CN113067763A - 高可靠性的山区配网通信系统及其通信方法 - Google Patents

高可靠性的山区配网通信系统及其通信方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种高可靠性的山区配网通信系统，本发明解决现有技术的问题，其技术方案要点是，包括设置在通信误差大于0.1秒的山区信号源处的网络信号源、若干个布置在通信节点处用于传输信号的通信中继器和设置在高可靠性地区的发射器，所有的通信中继器采用串联链路的形式连接形成通信中继器组，所述网络信号源与通信中继器组中最靠近山区信号源处的通信中继器通信连接，通信中继器组中最接近高可靠性地区的通信中继器组与发射器通信连接，通信中继器组中所有的通信节点之间的相互距离小于等于五公里，所述的发射器通过SIM卡或者光纤网络与高可靠地区的公网进行通信连接。

Description

高可靠性的山区配网通信系统及其通信方法
技术领域
本发明属于一种通信系统和通信方法，涉及一种高可靠性的山区配网通信系统及其通信方法。
背景技术
配网电力传输系统覆盖全国，由于数字化运营的要求，现期望实现所有配网设备在线化远程操作、数据监控，逐渐形成电网智慧生态圈，用电高效、抢修及时、设备健康的良性生态。但由于通讯运营商在山区的信号覆盖不佳、山区地形复杂等原因，在山区的电力设备里安装的物联网卡信号不佳，导致工作过程中信号不可靠，数据延迟、操作受影响。因此急需一套局域网联网方案，专用于通讯信号不佳的区域，建立小型局域网，设备之前互相联网，再用局域网的主网与通讯运营商的信号塔相连，避开通讯信号不佳区域的限制，助力智能电网的实现。
发明内容
本发明解决了现有技术存在在山区的电力设备里安装的物联网卡信号不佳，导致工作过程中信号不可靠，数据延迟、操作受影响的问题，提供一种高可靠性的山区配网通信系统及其通信方法。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种高可靠性的山区配网通信系统，包括设置在通信误差大于0.1秒的山区信号源处的网络信号源、若干个布置在通信节点处用于传输信号的通信中继器和设置在高可靠性地区的发射器，所有的通信中继器采用串联链路的形式连接形成通信中继器组，所述网络信号源与通信中继器组中最靠近山区信号源处的通信中继器通信连接，通信中继器组中最接近高可靠性地区的通信中继器组与发射器通信连接，通信中继器组中所有的通信节点之间的相互距离小于等于五公里，所述的发射器通过SIM卡或者光纤网络与高可靠地区的公网进行通信连接，所述高可靠性地区为通信误差在0.1秒内的地区，所述发射器处接收到的信号至少包括网络信号源发出的信号和包括网络信号源和通信中继器在内所有通信设备状态的信号；所有的通信中继器处均配置有用于对应通信故障的数据存储备份装置。
本发明基于无线网桥技术，通过使用无线网桥单元，连接山区配网各个电线杆。无线网桥之间的连接距离长达5KM，通过串联形成局域网，可以按照一定的行政级别制作局域网，主发射器处可设在通讯正常的区域，或者使用网线进行连接，即山区配网不需要每个单元单独通讯，而是形成一个个局域网模块组，以模块组联网的形式进行操作管理，保证通讯正常。利用本发明能实现山区配网通讯不佳处的通讯优化，保证通讯误差在0.1秒内；网桥的可靠性较高，可以保证1年内无需更换；能实时监测各个通讯模块的状态，断路需及时报警报修。同时，本发明体积小巧，实现成本低，便于推广。本发明通过网桥连接的方式，还避开了使用SIM卡在山区信号不良的问题，同时把信号强弱把控在电网自己的手中，不再受制于人。方案还可以减少SIM卡的使用，一方面可以减少SIM卡费用，另一方面减少了因为使用SIM卡带来的一系列运营问题。
作为优选，每个通信节点处的通信中继器为以一对为形式布置的网桥中继器，所述的网络信号源为网桥信号源。
一种高可靠性的山区配网通信方法，适用于如上所述的高可靠性的山区配网通信系统，包括以下步骤：
步骤一，网络信号源根据设定的信息重要性直接对信息进行数据清洗；
步骤二，网络信号源对待发送数据进行压缩分包并传输；
步骤三，通信中继器接收数据后增加当前通信设备状态后传输至后续的通信中继器，然后重复步骤三，直到通信中继器将数据传输给发射器，同时通信中继器根据信息重要性将设定为重要的信息进行数据存储备份；
步骤四，若发射器将网络信号源给出的数据向公网传播。
作为优选，所述高可靠性的山区配网通信系统的搭建包括以下步骤：搭建步骤一，根据测量获得通信误差确定信号源是否符合建立高可靠性的山区配网通信系统的要求，若不符合建立高可靠性的山区配网通信系统的要求，则直接按照普通高配网通信系统方式进行建设；
搭建步骤二，根据测量获得通信误差确定接入公网的发射器的位置；
搭建步骤三，在山区信号源于发射器之间搭建通信中继器组，同一通信中继器组中所有通信节点之间的间距小于等于五公里。
作为优选，在步骤三中，所有通信中继器会独立定时传输当前通信设备状态至发射器。
作为优选，所述发射器处设定有定时复位为所有通信中继器通信设备状态错误的指令，当发射器获取到一个通信设备状态正确的信号时，则将对应的通信中继器通信设备状态修改为正确，只有所有通信设备状态均为正确时，发射器不发送当前的通信设备状态信息，否则发射器定时发送通信设备状态。
作为优选，在步骤三中，通信中继器根据信息重要性将设定为重要的信息进行数据存储备份具体包括以下存储子步骤：
存储子步骤一，将通信中继器处的数据存储备份装置分为缓存区和存储区，并将所有存储区资源情况传输至网络信号源和发射器处，由网络信号源确定目标存储通信中继器；
存储子步骤二，网络信号源发送数据，接收到数据的通信中继器进行一次存储，然后向后方链路的通信中继器进行传输，若当前通信中继器接收到所有数据传输至后方链路中的通信中继器的反馈信号则删除当前通信中继器数据存储备份装置缓存区中存储的数据，否则保留当前通信中继器数据存储备份装置缓存区中存储的数据，后方链路中的通信中继器中无法接受到预定的数据则发送当前通信设备状态错误的信号至发射器，重复存储子步骤二直到数据传输至目标存储通信中继器；
存储子步骤三，若目标存储通信中继器处的数据存储备份装置中的存储区内尚有容量则直接将最新的存储数据进行存储，否则目标存储通信中继器处的数据存储备份装置删除存储区内时间存储时间最久的存储数据后将最新的存储数据进行存储并发送存储完成的信号至后方链路中的通信中继器，直到所有通信中继器均获知存储数据完成为止；
存储子步骤四，所有通信中继器更新存储区资源情况。
作为优选，在步骤一中，进行数据清洗时对数据进行游程编码压缩，并生成对应的校验码。
本发明的实质性效果是：本发明基于无线网桥技术，通过使用无线网桥单元，连接山区配网各个电线杆。无线网桥之间的连接距离长达5KM，通过串联形成局域网，可以按照一定的行政级别制作局域网，主发射器处可设在通讯正常的区域，或者使用网线进行连接，即山区配网不需要每个单元单独通讯，而是形成一个个局域网模块组，以模块组联网的形式进行操作管理，保证通讯正常。利用本发明能实现山区配网通讯不佳处的通讯优化，保证通讯误差在0.1秒内；网桥的可靠性较高，可以保证1年内无需更换；能实时监测各个通讯模块的状态，断路需及时报警报修。同时，本发明体积小巧，实现成本低，便于推广。本发明通过网桥连接的方式，还避开了使用SIM卡在山区信号不良的问题，同时把信号强弱把控在电网自己的手中，不再受制于人。方案还可以减少SIM卡的使用，一方面可以减少SIM卡费用，另一方面减少了因为使用SIM卡带来的一系列运营问题。
附图说明
图1为本发明的整体结构示意图；
图中1、网络信号源，2、通信中继器，3、发射器。
具体实施方式
下面通过具体实施例，对本发明的技术方案作进一步的具体说明。
实施例1：
一种高可靠性的山区配网通信系统，如图1所示：包括设置在通信误差大于0.1秒的山区信号源处的网络信号源、若干个布置在通信节点处用于传输信号的通信中继器和设置在高可靠性地区的发射器，所有的通信中继器采用串联链路的形式连接形成通信中继器组，所述网络信号源与通信中继器组中最靠近山区信号源处的通信中继器通信连接，通信中继器组中最接近高可靠性地区的通信中继器组与发射器通信连接，通信中继器组中所有的通信节点之间的相互距离小于等于五公里，所述的发射器通过SIM卡或者光纤网络与高可靠地区的公网进行通信连接，所述高可靠性地区为通信误差在0.1秒内的地区，所述发射器处接收到的信号至少包括网络信号源发出的信号和包括网络信号源和通信中继器在内所有通信设备状态的信号；所有的通信中继器处均配置有用于对应通信故障的数据存储备份装置。每个通信节点处的通信中继器为以一对为形式布置的网桥中继器，所述的网络信号源为网桥信号源。
一种高可靠性的山区配网通信方法，适用于如上所述的高可靠性的山区配网通信系统，包括以下步骤：
步骤一，网络信号源根据设定的信息重要性直接对信息进行数据清洗；
步骤二，网络信号源对待发送数据进行压缩分包并传输；
步骤三，通信中继器接收数据后增加当前通信设备状态后传输至后续的通信中继器，然后重复步骤三，直到通信中继器将数据传输给发射器，同时通信中继器根据信息重要性将设定为重要的信息进行数据存储备份；
步骤四，若发射器将网络信号源给出的数据向公网传播。
所述高可靠性的山区配网通信系统的搭建包括以下步骤：
搭建步骤一，根据测量获得通信误差确定信号源是否符合建立高可靠性的山区配网通信系统的要求，若不符合建立高可靠性的山区配网通信系统的要求，则直接按照普通高配网通信系统方式进行建设；
搭建步骤二，根据测量获得通信误差确定接入公网的发射器的位置；
搭建步骤三，在山区信号源于发射器之间搭建通信中继器组，同一通信中继器组中所有通信节点之间的间距小于等于五公里。
在步骤三中，所有通信中继器会独立定时传输当前通信设备状态至发射器。所述发射器处设定有定时复位为所有通信中继器通信设备状态错误的指令，当发射器获取到一个通信设备状态正确的信号时，则将对应的通信中继器通信设备状态修改为正确，只有所有通信设备状态均为正确时，发射器不发送当前的通信设备状态信息，否则发射器定时发送通信设备状态。
在步骤三中，通信中继器根据信息重要性将设定为重要的信息进行数据存储备份具体包括以下存储子步骤：
存储子步骤一，将通信中继器处的数据存储备份装置分为缓存区和存储区，并将所有存储区资源情况传输至网络信号源和发射器处，由网络信号源确定目标存储通信中继器；这里的缓存区并非一般意义上处理器所利用的缓存区，而是存储设备中专用于缓存所述重要数据的区域，此区域的大小固定且存在容量的冗余，在必要时，数据存储备份装置中缓存区和存储区可以在实际上应用两个不同的设备，相应的缓存区需要大量写入写出的数据，且其重要性较高，因此，可以采用固态设备，而存储区则可选用一般的存储器即可。
存储子步骤二，网络信号源发送数据，接收到数据的通信中继器进行一次存储，然后向后方链路的通信中继器进行传输，若当前通信中继器接收到所有数据传输至后方链路中的通信中继器的反馈信号则删除当前通信中继器数据存储备份装置缓存区中存储的数据，否则保留当前通信中继器数据存储备份装置缓存区中存储的数据，后方链路中的通信中继器中无法接受到预定的数据则发送当前通信设备状态错误的信号至发射器，重复存储子步骤二直到数据传输至目标存储通信中继器；本实施例如此设置是因为数据的传输过程中，对应实时性要求较高，但是对于数据存储则可以有较多的延迟，因此，完全可以采用一步一存的方式进行，在数据传输的间隔有足够的时间进行数据的转存和复制。
存储子步骤三，若目标存储通信中继器处的数据存储备份装置中的存储区内尚有容量则直接将最新的存储数据进行存储，否则目标存储通信中继器处的数据存储备份装置删除存储区内时间存储时间最久的存储数据后将最新的存储数据进行存储并发送存储完成的信号至后方链路中的通信中继器，直到所有通信中继器均获知存储数据完成为止；本实施例采用的数据存储方式为分布式存储，在传输稳定的情况下，还可以选择数据链的方式进行存储。
存储子步骤四，所有通信中继器更新存储区资源情况。
实施例2：
本实施例与实施例1基本相同，不同之处在于，本实施例在步骤一中，进行数据清洗时对数据进行游程编码压缩，并生成对应的校验码。
实施例3：
本实施例与实施例2基本相同，不同之处在于，本实施例中，信号源处设置有一张基础信息表，而发射器处也设置有一张相同的基础信息表，相对实施例1，信号源需要增加一个将需要发送的数据与基础信息表进行差异对比，然后将差异值、差异位置编码传输的过程，在发射器处需要根据差异值、差异位置和基础信息表，进行二次解码从而进行后续的步骤，这个步骤的意义在于，山区配网时，大量数据是保持一致的，因此，很多时候可以根据基础信息表传输数据，可以大幅有效的降低数据传输量，在保障数据传输方面，有一定的帮助。本实施例中的基础信息表需要现场工程师进行测量获取。或者由设定次数的传输数据进行分析后获取。
综上所述，以上的所有实施例均基于无线网桥技术，通过使用无线网桥单元，连接山区配网各个电线杆。无线网桥之间的连接距离长达5KM，通过串联形成局域网，可以按照一定的行政级别制作局域网，主发射器处可设在通讯正常的区域，或者使用网线进行连接，即山区配网不需要每个单元单独通讯，而是形成一个个局域网模块组，以模块组联网的形式进行操作管理，保证通讯正常。利用本实施例能实现山区配网通讯不佳处的通讯优化，保证通讯误差在0.1秒内；网桥的可靠性较高，可以保证1年内无需更换；能实时监测各个通讯模块的状态，断路需及时报警报修。同时，本实施例体积小巧，实现成本低，便于推广。本实施例通过网桥连接的方式，还避开了使用SIM卡在山区信号不良的问题，同时把信号强弱把控在电网自己的手中，不再受制于人。方案还可以减少SIM卡的使用，一方面可以减少SIM卡费用，另一方面减少了因为使用SIM卡带来的一系列运营问题。
以上所述的实施例只是本实施例的一种较佳的方案，并非对本实施例作任何形式上的限制，在不超出权利要求所记载的技术方案的前提下还有其它的变体及改型。

Claims (8)

1.一种高可靠性的山区配网通信系统，其特征在于：包括设置在通信误差大于0.1秒的山区信号源处的网络信号源、若干个布置在通信节点处用于传输信号的通信中继器和设置在高可靠性地区的发射器，所有的通信中继器采用串联链路的形式连接形成通信中继器组，所述网络信号源与通信中继器组中最靠近山区信号源处的通信中继器通信连接，通信中继器组中最接近高可靠性地区的通信中继器组与发射器通信连接，通信中继器组中所有的通信节点之间的相互距离小于等于五公里，所述的发射器通过SIM卡或者光纤网络与高可靠地区的公网进行通信连接，所述高可靠性地区为通信误差在0.1秒内的地区，所述发射器处接收到的信号至少包括网络信号源发出的信号和包括网络信号源和通信中继器在内所有通信设备状态的信号；所有的通信中继器处均配置有用于对应通信故障的数据存储备份装置。
2.根据权利要求1所述的高可靠性的山区配网通信系统，其特征在于：每个通信节点处的通信中继器为以一对为形式布置的网桥中继器，所述的网络信号源为网桥信号源。
3.一种高可靠性的山区配网通信方法，适用于如权利要求2所述的高可靠性的山区配网通信系统，其特征在于：包括以下步骤：
步骤一，网络信号源根据设定的信息重要性直接对信息进行数据清洗；
步骤二，网络信号源对待发送数据进行压缩分包并传输；
步骤三，通信中继器接收数据后增加当前通信设备状态后传输至后续的通信中继器，然后重复步骤三，直到通信中继器将数据传输给发射器，同时通信中继器根据信息重要性将设定为重要的信息进行数据存储备份；
步骤四，若发射器将网络信号源给出的数据向公网传播。
4.根据权利要求3所述的高可靠性的山区配网通信方法,其特征在于：所述高可靠性的山区配网通信系统的搭建包括以下步骤：
搭建步骤一，根据测量获得通信误差确定信号源是否符合建立高可靠性的山区配网通信系统的要求，若不符合建立高可靠性的山区配网通信系统的要求，则直接按照普通高配网通信系统方式进行建设；
搭建步骤二，根据测量获得通信误差确定接入公网的发射器的位置；
搭建步骤三，在山区信号源于发射器之间搭建通信中继器组，同一通信中继器组中所有通信节点之间的间距小于等于五公里。
5.根据权利要求3所述的高可靠性的山区配网通信方法,其特征在于：在步骤三中，所有通信中继器会独立定时传输当前通信设备状态至发射器。
6.根据权利要求5所述的高可靠性的山区配网通信方法,其特征在于：所述发射器处设定有定时复位为所有通信中继器通信设备状态错误的指令，当发射器获取到一个通信设备状态正确的信号时，则将对应的通信中继器通信设备状态修改为正确，只有所有通信设备状态均为正确时，发射器不发送当前的通信设备状态信息，否则发射器定时发送通信设备状态。
7.根据权利要求3所述的高可靠性的山区配网通信方法,其特征在于：在步骤三中，通信中继器根据信息重要性将设定为重要的信息进行数据存储备份具体包括以下存储子步骤：
存储子步骤一，将通信中继器处的数据存储备份装置分为缓存区和存储区，并将所有存储区资源情况传输至网络信号源和发射器处，由网络信号源确定目标存储通信中继器；
存储子步骤二，网络信号源发送数据，接收到数据的通信中继器进行一次存储，然后向后方链路的通信中继器进行传输，若当前通信中继器接收到所有数据传输至后方链路中的通信中继器的反馈信号则删除当前通信中继器数据存储备份装置缓存区中存储的数据，否则保留当前通信中继器数据存储备份装置缓存区中存储的数据，后方链路中的通信中继器中无法接受到预定的数据则发送当前通信设备状态错误的信号至发射器，重复存储子步骤二直到数据传输至目标存储通信中继器；
存储子步骤三，若目标存储通信中继器处的数据存储备份装置中的存储区内尚有容量则直接将最新的存储数据进行存储，否则目标存储通信中继器处的数据存储备份装置删除存储区内时间存储时间最久的存储数据后将最新的存储数据进行存储并发送存储完成的信号至后方链路中的通信中继器，直到所有通信中继器均获知存储数据完成为止；
存储子步骤四，所有通信中继器更新存储区资源情况。
8.根据权利要求3所述的高可靠性的山区配网通信方法,其特征在于：在步骤一中，进行数据清洗时对数据进行游程编码压缩，并生成对应的校验码。
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