本發(fā)明屬于無線通信領域，涉及到一種一級中繼的無線組網方法。

背景技術：

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，每個設備之間在空曠、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，但實際安裝時，由于地型、建筑、障礙物及不同天氣的影響，實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，而在一個區(qū)域范圍內組網，僅用二個設備之間直接通信，其實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，才能滿足實際通信距離要求。目前的無線組網方法均是用完全組網方式，即任意之間可作中繼（即可多級中繼），損耗資源較多，方案很復雜，降低了可靠性且影響了傳輸速度。隨著我國城鄉(xiāng)經濟建設的發(fā)展，配電網的電力設備安裝日益增多，而設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方式實施在一定的范圍內,特別在一個臺區(qū)內（即在一臺變壓器供電區(qū)域內，按現(xiàn)行的國家標準，供電半徑在250米內），只用一級中繼即可滿足實際通信距離要求，而臺區(qū)通信是電力設備通信的最后1公里，在電力設備通信中處于非常重要的地位，實現(xiàn)設備控制和運行數(shù)據(jù)高速傳輸，成為電力系統(tǒng)自動化領域急待解決的問題?，F(xiàn)有的電力通信有載波通信、工頻通信和通過無線公網（如GPRS）等方式，這些通信方式各有優(yōu)缺點，但均有一個共同點，不能有效實施在一定的范圍內大數(shù)據(jù)量的通信、低成本及簡單有效的組網方式，影響了電力自動化技術的發(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大數(shù)據(jù)量的通信、低成本及簡單有效的組網方式存在的不足之處。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是設計一種一級中繼的無線組網方法，以解決目前無線通信方式在一定的范圍內大數(shù)據(jù)量的通信、低成本及簡單有效的組網方式存在的不足之處。

本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的：一種一級中繼的無線組網方法，其特征為：組網的通信設備中用一個主控制器控制其它的從控制器，每個控制器均有一個固定地址，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，由主控制設定，每個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為非中繼對應從控制器響應命令，2為從控制器中繼機發(fā)出的命令，3為從控制器中繼狀態(tài)目標機發(fā)出的命令，4為從控制器中繼狀態(tài)中繼機接收到從控制器目標機數(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、方式及不同的應用場合，可定義不同的數(shù)據(jù)；校驗碼可采用現(xiàn)行使用的任一種方式校驗；數(shù)據(jù)在網絡間傳輸，根據(jù)地址及命序號組合，各控制器自動識別該幀數(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為目標從控制器地址，命令序號為0發(fā)出到網絡中；

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)要求響應設置相應數(shù)據(jù)，并將命令序號改為1，對應為非中繼對應從控制器響應命令，發(fā)出到網絡中；

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目標從控制器地址，命令序號為1則進行相應的數(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從控制器間通信,有5個步驟：

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為目標從控制器地址，命令序號為0，發(fā)出到網絡中；

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)出到網絡中；

f)目標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)要求響應設置相應數(shù)據(jù)，并將命令序號改為3，發(fā)出到網絡中；

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)出到網絡中；

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)目標從控制器地址，且命令序號為4,則進行相應的數(shù)據(jù)處理。

主控制器的軟件流程為：“開始”后進入“有命令要發(fā)送? ”， 否則返回“有命令要發(fā)送?”，是則進入 “是直接發(fā)送命令? ”，是則進入“按直接發(fā)送命令格式發(fā)送命令”，否則進入“ 按中繼發(fā)送命令格式發(fā)送命令”，再進入“接收到數(shù)據(jù)？”， 否則返回“接收到數(shù)據(jù)？”，是則進入“是主控制器要處理的數(shù)據(jù)？”，否則進入“清空接收到數(shù)據(jù)”再返回“接收到數(shù)據(jù)？”，是則進入“按相應要求處理接收到數(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”后進入“接收到數(shù)據(jù)？”， 否則返回“接收到數(shù)據(jù)？”，是則進入“地址1等于本機地址？” ，是則進入“命令序號等于?”， 若命令序號等于0則進入“命令序號等于2”，再進入“轉發(fā)出去”，再返回“接收到數(shù)據(jù)？”；若命令序號等于3則進入“命令序號等于4”，再進入“轉發(fā)出去”，再返回“接收到數(shù)據(jù)？”；地址1等于本機地址?若否則進入“地址2等于本機地址？”，若否則返回“接收到數(shù)據(jù)？”，是則進入“命令序號等于?”， 若命令序號等于0則進入“命令序號等于1”，再進入“應答”，再返回“接收到數(shù)據(jù)？”；若命令序號等于2則進入“命令序號等于3”，再進入“應答”，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,組網方法簡單，因在實際安裝時,各個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度或位置決定哪個從控制器作中繼，哪個不用作中繼，在主控制器直接設定，因此組網算法很簡單；2,傳輸速度快；因傳輸中繼只有一級，網絡之間的通信速度得到了很大的提高。

下面再結合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步詳述。

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。

具體實施方式

本實施例使用電力系統(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），實際可靠通信距離為200米左右，為了適應終端距離超過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方法可以簡單方便實用的達到目的。

Modbus協(xié)議通信幀的第一個字節(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（對應地址1）為發(fā)送的源地址，低4位（對應地址2）為主控制器發(fā)送命令到的目標地址。在本網中，主控制器地址固定為1，從控制器最多為14個，即地址為2-15。此處所說的從控制器，可以是實際從控制器，也可以是中繼器，均占用一個從控制器地址。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。Modbus協(xié)議通信幀的第二個字節(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，為主機發(fā)出來的命令；高3位為1，為非中繼對應從機響應命令；高3位為2，為中繼機發(fā)出的命令；高3位為3，為中繼狀態(tài)目標機發(fā)出的命令；高3位為4，為中繼狀態(tài)中繼機接收到目標機數(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，校驗碼采用CRC16。