基于路徑認知的電力線載波系統(tǒng)及其組網方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及電力線載波技術領域，尤其涉及一種基于路徑認知的電力線載波系統(tǒng)及其組網方法。
【背景技術】
[0002]無線通信與電力線載波通信均可應用在配用電領域，電力線載波受電網網架結構影響較大，當電網供電路徑切換等變化時，可導致電力線載波通信中斷，而無線通信受氣候、周邊環(huán)境影響較嚴重。現(xiàn)階段通過在部分配用電站點建立無線與電力線載波兩種通信方式，實現(xiàn)無線通信與電力線載波通信融合，可使多條數據上傳路徑可選，提高配用電站點通信健壯性與穩(wěn)定性。但是現(xiàn)有中壓載波網絡主要采用I主多從的方式組網，數據上傳路徑僅由主載波設備轉發(fā)，難以實現(xiàn)無線通信與電力線載波通信融合。
[0003]專利號為CN201310674537.1的發(fā)明公開了一種基于載波授時的網絡化中壓窄帶電力線載波設備，包括主載波設備和從載波設備，所述主載波設備通過采用RJ45網絡接口與配電自動化系統(tǒng)相連，從載波設備通過采用RJ45網絡接口與配電自動化終端相連。因此其采用同樣是I主多從的方式組網，不能實現(xiàn)無線通信與電力線載波通信融合。

【發(fā)明內容】

[0004]本發(fā)明所要解決的技術問題在于，提供一種基于路徑認知的電力線載波系統(tǒng)及其組網方法，實現(xiàn)了無線通信與電力線載波通信融合，使數據上傳路徑多條可選，提高了配用電站點通信的健壯性與穩(wěn)定性。
[0005]為了解決上述技術問題，本發(fā)明提供了一種基于路徑認知的電力線載波系統(tǒng)，包括主載波設備、若干從載波設備和若干備份路徑載波設備，所述主載波設備通過有線傳輸網絡與配用電系統(tǒng)相連，所述備份路徑載波設備通過無線通信網絡與配用電系統(tǒng)相連；所述主載波設備、若干從載波設備和若干備份路徑載波設備都連接至電力線上；
[0006]所述主載波設備用于轉發(fā)數據上傳路徑，所述從載波設備用于根據通信鏈路狀態(tài)向備份路徑載波設備發(fā)送備份認證，所述備份路徑載波設備用于在所述主載波設備上聯(lián)通道無效或主載波設備故障時，根據接收的備份認證數量從若干備份路徑載波設備中推選一個備份路徑載波設備切換為主載波設備，進行路徑切換。
[0007]進一步的，所述主載波設備的處理器上加載有載波模擬電路控制單元、認證單元、載波網絡地址管理單元和主備狀態(tài)監(jiān)控單元，所述從載波設備的處理器上加載有認證單元和鏈路通信狀態(tài)監(jiān)控單元，所述備份路徑載波設備的處理器上加載有認證單元和備份主載波推薦單元；
[0008]所述載波模擬電路控制單元用于所述主載波設備控制所述模擬前端進行數據的模數轉換和調制解調；
[0009]所述主載波設備的認證單元用于所述主載波設備定期下發(fā)入網認證數據幀，以及接收從載波設備或備份路徑載波設備根據所述入網認證數據幀發(fā)送的入網請求，并返回認證響應，直到所需組網的載波設備均認證完畢后形成載波網絡；
[0010]所述從載波設備或所述備份路徑載波設備的認證單元用于根據所述入網認證數據幀，向所述主載波設備發(fā)送入網請求，并接收返回的認證響應；
[0011]所述載波網絡地址管理單元用于所述主載波設備收集所述載波網絡內各載波設備的MAC地址，并分配網絡地址與各載波設備的MAC地址綁定，之后將分配的網絡地址下發(fā)給網絡中的從載波設備或備份路徑載波設備，記錄所述載波網絡的載波設備的地址表并下發(fā)給所有的備份路徑載波設備；
[0012]所述鏈路通信狀態(tài)監(jiān)控單元用于所述從載波設備根據與備份路徑載波設備之間的通信鏈路上的載波信號強弱判斷通信鏈路狀態(tài)，并向通信鏈路狀態(tài)最好的備份路徑載波設備發(fā)出備份認證；
[0013]所述主備狀態(tài)監(jiān)控單元用于所述主載波設備通過自主感知到上聯(lián)通道無效或本身發(fā)生故障時啟動主備切換過程，并向備份路徑載波設備廣播發(fā)送主備狀態(tài)切換命令幀；
[0014]所述備份主載波推薦單元用于備份路徑載波設備根據接收到的所述主備狀態(tài)切換命令幀，選擇接收備份認證最多的備份路徑載波設備激活為當前主載波設備。
[0015]進一步的，所述主載波設備、若干從載波設備和若干備份路徑載波設備都是內部硬件結構相同的載波設備，都包括處理器、存儲器、電源模塊、以太網芯片、模擬前端和設備接口，所述處理器分別與所述存儲器、電源模塊、以太網芯片和模擬前端連接，所述設備接口包括電源接口、配置接口、數據接口、網絡接口，所述電源接口與所述電源模塊連接，所述網絡接口與所述以太網芯片連接，所述配置接口與所述處理器連接，所述數據接口與所述模擬前端連接。
[0016]進一步的，所述主載波設備具體通過光纖傳輸網絡與配用電系統(tǒng)連接。
[0017]進一步的，所述主載波設備通過網絡接口與光纖傳輸網絡連接，所述備份路徑載波設備通過網絡接口與無線通信網絡連接。
[0018]進一步的，所述網絡接口具體為RJ45網絡接口。
[0019]本發(fā)明還提供了一種基于路徑認知的電力線載波系統(tǒng)的組網方法，所述組網方法是基于上述的基于路徑認知的電力線載波系統(tǒng)的；則所述組網方法包括:
[0020]所述主載波設備定期下發(fā)入網認證數據幀，所述從載波設備或所述備份路徑載波設備根據所述入網認證數據幀，向所述主載波設備發(fā)送入網請求，所述主載波設備接收所述入網請求，并返回認證響應，直到所需組網的載波設備均認證完畢后形成載波網絡；
[0021]所述主載波設備收集所述載波網絡內各載波設備的MAC地址，并分配網絡地址與各載波設備的MAC地址綁定，之后將分配的網絡地址下發(fā)給載波網絡中的從載波設備或備份路徑載波設備，記錄所述載波網絡的載波設備的地址表并下發(fā)給所有的備份路徑載波設備;
[0022]所述從載波設備根據與備份路徑載波設備之間的通信鏈路上的載波信號強弱判斷通信鏈路狀態(tài)，并向通信鏈路狀態(tài)最好的備份路徑載波設備發(fā)出備份認證；
[0023]當所述主載波設備通過自主感知到上聯(lián)通道無效或本身發(fā)生故障時，啟動主備切換過程，并向備份路徑載波設備廣播發(fā)送主備狀態(tài)切換命令幀；
[0024]所述備份路徑載波設備根據接收到的所述主備狀態(tài)切換命令幀，選擇接收備份認證最多的備份路徑載波設備激活為當前主載波設備。
[0025]其中，所述從載波設備或所述備份路徑載波設備根據所述入網認證數據幀，向所述主載波設備發(fā)送入網請求，所述主載波設備接收所述入網請求，并返回認證響應，具體包括:
[0026]所述從載波設備或所述備份路徑載波設備根據所述入網認證數據幀，偵聽線路數據，等待通道空閑時間，向主載波設備發(fā)送認證請求報文；
[0027]所述主載波設備接收所述認證請求報文，等待通道空閑時間，下發(fā)認證請求確認信息報文；
[0028]所述從載波設備或所述備份路徑載波設備接收所述認證請求確認報文，并發(fā)送自身的認證信息報文；
[0029]所述主載波設備收到認證信息報文后，返回認證信息確認報文，完成認證過程。
[0030]其中，所述主載波設備收集所述載波網絡內各載波設備的MAC地址，并分配網絡地址與各載波設備的MAC地址綁定，之后將分配的網絡地址下發(fā)給載波網絡中的從