本發(fā)明屬于無線通信領(lǐng)域，涉及到一種一級中繼的無線組網(wǎng)方法。

背景技術(shù)：

目前，使用某種形式的無線通信方式且在一定功耗限制的條件下時(shí)，每個(gè)設(shè)備之間在空曠、天氣好的情況下(此種狀況，稱為理想狀況)的有效直線傳輸距離一般有一定的限制，如1000米，但實(shí)際安裝時(shí)，由于地型、建筑、障礙物及不同天氣的影響，實(shí)際有效通信距離一般只能在理想有效通信距離的10%-30%之間，而在一個(gè)區(qū)域范圍內(nèi)組網(wǎng)，僅用二個(gè)設(shè)備之間直接通信，其實(shí)際有效通信距離只用直接通信不能滿足要求，因此需要增加中繼，才能滿足實(shí)際通信距離要求。目前的無線組網(wǎng)方法均是用完全組網(wǎng)方式，即任意之間可作中繼（即可多級中繼），損耗資源較多，方案很復(fù)雜，降低了可靠性且影響了傳輸速度。隨著我國城鄉(xiāng)經(jīng)濟(jì)建設(shè)的發(fā)展，配電網(wǎng)的電力設(shè)備安裝日益增多，而設(shè)備間要求能互相通信的需求也越來越迫切，如何通過簡單有效的通信組網(wǎng)方式實(shí)施在一定的范圍內(nèi),特別在一個(gè)臺區(qū)內(nèi)（即在一臺變壓器供電區(qū)域內(nèi)，按現(xiàn)行的國家標(biāo)準(zhǔn)，供電半徑在250米內(nèi)），只用一級中繼即可滿足實(shí)際通信距離要求，而臺區(qū)通信是電力設(shè)備通信的最后1公里，在電力設(shè)備通信中處于非常重要的地位，實(shí)現(xiàn)設(shè)備控制和運(yùn)行數(shù)據(jù)高速傳輸，成為電力系統(tǒng)自動(dòng)化領(lǐng)域急待解決的問題。現(xiàn)有的電力通信有載波通信、工頻通信和通過無線公網(wǎng)（如GPRS）等方式，這些通信方式各有優(yōu)缺點(diǎn)，但均有一個(gè)共同點(diǎn)，不能有效實(shí)施在一定的范圍內(nèi)大數(shù)據(jù)量的通信、低成本及簡單有效的組網(wǎng)方式，影響了電力自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展。

本發(fā)明正是為了解決目前無線通信方式在一定的范圍內(nèi)大數(shù)據(jù)量的通信、低成本及簡單有效的組網(wǎng)方式存在的不足之處。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是設(shè)計(jì)一種一級中繼的無線組網(wǎng)方法，以解決目前無線通信方式在一定的范圍內(nèi)大數(shù)據(jù)量的通信、低成本及簡單有效的組網(wǎng)方式存在的不足之處。

本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的：一種一級中繼的無線組網(wǎng)方法，其特征為：組網(wǎng)的通信設(shè)備中用一個(gè)主控制器控制其它的從控制器，每個(gè)控制器均有一個(gè)固定地址，及相同方式的無線發(fā)送接收雙向功能，從控制器是否通過中繼通信，由主控制設(shè)定，每個(gè)控制器之間的通信由地址及通信方式指定，通信數(shù)據(jù)的每幀數(shù)據(jù)包括：地址1、地址2、命令序號、數(shù)據(jù)和校驗(yàn)碼；地址組合有二種方式，第一種方式為地址1為主控制器地址，接收到此命令，意味此命令為主控制器發(fā)送來的直接傳送數(shù)據(jù)命令，第二種方式為地址1非主控制器地址，此命令為中繼命令，其中地址1為中繼從控制器地址，地址2為傳送到的目標(biāo)從控制器地址；命令序號有0、1、2、3、4，其中:0為主控制器發(fā)出來的命令，1為非中繼對應(yīng)從控制器響應(yīng)命令，2為從控制器中繼機(jī)發(fā)出的命令，3為從控制器中繼狀態(tài)目標(biāo)機(jī)發(fā)出的命令，4為從控制器中繼狀態(tài)中繼機(jī)接收到從控制器目標(biāo)機(jī)數(shù)據(jù)后發(fā)出的命令；數(shù)據(jù)可根據(jù)每幀不同的地址、方式及不同的應(yīng)用場合，可定義不同的數(shù)據(jù)；校驗(yàn)碼可采用現(xiàn)行使用的任一種方式校驗(yàn)；數(shù)據(jù)在網(wǎng)絡(luò)間傳輸，根據(jù)地址及命序號組合，各控制器自動(dòng)識別該幀數(shù)據(jù)是中繼數(shù)據(jù)還是非中繼數(shù)據(jù)，而采取不同的響應(yīng)方式；每次通信由主控制器發(fā)起，通信過程通信方式有二種，第一種通信方式為主控制器與從控制器之間直接通信，第二種通信方式為主控制器通過中繼從控制器與目標(biāo)從控制器間接通信，第一種通信方式主控制器與從控制器之間直接通信有3個(gè)步驟：

a)主控制器發(fā)出命令；

地址1為主控制器地址, 地址2為目標(biāo)從控制器地址，命令序號為0發(fā)出到網(wǎng)絡(luò)中；

b)從控制器收到命令；

如地址1為主控制器地址,地址2等于本從控制器地址，命令序號為0，則按數(shù)據(jù)要求響應(yīng)設(shè)置相應(yīng)數(shù)據(jù)，并將命令序號改為1，對應(yīng)為非中繼對應(yīng)從控制器響應(yīng)命令，發(fā)出到網(wǎng)絡(luò)中；

c)主控制器接收到命令；

如地址1等于步驟a主控制器地址, 地址2等于步驟a目標(biāo)從控制器地址，命令序號為1則進(jìn)行相應(yīng)的數(shù)據(jù)處理；

第二種通信方式為主控制器通過中繼從控制器與目標(biāo)從控制器間通信,有5個(gè)步驟：

d)主控制器發(fā)出命令;

地址1為中繼從控制器地址, 地址2為目標(biāo)從控制器地址，命令序號為0，發(fā)出到網(wǎng)絡(luò)中；

e)中繼從控制器接收到命令;

如地址1等于本從控制器地址，且命令序號為0，則將命令序號改為2，發(fā)出到網(wǎng)絡(luò)中；

f)目標(biāo)從控制器接收到命令;

如地址2等于本從控制器地址，且命令序號為2，則按數(shù)據(jù)要求響應(yīng)設(shè)置相應(yīng)數(shù)據(jù)，并將命令序號改為3，發(fā)出到網(wǎng)絡(luò)中；

g)中繼從控制器接收到命令;

如地址1等于本從控制器地址，且命令序號為3,則將命令序號改為4，發(fā)出到網(wǎng)絡(luò)中；

h)主控制器接收到命令;

如地址1等于步驟d)中繼從控制器地址, 地址2等于步驟d)目標(biāo)從控制器地址，且命令序號為4,則進(jìn)行相應(yīng)的數(shù)據(jù)處理。

主控制器的軟件流程為：“開始”后進(jìn)入“有命令要發(fā)送? ”， 否則返回“有命令要發(fā)送?”，是則進(jìn)入 “是直接發(fā)送命令? ”，是則進(jìn)入“按直接發(fā)送命令格式發(fā)送命令”，否則進(jìn)入“ 按中繼發(fā)送命令格式發(fā)送命令”，再進(jìn)入“接收到數(shù)據(jù)？”， 否則返回“接收到數(shù)據(jù)？”，是則進(jìn)入“是主控制器要處理的數(shù)據(jù)？”，否則進(jìn)入“清空接收到數(shù)據(jù)”再返回“接收到數(shù)據(jù)？”，是則進(jìn)入“按相應(yīng)要求處理接收到數(shù)據(jù)”，再返回“有命令要發(fā)送? ”。

從控制器的軟件流程為：“開始”后進(jìn)入“接收到數(shù)據(jù)？”， 否則返回“接收到數(shù)據(jù)？”，是則進(jìn)入“地址1等于本機(jī)地址？” ，是則進(jìn)入“命令序號等于?”， 若命令序號等于0則進(jìn)入“命令序號等于2”，再進(jìn)入“轉(zhuǎn)發(fā)出去”，再返回“接收到數(shù)據(jù)？”；若命令序號等于3則進(jìn)入“命令序號等于4”，再進(jìn)入“轉(zhuǎn)發(fā)出去”，再返回“接收到數(shù)據(jù)？”；地址1等于本機(jī)地址?若否則進(jìn)入“地址2等于本機(jī)地址？”，若否則返回“接收到數(shù)據(jù)？”，是則進(jìn)入“命令序號等于?”， 若命令序號等于0則進(jìn)入“命令序號等于1”，再進(jìn)入“應(yīng)答”，再返回“接收到數(shù)據(jù)？”；若命令序號等于2則進(jìn)入“命令序號等于3”，再進(jìn)入“應(yīng)答”，再返回“接收到數(shù)據(jù)？”。

采取以上措施的本發(fā)明，具有如下好的效果：1,組網(wǎng)方法簡單，因在實(shí)際安裝時(shí),各個(gè)從控制器的位置已固定,其無線傳輸路徑已知，可根據(jù)各控制器的無線信號強(qiáng)度或位置決定哪個(gè)從控制器作中繼，哪個(gè)不用作中繼，在主控制器直接設(shè)定，因此組網(wǎng)算法很簡單；2,傳輸速度快；因傳輸中繼只有一級，網(wǎng)絡(luò)之間的通信速度得到了很大的提高。

下面再結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步詳述。

附圖說明

附圖1為本發(fā)明的主控制器的軟件流程圖；

附圖2為本發(fā)明的從控制器的軟件流程圖。

具體實(shí)施方式

本實(shí)施例使用電力系統(tǒng)專用的頻率230M的500mW窄帶無線數(shù)傳模塊（成都億佰特電子科技有限公司 的E51-TTL-500無線數(shù)傳模塊），實(shí)際可靠通信距離為200米左右，為了適應(yīng)終端距離超過200米但不超過400米的情況須使用中繼，使用Modbus協(xié)議通信及一級中繼的組網(wǎng)方法可以簡單方便實(shí)用的達(dá)到目的。

Modbus協(xié)議通信幀的第一個(gè)字節(jié)為范圍是0-255的地址，現(xiàn)將其拆分為高4位與低4位；高4位（對應(yīng)地址1）為發(fā)送的源地址，低4位（對應(yīng)地址2）為主控制器發(fā)送命令到的目標(biāo)地址。在本網(wǎng)中，主控制器地址固定為1，從控制器最多為14個(gè)，即地址為2-15。此處所說的從控制器，可以是實(shí)際從控制器，也可以是中繼器，均占用一個(gè)從控制器地址。若高位地址為1，1固定為主控制器地址，因此接收到此命令，意味此命令為主控制器直接發(fā)送到從控制器的命令，不需要中繼；若高位地址不為1，則此命令為中繼命令，即高位地址為中繼，低位地址為目標(biāo)。Modbus協(xié)議通信幀的第二個(gè)字節(jié)為功能碼，現(xiàn)也將其拆分為低4位與高4位，其中，低4位（低位）為原功能碼，不變，以便與原Modbus協(xié)議版本兼容；高3位(D6D5D4)為命令的序號。高3位為0，為主機(jī)發(fā)出來的命令；高3位為1，為非中繼對應(yīng)從機(jī)響應(yīng)命令；高3位為2，為中繼機(jī)發(fā)出的命令；高3位為3，為中繼狀態(tài)目標(biāo)機(jī)發(fā)出的命令；高3位為4，為中繼狀態(tài)中繼機(jī)接收到目標(biāo)機(jī)數(shù)據(jù)后發(fā)出的命令。數(shù)據(jù)按Modbus協(xié)議通信格式定義，校驗(yàn)碼采用CRC16。