【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及电力网络，尤其涉及一种基于多协议转换的智能网关及其实现方法。
技术介绍
1、随着智能电网和物联网技术的快速发展，电力系统对于数据的实时性和准确性要求越来越高。在电力系统中，各种电力设备如变电站、风力发电机、太阳能光伏系统等，都需要通过通信协议与监控系统进行数据交换。然而，这些设备往往采用不同的通信协议，如iec 104、iec61850、modbus、dlt645等，这导致了数据集成和通信的复杂性。
2、现有的电力通信解决方案通常采用单一或有限的通信协议，难以满足多样化的通信需求。此外，随着电力系统规模的扩大，设备数量的增加，传统的轮询调度方法在数据采集效率、系统响应时间和网络负载管理方面面临着挑战。在高负载情况下，传统的轮询调度可能导致数据采集延迟，影响系统的实时性和可靠性。
3、为了解决这些问题，需要一种能够支持多协议转换的智能网关，它不仅需要实现不同电力通信协议之间的转换，还需要具备高效的数据采集、智能调度和安全管理能力。此外，随着电力系统自动化和智能化水平的提升，对网关的数据处理能力、用户交互界面以及系统可靠性也提出了更高的要求。
4、本专利技术正是基于这样的技术背景提出的，旨在通过一种集成了多协议转换、智能调度、安全通信、高效数据处理和用户友好界面的智能网关，来提高电力系统的通信效率、数据处理能力和系统稳定性。通过引入先进的dacsa算法和实时数据分析技术，本专利技术的智能网关能够动态调整轮询策略，优化通信效率和响应时间，同时具备自学习能力，以适应不断变化的电力系统需求
技术实现思路
1、鉴于现有技术中存在的问题，提出了本专利技术。
2、因此，本专利技术所要解决的技术问题是：如何满足电力系统的多协议转换需求、如何提升电力系统网关的运行效率。
3、为解决上述技术问题，本专利技术提供如下技术方案：一种基于多协议转换的智能网关，包括多协议转换模块、数据采集模块、轮询调度模块、网络通信模块、安全管理模块、设备管理模块、数据处理模块、用户界面模块、冗余和备份模块、智能调度模块。
4、作为本专利技术所述一种基于多协议转换的智能网关的优选方案，其中：所述多协议转换模块用于实现不同电力通信协议之间的转换，所述电力通信协议包括iec 104、iec61850、modbus、dlt645、mqtt，以支持多样化的通信需求；
5、所述数据采集模块用于从电力系统中的电力设备收集数据；
6、所述轮询调度模块用于按照预定的顺序和时间间隔，对连接的设备进行数据读取或命令发送，确保所有设备都能定期地被访问；
7、所述网络通信模块用于负责智能网关与外部网络的通信；
8、所述安全管理模块用于监控所有数据传输和设备访问活动，实施用户认证、数据加密和访问控制策略，防止未授权访问；
9、所述设备管理模块用于监控和管理连接到网关的所有设备，对电力设备进行自动搜素、配置、故障检测和维护；
10、所述数据处理模块用于对采集到的数据进行预处理和分析，包括数据清洗、格式转换、数据压缩和存储，支持复杂的数据处理算法；
11、所述用户界面模块用于提供操作界面，使用户监控和管理网关的运行状态，支持web界面、移动应用和命令行界面；
12、所述冗余和备份模块用于实现数据和服务的冗余备份，提高系统的可靠性，在发生故障时快速恢复系统运行；
13、所述智能调度模块用于利用dacsa算法和实时数据分析，动态调整轮询策略，优化通信效率和响应时间，具备自学习能力。
14、作为本专利技术所述一种基于多协议转换的智能网关的优选方案，其中：所述多协议转换模块将不同协议的数据传输给数据采集模块，进行统一格式转换；
15、所述数据采集模块与所述轮询调度模块连接，所述数据采集模块将采集到的数据传输给轮询调度模块，进行定时访问调度
16、所述轮询调度模块与所述智能调度模块连接，所述轮询调度模块将基本的访问策略传输给智能调度模块，进行动态优化处理；
17、所述数据采集模块与所述网络通信模块连接，所述数据采集模块将处理后的数据传输给网络通信模块，进行安全传输；
18、所述网络通信模块与所述安全管理模块连接，所述网络通信模块将传输的数据传输给所述安全管理模块，进行安全加密和认证；
19、所述设备管理模块与所述数据采集模块连接，所述设备管理模块将设备状态信息传输给所述数据采集模块，进行数据更新和设备监控；
20、所述数据处理模块与所述用户界面模块连接，数据处理模块将分析处理后的数据传输给用户界面模块，进行信息展示和用户交互；
21、冗余和备份模块将备份数据传输给所有模块，进行故障恢复和数据保护。
22、作为本专利技术所述一种基于多协议转换的智能网关的优选方案，其中：所述轮询调度模块的工作步骤包括，
23、轮询调度模块在系统启动时进行初始化，加载设备列表和轮询策略；
24、设定轮询的时间间隔和顺序，这些基于设备的重要性和数据更新的频率来配置；
25、在每次轮询周期开始时，模块检查设备列表，确认所有设备的状态和可用性；
26、对于离线或故障的设备，模块将尝试重新连接或标记为维护状态；
27、模块按照设定的顺序向每个设备发送数据请求；
28、设备响应数据请求后，轮询调度模块接收返回的数据；
29、结合智能调度模块，轮询调度模块会根据实时数据和dacsa算法调整轮询策略；
30、轮询调度模块更新设备的状态信息，包括最后一次成功通信的时间和收集到的数据；
31、所有的轮询活动和结果都会被记录在系统日志中；
32、作为本专利技术所述一种基于多协议转换的智能网关的优选方案，其中：所述智能调整模块的工作步骤包括，
33、智能调整模块收集实时数据和历史数据，分析设备的通信模式和数据生成频率；
34、分析设备的响应时间和网络状况；
35、使用基于电力设备运行的dacsa算法，来评估短期内的设备行为和网络条件；
36、根据数据分析和预测模型的结果，制定轮询策略；
37、所述轮询策略包括设定轮询的优先级、时间间隔和顺序；
38、作为本专利技术所述一种基于多协议转换的智能网关的优选方案，其中：所述dacsa算法包括：数据采集与分析，dt＝{d1,d2,...,dn}其中每个di包含设备状态、数据更新频率等信息，h＝{h1,h2,...,hm}其中每个hi包含历史通信模式、故障记录信息；
39、对每个设备d，计算通信模式和响应时间的统计指标statd＝fstat(dt,h)；
40、对每个设备d，使用预测函数fpred计算行为预测p(d,t)＝fpred(statd,cd)；
41、使用预测函数fnet计算网络条件预测n(d,t)＝fnet本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于多协议转换的智能网关，其特征在于：包括多协议转换模块、数据采集模块、轮询调度模块、网络通信模块、安全管理模块、设备管理模块、数据处理模块、用户界面模块、冗余和备份模块、智能调度模块。
2.根据权利要求1所述的一种基于多协议转换的智能网关，其特征在于：所述多协议转换模块用于实现不同电力通信协议之间的转换，所述电力通信协议包括IEC 104、IEC61850、Modbus、DLT645、MQTT，以支持多样化的通信需求；
3.根据权利要求2所述的一种基于多协议转换的智能网关，其特征在于：所述多协议转换模块将不同协议的数据传输给数据采集模块，进行统一格式转换；
4.根据权利要求3所述的一种基于多协议转换的智能网关，其特征在于：所述轮询调度模块的工作步骤包括，
5.根据权利要求4所述的一种基于多协议转换的智能网关，其特征在于：所述智能调度模块的工作步骤包括，
6.根据权利要求5所述的一种基于多协议转换的智能网关，其特征在于：
7.根据权利要求6所述的一种基于多协议转换的智能网关，其特征在于：所述统计分析函
8.根据权利要求7所述的一种基于多协议转换的智能网关，其特征在于：所述智能调整模块的工作步骤还包括，
9.根据权利要求8所述的一种基于多协议转换的智能网关，其特征在于：所述智能调整模块在常规调度情况下不会启动，在常规调度状况下网关使用基础轮询调度策略，按照预设的顺序和时间间隔对设备进行访问；
10.一种基于多协议转换的智能网关的实现方法，应用于权利要求1-9任一项的一种基于多协议转换的智能网关，其特征在于：
...【技术特征摘要】
1.一种基于多协议转换的智能网关，其特征在于：包括多协议转换模块、数据采集模块、轮询调度模块、网络通信模块、安全管理模块、设备管理模块、数据处理模块、用户界面模块、冗余和备份模块、智能调度模块。
2.根据权利要求1所述的一种基于多协议转换的智能网关，其特征在于：所述多协议转换模块用于实现不同电力通信协议之间的转换，所述电力通信协议包括iec 104、iec61850、modbus、dlt645、mqtt，以支持多样化的通信需求；
3.根据权利要求2所述的一种基于多协议转换的智能网关，其特征在于：所述多协议转换模块将不同协议的数据传输给数据采集模块，进行统一格式转换；
4.根据权利要求3所述的一种基于多协议转换的智能网关，其特征在于：所述轮询调度模块的工作步骤包括，
5.根据权利要求4所述的一种基于多协议转换的智能网关，其特...
【专利技术属性】
技术研发人员：纪腾飞，吕炉丹，朱献军，邵春楼，王文明，赵宏为，王闻通，王开谟，
申请(专利权)人：南京东禾智汇信息技术有限公司，
类型：发明
国别省市：
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