[发明专利]一种智能用电系统的通信实现方法

说明书

技术领域

本发明涉及智能电网、网络通信技术领域，涉及一种应用层通信协议，特别涉及一种智能用电系统的通信实现方法。

背景技术

在智能电网产业迅猛发展及国家阶梯电价等能源消费政策引导背景下，人们能源消费生活中的节能意识和主动性也越来越强，面向家庭的智能用电产品有广阔的市场需求。家庭智能用电产品的功能技术需求主要体现在：

[1]支持对家庭各类电器(热水器、电视、照明、空调等)用电数据的详细统计分析；

[2]可以支持对各类电器用电行为进行个性化规划和自动开关控制(比如，只在某固定时段打开热水器；检测到电视机待机10分钟就完全切断电源)；

[3]符合智能电网高级量测体系协议标准，可以和智能电表进行需求响应数据交互，支持用电规划的“削峰填谷”；

[4]成本低、实施易、性价比高。

目前市场上的家电产品，仅仅是孤立的个体，无法进行相互之间的信息交互，给用户带来真正的方便。智能用电系统的功能实现依赖于各功能单元之间的实时数据交互，但相关数据交互的方法尚无明确的标准，本发明全面分析了智能用电系统的通信需求，结合网络通信技术特点，定义了一种应用层通信协议。

发明内容

针对现有装置存在的不足，本发明提供一种智能用电系统的通信实现方法，以达到对各类用电器进行分析控制的目的。

本发明的技术方案是这样实现的：一种智能用电系统的通信实现方法，智能用电系统包括一个主控节点和至少一个端节点；

主控节点用于接受并存储每个用电器的电量测量数据，向端节点发送用电规划指令；

端节点用于对用电器的电能量实时测量、电源开关控制、向主控制节点报告电能测量数据，并接受主控节点用电规划指令；

所述的主控节点由通信处理单元和业务处理单元组成，所述主控节点与所述端节点间为无线通信方式，所述通信处理单元和所述业务处理单元之间通过串口方式进行通信，所述业务处理单元与外网进行通信；由于通信处理单元处理能力有限，主要用于数据无线收发，绝大部分工作交由业务处理单元处理，通信处理单元和业务处理单元共同维护系统数据库。

所述的主控节点与端节点以消息的形式进行通信，所述的消息包括：由端节点触发、由通信处理单元处理的消息；由端节点触发、由业务处理单元处理的消息；由通信处理单元触发、由端节点处理的消息；由业务处理单元触发、由端节点处理的消息；

在所述的主控节点中，通信处理单元与业务处理单元以消息的形式进行通信，所述的消息包括：由通信处理单元触发、由业务处理单元处理的消息，包括请求消息和回复消息；

主控节点通信处理单元与端节点之间进行通信的消息还包括以下特征：

所述的消息，由二进制格式的消息头和二进制格式的消息体组成；

所述的消息头占用32个二进制位，包括消息类型编号、源设备标识和消息编号；

所述的消息类型编号，占用8个二进制位，有两个不同范围的取值区间，分别表示端节点发送的消息类型编号区间和主控节点发送消息的类型编号区间；所述的端节点消息类型编号区间的取值范围为0x00～0x0F；所述的主控节点通信处理单元消息类型编号区间的取值范围为0x10～0x1F；

所述的源设备标识占用8个二进制位，且有两种不同的取值分别表示主控节点和端节点；

所述的消息体长度可变，占用的空间不大于4×16×8个二进制位，且所述的消息体为空，或者包括表示设备标识数的参数，或包括表示电能量数据的参数，或者包括表示用电规划的参数，或者包括表示设备工作参数和状态的参数，或者包括表示收到确认消息的参数，或者包括表示下发同步时间的参数；

所述的参数表示设备标识时，至少包括短地址(即设备网络地址，相当于互联网中的IP地址)和IEEE物理地址(即设备物理地址，相当于互联网中设备MAC地址)；

所述的参数表示电能量数据时，至少包括系统时间、电压、电流、功率和电能；

所述的参数表示用电规划时，至少包括本响应消息事物消息总数、本消息携带的规划项数、规划事物标识、规划类别、开关动作和规划首次执行时间；

所述的参数表示设备工作参数和状态时，至少包括电量采样周期、电量上报周期、时间同步周期和开关状态；

所述的参数表示收到确认消息时，至少包括状态信息；

所述的参数表示下发同步时间时，至少包括系统时间；

通信处理单元与业务处理单元进行通信的消息还包括以下特征：