一種基于IPv6技術(shù)的物聯(lián)網(wǎng)智能電網(wǎng)巡檢系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于電力系統(tǒng)巡檢領(lǐng)域，涉及一種基于IPv6的物聯(lián)網(wǎng)巡檢系統(tǒng)。具體涉及一種利用IPv6網(wǎng)絡(luò)的架構(gòu)與實現(xiàn)，進行智能電網(wǎng)巡檢。
【背景技術(shù)】
[0002]物聯(lián)網(wǎng)是新一代信息技術(shù)的重要組成部分，就是“物物相連的互聯(lián)網(wǎng)”。物聯(lián)網(wǎng)通過智能感知、識別技術(shù)與普適計算、廣泛應(yīng)用于網(wǎng)絡(luò)的融合中。利用局部網(wǎng)絡(luò)或互聯(lián)網(wǎng)等通信技術(shù)把傳感器、控制器、機器、人員和物等通過新的方式聯(lián)在一起，形成人與物、物與物相聯(lián)，實現(xiàn)信息化、遠程管理控制和智能化的網(wǎng)絡(luò)。物聯(lián)網(wǎng)是互聯(lián)網(wǎng)的延伸，它包括互聯(lián)網(wǎng)及互聯(lián)網(wǎng)上所有的資源，兼容互聯(lián)網(wǎng)所有的應(yīng)用，但物聯(lián)網(wǎng)中所有的元素(所有的設(shè)備、資源及通信等)都是個性化和私有化的。
[0003]在典型的物聯(lián)網(wǎng)構(gòu)架中，一個電子標簽具有全球唯一的電子編碼，將其附著在物品上標識目標對象。在物品的生存期間，讀寫器利用射頻識別技術(shù)(RFID)讀取附著在目標對象的電子標簽并將電子編碼發(fā)送給物聯(lián)網(wǎng)中間件，物聯(lián)網(wǎng)中間件將電子編碼所標識的目標對象信息數(shù)據(jù)傳輸?shù)竭h程數(shù)據(jù)庫服務(wù)器進行存儲或者更新。用戶通過向物聯(lián)網(wǎng)中間件發(fā)送物品的電子編碼來查詢目標對象的相關(guān)信息，物聯(lián)網(wǎng)中間件將目標對象的電子編碼發(fā)送到對象名解析服務(wù)器(ONs)進行解析從而獲取目標對象信息所在數(shù)據(jù)庫服務(wù)器的統(tǒng)一資源標識(URI)，即目標對象信息所在數(shù)據(jù)庫服務(wù)器的IP地址，然后通過數(shù)據(jù)庫服務(wù)器獲取目標對象的相關(guān)信息數(shù)據(jù)，并將此數(shù)據(jù)返回給用戶。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了一種利用基于IPv6技術(shù)的物聯(lián)網(wǎng)進行智能電網(wǎng)巡檢系統(tǒng)，使電力設(shè)備的巡檢過程更加的智能化，自動化，發(fā)現(xiàn)問題更加及時并節(jié)約了人力資源。
[0005]本發(fā)明技術(shù)解決方案:一種基于IPv6技術(shù)的物聯(lián)網(wǎng)智能電網(wǎng)巡檢系統(tǒng)，將物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與IPv6結(jié)合，是對一般的利用RFID的物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的一種補充。這樣在巡檢過程中，與設(shè)備可以實現(xiàn)點到點的通信，可以控制設(shè)備并根據(jù)設(shè)備當前的狀態(tài)主動的更新數(shù)據(jù)。
[0006]所述系統(tǒng)包括含有設(shè)備對象節(jié)點及配有的多個傳感器節(jié)點組成的物品層、含有下一代互聯(lián)網(wǎng)組成的網(wǎng)絡(luò)層以及含有通信設(shè)備、移動終端、管理平臺的用戶層；其中:
[0007]所述物品層的設(shè)備對象節(jié)點由在物聯(lián)網(wǎng)中的變電站設(shè)備、設(shè)備所配置的微處理器、存儲器及低功耗無線通信裝置組成，用于處理、存儲及傳輸變電站設(shè)備的屬性信息；多個傳感器節(jié)點，用于監(jiān)測和控制設(shè)備對象節(jié)點的相關(guān)參數(shù)；設(shè)備對象節(jié)點及多個傳感器節(jié)點擁有全球唯一的IPv6地址并支持IPv6協(xié)議，能夠與下一代互聯(lián)網(wǎng)中的IPv6節(jié)點采用統(tǒng)一的IPv6協(xié)議進行點到點通信；
[0008]所述用戶層隨時與設(shè)備對象節(jié)點及多個傳感器節(jié)點通過網(wǎng)絡(luò)層進行點到點通信，從而了解到控制目標的設(shè)備對象節(jié)點的最新屬性信息及所處環(huán)境信息；用戶層的通信設(shè)備通過網(wǎng)絡(luò)層的下一代互聯(lián)網(wǎng)及物品層設(shè)備對象節(jié)點的IPv6地址查詢目標的設(shè)備對象節(jié)點的屬性信息；用戶層的通信設(shè)備通過下一代互聯(lián)網(wǎng)及附著于目標的設(shè)備對象節(jié)點配有的多個傳感器節(jié)點的IPv6地址查詢目標的設(shè)備對象節(jié)點所處環(huán)境的參數(shù)；所述設(shè)備對象節(jié)點及配有的多個傳感器節(jié)點通過下一代互聯(lián)網(wǎng)向用戶層發(fā)送目標設(shè)備對象節(jié)點的屬性信息或者所處環(huán)境參數(shù)；如果目標的設(shè)備對象節(jié)點所處環(huán)境參數(shù)超出了用戶層設(shè)定的范圍，用戶層則向多個傳感器節(jié)點發(fā)送命令以驅(qū)動目標的設(shè)備對象節(jié)點調(diào)節(jié)環(huán)境參數(shù)到設(shè)定范圍內(nèi)的值；所述設(shè)備對象節(jié)點及配有的多個傳感器節(jié)點通過下一代互聯(lián)網(wǎng)向用戶層的通信設(shè)備發(fā)送警告或通告信息。
[0009]所述物品層作為下一代互聯(lián)網(wǎng)的末端網(wǎng)絡(luò)，為設(shè)備對象節(jié)點中每個變電站設(shè)備分配邊界路由器，通過邊界路由器接入下一代互聯(lián)網(wǎng)用來與網(wǎng)絡(luò)層連接，并將邊界路由器作為一個樹形網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的根節(jié)點；新加入物品層的傳感器節(jié)點和設(shè)備對象節(jié)點選擇距離最近的邊界路由傳感器節(jié)點或設(shè)備對象節(jié)點作為父節(jié)點，并保存父節(jié)點信息，即所述物聯(lián)網(wǎng)的拓撲結(jié)構(gòu)為樹狀結(jié)構(gòu)，根節(jié)點為邊界路由器；新加入的傳感器節(jié)點和設(shè)備對象節(jié)點通過所在樹狀結(jié)構(gòu)的分支向邊界路由器進行注冊，邊界路由器會記錄下到達新節(jié)點的路由；物品層中的設(shè)備對象節(jié)點及多個傳感器節(jié)點作為一個整體進行移動，當設(shè)備對象節(jié)點脫離當前的父節(jié)點但是沒有脫離當前的樹狀結(jié)構(gòu)時，它會重新選擇一個父節(jié)點加入當前樹狀結(jié)構(gòu)的一個分支，同時向當前樹狀結(jié)構(gòu)的根節(jié)點進行注冊操作；當設(shè)備對象節(jié)點脫離當前的樹狀結(jié)構(gòu)時，它會重新加入一個樹狀結(jié)構(gòu)并獲取轉(zhuǎn)交IPv6地址，同時向新加入的樹狀結(jié)構(gòu)的根節(jié)點進行注冊操作，新加入的樹狀結(jié)構(gòu)的根節(jié)點會記錄下到達對象節(jié)點的路由，同時新加入的樹狀結(jié)構(gòu)的根節(jié)點向設(shè)備對象節(jié)點獲取家鄉(xiāng)IPv6地址的樹狀結(jié)構(gòu)的根節(jié)點進行注冊操作；
[0010]當用戶層的通信設(shè)備向物品層的傳感器節(jié)點或設(shè)備對象節(jié)點發(fā)送IPv6數(shù)據(jù)包時，數(shù)據(jù)包首先到達傳感器節(jié)點或設(shè)備對象節(jié)點所在樹狀結(jié)構(gòu)的邊界路由器，邊界路由器查找到達目的節(jié)點的路由，并通過RoutlngHeader的方式將數(shù)據(jù)包路由到目的節(jié)點；當物品層中的傳感器節(jié)點或設(shè)備對象節(jié)點向用戶發(fā)送IPv6數(shù)據(jù)包時，物品層中的傳感器節(jié)點或設(shè)備對象節(jié)點首先將數(shù)據(jù)包發(fā)送到物品層中的傳感器節(jié)點或設(shè)備對象節(jié)點的父節(jié)點，父節(jié)點再將數(shù)據(jù)包發(fā)送到父節(jié)點的父節(jié)點，以此類推，最終，數(shù)據(jù)包到達根節(jié)點，即邊界路由器，然后由邊界路由器將數(shù)據(jù)包發(fā)送到下一代互聯(lián)網(wǎng)上，最終數(shù)據(jù)包到達用戶。
[0011]所述設(shè)備對象節(jié)點及傳感器節(jié)點的IPv6協(xié)議棧的鏈路層采用IEEES02.15.4標準，其鏈路層地址采用ΕΠ—64地址，其值等于IPv6地址的接口標識，即IPv6地址的后64比特。
[0012]所述物品層中所有設(shè)備對象節(jié)點與傳感器節(jié)點的IPv6地址的網(wǎng)絡(luò)前綴都相同。
[0013]所述物品層的設(shè)備對象節(jié)點及傳感器節(jié)點從邊界路由器獲取具有唯一性的鏈路層地址，與邊界路由器的網(wǎng)絡(luò)前綴相結(jié)合形成自己的IPv6地址；與邊界路由器之間采用多播進行通信。
[0014]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比的優(yōu)點在于:本發(fā)明充分的利用了傳感器體積小，價格低，易于布置，易于維護的特點。并利用IPv6技術(shù)將其與互聯(lián)網(wǎng)連接，利用了互聯(lián)網(wǎng)速度快，覆蓋地點廣泛的優(yōu)點。使電力設(shè)備的巡檢過程更加的智能化，自動化，發(fā)現(xiàn)問題更加及時并節(jié)約了人力資源。
【附圖說明】
[0015]圖1為本發(fā)明系統(tǒng)整體層次結(jié)果圖；
[0016]圖2為本發(fā)明中物聯(lián)網(wǎng)節(jié)點IPv6協(xié)議棧示意圖。
【具體實施方式】
[0017]如圖1所示，本發(fā)明系統(tǒng)的整體層次構(gòu)架包括三層:由設(shè)備對象節(jié)點及傳感器節(jié)點組成的物品層、由下一代互聯(lián)網(wǎng)組成的網(wǎng)絡(luò)層，由用戶通信設(shè)備(例如筆記本電腦，移動終端)組成的用戶層，其中，所述物品層的對象節(jié)點由連接到物聯(lián)網(wǎng)中的設(shè)備、設(shè)備所配置的微處理器、存儲器及低功耗無線通信裝置組成，主要用于處理、存儲及傳輸設(shè)備的屬性信息(如設(shè)備的類型，運行年限等)；設(shè)備對象節(jié)點配有多個傳感器節(jié)點，用于監(jiān)測和控制目標對象設(shè)備節(jié)點所處環(huán)境的相關(guān)參數(shù)(例如，對象設(shè)備節(jié)點所在的位置，當前電壓，所處環(huán)境的溫度等)；設(shè)備對象節(jié)點及傳感器節(jié)點擁有全球唯一的IPv6地址并支持IPv6協(xié)議，能夠與下一代互聯(lián)網(wǎng)中的IPv6節(jié)點采用統(tǒng)一的IPv6協(xié)議進行點到點通信。在此構(gòu)架中，物聯(lián)網(wǎng)作為下一代互聯(lián)網(wǎng)的末端網(wǎng)絡(luò)存在，通過邊界路由器接入下一代互聯(lián)網(wǎng)，物品層中所有設(shè)備對象節(jié)點與傳感器節(jié)點的IPv6地址的網(wǎng)絡(luò)前綴都相同，等于與其相連的邊界路由器的IPv6地址的網(wǎng)絡(luò)前綴；在此構(gòu)架中，所述用戶層的通信設(shè)備通過網(wǎng)絡(luò)層的下一代互聯(lián)網(wǎng)及物品層的設(shè)備對象節(jié)點的IPv6地址查詢目標設(shè)備節(jié)點的屬性信息；用戶層的通信設(shè)備通過下一代互聯(lián)網(wǎng)及附著于目標設(shè)備節(jié)點的傳感器節(jié)點的IPv6地址查詢目標對象節(jié)點所處環(huán)境的參數(shù)；所述設(shè)備對象節(jié)點及傳感器節(jié)點通過下一代互聯(lián)網(wǎng)向用戶層發(fā)送目標對象節(jié)點的屬性信息或者所處環(huán)境參數(shù)；如果目標對象節(jié)點所處環(huán)境參數(shù)處于非正常狀態(tài)即超出了用戶層通過通信設(shè)備設(shè)定的范圍(例如，如果溫度超過設(shè)定范圍，則溫度參數(shù)處于非正常狀態(tài))，則向傳感器節(jié)點發(fā)送命令以驅(qū)動目標對象節(jié)點所處環(huán)境調(diào)節(jié)裝置開關(guān)(例如，針對溫度參數(shù)設(shè)定空調(diào)開關(guān))使相應(yīng)的環(huán)境參數(shù)處于正常設(shè)定范圍，或者通過下一代互聯(lián)網(wǎng)可以主動向用戶層發(fā)送警告或通告信息，以便用戶能夠及時處理。
[0018]圖2所示的是本發(fā)明所述的物品層中的設(shè)備對象節(jié)點傳感器節(jié)點IPv6協(xié)議棧示意圖。在物聯(lián)網(wǎng)節(jié)點物品層中的設(shè)備對象節(jié)點傳感器節(jié)點IPv6協(xié)議棧中，設(shè)備對象節(jié)點傳感器節(jié)點的物理層與鏈路層協(xié)議采用工EEES02.15.4標準，網(wǎng)絡(luò)層及用戶層采用輕量IPv6協(xié)議及輕量TCP/UDP協(xié)議。所述物聯(lián)網(wǎng)作為下一代互聯(lián)網(wǎng)的末端網(wǎng)絡(luò)存在，通過邊界路由器接入下一代互聯(lián)網(wǎng)，物品層中所有對象節(jié)點與傳感器節(jié)點的IPv6地址的網(wǎng)絡(luò)前綴都相同，等于與其相連的邊界路由器的IPv6地址的網(wǎng)絡(luò)前綴。所述物品層的對象節(jié)點及傳感器節(jié)點的IPv6協(xié)議棧的鏈路層地址采用EUT — 64地址，其值等于IPv6地址的接口標識，即IPv6地址的后64比特。
[0019]連接物品層與下一代互聯(lián)網(wǎng)的邊界路由器保存物品層內(nèi)所有節(jié)點的鏈路層地址并為新加入的節(jié)點分配具有(與物品層是什么關(guān)系)唯一性的鏈路層地址。物層中的設(shè)備對象節(jié)點或傳感器節(jié)點獲取鏈路層地址的具體流程如下:
[0020]步驟1:新加入物品層的傳感器節(jié)點或設(shè)備對象節(jié)點向鄰居節(jié)點廣播一條新節(jié)點加入的Join消息；
[0021 ] 步驟2:收到消息的鄰居節(jié)點廣播一條歡迎新節(jié)點的Hel1消息，此消息包含鄰居節(jié)點到達邊界路由器的跳數(shù)；
[0022]步驟3:新加入傳感器節(jié)點或設(shè)備對象節(jié)點選擇距離邊界路由器最近的傳感器節(jié)點或設(shè)備對象節(jié)點作為父節(jié)點，同時將自己的原始ID號作為IPv6地址的接口標識，并采用Neighbor Solicitat1n消息向邊界路由器發(fā)送此標識以確定其唯一"性；
[0023]步驟4:邊界路由器查看新的設(shè)備對象節(jié)點或傳感器節(jié)點的IPv6地址接口標識是否具有唯一性，如果具有唯一性，進行步驟6，否則進行步驟5 ;
[0024]步驟5:邊界路由器為新節(jié)點返回一個具有唯一性的IPv6地址接口標識；
[0025]步驟6:記錄下新節(jié)點新的設(shè)備對象節(jié)點或傳感器節(jié)點的IPv6地址接口標識，同時采用Neighbor Solicitat1n (鄰居請求)消息將新節(jié)點的IPv6地址接口標識返回給新節(jié)點