[发明专利]一种基于时间标的4G通信低压台区拓扑识别方法及系统

权利要求书

1.一种基于时间标的4G通信低压台区拓扑识别方法，其特征在于，

包括以下步骤：

步骤1：主站通过4G通信模块对各台区I型集中器和II型集中器进行对时操作；

步骤2：对时完成后，主站通过4G通信模块下发时间标和信号码元给各台区的I型集中器和II型集中器；

主站通过4G通信模块依次给当前台区所有II型集中器下发时间标T+t+n₁，T+t+n₂，T+t+n_N，

其中T表示当前时间，t为提前时间量，n_N为间隔时间，N表示当前台区II型集中器数目；

若存在下发失败的II型集中器，主站重新下发时间标，多个台区下发相同时间标，同时并行发送信号码元；

步骤3：各台区II型集中器根据步骤2中下发的信号码元，利用电阻投切模块产生相应码元电流信号，并根据下发时间标定时进行码元电流信号发送；

所述电阻投切模块的投切开关频率为F，每个投切周期中开关通TM微秒，断TM微秒，占空比为1/2；为了准确提取投切信号能量，对信号码元进行编码，以TM毫秒为一个码位，开关周期性通断TM毫秒表示码位1，开关持续性断开TM毫秒表示码位0；

所述信号码元为[1 1 1 1 x xx x]，共8位，其中前四位固定为1，用于提取信号后计算信号强度，后4位随机编码用于区分不同台区；

步骤4：各台区I型集中器根据步骤2下发的信号码元，对电流信号实时采样识别，并存储识别记录；

步骤5：主站通过4G通信模块读取各台区I型集中器存储的识别记录，结合II型集中器搜表机制，梳理拓扑结构，得到表-表箱即II型集中器-变压器即I型集中器三级拓扑结构；

主站读取完所有台区I型集中器识别记录后，首先以台区为单位，根据发送时间标与识别时间标的对应关系，找到归属于该台区的所有II型集中器，II型集中器通过RS485总线自动搜表得到电表归属，从而得到表-表箱-变压器三级拓扑结构；

未识别到的II型集中器作为失败设备处理，所有台区梳理结束后，主站给所有失败设备以及I型集中器统一重新下发时间标和信号码元，固定为[1 1 1 1 0 1 0 1]，再次进行拓扑识别，得到各台区最终拓扑结构图。

2.如权利要求1所述的一种基于时间标的4G通信低压台区拓扑识别方法，其特征在于，

所述步骤4，信号识别的具体内容如下：

I型集中器以f采样频率实时采集电流信号，并利用滑动傅里叶变换提取某频点处信号强度，进行滑动解码后，将解码码元与发送码元进行匹配，若匹配成功，则存储识别记录。

3.如权利要求2所述的一种基于时间标的4G通信低压台区拓扑识别方法，其特征在于，

频点f_n处信号强度计算公式如下所示：

其中，a_n，b_n，c_n分别表示频点f_n处谐波的实部、虚部和模值，θ为当前相位，T为一个滑动周期的采用点数，t₀为表示起始采样点，k表示采样点序号，dt表示采样时间间隔，为电流采样值。

4.如权利要求2所述的一种基于时间标的4G通信低压台区拓扑识别方法，其特征在于，

解码码元与发送码元进行匹配的具体方法：

取两频点处信号强度均值与解码阈值进行比较，若则认为该码位为1，否则该码位为0，从而确定解码码元；将解码码元与发送码元进行匹配，若二者完全一致或只有一位码位不同，则认为二者匹配成功，并将信号强度、识别时间、所属集中器信息记录下来；

两频点为f₁＝783.33Hz和f₂＝883.33Hz。

5.一种基于时间标的4G通信模块低压台区拓扑识别系统，其特征在于，

应用如权利要求1-4任一所述的一种基于时间标的4G通信低压台区拓扑识别方法，其包括主站、I型集中器、II型集中器、4G通信模块；

所述主站，用于控制信号传输以及对信号进行处理；

所述I型集中器，用于信号识别；

所述II型集中器，用于信号发送，其设有电阻投切模块；

所述4G通信模块，用于数据传输；

所述电阻投切模块，用于根据信号码元，产生相应电流信号。