基于Modbus协议的电力物联设备辨识方法及系统与流程

本发明属于电气自动化领域，具体涉及一种基于modbus协议的电力物联设备辨识方法及系统。

背景技术：

1、随着经济技术的发展和人们生活水平的提高，电能已经成为了人们生产和生活中必不可少的二次能源，给人们的生产和生活带来了无尽的便利。因此，保障电能的稳定可靠供应，就成为了电力系统最重要的任务之一。

2、随着越来越多的电力物联网设备开始接入电力物联网，电力物联网的安全稳定运行也随之受到了极大的挑战。因此，对于电力物联网设备的自动辨识，就成为了电力物联网安全稳定运行的必要手段之一。

3、目前，传统的电力物联设备辨识方案，是对已经接入的设备通过设备的流量特征进行辨识；但是，随着越来越多类型的设备的接入，目前传统的流量特征辨识的方案无法对未出现过的设备进行识别，因此现有方案无法实现精准、可靠的设备辨识。

技术实现思路

1、本发明的目的之一在于提供一种可靠性高且精确性好的基于modbus协议的电力物联设备辨识方法。

2、本发明的目的之二在于提供一种实现所述基于modbus协议的电力物联设备辨识方法的系统。

3、本发明提供的这种基于modbus协议的电力物联设备辨识方法，包括如下步骤：

4、s1.基于modbus协议，获取现有电力物联网设备的设备信息；

5、s2.根据步骤s1获取的设备信息，构建现有设备的设备特征库；

6、s3.当新设备接入电力物联网时，辨识新设备的参数信息，并基于modbus协议获取新设备的设备信息；

7、s4.将步骤s3获取的设备信息与步骤s2得到的设备特征库进行特征匹配，得到特征匹配结果；

8、s5.根据步骤s4得到的特征匹配结果，完成基于modbus协议的电力物联设备的辨识。

9、步骤s1所述的基于modbus协议，获取现有电力物联网设备的设备信息，具体包括如下步骤：

10、与现有的电力物联网设备通过串口进行连接，并设置波特率与设备的一致；

11、结合crc16校验算法，对设备的每一个寄存器地址，动态构造一条探测报文；所述探测报文为16位，第1～2位表示设备地址，第3～4位表示功能码，第5～8位表示设备寄存器的起始地址，第9～12位表示要读取的寄存器的数量，第13～16位表示报文的校验码；

12、将构造的探测报文，通过串口依次向各个设备发送，并接收设备回复的报文；所述的设备回复的报文为14位，第1～2位表示设备地址，第3～4位表示功能码，第5～6位表示读取的字节数，第7～10位表示寄存器的数值，第11～14位表示奇偶校验码；

13、采用以上步骤，获取所有的电力物联网设备所回复的所有报文。

14、步骤s2所述的根据步骤s1获取的设备信息，构建现有设备的设备特征库，具体包括如下步骤：

15、根据步骤s1获取的设备信息，获取设备回复的报文；

16、对单台设备所属的每一条报文中的表示寄存器的数值的部分数据，进行数据转化处理：

17、若数据部分为0，则将特征值取值为a；

18、若数据部分为空，则将特征值取值为b；

19、若设备回复的报文报错，则将特征值取值为c；

20、若数据部分不为0，则将特征值取值为d；

21、将单台设备所属的每一条报文所对应的特征值组合成特征值向量，作为该台设备的特征值向量；

22、针对该台设备，获取对应的设备静态信息；所述设备静态信息包括设备厂商信息、设备类型信息和设备型号信息；

23、将设备静态信息和设备的特征向量一同组成该台设备的设备特征；

24、采用以上步骤，获取所有的电力物联网设备所对应的设备特征，完成现有设备的设备特征库的构建。

25、步骤s3所述的当新设备接入电力物联网时，辨识新设备的参数信息，并基于modbus协议获取新设备的设备信息，具体包括如下步骤：

26、a.获取新接入设备的地址和新接入设备的串口；

27、b.创建波特率集合，并在波特率集合中任意选择一个波特率；

28、c.基于crc16奇偶校验算法构造波特率探测报文，并按照选定的波特率发送给新接入设备；所述的波特率探测报文为16位，第1～2位表示设备地址，第3～4位表示功能码，第5～8位表示寄存器起始地址，第9～12位表示问询的寄存器个数，第13～16位表示奇偶校验码；

29、d.若收到新接入设备的回复，则表明选定的波特率为新接入设备的波特率；若未收到新接入设备的回复，则表明选定的波特率不是新接入设备的波特率，此时在波特率集合中再次随机选择一个波特率，并重复步骤c～d直至收到新接入设备的回复；

30、e.根据新接入设备的地址，结合设备常用寄存器的地址和crc16校验算法，动态构造信息探测报文，并按照步骤d确定的新接入设备的波特率发送给新接入设备；

31、f.实时接收新接入设备回复的所有报文，提取回复的报文中的表示寄存器的数值的部分数据，并进行转化处理，得到新接入设备的特征值向量。

32、步骤s4所述的将步骤s3获取的设备信息与步骤s2得到的设备特征库进行特征匹配，得到特征匹配结果，具体包括如下步骤：

33、在步骤s3获取的设备信息中，获取新接入设备的特征值向量；

34、将新接入设备的特征值向量，与步骤s2得到的设备特征库中的各个现有设备的特征值向量进行匹配，得到对应的匹配结果。

35、步骤s5所述的根据步骤s4得到的特征匹配结果，完成基于modbus协议的电力物联设备的辨识，具体包括如下步骤：

36、若步骤s4得到的特征匹配结果为未匹配成功，则说明新接入设备不属于现有设备；

37、若步骤s4得到的特征匹配结果为匹配成功，则输出对应的现有设备的设备静态信息，完成新接入设备的辨识。

38、本发明还提供了一种实现所述基于modbus协议的电力物联设备辨识方法的系统，包括现有信息获取模块、特征库构建模块、新信息获取模块、特征匹配模块和设备辨识模块；现有信息获取模块和特征库构建模块串联，特征库构建模块的输出端连接特征匹配模块的输入端；新信息获取模块的输出端连接特征匹配模块的输入端；特征匹配模块的输出端连接设备辨识模块；现有信息获取模块用于基于modbus协议，获取现有电力物联网设备的设备信息，并将数据上传特征库构建模块；特征库构建模块用于根据接收到的数据信息，构建现有设备的设备特征库，并将数据上传特征匹配模块；新信息获取模块用于当新设备接入电力物联网时，辨识新设备的参数信息，并基于modbus协议获取新设备的设备信息，并将数据上传特征库构建模块；特征匹配模块用于根据获取的数据信息，将设备信息与设备特征库进行特征匹配，得到特征匹配结果，并将数据上传设备辨识模块；设备辨识模块用于根据接收到的数据，完成基于modbus协议的电力物联设备的辨识。

39、本发明提供的这种基于modbus协议的电力物联设备辨识方法及系统，针对需要辨识的不同厂家不同类型的modbus协议电力物联设备，动态构造探测报文，并通过网关向设备发送大量探测报文，根据回复内容的不同，划分成不同的特征值，通过特征值的组合，构成设备的特征向量，最后结合设备的厂商信息，构造设备特征库，生成相应文件；当接入新设备时，通过发送探测报文，提取相应的特征，组成特征文件并与特征库进行匹配，从而实现新接入设备的辨识；本发明考虑了现实设备接入的场景，实现了设备的自动辨识，理论上可以识别海量modbus协议的电力物联设备，而且生成的特征库通用性极高，能够存放到所有网关里，能够适用于大规模的电力物联终端的接入和识别，而且可靠性更高，精确性更好。