本發(fā)明屬于智能電網(wǎng),尤其涉及一種wi-sun通信緊急去重固定加權(quán)qos管理方法、介質(zhì)及終端。
背景技術(shù):
1、高級計量基礎(chǔ)設施?(advanced?metering?infrastructure,ami)?是智能電網(wǎng)的關(guān)鍵組成部分之一,它允許雙向通信和數(shù)據(jù)交換,在電力公司和終端用戶之間建立起高效的連接。ami方案通常包括智能電表、通信網(wǎng)絡、數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)等,wi-sun?(wireless?smartutility?network)?是一種無線通信標準和技術(shù),特別適用于智能電網(wǎng)、智能城市和物聯(lián)網(wǎng)(iot)等領(lǐng)域,wi-sun?ami?(advanced?metering?infrastructure)?方案是指基于?wi-sun技術(shù)的高級計量基礎(chǔ)設施解決方案,由于wi-sun通信是有損通信網(wǎng)絡,路由更新和維護與數(shù)據(jù)傳輸過程獨立,在路由失效時才會尋找新的路由,在數(shù)據(jù)傳輸中不能更新路由,網(wǎng)絡分簇/層設計也導致報文在簇之間轉(zhuǎn)發(fā)效率很低,網(wǎng)絡延時很大,通信采集成功率較低。
2、目前在wi-sun通信采集過程中,為提高采集成功率,往往采用網(wǎng)關(guān)補抄或者hes系統(tǒng)補抄方式,沒有qos(quality?of?service,服務質(zhì)量)網(wǎng)絡管理,各種業(yè)務流量公平爭用有限的資源,先進先出,使用fifo隊列來實現(xiàn),對不同業(yè)務流量不能進行區(qū)分對待,隨著智能電表業(yè)務的數(shù)據(jù)量(如負荷曲線)越來越多,業(yè)務數(shù)據(jù)種類也越來越多(如事件、告警、參數(shù)、升級等),急需根據(jù)業(yè)務數(shù)據(jù)流的變化對wi-sun通信的服務質(zhì)量進行動態(tài)調(diào)整和規(guī)劃。公告號為cn112087383b的專利提供了一種提升電力采集終端采集效率的方法,通過電力采集終端在路由設備空閑時抄讀電表的日凍結(jié)數(shù)據(jù),且將抄讀的日凍結(jié)數(shù)據(jù)保存到預設日凍結(jié)文件中,一旦預設日凍結(jié)文件中的日凍結(jié)數(shù)據(jù)的時標不一致時,電力采集終端再次創(chuàng)建補抄任務,以補抄電表的日凍結(jié)數(shù)據(jù),然后在抄讀完畢電表的所有日凍結(jié)數(shù)據(jù)且路由設備處于空閑狀態(tài)時,對所抄日凍結(jié)數(shù)據(jù)的完整性做判斷處理;一旦所抄讀日凍結(jié)數(shù)據(jù)完整,電力采集終端就將存在的補抄任務刪除,再次切換路由設備狀態(tài)值空閑狀態(tài),結(jié)束電表數(shù)據(jù)采集工作,此專利當中仍是通過補抄方式提高采集成功率,沒有qos網(wǎng)絡管理的相關(guān)技術(shù)方案。
3、因此,如何對wi-sun通信網(wǎng)絡的服務質(zhì)量進行調(diào)整和規(guī)劃,以達到wi-sun通信網(wǎng)絡的最佳服務質(zhì)量,提高ami系統(tǒng)的采集成功率,是本技術(shù)領(lǐng)域人員亟待解決的問題。
技術(shù)實現(xiàn)思路
1、針對現(xiàn)有技術(shù)的不足,本發(fā)明的目的是提供一種wi-sun通信緊急去重固定加權(quán)qos管理方法,以解決現(xiàn)有技術(shù)中wi-sun通信網(wǎng)絡無法保證各類業(yè)務的服務質(zhì)量,導致ami系統(tǒng)的采集成功率低的問題;另外本發(fā)明還提供了一種wi-sun通信緊急去重固定加權(quán)qos管理介質(zhì)及終端。
2、為了解決上述技術(shù)問題,本發(fā)明采用了如下的技術(shù)方案:
3、第一方面,本發(fā)明提供了一種wi-sun通信緊急去重固定加權(quán)qos管理方法,包括以下步驟:
4、s10、對ami系統(tǒng)智能電表業(yè)務數(shù)據(jù)類型及數(shù)據(jù)包等級劃分;
5、s20、建立智能電表wi-sun通信網(wǎng)絡qos數(shù)學模型,獲得wi-sun通信網(wǎng)絡優(yōu)化目標函數(shù)和通信帶寬約束;
6、s30、根據(jù)wi-sun通信網(wǎng)絡優(yōu)化目標函數(shù)和通信帶寬約束,采用加權(quán)公平隊列流量調(diào)度算法,公平分配帶寬給不同的流量隊列,同時考慮每個隊列的權(quán)重;
7、s40、通過哈希表對智能電表業(yè)務數(shù)據(jù)wi-sun網(wǎng)絡優(yōu)化緊急通知去重。
8、進一步的,所述步驟s10中,ami系統(tǒng)智能電表業(yè)務數(shù)據(jù)類型包括瞬時量寄存器數(shù)據(jù)流、負荷曲線數(shù)據(jù)流、日結(jié)算曲線數(shù)據(jù)流、月結(jié)算曲線數(shù)據(jù)流、電表事件曲線數(shù)據(jù)流、參數(shù)配置類數(shù)據(jù)流、電表告警類數(shù)據(jù)流、注冊和掉電上報數(shù)據(jù)流、固件升級數(shù)據(jù)流、安全證書和密鑰下發(fā)數(shù)據(jù)流。
9、進一步的,所述步驟s10中數(shù)據(jù)包等級劃分具體為:所述注冊和掉電上報數(shù)據(jù)流為優(yōu)先級l1,所述參數(shù)配置類數(shù)據(jù)流、安全證書和密鑰下發(fā)數(shù)據(jù)流為優(yōu)先級l2,所述負荷曲線數(shù)據(jù)流、日結(jié)算曲線數(shù)據(jù)流、月結(jié)算曲線數(shù)據(jù)流為優(yōu)先級l3,所述電表事件曲線數(shù)據(jù)流、電表告警類數(shù)據(jù)流為優(yōu)先級l4,所述固件升級數(shù)據(jù)流為優(yōu)先級l5。
10、進一步的,所述步驟s20中,通過以下目標函數(shù)表示wi-sun通信網(wǎng)絡qos數(shù)學模型:
11、
12、其中,是第i個數(shù)據(jù)包的大小,是第i個數(shù)據(jù)包的傳輸延遲,t是總傳輸時間,和是權(quán)重,用于平衡吞吐量和時延。
13、進一步的,所述步驟s20中,通信信道每個時間片內(nèi)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)流量小于或等于最高帶寬b,計算如下:
14、
15、其中,是數(shù)據(jù)包i所需的帶寬,b是當前時間片內(nèi)總的可用帶寬,是判斷數(shù)據(jù)包i是否被發(fā)送的二值變量,為1時表示數(shù)據(jù)包i被選擇發(fā)送,為0時表示數(shù)據(jù)包i不被選擇發(fā)送。
16、進一步的,所述步驟s30的具體步驟如下:
17、s301、初始化隊列,根據(jù)wi-sun通信帶寬約束以及ami系統(tǒng)智能業(yè)務數(shù)據(jù)流所劃分的等級,創(chuàng)建5個流量隊列用于存放不同優(yōu)先級的業(yè)務數(shù)據(jù)包,為每個流量隊列分配一個權(quán)重;
18、s302、利用ipv6協(xié)議頭中的流量類型字段給不同響應等級智能電表業(yè)務數(shù)據(jù)流進行分類打標;
19、s303、當一個業(yè)務數(shù)據(jù)包到達時,首先根據(jù)ipv6協(xié)議頭中的流量類別字段確定包所屬的隊列ni(i=1,2,3,4,5),然后判斷該隊列ni是否為空,若該隊列ni為空,則該數(shù)據(jù)包的開始時間設置為當前時間,否則,該數(shù)據(jù)包的開始時間設置為前一個數(shù)據(jù)包的完成時間;
20、s304、業(yè)務數(shù)據(jù)包確定歸屬隊列ni后,計算隊列里第i個數(shù)據(jù)包的完成時間,計算如下:
21、
22、其中,是數(shù)據(jù)包的長度,其中j=1,2,3,4,5;
23、s305、在每個wi-sun通信時間片內(nèi),加權(quán)公平隊列流量調(diào)度算法從所有隊列中選擇具有最小完成時間的數(shù)據(jù)包進行發(fā)送,發(fā)送完成后更新隊列的信息,準備調(diào)度下一個數(shù)據(jù)包。
24、進一步的,所述步驟s301中,根據(jù)電表的數(shù)據(jù)包進行響應優(yōu)先等級,流量隊列權(quán)重值定義如下:
25、流量隊列序號n1的流量隊列權(quán)重值為35,流量隊列序號n2的流量隊列權(quán)重值為25,流量隊列序號n3的流量隊列權(quán)重值為20,流量隊列序號n4的流量隊列權(quán)重值為15,流量隊列序號n5的流量隊列權(quán)重值為5;所述步驟s302中,流量隊列序號n1的ipv6通信類別字段定義為00000001,流量隊列序號n2的ipv6?通信類別字段定義為00000010,流量隊列序號n3的ipv6?通信類別字段定義為00000100,流量隊列序號n4的ipv6?通信類別字段定義為00001000,流量隊列序號n5的ipv6?通信類別字段定義為00010000。
26、進一步的,所述步驟s40的具體步驟如下:
27、s401、在wi-sun網(wǎng)關(guān)定義一個哈希表,使用哈希表來存儲已處理的緊急業(yè)務數(shù)據(jù)流上報,每個緊急業(yè)務數(shù)據(jù)流用唯一標識符作為哈希表的鍵;
28、s402、wi-sun網(wǎng)關(guān)在接收到新業(yè)務數(shù)據(jù)包時,首先檢查是否為緊急業(yè)務數(shù)據(jù)流上報,如果是緊急業(yè)務數(shù)據(jù)流上報,檢查哈希表中是否已有相同緊急業(yè)務數(shù)據(jù)流,如果哈希表中已有相同緊急業(yè)務數(shù)據(jù)流,則丟棄該通知緊急業(yè)務數(shù)據(jù)流,即不將其加入隊列進行傳輸,否則,將通知添加到哈希表,并正常加入隊列進行處理;
29、s403、wi-sun網(wǎng)關(guān)周期性對哈希表中的緊急業(yè)務數(shù)據(jù)流進行清零。
30、第二方面,本發(fā)明還提供了一種計算機可讀存儲介質(zhì),所述存儲介質(zhì)存儲有計算機程序,所述計算機程序被處理器執(zhí)行時實現(xiàn)如上所述方法。
31、第三方面,本發(fā)明還提供了一種電子終端,包括:處理器及存儲器;所述存儲器用于存儲計算機程序,所述處理器用于執(zhí)行所述存儲器存儲的計算機程序,以使所述終端執(zhí)行如上所述方法。
32、本發(fā)明提供的wi-sun通信緊急去重固定加權(quán)qos管理方法、介質(zhì)及終端與現(xiàn)有技術(shù)相比,至少具有如下有益效果:
33、現(xiàn)有技術(shù)中缺乏對wi-sun通信網(wǎng)絡的服務質(zhì)量的調(diào)整和規(guī)劃,導致wi-sun通信網(wǎng)絡的服務質(zhì)量不佳,ami系統(tǒng)的采集成功率較低。本發(fā)明流程簡單、操作便捷,能有效根據(jù)智能電表的業(yè)務數(shù)據(jù)包大小、數(shù)據(jù)特性、數(shù)據(jù)優(yōu)先級程度、數(shù)據(jù)重復特征進行wisun網(wǎng)絡通信服務的動態(tài)調(diào)整和規(guī)劃,達到wisun通信網(wǎng)絡的最優(yōu)化。