[发明专利]基于NFC的智能电网终端即插即用接入配电监控网方法

说明书

技术领域

本发明属于智能电网终端即插即用领域，涉及了NFC技术，尤其涉及了一种基于NFC的智能电网终 端即插即用接入配电监控网络方法。

背景技术

随着信息技术和传感器技术的不断发展，传统的电力网与信息网不断融合，逐渐形成以能源合理交换 为最终目的的智能电网。电力网和信息网紧密结合，具有双向流动性，为形成高度自动化和广泛分布的能 量交换奠定基础。智能电网朝着分布式方向发展，具有片内信息采集和片间信息交流的微网成为智能电网 发展的核心，而微网中的终端，尤其是分布式电源平稳接入配电网尤其需要通信技术和电力技术共同保证。 电力网的通信监控系统可以对分布式电源接入过程的电压和电力进行监控，调整其有功出力和无功出力， 有利于整个过程平滑稳定。

智能电网终端即插即用接入配电监控网是未来智能电网发展的趋势，目前无线智能传感器即插即用技 术主要依据IEEE1451标准，通过标准无线接口如IEEE802.11,Bluetooth,ZigBee及6LoWPAN等通信。 以上无线接口主要是分配给传感器不同的频率信道，将设备信息进行标准化处理，形成设备的TEDS，从 而实现自动识别和标识设备，达到传感器即插即用的效果。

目前智能电网终端即插即用接入配电监控网存在一些难题，其中在通信技术方面的主要包括以智能电 表为代表的终端数量较多且较密集，仅依靠频率来分配的信道数量有限，无法满足智能电网终端需求。另 外，由于无线接口都暴露在开放空间中，存在着较大的安全隐患。

发明内容

本发明针对现有的无线智能传感器即插即用技术无法满足智能电网终端需求的现状，提出一种基于 NFC技术点对点模式的无线即插即用方法，可以提供给智能电网终端足够的无线接入接口，即插即用过程 简单、接入速度快。本发明的技术方案如下：

一种基于NFC的智能电网终端即插即用接入配电监控网方法，采用NFC点对点通信模式，设计智能 电网终端，终端类型包括智能电表、光伏发电系统、储能系统、冷热电联供系统、燃料电池以及电动汽车 充电系统，采用定期关联匹配机制建立用于自动识别和标识智能电网终端的传感器电子数据表TEDS，包 括下列几个方面：

1)监控网接入点与终端分别都配备NFC标签，在未连接时，均处于NFC点对点模式中的Target状 态；

2)在终端准备接入监控网接入点时，触发接入监控网应用；终端检测周围NFC无线电场，若检测到 其他NFC无线电场，则重复无线电场碰撞检测；否则，将终端的NFC模块切换为主动模式下的Initiator 状态；

3)终端选用其全球唯一标识UUID作为近场通信标识NFCID3内容，与监控网接入点的NFC模块标 识唯一通信信道；监控网接入点载入终端的Meta-TEDS、TransducerChannelTEDS及PHYTEDS；Meta-TEDS 主要包括UUID、终端类型；TransducerChannelTEDS主要包括最大数据率、响应等待时间、最大重传次 数、最小传输延迟、数据传输周期；PHYTEDS主要包括传输数据格式、物理单位、测量范围；

4)接入点保存终端网络配置参数，开启定期关联匹配机制；终端发送监控系统状态和测量数据，或 终端接收监控网更改终端状态指令；设tc是关联周期，ts是握手时限，ti是最大重新接入时限，则定期关 联匹配机制如下：

A.在数据传输或监测控制的情况中，终端与接入点保持着数据帧和控制帧传输，每个NFC数据帧和 控制帧中都包含NFCID3字段，也就是都包含终端的UUID，根据此UUID即可判断终端与接入点是否可 以正常通信；

B.在空闲情况中，终端与接入点都切换至Target状态，接入点每隔tc周期向终端发送关联握手帧，若 终端在ts时间内回复关联握手帧，则终端与接入点连接正常；否则，超过ts后接入点再次发送关联握手帧， 若累计发送有限次均失败，则判断终端与接入点断开，回收其网络资源；

C.在终端掉电或临时移出接入点情况中，若终端在小于ti时间内再次请求接入配电监控网络，则无需 再重新载入终端的TEDS，直接根据终端的UUID在接入点存储的参数中直接查找，进行资源配置；若超 出ti再次接入，则需重新载入；接入点在与终端断开超过ti时间后，清除存储该终端的UUID、TEDS及 其他信息。

本发明具有以下优点：