一种基于自组网无线通信的通信方法技术

本发明专利技术公开了一种基于自组网无线通信的通信方法，包括如下步骤：步骤一，在配电主站系统内设置应用接口层；步骤二，在信号采集接口层连接信号采集模块；步骤三，使用步骤二中的信号采集模块采集电网二次设备信号，之后将采集到的二次设备信号通过有线的方式传输至有线通信接口层；步骤四，在数据存储层内预装主站私钥。本发明专利技术的基于自组网无线通信的通信方法，通过步骤一的设置就可以有效的设置一个应用接口层来接收信号，通过步骤二的设置就可以有效的采集信号，通过步骤三的设置就可以有效的将信号加密后传输，通过步骤四的设置就可以有效的将收到的加密的信号解密以后传输到应用接口层。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种智能配电系统，更具体的说是涉及一种基于自组网无线通信的通信方法。
技术介绍
配电自动化终端，是建设配电网自动化的一个重要组成部分，它充分利用配电自动化新技术，能够确保配电网的安全、稳定、可靠运行，意义重大，配电网直接面向用户，担负着电能分配的重要任务。配电网分布广泛、构成复杂、影响面广，其供电能力、供电可靠性和供电质量对经济社会影响巨大，是智能电网的重要环节。配电通信网是配电自动化系统的重要组成部分，配电网网运行状态的监视、控制和故障处理都依赖通信网来实现，采用以太网无源光网络技术无疑是一个比较好的选择，但是由于城市建设和电力线路规划的原因，存在光缆施工困难、布设成本高等因素，因此考虑采用无线通信方案来实现配电自动化数据采集，目前主流方案是使用无线公网通信，配电网数据利用GPRS/CDMA、3G/4G进行数据传输，但由于公用通信网公众应用的特点，公网为用户共享，业务带宽和安全性无保证，因此，数据传输应用适用于少量的或突发性的数据传输。初期投资小，见效快，但因其租用的性质，与专网通信相比存在安全性、可控性、长期经济性等问题，不适合电力自动化的大规模专网需求。另一方面随着通讯条件的复杂性增加，通讯安全尤其是配电应用中遥控的安全问题也愈发突出。配电自动化终端处于室外环境，终端设备安全极为重要，因此，对通信接入安全控制与配电通讯中的应用层报文加密有很强的必要性和紧迫性。
技术实现思路
针对现有技术存在的不足，本专利技术的目的在于提供一种基于自组网无线通信方法，利用自组网无线通信技术和多跳网络结构，实现配电终端输出信号的加密更好更加安全。为实现上述目的，本专利技术提供了如下技术方案：一种基于自组网无线通信的通信方法，其特征在于：包括如下步骤：步骤一，在配电主站系统内设置应用接口层，在应用接口层往下依次设置数据存储层、规约接口层、通信接口层和信号采集接口层，所述应用接口层、数据存储层、规约接口层、通信接口层和信号采集接口层依次连接；步骤二，在信号采集接口层连接信号采集模块，将通讯接口层设置成有线通信接口层和无线通信接口层，其中，有线通信接口层通过导线与规约接口层连接，无线通信接口层耦接有无线通信模块后与数据存储层连接；步骤三，使用步骤二中的信号采集模块采集电网二次设备信号，之后将采集到的二次设备信号通过有线的方式传输至有线通信接口层，有线通信接口层将数据传输至规约接口层，其中，规约接口层连接有安全接入模块，安全接入模块内具有主站公钥，通过主站公钥将采集到的二次设备信号进行加密后输入到无线通信接口层输入到无线通信模块内，通过无线通信模块传输至数据存储层存储；步骤四，在数据存储层内预装主站私钥，利用主站私钥对数据存储层内的数据进行解密分析，将解密分析获得的数据组装成报文传输至应用接口层，最后通过应用接口层将报文传输至配电主站系统，完成数据的无线通信。作为本专利技术的进一步改进，步骤四中应用接口层与数据存储层之间的通信步骤如下：1、在应用接口层与数据存储层之间设置表示层、会话层、传输层、网络层、数据链路层和物理层，其中表示层、会话层、传输层、网络层、数据链路层和物理层依次连接；2、传输报文时，数据存储层上传报文先经过物理层、数据链路层和网络层后再通过传输层、会话层和表示层后到达应用接口层，其中，报文在经过数据链路层时组合成数据块，网络层将数据块通过网络传输至传输层之后继续上传；其中，物理层采用RF915MHZ跳频无线接入，数据链路层采用PANID网络识别，网络层采用IPV6协议进行网络传输。作为本专利技术的进一步改进，步骤二中信号采集模块采集的信号包括二次电压、电流、频率、有功、无功、功率因数、开关量信号。作为本专利技术的进一步改进，所述步骤三中信号采集模块采集信号的步骤如下：a、将二次信号采集器与电网二次设备的信号输出端连接；b、利用二次信号采集器内的电压检测模块检测二次设备的输出电压数据和频率数据，利用二次信号采集器内的电流检测部分检测二次设备的电流数据，将采集到的电压和电流通过功率公式计算出有功功率数据和无功功率数据，利用计算得出的有功功率数据和无功功率数据计算功率因素；c、将步骤b中获得电压数据、频率数据、电流数据、有功功率数据、无功功率数据和功率因素数据整合成一个数据包输入到有线通信接口层内，完成数据的采集。作为本专利技术的进一步改进，还包括开关量采集与输出步骤，该步骤是将二次信号采集器与电网的断路器内的控制板连接，接收断路器输出的合闸和分闸信号，完成开关量信号的采集，以及有线通信接口层内输出开关量信号到二次信号采集器内，二次信号采集器传输到电网的断路器内，完成开关量信号的输出。作为本专利技术的进一步改进，所述规约接口层还连接有ARM处理器和DSP处理器，所述安全接入模块与ARM处理器耦接，DSP处理器对数据信号数字化处理后输入到ARM处理器，ARM处理器调用安全接入模块内的主站公钥对数据信号进行加密。作为本专利技术的进一步改进，所述ARM处理器的型号为AM3352，所述DSP处理器的信号为BF533，所述ARM处理器和DSP处理器均具有UART引脚，所述ARM处理器和DSP处理器通过UART引脚相互连接。作为本专利技术的进一步改进，所述ARM处理器还具有GPIO引脚和RMII引脚，所述GPIO引脚耦接有LED显示屏，所述RMII引脚耦接于外部以太网，所述ARM处理器还具有SPI引脚，所述无线通信模块与SPI引脚耦接。本专利技术的有益效果，通过步骤一的设置，就可以在配电主站系统内设置应用接口层，提供用于接收采集到的信号的层，然后在应用层下方设置数据存储层、规约接口层、通信接口层和信号采集接口层就可以完成整个通信系统的构建，而通过步骤二的设置，更为具体建立了信号的采集传输通道，通过步骤三的设置，就可以利用信号采集模块采集电网的二次设备信号，然后通过有线通信接口层传输到规约接口层，规约接口层3就会通过安全接入模块31对有线通信接口层接收到的信号通过公钥进行加密作用，在加密以后通过无线通信模块将加密后的信号传输到数据存储层内，通过步骤四的设置，就可利用数据存储层内的主站私钥对信号进行解密，并且将解密之后的数据信号进行存储，在存储完成以后组装成报文发送到应用接口层，应用接口层便可以将数据信号进行使用了，由于上述过程采用公钥加密私钥解密的方式来传输数据信号，这样加密程度高，能够更好的避免错误的数据信号传输到应用接口层内，影响应用的问题。附图说明图1为本专利技术的通信方法的系统架构图；图2为图1中应用接口层与数据存储层之间的系统架构图；图3为本专利技术的通信方法的硬件架构图；图4是本专利技术安全接入模块数字签名部署示意图。具体实施方式下面将结合附图所给出的实施例对本专利技术做进一步的详述。参照图1至4所示，本实施例的一种基于自组网无线通信的通信方法，其特征在于：包括如下步骤：步骤一，在配电主站系统内设置应用接口层1，在应用接口层1往下依次设置数据存储层2、规约接口层3、通信接口层4和信号采集接口层5，所述应用接口层1、数据存储层2、规约接口层3、通信接口层4和信号采集接口层5依次连接；步骤二，在信号采集接口层5连接信号采集模块51，将通讯接口层4设置成有线通信接口层41和无线通信接口层42，其中，有线通信接口层41通过导线与规约接口层3连接，无线本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于自组网无线通信的通信方法，其特征在于：包括如下步骤：步骤一，在配电主站系统内设置应用接口层（1），在应用接口层（1）往下依次设置数据存储层（2）、规约接口层（3）、通信接口层（4）和信号采集接口层（5），所述应用接口层（1）、数据存储层（2）、规约接口层（3）、通信接口层（4）和信号采集接口层（5）依次连接；步骤二，在信号采集接口层（5）连接信号采集模块（51），将通讯接口层（4）设置成有线通信接口层（41）和无线通信接口层（42），其中，有线通信接口层（41）通过导线与规约接口层（3）连接，无线通信接口层（42）耦接有无线通信模块（421）后与数据存储层（2）连接；步骤三，使用步骤二中的信号采集模块（51）采集电网二次设备信号，之后将采集到的二次设备信号通过有线的方式传输至有线通信接口层（41），有线通信接口层（41）将数据传输至规约接口层（3），其中，规约接口层（3）连接有安全接入模块（31），安全接入模块（31）内具有主站公钥，通过主站公钥将采集到的二次设备信号进行加密后输入到无线通信接口层（42）输入到无线通信模块（421）内，通过无线通信模块（421）传输至数据存储层（2）存储；步骤四，在数据存储层（2）内预装主站私钥，利用主站私钥对数据存储层（2）内的数据进行解密分析，将解密分析获得的数据组装成报文传输至应用接口层（1），最后通过应用接口层（1）将报文传输至配电主站系统，完成数据的无线通信。...

【技术特征摘要】
1.一种基于自组网无线通信的通信方法，其特征在于：包括如下步骤：步骤一，在配电主站系统内设置应用接口层（1），在应用接口层（1）往下依次设置数据存储层（2）、规约接口层（3）、通信接口层（4）和信号采集接口层（5），所述应用接口层（1）、数据存储层（2）、规约接口层（3）、通信接口层（4）和信号采集接口层（5）依次连接；步骤二，在信号采集接口层（5）连接信号采集模块（51），将通讯接口层（4）设置成有线通信接口层（41）和无线通信接口层（42），其中，有线通信接口层（41）通过导线与规约接口层（3）连接，无线通信接口层（42）耦接有无线通信模块（421）后与数据存储层（2）连接；步骤三，使用步骤二中的信号采集模块（51）采集电网二次设备信号，之后将采集到的二次设备信号通过有线的方式传输至有线通信接口层（41），有线通信接口层（41）将数据传输至规约接口层（3），其中，规约接口层（3）连接有安全接入模块（31），安全接入模块（31）内具有主站公钥，通过主站公钥将采集到的二次设备信号进行加密后输入到无线通信接口层（42）输入到无线通信模块（421）内，通过无线通信模块（421）传输至数据存储层（2）存储；步骤四，在数据存储层（2）内预装主站私钥，利用主站私钥对数据存储层（2）内的数据进行解密分析，将解密分析获得的数据组装成报文传输至应用接口层（1），最后通过应用接口层（1）将报文传输至配电主站系统，完成数据的无线通信。2.根据权利要求1所述的基于自组网无线通信的通信方法，其特征在于：步骤四中应用接口层（1）与数据存储层（2）之间的通信步骤如下：1、在应用接口层（1）与数据存储层（2）之间设置表示层（11）、会话层（12）、传输层（13）、网络层（14）、数据链路层（15）和物理层（16），其中表示层（11）、会话层（12）、传输层（13）、网络层（14）、数据链路层（15）和物理层（16）依次连接；2、传输报文时，数据存储层（2）上传报文先经过物理层（16）、数据链路层（15）和网络层（14）后再通过传输层（13）、会话层（12）和表示层（11）后到达应用接口层（1），其中，报文在经过数据链路层（15）时组合成数据块，网络层（14）将数据块通过网络传输至传输层（13）之后继续上传；其中，物理层（16）采用RF915MHZ跳频无线接入，数据链路层（15）采用PANID网络识别，网络...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈蕾，阙波，王炜，邵学俭，郑圣，朱义勇，苏毅方，庄晓丹，林群，戴瑞海，梁一晨，郑贤舜，余成彪，刘强，马振宇，章毅，黄红兵，王彦波，汤耀景，夏陈喆，
申请(专利权)人：国网浙江省电力公司温州供电公司，国网浙江省电力公司，国家电网公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33