一種低壓電力載波通信的路由配置方法及系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種低壓電力載波通信的路由配置方法及系統(tǒng)。該方法包括：多個已注冊節(jié)點與集中器建立通信；每一個已注冊節(jié)點在預(yù)設(shè)的積分時間片內(nèi)對與其連接的電力線載波通信線路上的注冊幀進行累計；每一個已注冊節(jié)點在路由申請時間片內(nèi)向所述集中器發(fā)送申請路由報文；集中器在路由申請時間片結(jié)束時，向注冊幀的數(shù)量最多的已注冊節(jié)點發(fā)送路由設(shè)置報文，以使所述注冊幀的數(shù)量最多的已注冊節(jié)點成為路由節(jié)點，所述路由節(jié)點用于對集中器與待注冊節(jié)點之間的往來數(shù)據(jù)進行中繼。本發(fā)明不需要人工確定復(fù)雜的路由列表，系統(tǒng)會自動找到最佳的路由路徑，系統(tǒng)可以自動適應(yīng)線路的動態(tài)調(diào)整，并重建新的路由拓撲結(jié)構(gòu)。
【專利說明】一種低壓電力載波通信的路由配置方法及系統(tǒng)
[0001]
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0002]本發(fā)明涉及低壓電力線載波通信技術(shù)。
[0003]
【背景技術(shù)】
[0004]在多種行業(yè)中(如電力、地震、大氣與水環(huán)境監(jiān)測等)，需要對各監(jiān)測點數(shù)據(jù)進行定期采集。由于低壓電力線網(wǎng)絡(luò)覆蓋面廣，現(xiàn)場只要取得電源，無需另外布線，不占用其它有線或無線通訊資源，無通訊費用，使得該種通信方式在通訊數(shù)據(jù)流量不大的遠程數(shù)據(jù)采集應(yīng)用中起到減少建設(shè)投資，降低設(shè)備運行與維護成本等作用，受到了越來越廣泛的應(yīng)用。
[0005]目前大多數(shù)電力線載波抄表系統(tǒng)應(yīng)用中，系統(tǒng)設(shè)計為:在一個配電變壓器范圍內(nèi)，裝設(shè)一臺集中器及多臺遠方終端，遠方終端通過低壓電力載波通信方式將數(shù)據(jù)傳送給集中器，集中器通過專用或公用數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)將采集的數(shù)據(jù)發(fā)回系統(tǒng)主站。因低壓電力線載波通訊的信道具有高衰減、干擾與阻抗時變性強等特點，因此完成一個遠離數(shù)據(jù)傳輸多數(shù)時候需要多級遠方終端進行接力通訊，即中繼。傳統(tǒng)模式中，在通信之前，需要先在集中器上建立各遠方終端通信的路由地址表。在通信過程中，各終端處于被動態(tài)，監(jiān)聽線路上的通信包，當(dāng)收到集中器發(fā)出通信包的路由地址與自己地址相同時，即轉(zhuǎn)發(fā)該通信包的指令內(nèi)容。該方式也稱“鏈表”式路由通信方案。由于終端始終處于被動態(tài)，當(dāng)系統(tǒng)初始化集中器未生成各遠方終端的路由鏈表時或拓撲結(jié)構(gòu)發(fā)生變化導(dǎo)致路由表上路由節(jié)點失效時，集中器無法與多級遠方終端建立數(shù)據(jù)鏈路，終端數(shù)據(jù)將無法抄收。通常為了解決這個問題，集中器必須按照一些優(yōu)化遍歷算法建立各遠方終端的路由鏈表，此種方法建立路由鏈一般需要較長時間，且集中器向線路發(fā)送遍歷輪詢帶來附加的通信流量從而增加線路繁忙程度，同時也無法真正適應(yīng)運行過程中拓撲關(guān)系復(fù)雜多變的情況。因此對終端與集中器之間的路由表進行動態(tài)配置有著一定的困難及較大工作量。
[0006]

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的目的在于提出一種低壓電力載波通信的路由配置方法，其能解決路由配置難度大的問題。
[0008]為了達到上述目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案如下:
一種低壓電力載波通信的路由配置方法，其包括以下步驟:
步驟1、多個已注冊節(jié)點與集中器建立通信；
步驟2、每一個已注冊節(jié)點在預(yù)設(shè)的積分時間片內(nèi)對與其連接的電力線載波通信線路上的注冊幀進行累計，所述注冊幀來自于未被集中器響應(yīng)的待注冊節(jié)點；
步驟3、每一個已注冊節(jié)點在路由申請時間片內(nèi)向所述集中器發(fā)送申請路由報文，所述申請路由報文包括注冊幀的數(shù)量；
步驟4、集中器在路由申請時間片結(jié)束時，向注冊幀的數(shù)量最多的已注冊節(jié)點發(fā)送路由設(shè)置報文，以使所述注冊幀的數(shù)量最多的已注冊節(jié)點成為路由節(jié)點，所述路由節(jié)點用于對集中器與待注冊節(jié)點之間的往來數(shù)據(jù)進行中繼。
[0009]優(yōu)選的，在步驟4中，在路由申請時間片結(jié)束時，所有已注冊節(jié)點記錄的注冊幀的
數(shù)量均清零。
[0010]優(yōu)選的，在步驟3中，所述申請路由報文還包括與已注冊節(jié)點對應(yīng)的地址碼。
[0011]本發(fā)明還提出一種實現(xiàn)如上所述的路由配置方法的路由配置系統(tǒng)，其包括以下模塊:
通信模塊，設(shè)于每一個已注冊節(jié)點，用于與集中器建立通信；
累計模塊，設(shè)于每一個已注冊節(jié)點，用于在預(yù)設(shè)的積分時間片內(nèi)對與其連接的電力線載波通信線路上的注冊幀進行累計，所述注冊幀來自于未被集中器響應(yīng)的待注冊節(jié)點；
申請模塊，設(shè)于每一個已注冊節(jié)點，用于在路由申請時間片內(nèi)向所述集中器發(fā)送申請路由報文，所述申請路由報文包括注冊幀的數(shù)量；
設(shè)置路由模塊，設(shè)于集中器，用于在路由申請時間片結(jié)束時，向注冊幀的數(shù)量最多的已注冊節(jié)點發(fā)送路由設(shè)置報文，以使所述注冊幀的數(shù)量最多的已注冊節(jié)點成為路由節(jié)點，所述路由節(jié)點用于對集中器與待注冊節(jié)點之間的往來數(shù)據(jù)進行中繼。
[0012]優(yōu)選的，在設(shè)置路由模塊中，在路由申請時間片結(jié)束時，所有已注冊節(jié)點記錄的注冊幀的數(shù)量均清零。
[0013]優(yōu)選的，在申請模塊中，所述申請路由報文還包括與已注冊節(jié)點對應(yīng)的地址碼。
[0014]本發(fā)明具有如下有益效果:
不需要人工確定復(fù)雜的路由列表，系統(tǒng)會自動找到最佳的路由路徑，由于所有路由節(jié)點在正常通信中都會偵聽無響應(yīng)的請求報文，使系統(tǒng)可以自動適應(yīng)線路的動態(tài)調(diào)整，并重建新的路由拓撲結(jié)構(gòu)。
[0015]
【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]圖1為現(xiàn)有的電力線載波抄表系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2為本發(fā)明較佳實施例的低壓電力載波通信的路由配置方法的原理流程圖；
圖3為本發(fā)明較佳實施例的低壓電力載波通信的路由配置方法的應(yīng)用示例流程圖。
[0017]
【具體實施方式】
[0018]下面，結(jié)合附圖以及【具體實施方式】，對本發(fā)明做進一步描述。
[0019]如圖1所示，在一個配電變壓器范圍內(nèi)，裝設(shè)一臺集中器及多個遠方終端，遠方終端通過低壓電力載波通信以及路由組網(wǎng)技術(shù)將數(shù)據(jù)傳送給集中器。圖中A、B、C、D、E、F為遠方現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集終端(即節(jié)點)，I為遠方集中器，G為遠方現(xiàn)場低壓電力線載波通信線路，H為遠方現(xiàn)場配電變壓器。
[0020]如圖2所示，一種低壓電力載波通信的路由配置方法，其包括以下步驟: 步驟S1、多個已注冊節(jié)點與集中器建立通信。待注冊節(jié)點與集中器建立通信的過程為:所有待注冊節(jié)點在上電一段時間后，會自動向集中器發(fā)送注冊幀，集中器收到注冊幀后回復(fù)響應(yīng)幀，待注冊節(jié)點收到響應(yīng)幀后，就表示成功與集中器建立通信，并成為已注冊節(jié)點。已注冊節(jié)點與集中器建立通信后，即自動進入路由偵聽狀態(tài)。
[0021]步驟S2、每一個已注冊節(jié)點在預(yù)設(shè)的積分時間片(如2-3小時)內(nèi)對與其連接的電力線載波通信線路上的注冊幀進行累計，并且所述電力線載波通信線路上沒有與所述注冊幀對應(yīng)的響應(yīng)幀。所述注冊幀來自于未被集中器響應(yīng)的待注冊節(jié)點。
[0022]步驟S3、每一個已注冊節(jié)點在路由申請時間片內(nèi)向所述集中器發(fā)送申請路由報文，所述申請路由報文包括與已注冊節(jié)點對應(yīng)的地址碼和注冊幀的數(shù)量。
[0023]步驟S4、集中器在路由申請時間片結(jié)束時，向注冊幀的數(shù)量最多的已注冊節(jié)點發(fā)送路由設(shè)置報文，以使所述注冊幀的數(shù)量最多的已注冊節(jié)點成為路由節(jié)點，所述路由節(jié)點用于對集中器與待注冊節(jié)點之間的往來數(shù)據(jù)進行中繼。同時，在路由申請時間片結(jié)束時，所有已注冊節(jié)點記錄的注冊幀的數(shù)量均清零。
[0024]本實施例還提出一種路由配置系統(tǒng)，其包括以下模塊:
通信模塊，設(shè)于每一個已注冊節(jié)點，用于與集中器建立通信；
累計模塊，設(shè)于每一個已注冊節(jié)點，用于在預(yù)設(shè)的積分時間片內(nèi)對與其連接的電力線載波通信線路上的注冊幀進行累計，所述注冊幀來自于未被集中器響應(yīng)的待注冊節(jié)點；
申請模塊，設(shè)于每一個已注冊節(jié)點，用于在路由申請時間片內(nèi)向所述集中器發(fā)送申請路由報文，所述申請路由報文包括與已注冊節(jié)點對應(yīng)的地址碼和注冊幀的數(shù)量；
設(shè)置路由模塊，設(shè)于集中器，用于在路由申請時間片結(jié)束時，向注冊幀的數(shù)量最多的已注冊節(jié)點發(fā)送路由設(shè)置報文，以使所述注冊幀的數(shù)量最多的已注冊節(jié)點成為路由節(jié)點，所述路由節(jié)點用于對集中器與待注冊節(jié)點之間的往來數(shù)據(jù)進行中繼；在路由申請時間片結(jié)束時的同時，所有已注冊節(jié)點記錄的注冊幀的數(shù)量均清零。
[0025]為了便于理解本發(fā)明的技術(shù)方案，結(jié)合圖3所示，以具體的例子對本發(fā)明的技術(shù)方案進行詳細說明。
[0026]節(jié)點A (相當(dāng)于已注冊節(jié)點)已經(jīng)與集中器節(jié)點成功建立通信連接。
[0027]節(jié)點B (相當(dāng)于待注冊節(jié)點)上電一段時間后(步驟1)，開始自動向集中器發(fā)送注冊幀R (步驟2)。
[0028]如集中器收不到，則注冊幀R無回復(fù)。
[0029]節(jié)點A收到注冊幀R后，監(jiān)測線路L (即電力線載波通信線路)是否有集中器的響應(yīng)幀。如果沒有，則節(jié)點A的路由積分C加I (步驟3)。所述路由積分C即為注冊幀的數(shù)量。
[0030]節(jié)點C上電一段時間后，開始自動向集中器發(fā)送注冊幀R (步驟4)。節(jié)點C與節(jié)點B為了避免沖突，發(fā)送注冊R的時間不同，實現(xiàn)沖突避讓。
[0031]如集中器收不到，則注冊幀R無回復(fù)。
[0032]節(jié)點A收到注冊幀R后，監(jiān)測線路L上是否有集中器的響應(yīng)幀。如果沒有，則節(jié)點A的路由積分C加I (步驟5)。
[0033]當(dāng)路由積分時間片T結(jié)束后，節(jié)點A開始向集中器發(fā)送申請路由報文Q (步驟6)。申請路由報文Q內(nèi)包含有節(jié)點A的地址碼與C積分值等數(shù)據(jù)。[0034]在路由申請時間片Y結(jié)束后，集中器判斷哪個節(jié)點的C值最大(步驟7)，然后將該節(jié)點設(shè)置為路由節(jié)點(步驟8)。同時其它節(jié)點C值全部清零。
[0035]節(jié)點A收到路由設(shè)置幀S后，將自身設(shè)置為路由工作狀態(tài)(步驟9)。
[0036]節(jié)點B在上次注冊失敗一段時間后，開始重新向集中器發(fā)送注冊幀R (步驟10)。
[0037]節(jié)點A收到注冊幀R后，將R轉(zhuǎn)發(fā)給集中器(步驟11)。
[0038]集中器收到注冊幀R后，進行注冊記錄操作，然后發(fā)送響應(yīng)幀Re (步驟12)。
[0039]節(jié)點A收到響應(yīng)幀Re后，將響應(yīng)幀Re轉(zhuǎn)發(fā)給線路L (步驟13)。
[0040]節(jié)點B在發(fā)送注冊幀R后，就一直處在監(jiān)聽線路L狀態(tài)，當(dāng)從線路L上讀取到集中器發(fā)給節(jié)點B的響應(yīng)幀Re后，節(jié)點B注冊成功，進入正常工作狀態(tài)(步驟14)。
[0041]本發(fā)明路由的核心概念是:每個終端(即節(jié)點)都可以被自動配置成其他節(jié)點的中繼器。當(dāng)終端能與集中器建立正常通信的通道后，該終端即自動進入路由偵聽方式:對未被集中器響應(yīng)的請求報文進行統(tǒng)計。當(dāng)統(tǒng)計到足夠數(shù)量的無響應(yīng)請求報文時，終端將在路由申請時間片(典型間隔一般為2-3小時)向集中器發(fā)送申請路由報文，集中器將向選擇統(tǒng)計數(shù)最多的節(jié)點發(fā)送路由設(shè)置報文，設(shè)置終端成路由節(jié)點。如此類推。同時所有數(shù)據(jù)報文帶有轉(zhuǎn)發(fā)可信值，可信值由路由級數(shù)確定，由可信值來保證數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)只到集中器截止，避免造成數(shù)據(jù)風(fēng)暴。由于采用上述的帶可信值及競爭的路由模式，本發(fā)明不需要再由人工確定復(fù)雜的路由列表，系統(tǒng)會自動找到最佳的路由路徑。由于所有節(jié)點在正常通信中都會偵聽無響應(yīng)的請求報文，使系統(tǒng)可以自動適應(yīng)線路的動態(tài)調(diào)整，并重建新的路由拓撲結(jié)構(gòu)。
[0042]對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，可根據(jù)以上描述的技術(shù)方案以及構(gòu)思，做出其它各種相應(yīng)的改變以及變形，而所有的這些改變以及變形都應(yīng)該屬于本發(fā)明權(quán)利要求的保護范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種低壓電力載波通信的路由配置方法，其特征在于，包括以下步驟: 步驟1、多個已注冊節(jié)點與集中器建立通信； 步驟2、每一個已注冊節(jié)點在預(yù)設(shè)的積分時間片內(nèi)對與其連接的電力線載波通信線路上的注冊幀進行累計，所述注冊幀來自于未被集中器響應(yīng)的待注冊節(jié)點； 步驟3、每一個已注冊節(jié)點在路由申請時間片內(nèi)向所述集中器發(fā)送申請路由報文，所述申請路由報文包括注冊幀的數(shù)量； 步驟4、集中器在路由申請時間片結(jié)束時，向注冊幀的數(shù)量最多的已注冊節(jié)點發(fā)送路由設(shè)置報文，以使所述注冊幀的數(shù)量最多的已注冊節(jié)點成為路由節(jié)點，所述路由節(jié)點用于對集中器與待注冊節(jié)點之間的往來數(shù)據(jù)進行中繼。
2.如權(quán)利要求1所述的低壓電力載波通信的路由配置方法，其特征在于，在步驟4中，在路由申請時間片結(jié)束時，所有已注冊節(jié)點記錄的注冊幀的數(shù)量均清零。
3.如權(quán)利要求1所述的低壓電力載波通信的路由配置方法，其特征在于，在步驟3中，所述申請路由報文還包括與已注冊節(jié)點對應(yīng)的地址碼。
4.一種低壓電力載波通信的路由配置系統(tǒng)，其特征在于，包括以下模塊: 通信模塊，設(shè)于每一個已注冊節(jié)點，用于與集中器建立通信； 累計模塊，設(shè)于每一個已注冊節(jié)點，用于在預(yù)設(shè)的積分時間片內(nèi)對與其連接的電力線載波通信線路上的注冊幀進行累計，所述注冊幀來自于未被集中器響應(yīng)的待注冊節(jié)點； 申請模塊，設(shè)于每一個已注冊節(jié)點，用于在路由申請時間片內(nèi)向所述集中器發(fā)送申請路由報文，所述申請路由報文包括注冊幀的數(shù)量； 設(shè)置路由模塊，設(shè)于集中器，用于在路由申請時間片結(jié)束時，向注冊幀的數(shù)量最多的已注冊節(jié)點發(fā)送路由設(shè)置報文，以使所述注冊幀的數(shù)量最多的已注冊節(jié)點成為路由節(jié)點，所述路由節(jié)點用于對集中器與待注冊節(jié)點之間的往來數(shù)據(jù)進行中繼。
5.如權(quán)利要求4所述的低壓電力載波通信的路由配置系統(tǒng)，其特征在于，在設(shè)置路由模塊中，在路由申請時間片結(jié)束時，所有已注冊節(jié)點記錄的注冊幀的數(shù)量均清零。
6.如權(quán)利要求4所述的低壓電力載波通信的路由配置系統(tǒng)，其特征在于，在申請模塊中，所述申請路由報文還包括與已注冊節(jié)點對應(yīng)的地址碼。
【文檔編號】H04L12/701GK103873362SQ201410122808
【公開日】2014年6月18日 申請日期:2014年3月28日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月28日
【發(fā)明者】劉志剛 申請人:深圳市陽光智匯科技有限公司