一種基于IPv6的用電信息采集系統(tǒng)及其方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種基于IPv6的用電信息采集系統(tǒng)及其方法，所述系統(tǒng)包括智能量測設(shè)備、智能采集路由器、采集主站；所述采集主站通過智能采集路由器與智能量測設(shè)備端到端通信；所述本地網(wǎng)絡(luò)中智能量測設(shè)備間端到端的通信。所述方法包括(1)智能采集路由器采集主站下發(fā)控制指令；(2)智能采集路由器向智能量測設(shè)備轉(zhuǎn)發(fā)控制指令；(3)智能電表獲取控制指令并采集數(shù)據(jù)后返回至智能采集路由器；(4)智能采集路由器選擇路由模式；(5)智能采集路由器匯集和存儲量測數(shù)據(jù)；(6)智能采集路由器向采集主站轉(zhuǎn)發(fā)量測數(shù)據(jù)。
【專利說明】—種基于IPv6的用電信息采集系統(tǒng)及其方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用電信息采集系統(tǒng)，具體講涉及一種基于IPv6的用電信息采集系統(tǒng)及其方法。

【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)有的用電信息采集系統(tǒng)，包括主站、分站、智能電表以及它們之間的通信網(wǎng)絡(luò)。其中分站主要包括采集器和集中器。分層系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)中，本地網(wǎng)絡(luò)(LAN)連接智能電表和集中器，而集中器則通過廣域網(wǎng)(WAN)和主站相連。主站通常按省或某一地區(qū)進(jìn)行集中部署，主站系統(tǒng)與集中器通信獲取智能電表(采集任務(wù))，集中器采集數(shù)據(jù)的采集過程。這個過程中，集中器上行和下行的通信都需要經(jīng)過集中器中的應(yīng)用程序解析電力專用規(guī)約。廣域網(wǎng)常見的通信方式為電力光纖專網(wǎng)或2G/3G公共通信網(wǎng)絡(luò)。本地網(wǎng)絡(luò)常見的通信方式為基于有線連接的總線通信、低壓電力線載波通信(PLC)及微功率無線射頻網(wǎng)絡(luò)等。目前，典型的用電信息采集系統(tǒng)，大多是采用上述體系。
[0003]由于不同廠商生產(chǎn)的智能電表、集中器等設(shè)備上采用的通信模塊在物理層、數(shù)據(jù)鏈路層等并未遵循統(tǒng)一的規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)，導(dǎo)致模塊之間不具備兼容性和互換性，由此導(dǎo)致設(shè)備升級、維護(hù)和更換等方面成本高；擴展性不好，既不能支持當(dāng)前智能電網(wǎng)中用戶側(cè)分布式發(fā)電及儲能、電動汽車充電等新業(yè)務(wù)，也無法與未來泛在的物聯(lián)網(wǎng)融為一體；主站系統(tǒng)對通信網(wǎng)絡(luò)監(jiān)管并不獨立于采集業(yè)務(wù)，功能薄弱，在智能元件網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)管理、網(wǎng)絡(luò)故障探測、設(shè)備資產(chǎn)管理及網(wǎng)絡(luò)信息安全認(rèn)證、監(jiān)管和流量控制等方面缺乏良好監(jiān)管。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明用一種新的基于IPv6的具有路由、交換等功能的智能采集路由器代替現(xiàn)有的集中器。該設(shè)備可以在智能電表(或其它智能量測設(shè)備)與采集主站之間構(gòu)建一個支持IPv6的標(biāo)準(zhǔn)化的端到端的采集量測網(wǎng)絡(luò)。在智能電表、傳感器等智能量測設(shè)備上使用具有IPv6功能的即插即用電力通信模塊，具有獨立的IP地址，可作為網(wǎng)元被網(wǎng)絡(luò)管理單元所管理。采集主站部分增加獨立于采集業(yè)務(wù)的采集網(wǎng)絡(luò)管理單元，實現(xiàn)對全網(wǎng)設(shè)備狀態(tài)、故障監(jiān)測及Qos等功能。采用全I(xiàn)P化的采集網(wǎng)絡(luò)，不僅實現(xiàn)了采集主站系統(tǒng)與智能電表之間的端到端通信，而且在本地網(wǎng)絡(luò)中的各種智能設(shè)備也可以進(jìn)行端到端的通信，實現(xiàn)了本地設(shè)備之間的互操作性。
[0005]本發(fā)明的目的是采用下述技術(shù)方案實現(xiàn)的:
[0006]一種基于IPv6的用電信息采集系統(tǒng)，其改進(jìn)之處在于，所述系統(tǒng)包括智能量測設(shè)備、智能采集路由器、采集主站；
[0007]所述采集主站包括用電信息采集處理模塊和網(wǎng)絡(luò)管理模塊；
[0008]所述智能量測設(shè)備包括具有IPv6即插即用電力通信模塊的智能量測設(shè)備，其包括智能電表、傳感器和其它用戶側(cè)計量裝置；
[0009]所述智能采集路由器包括集中器和路由器；
[0010]所述采集主站通過智能采集路由器與智能量測設(shè)備端到端通信；
[0011]所述本地網(wǎng)絡(luò)中智能量測設(shè)備間端到端的通信。
[0012]優(yōu)選的，所述用電信息采集處理模塊包括自動數(shù)據(jù)采集單元、采集數(shù)據(jù)管理單元和聞級應(yīng)用；
[0013]所述網(wǎng)絡(luò)管理模塊包括采集網(wǎng)絡(luò)管理單元。
[0014]進(jìn)一步地，所述采集網(wǎng)絡(luò)管理單元，用于對網(wǎng)絡(luò)通信設(shè)備構(gòu)成的大規(guī)模IPv6/IPv4端點的廣域異構(gòu)通信網(wǎng)絡(luò)實行設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測、QoS、流量控制、遠(yuǎn)程配置、軟件版本管理及安全認(rèn)證流程的控制。
[0015]優(yōu)選的，所述系統(tǒng)電力通信模塊包括獨立的IPv6地址，該地址支持從網(wǎng)絡(luò)自動獲取和人工指定，以用于模塊與模塊之間以及模塊與智能采集路由器之間的本地網(wǎng)絡(luò)通信；
[0016]所述本地網(wǎng)絡(luò)通信介質(zhì)包括電力線載波、電力線寬帶、塔式或網(wǎng)格狀無線射頻網(wǎng)絡(luò)。
[0017]優(yōu)選的，所述電力通信模塊包括路由模式和終端模式；
[0018]在終端模式下，電力通信模塊藉由智能采集路由器與采集主站的端對端通信，只對本地節(jié)點的報文進(jìn)行收、發(fā)處理；
[0019]在路由模式下，電力通信模塊支持本地節(jié)點的報文收發(fā)和支持對收到的其它節(jié)點的報文進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)。
[0020]6、如權(quán)利要求1所述的一種基于IPv6的用電信息采集系統(tǒng)，其特征在于，所述智能采集路由器在路由器模式下，在網(wǎng)絡(luò)層和數(shù)據(jù)鏈路層完成IPv6報文的相互轉(zhuǎn)換并轉(zhuǎn)發(fā)；和集中器模式下通過內(nèi)置的電力通信協(xié)議周期采集和存儲。
[0021]本發(fā)明基于另一目的提供的一種基于IPv6的用電信息采集方法，其改進(jìn)之處在于，所述方法包括
[0022](I)智能采集路由器采集主站下發(fā)控制指令；
[0023](2)智能采集路由器向智能量測設(shè)備轉(zhuǎn)發(fā)控制指令；
[0024](3)智能電表獲取控制指令并采集數(shù)據(jù)后返回至智能采集路由器；
[0025](4)智能采集路由器選擇路由模式；
[0026](5)智能采集路由器匯集和存儲量測數(shù)據(jù)；
[0027](6)智能采集路由器向采集主站轉(zhuǎn)發(fā)量測數(shù)據(jù)。
[0028]優(yōu)選的，所述步驟(I)包括采集主站發(fā)送信息采集指令并由廣域網(wǎng)進(jìn)行傳輸，智能采集路由器從廣域網(wǎng)絡(luò)側(cè)接受下發(fā)的控制指令。
[0029]優(yōu)選的，所述步驟(2)中智能量測設(shè)備為具有IPv6即插即用電力通信模塊的智能量測設(shè)備，其包括智能電表、傳感器和其它用計量裝置。
[0030]優(yōu)選的，所述步驟(2)包括智能采集路由器將采集的設(shè)備標(biāo)識和控制信息通過本地網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)發(fā)給智能量測設(shè)備。
[0031]優(yōu)選的，所述步驟(3)包括智能量測設(shè)備通過該電力通信模塊接收智能采集路由器發(fā)送的設(shè)備標(biāo)識和控制信息，按照預(yù)設(shè)置的抄表下行協(xié)議獲取的采集數(shù)據(jù)，并通過本地網(wǎng)絡(luò)返回給智能采集路由器。
[0032]優(yōu)選的，所述步驟(4)包括智能采集路由器選擇通信模式，用路由器通信模式進(jìn)入步驟出)；用集中器通信模式進(jìn)入步驟(5)。
[0033]優(yōu)選的，所述步驟(5)包括在集中器模式下，內(nèi)置電力通信協(xié)議周期采集和存儲，在下行信道通信不穩(wěn)定的情況下，智能電表自動抄收，先將采集數(shù)據(jù)本地緩存，等待采集主站的召測或自動上報。
[0034]與現(xiàn)有技術(shù)比，本發(fā)明的有益效果為:
[0035](I) IP化的端到端基礎(chǔ)通信架構(gòu)可以解決目前電力通信模塊多種標(biāo)準(zhǔn)和專有協(xié)議帶來的兼容性和互換性差的問題，降低了采集系統(tǒng)的維護(hù)成本；
[0036](2)本地通信具備良好的擴展性，電力通信模塊可支持多種智能設(shè)備接入，同時模塊之間的互聯(lián)互通可更好地滿足電力公司開展用戶側(cè)需求響應(yīng)及各種增值服務(wù)的新需求；
[0037](3)采集主站的采集網(wǎng)絡(luò)管理單元增強了當(dāng)前缺失或被弱化的電力通信網(wǎng)絡(luò)管理模塊能力，并提高了采集網(wǎng)絡(luò)的安裝、調(diào)試、運行、維護(hù)和管理效率。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0038]圖1為本發(fā)明提供的一種基于IPv6的用電信息采集系統(tǒng)的物理架構(gòu)示意圖。
[0039]圖2為本發(fā)明提供的一種基于IPv6的用電信息采集系統(tǒng)電力通信模塊工作模式示意圖。
[0040]圖3為本發(fā)明提供的IPv6智能采集路由器通信模式示意圖。
[0041]圖4為本發(fā)明提供的一種基于IPv6的用電信息采集方法流程圖。

【具體實施方式】
[0042]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的【具體實施方式】作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。
[0043]如圖1所示，本發(fā)明一種基于IPv6的用電信息采集系統(tǒng)，包括智能量測設(shè)備、智能采集路由器、采集主站及它們之間的全I(xiàn)P化通信網(wǎng)絡(luò)。
[0044]智能量測設(shè)備包含了支持IPv6的即插即用電力通信模塊，用于模塊與模塊之間以及模塊與智能采集路由器之間進(jìn)行本地網(wǎng)絡(luò)通信。每個電力通信模塊擁有一個獨立的IPv6地址，地址支持自動從網(wǎng)絡(luò)獲取和人工指定。本地網(wǎng)絡(luò)可選用的通信介質(zhì)包括電力線載波、電力線寬帶、塔式或網(wǎng)格狀無線射頻網(wǎng)絡(luò)等。根據(jù)安裝地的實際條件或其他需求，如充分利用已有的基礎(chǔ)設(shè)施、網(wǎng)絡(luò)吞吐量或者SLA需求等，可以因地制宜地選擇最高效和最低成本的通信介質(zhì)。
[0045]電力通信模塊是一種具有獨立的IP地址的、安裝在采集網(wǎng)絡(luò)中海量的智能電表或其他智能量測設(shè)備上的電力通信模塊。該電力通信模塊在網(wǎng)絡(luò)層統(tǒng)一采用了 IPv6協(xié)議，包含多種通信接口以兼容物理層和數(shù)據(jù)鏈路層不同的通信方式。安裝了該電力通信模塊的智能電表不但可以直接接入通信網(wǎng)絡(luò)與采集主站進(jìn)行端到端的雙向交互，而且電力通信模塊之間無須經(jīng)由采集主站即可實現(xiàn)本地端到端通信，改變了傳統(tǒng)的采集主站只與集中器進(jìn)行通信的模式。藉由本地端到端通信，該電力通信模塊具備管理用戶戶內(nèi)網(wǎng)絡(luò)(HAN)的功能，可作為戶內(nèi)網(wǎng)關(guān)管理其他包含傳感器或控制器的用電設(shè)備。該電力通信模塊是標(biāo)準(zhǔn)化的，具有這種電力通信模塊的分布式電源及儲能、電動汽車充放電、大用戶負(fù)控等設(shè)備都可以被無縫接入本地通信網(wǎng)絡(luò)。
[0046]智能采集路由器是一種集路由和原采集功能于一體，在采集網(wǎng)絡(luò)中通過尋址和選擇最優(yōu)網(wǎng)絡(luò)路徑，建立采集主站與智能電表之間端到端通信的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備。同時，它也可作為標(biāo)準(zhǔn)的智能電表接入設(shè)備和本地網(wǎng)絡(luò)通訊網(wǎng)關(guān)。在目前電力信息采集系統(tǒng)中，集中器具有應(yīng)用層的規(guī)約解析、報文收發(fā)的功能，但它并不具有網(wǎng)絡(luò)層的路由器功能，因此藉由集中器組建的本地網(wǎng)絡(luò)必須使用電力專用協(xié)議進(jìn)行通信。這種組網(wǎng)方式不可避免地帶來了私有性與封閉性。本發(fā)明智能采集路由器則使用了開放和標(biāo)準(zhǔn)IP協(xié)議，其上下行報文分別是標(biāo)準(zhǔn)的IPv6報文和6LoWPAN(IPV6oVer IEEE802.15.4)報文。路由器僅在網(wǎng)絡(luò)層和數(shù)據(jù)鏈路層完成報文的相互轉(zhuǎn)換，并不利用應(yīng)用層的服務(wù)來進(jìn)行規(guī)約解析，因此由其組建的本地網(wǎng)絡(luò)不再受限于某種電力專用協(xié)議，具備良好的擴展性，可以與當(dāng)前快速發(fā)展的物聯(lián)網(wǎng)絡(luò)共享資源，以節(jié)省重復(fù)投資。而且，該智能采集路由器可以提供無狀態(tài)自動配置，使得本地網(wǎng)絡(luò)連接能夠快速建立。由于目前廣域網(wǎng)側(cè)IPv6技術(shù)尚未完全普及，智能采集路由器采用了雙棧技術(shù)以兼容IPv4/IPv6。同時，該智能采集路由器采用IPSec的安全性體系結(jié)構(gòu)以及6LoffPAN內(nèi)植的AES-128加密標(biāo)準(zhǔn)，其認(rèn)證和安全機制可滿足系統(tǒng)安全可靠性的需求。
[0047]采集主站是將用電信息采集處理模塊與網(wǎng)絡(luò)管理模塊的業(yè)務(wù)相分離。其中，用電信息的采集處理模塊業(yè)務(wù)主要由自動數(shù)據(jù)采集單元、采集數(shù)據(jù)管理單元及高級應(yīng)用組成。網(wǎng)絡(luò)管理模塊業(yè)務(wù)則由獨立的采集網(wǎng)絡(luò)管理單元完成。在整個系統(tǒng)采用了 IP化的通信架構(gòu)后，系統(tǒng)中的所有電力采集設(shè)備(智能采集路由器、電力通信模塊等)同時也是支持標(biāo)準(zhǔn)的網(wǎng)絡(luò)管理模塊協(xié)議SNMPV3的網(wǎng)絡(luò)通信設(shè)備，均可作為IP網(wǎng)元被通用的網(wǎng)管系統(tǒng)管理。所述采集網(wǎng)絡(luò)管理單元主要用于對這些網(wǎng)絡(luò)通信設(shè)備構(gòu)成的大規(guī)模IPv6/IPv4端點的廣域異構(gòu)通信網(wǎng)絡(luò)實行設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測、QoS、流量控制、遠(yuǎn)程配置、軟件版本管理及安全認(rèn)證流程的控制。
[0048]如圖2，所述電力通信模塊具有兩種工作模式:路由模式和終端模式。
[0049]在終端模式下，電力通信模塊藉由智能采集路由器與采集主站進(jìn)行端對端通信，只對本地節(jié)點的報文進(jìn)行收、發(fā)處理。
[0050]在路由模式下，電力通信模塊不但支持本地節(jié)點的報文收發(fā)，還支持對收到的其它節(jié)點的報文進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)。路由模式是通過支持IGMP/MLD協(xié)議的雙棧組播而實現(xiàn)的。在這種模式下本地網(wǎng)絡(luò)中的信息共享無須經(jīng)由采集主站收發(fā)，可以節(jié)省網(wǎng)絡(luò)帶寬并保證服務(wù)質(zhì)量，非常適用于傳感器與控制器設(shè)備間的本地互動控制。
[0051]電力通信模塊具備的功能有:
[0052](I)路由器發(fā)現(xiàn)和刷新功能，在任一節(jié)點在與其父節(jié)點連接中斷或者網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浒l(fā)生變化的情況下，能快速完成路由表的自動刷新，并自動搜尋到網(wǎng)絡(luò)中其它節(jié)點，重新建立網(wǎng)絡(luò)通信；
[0053](2)網(wǎng)絡(luò)安全功能，任一節(jié)點的加入都需要支持安全認(rèn)證，拒絕非認(rèn)證節(jié)點非法加入通信網(wǎng)絡(luò)；
[0054](3)數(shù)據(jù)安全功能，采集數(shù)據(jù)的存儲和傳輸，都可以采用業(yè)界公認(rèn)的安全的加密算法進(jìn)行加密；
[0055](4)有線和無線連接的遠(yuǎn)程升級功能，升級時可以采用0TA(0ver The Airtechnology)空中下載技術(shù)。
[0056]如圖3，所述智能采集路由器具有集中器、路由器，可采用兩種通信模式。
[0057]智能采集路由器用于建立采集主站與智能電表之間端到端通信，并作為通用的接入設(shè)備和本地通訊網(wǎng)關(guān)。該路由器能夠完成標(biāo)準(zhǔn)的IPv6報文和6LowPan報文的相互轉(zhuǎn)換，上行支持通過Eth光/電口、GRPS/3G/LTE、MVPLC等方式直接或者間接連接IPv6公網(wǎng)，支持標(biāo)準(zhǔn)IPv6的路由及報文轉(zhuǎn)發(fā)；下行提供SubGHz RF通信能力，支持與周邊的表計終端的無線電力通信模塊構(gòu)建無線通信網(wǎng)絡(luò)，并在RF信道上支持承載6LowPan報文的收發(fā)。
[0058]在路由器模式下，它僅需要在網(wǎng)絡(luò)層和數(shù)據(jù)鏈路層完成IPv6報文的相互轉(zhuǎn)換并轉(zhuǎn)發(fā)，無須利用應(yīng)用層的服務(wù)來進(jìn)行規(guī)約解析，從而解決了電力通信模塊核心芯片多種標(biāo)準(zhǔn)和專有協(xié)議帶來的兼容性和互換性差的問題。
[0059]在集中器模式下，它可通過內(nèi)置的多種電力通信協(xié)議周期采集和存儲。在下行信道通信不穩(wěn)定的情況下，它能夠?qū)χ悄茈姳碜詣映眨⒉杉瘮?shù)據(jù)先進(jìn)行本地緩存，隨后等待采集主站的召測或自動上報。保留集中器模式的原因主要為，在下行信道通信不穩(wěn)定的情況下亦可滿足數(shù)據(jù)采集成功率的要求。
[0060]智能采集路由器具有的其他功能還包括:
[0061](I)可以提供無狀態(tài)自動配置，具備無線網(wǎng)絡(luò)的建立和管理能力，能夠建立并管理維護(hù)一個SubGHz的RF MESH網(wǎng)絡(luò)以確保無線網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定性和健壯性；
[0062](2)網(wǎng)絡(luò)安全功能，提供防火墻，對登錄用戶提供身份驗證，對于申請加入無線通信網(wǎng)的終端節(jié)點，有身份驗證機制，拒絕非認(rèn)證節(jié)點非法加入無線通信網(wǎng)絡(luò)；
[0063](3)數(shù)據(jù)安全功能，采用業(yè)界公認(rèn)的安全的加密算法支持加密的采集數(shù)據(jù)的存儲和傳輸；
[0064](4)本地及遠(yuǎn)程維護(hù)功能，支持OTA遠(yuǎn)程升級，可提供日志和告警。
[0065]智能采集路由器的最大允許接入容量可達(dá)5000個端點。由智能采集路由器和多個所述電力通信模塊構(gòu)成的本地通信網(wǎng)絡(luò)是在IP層完成組網(wǎng)路由的，并不局限于某種物理層或者數(shù)據(jù)鏈路層的實現(xiàn)方式。這種新型本地通信網(wǎng)絡(luò)可兼容不同的通信技術(shù)、通信速度和通信介質(zhì)，并對未來的新技術(shù)保留擴展能力。智能采集路由器可安裝在小區(qū)配電房、桿塔上、變電站里或在其他的一些設(shè)施上，作為本地網(wǎng)絡(luò)和廣域網(wǎng)的交匯點。
[0066]采集主站將用電信息采集處理模塊與網(wǎng)絡(luò)管理模塊的業(yè)務(wù)相分離。智能采集路由器和電力通信模塊均支持標(biāo)準(zhǔn)的網(wǎng)絡(luò)管理模塊協(xié)議SNMPv3，能夠在安全的前提下作為一個IP網(wǎng)元被用電信息采集網(wǎng)絡(luò)管理單元所管理。這種將網(wǎng)絡(luò)管理模塊和應(yīng)用層系統(tǒng)分離的架構(gòu)具有良好的擴展性。網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施可以被共享，可以支撐電力公司多種應(yīng)用服務(wù)。用電信息采集網(wǎng)絡(luò)管理單元具備故障管理、配置管理、計費管理、性能管理和安全管理的五項基本功能，用戶無須進(jìn)行額外配置即可在網(wǎng)管圖形界面上直觀的進(jìn)行監(jiān)控和維護(hù)。其中:
[0067]故障管理功能包括:
[0068](I)故障事件收集，過濾和相關(guān)通信網(wǎng)絡(luò)的監(jiān)控；
[0069](2)通信網(wǎng)內(nèi)電力設(shè)備的設(shè)備狀態(tài)監(jiān)控和故障排查；
[0070](3)支持多種基于閾值的規(guī)則處理，可以自定義報警事件的發(fā)現(xiàn)和處理機制；
[0071](4)可在GIS地圖中將采集網(wǎng)絡(luò)的各個端點及其拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)可視化；
[0072](5)允許電力公司自定義故障事件的識別，處理和轉(zhuǎn)發(fā)給其他系統(tǒng)，如停電管理系統(tǒng)；
[0073](6)根據(jù)收集的事件可進(jìn)行問題自動追蹤。
[0074]配置管理功能包括:
[0075](I)可對現(xiàn)場電力通信模塊和智能采集路由器執(zhí)行基于ATO的軟件和固件升級；
[0076](2)實現(xiàn)了集中化的配置管理，支持RBAC基于角色的訪問控制；
[0077](3)提供靈活的設(shè)備分組選項以及利用分組進(jìn)行統(tǒng)一配置。
[0078]計費管理功能包括:
[0079](I)記錄所有網(wǎng)絡(luò)資源的使用分配信息，如流量、ACL訪問控制列表、防火墻過濾信息等；
[0080](2)支持用戶提供的接口統(tǒng)計其他信息。
[0081]性能管理功能包括:
[0082](I)可在GIS地圖中實時顯示性能信息；
[0083](2)可依據(jù)電力系統(tǒng)的特殊需求定制標(biāo)準(zhǔn)的采集數(shù)據(jù)集合；
[0084](3)提供對異常報告和可視化GIS地圖實時的基于閾值的規(guī)則處理引擎；
[0085](4)可定制數(shù)據(jù)采集頻率，并生成歷史記錄報表。
[0086]安全管理功能包括:
[0087](I)提供用戶訪問活動的日志信息供審核，檢查和安全事故管理；
[0088](2)支持零配置的、完全自動化的、安全的智能采集路由器和智能電表的接入部署方式；
[0089](3)提供設(shè)備級別與AAA及RADIUS整合的身份驗證，并對通信網(wǎng)絡(luò)設(shè)備試圖惡意接入提供警報；
[0090](4)采用了 PKI的安全認(rèn)證技術(shù)實現(xiàn)用戶私密數(shù)據(jù)的安全管理。
[0091]此外該系統(tǒng)提供API和與其他系統(tǒng)(如用電信息采集數(shù)據(jù)管理單元、故障管理系統(tǒng))的接口支持。
[0092]本發(fā)明通過在用電信息采集系統(tǒng)采集主站將數(shù)據(jù)管理和網(wǎng)絡(luò)管理模塊充分結(jié)合的實施方式，實現(xiàn)了在用電信息采集網(wǎng)絡(luò)中對設(shè)備狀態(tài)、信道狀態(tài)的監(jiān)測、安全認(rèn)證、QoS服務(wù)、故障診斷等功能，有效增強了當(dāng)前缺失或被弱化的通信網(wǎng)絡(luò)管理模塊能力，降低了運行和維護(hù)成本，提高了現(xiàn)場作業(yè)和系統(tǒng)管理的智能化水平。
[0093]本發(fā)明電力通信模塊可采用了 SubGHz的RF通信信道，支持加入一個SubGHz的RFMESH網(wǎng)絡(luò)，并在RF信道上支持承載6LoWPan報文的收發(fā)。
[0094]實施例
[0095]如圖4，本發(fā)明一種基于IPv6的用電信息采集方法具體流程如下:
[0096]1、采集主站發(fā)送信息采集指令并由廣域網(wǎng)進(jìn)行傳輸。
[0097]2、智能采集路由器從廣域網(wǎng)絡(luò)側(cè)接受下發(fā)的控制指令，在得到目標(biāo)智能電表或其他非表計設(shè)備的標(biāo)識后，將該標(biāo)識和控制信息通過本地網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)發(fā)給用戶側(cè)計量裝置。
[0098]3、智能電表和其他非表計設(shè)備通過該電力通信模塊接收智能采集路由器發(fā)送的設(shè)備標(biāo)識和控制信息，按照預(yù)設(shè)置的抄表下行協(xié)議獲取的采集數(shù)據(jù)，并通過本地網(wǎng)絡(luò)返回給智能采集路由器。
[0099]4、智能采集路由器接受用戶側(cè)返回的采集數(shù)據(jù)并準(zhǔn)備上傳。
[0100]5、具體采集數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)發(fā)，需根據(jù)通信信道的實際穩(wěn)定性和數(shù)據(jù)的實時性要求等，在智能采集路由器中采取路由器或集中器之一的通信模式進(jìn)行。
[0101]6、最終，智能采集路由器通過廣域網(wǎng)絡(luò)將采集數(shù)據(jù)上傳到采集主站完成整個采集流程。
[0102]最后應(yīng)當(dāng)說明的是:以上實施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非對其限制，所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員參照上述實施例依然可以對本發(fā)明的【具體實施方式】進(jìn)行修改或者等同替換，這些未脫離本發(fā)明精神和范圍的任何修改或者等同替換，均在申請待批的本發(fā)明的權(quán)利要求保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種基于IPv6的用電信息采集系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)包括智能量測設(shè)備、智能采集路由器、采集主站； 所述采集主站包括用電信息采集處理模塊和網(wǎng)絡(luò)管理模塊； 所述智能量測設(shè)備包括具有IPv6即插即用電力通信模塊的智能量測設(shè)備，其包括智能電表、傳感器和其它用戶側(cè)計量裝置； 所述智能采集路由器包括集中器和路由器； 所述采集主站通過智能采集路由器與智能量測設(shè)備端到端通信； 所述本地網(wǎng)絡(luò)中智能量測設(shè)備間端到端的通信。
2.如權(quán)利要求1所述的一種基于IPv6的用電信息采集系統(tǒng)，其特征在于，所述用電信息采集處理模塊包括自動數(shù)據(jù)采集單元、采集數(shù)據(jù)管理單元和高級應(yīng)用； 所述網(wǎng)絡(luò)管理模塊包括采集網(wǎng)絡(luò)管理單元。
3.如權(quán)利要求2所述的一種基于IPv6的用電信息采集系統(tǒng)，其特征在于，所述采集網(wǎng)絡(luò)管理單元，用于對網(wǎng)絡(luò)通信設(shè)備構(gòu)成的大規(guī)模IPv6/IPv4端點的廣域異構(gòu)通信網(wǎng)絡(luò)實行設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測、QoS、流量控制、遠(yuǎn)程配置、軟件版本管理及安全認(rèn)證流程的控制。
4.如權(quán)利要求1所述的一種基于IPv6的用電信息采集系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)電力通信模塊包括獨立的IPv6地址，該地址支持從網(wǎng)絡(luò)自動獲取和人工指定，以用于模塊與模塊之間以及模塊與智能采集路由器之間的本地網(wǎng)絡(luò)通信； 所述本地網(wǎng)絡(luò)通信介質(zhì)包括電力線載波、電力線寬帶、塔式或網(wǎng)格狀無線射頻網(wǎng)絡(luò)。
5.如權(quán)利要求1所述的一種基于IPv6的用電信息采集系統(tǒng)，其特征在于，所述電力通信模塊包括路由模式和終端模式； 在終端模式下，電力通信模塊藉由智能采集路由器與采集主站的端對端通信，只對本地節(jié)點的報文進(jìn)行收、發(fā)處理； 在路由模式下，電力通信模塊支持本地節(jié)點的報文收發(fā)和支持對收到的其它節(jié)點的報文進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)。
6.如權(quán)利要求1所述的一種基于IPv6的用電信息采集系統(tǒng)，其特征在于，所述智能采集路由器在路由器模式下，在網(wǎng)絡(luò)層和數(shù)據(jù)鏈路層完成IPv6報文的相互轉(zhuǎn)換并轉(zhuǎn)發(fā)；和集中器模式下通過內(nèi)置的電力通信協(xié)議周期采集和存儲。
7.一種基于IPv6的用電信息采集方法，其特征在于，所述方法包括 (1)智能采集路由器采集主站下發(fā)控制指令； (2)智能采集路由器向智能量測設(shè)備轉(zhuǎn)發(fā)控制指令； (3)智能電表獲取控制指令并采集數(shù)據(jù)后返回至智能采集路由器； (4)智能采集路由器選擇路由模式； (5)智能采集路由器匯集和存儲量測數(shù)據(jù)； (6)智能采集路由器向采集主站轉(zhuǎn)發(fā)量測數(shù)據(jù)。
8.如權(quán)利要求7所述的一種基于IPv6的用電信息采集方法，其特征在于，所述步驟(1)包括采集主站發(fā)送信息采集指令并由廣域網(wǎng)進(jìn)行傳輸，智能采集路由器從廣域網(wǎng)絡(luò)側(cè)接受下發(fā)的控制指令。
9.如權(quán)利要求7所述的一種基于IPv6的用電信息采集方法，其特征在于，所述步驟(2)中智能量測設(shè)備為具有IPv6即插即用電力通信模塊的智能量測設(shè)備，其包括智能電表、傳感器和其它用計量裝置。
10.如權(quán)利要求7所述的一種基于IPv6的用電信息采集方法，其特征在于，所述步驟(2)包括智能采集路由器將采集的設(shè)備標(biāo)識和控制信息通過本地網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)發(fā)給智能量測設(shè)備。
11.如權(quán)利要求7所述的一種基于IPv6的用電信息采集方法，其特征在于，所述步驟(3)包括智能量測設(shè)備通過該電力通信模塊接收智能采集路由器發(fā)送的設(shè)備標(biāo)識和控制信息，按照預(yù)設(shè)置的抄表下行協(xié)議獲取的采集數(shù)據(jù)，并通過本地網(wǎng)絡(luò)返回給智能采集路由器。
12.如權(quán)利要求7所述的一種基于IPv6的用電信息采集方法，其特征在于，所述步驟(4)包括智能采集路由器選擇通信模式，用路由器通信模式進(jìn)入步驟(6);用集中器通信模式進(jìn)入步驟(5)。
13.如權(quán)利要求7所述的一種基于IPv6的用電信息采集方法，其特征在于，所述步驟(5)包括在集中器模式下，內(nèi)置電力通信協(xié)議周期采集和存儲，在下行信道通信不穩(wěn)定的情況下，智能電表自動抄收，先將采集數(shù)據(jù)本地緩存，等待采集主站的召測或自動上報。
【文檔編號】H04L29/08GK104243595SQ201410495837
【公開日】2014年12月24日 申請日期:2014年9月24日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月24日
【發(fā)明者】欒文鵬, 徐大青, 雷鳴, 張展國 申請人:國家電網(wǎng)公司, 中國電力科學(xué)研究院, 許繼集團(tuán)有限公司, 國網(wǎng)浙江省電力公司