CN115314919A - 一种电力物联网上行数据持续可靠传输方法 - Google Patents

一种电力物联网上行数据持续可靠传输方法 Download PDF

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陈继军
姜海礁
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郭卫明
黄振林
田霖
张国翊
朱海龙
朱一峰
陈保豪
李任新
符贵谦
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Zteclaa Technology Suzhou Co ltd
China Southern Power Grid Co Ltd
Super High Transmission Co of China South Electric Net Co Ltd
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Abstract

本发明涉及电力物联网，具体为数据接收终端定时更新数据包信息，并根据数据包信息进行线路建立或线路更新，数据输出端将数据包复制后逐一分配到转发端口，数据分析端根据转发端口直接发送至数据分析端内的数据包与通过中间端口发送的数据包进行一一比对处理，对比处理完成后再对保留下来的数据包进行持续性检测，数据合格后，直接发送至数据接收终端内储存；数据缺失一部分后，发出数据补发指令将缺失数据进行补充，并直接将缺失的数据发送至数据分析端，与缺失数据的数据包进行比对，形成一个持续完整的数据后，不同线路下接收的数据包通过比对后，可快速的寻找到丢失的数据帧数，并将丢失的数据补充完整，保证了数据的完整性以及可靠性。

Description

一种电力物联网上行数据持续可靠传输方法
技术领域
本发明涉及电力物联网，具体为一种电力物联网上行数据持续可靠传输方法。
背景技术
在电网的各个变电站和换流站中，生产环境具有强电场、强磁场、户外高温高湿的特点。为保障安全生产需要对重要数据进行采集和监控，数据采集主要包含如下类型：局放检测、油色谱检测、SF6气体监测、环境状态监控。低速率采集终端主要包括：SF6表计采集、温湿度表计采集、避雷器动作次数及泄漏电流表计采集、水压表计采集、电导率采集、水温表计采集、环境温度风速水浸采集等。需要定期对相关设备进行数据采集、传输，这些设备数量多、部署密集，如何保证数据传输的及时性和可靠性是一个关键问题。
LoRa无线通信技术，具备低功耗、传输距离广、信号穿透性强、灵敏度高的特点，适合在电网变电站和换流站这种复杂电磁环境中应用。但是，在LoRaWAN标准中，终端的信道接入方法是纯ALOHA机制，随着终端数量增多或发送上行数据包频率增快时，多个终端的上行数据包在信道上发生碰撞的概率就大大增加，从而造成终端数据丢包的结果。若想保证终端上行数据持续可靠传输，目前通用的方式有两种。
方式一：为了解决信道争抢问题，目前LoRaWAN已经实现了CSMA-CA技术，CSMA-CA算法分两步，首先对信道进行检测，通过检测信道的忙闲状态，在信道空闲时进行发送数据；其次在信道忙时进行延时退避，延时到后再检测，如果检测还忙，则退避时间加倍。
方式二：终端采用上行确认包机制，收到上行数据应答消息后认为数据发送成功。
由于方式一中对于上行数据传输的时效性无法保证，若多次检测到信道繁忙状态，数据发送延时会很长甚至会做丢弃处理，这样对于多个上行数据持续传输的场景，传输时延将成倍增长；在方式二中的上行确认包响应消息会占用网关的下行信道资源，由于LoRaWAN网关的下行信道资源相对上行信道资源所占的比例本身就很少，多数LoRaWAN网关只有一个下行信道，所以上行确认包机制被谨慎使用；持续上行确认数据传输会将下行信道资源占满，直接导致网关下行信道拥塞。
以上两种方式，都只能在牺牲时域或频域资源的基础上满足上行数据的持续可靠传输。
首先将数据复制成多份并发送至数据接收终端处储存，会存在大量相同的数据包，浪费网络资源的同时降低数据接收终端存储数据的量，降低了数据接收终端使用效率，同时在传输的过程中，一部分数据丢失后也难以将丢失的数据补全。
为了解决上述技术问题，本申请提出一种电力物联网上行数据持续可靠传输方法。
发明内容
本发明的目的在于提供一种电力物联网上行数据持续可靠传输方法，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：一种电力物联网上行数据持续可靠传输方法，包括以下步骤：
S1数据接收终端定时更新数据包信息，并根据数据包信息进行线路建立或线路更新；
S2数据输出端将数据包复制后逐一分配到转发端口，其中一个转发端口直接将该端口内的数据包发送至数据分析端内暂存；另外一部分转发端口内的数据包被逐一发送至中间发送端口处；
S3中间发送端口接收到数据包后对其进行相关性检测，对于无关的数据包进行网络标记；
S4中间端口内的数据包依次将数据包发送至数据分析端，数据分析端根据转发端口直接发送至数据分析端内的数据包与通过中间端口发送的数据包进行一一比对处理，对比处理完成后再对保留下来的数据包进行持续性检测，数据合格后，直接发送至数据接收终端内储存；数据缺失一部分后，发出数据补发指令将缺失数据进行补充，并直接将缺失的数据发送至数据分析端，与缺失数据的数据包进行比对，形成一个持续完整的数据后，直接发送至数据接收终端处，完成数据传输。
优选的，所述S1中设置多个不同类型的存储数据库，每个数据库与不同类型的数据包通过编码进行对应，与存储数据库编码相同的数据包直接发送至具有相同编码的存储数据库内。
优选的，存储数据库定时更新其内部的数据，当其中一个存储数据库内接收完毕后一个数据包后即刻更新内部的数据，同时触发建立新的线路或更新线路。
优选的，所述步骤S4通过中间端口发送至数据分析端内的每个数据包需逐个与转发端发送的数据包进行比对；
当中间端口发送的数据包与转发端发送的数据包相同时，直接将其中一个数据包丢弃；
当中间端口发送的数据包与转发端发送的数据包不同时，将二者保留，保留后数据包进行解帧，对比二者内数据存在的不同之处并进行数据持续性检测，若其中的数据与需要的数据无关则直接将无关的数据直接丢弃，保留相关的数据，若二者数据均相关，则对二者继续进行比对，二者的数据合并后可成一个完整的数据时，将相同的一部分数据保留一份，不同的数据均保存，组合成完整的数据直接发送至数据接收终端；二者中的数据不能组合成一个完整的数据时，将可用数据较少的一个直接丢弃，并向数据输出端发送缺失数据补发指令，数据输出端根据指令需求将缺失的数据直接发送至数据分析端，组合成一个完成的数据发送至数据接收终端。
优选的，所述数据持续性检测步骤主要包括，实时检测数据中帧数的连续性，记录数据中缺失帧数的数据，对数据整体帧数与正常帧数对比，是否存在异常帧，进而判断数据的持续性。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1.该电力物联网上行数据持续可靠传输方法通过采用不同路径的传输方式，数据分析端通过不同的路径方式接收到的数据包需通过一一比对处理，有效的解决了由于线路导致数据包丢失或数据包中的部分数据丢失的问题，有效的提高了数据接收终端接收的数据的可靠性；
2.不同线路下接收的数据包通过比对后，可快速的寻找到丢失的数据帧数，并将丢失的数据补充完整，从而保证了数据的完整性以及可靠性。
附图说明
图1为本发明一种电力物联网上行数据持续可靠传输方法的方案流程示意图；
图2为本发明一种电力物联网上行数据持续可靠传输方法的数据输出端内的主要部分示意图；
图3为本发明一种电力物联网上行数据持续可靠传输方法的数据分析端内的主要部分示意图。
具体实施方式
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。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1-3，本发明提供一种电力物联网上行数据持续可靠传输方法：一种电力物联网上行数据持续可靠传输方法，包括以下步骤：
S1数据接收终端定时更新数据包信息，数据接收终端内设置有多个不同类型的存储数据库，每个存储数据库通过不同的网络编码进行分类，在向数据接收终端发送数据包之前需将数据包进行分类，每个数据包中具有与数据接收终端中的一个类型的存储数据库相对应，数据接收终端所接收的数据包直接根据数据包的类型被存储至指定类型的存储数据库中，提高数据接收终端的运行速度，并根据数据包信息进行线路建立或线路更新，存储数据库定时更新其内部的数据，当其中一个存储数据库内接收完毕后一个数据包后即刻更新内部的数据，同时触发建立新的线路或更新线路；
S2数据输出端将数据包复制后逐一分配到转发端口，其中一个转发端口直接将该端口内的数据包发送至数据分析端内暂存；另外一部分转发端口内的数据包被逐一发送至中间发送端口处；
S3中间发送端口接收到数据包后对其进行相关性检测，对于无关的数据包进行网络标记；
S4中间端口内的数据包依次将数据包发送至数据分析端，数据分析端根据转发端口直接发送至数据分析端内的数据包与通过中间端口发送的数据包进行一一比对处理，当中间端口发送的数据包与转发端发送的数据包相同时，直接将其中一个数据包丢弃，并保留其中一个数据包与下一个中间端口发送的数据包进行比对，依次与中间端口发送的每个数据包进行对比，直至与中间端口发送的每个数据包对比完成，当中间端口发送的数据包与转发端发送的数据包不同时，此时则对保留下来的数据包进行持续性检测，数据持续性检测步骤主要包括，实时检测数据中帧数的连续性，记录数据中缺失帧数的数据，对数据整体帧数与正常帧数对比，是否存在异常帧，进而判断数据的持续性，对比后不同的两个数据包则被保留下来，保留后数据包进行解帧，对比二者内数据存在的不同之处并进行数据持续性检测，若其中的数据与需要的数据无关则直接将无关的数据直接丢弃，保留相关的数据，若二者数据均相关，则对二者继续进行比对，二者的数据合并后可成一个完整的数据时，将相同的一部分数据保留一份，不同的数据均保存，组合成完整的数据直接发送至数据接收终端；二者中的数据不能组合成一个完整的数据时，将可用数据较少的一个直接丢弃，并向数据输出端发送缺失数据补发指令，数据输出端根据指令需求将缺失的数据直接发送至数据分析端，组合成一个完整的数据发送至数据接收终端，该方式下通过多线路传输的技术，避免了在传输的过程中数据包丢失的问题，以及在传输的过程中，一部分数据包中的数据被丢失，能够通过比对找出其中丢失的数据帧数，并可将丢失的数据帧找出将缺失部分数据补充完整，提高数据接收终端接收数据的可靠性，数据合格后，直接发送至数据接收终端内储存；数据缺失一部分后，发出数据补发指令将缺失数据进行补充，并直接将缺失的数据发送至数据分析端，与缺失数据的数据包进行比对，形成一个持续完整的数据后，直接发送至数据接收终端处，完成数据传输。
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 (5)

1.一种电力物联网上行数据持续可靠传输方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1数据接收终端定时更新数据包信息，并根据数据包信息进行线路建立或线路更新；
S2数据输出端将数据包复制后逐一分配到转发端口，其中一个转发端口直接将该端口内的数据包发送至数据分析端内暂存；另外一部分转发端口内的数据包被逐一发送至中间发送端口处；
S3中间发送端口接收到数据包后对其进行相关性检测，对于无关的数据包进行网络标记；
S4中间端口内的数据包依次将数据包发送至数据分析端，数据分析端根据转发端口直接发送至数据分析端内的数据包与通过中间端口发送的数据包进行一一比对处理，对比处理完成后再对保留下来的数据包进行持续性检测，数据合格后，直接发送至数据接收终端内储存；数据缺失一部分后，发出数据补发指令将缺失数据进行补充，并直接将缺失的数据发送至数据分析端，与缺失数据的数据包进行比对，形成一个持续完整的数据后，直接发送至数据接收终端处，完成数据传输。
2.根据权利要求1所述的一种电力物联网上行数据持续可靠传输方法，其特征在于：所述S1中设置多个不同类型的存储数据库，每个数据库与不同类型的数据包通过编码进行对应，与存储数据库编码相同的数据包直接发送至具有相同编码的存储数据库内。
3.根据权利要求2所述的一种电力物联网上行数据持续可靠传输方法，其特征在于：存储数据库定时更新其内部的数据，当其中一个存储数据库内接收完毕后一个数据包后即刻更新内部的数据，同时触发建立新的线路或更新线路。
4.根据权利要求1所述的一种电力物联网上行数据持续可靠传输方法，其特征在于：所述步骤S4通过中间端口发送至数据分析端内的每个数据包需逐个与转发端发送的数据包进行比对；
当中间端口发送的数据包与转发端发送的数据包相同时，直接将其中一个数据包丢弃；
当中间端口发送的数据包与转发端发送的数据包不同时，将二者保留，保留后数据包进行解帧，对比二者内数据存在的不同之处并进行数据持续性检测，若其中的数据与需要的数据无关则直接将无关的数据直接丢弃，保留相关的数据，若二者数据均相关，则对二者继续进行比对，二者的数据合并后可成一个完整的数据时，将相同的一部分数据保留一份，不同的数据均保存，组合成完整的数据直接发送至数据接收终端；二者中的数据不能组合成一个完整的数据时，将可用数据较少的一个直接丢弃，并向数据输出端发送缺失数据补发指令，数据输出端根据指令需求将缺失的数据直接发送至数据分析端，组合成一个完成的数据发送至数据接收终端。
5.根据权利要求1所述的一种电力物联网上行数据持续可靠传输方法，其特征在于：所述数据持续性检测步骤主要包括，实时检测数据中帧数的连续性，记录数据中缺失帧数的数据，对数据整体帧数与正常帧数对比，是否存在异常帧，进而判断数据的持续性。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN117033061A (zh) * 2023-10-07 2023-11-10 天津渤海物联科技股份有限公司 一种产量数据的修正方法、装置、设备及存储介质

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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