電力線載波通信方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明涉及電力線載波通信方法。本發(fā)明的目的是提供一種電力線載波通信方法，實(shí)現(xiàn)快遞組網(wǎng)通信，避免局部電網(wǎng)諧波系數(shù)超標(biāo)的問(wèn)題。本發(fā)明的技術(shù)方案是：S1、將同一集中器下的各電表的地址下發(fā)到該集中器中，集中器根據(jù)地址向目標(biāo)電表發(fā)出初始的n級(jí)中繼信號(hào)；S2、電表判斷所聽(tīng)到信號(hào)強(qiáng)度是否大于設(shè)定值；若是，不轉(zhuǎn)發(fā)信號(hào)；若否，對(duì)信號(hào)進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)，中繼級(jí)別減一；S3、目標(biāo)電表偵到集中器發(fā)送的信號(hào)后，讀取其初始中繼級(jí)別n和當(dāng)前中繼級(jí)別M，將自身中繼級(jí)別設(shè)定為n-M，并對(duì)集中器進(jìn)行回復(fù)；S4、集中器收到目標(biāo)電表的回復(fù)后，將回復(fù)的數(shù)據(jù)和中繼級(jí)別存儲(chǔ)。本發(fā)明主要適用于220V低壓側(cè)的電力線載波通信領(lǐng)域。
【專(zhuān)利說(shuō)明】電力線載波通信方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種電力線載波通信方法，特別是一種基于R-FSK(Ripple-Frequency-shift keying)調(diào)制技術(shù)的載波通信方法，即基于脈沖通信和移頻鍵控通信技術(shù)的載波通信方法，主要適用于220V低壓側(cè)的電力線載波通信領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]近年，隨著電子技術(shù)與通信技術(shù)的發(fā)展，以及國(guó)內(nèi)外資金的大批注入，關(guān)于低壓載波信道這一塊的科研工作取得了重大突破，為低壓電力載波通信技術(shù)的成熟創(chuàng)造了條件。但是就目前的低壓載波通信而言仍存在著技術(shù)瓶頸:衰減、干擾與動(dòng)態(tài)變化，這些都是制約低壓載波通信發(fā)展的關(guān)鍵因素。擴(kuò)頻技術(shù)、多載波調(diào)制、自適應(yīng)調(diào)頻技術(shù)以及正交頻分復(fù)用技術(shù)等，都是從物理通道上提高載波的抗干擾能力及可靠性。組網(wǎng)技術(shù)的優(yōu)化也是載波抗衰減采取的重要措施，目前國(guó)內(nèi)外比較推崇的通信方案主要有三種:
[0003]Echelon的基于PSK調(diào)制的Lonworks技術(shù)。Lonworks技術(shù)自身具有“全網(wǎng)監(jiān)聽(tīng)、沖突避讓”機(jī)制，在無(wú)需了解低壓電網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的情況下可以通過(guò)隨機(jī)搜索的思路，逐步覆蓋全網(wǎng)。由于這一技術(shù)中采用隨機(jī)中繼的方法，因此其中繼效率不高，而且，對(duì)于無(wú)法形成鏈路的“孤島”，它也無(wú)能為力。
[0004]東軟載波是基于FSK調(diào)制的主從式的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中靜態(tài)組網(wǎng)方案。在主從式的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中靜態(tài)組網(wǎng)方案中一般采用集中器作為組網(wǎng)的主體，通過(guò)專(zhuān)有的算法選出網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的一條或多條中繼路徑，并將多條中繼路徑記憶在集中器中。在通信的過(guò)程中根據(jù)成功概率對(duì)其優(yōu)化。通過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的路由學(xué)習(xí)和路徑優(yōu)化選擇達(dá)到優(yōu)化通訊效果的目的，但這種技術(shù)需要學(xué)習(xí)時(shí)間長(zhǎng)，效率低，如果一個(gè)主要中繼節(jié)點(diǎn)損壞，又將學(xué)習(xí)很長(zhǎng)時(shí)間。
[0005]瑞斯康載波是基于PSK調(diào)制的動(dòng)態(tài)組網(wǎng)的機(jī)制，動(dòng)態(tài)組網(wǎng)機(jī)制是建立在物理層的載波偵聽(tīng)多路訪問(wèn)(CSMA)的防沖突技術(shù)上的。組網(wǎng)算法的核心是網(wǎng)絡(luò)中的智能節(jié)點(diǎn)自動(dòng)尋找最佳的通訊路徑群(不是一條路徑)，進(jìn)行數(shù)據(jù)包的轉(zhuǎn)發(fā)，用動(dòng)態(tài)的路由去適應(yīng)動(dòng)態(tài)的電網(wǎng)。在動(dòng)態(tài)組網(wǎng)技術(shù)當(dāng)中，集中器組網(wǎng)算法得到了簡(jiǎn)化，在抄收機(jī)制上相當(dāng)于數(shù)據(jù)庫(kù)的檢索查詢，主要的組網(wǎng)功能由各個(gè)智能化的節(jié)點(diǎn)來(lái)完成。這是與靜態(tài)組網(wǎng)的根本區(qū)別，靜態(tài)組網(wǎng)全部由集中器來(lái)實(shí)現(xiàn)，各節(jié)點(diǎn)只是被動(dòng)的轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包。動(dòng)態(tài)組網(wǎng)不依賴于低壓電網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，采用一種絕對(duì)的動(dòng)態(tài)網(wǎng)絡(luò)自適應(yīng)技術(shù)，直到集中器下發(fā)抄表指令時(shí)，才開(kāi)始真正組網(wǎng)，不依賴于歷史記錄，通過(guò)全網(wǎng)設(shè)備建立起多條傳輸鏈路。在智能中繼、沖突避讓的基礎(chǔ)上，使網(wǎng)絡(luò)內(nèi)所有設(shè)備互動(dòng)協(xié)調(diào)，以最快的速度找到目標(biāo)節(jié)點(diǎn)。但是該技術(shù)只是解決了快速組網(wǎng)問(wèn)題，同樣會(huì)出現(xiàn)孤點(diǎn)無(wú)法通訊的現(xiàn)象，并且這種技術(shù)帶來(lái)了一個(gè)難題，那就是全網(wǎng)齊呼容易導(dǎo)致局部范圍的電網(wǎng)諧波系數(shù)超標(biāo)，損害用戶家用電器。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是:針對(duì)上述存在的問(wèn)題提供一種電力線載波通信方法，以實(shí)現(xiàn)快遞組網(wǎng)通信，同時(shí)避免局部電網(wǎng)諧波系數(shù)超標(biāo)的問(wèn)題。[0007]本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是:電力線載波通信方法，其特征在于步驟如下:
[0008]S1、首先將屬于同一集中器下的各電表的地址下發(fā)到該集中器中，集中器按照各電表的地址向目標(biāo)電表發(fā)送載波信號(hào)；當(dāng)集中器中不存在目標(biāo)電表對(duì)應(yīng)的路由級(jí)數(shù)時(shí)，貝1J發(fā)出一個(gè)初始的η級(jí)中繼載波信號(hào)，η取不大于7的正整數(shù)；
[0009]S2、電表判斷其所偵聽(tīng)到的信號(hào)強(qiáng)度是否大于設(shè)定值X, X不大于130dbuv ;若是，則該電表不對(duì)該信號(hào)進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)；若否，則對(duì)該信號(hào)進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)，同時(shí)中繼級(jí)別減一，且經(jīng)轉(zhuǎn)發(fā)后的彳目號(hào)中包含有初始中繼級(jí)別η和轉(zhuǎn)發(fā)后的中繼級(jí)別m, m取小于η的整數(shù)；
[0010]S3、當(dāng)目標(biāo)電表偵聽(tīng)到集中器發(fā)送的信號(hào)后，讀取信號(hào)的初始中繼級(jí)別η和當(dāng)前中繼級(jí)別Μ，并將自身中繼級(jí)別設(shè)定為η-Μ，然后發(fā)出中繼級(jí)別為η-Μ的中繼信息回復(fù)給集中器，M取不大于η的整數(shù)；
[0011]S4、集中器收到目標(biāo)電表的回復(fù)后，將其回復(fù)的數(shù)據(jù)以及中繼級(jí)別存儲(chǔ)，即可實(shí)現(xiàn)中繼路由記錄和通信。
[0012]所述初始中繼級(jí)別η為4級(jí)。
[0013]若沒(méi)有電表對(duì)集中器進(jìn)行回復(fù)，集中器將初始中繼級(jí)別調(diào)整為7級(jí)，然后依次執(zhí)行步驟S2、S3、S4。
[0014]所述集中器和所有滿足轉(zhuǎn)發(fā)條件的電表在過(guò)零點(diǎn)時(shí)同步進(jìn)行信號(hào)發(fā)送。
[0015]所述設(shè)定值X為70dbuv。
[0016]按照前述步驟執(zhí)行三輪后，若仍有電表未能與集中器通信，則采用脈動(dòng)控制技術(shù)實(shí)現(xiàn)集中器與余下電表的通信。
[0017]采用所述脈動(dòng)控制技術(shù)實(shí)現(xiàn)通信的具體步驟如下:
[0018]S11、集中器將擬發(fā)送命令進(jìn)行編碼形成二進(jìn)制編碼信號(hào)，然后將該編碼信號(hào)和脈沖信號(hào)調(diào)制成二進(jìn)制載波信號(hào)，并將該載波信號(hào)發(fā)送至電力線上，該載波信號(hào)的初始中繼級(jí)別為7級(jí)；
[0019]S12、電表判斷其所偵聽(tīng)到的信號(hào)強(qiáng)度是否大于設(shè)定值X，X不大于130dbuv ;若是，則該電表不對(duì)該信號(hào)進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)；若否，則對(duì)該信號(hào)進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)，同時(shí)中繼級(jí)別減一，且經(jīng)轉(zhuǎn)發(fā)后的信號(hào)中包含有初始中繼級(jí)別7和轉(zhuǎn)發(fā)后的中繼級(jí)別m，m取小于7的整數(shù)；
[0020]S13、目標(biāo)電表偵聽(tīng)到信號(hào)后，對(duì)該信號(hào)進(jìn)行解調(diào)，讀取信號(hào)的初始中繼級(jí)別7、當(dāng)前中繼級(jí)別M和集中器發(fā)送的命令，并將自身中繼級(jí)別設(shè)定為7-M，然后根據(jù)集中器發(fā)送的命令發(fā)出中繼級(jí)別為7-M的中繼信息回復(fù)給集中器，M取不大于7的整數(shù)；
[0021]S14、集中器收到目標(biāo)電表的回復(fù)后，將其回復(fù)的數(shù)據(jù)以及中繼級(jí)別存儲(chǔ)，即可實(shí)現(xiàn)中繼路由記錄和通信。
[0022]所述二進(jìn)制編碼信號(hào)包括命令編碼、位于前端的前導(dǎo)符和位于末尾的結(jié)束符；所述前導(dǎo)符為2.5s的啟動(dòng)脈沖，結(jié)束符為2.5s的結(jié)束脈沖。
[0023]所述脈沖信號(hào)的頻率為222.6Hz。
[0024]所述集中器和所有滿足轉(zhuǎn)發(fā)條件的電表在過(guò)零點(diǎn)時(shí)同步進(jìn)行信號(hào)發(fā)送；所述設(shè)定值 X 為 70dbuvo
[0025]本發(fā)明的有益效果是:1、本發(fā)明放棄了現(xiàn)有技術(shù)中沖突檢測(cè)轉(zhuǎn)發(fā)和通信路徑學(xué)習(xí)的方式，轉(zhuǎn)而采用判斷信噪比后進(jìn)行有條件轉(zhuǎn)發(fā)的方式進(jìn)行中繼轉(zhuǎn)發(fā)，即信號(hào)強(qiáng)度小于70dbuv時(shí)進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)，既能夠進(jìn)行快速的中繼路由記錄又實(shí)現(xiàn)了快速組網(wǎng)通信，并且避免了現(xiàn)有技術(shù)中每一個(gè)收到信號(hào)的電表都進(jìn)行中繼轉(zhuǎn)發(fā)，導(dǎo)致信號(hào)疊加過(guò)大超過(guò)130dbuv造成局部電網(wǎng)諧波系數(shù)超標(biāo)的問(wèn)題。2、利用“過(guò)零同步”實(shí)現(xiàn)集中器和所有滿足條件的從節(jié)點(diǎn)(電表偵聽(tīng)到的信號(hào)強(qiáng)度小于70dbuv)的同步轉(zhuǎn)發(fā)，使用發(fā)現(xiàn)服務(wù)優(yōu)化了組網(wǎng)方式，通過(guò)采樣交流電220V上的過(guò)零點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)所有電表的過(guò)零點(diǎn)時(shí)的同步。3、采用脈動(dòng)控制技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)集中器與孤點(diǎn)電表的通信，從而解決了因通信距離太遠(yuǎn)導(dǎo)致孤點(diǎn)電表無(wú)法與集中器通信的問(wèn)題，保證了通信的可靠性。
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0026]圖1是本發(fā)明中繼轉(zhuǎn)發(fā)示意圖。
[0027]圖2是本發(fā)明中二進(jìn)制編碼信號(hào)示意圖。
[0028]圖3是本發(fā)明中二進(jìn)制編碼信號(hào)調(diào)制示意圖。
[0029]圖4是本發(fā)明采樣的過(guò)零點(diǎn)等效波形。
[0030]圖5是本發(fā)明中轉(zhuǎn)發(fā)后的信號(hào)和原始信號(hào)的對(duì)比圖。
【具體實(shí)施方式】
[0031]如圖1-圖3所示,本實(shí)施例首先采用FSK (Frequency-shift keying)通訊方案，集中器快速抄讀下面所管轄的電表，針對(duì)個(gè)別孤點(diǎn)現(xiàn)象，再采用脈動(dòng)控制技術(shù)進(jìn)行慢速抄讀，因?yàn)槊}動(dòng)控制數(shù)據(jù)傳送是可以實(shí)現(xiàn)非常遠(yuǎn)距離通訊的一種通訊方案。德國(guó)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試脈動(dòng)控制數(shù)據(jù)傳送距離可以達(dá)到十幾公里，但其缺點(diǎn)是傳輸速度慢，這個(gè)通訊思想可以解決最后幾塊無(wú)法抄讀到的電表，進(jìn)行慢速抄讀，從而實(shí)現(xiàn)低壓集抄最后的孤點(diǎn)問(wèn)題，其具體步驟如下:
[0032]S1、首先將屬于同一集中器下的各電表的地址下發(fā)到該集中器中，集中器按照電表的地址向目標(biāo)電表發(fā)送載波信號(hào)(由集中器發(fā)送的抄讀命令和高頻信號(hào)調(diào)制而成，可以采用FSK調(diào)制技術(shù)，也可以采用BPSK調(diào)制技術(shù));當(dāng)集中器中不存在目標(biāo)電表對(duì)應(yīng)的路由級(jí)數(shù)(中繼級(jí)數(shù))時(shí)，集中器則發(fā)出一個(gè)初始的試探性η (η取不大于7的正整數(shù)，本例η取4)級(jí)中繼載波信號(hào)(同樣由集中器發(fā)送的抄讀命令和高頻信號(hào)調(diào)制而成)。
[0033]S2、電表判斷其所偵聽(tīng)到的信號(hào)強(qiáng)度是否大于設(shè)定值70dbuv;若是，則該電表不對(duì)該信號(hào)進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)；若否，則對(duì)該信號(hào)進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)，同時(shí)中繼級(jí)別減一(每轉(zhuǎn)發(fā)一次，中繼級(jí)別減一)作為信號(hào)轉(zhuǎn)發(fā)后的中繼級(jí)別m，且經(jīng)轉(zhuǎn)發(fā)后的信號(hào)中包含有初始中繼級(jí)別η(本例η取4)和轉(zhuǎn)發(fā)后的中繼級(jí)別m，m取小于η的整數(shù)，n-m的值等于信號(hào)轉(zhuǎn)發(fā)的次數(shù)。按照國(guó)家電網(wǎng)規(guī)定，載波發(fā)送到電網(wǎng)上面的信號(hào)強(qiáng)度最大不能超過(guò)130dbuv，因此，本實(shí)施例放棄了在同一個(gè)相位上的每個(gè)電表都進(jìn)行中繼轉(zhuǎn)發(fā)的方式(該方式會(huì)因?yàn)樾盘?hào)疊加增強(qiáng)，導(dǎo)致信號(hào)強(qiáng)度大于130dbuv，從而造成電網(wǎng)污染，損害用戶家用電器)，而是采用信號(hào)強(qiáng)度低于70dbuv的電表進(jìn)行信號(hào)中繼轉(zhuǎn)發(fā)的有條件轉(zhuǎn)發(fā)方式，從而解決了局部電網(wǎng)諧波系數(shù)超標(biāo)的問(wèn)題。所述集中器和所有滿足轉(zhuǎn)發(fā)條件的從節(jié)點(diǎn)(電表)在過(guò)零點(diǎn)時(shí)同步進(jìn)行信號(hào)發(fā)送。
[0034]S3、當(dāng)目標(biāo)電表偵聽(tīng)到集中器發(fā)送的信號(hào)后，讀取信號(hào)的初始中繼級(jí)別η (本例η取4)和當(dāng)前中繼級(jí)別Μ，并將自身中繼級(jí)別設(shè)定為η-Μ，然后發(fā)出中繼級(jí)別為η-Μ的中繼信息回復(fù)給集中器;M取不大于4的整數(shù)，對(duì)于無(wú)需中繼轉(zhuǎn)發(fā)即可抄讀到目標(biāo)電表數(shù)據(jù)的情況，初始中繼級(jí)別η和當(dāng)前中繼級(jí)別M均為4，即目標(biāo)電表的中繼級(jí)別為O ;對(duì)于需要通過(guò)中繼轉(zhuǎn)發(fā)才能夠抄讀到目標(biāo)電表數(shù)據(jù)的情況，當(dāng)前中繼級(jí)別M等于轉(zhuǎn)發(fā)后的中繼級(jí)別m。
[0035]如果集中器的4級(jí)中繼信號(hào)發(fā)出去后，沒(méi)有電表回復(fù)數(shù)據(jù)，集中器就會(huì)把該表的初始中繼級(jí)別修改為最高的7級(jí)，然后依次執(zhí)行步驟S2、S3、S4 ;通過(guò)最高7級(jí)中繼轉(zhuǎn)發(fā)后，該集中器下絕大部分電表都可以抄到，按照國(guó)家電網(wǎng)公司的統(tǒng)計(jì)抄表成功率保持在96.5%左右。但是同樣還有3.5%的電表通過(guò)FSK (或者BPSK)載波通訊無(wú)法抄讀回?cái)?shù)據(jù)，主要是距離太遠(yuǎn)形成一些通信孤點(diǎn)，這也是目前FSK載波通信遇到的最大瓶頸。
[0036]S4、集中器收到目標(biāo)電表的回復(fù)后，將其回復(fù)的數(shù)據(jù)以及中繼級(jí)別存儲(chǔ)，即可實(shí)現(xiàn)快速的中繼路由記錄和快速的抄表。
[0037]如圖1所示，本實(shí)施例集中器發(fā)送一個(gè)初始的試探性4級(jí)中繼信號(hào)，第一個(gè)電表聽(tīng)到后，如果發(fā)現(xiàn)信號(hào)強(qiáng)度大于70dbuv則不進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)，第二個(gè)電表聽(tīng)到后如果信號(hào)強(qiáng)度小于70dbuv，則進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)信號(hào)，同時(shí)轉(zhuǎn)發(fā)后的信號(hào)中繼級(jí)別由4降低為3，并記錄住初始中繼級(jí)別4，后面再按照前述規(guī)則依次遞減中繼級(jí)別進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)。如果集中器所需要抄讀的目標(biāo)電表聽(tīng)到抄讀命令后，發(fā)現(xiàn)信號(hào)的當(dāng)前中繼級(jí)別為1、初始中繼級(jí)別為4，則這個(gè)電表知道自己的中繼級(jí)別是4-1=3 ;這塊電表回復(fù)集中器的命令時(shí)，就會(huì)發(fā)出中繼級(jí)別為3的中繼信息，再通過(guò)中繼回復(fù)給集中器，集中器就可以知道這個(gè)電表的中繼級(jí)別為3并做好記錄。如果目標(biāo)電表發(fā)現(xiàn)當(dāng)前中繼級(jí)別M和初始中繼級(jí)別η均為4，則表示無(wú)需中繼轉(zhuǎn)發(fā)即可抄讀到目標(biāo)電表的數(shù)據(jù)，即目標(biāo)電表的中繼級(jí)別為O。
[0038]針對(duì)通信距離太遠(yuǎn)形成的通信孤點(diǎn)，本實(shí)施例采用脈動(dòng)控制技術(shù)控制集中器對(duì)余下電表進(jìn)行抄讀。為了波形傳送距離遠(yuǎn)并防止空載時(shí)信號(hào)因諧振在線路末端的過(guò)分放大，


300000
最長(zhǎng)線路應(yīng)小于四分之一的信號(hào)波長(zhǎng)，即線長(zhǎng)小于公里，實(shí)際上當(dāng)線路超過(guò)0.8倍
上述長(zhǎng)度時(shí)，諧振現(xiàn)象已經(jīng)明顯，再者，加上線路通常有很多支線，這對(duì)于線路增加了電容。



300000
因此，最長(zhǎng)的線路不宜大于0.5倍的上述理論數(shù)值，即最長(zhǎng)線路不大于一f，因此,對(duì)于
頻率為222.6HZ的信號(hào)，其最長(zhǎng)通訊線路一般不超過(guò)168公里。本實(shí)施例利用這種低頻率通信方案通訊距離遠(yuǎn)的特征來(lái)解決孤點(diǎn)問(wèn)題，具體步驟包括:
[0039]S11、按照前述步驟執(zhí)行三輪后(按照順序依次執(zhí)行步驟S1、S2、S3、S4作為一輪)，若仍有電表未能與集中器通信，集中器則將擬發(fā)送命令進(jìn)行編碼形成二進(jìn)制編碼信號(hào)(如圖2所示)，然后將該編碼信號(hào)和低頻脈沖信號(hào)(頻率為222.6Hz)調(diào)制成二進(jìn)制載波信號(hào)(如圖3所示，其中A為二進(jìn)制編碼信號(hào)，B為低頻脈沖信號(hào)，C為調(diào)制后待發(fā)送的二進(jìn)制載波信號(hào))，并將該載波信號(hào)發(fā)送至電力線上，該載波信號(hào)的初始中繼級(jí)別為7級(jí)；
[0040]S12、電表判斷其所偵聽(tīng)到的信號(hào)強(qiáng)度是否大于設(shè)定值70dbuv;若是，則該電表不對(duì)該信號(hào)進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)；若否，則對(duì)該信號(hào)進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)，同時(shí)中繼級(jí)別減一(每轉(zhuǎn)發(fā)一次，中繼級(jí)別減一)作為信號(hào)轉(zhuǎn)發(fā)后的中繼級(jí)別m，且經(jīng)轉(zhuǎn)發(fā)后的信號(hào)中包含有初始中繼級(jí)別7和轉(zhuǎn)發(fā)后的中繼級(jí)別m，m取小于7的整數(shù)，7-m的值等于信號(hào)轉(zhuǎn)發(fā)的次數(shù)。所述集中器和所有滿足轉(zhuǎn)發(fā)條件的從節(jié)點(diǎn)(電表)在過(guò)零點(diǎn)時(shí)同步進(jìn)行信號(hào)發(fā)送。
[0041]S13、 目標(biāo)電表偵聽(tīng)到信號(hào)后，對(duì)該信號(hào)進(jìn)行解調(diào)，讀取信號(hào)的初始中繼級(jí)別7、當(dāng)前中繼級(jí)別M和集中器發(fā)送的命令，并將自身中繼級(jí)別設(shè)定為7-M，然后根據(jù)集中器發(fā)送的命令發(fā)出中繼級(jí)別為7-M的中繼信息回復(fù)給集中器;M取不大于7的整數(shù)，對(duì)于無(wú)需中繼轉(zhuǎn)發(fā)即可抄讀到目標(biāo)電表數(shù)據(jù)的情況，初始中繼級(jí)別和當(dāng)前中繼級(jí)別M均為7，即目標(biāo)電表的中繼級(jí)別為O ;對(duì)于需要通過(guò)中繼轉(zhuǎn)發(fā)才能夠抄讀到目標(biāo)電表數(shù)據(jù)的情況，當(dāng)前中繼級(jí)別M等于轉(zhuǎn)發(fā)后的中繼級(jí)別m。
[0042]S14、集中器收到目標(biāo)電表的回復(fù)后，將其回復(fù)的數(shù)據(jù)以及中繼級(jí)別存儲(chǔ)，即可實(shí)現(xiàn)中繼路由記錄和通信。
[0043]如圖2所示，所述二進(jìn)制編碼信號(hào)包括命令編碼、位于前端的前導(dǎo)符和位于末尾的結(jié)束符；其中前導(dǎo)符為2.5s的啟動(dòng)脈沖，結(jié)束符為2.5s的結(jié)束脈沖；命令編碼中，相鄰兩下降沿之間的時(shí)間間隔為1.5s時(shí)，表示二進(jìn)制中的“O”碼，相鄰兩下降沿之間的時(shí)間間隔為2.5s時(shí)，表示二進(jìn)制中的“I”碼。電碼的設(shè)計(jì)應(yīng)考慮接收機(jī)譯碼方便，提高抗干擾能力，在高電平的時(shí)候發(fā)送222.6HZ的低頻信號(hào)進(jìn)行調(diào)制。
[0044]根據(jù)對(duì)電網(wǎng)參數(shù)的測(cè)量，電網(wǎng)中三次和五次諧波約為4.5?5.5 %和4.5?4.7%,各地各時(shí)都不一樣，一般不會(huì)超過(guò)10 %。接收機(jī)接收回路必須簡(jiǎn)單，故采用單諧回路，為使信號(hào)可靠接收，故取0.5秒為編碼單位時(shí)間。因接收機(jī)識(shí)碼的時(shí)間回路隨溫度和其他因素變化而改變時(shí)間參數(shù)，故“O”碼和“I”碼距離為I秒。
[0045]這樣通訊雖然通訊速度會(huì)大大降低，但是因?yàn)槠渫ㄐ啪嚯x非常遠(yuǎn)，基本可以保證通信的可靠性，通過(guò)這種慢速通信來(lái)解決最后的孤點(diǎn)問(wèn)題。
[0046]如圖4所示的采樣過(guò)零點(diǎn)等效波形，橫軸是時(shí)間軸，縱軸是電壓軸，說(shuō)明兩個(gè)模塊(分別指的集中器和電表)采樣的過(guò)零信號(hào)等效波形圖是完全重疊，可以做到過(guò)零點(diǎn)同步。圖中兩種波形(顏色稍淺的為A波形，顏色稍深的為B波形)是用兩個(gè)示波器探頭采樣過(guò)零點(diǎn)等效信號(hào)得到的圖像。
[0047]如圖5所示，轉(zhuǎn)發(fā)后的信號(hào)和原始信號(hào)的對(duì)比圖(其中信號(hào)C為原始信號(hào)，信號(hào)D為轉(zhuǎn)發(fā)后的信號(hào)，即中繼信號(hào)，從圖中可知，原始信號(hào)的振幅大于轉(zhuǎn)發(fā)后的信號(hào)的振幅，即原始信號(hào)的最大電壓大于轉(zhuǎn)發(fā)后的信號(hào)的最大電壓)就是兩個(gè)模塊(分別指的集中器和電表，下同)在中繼時(shí)的信號(hào)發(fā)出波形圖，橫軸是時(shí)間軸，縱軸是電壓軸，說(shuō)明兩個(gè)模塊通過(guò)過(guò)零同步后中繼載波信號(hào)是可以進(jìn)行重疊發(fā)送的。
【權(quán)利要求】
1.一種電力線載波通信方法，其特征在于步驟如下: 51、首先將屬于同一集中器下的各電表的地址下發(fā)到該集中器中，集中器按照各電表的地址向目標(biāo)電表發(fā)送載波信號(hào)；當(dāng)集中器中不存在目標(biāo)電表對(duì)應(yīng)的路由級(jí)數(shù)時(shí)，則發(fā)出一個(gè)初始的η級(jí)中繼載波信號(hào)，η取不大于7的正整數(shù)； 52、電表判斷其所偵聽(tīng)到的信號(hào)強(qiáng)度是否大于設(shè)定值X，X不大于130dbuv;若是，則該電表不對(duì)該信號(hào)進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)；若否，則對(duì)該信號(hào)進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)，同時(shí)中繼級(jí)別減一，且經(jīng)轉(zhuǎn)發(fā)后的信號(hào)中包含有初始中繼級(jí)別η和轉(zhuǎn)發(fā)后的中繼級(jí)別m，m取小于η的整數(shù)； 53、當(dāng)目標(biāo)電表偵聽(tīng)到集中器發(fā)送的信號(hào)后，讀取信號(hào)的初始中繼級(jí)別η和當(dāng)前中繼級(jí)別Μ，并將自身中繼級(jí)別設(shè)定為η-Μ，然后發(fā)出中繼級(jí)別為η-Μ的中繼信息回復(fù)給集中器，M取不大于η的整數(shù)； 54、集中器收到目標(biāo)電表的回復(fù)后，將其回復(fù)的數(shù)據(jù)以及中繼級(jí)別存儲(chǔ)，即可實(shí)現(xiàn)中繼路由記錄和通/[目。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電力線載波通信方法，其特征在于:所述初始中繼級(jí)別η為4級(jí)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電力線載波通信方法，其特征在于:若沒(méi)有電表對(duì)集中器進(jìn)行回復(fù)，集中器將初始中繼級(jí)別調(diào)整為7級(jí)，然后依次執(zhí)行步驟S2、S3、S4。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的電力線載波通信方法，其特征在于:所述集中器和所有滿足轉(zhuǎn)發(fā)條件的電表在過(guò)零點(diǎn)時(shí)同步進(jìn)行信號(hào)發(fā)送。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的電力線載波通信方法，其特征在于:所述設(shè)定值X為70dbuvo
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的電力線載波通信方法，其特征在于:按照前述步驟執(zhí)行三輪后，若仍有電表未能與集中器通信，則采用脈動(dòng)控制技術(shù)實(shí)現(xiàn)集中器與余下電表的通信。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的電力線載波通信方法，其特征在于:采用所述脈動(dòng)控制技術(shù)實(shí)現(xiàn)通信的具體步驟如下: 511、集中器將擬發(fā)送命令進(jìn)行編碼形成二進(jìn)制編碼信號(hào)，然后將該編碼信號(hào)和脈沖信號(hào)調(diào)制成二進(jìn)制載波信號(hào)，并將該載波信號(hào)發(fā)送至電力線上，該載波信號(hào)的初始中繼級(jí)別為7級(jí)； 512、電表判斷其所偵聽(tīng)到的信號(hào)強(qiáng)度是否大于設(shè)定值X，X不大于130dbuv;若是，則該電表不對(duì)該信號(hào)進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)；若否，則對(duì)該信號(hào)進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)，同時(shí)中繼級(jí)別減一，且經(jīng)轉(zhuǎn)發(fā)后的信號(hào)中包含有初始中繼級(jí)別7和轉(zhuǎn)發(fā)后的中繼級(jí)別m，m取小于7的整數(shù)； 513、目標(biāo)電表偵聽(tīng)到信號(hào)后，對(duì)該信號(hào)進(jìn)行解調(diào)，讀取信號(hào)的初始中繼級(jí)別7、當(dāng)前中繼級(jí)別M和集中器發(fā)送的命令，并將自身中繼級(jí)別設(shè)定為7-M，然后根據(jù)集中器發(fā)送的命令發(fā)出中繼級(jí)別為7-M的中繼信息回復(fù)給集中器，M取不大于7的整數(shù)； 514、集中器收到目標(biāo)電表的回復(fù)后，將其回復(fù)的數(shù)據(jù)以及中繼級(jí)別存儲(chǔ)，即可實(shí)現(xiàn)中繼路由記錄和通/[目。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的電力線載波通信方法，其特征在于:所述二進(jìn)制編碼信號(hào)包括命令編碼、位于前端的前導(dǎo)符和位于末尾的結(jié)束符；所述前導(dǎo)符為2.5s的啟動(dòng)脈沖，結(jié)束符為2.5s的結(jié)束脈沖。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的電力線載波通信方法，其特征在于:所述脈沖信號(hào)的頻率為222.6Hz。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的電力線載波通信方法，其特征在于:所述集中器和所有滿足轉(zhuǎn)發(fā)條件的電表在過(guò)零點(diǎn)時(shí)同步.進(jìn)行信號(hào)發(fā)送；所述設(shè)定值X為70dbuv。
【文檔編號(hào)】H04L27/10GK103475391SQ201310429213
【公開(kāi)日】2013年12月25日 申請(qǐng)日期:2013年9月18日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月18日
【發(fā)明者】周君鵬, 趙小進(jìn), 何城, 王智, 戴韌 申請(qǐng)人:杭州迅龍科技有限公司