專利名稱：電力載波通信方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電力載波通信技術(shù)，尤其涉及一種應(yīng)用于遠程抄表的電力載波通信方法。
背景技術(shù)：
目前，電力載波通信技術(shù)主要應(yīng)用于遠程抄表系統(tǒng)中，其具有集中且減少人力消耗的優(yōu)點?，F(xiàn)有的載波抄表方案中的路由算法，一般采用集中式組網(wǎng)方法，組網(wǎng)和抄表效率較低，且由于現(xiàn)有的路由算法考慮到滿足各個領(lǐng)域的需求，算法較為復(fù)雜，難以在較低成本的MCU上實現(xiàn)。綜上可知，現(xiàn)有的電力載波通信技術(shù)，在實際使用上顯然存在不便與缺陷，所以有必要加以改進。

發(fā)明內(nèi)容
針對上述的缺陷，本發(fā)明的目的在于提供一種電力載波通信方法，其可以在不可靠的載波媒介上實現(xiàn)可靠、穩(wěn)定的通信，為整個抄表系統(tǒng)提供可靠和完整的數(shù)據(jù)。為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種電力載波通信方法，應(yīng)用于電力載波網(wǎng)絡(luò)的遠程抄表，所述電力載波網(wǎng)絡(luò)包括集中器、采集器和載波表，所述集中器是位于所述電力載波網(wǎng)絡(luò)最上層的主節(jié)點，所述采集器和載波表是位于所述電力載波網(wǎng)絡(luò)其它各層的子節(jié)點，所述方法包括分布式組網(wǎng)主節(jié)點發(fā)送組網(wǎng)命令，其下級子節(jié)點分時主動上報其自身的網(wǎng)絡(luò)信息，主節(jié)點儲存各子節(jié)點上報的網(wǎng)絡(luò)信息；主節(jié)點對已上報自身網(wǎng)絡(luò)信息的子節(jié)點發(fā)送確認報文，收到所述確認報文的子節(jié)點與主節(jié)點形成第一級電力載波通信網(wǎng)絡(luò)；每隔預(yù)定時間后，重復(fù)所述分布式組網(wǎng)步驟，直至組網(wǎng)過程結(jié)束；數(shù)據(jù)抄讀主節(jié)點發(fā)送數(shù)據(jù)抄讀命令，其下級子節(jié)點分時上報數(shù)據(jù)內(nèi)容，主節(jié)點儲存各子節(jié)點上報的數(shù)據(jù)內(nèi)容，并在最大超時后，對子節(jié)點上報的數(shù)據(jù)內(nèi)容進行一一應(yīng)答；每隔預(yù)定時間后，重復(fù)所述數(shù)據(jù)抄讀步驟，直至完成各節(jié)點的數(shù)據(jù)抄讀。根據(jù)本發(fā)的電力載波通信方法，所述分布式組網(wǎng)步驟中，主節(jié)點發(fā)送的組網(wǎng)命令為第一組網(wǎng)命令，收到此命令的子節(jié)點上報自身的網(wǎng)絡(luò)信息后將所述第一組網(wǎng)命令轉(zhuǎn)發(fā)到與該子節(jié)點具有物理連接關(guān)系的下層子節(jié)點，所述下層的子節(jié)點上報自身的網(wǎng)絡(luò)信息，且上報自身網(wǎng)絡(luò)信息成功的子節(jié)點與其上層節(jié)點形成第二級電力載波通信網(wǎng)絡(luò)。根據(jù)本發(fā)的電力載波通信方法，所述數(shù)據(jù)抄讀步驟中，主結(jié)點發(fā)送的數(shù)據(jù)抄讀命令為第一數(shù)據(jù)抄讀命令，收到此命令的子節(jié)點上報自身的抄讀數(shù)據(jù)后向與該子節(jié)點具有物理連接關(guān)系的下層子節(jié)點發(fā)送數(shù)據(jù)抄讀命令，所述下層的子節(jié)點向上層子節(jié)點上報抄讀數(shù)據(jù)。根據(jù)本發(fā)明的電力載波通信方法，收到主結(jié)點抄讀命令的子結(jié)點將該子結(jié)點的下層子結(jié)點發(fā)送的抄讀數(shù)據(jù)上報到主結(jié)點。
根據(jù)本發(fā)明的電力載波通信方法，子節(jié)點主動上報網(wǎng)絡(luò)信息采用散列算法，散列算法的輸入?yún)?shù)為下發(fā)的組網(wǎng)命令中所帶的隨機數(shù)R與子節(jié)點自身的網(wǎng)絡(luò)信息，子節(jié)點從收到上層節(jié)點最近一次下發(fā)的組網(wǎng)命令到上報子節(jié)點網(wǎng)絡(luò)信息的延時為T = f (R，ID)。根據(jù)本發(fā)的電力載波通信方法，所述網(wǎng)絡(luò)信息為網(wǎng)絡(luò)ID。本發(fā)明通過分布式組網(wǎng)在通信不可靠的載波媒介上實現(xiàn)了可靠、穩(wěn)定的通信，實現(xiàn)了快速電能信息采集，提高了載波抄表成功率，解決了電力載波遠程集中抄表系統(tǒng)中抄表成功率差和抄表不穩(wěn)定的問題，為整個抄表系統(tǒng)提供可靠和完整的數(shù)據(jù)，為上層的主站系統(tǒng)能更好的監(jiān)測用電數(shù)據(jù)提供可靠的保障，從而實現(xiàn)電力能源的合理利用和達到節(jié)能的目的。


圖1是本發(fā)明一實施例提供的電力載波通信網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本發(fā)明一實施例的電力載波通信網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實施例，對本發(fā)明進行進一步詳細說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。圖1是本發(fā)明一實施例的電力載波通信網(wǎng)絡(luò)的組成結(jié)構(gòu)圖，其包括集中器10、若干采集器20及載波表30。再結(jié)合圖2，集中器10是位于電力載波通信網(wǎng)絡(luò)最上層的主結(jié)點，采集器20和載波表30是位于電力載波通信網(wǎng)絡(luò)其它各層的子結(jié)點。本發(fā)明的電子載波通信方法包括分布式組網(wǎng)步驟和抄讀數(shù)據(jù)步驟。其中分布式組網(wǎng)中具有兩種組網(wǎng)命令第一組網(wǎng)命令和第二組網(wǎng)命令。對于第一組網(wǎng)命令，收到此類命令的子節(jié)點，需要將該命令轉(zhuǎn)發(fā)到與之相應(yīng)的下層子節(jié)點，即收到第一組網(wǎng)命令的子結(jié)點需要對自身及其對應(yīng)的上層結(jié)點及下層子結(jié)點進行組網(wǎng)；對于第二組網(wǎng)命令，收到此類命令的節(jié)點，不允許將該命令轉(zhuǎn)發(fā)到下層子節(jié)點，即收到第二組網(wǎng)命令的子結(jié)點僅對自身及其對應(yīng)的上層結(jié)點進行組網(wǎng)。結(jié)合圖2，本發(fā)明的一實施例中，主節(jié)點發(fā)送第一組網(wǎng)命令，收到此命令的子節(jié)點分時主動上報其自身的網(wǎng)絡(luò)信息即網(wǎng)絡(luò)ID，主節(jié)點將收到的節(jié)點信息進行存儲，等待最大超時后，對已主動上報網(wǎng)絡(luò)ID的子節(jié)點依次發(fā)送確認報文，并間隔一預(yù)定時間后重復(fù)此過程，收到所述確認報文的子節(jié)點與主節(jié)點形成第一級電力載波通信網(wǎng)絡(luò)，如圖中的主結(jié)點及子結(jié)點A F。當(dāng)子節(jié)點收到主節(jié)點對其主動上報網(wǎng)絡(luò)ID的應(yīng)答命令后，不再對主節(jié)點的第一組網(wǎng)命令進行上報網(wǎng)絡(luò)ID，同時，該子節(jié)點將第一組網(wǎng)命令轉(zhuǎn)發(fā)到與該子節(jié)點具有物理連接關(guān)系的下層子節(jié)點，下層的子節(jié)點上報自身的網(wǎng)絡(luò)ID，且上報自身網(wǎng)絡(luò)ID成功的子節(jié)點與其上層節(jié)點形成第二級電力載波通信網(wǎng)絡(luò)。以圖2為例，子節(jié)點A已上報自身網(wǎng)絡(luò)ID， 再收到主節(jié)點的組網(wǎng)命令時，其將組網(wǎng)命令發(fā)送至其子節(jié)點Al An，借此，子節(jié)點Al An 上報自身的網(wǎng)絡(luò)ID至子節(jié)點A，子節(jié)點A再次收到組網(wǎng)命令時，將上報成功的網(wǎng)絡(luò)ID上報至主結(jié)點，借此，主結(jié)點、子結(jié)點A及子結(jié)點A相關(guān)的部分或全部下層子結(jié)點形成電力載波通信網(wǎng)絡(luò)。需要說明的是，本發(fā)明的上報或下發(fā)命令均采用分時復(fù)用的方法，所以其它各子節(jié)點的網(wǎng)絡(luò)組建均有相同的流程。優(yōu)選的是，子節(jié)點主動上報網(wǎng)絡(luò)ID采用散列算法，實現(xiàn)分時復(fù)用載波信道。散列算法的輸入?yún)?shù)為下發(fā)的組網(wǎng)命令中所帶的隨機數(shù)R與子節(jié)點自身的網(wǎng)絡(luò)ID，即子節(jié)點從收到其上層節(jié)點最近一次下發(fā)的組網(wǎng)命令到上報子節(jié)點網(wǎng)絡(luò)ID的延時為T = f (R，ID)，借此可減小通信過程中出現(xiàn)的沖突。若出現(xiàn)沖突，則此子節(jié)點組網(wǎng)失敗，當(dāng)收到下次的組網(wǎng)命令時，因下發(fā)的隨機數(shù)不同，重新算出的延時T不同，借此可在此次降低沖突的機率，當(dāng)進行多次組網(wǎng)命令通信時，則可將此子節(jié)點網(wǎng)絡(luò)ID成功上報，進而提高組網(wǎng)的成功率。更好的，若僅需對主節(jié)點及其下層子結(jié)點進行組網(wǎng)，則在組網(wǎng)時僅需主結(jié)點發(fā)送第二組網(wǎng)命令即可。同時，本發(fā)明的通信方法中，各結(jié)點協(xié)同工作，分布組網(wǎng)，且具有主動上報功能，可大大提高組網(wǎng)和抄表效率。本發(fā)明的通信方法中，抄讀數(shù)據(jù)的中包括兩種命令第一數(shù)據(jù)抄讀命令和第二數(shù)據(jù)抄讀命令。對于第一數(shù)據(jù)抄讀命令，收到此類命令的子節(jié)點，需要將該命令轉(zhuǎn)發(fā)到與之相應(yīng)的下層子節(jié)點，即收到第一數(shù)據(jù)抄讀命令的子結(jié)點需要將自身的抄讀數(shù)據(jù)及其子節(jié)點的抄讀數(shù)據(jù)上報至其相應(yīng)的上層結(jié)點；對于第二數(shù)據(jù)抄讀命令，收到此類命令的節(jié)點，不允許將該命令轉(zhuǎn)發(fā)到下層子節(jié)點，即收到第二數(shù)據(jù)抄讀命令的子結(jié)點僅需上報自身的抄讀數(shù)據(jù)即可。在本發(fā)明的一實施例中，當(dāng)集中器10需要采集某個數(shù)據(jù)時，主節(jié)點通過發(fā)送第一數(shù)據(jù)采集命令發(fā)起數(shù)據(jù)采集任務(wù)，相應(yīng)的子節(jié)點收到此命令后，分時復(fù)用載波信道上報對應(yīng)的數(shù)據(jù)采集內(nèi)容。主節(jié)點將收到的節(jié)點數(shù)據(jù)信息進行存儲，當(dāng)?shù)却畲蟪瑫r后，對子節(jié)點上報的數(shù)據(jù)內(nèi)容進行一一應(yīng)答，并間隔一預(yù)定時間后重復(fù)此過程。當(dāng)子節(jié)點上報數(shù)據(jù)內(nèi)容成功后，如果再收到其上層節(jié)點的數(shù)據(jù)抄讀命令，則該子結(jié)點將已經(jīng)成功上報到此子節(jié)點的下級子節(jié)點數(shù)據(jù)進行主動上報。其中報沖突處理與前述組網(wǎng)沖突處理相同，在此不再贅述。再結(jié)合圖2，以子結(jié)點E為例，子節(jié)點E成功上報數(shù)據(jù)內(nèi)容后，對其子節(jié)點El En 發(fā)起數(shù)據(jù)抄讀命令。已經(jīng)上報成功的兄弟子節(jié)點收到此命令時忽略此命令。同樣的，其它各級子節(jié)點可采用上述同樣的第一數(shù)據(jù)抄讀命令實現(xiàn)數(shù)據(jù)主動上報。當(dāng)同一個網(wǎng)絡(luò)下，若兩個區(qū)域的通信不可達，通過上述方法可實現(xiàn)兩個區(qū)域獨立的分布式數(shù)據(jù)主動上報。當(dāng)只需抄讀當(dāng)前節(jié)點下的一級節(jié)點的數(shù)據(jù)時，發(fā)送第二數(shù)據(jù)抄讀命令，當(dāng)子節(jié)點完成上報數(shù)據(jù)主動上報后，不對其下層子節(jié)點做任何處理。優(yōu)選的，上層節(jié)點已經(jīng)收集到所有與之建立相關(guān)聯(lián)的子節(jié)點的數(shù)據(jù)后，則不再發(fā)送抄讀子節(jié)點數(shù)據(jù)的命令。需要說明的是，本發(fā)明的通信方法中，分布組網(wǎng)過程與數(shù)據(jù)抄讀過程可交替運行， 在組網(wǎng)的過程中可以對已經(jīng)組網(wǎng)成功的節(jié)點進行數(shù)據(jù)采集。綜上所述，本發(fā)明在通信不可靠的載波媒介上實現(xiàn)了可靠、穩(wěn)定的通信。并實現(xiàn)了自動搜尋下掛的載波節(jié)點，實現(xiàn)了快速電能信息采集，提高了載波抄表成功率，解決了電力載波遠程集中抄表系統(tǒng)中抄表成功率差和抄表不穩(wěn)定的問題，為整個抄表系統(tǒng)提供可靠和完整的數(shù)據(jù)，為上層的主站系統(tǒng)能更好的監(jiān)測用電數(shù)據(jù)提供可靠的保障，從而實現(xiàn)電力能源的合理利用和達到節(jié)能的目的。
當(dāng)然，本發(fā)明還可有其它多種實施例，在不背離本發(fā)明精神及其實質(zhì)的情況下，熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員當(dāng)可根據(jù)本發(fā)明作出各種相應(yīng)的改變和變形，但這些相應(yīng)的改變和變形都應(yīng)屬于本發(fā)明所附的權(quán)利要求的保護范圍。
權(quán)利要求
1.一種電力載波通信方法，應(yīng)用于電力載波網(wǎng)絡(luò)的遠程抄表，所述電力載波網(wǎng)絡(luò)包括集中器、采集器和載波表，所述集中器是位于所述電力載波網(wǎng)絡(luò)最上層的主節(jié)點，所述采集器和載波表是位于所述電力載波網(wǎng)絡(luò)其它各層的子節(jié)點，其特征在于，所述方法包括分布式組網(wǎng)主節(jié)點發(fā)送組網(wǎng)命令，其下級子節(jié)點分時主動上報其自身的網(wǎng)絡(luò)信息， 主節(jié)點儲存各子節(jié)點上報的網(wǎng)絡(luò)信息；主節(jié)點對已上報自身網(wǎng)絡(luò)信息的子節(jié)點發(fā)送確認報文，收到所述確認報文的子節(jié)點與主節(jié)點形成第一級電力載波通信網(wǎng)絡(luò)；每隔預(yù)定時間后，重復(fù)所述分布式組網(wǎng)步驟，直至組網(wǎng)過程結(jié)束；數(shù)據(jù)抄讀主結(jié)點發(fā)送數(shù)據(jù)抄讀命令，其下級子節(jié)點分時上報數(shù)據(jù)內(nèi)容，主節(jié)點儲存各子節(jié)點上報的數(shù)據(jù)內(nèi)容，并在最大超時后，對子節(jié)點上報的數(shù)據(jù)內(nèi)容進行一一應(yīng)答；每隔預(yù)定時間后，重復(fù)所述數(shù)據(jù)抄讀步驟，直至完成各結(jié)點的數(shù)據(jù)抄讀。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電力載波通信方法，其特征在于，所述分布式組網(wǎng)步驟中，主節(jié)點發(fā)送的組網(wǎng)命令為第一組網(wǎng)命令，收到此命令的子節(jié)點上報自身的網(wǎng)絡(luò)信息后將所述第一組網(wǎng)命令轉(zhuǎn)發(fā)到與該子節(jié)點具有物理連接關(guān)系的下層子節(jié)點，所述下層的子節(jié)點上報自身的網(wǎng)絡(luò)信息，且上報自身網(wǎng)絡(luò)信息成功的子節(jié)點與其上層節(jié)點形成第二級電力載波通信網(wǎng)絡(luò)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電力載波通信方法，其特征在于，所述數(shù)據(jù)抄讀步驟中，主結(jié)點發(fā)送的數(shù)據(jù)抄讀命令為第一數(shù)據(jù)抄讀命令，收到此命令的子節(jié)點上報自身的抄讀數(shù)據(jù)后向與該子節(jié)點具有物理連接關(guān)系的下層子節(jié)點發(fā)送數(shù)據(jù)抄讀命令，所述下層的子節(jié)點向上層子節(jié)點上報抄讀數(shù)據(jù)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的電力載波通信方法，其特征在于，收到主結(jié)點抄讀命令的子結(jié)點將該子結(jié)點的下層子結(jié)點發(fā)送的抄讀數(shù)據(jù)上報到主結(jié)點。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電力載波通信方法，其特征在于，子節(jié)點主動上報網(wǎng)絡(luò)信息采用散列算法，散列算法的輸入?yún)?shù)為下發(fā)的組網(wǎng)命令中所帶的隨機數(shù)R與子節(jié)點自身的網(wǎng)絡(luò)信息，子節(jié)點從收到上層節(jié)點最近一次下發(fā)的組網(wǎng)命令到上報子節(jié)點網(wǎng)絡(luò)信息的延時為 T = f(R，ID)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電力載波通信方法，其特征在于，所述網(wǎng)絡(luò)信息為網(wǎng)絡(luò)ID。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種電力載波通信方法，應(yīng)用于電力載波網(wǎng)絡(luò)的遠程抄表，所述電力載波網(wǎng)絡(luò)包括集中器、采集器和載波表，所述集中器是位于所述電力載波網(wǎng)絡(luò)最上層的主節(jié)點，所述采集器和載波表是位于所述電力載波網(wǎng)絡(luò)其它各層的子節(jié)點，本發(fā)明通過分布式組網(wǎng)及抄讀數(shù)據(jù)使電力載波通信在不可靠的載波媒介上實現(xiàn)了可靠、穩(wěn)定的通信，實現(xiàn)了快速電能信息采集，提高了載波抄表成功率，解決了電力載波遠程集中抄表系統(tǒng)中抄表成功率差和抄表不穩(wěn)定的問題。
文檔編號H04B3/54GK102195683SQ20111012110
公開日2011年9月21日 申請日期2011年5月11日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月11日
發(fā)明者張建平, 朱奎, 王林旺 申請人:深圳市金正方科技有限公司