[發明專利]自動抄表系統入網方法

有效

• 申請號: 201210347112.5
• 申請日: 2012-09-19
• 公開（公告）號: CN102832973A
• 公開（公告）日: 2012-12-19
• 發明（設計）人: 劉宏立;谷志茹;朱政堅;朱青;徐琨
• 申請（專利權）人: 湖南大學;威勝集團有限公司
• 主分類號: H04B3/54
• 分類號: H04B3/54;H04L9/32;H04L12/56
• 代理公司: 長沙永星專利商標事務所 43001
• 代理人: 周詠;林毓俊

技術領域

本發明涉及一種電力系統入網方法，特別涉及一種自動抄表系統入網方法。

背景技術

目前的電力線載波通信主要有窄帶單載波通信機制，利用擴頻技術來提高通信的抗干擾與抗截獲能力，例如PSK（相位鍵控調制方式）和S-FSK（窄帶雙載波復用技術）電力線通信機制。這些方式不僅頻帶利用率很低，而且通信速率也低，無法采用信道編碼、加解密、接入控制、高效路由等技術來有效提高通信效果。

現有S-FSK電力載波自動抄表系統，其S-FSK模塊的入網處理是在電表應用層與集中器應用層之間實現的，沒有單獨的網絡層。通過抄表主站下發表檔案給集中器，集中器管理表檔案。在電能表加入網絡時通過集中器單相認證來決定電能表的加入與否。當電能表加入網絡時，攜帶表地址至集中器，再由集中器單向認證是否電能表的表地址在表檔案中，如果在，則允許加入，如果不在，則拒絕加入。當電能表加入錯誤的網絡時，其不能自動脫離網絡并重新找網。S-FSK電力載波自動抄表系統架構如圖1所示。

上述加入網絡的方法存在電能表不能加入網絡或加入錯誤網絡的不穩定性，同時存在電能表一旦加入錯誤網絡后不能自動脫離的重大缺陷。不僅如此，集中器維護表檔案工作量也較大。由于表檔案的管理完全由集中器完成，在電能表故障或加入錯誤的網絡時，因為集中器并不知情，所以電能表的刪除必須由工作人員到現場進行修改更正完成，增加了維護的難度以及維修成本。

發明內容

本發明提供了一種可靠性高的且電能表能自動脫離錯誤網絡的自動抄表系統入網方法。

本發明提供的這種自動抄表系統入網方法，所述方法包括：

步驟1，在集中器的應用層和載波通信模塊之間增加網絡層，在電能表的應用層和載波通信模塊之間也增加網絡層；在集中器側的載波通信模塊為主模塊，在電能表側的載波通信模塊為從模塊；集中器的應用層通過網絡層與主模塊相連，并通過主模塊將指令信號經由電力線網絡發送至與之通信的從模塊，同時通過電力線網絡接收由被抄讀的電能表發出的數據信號；所述電能表的應用層通過網絡層與從模塊相連，并通過從模塊將數據信號經由電力線網絡發送至主模塊，同時通過電力線網絡接收由集中器發出的指令信號；

步驟2，網絡層用于集中管理和解決載波通信模塊的入網問題，其包括UDP封裝模塊、IPv6封裝模塊、白名單和EAP-PSK鑒權模塊，UDP封裝模塊將終端應用層數據報文封裝成UDP報文，IPv6封裝模塊將UDP報文封裝成可在IPv6網絡層傳輸的IPv6報文；白名單是電能表的表地址和模塊設備ID相對應的一個表格；EAP-PSK模塊用于完成電能表加入網絡的鑒權過程；

載波通信模塊采用OFDM模塊，用于將網絡層的信號調制成適宜于電力線網絡傳輸的信號，同時將在電力線網絡傳輸的信號解調成網絡層能接收的信號；

步驟3，主模塊上電復位；集中器設置主模塊的PANID，即子網ID，同時將其管理的電能表檔案下發給主模塊；由該主模塊建立白名單，并設置自己的模塊設備ID；主模塊開始網絡，等待從模塊發起注冊；

步驟4，從模塊上電復位，掃描網絡，選擇信號最強的PAN網加入；從模塊攜帶對應的電能表表地址至主模塊，發起加入網絡申請；

步驟5，主模塊檢查該表地址是否在白名單中，如果在，主模塊將該電能表的狀態設置為有效，如果不在，則主模塊將該電能表的狀態設置為無效；

步驟6，從模塊和主模塊進行EAP-PSK鑒權，如果鑒權成功，則主模塊將該電能表的狀態設置為激活，從模塊加入網絡成功；如果鑒權失敗，則主模塊將該電能表的狀態設置為未激活，由此將該節點位置的電能表從PAN網中解除；

步驟7，從模塊加入網絡后，主模塊分配一個模塊設備ID給從模塊，從模塊以此標示自己，并作為路由子層尋址的節點地址，路由子層按照一定的算法組建路由；主模塊和從模塊的網絡關系由此確立；

步驟8，從模塊在由集中器組建的網絡注冊成功，標志自動抄表系統上電組建網絡成功，主模塊和從模塊開始通信；若固定時間內，由集中器組建的網絡中，無從模塊注冊成功，則表示主模塊故障，建網失敗，集中器斷電，網絡解除；

步驟9，主模塊和從模塊通信成功，完成抄表；若二者在設定時間內通信不成功，主模塊將該電能表的狀態設置為未激活，由此將該節點位置的電能表從PAN網中解除。