本發(fā)明涉及電力線通信領(lǐng)域，特別是涉及基于電力線載波通信的組網(wǎng)方法及裝置。

背景技術(shù)：

電力線通信(powerlinecommunication,plc)是利用電力線及其輸、配電網(wǎng)絡(luò)作為信息傳輸介質(zhì)的通信方法。傳統(tǒng)的電力線通信系統(tǒng)采用窄帶電力線通信技術(shù)，主要用于電力設(shè)備間的遠(yuǎn)距離通信和控制等任務(wù)。隨著技術(shù)的發(fā)展電力線傳輸帶寬最高可達(dá)到上百兆赫，可用于更好速率的數(shù)據(jù)傳輸和組件網(wǎng)絡(luò)。由于電力網(wǎng)分布廣泛、電力線通信具有無需重新布線、接入方便靈活等優(yōu)點(diǎn)，是一種非常適用于用戶接入網(wǎng)的通信技術(shù)。由于現(xiàn)代化進(jìn)程的推進(jìn)和能源需求的發(fā)展，電力公司為了能夠發(fā)揮自身的信道優(yōu)勢(shì)，規(guī)模化的設(shè)計(jì)和開發(fā)基于電力線技術(shù)的抄表系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)。但由于電力線設(shè)計(jì)的初衷是用來傳輸電能而非數(shù)據(jù)，信道中存在的強(qiáng)噪聲干擾、信號(hào)的選擇性衰落、電力網(wǎng)絡(luò)中的負(fù)載阻抗不恒定、負(fù)載插拔等因素，使得電力線通信的通信距離嚴(yán)重受限，通信可靠性不高。針對(duì)上述問題，目前研究主要從物理層和網(wǎng)絡(luò)兩方面入手。物理層主要依托于信號(hào)的調(diào)制解調(diào)和帶寬等方面進(jìn)行發(fā)展，而網(wǎng)絡(luò)層面則通過中繼轉(zhuǎn)發(fā)和網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)選擇來提升電力線通信的可靠性和效率。所有的這一切都基于網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定的前提下進(jìn)行實(shí)現(xiàn)，而如何快速實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定則是實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定通信的前提，現(xiàn)有技術(shù)通過申請(qǐng)入網(wǎng)和確認(rèn)入網(wǎng)的方式，或采用枚舉法進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)嘗試的方式效率較低，且穩(wěn)定性差。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)之不足，提供基于電力線載波通信的組網(wǎng)方法，該方法包括：

發(fā)送以洪泛幀形式的抄表幀至目標(biāo)節(jié)點(diǎn)，

如果非目標(biāo)地址且所述抄表幀并未進(jìn)行過轉(zhuǎn)發(fā)，同時(shí)轉(zhuǎn)發(fā)級(jí)數(shù)并未到達(dá)上限，則轉(zhuǎn)發(fā)抄表幀；

如果非目標(biāo)地址且所述抄表幀進(jìn)行過轉(zhuǎn)發(fā)，則根據(jù)信噪比和信號(hào)強(qiáng)度判斷是否為父節(jié)點(diǎn)，如果是，則記錄父節(jié)點(diǎn)地址、信噪比和信號(hào)強(qiáng)度；

如果信噪比和信號(hào)強(qiáng)度同時(shí)高于閾值x1時(shí)，進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)包括自己的地址、信號(hào)強(qiáng)度、信噪比和轉(zhuǎn)發(fā)級(jí)數(shù)的抄表幀；

如果目標(biāo)節(jié)點(diǎn)為最終地址，根據(jù)層級(jí)對(duì)比，判斷更優(yōu)的路徑和層級(jí)，當(dāng)相同的信號(hào)強(qiáng)度和信噪比區(qū)間出現(xiàn)時(shí)，則選擇層級(jí)較低的。

進(jìn)一步地，如果非目標(biāo)地址且所述抄表幀并未進(jìn)行過轉(zhuǎn)發(fā)，同時(shí)轉(zhuǎn)發(fā)級(jí)數(shù)并未到達(dá)上限，則轉(zhuǎn)發(fā)抄表幀，具體包括為加入相同的轉(zhuǎn)發(fā)信息，同時(shí)記錄信息來源的上一級(jí)地址以及收到信號(hào)時(shí)的信噪比和信號(hào)強(qiáng)度。

進(jìn)一步地，所述抄表幀在轉(zhuǎn)發(fā)時(shí)記錄該幀的序列號(hào)。

進(jìn)一步地，還包括當(dāng)節(jié)點(diǎn)收到相同的抄表幀時(shí)，則不進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)，但要將該幀的信噪比和信號(hào)強(qiáng)度與前一幀進(jìn)行對(duì)比，若信噪比高但信號(hào)強(qiáng)度小于前一幀且大于標(biāo)準(zhǔn)閾值，則將該幀的來源地址、信噪比和信號(hào)強(qiáng)度進(jìn)行記錄。

進(jìn)一步地，如果抄表幀的的目標(biāo)地址不同時(shí)，則存儲(chǔ)在第二或三個(gè)存儲(chǔ)空間里。

一種基于電力線載波通信的組網(wǎng)裝置，該裝置包括：

發(fā)送模塊，用于發(fā)送以洪泛幀形式的抄表幀至目標(biāo)節(jié)點(diǎn)，

轉(zhuǎn)發(fā)模塊，用于如果非目標(biāo)地址且所述抄表幀并未進(jìn)行過轉(zhuǎn)發(fā)，同時(shí)轉(zhuǎn)發(fā)級(jí)數(shù)并未到達(dá)上限，則轉(zhuǎn)發(fā)抄表幀；

判斷模塊，如果非目標(biāo)地址且所述抄表幀進(jìn)行過轉(zhuǎn)發(fā)，則根據(jù)信噪比和信號(hào)強(qiáng)度判斷是否為父節(jié)點(diǎn)，如果是，則記錄父節(jié)點(diǎn)地址、信噪比和信號(hào)強(qiáng)度；

再次轉(zhuǎn)發(fā)模塊，用于如果信噪比和信號(hào)強(qiáng)度同時(shí)高于閾值x1時(shí)，進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)包括自己的地址、信號(hào)強(qiáng)度、信噪比和轉(zhuǎn)發(fā)級(jí)數(shù)的抄表幀；

選擇模塊，用于如果目標(biāo)節(jié)點(diǎn)為最終地址，根據(jù)層級(jí)對(duì)比，判斷更優(yōu)的路徑和層級(jí)，當(dāng)相同的信號(hào)強(qiáng)度和信噪比區(qū)間出現(xiàn)時(shí)，則選擇層級(jí)較低的。

進(jìn)一步地，所述轉(zhuǎn)發(fā)模塊還包括為加入相同的轉(zhuǎn)發(fā)信息，同時(shí)記錄信息來源的上一級(jí)地址以及收到信號(hào)時(shí)的信噪比和信號(hào)強(qiáng)度。

進(jìn)一步地，所述轉(zhuǎn)發(fā)模塊的抄表幀在轉(zhuǎn)發(fā)時(shí)記錄該幀的序列號(hào)。

進(jìn)一步地，還包括對(duì)比模塊，用于當(dāng)節(jié)點(diǎn)收到相同的抄表幀時(shí)，則不進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)，但要將該幀的信噪比和信號(hào)強(qiáng)度與前一幀進(jìn)行對(duì)比，若信噪比高但信號(hào)強(qiáng)度小于前一幀且大于標(biāo)準(zhǔn)閾值，則將該幀的來源地址、信噪比和信號(hào)強(qiáng)度進(jìn)行記錄。

進(jìn)一步地，如果抄表幀的的目標(biāo)地址不同時(shí)，則存儲(chǔ)在第二或三個(gè)存儲(chǔ)空間里。

按照本發(fā)明提供的基于電力線載波通信的組網(wǎng)方法及裝置與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下優(yōu)點(diǎn)：本發(fā)明專利提供的方法針對(duì)大規(guī)模電力線通信網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)，能夠?qū)崿F(xiàn)快速抄讀，隨時(shí)組建網(wǎng)絡(luò)，網(wǎng)絡(luò)調(diào)整效率高。在通信過程中即實(shí)現(xiàn)了組網(wǎng)的方式，無需單獨(dú)的組網(wǎng)動(dòng)作，且線路可實(shí)時(shí)維護(hù)，不用預(yù)留維護(hù)時(shí)間。通過使用了選擇對(duì)比并設(shè)定了時(shí)效的機(jī)制，保證網(wǎng)絡(luò)的長(zhǎng)期有效并適時(shí)進(jìn)行重置。

附圖說明

圖1是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施方案的工作流程圖,

圖2是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施方案的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

為清楚的說明本發(fā)明中的方案，下面給出優(yōu)選的實(shí)施例并結(jié)合附圖詳細(xì)說明。以下的說明本質(zhì)上僅僅是示例性的而并不是為了限制本公開的應(yīng)用或用途。應(yīng)當(dāng)理解的是，在全部的附圖中，對(duì)應(yīng)的附圖標(biāo)記表示相同或?qū)?yīng)的部件和特征。

如圖1所示?；陔娏€載波通信的組網(wǎng)方法，該方法包括：

s101，發(fā)送以洪泛幀形式的抄表幀至目標(biāo)節(jié)點(diǎn)，所述抄表幀在轉(zhuǎn)發(fā)時(shí)記錄該幀的序列號(hào)。所述網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)是指電力線載波網(wǎng)絡(luò)與外網(wǎng)的中轉(zhuǎn)節(jié)點(diǎn)，起到網(wǎng)關(guān)的作用，通過網(wǎng)關(guān)可以管理電力線載波網(wǎng)絡(luò)。

洪泛幀指的是所有節(jié)點(diǎn)聽到后進(jìn)行層級(jí)和序號(hào)判斷后，都可以進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)的廣播幀。

s102，如果非目標(biāo)地址且所述抄表幀并未進(jìn)行過轉(zhuǎn)發(fā)，同時(shí)轉(zhuǎn)發(fā)級(jí)數(shù)并未到達(dá)上限，則轉(zhuǎn)發(fā)抄表幀；包括為加入相同的轉(zhuǎn)發(fā)信息，同時(shí)記錄信息來源的上一級(jí)地址以及收到信號(hào)時(shí)的信噪比和信號(hào)強(qiáng)度。信噪比指的是可從寄存器中讀取的信號(hào)與噪聲的比值，是硬件設(shè)備所必有的信息，信號(hào)強(qiáng)度為該信號(hào)到達(dá)節(jié)點(diǎn)時(shí)信號(hào)的電壓幅值。

閾值為硬件設(shè)計(jì)中信號(hào)能夠穩(wěn)定可靠接收所對(duì)應(yīng)的信噪比和信號(hào)強(qiáng)度。轉(zhuǎn)發(fā)中所記錄的地址、信號(hào)強(qiáng)度和信噪比以及轉(zhuǎn)發(fā)級(jí)數(shù)用于節(jié)點(diǎn)的判斷。

s103，如果非目標(biāo)地址且所述抄表幀進(jìn)行過轉(zhuǎn)發(fā)，則根據(jù)信噪比和信號(hào)強(qiáng)度判斷是否為父節(jié)點(diǎn)，如果是，則執(zhí)行步驟s106；

s104，如果信噪比和信號(hào)強(qiáng)度同時(shí)高于閾值x1時(shí)，進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)包括自己的地址、信號(hào)強(qiáng)度、信噪比和轉(zhuǎn)發(fā)級(jí)數(shù)的抄表幀；轉(zhuǎn)發(fā)級(jí)數(shù)上限為7級(jí)。節(jié)點(diǎn)記錄地址、信噪比和信號(hào)強(qiáng)度用于對(duì)比后續(xù)抄表幀發(fā)送的節(jié)點(diǎn)是否可能成為更優(yōu)的節(jié)點(diǎn)。

s105，如果目標(biāo)節(jié)點(diǎn)為最終地址，根據(jù)層級(jí)對(duì)比，判斷更優(yōu)的路徑和層級(jí)，當(dāng)相同的信號(hào)強(qiáng)度和信噪比區(qū)間出現(xiàn)時(shí)，則選擇層級(jí)較低的。

s106，記錄父節(jié)點(diǎn)地址、信噪比和信號(hào)強(qiáng)度

還包括當(dāng)節(jié)點(diǎn)收到相同的抄表幀時(shí)，則不進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)，但要將該幀的信噪比和信號(hào)強(qiáng)度與前一幀進(jìn)行對(duì)比，若信噪比高但信號(hào)強(qiáng)度小于前一幀且大于標(biāo)準(zhǔn)閾值，則將該幀的來源地址、信噪比和信號(hào)強(qiáng)度進(jìn)行記錄，作為下一次來幀的優(yōu)選父節(jié)點(diǎn)。以免信道上有過多的數(shù)據(jù)占用信道，形成沖突。信號(hào)強(qiáng)度和信噪比的標(biāo)準(zhǔn)閾值為s2中作為轉(zhuǎn)發(fā)的閾值，若信號(hào)小于這個(gè)閾值則認(rèn)為是無價(jià)值的父節(jié)點(diǎn)穩(wěn)定性較差。信號(hào)強(qiáng)度小于前一幀的信息則是可靠的信道線路下，值越小的則表示路徑相對(duì)較遠(yuǎn)。若信噪比和信號(hào)強(qiáng)度都小于已經(jīng)記錄的值，則以信噪比高的為優(yōu)選。即遵循信噪比越高且信號(hào)強(qiáng)度越低的父節(jié)點(diǎn)為優(yōu)選，一方面保證信號(hào)的穩(wěn)定性，另一方面優(yōu)化級(jí)數(shù)避免級(jí)數(shù)過多導(dǎo)致的時(shí)間延遲。

如果抄表幀的的目標(biāo)地址不同時(shí)，則存儲(chǔ)在第二或三個(gè)存儲(chǔ)空間里。存儲(chǔ)空間最多留3個(gè)，即每個(gè)節(jié)點(diǎn)擁有最多3個(gè)優(yōu)選父節(jié)點(diǎn)，若超過3個(gè)則第四次抄表時(shí)從其中挑選最差的進(jìn)行替換。

唯一父節(jié)點(diǎn)為節(jié)點(diǎn)可轉(zhuǎn)發(fā)的上一級(jí)節(jié)點(diǎn)，當(dāng)上行幀時(shí)，則目標(biāo)節(jié)點(diǎn)變成發(fā)起節(jié)點(diǎn)，而網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)變?yōu)槟繕?biāo)節(jié)點(diǎn)，則父節(jié)點(diǎn)為自下向上的父節(jié)點(diǎn)信息。3次判斷建立在電力線通信的時(shí)變性分析的基礎(chǔ)之上。

下一次抄表幀來臨時(shí)，僅響應(yīng)唯一父節(jié)點(diǎn)的幀。

僅響應(yīng)唯一父節(jié)點(diǎn)的幀是為了減少不必要的信道占用，并提高目標(biāo)節(jié)點(diǎn)的相應(yīng)時(shí)間，同時(shí)減少目標(biāo)節(jié)點(diǎn)的判斷，提高工作效率。

在集中器不進(jìn)行抄表時(shí)，網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)自動(dòng)發(fā)送網(wǎng)絡(luò)維護(hù)幀，用戶網(wǎng)絡(luò)判斷。

網(wǎng)絡(luò)維護(hù)幀與抄表幀格式類似，但是不包含數(shù)據(jù)信息，僅包含此幀為維護(hù)幀的信息，用于網(wǎng)絡(luò)選擇和判別，幀結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單，占用信道資源小。在發(fā)送網(wǎng)絡(luò)維護(hù)幀的同時(shí)，若抄表幀來臨，則優(yōu)先強(qiáng)制快速發(fā)送靜默幀，節(jié)點(diǎn)根據(jù)父節(jié)點(diǎn)進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)或洪泛轉(zhuǎn)發(fā)。為了能夠更高效的進(jìn)行抄表和組網(wǎng)。

當(dāng)節(jié)點(diǎn)超過一定時(shí)間未收到唯一父節(jié)點(diǎn)的幀時(shí)，則清除唯一父節(jié)點(diǎn)信息，重新選取并存儲(chǔ)。

清除父節(jié)點(diǎn)信息是避免網(wǎng)絡(luò)變化、噪聲情況變化、表庫變化、表變化等因素導(dǎo)致的網(wǎng)絡(luò)變動(dòng)，避免無休止的等待導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)癱瘓。

點(diǎn)所記錄的父節(jié)點(diǎn)信息則為最優(yōu)路徑，且由于所有數(shù)據(jù)幀中都包含了各級(jí)的節(jié)點(diǎn)，則網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)也知道最優(yōu)路徑，網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)在必要時(shí)刻可以發(fā)送清除幀，清除指定節(jié)點(diǎn)的父節(jié)點(diǎn)或全部節(jié)點(diǎn)的父節(jié)點(diǎn)信息。

如圖2所示。一種基于電力線載波通信的組網(wǎng)裝置，該裝置包括：

發(fā)送模塊201，用于發(fā)送以洪泛幀形式的抄表幀至目標(biāo)節(jié)點(diǎn)，

轉(zhuǎn)發(fā)模塊202，用于如果非目標(biāo)地址且所述抄表幀并未進(jìn)行過轉(zhuǎn)發(fā)，同時(shí)轉(zhuǎn)發(fā)級(jí)數(shù)并未到達(dá)上限，則轉(zhuǎn)發(fā)抄表幀；

判斷模塊203，如果非目標(biāo)地址且所述抄表幀進(jìn)行過轉(zhuǎn)發(fā)，則根據(jù)信噪比和信號(hào)強(qiáng)度判斷是否為父節(jié)點(diǎn)，如果是，則記錄父節(jié)點(diǎn)地址、信噪比和信號(hào)強(qiáng)度；

再次轉(zhuǎn)發(fā)模塊204，用于如果信噪比和信號(hào)強(qiáng)度同時(shí)高于閾值x1時(shí)，進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)包括自己的地址、信號(hào)強(qiáng)度、信噪比和轉(zhuǎn)發(fā)級(jí)數(shù)的抄表幀；

選擇模塊205，用于如果目標(biāo)節(jié)點(diǎn)為最終地址，根據(jù)層級(jí)對(duì)比，判斷更優(yōu)的路徑和層級(jí)，當(dāng)相同的信號(hào)強(qiáng)度和信噪比區(qū)間出現(xiàn)時(shí)，則選擇層級(jí)較低的。

所述轉(zhuǎn)發(fā)模塊204還包括為加入相同的轉(zhuǎn)發(fā)信息，同時(shí)記錄信息來源的上一級(jí)地址以及收到信號(hào)時(shí)的信噪比和信號(hào)強(qiáng)度。

所述轉(zhuǎn)發(fā)模塊204的抄表幀在轉(zhuǎn)發(fā)時(shí)記錄該幀的序列號(hào)。

還包括對(duì)比模塊，用于當(dāng)節(jié)點(diǎn)收到相同的抄表幀時(shí)，則不進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)，但要將該幀的信噪比和信號(hào)強(qiáng)度與前一幀進(jìn)行對(duì)比，若信噪比高但信號(hào)強(qiáng)度小于前一幀且大于標(biāo)準(zhǔn)閾值，則將該幀的來源地址、信噪比和信號(hào)強(qiáng)度進(jìn)行記錄。

如果抄表幀的的目標(biāo)地址不同時(shí)，則存儲(chǔ)在第二或三個(gè)存儲(chǔ)空間里。

綜上所述，以上所述內(nèi)容僅為本發(fā)明的實(shí)施例，僅用于說明本發(fā)明的原理，并非用于限定本發(fā)明的保護(hù)范圍。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。