1.一種利用電力線載波技術的監(jiān)控設備,包括主節(jié)點、調制解調器、從節(jié)點,其特征在于,一個設備監(jiān)控系統(tǒng)含有一個主節(jié)點和多個從節(jié)點,主從節(jié)點、調制解調器通過電力線信道組成單總線型拓撲結構,主節(jié)點為系統(tǒng)監(jiān)控基站,接收來自從節(jié)點的監(jiān)控數據,調制解調器用于完成監(jiān)控數據的調制、解調和耦合,為主從節(jié)點通信提供通路;從節(jié)點為被監(jiān)控設備,按照規(guī)定的總線訪問機制將監(jiān)控數據發(fā)送給主節(jié)點,電力線為數據傳輸提供通道,同時為主從節(jié)點和調制解調器提供電源;
所述的主節(jié)點和從節(jié)點與調制解調器接口采用UART或USB通信方式通信;
所述的調制解調器主要包括調制解調模塊、AD/DA模塊、耦合器模塊,其中調制解調模塊采用RS編碼對節(jié)點數據進行編碼,來避免來自電力線信道中的單頻點脈沖干擾,然后采用采用相位連續(xù)的PSK調制解調方式對數據信號進行調制,保證減小頻譜擴展和干擾,然后將調制好的信號通過AD模塊、耦合器模塊發(fā)送至電力線信道上,同理與主節(jié)點連接的調制解調器完成對信號的接收、解調、解碼等流程,將監(jiān)控數據發(fā)送給主節(jié)點。
2.一種利用電力線載波技術實現設備監(jiān)控的方法,其監(jiān)控方法包括物理層設計和數據鏈路層信道訪問機制設計,其中物理層主要實現了數據的調制解調方式和信號處理相關內容,為數據鏈路層通信提供底層訪問服務和接口;數據鏈路層主要發(fā)明了一套基于改進的令牌總線的多址通信通信方案,包括以下步驟:
1、物理層數據傳輸過程如下:
1)從節(jié)點通過UART或USB方式將監(jiān)控數據發(fā)送給調制解調器;
2)調制解調器將監(jiān)控數據進行組幀,然后經RS編碼、連續(xù)相位的PSK調制、DA變換、信號耦合,然后將信號發(fā)送至電力線信道上;
3)主節(jié)點通過耦合器感知電力線上的模擬信號,然后經AD轉換、PSK解調、RS解碼,從幀中獲取來自從節(jié)點的數據;
4)主節(jié)點向從節(jié)點發(fā)送數據同上;
2、數據鏈路層基于改進的令牌總線多址訪問:
1)系統(tǒng)上電后,總線上的調制解調器通過電力線進行自組網,組網后每一個節(jié)點都具備唯一的邏輯地址;
每一個從節(jié)點都有前繼地址和后繼地址,以及主節(jié)點地址;
2)當網絡空閑時,只有空閑令牌在環(huán)路上不停流動;
4)當一個站想發(fā)送數據時,必須截獲空閑令牌;
3)系統(tǒng)上電后,初始空閑令牌由主節(jié)點發(fā)出,遍歷所有從節(jié)點后,由最后一個從節(jié)點傳遞給主節(jié)點;
5)如果經過的令牌其比特為1,則不是空閑令牌,只能耐心等待;
6)如果經過的令牌其比特為0,這時,發(fā)送站將令牌比特置為1,并將本節(jié)點所需發(fā)送數據長度等信息發(fā)送至主節(jié)點,主節(jié)點接收此信息后,對該從節(jié)點應答,并將總線訪問權授予此從節(jié)點,從節(jié)點收到主節(jié)點授權后將待發(fā)送數據組裝成數據幀,發(fā)送數據至主節(jié)點,該從節(jié)點可以連續(xù)地發(fā)送直到無數據可發(fā)為止;
7)從節(jié)點發(fā)送數據完成后,向主節(jié)點發(fā)送釋放令牌請求,讓出總線訪問權;
待主節(jié)點應答后,將空閑令牌發(fā)送至下一從節(jié)點;
8)當環(huán)路中所有節(jié)點發(fā)送數據完成后,將空閑令牌發(fā)送至主節(jié)點,主節(jié)點獲得令牌后,可以訪問從節(jié)點;
如果無需訪問從節(jié)點,可以將令牌傳遞給1號從節(jié)點,繼續(xù)上述傳遞流程。