关的硬件来完成，该程序可以存储于一计算机可读存储介质中，存储介质可以包括：闪存盘、只读存储器(Read-Only Memory，ROM)、随机存取器(Random Access Memory，RAM)、磁盘或光盘等。
上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。
上述实施例中的集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在上述计算机可读取的存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在存储介质中，包括若干指令用以使得一台或多台计算机设备(可为个人计算机、服务器或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。
在本发明的上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。
在本发明所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的客户端，可通过其它的方式实现。其中，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，单元或模块的间接耦合或通信连接，可以是电性或其它的形式。
所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种基于HPLC的通信方法，应用于电力运维掌机的抄控器模块，其特征在于，所述方法包括：
接收电力运维掌机发送的通信抄表报文后，在各个频段上发送携带目标站点地址的搜索帧，进行搜索目标站点；
接收目标站点返回的同步帧后，配置与同步帧相同的网络号与目标站点进行通信；
提取所述通信抄表报文，发送HPLC载波报文至HPLC模块进行抄表。
2.根据权利要求1所述的一种基于HPLC的通信方法，其特征在于，接收到通信命令请求后，先缓存当前的通信抄表报文；当与目标节点建立连接后，再提取缓存的通信抄表报文。
3.根据权利要求1所述的一种基于HPLC的通信方法，其特征在于，所述搜索目标站点的具体步骤为：
当目标站点是CCO时，MAC地址采用集中器设置的主节点地址；
当目标地址是STA时，MAC地址采用电表地址，未绑表成功的STA不考虑；
当目标站点MAC地址为电表地址或集中器地址，报文中均采用小端地址；
当目标站点地址不存在时，搜索帧发送超时一段时间后，进行其他频段发送；
当目标站点为采集器时，MAC地址仅采用采集器搜到的电表地址，未搜到的电表地址不使用；
当目标站点是CCO时，不参与组网；
当搜索帧在未同步前的网络号是0。
4.根据权利要求3所述的一种基于HPLC的通信方法，其特征在于，当CCO和已入网的STA回复同步帧时，网络号为本网络的网络号，未入网的STA同步帧中的网络号为0；目标站点在连接过程中间隔一段时间发完N帧同步帧后，再开始间隔T发送同步帧。
5.根据权利要求1所述的一种基于HPLC的通信方法，其特征在于，所述同步帧由目标站点周期性发送；如果搜索帧中的目标站点地址非自身地址则断开连接并停止发送同步帧。
6.根据权利要求1所述的一种基于HPLC的通信方法，其特征在于，所述抄表的具体步骤为：
下发HPLC载波报文至HPLC模块；
接收HPLC模块返回抄读结果，并反馈至电力运维掌机；
其中，抄读结果是HPLC模块根据抄读命令发送抄送请求至电能表，电能表启动抄读流程，并返回抄读数据回应给HPLC模块。
7.根据权利要求1所述的一种基于HPLC的通信方法，其特征在于，当与目标站点频偏同步后，未入网模块锁定当前频段，并停止组网，并保持在同一个频段；
检测故障模块未收到命令一定时间后恢复到正常工作状态。
8.一种电力运维掌机，其特征在于，包括：
抄控器模块，用于接收电力运维掌机发送的通信抄表报文后，在各个频段上发送携带目标站点地址的搜索帧，进行搜索目标站点；接收目标站点返回的同步帧后，配置与同步帧相同的网络号与目标站点进行通信；提取所述通信抄表报文，发送HPLC载波报文至HPLC模块进行抄表；
LCD屏幕，显示各种参数、功能及抄读的数据；
键盘key，用于参数输入设置和功能选择；
USB模块，用于与上位机进行数据传输；
电源模块，采用锂电池作为系统电源；
红外模块，用于红外无线抄表；
扫描模块用于读取电表上的条码信息。
9.一种计算机可读的存储介质，所述计算机可读的存储介质包括存储的程序，其中，所述程序运行时执行上述权利要求1至7任一项中所述的基于HPLC的通信方法。
10.一种电子装置，包括存储器和处理器，其特征在于，所述存储器中存储有计算机程序，所述处理器被设置为通过所述计算机程序执行所述权利要求1至7任一项中所述的基于HPLC的通信方法。
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