具体实施方式

本发明公开了一种基于ARM架构和输变电无线组网协议的物联网关，本领 域技术人员可以借鉴本文内容，适当改进技术细节实现。特别需要指出的是， 所有类似的替换和改动对本领域技术人员来说是显而易见的，它们都被视为包 括在本发明。本发明的方法及应用已经通过较佳实施例进行了描述，相关人员 明显能在不脱离本发明内容、精神和范围内对本文所述的方法和应用进行改动 或适当变更与组合，来实现和应用本发明技术。

物联网关作为物联网在变电站中应用的重要一环，承担着将采集到的变电 站设备信息传递至网络层的作用。物联网网关可以将不同的无线组网协议翻译 转换成网络层对应的传输协议。但是，现在的物联网关仅仅只是承担了翻译传 输功能，无法辨别同一批次数据中不同设备数据的重要性，可能会导致重要的 设备数据无法被优先传输，延迟了对重要的设备数据处理时间，造成了输变网 系统总体效益下降。

因此，本发明实施例提供了一种基于ARM架构和输变电无线组网协议的物 联网关，如图1所示，网关包括：无线数据接收器101与ARM处理器102，无线 数据接收器101采用无线组网协议与变电站设备进行无线连接，无线数据接收 器101与ARM处理器102进行通信连接。

其中，无线组网协议至少包括RFID通信协议、Zigbee协议、NFC协议。

需要说明的是，RFID是Radio Frequency Identification的缩写；中文 名称为射频识别。其原理为阅读器与标签之间进行非接触式的数据通信，达到 识别目标的目的。

Zigbee也称紫蜂，是一种低速短距离传输的无线网上协议，底层是采用IEEE802.15.4标准规范的媒体访问层与物理层。主要特色有低速、低耗电、低成本、 支持大量网上节点、支持多种网上拓扑、低复杂度、快速、可靠、安全。

NFC全称Near Field Communication，中文名称近场通信，是一种新兴的 技术，使用了NFC技术的设备(例如移动电话)可以在彼此靠近的情况下进行 数据交换。除这些外，无线组网技术也可以包括WiFi等技术。

无线数据接收器101，用于接收与无线数据接收器101进行连接的各个变电 站设备的设备数据报文。

其中，各个设备数据报文为同一批次数据。

需要说明的是，变电站中的设备至少包括变压器、高压断路器、隔离开关、 母线、避雷器、电容器、电抗器等。数据至少包括电压、电流、功率、状态等。 接收模块按照预设的时间周期接收同一批次数据，也可以一直接收。

ARM处理器102包括：数据提取模块103、数据排序模块104、转换模块105、 封装模块106以及发送模块107。

数据提取模块103，用于分别获取设备数据报文的报文首部与报文主体。

具体为：数据提取模块103对设备数据报文进行识别，判断其报文首部起 始位与终结位，从而分别获取设备数据报文的报文首部与报文主体。

可选的，报文首部至少包括：源地址，目标地地址、标识、协议、标识、 报头校验和。

可选的，报文主体至少包括：设备信息和事件信息。

需要说明的是，在数据的协议转换时，实际只对报文首部进行处理，将报 文首部和报文主体进行分离，可以避免误操作。

数据排序模块104，用于根据报文主体中的设备信息和事件信息，对设备数 据报文进行紧急度排序，紧急度越高的设备数据报文排在队列的越前面；其中， 紧急度越高对应的设备数据报文需要越快的处理。

可选的，数据排序模块104具体用于：

根据报文主体中的设备信息和事件信息获得设备级别L、当前状态S(i)、转 化概率P_s(i,j)以及转化事件危害度N_s(j)，根据设备级别L、当前状态S(i)、转化概 率P_s(i,j)以及转化事件危害度N_s(j)，获得设备数据报文的紧急度H，根据紧急度H 对设备数据报文进行排序；

设备级别L、当前状态S(i)、转化概率P_s(i,j)、转化事件危害度N_s(j)以及紧急 度H满足其中，j为转化事件编号且j＞0，J为转化事件总数， 设备级别L为从1到5五个级别，0≤P_s(i,j)≤1，转化事件危害程度越大对应的转 化事件危害度N_s(j)越大，且0＜N_s(j)≤1。

需要说明的是，本发明实施例通过设备级别L、当前状态S(i)、转化概率P_s(i,j)、 转化事件危害度N_s(j)等多个反面对设备数据报文的紧急度进行评判，从而使获得 的紧急度更加全面且具有更高的可信度。

可选的，如图2所示，设备数据假设有S1、S2、S3、S4以及S5五个事件， 五个事件的互相转化以及对应的转化概率具体如图3所示。其中，箭头上方的 P_s(i,j)为转化概率。

在一具体实施例中，有一条设备数据，其中该设备数据报文对应的设备级 别为3，转化事件数为3，转化事件危害度分别为0.3、0.4、0.7且对应的转化 概率分别为0.1、0.5、0.4，将这些数据代入可以求得紧急度0.51。

需要说明的是，当前状态S(i)为一开始检测到事件，转化事件危害度N_s(j)为 当前事件可能的发展方向，有些会通过自修复功能危害度降低，有些会未能及 时处理从而加剧。转化概率是各个转化事件发生的概率。

对设备数据报文进行紧急度排序是后续处理中至关重要的一步，相较于现 有技术无法甄别出重要信息，也是具有明显进步的。

转换模块105，用于对队列中的设备报文依次进行协议转换。

可选的，转换模块105，具体用于：

读取报文首部的全部信息；

根据报文首部的全部信息，创建一个与网络层传输协议对应的新报文首部。

需要说明的是，本发明实施例只需要对报文首部进行转换，不需要对报文 整体全部进行转换，大大的提高了转换效率，而且更加方便简洁。

封装模块106，用于将报文主体与转换后的报文首部进行拼接，输出与设备 数据报文对应的网络层传输报文。

需要说明的是，拼接封装时，报文首部与报文主体为原型一对一的关系， 不会产生拼接错误情况。

发送模块107，用于按照紧急度从高到低依次向网络层发送网络层传输报文。

可选的，发送模块107，包括：网络层地址存储子模块以及传输子模块；

网络层地址存储子模块，用于存储网络层地址；

传输子模块，用于获取网络层地址存储子模块中的网络层地址，按照紧急 度从高到低依次向网络层发送网络层传输报文。

可选的，ARM处理器102还包括：协议识别模块；

协议识别模块，用于在转换模块105工作前，对报文首部内的协议进行识 别分析，确定采用协议转换方式。

需要说明的是，面对不同需要转换的协议时，转换模块105采取的具体转 换方式可能有所不同，因此要先确定需要转换的协议。

本发明提供的基于ARM架构和输变电无线组网协议的物联网关得工作流程 如图2所示，包括：

步骤201：接收与无线数据接收器101进行连接的各个变电站设备的设备数 据报文。

步骤202：分别获取设备数据报文的报文首部与报文主体。

步骤S203：根据报文主体中的设备信息和事件信息，对设备数据报文进行 紧急度排序，紧急度越高的设备数据报文排在队列的越前面。

步骤S204：对队列中的设备报文依次进行协议转换。

步骤S205：将报文主体与转换后的报文首部进行拼接，输出与设备数据报 文对应的网络层传输报文。

步骤S206：按照紧急度从高到低依次向网络层发送网络层传输报文。

本发明实施例通过数据提取模块103，分别获取设备数据报文的报文首部与 报文主体；通过数据排序模块104根据报文主体中的设备信息和事件信息，对 设备数据报文进行紧急度排序，紧急度越高的设备数据报文排在队列的越前面。 本发明实施例将设备数据报文进行紧急度排序，紧急度高则优先在队列前方， 可以使重要和紧急的设备数据得到优先转换、打包、传输与处理，提高了输变 网故障处理效率，减少输变网的损失。本发明实施例通过转换模块105对队列 中的设备报文依次进行协议转换；通过封装模块106将报文主体与转换后的报 文首部进行拼接，输出与设备数据报文对应的网络层传输报文。本发明实施例 通过将报文首部转换为可以在网络层传输的协议，再与报文主体封装，实现了 报文整体转换，步骤简单且不容易出错。本发明实施例根据报文主体中的设备 信息和事件信息获得设备级别L、当前状态S(i)、转化概率P_s(i,j)以及转化事件危 害度N_s(j)，根据设备级别L、当前状态S(i)、转化概率P_s(i,j)以及转化事件危害度 N_s(j)，获得设备数据报文的紧急度H，根据紧急度H对设备数据报文进行排序。 通过多方面对设备数据报文进行紧急度评判，使得紧急度更加全面且可靠。综 上，本发明实施例对设备数据报文进行提取、紧急度排序、协议转换、封装打 包、传输，实现了紧急度高的设备数据报文优先得到传输处理，从而提高了网 络层对故障设备的处理效率，减少了输变网损失。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将 一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些 实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包 含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素 的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的 其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在 没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包 括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

本说明书中的各个实施例均采用相关的方式描述，各个实施例之间相同相 似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。 尤其，对于系统实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述的比较 简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。 凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均包含在 本发明的保护范围内。