一种用于三相智能网关与控制主站之间的通信的方法与流程

1.本发明涉及电表信息采集相关技术领域，特别是涉及一种用于三相智能网关与控制主站之间的通信的方法。


背景技术：

2.目前，三相智能网关作为电力用户信息采集系统中的采集终端与控制主站间的桥梁，可以实现配电变压器低压侧用电信息采集与监控，包括电能计量、变压器运行状态监测、供电电能质量监测、现场环境监测、有序用电管理等功能。
3.三相智能网关在采集用户的用电数据后，需要将用户的用电数据上报至控制主站，控制主站则可以通过三相智能网关上报的用电数据进行处理。
4.在现有技术中，三相智能网关上行通信协议可以采用iec62056协议来实现，iec62056协议是首次应用到带有终端特性的下一代电能表产品上。所述iec62056协议是dlms用户协会提出了一种新的基于面向对象技术的电能表通信协议(dlms/cosem)，其包括两部分的内容：能量计量配套规范cosem和设备语言规范dlms，cosem是关于仪表数据模型和功能模型的规范,它规定了仪表的标准接口，是互操作的基础；而dlms则是这些数据模型和功能模型的“语言”。
5.但在现有技术中，如果三相智能网关与控制主站间采用iec62056标准的客户端/服务器通信架构，此时，三相智能网关的角色是服务器，而控制主站的角色是客户机；那么三相智能网关采用网络通信机制时的ip地址必须是静态的，然而静态ip地址资源是有限的，一个拓扑内存在大量的三相智能网关，此时三相智能网关会占用大量的ip资源，会降低整个拓扑中的通信效率。


技术实现要素：

6.本发明所要解决的技术问题在于，提供一种用于三相智能网关与控制主站之间的通信的方法，两者采用iec62056协议进行通信，且能节省ip资源，提高整个拓扑中电表数据的采集上传的效率。
7.为解决上述技术问题，作为本发明的一方面，提供一种用于三相智能网关与控制主站之间的通信的方法，所述三相智能网关与控制主站之间采用iec62056协议进行通信，所述方法包括：
8.步骤s10，在链路连接建立阶段，三相智能网关作为客户端，向作为服务器的控制主站发送链路建立请求，请求建立两者之间链路连接，其中，所述控制主站具有固定的静态ip地址；
9.步骤s11，控制主站响应三相智能网关的链路建立请求，建立两者之间的链路连接；
10.步骤s12，在两者之间建立链路连接后，所述三相智能网关与控制主站切换身份；作为客户端的控制主站向三相智能网关发送建立应用层连接的请求，作为服务器的三相智
能网关向控制主站发送响应，建立两者之间的应用层连接；
11.步骤s13，控制主站向三相智能网关发送数据读取请求，以获得三相智能网关所采集的电表相关数据；
12.步骤s14，三相智能网关响应控制主站的数据读取请求，向控制主站发送其所采集的电表相关数据。
13.优选地，所述控制主站向三相智能网关发送建立应用层连接的请求的步骤具体为：
14.所述控制主站向三相智能网关发送aarq消息，以请求建立两者之间的应用层连接；
15.所述三相智能网关向控制主站回应aare消息，以确认建立两者之间的应用层连接。
16.优选地，在三相智能网关与控制主站之间建立应用层连接后，三相智能网关向控制主站主动推送事件消息。
17.优选地，进一步包括：
18.在三相智能网关与控制主站之间没有进行数据通信时，三相智能网关周期性地向控制主站发送注册心跳帧以维持其与控制主站之间的长连接；
19.三相智能网关在连接未收到控制主站对注册心跳帧的确定帧的次数超过预定阈值后，立即向作为服务器的控制主站发送链路建立请求，请求再次建立两者之间链路连接。
20.优选地，所述注册心跳帧的数据结构包括：控制域和数据域，其中，控制域为报文包头，包含版本号、源地址、目的地址及消息长度；数据域中包含心跳帧标识以及逻辑设备号。
21.优选地，在三相智能网关响应控制主站的数据读取请求向控制主站发送其所采集的电表相关数据，或其向控制主站主动推送事件消息结束后，向控制主站发送链路结束帧，以释放两者之间的链路，解除两者之间的连接。
22.优选地，所述步骤s10进一步包括：
23.三相智能网关进行tcp的初始化，获得动态ip地址，并向控制主站发送链路建立请求，所述请求中携带有自身的标识以及动态ip地址信息。
24.实施本发明实施例，具有如下的有益效果：
25.本发明提供一种用于三相智能网关与控制主站之间的通信的方法，两者采用iec62056协议进行通信。在本发明实施例中，在链路连接建立阶段，三相智能网关作为客户端，向作为服务器的控制主站发送链路建立请求，进行链路连接的协商；而在链路连接建立之后，所述三相智能网关与控制主站切换身份，进行应用层连接的协商；在应用层连接建立之后，两者进行数据传输。故在建立阶段，只需要将控制主站的ip地址设置为静态地址，而三相智能网关无需采用静态ip地址；在后续的应用层连接建立及数据通信阶段，控制主站已经获知了三相智能网关的ip地址；从而可以使整个拓扑中，三相智能网关可以动态获得ip地址，从而可以节省宝贵的静态ip地址资源。整体上可以提高整个拓扑结构中，电表数据的采集上传的效率。
附图说明
26.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，下面描述中的附图仅仅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性的前提下，根据这些附图获得其他的附图仍属于本发明的范畴。
27.图1为本发明提供的一种用于三相智能网关与控制主站之间的通信的方法的一个实施例的主流程示意图。
具体实施方式
28.为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述。
29.为便于理解本发明，先简要地介绍一下iec62056协议的基本内容。iec62056协议共分为三层：物理层，链路层以及应用层。层与层之间使用指定的服务进行通信；通信双方采用客户端/服务器(client/server)结构；请求端为客户端，提供端为服务器；
30.其中，物理层位于通信模型的最底层，物理层的作用主要是对底层通信硬件进行操作；链路层主要负责数据传输的可靠性，包括诸如地址校验、帧长检验以及数据的crc校验等；而应用层的连接就是为数据通信提供一些配置参数。
31.如图1所示，示出了本发明提供的一种用于三相智能网关与控制主站之间的通信的方法的一个实施例的主流程示意图。在本实施例中，所述三相智能网关与控制主站之间采用iec62056协议进行通信，所述方法包括：
32.步骤s10，在链路连接建立阶段，三相智能网关作为客户端，向作为服务器的控制主站发送链路建立请求，请求建立两者之间链路连接，其中，所述控制主站具有固定的静态ip地址；
33.具体地，在本步骤中，三相智能网关进行tcp的初始化，获得动态ip地址，并向控制主站发送链路建立请求，在所述请求中携带自身的标识以及动态ip地址信息。
34.步骤s11，控制主站响应三相智能网关的链路建立请求，建立两者之间的链路连接；
35.步骤s12，在两者之间建立链路连接后，所述三相智能网关与控制主站切换身份；作为客户端的控制主站向三相智能网关发送建立应用层连接的请求，作为服务器的三相智能网关向控制主站发送响应，建立两者之间的应用层连接；
36.在一个具体的例子中，所述控制主站向三相智能网关发送建立应用层连接的请求的步骤具体为：
37.所述控制主站向三相智能网关发送aarq消息，以请求建立两者之间的应用层连接；
38.所述三相智能网关向控制主站回应aare消息，以确认建立两者之间的应用层连接。
39.步骤s13，控制主站向三相智能网关发送数据读取请求，以获得三相智能网关所采集的电表相关数据；
40.步骤s14，三相智能网关响应控制主站的数据读取请求，向控制主站发送其所采集
的电表相关数据；
41.步骤s15，在本次数据通信结束后，三相智能网关向控制主站发送链路结束帧，以释放两者之间的链路，解除两者之间的连接。
42.在一个具体的例子中，在三相智能网关与控制主站之间建立应用层连接后，三相智能网关向控制主站主动推送事件消息。
43.可以理解的是，三相智能网关需要通过一定的机制来维持其与控制主站之间的链路连接，在一个例子中，所述方法采用下述方法来实现，具体地，所述方法进一步包括：
44.在三相智能网关与控制主站之间没有进行数据通信时，三相智能网关周期性地向控制主站发送注册心跳帧以维持其与控制主站之间的长连接；在一个具体的例子中，在三相智能网关与控制主站之间没有进行数据通信时，三相智能网关每隔5分钟向控制主站发送一个注册心跳帧；
45.三相智能网关在连接未收到控制主站对注册心跳帧的确定帧的次数超过预定阈值后，立即向作为服务器的控制主站发送链路建立请求，请求再次建立两者之间链路连接，在一个例子中，所述预定阈值为3个。
46.所述注册心跳帧为自定义帧。在一个具体的例子中，所述注册心跳帧的数据结构包括：控制域和数据域，其中，控制域为报文包头，包含版本号、源地址、目的地址及消息长度；数据域中包含心跳帧标识以及逻辑设备号。
47.具体地，可以参见下表1所示：
48.表1注册心跳帧的数据结构字段内容示意表
[0049][0050]
更具体地，所述步骤s15具体为：在三相智能网关响应控制主站的数据读取请求向控制主站发送其所采集的电表相关数据，或其向控制主站主动推送事件消息结束后，向控制主站发送链路结束帧，以释放两者之间的链路，解除两者之间的连接。
[0051]
实施本发明实施例，具有如下的有益效果：
[0052]
本发明提供一种用于三相智能网关与控制主站之间的通信的方法，两者采用iec62056协议进行通信。在本发明实施例中，在链路连接建立阶段，三相智能网关作为客户端，向作为服务器的控制主站发送链路建立请求，进行链路连接的协商；而在链路连接建立之后，所述三相智能网关与控制主站切换身份，进行应用层连接的协商；在应用层连接建立之后，两者进行数据传输。故在建立阶段，只需要将控制主站的ip地址设置为静态地址，而三相智能网关无需采用静态ip地址；在后续的应用层连接建立及数据通信阶段，控制主站已经获知了三相智能网关的ip地址；从而可以使整个拓扑中，三相智能网关可以动态获得ip地址，从而可以节省宝贵的静态ip地址资源，只需要有限的ip地址字段就能服务拓扑结构中大量的三相智能网关。整体上可以提高整个拓扑结构中，电表数据的采集上传的效率。
[0053]
本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、装置、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实
施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、cd-rom、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
[0054]
本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
[0055]
以上所揭露的仅为本发明一种较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明权利要求所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。