基于Modbus协议的电力物联终端识别方法及系统与流程

本发明属于电气自动化领域，具体涉及一种基于modbus协议的电力物联终端识别方法及系统。

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、目前，随着电力物联网和智能电网的快速发展，越来越多的电力物联终端接入了电力系统。同时，电力系统也需要对接入自身的电力物联终端进行实时识别，从而保证电力系统对于电力物联终端的控制和实时数据获取。

3、现阶段，电力系统要求接入自身的电力物联设备都采用modbus通信协议。但是，电力物联终端的类型多样，厂商也多种多样；不同的厂商和不同类型的电力物联设备，其对于modbus通信协议的定义是不同的；这使得电力系统对于电力物联终端的识别难度越来越高。当前，电力系统普遍采用人工识别的方式进行电力物联终端的识别。但是这类人工识别的方案，极其费时费力，而且效率较低，同时也无法实现电力物联终端的真正的“即插即用”。

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、精确性好且效率较高的基于modbus协议的电力物联终端识别方法。

2、本发明的目的之二在于提供一种实现所述基于modbus协议的电力物联终端识别方法的系统。

3、本发明提供的这种基于modbus协议的电力物联终端识别方法，包括如下步骤：

4、s1.获取现有的电力物联终端的动态信息和静态信息；

5、s2.根据步骤s1获取的数据信息，构建电力物联终端设备特征库；

6、s3.当电力系统接入待识别的电力物联终端中，与待识别的电力物联终端进行通信，以获取待识别的电力物联终端的设备地址和设备波特率；

7、s4.根据步骤s3获取的数据信息，再次与待识别的电力物联终端进行通信，以获取待识别的电力物联终端的设备特征数据；

8、s5.将步骤s4获取的设备特征数据与步骤s2构建的电力物联终端设备特征库进行对比，实现电力物联终端的识别。

9、步骤s1所述的获取现有的电力物联终端的动态信息和静态信息，具体包括如下步骤：

10、根据modbus设备的常用波特率，设定波特率集合为[9600,4800,2400,115200,19200]；

11、获取电力物联终端的通信波特率：依次按照设定的波特率集合中的元素值，向电力物联终端发送探测报文，并监测回复情况：若收到回复则表明当前采用的波特率值为电力物联终端的波特率值对应；若未收到回复则更换波特率后再次发送探测报文，直至收到回复；

12、设定modbus协议常用的寄存器地址为(0～299)、(3001～3100)和(4001～4100)，同时设定crc-16校验算法和设备地址；根据设定的数据信息，对每一个寄存器地址动态构造一条探测报文，发送给电力物联终端并接收回复的报文，提取回复的报文中的寄存器数值；

13、根据提取的寄存器数值，进行如下处理：

14、若寄存器数值为0且重复n1次，则设定特征值为a；

15、若寄存器数值大于300且重复n2次，则设定特征值为b；

16、若寄存器数值为空，则设定特征值为c；

17、若寄存器数值报错，则设定特征值为d；

18、若为其他情况，则设定特征值为e。

19、步骤s2所述的根据步骤s1获取的数据信息，构建电力物联终端设备特征库，具体包括如下步骤：

20、根据步骤s1获取的特征值，设定每x1个特征值构成一组，所有组构成最终的特征向量；

21、所有特征向量，与电力物联终端的静态信息一同构建得到电力物联终端设备特征库；所述的静态信息包括设备厂商和设备类型。

22、步骤s3所述的当电力系统接入待识别的电力物联终端中，与待识别的电力物联终端进行通信，以获取待识别的电力物联终端的设备地址和设备波特率，具体包括如下步骤：

23、在串口地址库查看得到若干个串口可用地址，并将设备地址修改为任一串口可用地址；创建波特率集合；调用设备点表库，获取修改设备地址对应的寄存器地址；

24、根据串口可用地址、寄存器地址和广播地址，构造修改设备地址的报文和探测报文，并发送给待识别的电力物联终端；

25、根据待识别的电力物联终端的回复内容，进行如下处理：

26、若有回复，则输出当前的串口可用地址和对应的波特率，完成待识别的电力物联终端的设备地址的修改；

27、若没有回复，则判断当前的串口可用地址是否轮询完毕：若没有轮询完毕，则采用下一个寄存器地址构造修改设备地址的报文和探测报文，并发送给待识别的电力物联终端，并再次进行判断；若轮询完毕，则调整波特率，并将设备地址修改为初始值，再次构造修改设备地址的报文和探测报文，并发送给待识别的电力物联终端，并再次进行判断。

28、步骤s4所述的根据步骤s3获取的数据信息，再次与待识别的电力物联终端进行通信，以获取待识别的电力物联终端的设备特征数据，具体包括如下步骤：

29、构造探测报文并发送给待识别的电力物联终端：

30、设定常用寄存器地址为(0～299)∪(3001～3100)∪(4001～4100)；

31、将常用寄存器地址分为x2组，每组有x3个寄存器地址；

32、在生成的寄存器地址组中，取第i组寄存器地址，构造探测报文并发送给待识别的电力物联终端；

33、根据待识别的电力物联终端的回复报文，提取回复报文中寄存器的内容，并进行如下判断：

34、若寄存器数值为0且重复n1次，则设定特征值为a；

35、若寄存器数值大于300且重复n2次，则设定特征值为b；

36、若寄存器数值为空，则设定特征值为c；

37、若寄存器数值报错，则设定特征值为d；

38、若为其他情况，则设定特征值为e；

39、最后，根据得到的特征值，构建待识别的电力物联终端的设备特征数据。

40、步骤s5所述的将步骤s4获取的设备特征数据与步骤s2构建的电力物联终端设备特征库进行对比，实现电力物联终端的识别，具体包括如下步骤：

41、将步骤s4获取的设备特征数据与步骤s2构建的电力物联终端设备特征库进行对比：

42、若匹配结果唯一，则将电力物联终端设备特征库中对应的设备静态信息输出，完成电力物联终端的识别；

43、若匹配结果不唯一，将电力物联终端设备特征库复制得到临时电力物联终端设备特征库，将临时电力物联终端设备特征库中匹配不成功的设备删除，更新临时电力物联终端设备特征库，对临时电力物联终端设备特征库中的设备特征子向量再次进行对比：对临时电力物联终端设备特征库中的设备特征向量从第n+1组开始进行对比：若比对结果完全相同，则对下一组特征向量进行对比；若对比结果不相同，则表示临时电力物联终端设备特征库的设备的第n+1组设备的特征向量不同，因此动态构造第n+1组寄存器地址对应的报文，依次发送给待识别的电力物联终端，并重复步骤s4～s5直至匹配结果唯一；最终，将电力物联终端设备特征库中对应的设备静态信息输出，完成电力物联终端的识别。

44、本发明还提供了一种实现所述基于modbus协议的电力物联终端识别方法的系统，包括数据获取模块、特征库构建模块、初步识别模块、特征获取模块和终端识别模块；数据获取模块、特征库构建模块、初步识别模块、特征获取模块和终端识别模块依次串联；数据获取模块用于获取现有的电力物联终端的动态信息和静态信息，并将数据信息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，构建电力物联终端设备特征库，并将数据信息上传初步识别模块；初步识别模块用于根据接收到的数据信息，当电力系统接入待识别的电力物联终端中，与待识别的电力物联终端进行通信，以获取待识别的电力物联终端的设备地址和设备波特率，并将数据信息上传特征获取模块；特征获取模块用于根据接收到的数据信息，再次与待识别的电力物联终端进行通信，以获取待识别的电力物联终端的设备特征数据，并将数据信息上传终端识别模块；终端识别模块用于根据接收到的数据信息，将设备特征数据与电力物联终端设备特征库进行对比，实现电力物联终端的识别。

45、本发明提供的这种基于modbus协议的电力物联终端识别方法及系统，能够根据modbus串口号就自动实现电力物联终端的自动识别，极大的提高了识别的效率和可靠性，而且精确性也更高。