專利名稱：一種配電網(wǎng)綜合通信接入平臺的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于通信技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種關(guān)于配電網(wǎng)多種通信技術(shù)的綜合通 信接入平臺。
背景技術(shù)：
隨著我國智能電網(wǎng)建設(shè)的逐步推進(jìn)，智能電網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)體系規(guī)劃的發(fā)布，智能配用電 理論和功能框架漸漸明晰，各種智能配用電設(shè)備不斷涌現(xiàn)，為智能配電通信接入網(wǎng)建設(shè)提 供了良好的平臺。隨著通信技術(shù)的發(fā)展，統(tǒng)一、先進(jìn)的智能配電通信綜合接入網(wǎng)將成為發(fā) 展趨勢。由于智能配電通信網(wǎng)分布廣泛、終端節(jié)點(diǎn)眾多，存在多層次、廣覆蓋、多測點(diǎn)的通信 需求，需要建立一個體系完善，接口統(tǒng)一，性能可靠，可管理、可維護(hù)，并且由多種通信技術(shù) 組合而成的綜合通信接入網(wǎng)，各個層次按實(shí)際需求采用合適的通信方式。配電網(wǎng)統(tǒng)一主站 系統(tǒng)如圖1所示，綜合通信接入網(wǎng)采用的主要通信方式有光纖通信、電力線通信和無線通 信。光纖通信主要包括光Modem、XPON技術(shù)、工業(yè)以太網(wǎng)技術(shù)等，電力線通信包括載波、工 頻通信、超窄帶通信技術(shù)等，無線通信包括230Μ無線專網(wǎng)、GPRS/CDMA/3G無線公網(wǎng)、微波、 WiMAX/LTE/McffiLL等。由于通信方式多種多樣，為實(shí)現(xiàn)各系統(tǒng)在一個統(tǒng)一的平臺下規(guī)劃發(fā) 展，需要一種綜合通信接入平臺，實(shí)現(xiàn)信道管理、協(xié)議管理、數(shù)據(jù)管理、網(wǎng)絡(luò)管理等功能，并 通過電網(wǎng)企業(yè)集成總線(Enterprise Service Bus, ESB)實(shí)現(xiàn)與各業(yè)務(wù)系統(tǒng)的對接。其中 ESB由IEC 61968標(biāo)準(zhǔn)提出，是基于SOA架構(gòu)的企業(yè)服務(wù)總線，IEC 61970標(biāo)準(zhǔn)也有相關(guān)內(nèi) 容。ESB由三個主要部分組成，分別是集成管理器、查詢引擎和發(fā)布管理器，這三部分緊密結(jié) 合，提供了一個完整的信息集成和分析解決方案。

實(shí)用新型內(nèi)容針對上述問題，本實(shí)用新型的目的是提出一種配電網(wǎng)綜合通信接入平臺，通過信 道管理、協(xié)議管理、數(shù)據(jù)管理、網(wǎng)絡(luò)管理等功能單元，實(shí)現(xiàn)配電網(wǎng)各種通信方式的綜合接入， 以達(dá)到節(jié)省投資、集中管理和維護(hù)、數(shù)據(jù)共享、應(yīng)用和通信解耦的效果。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采取以下技術(shù)方案本實(shí)用新型提供一種所述綜合 通信接入平臺，包括主控單元、信道管理模塊、協(xié)議管理模塊、數(shù)據(jù)管理模塊和網(wǎng)絡(luò)管理模 塊，所述主控單元分別與信通管理模塊、協(xié)議管理模塊、數(shù)據(jù)管理模塊和網(wǎng)絡(luò)管理模塊相連 接并對四個模塊進(jìn)行控制。其中，所述主控單元包括32位微處理器、FLASH閃存、SRAM內(nèi)存、通信接口和硬盤， 所述32位微處理器上設(shè)有與信通管理模塊、協(xié)議管理模塊、數(shù)據(jù)管理模塊和網(wǎng)絡(luò)管理模塊 通信的通信接口，所述32位微處理器分別與FLASH閃存、SRAM內(nèi)存、通信接口和硬盤相連接。其中，所述信道管理模塊包括以太網(wǎng)交換單元、串口服務(wù)器和信道控制單元，所述 以太網(wǎng)交換單元和串口服務(wù)器分別與信通控制單元相連接。其中，所述協(xié)議管理模塊包括報(bào)文先進(jìn)先出緩存(FIFO)單元、規(guī)約處理單元、規(guī)約庫、多規(guī)約配置接口和直接存儲器訪問(DMA)數(shù)據(jù)緩沖單元，所述報(bào)文先進(jìn)先出緩存單 元與規(guī)約處理單元相連，所述規(guī)約庫和多規(guī)約配置接口分別與規(guī)約處理單元中的規(guī)約解析 模塊相連，所述規(guī)約處理單元與直接存儲器訪問數(shù)據(jù)緩沖單元相連。該配電網(wǎng)綜合通信接入平臺的主控單元基于32位微處理器，包括FLASH閃存、 SRAM內(nèi)存、通信接口以及大容量電子硬盤，用于對所述綜合通信接入平臺的管理與控 制。所述綜合通信接入平臺包括信道管理功能模塊，能夠?qū)崿F(xiàn)配電網(wǎng)多種通信方式的接 入，包括xPON、工業(yè)以太網(wǎng)、230Μ無線專網(wǎng)、GPRS/CDMA/3G無線公網(wǎng)、WiMAX/LTE/McffiLL 無線寬帶接入、中壓載波、工頻/超載帶通信等，并具備信道監(jiān)控和信道切換等功能。所 述綜合通信接入平臺包括協(xié)議管理功能模塊，能夠兼容配電網(wǎng)DNP3. 0規(guī)約、⑶T規(guī)約、 IEC60870-5-101/102/103規(guī)約、負(fù)控規(guī)約等多種通信規(guī)約，并可通過規(guī)約接口方便支持新 的規(guī)約，具備規(guī)約透傳和規(guī)約轉(zhuǎn)換功能，并具有IEC 61968標(biāo)準(zhǔn)接口，可通過電網(wǎng)企業(yè)集成 總線實(shí)現(xiàn)與SCADA/EMS系統(tǒng)、GIS系統(tǒng)、營銷系統(tǒng)等各業(yè)務(wù)系統(tǒng)的交互。所述綜合通信接入 平臺包括數(shù)據(jù)管理功能模塊，能夠?qū)崿F(xiàn)道參數(shù)配置、數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)存儲、信道狀 態(tài)/實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的顯示、歷史數(shù)據(jù)查詢等功能。所述綜合通信接入平臺包括網(wǎng)絡(luò)管理功能模 塊，能夠?qū)C合通信接入網(wǎng)進(jìn)行統(tǒng)一管理，并支持多種網(wǎng)絡(luò)平臺，提供標(biāo)準(zhǔn)COM、Corbar調(diào) 用接口。由于采取以上技術(shù)方案，本實(shí)用新型具有以下優(yōu)點(diǎn)1、通過對各種通信方式接入 的綜合管理，避免了各套系統(tǒng)的重復(fù)建設(shè)，降低設(shè)備采購費(fèi)用和建設(shè)費(fèi)用。2、通過綜合網(wǎng)絡(luò) 管理功能，實(shí)現(xiàn)對智能配電通信接入網(wǎng)的統(tǒng)一管理，實(shí)現(xiàn)資源最大程度地共享，節(jié)約大量網(wǎng) 絡(luò)運(yùn)行維護(hù)成本。3、通過協(xié)議管理功能，有效解決系統(tǒng)多協(xié)議、多信道、多通信方式的兼容 性問題，降低對運(yùn)行維護(hù)人員的技術(shù)要求。4、通過綜合通信接入平臺實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)與通信的松 耦合，最大程度的實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享。

圖1是配電網(wǎng)統(tǒng)一主站系統(tǒng)組成示意圖；圖2是配電網(wǎng)綜合通信接入平臺功能示意圖；圖3是信道管理功能模塊實(shí)現(xiàn)框圖；圖4是協(xié)議管理功能模塊實(shí)現(xiàn)框圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對本實(shí)用新型進(jìn)行詳細(xì)的描述。如圖2所示，本實(shí)用新型的綜合通信接入平臺主要由主控單元以及信道管理、協(xié) 議管理、數(shù)據(jù)管理、網(wǎng)絡(luò)管理等功能模塊組成。所述主控單元可包括32位微處理器、FLASH 閃存、SRAM內(nèi)存、通信接口以及大容量電子硬盤，所述主控單元的主要功能是存儲用于管理 所述綜合通信接入平臺的軟件，以處理相應(yīng)數(shù)據(jù)，對所述綜合通信接入平臺的其它功能模 塊進(jìn)行管理控制。所述信道管理模塊包括以太網(wǎng)交換單元、串口服務(wù)器和信道控制單元，能夠?qū)崿F(xiàn) xPON、工業(yè)以太網(wǎng)、230Μ無線專網(wǎng)、GPRS/CDMA/3G無線公網(wǎng)、WiMAX/LTE/McWiLL無線寬帶接 入、中壓載波、工頻/超載帶通信等多種配電網(wǎng)通信方式的綜合接入，如圖3所示。以太網(wǎng)交換單元提供多個RJ-45標(biāo)準(zhǔn)的10/100/1000M自適應(yīng)以太網(wǎng)接口，使得所述綜合通信接入平 臺能夠直接與xPON系統(tǒng)的OLT設(shè)備、工業(yè)以太網(wǎng)交換機(jī)、GPRS/CDMA/3G無線公網(wǎng)、WiMAX/ LTE/McffiLL無線寬帶接入中心基站設(shè)備連接，實(shí)現(xiàn)xPON、工業(yè)以太網(wǎng)、GPRS/CDMA/3G無線 公網(wǎng)、WiMAX/LTE/McWiLL無線寬帶通信方式的綜合接入。串口服務(wù)器提供多個RS-232、 RS-485標(biāo)準(zhǔn)的串口，能夠直接與230M無線基地電臺、中壓載波局端主載波機(jī)、工頻/超載帶 主站接收設(shè)備連接，實(shí)現(xiàn)230M無線專網(wǎng)、中壓載波、工頻/超載帶通信方式的綜合接入。信 道控制單元支持通信信道的監(jiān)控與智能切換，能夠在通信信道發(fā)生故障或其它不可知因素 時(shí)，自行將故障信道上的負(fù)荷切換到備用信道，并具備自適應(yīng)和自動判優(yōu)功能。所述信道控 制單元通過設(shè)立優(yōu)先級請求隊(duì)列、等待應(yīng)答隊(duì)列等數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)對信道的并發(fā)通信控制。 所述信道控制單元通過高速總線與主控單元相連。綜合通信接入平臺的協(xié)議管理模塊實(shí)現(xiàn)框圖如圖4所示，主要由報(bào)文先進(jìn)先出緩 存單元(以下簡稱報(bào)文FIFO單元)1、規(guī)約處理單元2、規(guī)約庫3、多規(guī)約配置接口 4和直接 存儲器訪問數(shù)據(jù)緩沖單元(以下簡稱DMA數(shù)據(jù)緩沖單元)5組成。通信規(guī)約是通信實(shí)體間 進(jìn)行數(shù)據(jù)交換的協(xié)議，我國目前實(shí)施的電網(wǎng)調(diào)度自動化和變電站綜合自動化系統(tǒng)大多采用 DNP3. 0規(guī)約、遠(yuǎn)動101規(guī)約，以及用于電能計(jì)量的102規(guī)約、用于繼電保護(hù)設(shè)備通信的103 規(guī)約、用于大用戶管理的電力負(fù)荷系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸規(guī)約等。為了實(shí)現(xiàn)不同通信規(guī)約的綜合接 入，不同規(guī)約報(bào)文首先進(jìn)入報(bào)文FIFO單元1，完成業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的緩存功能。所述報(bào)文FIFO單 元1與規(guī)約處理單元2相連，規(guī)約處理單元2包括規(guī)約識別、規(guī)約解析和規(guī)約轉(zhuǎn)換。規(guī)約 識別通過相應(yīng)的規(guī)約識別算法確定各個接收數(shù)據(jù)幀的規(guī)約類型，以調(diào)用對應(yīng)的規(guī)約解析模 塊。規(guī)約解析模塊負(fù)責(zé)解析數(shù)據(jù)幀，并通過規(guī)約轉(zhuǎn)換模塊將不同類型的規(guī)約數(shù)據(jù)其轉(zhuǎn)化為 標(biāo)準(zhǔn)化規(guī)約數(shù)據(jù)報(bào)文。規(guī)約處理單元通過選擇邏輯與規(guī)約庫3相連，規(guī)約庫3用來管理各 種版本的規(guī)約，并提供規(guī)約編碼/解碼器，供規(guī)約解析模塊使用。為方便新增協(xié)議添加和維 護(hù)，提供多規(guī)約配置接口 4。經(jīng)過所述規(guī)約處理單元2處理后的標(biāo)準(zhǔn)化規(guī)約報(bào)文進(jìn)入DMA數(shù) 據(jù)緩沖單元5，然后經(jīng)內(nèi)部高速數(shù)據(jù)總線與主控單元相連。綜合通信接入平臺的數(shù)據(jù)管理模塊實(shí)現(xiàn)信道參數(shù)配置、數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù) 存儲、信道狀態(tài)/實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的顯示、歷史數(shù)據(jù)查詢等功能。信道參數(shù)配置負(fù)責(zé)向用戶提供所 述綜合通信接入平臺中各種通信方式所需的各種參數(shù)統(tǒng)一輸入界面。數(shù)據(jù)采集功能負(fù)責(zé)向 現(xiàn)場終端發(fā)送采集請求并接收終端反饋。數(shù)據(jù)處理采用多線程技術(shù)，并提供內(nèi)存緩沖處理， 充分利用硬件資源，完成各種實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)和非實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的合理性檢查、數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)、數(shù)據(jù)分析等 功能。數(shù)據(jù)存儲負(fù)責(zé)將標(biāo)準(zhǔn)化報(bào)文數(shù)據(jù)寫入數(shù)據(jù)服務(wù)器的數(shù)據(jù)庫。信道狀態(tài)顯示負(fù)責(zé)將所 述綜合通信接入平臺中的各種信道狀態(tài)實(shí)時(shí)顯示在人機(jī)交互界面。實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)顯示負(fù)責(zé)將所 述綜合通信接入平臺所采集的數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)顯示在人機(jī)交互界面。歷史數(shù)據(jù)查詢負(fù)責(zé)根據(jù)用戶 輸入的查詢條件生成各種統(tǒng)計(jì)分析報(bào)表、曲線。所述綜合通信接入平臺的網(wǎng)絡(luò)管理模塊實(shí)現(xiàn)對綜合通信接入網(wǎng)的統(tǒng)一管理，包括 配置管理、拓?fù)涔芾?、性能管理、故障管理和安全管理五大功能單元，每個功能單元都通過 表示層、應(yīng)用層、適配層三層來實(shí)現(xiàn)，下層為上層提供服務(wù)，各層之間通過數(shù)據(jù)庫交換數(shù)據(jù) 信息。配置管理單元由表示層負(fù)責(zé)與用戶的交互，業(yè)務(wù)層負(fù)責(zé)處理相關(guān)配置業(yè)務(wù)邏輯，數(shù)據(jù) 層負(fù)責(zé)與底層的數(shù)據(jù)庫交互，實(shí)現(xiàn)配置數(shù)據(jù)的持久存儲。拓?fù)涔芾韱卧杀硎緦訉?shí)現(xiàn)系統(tǒng) 與用戶的交互，將拓?fù)湟晥D信息展示給用戶同時(shí)接收用戶的操作命令，應(yīng)用層實(shí)現(xiàn)拓?fù)鋽?shù)據(jù)的分層分級顯示、拓?fù)渥詣影l(fā)現(xiàn)、拓?fù)溥B接關(guān)系計(jì)算、與其它模塊交互等功能，適配層負(fù) 責(zé)與綜合通信接入網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備交互，從設(shè)備處采集拓?fù)鋽?shù)據(jù)，并發(fā)往應(yīng)用層進(jìn)一步處理。 性能管理單元由表示層實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)與用戶的交互，將性能圖表信息展示給用戶，同時(shí)接收用 戶對性能采集的設(shè)置操作命令，應(yīng)用層實(shí)現(xiàn)性能數(shù)據(jù)的處理壓縮等功能，適配層負(fù)責(zé)與設(shè) 備交互，從設(shè)備處采集性能數(shù)據(jù)，并發(fā)往應(yīng)用層進(jìn)行處理。故障管理單元由表示層實(shí)現(xiàn)系統(tǒng) 與用戶的交互，將告警信息展示給用戶同時(shí)接收用戶的一些配置和對告警的處理信息，應(yīng) 用層實(shí)現(xiàn)告警的信息接收、處理等功能，適配層負(fù)責(zé)與設(shè)備交互，接收和處理設(shè)備發(fā)出的陷 阱消息，并轉(zhuǎn)換為系統(tǒng)的告警信息，發(fā)往告警模塊應(yīng)用層進(jìn)行處理。安全管理單元為其他功 能模塊提供使用鑒權(quán)及操作日志服務(wù)。 最后應(yīng)當(dāng)說明的是以上實(shí)施例僅用以說明本實(shí)用新型的技術(shù)方案而非對其限 制，盡管參照上述實(shí)施例對本實(shí)用新型進(jìn)行了詳細(xì)的說明，所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng) 理解依然可以對本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式
進(jìn)行修改或者等同替換，而未脫離本實(shí)用新 型精神和范圍的任何修改或者等同替換，其均應(yīng)涵蓋在本實(shí)用新型的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。
權(quán)利要求1.一種配電網(wǎng)綜合通信接入平臺，其特征在于該通信接入平臺包括主控單元、信道 管理模塊、協(xié)議管理模塊、數(shù)據(jù)管理模塊和網(wǎng)絡(luò)管理模塊，所述主控單元分別與信通管理模 塊、協(xié)議管理模塊、數(shù)據(jù)管理模塊和網(wǎng)絡(luò)管理模塊相連接并對四個模塊進(jìn)行控制。
2.如權(quán)利要求1所述的配電網(wǎng)綜合通信接入平臺，其特征在于所述主控單元包括32 位微處理器、FLASH閃存、SRAM內(nèi)存、通信接口和硬盤，所述32位微處理器上設(shè)有與信通管 理模塊、協(xié)議管理模塊、數(shù)據(jù)管理模塊和網(wǎng)絡(luò)管理模塊通信的通信接口，所述32位微處理 器分別與FLASH閃存、SRAM內(nèi)存、通信接口和硬盤相連接。
3.如權(quán)利要求1所述的配電網(wǎng)綜合通信接入平臺，其特征在于所述信道管理模塊包 括以太網(wǎng)交換單元、串口服務(wù)器和信道控制單元，所述以太網(wǎng)交換單元和串口服務(wù)器分別 與信通控制單元相連接。
4.如權(quán)利要求1所述的配電網(wǎng)綜合通信接入平臺，其特征在于所述協(xié)議管理模塊包 括報(bào)文先進(jìn)先出緩存單元(1)、規(guī)約處理單元O)、規(guī)約庫(3)、多規(guī)約配置接口(4)和直接 存儲器訪問數(shù)據(jù)緩沖單元(5)，所述報(bào)文先進(jìn)先出緩存單元(1)與規(guī)約處理單元( 相連， 所述規(guī)約庫(3)和所述多規(guī)約配置接口(4)分別與規(guī)約處理單元(2)中的規(guī)約解析模塊相 連，所述規(guī)約處理單元( 與直接存儲器訪問數(shù)據(jù)緩沖單元( 相連。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種配電網(wǎng)綜合通信接入平臺，其包括主控單元、信道管理模塊、協(xié)議管理模塊、數(shù)據(jù)管理模塊和網(wǎng)絡(luò)管理模塊，所述主控單元分別與信通管理模塊、協(xié)議管理模塊、數(shù)據(jù)管理模塊和網(wǎng)絡(luò)管理模塊相連接并對四個模塊進(jìn)行控制。該平臺通過對各種通信方式接入的綜合管理，避免了各套系統(tǒng)的重復(fù)建設(shè)，降低設(shè)備采購費(fèi)用和建設(shè)費(fèi)用；通過綜合網(wǎng)絡(luò)管理功能，實(shí)現(xiàn)對智能配電通信接入網(wǎng)的統(tǒng)一管理，實(shí)現(xiàn)資源最大程度地共享，節(jié)約大量網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行維護(hù)成本；通過協(xié)議管理功能，有效解決系統(tǒng)多協(xié)議、多信道、多通信方式的兼容性問題，降低對運(yùn)行維護(hù)人員的技術(shù)要求；該平臺實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)與通信的松耦合，最大程度的實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享。
文檔編號H04L12/28GK201928298SQ20102064465
公開日2011年8月10日 申請日期2010年12月7日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月7日
發(fā)明者劉國軍, 權(quán)楠, 李建岐, 王智慧, 王立誠, 黃畢堯 申請人:中國電力科學(xué)研究院