基于路徑認(rèn)知的電力線載波系統(tǒng)及其組網(wǎng)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及電力線載波技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種基于路徑認(rèn)知的電力線載波系統(tǒng)及其組網(wǎng)方法。
【背景技術(shù)】
[0002]無線通信與電力線載波通信均可應(yīng)用在配用電領(lǐng)域，電力線載波受電網(wǎng)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)影響較大，當(dāng)電網(wǎng)供電路徑切換等變化時，可導(dǎo)致電力線載波通信中斷，而無線通信受氣候、周邊環(huán)境影響較嚴(yán)重?，F(xiàn)階段通過在部分配用電站點建立無線與電力線載波兩種通信方式，實現(xiàn)無線通信與電力線載波通信融合，可使多條數(shù)據(jù)上傳路徑可選，提高配用電站點通信健壯性與穩(wěn)定性。但是現(xiàn)有中壓載波網(wǎng)絡(luò)主要采用I主多從的方式組網(wǎng)，數(shù)據(jù)上傳路徑僅由主載波設(shè)備轉(zhuǎn)發(fā)，難以實現(xiàn)無線通信與電力線載波通信融合。
[0003]專利號為CN201310674537.1的發(fā)明公開了一種基于載波授時的網(wǎng)絡(luò)化中壓窄帶電力線載波設(shè)備，包括主載波設(shè)備和從載波設(shè)備，所述主載波設(shè)備通過采用RJ45網(wǎng)絡(luò)接口與配電自動化系統(tǒng)相連，從載波設(shè)備通過采用RJ45網(wǎng)絡(luò)接口與配電自動化終端相連。因此其采用同樣是I主多從的方式組網(wǎng)，不能實現(xiàn)無線通信與電力線載波通信融合。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于，提供一種基于路徑認(rèn)知的電力線載波系統(tǒng)及其組網(wǎng)方法，實現(xiàn)了無線通信與電力線載波通信融合，使數(shù)據(jù)上傳路徑多條可選，提高了配用電站點通信的健壯性與穩(wěn)定性。
[0005]為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種基于路徑認(rèn)知的電力線載波系統(tǒng)，包括主載波設(shè)備、若干從載波設(shè)備和若干備份路徑載波設(shè)備，所述主載波設(shè)備通過有線傳輸網(wǎng)絡(luò)與配用電系統(tǒng)相連，所述備份路徑載波設(shè)備通過無線通信網(wǎng)絡(luò)與配用電系統(tǒng)相連；所述主載波設(shè)備、若干從載波設(shè)備和若干備份路徑載波設(shè)備都連接至電力線上；
[0006]所述主載波設(shè)備用于轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)上傳路徑，所述從載波設(shè)備用于根據(jù)通信鏈路狀態(tài)向備份路徑載波設(shè)備發(fā)送備份認(rèn)證，所述備份路徑載波設(shè)備用于在所述主載波設(shè)備上聯(lián)通道無效或主載波設(shè)備故障時，根據(jù)接收的備份認(rèn)證數(shù)量從若干備份路徑載波設(shè)備中推選一個備份路徑載波設(shè)備切換為主載波設(shè)備，進(jìn)行路徑切換。
[0007]進(jìn)一步的，所述主載波設(shè)備的處理器上加載有載波模擬電路控制單元、認(rèn)證單元、載波網(wǎng)絡(luò)地址管理單元和主備狀態(tài)監(jiān)控單元，所述從載波設(shè)備的處理器上加載有認(rèn)證單元和鏈路通信狀態(tài)監(jiān)控單元，所述備份路徑載波設(shè)備的處理器上加載有認(rèn)證單元和備份主載波推薦單元；
[0008]所述載波模擬電路控制單元用于所述主載波設(shè)備控制所述模擬前端進(jìn)行數(shù)據(jù)的模數(shù)轉(zhuǎn)換和調(diào)制解調(diào)；
[0009]所述主載波設(shè)備的認(rèn)證單元用于所述主載波設(shè)備定期下發(fā)入網(wǎng)認(rèn)證數(shù)據(jù)幀，以及接收從載波設(shè)備或備份路徑載波設(shè)備根據(jù)所述入網(wǎng)認(rèn)證數(shù)據(jù)幀發(fā)送的入網(wǎng)請求，并返回認(rèn)證響應(yīng)，直到所需組網(wǎng)的載波設(shè)備均認(rèn)證完畢后形成載波網(wǎng)絡(luò)；
[0010]所述從載波設(shè)備或所述備份路徑載波設(shè)備的認(rèn)證單元用于根據(jù)所述入網(wǎng)認(rèn)證數(shù)據(jù)幀，向所述主載波設(shè)備發(fā)送入網(wǎng)請求，并接收返回的認(rèn)證響應(yīng)；
[0011]所述載波網(wǎng)絡(luò)地址管理單元用于所述主載波設(shè)備收集所述載波網(wǎng)絡(luò)內(nèi)各載波設(shè)備的MAC地址，并分配網(wǎng)絡(luò)地址與各載波設(shè)備的MAC地址綁定，之后將分配的網(wǎng)絡(luò)地址下發(fā)給網(wǎng)絡(luò)中的從載波設(shè)備或備份路徑載波設(shè)備，記錄所述載波網(wǎng)絡(luò)的載波設(shè)備的地址表并下發(fā)給所有的備份路徑載波設(shè)備；
[0012]所述鏈路通信狀態(tài)監(jiān)控單元用于所述從載波設(shè)備根據(jù)與備份路徑載波設(shè)備之間的通信鏈路上的載波信號強弱判斷通信鏈路狀態(tài)，并向通信鏈路狀態(tài)最好的備份路徑載波設(shè)備發(fā)出備份認(rèn)證；
[0013]所述主備狀態(tài)監(jiān)控單元用于所述主載波設(shè)備通過自主感知到上聯(lián)通道無效或本身發(fā)生故障時啟動主備切換過程，并向備份路徑載波設(shè)備廣播發(fā)送主備狀態(tài)切換命令幀；
[0014]所述備份主載波推薦單元用于備份路徑載波設(shè)備根據(jù)接收到的所述主備狀態(tài)切換命令幀，選擇接收備份認(rèn)證最多的備份路徑載波設(shè)備激活為當(dāng)前主載波設(shè)備。
[0015]進(jìn)一步的，所述主載波設(shè)備、若干從載波設(shè)備和若干備份路徑載波設(shè)備都是內(nèi)部硬件結(jié)構(gòu)相同的載波設(shè)備，都包括處理器、存儲器、電源模塊、以太網(wǎng)芯片、模擬前端和設(shè)備接口，所述處理器分別與所述存儲器、電源模塊、以太網(wǎng)芯片和模擬前端連接，所述設(shè)備接口包括電源接口、配置接口、數(shù)據(jù)接口、網(wǎng)絡(luò)接口，所述電源接口與所述電源模塊連接，所述網(wǎng)絡(luò)接口與所述以太網(wǎng)芯片連接，所述配置接口與所述處理器連接，所述數(shù)據(jù)接口與所述模擬前端連接。
[0016]進(jìn)一步的，所述主載波設(shè)備具體通過光纖傳輸網(wǎng)絡(luò)與配用電系統(tǒng)連接。
[0017]進(jìn)一步的，所述主載波設(shè)備通過網(wǎng)絡(luò)接口與光纖傳輸網(wǎng)絡(luò)連接，所述備份路徑載波設(shè)備通過網(wǎng)絡(luò)接口與無線通信網(wǎng)絡(luò)連接。
[0018]進(jìn)一步的，所述網(wǎng)絡(luò)接口具體為RJ45網(wǎng)絡(luò)接口。
[0019]本發(fā)明還提供了一種基于路徑認(rèn)知的電力線載波系統(tǒng)的組網(wǎng)方法，所述組網(wǎng)方法是基于上述的基于路徑認(rèn)知的電力線載波系統(tǒng)的；則所述組網(wǎng)方法包括:
[0020]所述主載波設(shè)備定期下發(fā)入網(wǎng)認(rèn)證數(shù)據(jù)幀，所述從載波設(shè)備或所述備份路徑載波設(shè)備根據(jù)所述入網(wǎng)認(rèn)證數(shù)據(jù)幀，向所述主載波設(shè)備發(fā)送入網(wǎng)請求，所述主載波設(shè)備接收所述入網(wǎng)請求，并返回認(rèn)證響應(yīng)，直到所需組網(wǎng)的載波設(shè)備均認(rèn)證完畢后形成載波網(wǎng)絡(luò)；
[0021]所述主載波設(shè)備收集所述載波網(wǎng)絡(luò)內(nèi)各載波設(shè)備的MAC地址，并分配網(wǎng)絡(luò)地址與各載波設(shè)備的MAC地址綁定，之后將分配的網(wǎng)絡(luò)地址下發(fā)給載波網(wǎng)絡(luò)中的從載波設(shè)備或備份路徑載波設(shè)備，記錄所述載波網(wǎng)絡(luò)的載波設(shè)備的地址表并下發(fā)給所有的備份路徑載波設(shè)備;
[0022]所述從載波設(shè)備根據(jù)與備份路徑載波設(shè)備之間的通信鏈路上的載波信號強弱判斷通信鏈路狀態(tài)，并向通信鏈路狀態(tài)最好的備份路徑載波設(shè)備發(fā)出備份認(rèn)證；
[0023]當(dāng)所述主載波設(shè)備通過自主感知到上聯(lián)通道無效或本身發(fā)生故障時，啟動主備切換過程，并向備份路徑載波設(shè)備廣播發(fā)送主備狀態(tài)切換命令幀；
[0024]所述備份路徑載波設(shè)備根據(jù)接收到的所述主備狀態(tài)切換命令幀，選擇接收備份認(rèn)證最多的備份路徑載波設(shè)備激活為當(dāng)前主載波設(shè)備。
[0025]其中，所述從載波設(shè)備或所述備份路徑載波設(shè)備根據(jù)所述入網(wǎng)認(rèn)證數(shù)據(jù)幀，向所述主載波設(shè)備發(fā)送入網(wǎng)請求，所述主載波設(shè)備接收所述入網(wǎng)請求，并返回認(rèn)證響應(yīng)，具體包括:
[0026]所述從載波設(shè)備或所述備份路徑載波設(shè)備根據(jù)所述入網(wǎng)認(rèn)證數(shù)據(jù)幀，偵聽線路數(shù)據(jù)，等待通道空閑時間，向主載波設(shè)備發(fā)送認(rèn)證請求報文；
[0027]所述主載波設(shè)備接收所述認(rèn)證請求報文，等待通道空閑時間，下發(fā)認(rèn)證請求確認(rèn)信息報文；
[0028]所述從載波設(shè)備或所述備份路徑載波設(shè)備接收所述認(rèn)證請求確認(rèn)報文，并發(fā)送自身的認(rèn)證信息報文；
[0029]所述主載波設(shè)備收到認(rèn)證信息報文后，返回認(rèn)證信息確認(rèn)報文，完成認(rèn)證過程。
[0030]其中，所述主載波設(shè)備收集所述載波網(wǎng)絡(luò)內(nèi)各載波設(shè)備的MAC地址，并分配網(wǎng)絡(luò)地址與各載波設(shè)備的MAC地址綁定，之后將分配的網(wǎng)絡(luò)地址下發(fā)給載波網(wǎng)絡(luò)中的從