CN112782506A - 一种电力物联网领域多通道窄带无线自主网系统及其通信方法 - Google Patents

Abstract

本发明为一种电力物联网领域多通道窄带无线自主网系统及其通信方法，包括低功耗传感器、微功耗传感器、汇聚节点和接入节点，所述汇聚节点包括低功耗传感器通道、微功耗传感器通道、汇聚节点下联通道、汇聚节点主控系统和汇聚节点上联通道，所述接入节点包括低功耗传感器通道、微功耗传感器通道、接入节点下联通道、接入节点主控系统和云端连接设备；本发明能够进行自主组网，不仅方便灵活，同时可以支持两种数据接入方式，并扩展了节点覆盖传感器的种类，满足了数据可靠传输和非可靠传输的要求，解决了现有的一些电力物联网窄带无线网系统不仅组网不便，无法满足电网复杂的应用场景，同时接入的传感器存有局限性的问题。

Description

一种电力物联网领域多通道窄带无线自主网系统及其通信 方法

技术领域

本发明涉及电力物联网技术领域，具体为一种电力物联网领域多通道窄带无线自主网系统及其通信方法。

背景技术

物联网是一个基于互联网、传统电信网等的信息承载体，它让所有能够被独立寻址的普通物理对象形成互联互通的网络。电力物联网是物联网在智能电网中的应用，是信息通信技术发展到一定阶段的结果，其将有效整合通信基础设施资源和电力系统基础设施资源，提高电力系统信息化水平，改善电力系统现有基础设施利用效率，为电网发、输、变、配、用电等环节提供重要技术支撑。将网络接入速度为56Kbps(最大下载速度为8KB/S)及其以下的网络接入方式称为“窄带”，相对于宽带而言窄带的缺点是接入速度慢，而在通信系统中，窄带系统是指已调波信号的有效带宽比其所在的载频或中心频率要小的多的信道。

现有的一些电力物联网窄带无线网系统的通信方式是异步蜂窝式通信方式，存在无法多跳传输，无法可靠传输等问题，不仅组网不便，无法满足电网复杂的应用场景，同时接入的传感器也仅限于数据量小，数据可靠性低的传感器。

发明内容

本发明的目的在于提供一种电力物联网领域多通道窄带无线自主网系统及其通信方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种电力物联网领域多通道窄带无线自主网系统，包括低功耗传感器、微功耗传感器、汇聚节点和接入节点，所述汇聚节点包括低功耗传感器通道、微功耗传感器通道、汇聚节点下联通道、汇聚节点主控系统和汇聚节点上联通道，所述接入节点包括低功耗传感器通道、微功耗传感器通道、接入节点下联通道、接入节点主控系统和云端连接设备，所述低功耗传感器的输出端与低功耗传感器通道的输入端双向无线连接，所述微功耗传感器的输出端与微功耗传感器通道的输入端双向无线连接，所述汇聚节点的输出端与汇聚节点下联通道的输入端双向无线连接，所述低功耗传感器通道、微功耗传感器通道和汇聚节点下联通道的输出端均与汇聚节点主控系统的输入端双向电连接，所述汇聚节点主控系统的输出端与汇聚节点上联通道的输入端双向电连接，所述汇聚节点上联通道的输出端与接入节点下联通道的输入端双向无线连接，所述低功耗传感器通道、微功耗传感器通道、接入节点下联通道均与接入节点主控系统的输入端双向电连接，所述接入节点主控系统的输出端与云端连接设备的输入端双向电连接或无线连接。

优选的，所述低功耗传感器的输出端与低功耗传感器通道的输入端双向无线连接，且低功耗传感器与低功耗传感器通道配合使用。

优选的，所述微功耗传感器的输出端与微功耗传感器通道的输入端相互电连接，且该电连接的性质为双向的。

优选的，所述接入节点的内部设置有边缘计算设备，所述边缘计算设备的输入端与接入节点主控系统的输出端双向电连接。

一种电力物联网领域多通道窄带无线自主网系统的通信方法，其方法包括如下步骤：

(1)：首先传感器将数据传输给汇聚节点，汇聚节点对传感器进行识别，当传感器为低功耗传感器时，其将数据传输给低功耗传感器通道，当传感器为微功耗传感器时，其将数据传输给微功耗传感器通道，随后低功耗传感器通道或微功耗传感器通道将数据传输给汇聚节点主控系统，此时汇聚节点主控系统对数据进行处理；

(2)：汇聚节点主控系统对数据处理完毕后，将处理结果连通数据上传给汇聚节点上联通道，随后数据通过接入节点下联通道传输给接入节点主控系统，并由接入节点主控系统处理后上传云端连接设备；

(3)：传感器同时可以将数据直接传输给接入节点，接入节点对传感器进行识别，当传感器为低功耗传感器时，其将数据传输给低功耗传感器通道，当传感器为微功耗传感器时，其将数据传输给微功耗传感器通道，随后低功耗传感器通道或微功耗传感器通道将数据传输给接入节点主控系统，此时接入节点主控系统对数据进行处理并上传云端连接设备。

优选的，所述步骤(1)中，传感器传输给汇聚节点的数据包括有传感器种类、工作性质和工作状态。

优选的，所述步骤(2)中，云端连接设备为4G设备、5G设备或ETH接口中的任意一种。

优选的，所述步骤(2)中，接入节点主控系统在处理数据的同时将数据信号传输给边缘计算设备。

与现有技术相比，本发明的有益效果如下：

本发明能够进行自主组网，不仅方便灵活，同时可以支持两种数据接入方式，并扩展了节点覆盖传感器的种类，满足了数据可靠传输和非可靠传输的要求，解决了现有的一些电力物联网窄带无线网系统的通信方式是异步蜂窝式通信方式，不仅组网不便，无法满足电网复杂的应用场景，同时接入的传感器存有局限性的问题。

附图说明

图1为本发明的原理框图。

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。基于本发明中的实施例，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他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1，一种电力物联网领域多通道窄带无线自主网系统及其通信方法，包括低功耗传感器、微功耗传感器、汇聚节点和接入节点，汇聚节点包括低功耗传感器通道、微功耗传感器通道、汇聚节点下联通道、汇聚节点主控系统和汇聚节点上联通道，接入节点包括低功耗传感器通道、微功耗传感器通道、接入节点下联通道、接入节点主控系统和云端连接设备，低功耗传感器的输出端与低功耗传感器通道的输入端双向无线连接，微功耗传感器的输出端与微功耗传感器通道的输入端双向无线连接，汇聚节点的输出端与汇聚节点下联通道的输入端双向无线连接，低功耗传感器通道、微功耗传感器通道和汇聚节点下联通道的输出端均与汇聚节点主控系统的输入端双向电连接，汇聚节点主控系统的输出端与汇聚节点上联通道的输入端双向电连接，汇聚节点上联通道的输出端与接入节点下联通道的输入端双向无线连接，低功耗传感器通道、微功耗传感器通道、接入节点下联通道均与接入节点主控系统的输入端双向电连接，接入节点主控系统的输出端与云端连接设备的输入端双向电连接或无线连接，该系统能够进行自主组网，不仅方便灵活，同时可以支持两种数据接入方式，并扩展了节点覆盖传感器的种类，满足了数据可靠传输和非可靠传输的要求，解决了现有的一些电力物联网窄带无线网系统的通信方式是异步蜂窝式通信方式，不仅组网不便，无法满足电网复杂的应用场景，同时接入的传感器存有局限性的问题。

本实施例中，汇聚节点的数量为一个或多个。

本实施例中，低功耗传感器的输出端与低功耗传感器通道的输入端双向无线连接，且低功耗传感器与低功耗传感器通道配合使用，此种设计使得低功耗传感器的数据能够绕过汇聚节点直接传输给接入节点。

本实施例中，微功耗传感器的输出端与微功耗传感器通道的输入端相互电连接，且该电连接的性质为双向的，此种设计使得微功耗传感器的数据能够绕过汇聚节点直接传输给接入节点。

本实施例中，接入节点的内部设置有边缘计算设备，边缘计算设备的输入端与接入节点主控系统的输出端双向电连接，边缘计算是指在靠近物或数据源头的一侧，采用网络、计算、存储、应用核心能力为一体的开放平台，就近提供最近端服务。其应用程序在边缘侧发起，产生更快的网络服务响应，满足行业在实时业务、应用智能、安全与隐私保护等方面的基本需求，边缘计算设备的设置能够有效提升接入节点的运行效率。

一种电力物联网领域多通道窄带无线自主网系统的通信方法，其方法包括如下步骤：

(1)：首先传感器将数据传输给汇聚节点，汇聚节点对传感器进行识别，当传感器为低功耗传感器时，其将数据传输给低功耗传感器通道，当传感器为微功耗传感器时，其将数据传输给微功耗传感器通道，随后低功耗传感器通道或微功耗传感器通道将数据传输给汇聚节点主控系统，此时汇聚节点主控系统对数据进行处理；

(2)：汇聚节点主控系统对数据处理完毕后，将处理结果连通数据上传给汇聚节点上联通道，随后数据通过接入节点下联通道传输给接入节点主控系统，并由接入节点主控系统处理后上传云端连接设备；

(3)：传感器同时可以将数据直接传输给接入节点，接入节点对传感器进行识别，当传感器为低功耗传感器时，其将数据传输给低功耗传感器通道，当传感器为微功耗传感器时，其将数据传输给微功耗传感器通道，随后低功耗传感器通道或微功耗传感器通道将数据传输给接入节点主控系统，此时接入节点主控系统对数据进行处理并上传云端连接设备。

本实施例中，步骤(1)中，传感器传输给汇聚节点的数据包括有传感器种类、工作性质和工作状态，此种设计以便汇聚节点对传感器进行识别。

本实施例中，步骤(2)中，云端连接设备为4G设备、5G设备或ETH接口中的任意一种，通过云端连接设备的设置，其能够将接入节点主控系统处理后的数据上传网络。

本实施例中，步骤(2)中，接入节点主控系统在处理数据的同时将数据信号传输给边缘计算设备，此种设计使得接入节点主控系统在运行的同时，边缘计算设备能够一同运行，并提升效率。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (8)

1.一种电力物联网领域多通道窄带无线自主网系统，包括低功耗传感器、微功耗传感器、汇聚节点和接入节点，其特征在于：所述汇聚节点包括低功耗传感器通道、微功耗传感器通道、汇聚节点下联通道、汇聚节点主控系统和汇聚节点上联通道，所述接入节点包括低功耗传感器通道、微功耗传感器通道、接入节点下联通道、接入节点主控系统和云端连接设备，所述低功耗传感器的输出端与低功耗传感器通道的输入端双向无线连接，所述微功耗传感器的输出端与微功耗传感器通道的输入端双向无线连接，所述汇聚节点的输出端与汇聚节点下联通道的输入端双向无线连接，所述低功耗传感器通道、微功耗传感器通道和汇聚节点下联通道的输出端均与汇聚节点主控系统的输入端双向电连接，所述汇聚节点主控系统的输出端与汇聚节点上联通道的输入端双向电连接，所述汇聚节点上联通道的输出端与接入节点下联通道的输入端双向无线连接，所述低功耗传感器通道、微功耗传感器通道、接入节点下联通道均与接入节点主控系统的输入端双向电连接，所述接入节点主控系统的输出端与云端连接设备的输入端双向电连接或无线连接。

2.根据权利要求1所述的一种电力物联网领域多通道窄带无线自主网系统，其特征在于：所述低功耗传感器的输出端与低功耗传感器通道的输入端双向无线连接，且低功耗传感器与低功耗传感器通道配合使用。

3.根据权利要求1所述的一种电力物联网领域多通道窄带无线自主网系统，其特征在于：所述微功耗传感器的输出端与微功耗传感器通道的输入端相互电连接，且该电连接的性质为双向的。

4.根据权利要求1所述的一种电力物联网领域多通道窄带无线自主网系统，其特征在于：所述接入节点的内部设置有边缘计算设备，所述边缘计算设备的输入端与接入节点主控系统的输出端双向电连接。

5.根据权利要求1-4任意一项所述的一种电力物联网领域多通道窄带无线自主网系统的通信方法，其特征在于：其方法包括如下步骤：

(1)：首先传感器将数据传输给汇聚节点，汇聚节点对传感器进行识别，当传感器为低功耗传感器时，其将数据传输给低功耗传感器通道，当传感器为微功耗传感器时，其将数据传输给微功耗传感器通道，随后低功耗传感器通道或微功耗传感器通道将数据传输给汇聚节点主控系统，此时汇聚节点主控系统对数据进行处理；

(2)：汇聚节点主控系统对数据处理完毕后，将处理结果连通数据上传给汇聚节点上联通道，随后数据通过接入节点下联通道传输给接入节点主控系统，并由接入节点主控系统处理后上传云端连接设备；

(3)：传感器同时可以将数据直接传输给接入节点，接入节点对传感器进行识别，当传感器为低功耗传感器时，其将数据传输给低功耗传感器通道，当传感器为微功耗传感器时，其将数据传输给微功耗传感器通道，随后低功耗传感器通道或微功耗传感器通道将数据传输给接入节点主控系统，此时接入节点主控系统对数据进行处理并上传云端连接设备。

6.根据权利要求5所述的一种电力物联网领域多通道窄带无线自主网系统的通信方法，其特征在于：所述步骤(1)中，传感器传输给汇聚节点的数据包括有传感器种类、工作性质和工作状态。

7.根据权利要求5所述的一种电力物联网领域多通道窄带无线自主网系统的通信方法，其特征在于：所述步骤(2)中，云端连接设备为4G设备、5G设备或ETH接口中的任意一种。

8.根据权利要求5所述的一种电力物联网领域多通道窄带无线自主网系统的通信方法，其特征在于：所述步骤(2)中，接入节点主控系统在处理数据的同时将数据信号传输给边缘计算设备。

Images