一种电力物联网通信方法及系统

技术领域

本发明属于物联网通信领域，具体涉及一种电力物联网通信方法及系统。

背景技术

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。随着物联网技术的不断发展，物联网的应用领域越来越多，物联网在智能电网中的应用也在不断深化。根据智能电网物联网总体架构设计，电力物联网分为感知层、网络层和应用层。在这三层模型中，网络层承担了数据收集、数据处理和数据传输的任务，对于整个物联网应用具有非常重要的作用。

在电力物联网的示范应用实践中发现，电力物联网中部署在站所级的通信网关是一个非常薄弱的环节；由于电力设备所处环境一般比较恶劣，在这样的恶劣环境下电力物联网中的电力设备和用于通信的相应设备出现问题的可能性均较高，则为保证电力物联网的可靠运行，需要经常采集电力物联网实时信息来判断是否需要进行维修；然而，在恶劣环境下电力物联网中的通信设备也容易出现问题，使得通讯连接异常，因此经常会出现因信息传输不畅导致的不能及时对电力物联网进行检修维护的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种电力物联网通信方法及系统，用于解决电力物联网中的通信设备出现问题使得信息传输不畅导致的不能及时对电力物联网进行检修维护的问题。

为了实现上述目的，本发明提供了一种电力物联网通信系统，包括采集模块和信息传输模块，还包括通信自检模块；

所述采集模块用于获取当前电力系统的相关信息；

所述信息传输模块用于将采集模块获取的当前电力系统的相关信息向上层物联网发送以及接收上层物联网下发的指令信息；所述信息传输模块包括多个通信子模块，用于建立不同的信道，构成不同的通讯模式；

所述通信自检模块用于通过心跳机制进行如下通信自检：根据心跳信号发送速度参考值和当前的通讯模式下信息传输模块的心跳信号发送速度，判断信息发送传输模块当前信道连接是否通畅；若判定当前信道连接不通畅，则重新选择信道及通讯模式。

上述技术方案的有益效果为：设置不同的通讯模式，有利于保障通讯，相当于设置了多个备用的通信通道，能够有效防止通讯失灵；且通信自检模块能够及时判断通讯过程中是否存在信息传输不畅的问题并及时进行补救。

进一步地，所述信息传输模块分为信息发送模块和信息接收模块；所述信息发送模块向上层物联网发送信息的过程与信息接收模块接收上层物联网的指令信息的过程相互独立；

其中，信息发送模块的通信子模块包括有线连接子模块、无线连接子模块和5G通信子模块；有线连接子模块用于建立有线信道；无线连接子模块用于建立局域网无线信道，5G通信子模块用于建立移动互联网信道；

所述通讯模式包括有线连接模式，通过有线信道单独通讯；还包括无线连接模式，通过局域网无线信道单独通讯；还包括5G连接模式，通过移动互联网信道单独通讯；还包括组合连接模式，通过局域网无线信道和移动互联网信道同时通讯。

上述技术方案的有益效果为：将信息接收模块和信号发送模块分开设置，可以避免信息接收模块和信息发送模块发生的传输错误相互影响，增加通信系统的容错率；并且设置多种不同类型的通讯模式，避免同类故障影响到整体通讯效果，进一步防止通讯失灵。

进一步地，通信自检模块判断当前信道连接是否通畅及重新选择信道及通讯模式的方式为：

若心跳信号发送速度参考值和当前的通讯模式下信息发送模块的心跳信号发送速度相等，则判定当前信道连接通畅；若当前的通讯模式下信息发送模块的心跳信号发送速度小于心跳信号发送速度参考值，则判定当前信道连接不通畅，比对当前时刻各通讯模式下信息发送模块的数据传输速度，以使信息发送模块相应选择传输速度最快的通讯模式及信道继续向上层物联网发送相关信息。

上述技术方案的有益效果为：将信息不畅的信道更换为当前工况下传输效果最优的信道及通讯模式，能够保证通信效率处于较优状态。

进一步地，所述信息接收模块的通信子模块包括有线连接子模块、无线连接子模块和5G通信子模块，用于建立不同的信道，构成与信息发送模块相对应的通讯模式。

进一步地，所述电力系统的相关信息包括电力系统的当前环境温度，所述电力物联网通信系统还包括预警保护模块，用于判断环境温度是否处于设定环境温度范围内，若判定环境温度未处于设定环境温度范围内，则发出相应预警。

上述技术方案的有益效果为：设置预警保护模块以进行环境温度预警，保证相关人员能够及时发现过温问题。

进一步地，所述电力系统的相关信息包括电力系统中各电力设备的温度，所述电力物联网通信系统还包括预警保护模块，用于判断各电力设备的温度是否处于设定设备温度范围内，若判定存在电力设备的温度未处于设定设备温度范围内，则控制关闭该电力设备。

上述技术方案的有益效果为：设置预警保护模块，以执行电力设备过温保护，保证过温的异常电力设备造成的安全隐患能够被自动及时地排除。

本发明还提供了一种电力物联网通信方法，步骤如下：

1)建立局域网，通过采集模块获取当前电力系统的相关信息；

2)信息传输模块建立不同的信道，构成不同的通讯模式；

3)选择相应的信道和通讯模式，将采集模块获取的当前电力系统的相关信息向上层物联网发送；

建立局域网后，通过通信自检模块进行心跳机制通信自检：根据心跳信号发送速度参考值和当前的通讯模式下信息传输模块的心跳信号发送速度，判断当前信道连接是否通畅；若判定当前信道连接不通畅，则重新选择信道及通讯模式。

上述技术方案的有益效果为：设置不同的通讯模式，有利于保障通讯，相当于设置了多个备用的通信通道，能够有效防止通讯失灵；且通信自检模块能够及时判断通讯过程中是否存在信息传输不畅的问题并及时进行补救。

进一步地，将信息传输模块分为信息发送模块和信息接收模块，使通过信息发送模块向上层物联网发送信息的过程与通过信息接收模块接收上层物联网的指令信息的过程相互独立；

建立不同的信道的方式包括：通过有线连接子模块建立有线信道，通过无线连接子模块建立局域网无线信道，通过5G通信子模块建立移动互联网信道；

构成的通讯模式包括有线连接模式，通过有线信道单独通讯；还包括无线连接模式，通过局域网无线信道单独通讯；还包括5G连接模式，通过移动互联网信道单独通讯；还包括组合连接模式，通过局域网无线信道和移动互联网信道同时通讯。

上述技术方案的有益效果为：信息接收模块和信号发送模块分开设置，能够避免信息接收模块和信息发送模块发生的传输错误相互影响，增加通信系统的容错率；并且设置多种不同类型的通讯模式，避免同类故障影响到整体通讯效果，进一步防止通讯失灵。

进一步地，判断当前信道连接是否通畅及重新选择信道及通讯模式的方式为：

若心跳信号发送速度参考值和当前的通讯模式下信息发送模块的心跳信号发送速度相等，则判定当前信道连接通畅；若当前的通讯模式下信息发送模块的心跳信号发送速度小于心跳信号发送速度参考值，则判定当前信道连接不通畅，比对当前时刻各通讯模式下信息发送模块的数据传输速度，信息发送模块相应选择传输速度最快的通讯模式及信道继续向上层物联网发送相关信息。

上述技术方案的有益效果为：将信息不畅的信道更换为当前工况下传输效果最优的信道及通讯模式，能够保证通信效率处于较优状态。

进一步地，所述电力系统的相关信息包括电力系统的当前环境温度，通过预警保护模块判断环境温度是否处于设定环境温度范围内，若判定环境温度未处于设定环境温度范围内，则发出相应预警；所述电力系统的相关信息还包括电力系统中各电力设备的温度，通过预警保护模块判断各电力设备的温度是否处于设定设备温度范围内，若判定存在电力设备的温度未处于设定设备温度范围内，则关闭该电力设备。

上述技术方案的有益效果为：通过预警保护模块分别进行环境温度预警和执行电力设备过温保护，保证相关人员能够及时发现环境过温问题并能够及时自动排除过温的异常电力设备造成的安全隐患。

附图说明

图1为本发明电力物联网通信系统实施例中电力物联网通信系统的整体结构框图；

图2为本发明电力物联网通信系统实施例中采集模块的结构框图；

图3为本发明电力物联网通信系统实施例中信息发送模块的结构框图；

图4为本发明电力物联网通信系统实施例中信息接收模块的结构框图；

图5为本发明电力物联网通信系统实施例中通信自检模块的结构框图；

图6为本发明电力物联网通信方法实施例中电力物联网通信方法的流程框图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明了，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。

电力物联网通信系统实施例：

本实施例提供了一种电力物联网通信系统的技术方案，参照图1，本实施例中的物联网设备即对应了电力物联网中的电力设备；该通信系统包括采集模块和信息传输模块；其中，采集模块用于获取当前电力系统的相关信息；本实施例中，所采集的相关信息包括当前电力设备在线信息、当前设备信息以及视频信息，如图2所示，采集模块也对应包括了用于采集电力设备在线信息的电力设备采集子单元、用于采集电力设备当前温度信息的温度采集子单元、用于采集环境温度信息的环境温度采集子单元以及用于采集电力设备视频信的视频信息采集子单元；

信息传输模块用于将采集模块获取的当前电力系统的相关信息向上层物联网发送以及接收上层物联网下发的指令信息；本实施例中，将信息传输模块分为信息发送模块和信息接收模块，信息发送模块向上层物联网发送信息的过程与信息接收模块接收上层物联网的指令信息的过程相互独立；此处将信息接收模块和信号发送模块分开设置，可以避免信息接收模块和信息发送模块发生的传输错误相互影响，因此能够增加通信系统的容错率。

其中，信息发送模块包括多个通信子模块，用于建立不同的信道，构成不同的通讯模式；本实施例中，如图3所示，信息发送模块包括的通信子模块为有线连接子模块、无线连接子模块和5G通信子模块；有线连接子模块用于建立有线信道；无线连接子模块用于建立局域网无线信道，5G通信子模块用于建立移动互联网信道；各个通信子模块和建立的信道对应构成的通讯模式包括有线连接模式，通过有线信道单独通讯；还包括无线连接模式，通过局域网无线信道单独通讯；还包括5G连接模式，通过移动互联网信道单独通讯；还包括组合连接模式，通过局域网无线信道和移动互联网信道同时通讯。

同理，信息接收模块也包括多个通信子模块，用于建立不同的信道，构成不同的通讯模式；本实施例中，如图4所示，信息接收模块包括的通信子模块为有线连接子模块、无线连接子模块和5G通信子模块；有线连接子模块用于建立有线信道；无线连接子模块用于建立局域网无线信道，5G通信子模块用于建立移动互联网信道；信息接收模块中各个通信子模块和建立的信道对应构成的通讯模式与信息发送模块相同，包括有线连接模式，通过有线信道单独通讯；还包括无线连接模式，通过局域网无线信道单独通讯；还包括5G连接模式，通过移动互联网信道单独通讯；还包括组合连接模式，通过局域网无线信道和移动互联网信道同时通讯；上述多种通讯模式的设置有利于保障通讯，相当于设置了多个备用的通信通道，能够有效防止通讯失灵。

该通信系统还包括通信自检模块；该通信自检模块用于通过心跳机制进行如下通信自检：根据心跳信号发送速度参考值和当前的通讯模式下信息传输模块的心跳信号发送速度，判断信息发送传输模块当前信道连接是否通畅；若判定当前信道连接不通畅，则重新选择信道及通讯模式。判断当前信道连接是否通畅及重新选择信道及通讯模式的方式具体为：

若心跳信号发送速度参考值和当前的通讯模式下信息发送模块的心跳信号发送速度相等，则判定当前信道连接通畅；若当前的通讯模式下信息发送模块的心跳信号发送速度小于心跳信号发送速度参考值，则判定当前信道连接不通畅，比对当前时刻各通讯模式下信息发送模块的数据传输速度，信息发送模块相应选择传输速度最快的通讯模式及信道继续向上层物联网发送相关信息。参照图5，通信自检模块可以发送心跳结构包，预设基础心跳包发送速度(即心跳信号发送速度参考值)V

其中v

当V

当V

在判定信道不通畅的时候需要对比当前v

本实施例中，各个模块需要进行的逻辑判断以及计算等处理过程均可以通过计算模块进行，该计算模块能够用于接收通信自检模块和采集模块的信息并对信息进行相应处理，并通过信息发送模块和信息接收模块与上层物联网设备通讯，以及控制预警保护模块执行保护指令。

本实施例中，电力物联网通信系统还包括预警保护模块，也可以称为保护执行模块；在本实施例中，该预警保护模块可以分别进行环境温度预警和执行电力设备过温保护，在其他实施例中，该预警保护模块也可以仅进行环境温度预警，或仅执行电力设备过温保护；环境温度预警和执行电力设备过温保护的具体方式如下：

预设电力设备正常温度范围(t

本实施例中的预警保护模块还可以包括信息储存子模块，用于记录每次报警以及断电时候的采集模块采集的信息数据；以及电力设备报警子模块，用于在断电保护的时候发出报警信息。

电力物联网通信方法实施例：

本实施例提供了一种电力物联网通信方法的技术方案，参照图6，步骤如下：

1)建立局域网，通过采集模块获取当前电力系统的相关信息；

本实施例中，所采集的相关信息包括当前电力设备在线信息、当前设备信息(包括电力设备当前温度信息和当前环境温度信息)以及视频信息，分别通过采集模块中的电力设备采集子单元、温度采集子单元、环境温度采集子单元以及视频信息采集子单元采集；其中温度采集子单元采集电力设备当前温度信息，环境温度采集子单元采集当前环境温度信息；将通过采集模块采集的信息汇总并进行保存。

2)信息传输模块建立不同的信道，构成不同的通讯模式；

具体地，将信息传输模块分为信息发送模块和信息接收模块，使通过信息发送模块向上层物联网发送信息的过程与通过信息接收模块接收上层物联网的指令信息的过程相互独立；此处将信息接收模块和信号发送模块分开设置，可以避免信息接收模块和信息发送模块发生的传输错误相互影响，因此能够增加通信系统的容错率。

建立不同的信道的方式包括：通过有线连接子模块建立有线信道，通过无线连接子模块建立局域网无线信道，通过5G通信子模块建立移动互联网信道；构成的通讯模式包括有线连接模式，通过有线信道单独通讯；还包括无线连接模式，通过局域网无线信道单独通讯；还包括5G连接模式，通过移动互联网信道单独通讯；还包括组合连接模式，通过局域网无线信道和移动互联网信道同时通讯。

同理，信息接收模块也包括多个通信子模块，用于建立不同的信道，构成不同的通讯模式；本实施例中，信息接收模块包括的通信子模块为有线连接子模块、无线连接子模块和5G通信子模块；有线连接子模块用于建立有线信道；无线连接子模块用于建立局域网无线信道，5G通信子模块用于建立移动互联网信道；信息接收模块中各个通信子模块和建立的信道对应构成的通讯模式与信息发送模块相同，包括有线连接模式，通过有线信道单独通讯；还包括无线连接模式，通过局域网无线信道单独通讯；还包括5G连接模式，通过移动互联网信道单独通讯；还包括组合连接模式，通过局域网无线信道和移动互联网信道同时通讯；上述多种通讯模式的设置有利于保障通讯，相当于设置的多个备用的通信通道，能够有效防止通讯失灵。

3)选择相应的信道和通讯模式，将采集模块获取的当前电力系统的相关信息向上层物联网发送；

建立局域网后，通过通信自检模块进行心跳机制通信自检：根据心跳信号发送速度参考值和当前的通讯模式下信息传输模块的心跳信号发送速度，判断当前信道连接是否通畅；若判定当前信道连接不通畅，则重新选择信道及通讯模式。判断当前信道连接是否通畅及重新选择信道及通讯模式的方式具体为：

若心跳信号发送速度参考值和当前的通讯模式下信息发送模块的心跳信号发送速度相等，则判定当前信道连接通畅；若当前的通讯模式下信息发送模块的心跳信号发送速度小于心跳信号发送速度参考值，则判定当前信道连接不通畅，比对当前时刻各通讯模式下信息发送模块的数据传输速度，信息发送模块相应选择传输速度最快的通讯模式及信道继续向上层物联网发送相关信息；预设基础心跳包发送速度(即心跳信号发送速度参考值)V

其中v

当V

当V

在判定信道不通畅的时候需要对比当前v

本实施例中，还通过预警保护模块接收设备物理汇总信息，根据其中的当前环境温度以及电力系统中各电力设备的温度，分别进行环境温度预警和执行电力设备过温保护；环境温度预警和执行电力设备过温保护的具体方式如下：预设电力设备正常温度范围(t

本发明具有以下特点：

1)信息发送模块和接收模块均包括多个通信子模块，对应建立不同的信道，构成不同的通讯模式，这样的设置利于保障通讯，相当于设置了多个备用的通信通道，能够有效防止通讯失灵。

2)设置基于心跳机制的通信自检模块，根据心跳信号发送速度参考值和当前的通讯模式下信息传输模块的心跳信号发送速度，判断信息发送传输模块当前信道连接是否通畅；若判定当前信道连接不通畅，则重新选择信道及通讯模式；由此能够及时判断通讯过程中是否存在信息传输不畅的问题，且能够及时进行补救，并将信息不畅的信道更换为当前工况下传输效果最优的信道及通讯模式，保证通信效率；

3)将信息接收模块和信号发送模块分开设置，可以避免信息接收模块和信息发送模块发生的传输错误相互影响，增加通信系统的容错率。

4)设置预警保护模块，分别进行环境温度预警和执行电力设备过温保护，保证相关人员能够及时发现环境过温问题并能够及时自动排除过温的异常电力设备造成的安全隐患。

应当理解的是，本发明的上述具体实施方式仅仅用于示例性说明或解释本发明的原理，而不构成对本发明的限制。因此，在不偏离本发明的精神和范围的情况下所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。此外，本发明所附权利要求旨在涵盖落入所附权利要求范围和边界、或者这种范围和边界的等同形式内的全部变化和修改例。