本發(fā)明涉及電通信領(lǐng)域，尤其涉及一種分布式采控組網(wǎng)方法。

背景技術(shù)：

1、一種分布式采控組網(wǎng)方法旨在實現(xiàn)各類設(shè)備的集中監(jiān)控與分布控制，提高安全性、穩(wěn)定性和維護效率。而現(xiàn)有的分布式采控組網(wǎng)方法存在如下技術(shù)問題：

2、在光纖通信中，由于節(jié)點數(shù)量多、鏈路長，通信功率的不足、光信號的衰減以及負載的不均衡都可能導(dǎo)致通信不穩(wěn)定，部分區(qū)域設(shè)備之間的通信中斷會直接影響監(jiān)控和控制；由于鏈路傳輸效率低和數(shù)據(jù)采樣頻率不合理，導(dǎo)致采集效率不高，無法及時反映環(huán)境變化；主機設(shè)備發(fā)生故障后，若缺乏備份，會導(dǎo)致整個組網(wǎng)無法工作，傳統(tǒng)系統(tǒng)中的單一主機結(jié)構(gòu)無法滿足可靠性要求，無法實現(xiàn)對主機設(shè)備的自動切換；數(shù)據(jù)傳輸?shù)臅r延直接影響分布式采控組網(wǎng)的響應(yīng)速度，尤其是對于緊急數(shù)據(jù)和高優(yōu)先級任務(wù)，傳輸時延過大會導(dǎo)致響應(yīng)滯后，威脅系統(tǒng)的安全性。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明提供一種分布式采控組網(wǎng)方法，以解決在光纖通信中，由于節(jié)點數(shù)量多、鏈路長，通信功率的不足、光信號的衰減以及負載的不均衡都可能導(dǎo)致通信不穩(wěn)定，部分區(qū)域設(shè)備之間的通信中斷會直接影響監(jiān)控和控制；由于鏈路傳輸效率低和數(shù)據(jù)采樣頻率不合理，導(dǎo)致采集效率不高，無法及時反映環(huán)境變化；光分布式采控主機設(shè)備發(fā)生故障后，若缺乏雙冗余備份，會導(dǎo)致整個組網(wǎng)無法工作，傳統(tǒng)系統(tǒng)中的單一主機結(jié)構(gòu)無法滿足可靠性要求，無法實現(xiàn)對光分布式采控主機設(shè)備的自動切換；數(shù)據(jù)傳輸?shù)臅r延直接影響分布式采控組網(wǎng)的響應(yīng)速度，尤其是對于緊急數(shù)據(jù)和高優(yōu)先級任務(wù)，傳輸時延過大會導(dǎo)致響應(yīng)滯后，威脅系統(tǒng)的安全性的問題。

2、一種分布式采控組網(wǎng)方法，包括以下步驟：

3、s1：光分布式采控主機設(shè)備通信連接，采用環(huán)形拓撲結(jié)構(gòu)構(gòu)成光分布式采控主機核心環(huán)網(wǎng)；基于光分布式采控主機核心環(huán)網(wǎng)通信穩(wěn)定性計算算法計算得到光分布式采控主機核心環(huán)網(wǎng)的通信穩(wěn)定性；

4、s2：兩臺光分布式采控主機設(shè)備之間控制一臺從機光纖手拉手連接的設(shè)備進行管理和通信雙機冗余，兩臺光分布式采控主機形成光分布式控制環(huán)網(wǎng)；基于光分布式采控主機核心環(huán)網(wǎng)的通信穩(wěn)定性，計算光分布式控制環(huán)網(wǎng)的可靠性；

5、s3：從機光纖手拉手連接的設(shè)備模塊鏈接檢測設(shè)備，并計算光分布式控制環(huán)網(wǎng)的數(shù)據(jù)采集效率；

6、s4：判定其中之一光分布式采控主機設(shè)備是否處于斷接狀態(tài)；

7、s5：從機光纖手拉手連接的設(shè)備通信連接檢測設(shè)備，在從機光纖手拉手連接的設(shè)備與檢測設(shè)備之間的通信過程中，計算從機光纖手拉手連接的設(shè)備通信連接檢測設(shè)備的時延。

8、優(yōu)選的，所述s1，具體包括：

9、光分布式采控主機核心環(huán)網(wǎng)通信穩(wěn)定性計算算法對各光分布式采控主機設(shè)備的通信性能進行分析，每個光分布式采控主機設(shè)備都會向交換機發(fā)送和接收數(shù)據(jù)包；同時，引入光信號隨光分布式采控主機設(shè)備和交換機之間的距離逐漸減弱的特性，并基于當前網(wǎng)絡(luò)負載與光分布式采控主機核心環(huán)網(wǎng)支持的最大負載之間的關(guān)系，將每個光分布式采控主機設(shè)備的負載情況進行歸一化處理。

10、優(yōu)選的，所述s2，具體包括：

11、通過光分布式控制環(huán)網(wǎng)的可靠性評估算法計算光分布式控制環(huán)網(wǎng)的可靠性；光分布式控制環(huán)網(wǎng)的可靠性評估算法整合了光分布式控制環(huán)網(wǎng)中各從機光纖手拉手連接的設(shè)備的可用性、鏈路距離及信號損耗；光分布式控制環(huán)網(wǎng)的可靠性的計算公式為：

12、，

13、其中，表示第個光分布式控制環(huán)網(wǎng)的可靠性；表示光分布式采控主機核心環(huán)網(wǎng)的通信穩(wěn)定性；表示求乘積符號，將第個光分布式控制環(huán)網(wǎng)中所有從機光纖手拉手連接的設(shè)備的可靠性因子相乘；表示第個光分布式控制環(huán)網(wǎng)中的從機光纖手拉手連接的設(shè)備數(shù)量；表示第個光分布式控制環(huán)網(wǎng)中第個從機光纖手拉手連接的設(shè)備的可用性；表示光分布式控制環(huán)網(wǎng)的光信號損耗因子；表示第二光信號損耗系數(shù)；表示第個光分布式控制環(huán)網(wǎng)中從光分布式采控主機設(shè)備到第個從機光纖手拉手連接的設(shè)備的鏈路距離；表示鏈路距離的正弦函數(shù)，用于將鏈路距離的比例映射為一個非線性權(quán)重值；表示第個光分布式控制環(huán)網(wǎng)鏈路總距離。

14、優(yōu)選的，所述s3，具體包括：

15、采用數(shù)據(jù)采集效率計算算法計算光分布式控制環(huán)網(wǎng)的數(shù)據(jù)采集效率；數(shù)據(jù)采集效率計算算法直接受到光分布式控制環(huán)網(wǎng)的可靠性、檢測設(shè)備的數(shù)據(jù)量和檢測設(shè)備的采樣頻率影響，間接受到檢測設(shè)備與連接的從機光纖手拉手連接的設(shè)備的鏈路距離和檢測設(shè)備與連接的從機光纖手拉手連接的設(shè)備的最大允許鏈路距離的影響。

16、優(yōu)選的，所述s3，具體包括：

17、光分布式控制環(huán)網(wǎng)的數(shù)據(jù)采集效率的計算公式為：

18、，

19、其中，表示第個光分布式控制環(huán)網(wǎng)的數(shù)據(jù)采集效率；表示第個光分布式控制環(huán)網(wǎng)的可靠性；表示第個光分布式控制環(huán)網(wǎng)中檢測設(shè)備的數(shù)量；表示第個光分布式控制環(huán)網(wǎng)中第個檢測設(shè)備的數(shù)據(jù)量；表示第個光分布式控制環(huán)網(wǎng)中第個檢測設(shè)備的采樣頻率；表示第個光分布式控制環(huán)網(wǎng)中第個檢測設(shè)備與連接的從機光纖手拉手連接的設(shè)備的鏈路距離；表示檢測設(shè)備與連接的從機光纖手拉手連接的設(shè)備的最大允許鏈路距離；表示第個光分布式控制環(huán)網(wǎng)中第個檢測設(shè)備的功率；表示噪聲的標準差；表示第個檢測設(shè)備的背景噪聲。

20、優(yōu)選的，所述s4，具體包括：

21、當其中一光分布式采控主機設(shè)備處于斷接狀態(tài)時，另一光分布式采控主機設(shè)備對從機光纖手拉手連接的設(shè)備進行通信導(dǎo)通，反之，兩臺光分布式采控主機設(shè)備同時對從機光纖手拉手連接的設(shè)備進行通信導(dǎo)通。

22、優(yōu)選的，所述s5，具體包括：

23、使用通信傳輸時延計算算法計算得到從機光纖手拉手連接的設(shè)備通信連接檢測設(shè)備的時延；通信傳輸時延計算算法在冗余光分布式采控主機發(fā)生故障時，會自動檢測并切換至備用光分布式采控主機；當所有光分布式采控主機均發(fā)生故障時，會記錄狀態(tài)并發(fā)出告警，停止非關(guān)鍵數(shù)據(jù)傳輸；進而根據(jù)從機光纖手拉手連接的設(shè)備與檢測設(shè)備之間的通信過程的負載情況、數(shù)據(jù)包大小、響應(yīng)時間和傳輸速率，動態(tài)調(diào)整數(shù)據(jù)在傳輸路徑上的優(yōu)先級。

24、優(yōu)選的，所述s5，具體包括：

25、在通信傳輸時延計算算法中，引入動態(tài)管理機制，并通過等待系數(shù)反映數(shù)據(jù)包在網(wǎng)絡(luò)中的排隊時間；具體公式如下：

26、，

27、其中，表示從機光纖手拉手連接的設(shè)備通信連接檢測設(shè)備的時延；表示對個數(shù)據(jù)包進行求和；表示第個數(shù)據(jù)包的大小；表示第個數(shù)據(jù)包的重要性；表示第個數(shù)據(jù)包的響應(yīng)時間要求；表示第個數(shù)據(jù)包的傳輸速率；表示第個數(shù)據(jù)包的等待系數(shù)；表示總傳輸速率；表示無窮大；表示光分布式采控主機狀態(tài)標志。

28、本發(fā)明的技術(shù)方案的有益效果是：

29、1、光分布式采控主機核心環(huán)網(wǎng)確保了多區(qū)域控制器之間的高效通信，通過冗余設(shè)計和負載均衡，在高負載和故障條件下依然能夠保持穩(wěn)定運行，在復(fù)雜環(huán)境中維持穩(wěn)定的通信性能，確保關(guān)鍵數(shù)據(jù)實時傳輸，提高了通信網(wǎng)絡(luò)的可靠性和健壯性，避免因網(wǎng)絡(luò)故障導(dǎo)致的控制失效。

30、2、光分布式控制環(huán)網(wǎng)連接區(qū)域控制器與光纖io模塊，實現(xiàn)了分布式采控組網(wǎng)的自愈功能，提升了抗干擾和恢復(fù)能力，即便發(fā)生部分鏈路斷裂，依然能維持工作，提高了光分布式控制環(huán)網(wǎng)的可用性。

31、3、采用雙冗余備份，通過光分布式采控主機狀態(tài)監(jiān)控邏輯實現(xiàn)光分布式采控主機之間的無縫切換，當一臺光分布式采控主機發(fā)生故障時，備用光分布式采控主機能即時接管任務(wù)，保證了分布式采控組網(wǎng)的連續(xù)性運行和可用性，避免了因單點故障造成組網(wǎng)無法工作。

32、4、光纖io模塊與檢測設(shè)備之間的通信路徑根據(jù)數(shù)據(jù)優(yōu)先級和響應(yīng)時間動態(tài)調(diào)整，確保重要數(shù)據(jù)優(yōu)先傳輸，減少低優(yōu)先級數(shù)據(jù)的傳輸時延，確保了在緊急情況下的重要控制信號能夠及時傳達，提高了安全性，同時為控制提供了保障。