一种电力系统及其通信方法与流程

本发明涉及一种电力系统及其通信方法，属于电力通信领域。

背景技术：

1、随着通信技术的发展，5g通信技术以及wifi通信技术越来越成熟。在电力行业中，5g凭借性能高、时延底、成本少等优势几乎占据了电力通信的霸主地位，数据通信从有线网络到无线网络，从近距离传输到远距离传输，分散式控制到集中式管理，使其为电力行业节省了极大成本，并使该行业的经济效益得到了极大提升。现阶段，5g通信技术使用的是license频谱资源，以室外部署信号干扰较小的优势广泛应用于室外场景，但5g技术采用的高频信号(24ghz-52ghz)，信号极易衰减，不适用于室内环境，且系统复杂、成本高，在室内厂站中不能达到理想的效果。由于wifi6是短距离的无线技术，信号强度也有所限制，因此侧重家庭网络、小型企业市场及室内高密接入，往往在室外场景的使用达不到所需的效果。

2、在现如今大多通信产品中，通信方式是单一、片面的，在通信方式选择过程中只能满足ip层端到端或mac层端到端等其中一种，使得现场通信方式受到局限；并且在通信协议选择的时候只有tcp、udp等通用协议，而这些终端通过这些协议与主站连接之后，接收不到数据回应，会误判通路断开，进行协议通道重连，这样大大降低电力通信的效率；其该协议使得终端表现出以下不足：一是主站准入门槛降低、通信安全性能差；二是不能支撑链路保活；而这两个缺点正是电力通信的致命问题。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种电力系统及其通信方法，用以解决电力系统通信方式单一、安全性能差且不能支撑链路保活的问题。

2、为实现上述目的，本发明的方案包括：

3、本发明的一种电力系统的通信方法，当电力系统终端之间进行通信时，采用端对端的通信方式，所述端对端的通信方式包括基于ip层端对端通信和基于mac层端对端通信，终端与主站之间通信采用串口通信的方式；

4、所述ip层端对端通信为通过在各终端之间建立虚拟通信隧道，利用虚拟通信隧道完成不同网段的终端之间的数据交互；

5、mac层端对端通信指的是通过在终端的虚拟通信隧道创建网桥，以设定的报文形式完成终端之间的数据交互；

6、串口通信是指终端与主站建立连接时，选取设定的通信协议，该终端根据选取的通信协议向主站发送注册报文，待注册成功后，终端与主站之间进行数据交互。

7、有益效果：本发明的电力系统的通信方法，主要包括了终端之间的通信以及终端与主站之间的通信，本发明提供了多种通信方式，包括终端之间的通信方式主要包括基于ip层端对端通信方式和基于mac层端对端通信方式，终端与主站之间采用串口通信的方式。而ip层的通信方式通过建立的虚拟通信隧道进行通信，能够使位于不同网段的终端之间进行通信，且方法简单高效，还能够提高数据传输的安全性。同理，mac层通过网桥进行通信提高了数据传输的安全性。而终端与主站之间建立连接后选取通信协议，终端根据选取的通信协议向主站发送注册报文，待获取到主站的响应报文后，终端与主站之间进行通信，保证通信链路的活性以及安全性。

8、进一步地，当终端与主站之间建立连接、选择通信协议后，主站与终端之间没有数据交互，且主站未响应该终端一直发送的注册请求时并持续第一设定时间后，终端则依次ping至少两个设定ip地址，若任一ip地址ping通，且在第二设定时间内与主站通信为异常，则重启该终端，若采用的设定ip地址均未ping通，则该终端重新拨号。

9、有益效果：本发明的通信协议具有心跳功能，当通道连接后在心跳时间内无数据交互，并不会误认为通信通道已经断开而直接重新连接，而是会向主站再次发送注册请求，若主站响应，表明通道未断开，并能继续进行数据交互，若主站未响应，则在系统向主站发送注册报文通道重连时间间隔后，会重新连接通道，保证了通信链路的活性，进而保障了电力通信的高效性。

10、进一步地，终端与主站通信时，通信协议包括可透传协议和不可透传协议，可透传协议包括tcp、udp、tcp_server，不可透传协议包括dc_tcp、dc_udp、dc_tcp_server，当终端与主站传输电力数据时，采用不可透传协议，当终端与主站传输非电力数据时，采用透传协议。

11、有益效果：本发明根据电力系统的实际需求提供了两种通信协议，即可透传协议和不可透传协议，不可透传协议为电力系统专用协议，采用电力系统专用协议，能够提高数据传输的安全性及传输效率。

12、进一步地，ip层端对端通信的方式为：确定本端和对端的网段ip，当两端的网段ip不同时，在两端分别建立虚拟ip，使本端虚拟ip与对端虚拟ip位于同一网段中，通过虚拟通信隧道将两端的网段ip分别封装成虚拟ip，并通过空口ip与公网进行通信连接，通过公网进行数据交互。

13、有益效果：当通信双端不在同一网段时，双端并不能进行通信，本发明的ip层端对端之间的通信方式主要是通过建立的虚拟隧道进行通信，实现了处于不同网段的两个终端之间的通信，同时，将终端的网段ip封装成虚拟ip，并通过空口ip与公网进行通信连接，进一步的提升了数据传输的安全性和可靠性。

14、进一步地，mac层端对端通信采用的报文格式为goose报文。

15、进一步地，dc_tcp协议与dc_udp协议的通信数据报文格式的组成包括：起始标志、类型、数据长度、id号、传输数据及结束标志。

16、有益效果：dc_tcp协议与dc_udp协议的通信数据中的报文格式为固定的报文格式，能够确保终端与主站之间的正确连接。

17、进一步地，隧道ip为在终端的网段ip数据包的报头前封装一个公网的ip数据包报头。

18、进一步地，终端与终端、与主站之间的通讯设备采用cpe设备。

19、有益效果：采用cpe设备的智慧厂站，通过智慧厂站平台统计整合收到的无人运输车的实时数据，通过网络实时监控反馈，依托于5g网络与wifi6网络提供高速可靠的数据传输环境，大大提高了整个厂站的工作效率，并大幅降低了5g网络的建设成本。

20、本发明的一种电力系统，包括终端、主站，所述电力系统采用如上所述的一种电力系统的通信方法进行数据交互。

21、有益效果：本发明的电力系统，通信方式为上述的电力系统的通信方法，提供了多种通信方式，能够使位于不同网段的终端之间进行通信，且方法简单高效，还能够提高数据传输的安全性。而且还保证终端与主站通信链路的活性以及安全性

技术特征：

1.一种电力系统的通信方法，其特征在于，当电力系统终端之间进行通信时，采用端对端的通信方式，所述端对端的通信方式包括基于ip层端对端通信和基于mac层端对端通信，终端与主站之间通信采用串口通信的方式；

2.根据权利要求1所述的电力系统的通信方法，其特征在于，当终端与主站之间建立连接、选择通信协议后，主站与终端之间没有数据交互，且主站未响应该终端一直发送的注册请求时并持续第一设定时间后，终端则依次ping至少两个设定ip地址，若任一ip地址ping通，且在第二设定时间内与主站通信为异常，则重启该终端，若采用的设定ip地址均未ping通，则该终端重新拨号。

3.根据权利要求1或2所述的电力系统的通信方法，其特征在于，终端与主站通信时，通信协议包括可透传协议和不可透传协议，可透传协议包括tcp、udp、tcp_server，不可透传协议包括dc_tcp、dc_udp、dc_tcp_server，当终端与主站传输电力数据时，采用不可透传协议，当终端与主站传输非电力数据时，采用透传协议。

4.根据权利要求1所述的电力系统的通信方法，其特征在于，ip层端对端通信的方式为：确定本端和对端的网段ip，当两端的网段ip不同时，在两端分别建立虚拟ip，使本端虚拟ip与对端虚拟ip位于同一网段中，通过虚拟通信隧道将两端的网段ip分别封装成虚拟ip，并通过空口ip与公网进行通信连接，通过公网进行数据交互。

5.根据权利要求1所述的电力系统的通信方法，其特征在于，mac层端对端通信采用的报文格式为goose报文。

6.根据权利要求3所述的电力系统的通信方法，其特征在于，dc_tcp协议与dc_udp协议的通信数据报文格式的组成包括：起始标志、类型、数据长度、id号、传输数据及结束标志。

7.根据权利要求4所述的电力系统的通信方法，其特征在于，隧道ip为在终端的网段ip数据包的报头前封装一个公网的ip数据包报头。

8.根据权利要求1-7任一项所述的电力系统的通信方法，其特征在于，终端与终端、与主站之间的通讯设备采用cpe设备。

9.一种电力系统，包括终端、主站，其特征在于，所述电力系统采用权利要求1-8任一项所述的一种电力系统的通信方法进行数据交互。

技术总结
本发明涉及一种电力系统及其通信方法，属于电力通信领域。当电力系统终端之间进行通信时，采用端对端的通信方式，所述端对端的通信方式包括基于IP层端对端通信和基于MAC层端对端通信，终端与主站之间通信采用串口通信的方式，其中IP层端对端通信利用建立的虚拟通信隧道完成不同网段的终端之间的数据交互，MAC层端对端通信方式通过在终端的虚拟通信隧道创建网桥，以设定的报文形式完成终端之间的数据交互，串口通信是指终端与主站建立连接时，选取设定的通信协议后向主站发送注册报文，待注册成功后，终端与主站之间进行数据交互，该系统的通信方式简单高效，安全性能高。

技术研发人员：汪涛,王文洒,刘振宇,任致远,王龙洋,胡叶宾,王兴安,陈玉峰,樊鹏,陈志宏,孙航飞,窦中山,王旭宁,张晨旭,罗欣,孟新昊,王思远,郭宏燕
受保护的技术使用者：许昌许继软件技术有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15