【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及配电物联网通信，具体为基于改进微功率无线的低压配电物联网通信方法及系统。
技术介绍
1、目前，随着电力系统的智能化和数字化进程，低压配电物联网通信技术作为现代电力系统中的重要组成部分，近年来得到了广泛的关注和应用，随着低压配电网精益化管理需求不断提升，电力系统中的通信需求也呈现出日益复杂的趋势，同时也对低压配电台区智能化提出了更高的要求，低压配电物联网承载着状态监测、漏报开关、无功补偿、电能表、分布式电源、电动汽车等多种业务的监测与控制需求，通信网络是实现配电设备物联的关键环节，需要构建安全可靠的低压配电通信网络承载多样化的低压物联业务，低压台区设备数量多、分布式安装、环境复杂多样等特点给通信技术带来了挑战，本地通信成为配电物联网发展的制约因素。
2、对于传统的低压配电物联网通信方法在面对复杂电磁环境时，健壮性不足，容易受到信号衰减、多径效应等干扰，导致通信质量下降；部分现有技术在传输效率上存在一定问题，尤其在大规模低压配电系统中，通信效率的提升亟待解决，以满足实时监测和控制的需求；部分系统采用的微功率无线通信技术在长距离传输和弱信号环境下可靠性不高，容易导致数据丢失和通信中断；现有的链路层与路由层设计在面对外部干扰时未能有效应对，缺乏对动态干扰环境的实时调整和优化策略。
技术实现思路
1、鉴于上述存在的问题，提出了本专利技术。
2、因此，本专利技术解决的技术问题是：现有的低压配电物联网通信方法存在健壮性低、效率性低、可靠性低，以及如何构建安全
3、为解决上述技术问题，本专利技术提供如下技术方案：基于改进微功率无线的低压配电物联网通信方法，包括采集gfsk调制参数，通过gfsk调制方式对物理层的微功率无线进行优化，基于gfsk调制方式，设计路由混合重传，对链路层进行优化，基于路由混合重传，载波通信时通过立体空间拓扑结构对网络层进行优化。
4、作为本专利技术所述的基于改进微功率无线的低压配电物联网通信方法的一种优选方案，其中：所述采集gfsk调制参数包括调制指数h和高斯滤波参数bt。
5、通过bt为0.5的高斯滤波器，对gfsk调制的频率偏移，计算调制指数，表示为：
6、h＝2*freq_dev/data_rate
7、其中，h为调制指数，freq_dev为调制频偏，data_rate为数据速率。
8、作为本专利技术所述的基于改进微功率无线的低压配电物联网通信方法的一种优选方案，其中：所述对物理层的微功率无线进行优化包括对于微功率无线使用的gfsk调制采用4kbps、10kbps、50kbps，对freq_dev调整，当数据速率为4kbps、10kbps、50kbps时，频率偏移调整为13.3khz、20.8khz、50khz，计算最优h值。
9、作为本专利技术所述的基于改进微功率无线的低压配电物联网通信方法的一种优选方案，其中：所述对物理层的微功率无线进行优化还包括选择进行传输数据的载波频率，gfsk调制参数选择最优调制指数，输入为数字信号，输出为基带信号，通过高斯滤波器对基带信号进行处理，基于平滑信号的频谱，将经过高斯滤波的基带信号与载波信号相乘，进行频率调制，将调制后的信号发送到无线信道中，接收端进行接收和解调。
10、作为本专利技术所述的基于改进微功率无线的低压配电物联网通信方法的一种优选方案，其中：所述对链路层进行优化包括基于节点间重传机制、整条路由重选以及切换路由策略处理首条路由，每一个数据节点发出的数据包为发送的数据源和目标地址，每一个中继节点，记录数据路由的转发规则，实时数据节点发送的数据包到达中继节点，中继节点进行解包数据，提取数据源、目标地址以及本地路由规则进行对比，当比对成功时执行定向转发。
11、当数据传输成功时，链路层物理连接正常，帧传输无误，封装和传输的数据无丢失和损坏，流量控制正常，发送和接收的数据传输协调一致，路由层路由表正确，数据包传输到达目标网络的路径正确，路由状态稳定，路由协议正常，路由正常交换路由信息。
12、当数据包在路由间传输失败时，路由表错误使路由节点无法正确找到数据包的下一条路由，路由节点间的链路出现故障以及网络拥塞使路由节点无法传输数据，通过路由混合重传对数据包进行处理。
13、对节点间重传的次数和时间进行限制，发送方每一个发送出去的数据设置一个超时计时器，当计时器时间范围内收到接收方确认消息时，继续发送下一组数据，当计时器时间范围内没有收到接收方确认消息，重发数据。
14、网络配置设置harq的最大重发次数为4次，当实时计数器记录到重传次数达到最大重发次数时，进行放弃重传、通知上层协议栈、丢弃数据包以及触发恢复，对整条路由进行重发或切换路由，harq与链路质量检测结合使用，对源主机和路由器进行检测。
15、当中继节点无故障时，出现数据包故障或延时故障时，进行整条路由重发。
16、当中继节点或链路出现故障时，源主机或路由器进行路由重新计算，重新建立从源目标到接收方的路由，若过程含路由表的更新，重新选择最佳路径进行数据传输。
17、作为本专利技术所述的基于改进微功率无线的低压配电物联网通信方法的一种优选方案，其中：所述对网络层进行优化包括将载波通信用电力线作为通信介质进行数据传输，沿三相电力线构建线状拓扑结构，与微功率无线结合，构成空间拓扑结构，基于通信最优的原则构建无线与载波混合通信路由，进行最优网络覆盖，优化低压配电物联网通信。
18、本专利技术的另外一个目的是提供基于改进微功率无线的低压配电物联网通信系统，其能通过采集gfsk调制参数，通过gfsk调制方式对物理层的微功率无线进行优化，解决了目前的低压配电物联网通信含有可靠性的问题。
19、作为本专利技术所述的基于改进微功率无线的低压配电物联网通信系统的一种优选方案，其中：包括物理层优化模块、链路层优化模块、网络层优化模块；所述物理层优化模块用于采集gfsk调制参数，通过gfsk调制方式对物理层的微功率无线进行优化；所述链路层优化模块用于基于gfsk调制方式，设计路由混合重传，对链路层进行优化；所述网络层优化模块用于基于路由混合重传，载波通信通过立体空间拓扑结构对网络层进行优化。
20、一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序是实现基于改进微功率无线的低压配电物联网通信方法的步骤。
21、一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现基于改进微功率无线的低压配电物联网通信方法的步骤。
22、本专利技术的有益效果：本专利技术提供的基于改进微功率无线的低压配电物联网通信方法采集gfsk调制参数，通过gfsk调制方式对物理层的微功率无线进行优化，解决低压配电物联网通信中由于信号干扰导致的通信健壮性问题，确保信息的可靠传输，增强了低压配电物联网通信的健壮性，提本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.基于改进微功率无线的低压配电物联网通信方法，其特征在于，包括：
2.如权利要求1所述的基于改进微功率无线的低压配电物联网通信方法，其特征在于：所述采集GFSK调制参数包括调制指数h和高斯滤波参数BT；
3.如权利要求2所述的基于改进微功率无线的低压配电物联网通信方法，其特征在于：所述对物理层的微功率无线进行优化包括对于微功率无线使用的GFSK调制采用4kbps、10kbps、50kbps，对Freq_Dev调整，当数据速率为4kbps、10kbps、50kbps时，频率偏移调整为13.3kHz、20.8kHz、50kHz，计算最优h值。
4.如权利要求3所述的基于改进微功率无线的低压配电物联网通信方法，其特征在于：所述对物理层的微功率无线进行优化还包括选择进行传输数据的载波频率，GFSK调制参数选择最优调制指数，输入为数字信号，输出为基带信号，通过高斯滤波器对基带信号进行处理，基于平滑信号的频谱，将经过高斯滤波的基带信号与载波信号相乘，进行频率调制，将调制后的信号发送到无线信道中，接收端进行接收和解调。
5.如权利要求4所述的基
6.如权利要求5所述的基于改进微功率无线的低压配电物联网通信方法，其特征在于：所述对链路层进行优化包括基于节点间重传机制、整条路由重选以及切换路由策略处理首条路由，每一个数据节点发出的数据包为发送的数据源和目标地址，每一个中继节点，记录数据路由的转发规则，实时数据节点发送的数据包到达中继节点，中继节点进行解包数据，提取数据源、目标地址以及本地路由规则进行对比，当比对成功时执行定向转发；
7.如权利要求6所述的基于改进微功率无线的低压配电物联网通信方法，其特征在于：所述对网络层进行优化包括将载波通信用电力线作为通信介质进行数据传输，沿三相电力线构建线状拓扑结构，与微功率无线结合，构成空间拓扑结构，基于通信最优的原则构建无线与载波混合通信路由，进行最优网络覆盖，优化低压配电物联网通信。
8.一种采用如权利要求1～7任一所述的基于粒子群遗传算法的计算平台负载平衡方法的系统，其特征在于：包括物理层优化模块、链路层优化模块、网络层优化模块；
9.一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1至7中任一项所述的基于改进微功率无线的低压配电物联网通信方法的步骤。
10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至7中任一项所述的基于改进微功率无线的低压配电物联网通信方法的步骤。
...【技术特征摘要】
1.基于改进微功率无线的低压配电物联网通信方法，其特征在于，包括：
2.如权利要求1所述的基于改进微功率无线的低压配电物联网通信方法，其特征在于：所述采集gfsk调制参数包括调制指数h和高斯滤波参数bt；
3.如权利要求2所述的基于改进微功率无线的低压配电物联网通信方法，其特征在于：所述对物理层的微功率无线进行优化包括对于微功率无线使用的gfsk调制采用4kbps、10kbps、50kbps，对freq_dev调整，当数据速率为4kbps、10kbps、50kbps时，频率偏移调整为13.3khz、20.8khz、50khz，计算最优h值。
4.如权利要求3所述的基于改进微功率无线的低压配电物联网通信方法，其特征在于：所述对物理层的微功率无线进行优化还包括选择进行传输数据的载波频率，gfsk调制参数选择最优调制指数，输入为数字信号，输出为基带信号，通过高斯滤波器对基带信号进行处理，基于平滑信号的频谱，将经过高斯滤波的基带信号与载波信号相乘，进行频率调制，将调制后的信号发送到无线信道中，接收端进行接收和解调。
5.如权利要求4所述的基于改进微功率无线的低压配电物联网通信方法，其特征在于：所述设计路由混合重传包括链路层和路由层进行协同决策和状态同步，协同决策包括当链路层重传失败时，路由层通知上层协议触发网络层的重传；
6.如权利要求5所述的基于改进微功...
【专利技术属性】
技术研发人员：俞小勇，李克文，喻磊，陈卫东，林心昊，陈绍南，秦丽文，刘胤良，欧世锋，张龙飞，廖鹉嘉，
申请(专利权)人：广西电网有限责任公司电力科学研究院，
类型：发明
国别省市：
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