一種智能采集路由器及采集路由方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及電力通信技術(shù)領(lǐng)域，具體地，涉及一種智能采集路由器及采集路由方 法。
【背景技術(shù)】
[0002] 當(dāng)前我國電力用戶用電信息采集系統(tǒng)是一個(gè)分層系統(tǒng)，典型的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)由用電信 息采集主站、集中器、智能電能表及通信網(wǎng)絡(luò)組成。集中器是該系統(tǒng)的重要設(shè)備，它是整個(gè) 系統(tǒng)中廣域網(wǎng)和本地網(wǎng)絡(luò)的交匯點(diǎn)。集中器通過本地網(wǎng)絡(luò)連接智能電表，然后通過GPRS/3G 等廣域網(wǎng)絡(luò)接入到主站。集中器通過一定的周期收集電能表的量測數(shù)據(jù)，并存儲在集中器 上。集中器再根據(jù)設(shè)置的任務(wù)，主動(dòng)向主站上報(bào)數(shù)據(jù)；或根據(jù)需要主站從集中器上把數(shù)據(jù)取 走。
[0003] 目前集中器作為一個(gè)連接主站和智能電能表之間的終端設(shè)備，能較好地完成數(shù)據(jù) 收集和上傳的任務(wù)，但隨著應(yīng)用的進(jìn)一步深入，集中器在網(wǎng)絡(luò)的組織、管理和多業(yè)務(wù)支持等 方面的局限性已經(jīng)凸顯。
[0004] 首先集中器不是一個(gè)具有路由和交換功能的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，它主要用于周期收集電能 表數(shù)據(jù)，并根據(jù)業(yè)務(wù)需要對收集的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和加工，然后存儲于本地，主站到智能電能 表的所有實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)召測也是必須要通過集中器應(yīng)用程序進(jìn)行"硬轉(zhuǎn)換"。
[0005] 由于集中器不具備路由器等網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的直接尋址、轉(zhuǎn)換和網(wǎng)絡(luò)管理能力，整個(gè)通 信網(wǎng)絡(luò)中可以被監(jiān)視和管理的最小單元無法分配到最末端的設(shè)備（如智能電能表），為此 主站與末端設(shè)備的通信不是點(diǎn)對點(diǎn)方式，主站層面的網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)也無法對末端設(shè)備實(shí)施 管理，這樣會給故障診斷、網(wǎng)元狀態(tài)監(jiān)視、網(wǎng)絡(luò)安全及監(jiān)管帶來極大困難。
[0006] 另外集中器只是專用型采集設(shè)備，只能用于接入電表產(chǎn)品，很難擴(kuò)展和兼容其他 新業(yè)務(wù)。
[0007] 現(xiàn)有技術(shù)中，集中器和路由器的功能較為分立，僅有采集器功能，或只有路由器功 能，無法滿足生產(chǎn)實(shí)踐活動(dòng)中對于集中器和路由器結(jié)合的功能要求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008] 為了解決現(xiàn)有技術(shù)中集中器和路由器功能獨(dú)立，無法滿足生產(chǎn)實(shí)踐中結(jié)合的功能 要求的技術(shù)問題，本發(fā)明提出了一種智能采集路由器及采集路由方法。
[0009] 本發(fā)明的智能采集路由器的采集路由方法，包括：
[0010] 根據(jù)獲取的主站信息及通信方式要求配置與所述主站的通信網(wǎng)絡(luò)，建立與主站之 間的網(wǎng)絡(luò)連接；
[0011] 監(jiān)聽所述主站發(fā)送的第一網(wǎng)絡(luò)報(bào)文并判斷所述第一網(wǎng)絡(luò)報(bào)文是否完整，當(dāng)所述第 一網(wǎng)絡(luò)報(bào)文完整時(shí)，解析并獲取所述第一網(wǎng)絡(luò)報(bào)文的數(shù)據(jù)內(nèi)容；
[0012] 根據(jù)所述數(shù)據(jù)內(nèi)容中的主站要求，向采集模塊采集電力數(shù)據(jù)。
[0013] 本發(fā)明提供了一種智能采集路由器的采集路由方法，具有NAT64協(xié)議轉(zhuǎn)換、3G通 信、數(shù)據(jù)采集、網(wǎng)絡(luò)管理等功能，能夠同時(shí)實(shí)現(xiàn)電力數(shù)據(jù)采集和路由功能，顯著提高了電力 路由器集成度和工作效率。
[0014] 本發(fā)明的智能采集路由器，包括：
[0015] 網(wǎng)絡(luò)配置模塊，用于根據(jù)獲取的主站信息及通信方式要求配置與所述主站的通信 網(wǎng)絡(luò)，建立與主站之間的網(wǎng)絡(luò)連接；
[0016] 下行監(jiān)聽模塊，用于監(jiān)聽所述主站發(fā)送的第一網(wǎng)絡(luò)報(bào)文并判斷所述第一網(wǎng)絡(luò)報(bào)文 是否完整，當(dāng)所述第一網(wǎng)絡(luò)報(bào)文完整時(shí)，解析并獲取所述第一網(wǎng)絡(luò)報(bào)文的數(shù)據(jù)內(nèi)容；
[0017] 數(shù)據(jù)處理模塊，用于根據(jù)所述數(shù)據(jù)內(nèi)容中的主站要求，向采集模塊采集電力數(shù)據(jù)。
[0018] 本發(fā)明提供了一種智能采集路由器，具有NAT64協(xié)議轉(zhuǎn)換、3G通信、數(shù)據(jù)采集、網(wǎng) 絡(luò)管理等功能，能夠同時(shí)實(shí)現(xiàn)電力數(shù)據(jù)采集和路由功能，顯著提高了電力路由器集成度和 工作效率。
[0019] 本發(fā)明的其它特征和優(yōu)點(diǎn)將在隨后的說明書中闡述，并且，部分地從說明書中變 得顯而易見，或者通過實(shí)施本發(fā)明而了解。本發(fā)明的目的和其他優(yōu)點(diǎn)可通過在所寫的說明 書、權(quán)利要求書、以及附圖中所特別指出的結(jié)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)和獲得。
[0020] 下面通過附圖和實(shí)施例，對本發(fā)明的技術(shù)方案做進(jìn)一步的詳細(xì)描述。
【附圖說明】
[0021] 附圖用來提供對本發(fā)明的進(jìn)一步理解，并且構(gòu)成說明書的一部分，與本發(fā)明的實(shí) 施例一起用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對本發(fā)明的限制。在附圖中：
[0022] 圖1為本發(fā)明采集系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0023] 圖2為本發(fā)明實(shí)施例一的流程圖；
[0024] 圖3為本發(fā)明實(shí)施例二的流程圖；
[0025] 圖4為本發(fā)明實(shí)施例三的流程圖；
[0026] 圖5為本發(fā)明智能采集路由器的內(nèi)部系統(tǒng)數(shù)據(jù)流的通信示意圖；
[0027] 圖6為本發(fā)明實(shí)施例五的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0028] 下面結(jié)合附圖，對本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】進(jìn)行詳細(xì)描述，但應(yīng)當(dāng)理解本發(fā)明的保 護(hù)范圍并不受【具體實(shí)施方式】的限制。
[0029] 為了解決現(xiàn)有技術(shù)中集中器和路由器功能獨(dú)立，無法滿足生產(chǎn)實(shí)踐中結(jié)合的功能 要求的技術(shù)問題，本發(fā)明提出了一種智能采集路由器及采集路由方法。本發(fā)明提出的智能 采集路由器及采集路由方法，可在現(xiàn)有路由器基礎(chǔ)上添加數(shù)據(jù)采集器的功能。通過路由器 轉(zhuǎn)發(fā)路由層的數(shù)據(jù)，同時(shí)使用采集器進(jìn)行數(shù)據(jù)采集和處理。從而提高電力數(shù)據(jù)的匯集與采 集能力，并快速接入以太網(wǎng)。
[0030] 如圖1所示，本發(fā)明的智能采集路由器在linux系統(tǒng)上開發(fā)，上行與主站進(jìn)行數(shù)據(jù) 交換，下行連接無線采集模塊，進(jìn)行數(shù)據(jù)采集、處理、儲存。本發(fā)明的智能采集路由器與主 站、采集模塊組成的采集系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1所示。
[0031] 本發(fā)明的智能采集路由器采用嵌入式操作系統(tǒng)linux系統(tǒng)作為系統(tǒng)平臺，上層與 數(shù)據(jù)處理中心采用協(xié)議《電力能效監(jiān)測系統(tǒng)通信協(xié)議第1部分》進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，下層使用 6LoWPAN(6LoWPAN是一種基于IPv6的低速無線個(gè)域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)，即IPv6 over IEEE 802. 15. 4) 技術(shù)實(shí)現(xiàn)自組網(wǎng)。同ZigBee技術(shù)一樣，6L0WPAN技術(shù)也采用IEEE802. 15. 4規(guī)定的物理層和 MAC層，不同之處在于6L〇WPAN技術(shù)在網(wǎng)絡(luò)層上使用IETF規(guī)定的IPv6,即在IPv6的網(wǎng)絡(luò)層 和MAC層之間加入一個(gè)適配層，以提供對IPv6必要的支持。
[0032] 實(shí)施例一
[0033] 圖2所示，本實(shí)施例對主站到智能采集路由器的下行通信過程進(jìn)行詳細(xì)說明，包 括：
[0034] 步驟201 :根據(jù)獲取的主站信息及通信方式要求配置與所述主站的通信網(wǎng)絡(luò)，建 立與主站之間的網(wǎng)絡(luò)連接；
[0035] 智能采集路由器首先根據(jù)主站信息、通信方式要求進(jìn)行配置：選擇以太網(wǎng)或3G或 4G與主站建立網(wǎng)絡(luò)連接。
[0036] 步驟S202 :監(jiān)聽所述主站發(fā)送的消息，即下行的第一網(wǎng)絡(luò)報(bào)文；
[0037] 步驟S203 :判斷所述第一網(wǎng)絡(luò)報(bào)文是否完整；
[0038] 具體的，步驟S202-S203為：智能采集路由器一直監(jiān)聽主站發(fā)送的下行第一網(wǎng)絡(luò) 報(bào)文，若接收到第一網(wǎng)絡(luò)報(bào)文，根據(jù)《電力能效監(jiān)測系統(tǒng)通信協(xié)議第1部分》報(bào)文格式（如 表1所示），判斷報(bào)文是否完整；
[0040] 步驟S204 :當(dāng)所述第一網(wǎng)絡(luò)報(bào)文不完整時(shí)，丟棄不完整的非法報(bào)文并繼續(xù)監(jiān)聽所 述主站發(fā)送的第一網(wǎng)絡(luò)報(bào)文。
[0041] 步驟S205 :當(dāng)所述第一網(wǎng)絡(luò)報(bào)文完整時(shí)，解析并獲取所述第一網(wǎng)絡(luò)報(bào)文的數(shù)據(jù)內(nèi) 容；
[0042] 根據(jù)所述數(shù)據(jù)內(nèi)容中的主站要求，配置智能采集路由器參數(shù)，或執(zhí)行步驟S206 ;
[0043] 步驟S206 :若收到主站要求采集電力數(shù)據(jù)的請求，則向?qū)?yīng)的采集模塊進(jìn)行數(shù)據(jù) 米集。
[0044] 本發(fā)明提供了一種智能采集路由器的采集路由方法，具有NAT64協(xié)議轉(zhuǎn)換、3G通 信、數(shù)據(jù)采集、網(wǎng)絡(luò)管理等功能，能夠同時(shí)實(shí)現(xiàn)電力數(shù)據(jù)采集和路由功能，顯著提高了電力 路由器集成度和工作效率。
[0045] 實(shí)施例二
[0046] 如圖3所示，本實(shí)施例對智能采集路由器向采集模塊采集電力數(shù)據(jù)的過程進(jìn)行說 明，包括：
[0047] 步驟S301 :將智能采集路由器作為路由root節(jié)點(diǎn)，掃描信道并分配網(wǎng)絡(luò)ID，建立 無線網(wǎng)絡(luò)；
[0048] 若收到主站要求采集數(shù)據(jù)的請求，智能采集路由器作為路由root節(jié)點(diǎn)，向?qū)?yīng)采 集模塊進(jìn)行數(shù)據(jù)采集。智能采集路由器掃描信道并分配網(wǎng)絡(luò)ID，建立一個(gè)無線網(wǎng)絡(luò)，然后等 待采集模塊申請連接入網(wǎng)。
[0049] 步驟S302 :判斷申請入網(wǎng)的采集模塊是否符合預(yù)設(shè)的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，如果符合則保存 該采集模塊的地址及為其路由分配的IP ;
[0050] 若申請入網(wǎng)的采集模塊符合網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，則保存該采集模塊地址以及路由分配的 IPv6地址，智能采集路由器成功入網(wǎng)后，就可以實(shí)現(xiàn)智能采集路由器與采集模塊的數(shù)據(jù)傳 輸。
[0051] 步驟S303 :建立與對應(yīng)的采集模塊之間的無線網(wǎng)絡(luò)連接，向?qū)?yīng)的采集模塊下發(fā) 采集數(shù)據(jù)報(bào)文。
[0052] 本發(fā)明中，采集模塊節(jié)點(diǎn)接入無線網(wǎng)絡(luò)有兩種方式，一種是智能采集路由器直接 與對應(yīng)的采集模塊連接，另一種是通過已入網(wǎng)的其他采集模塊節(jié)點(diǎn)與對應(yīng)的采集模塊連 接。采集模塊成功入網(wǎng)的時(shí)候，會得到一個(gè)隨機(jī)分配的IPv6地址，該地址作為設(shè)備識別、管 理的唯一標(biāo)識。
[0053] 實(shí)施例三
[0054] 如圖4所示，本實(shí)施例對智能采集路由器向采集模塊采集電力數(shù)據(jù)的過程，即采 集模塊與智能采集路由器的上行通信過程進(jìn)行詳細(xì)說明，包括：
[0055] 步驟S401 :建立與所述對應(yīng)的采集模塊之間的無線網(wǎng)絡(luò)連接，如智能采集路由器 已經(jīng)與采集模塊建立連接，則可以直接執(zhí)行步驟S402 ;
[0056] 步驟S402 :監(jiān)聽所述對