專利名稱：一種低壓載波智能組網(wǎng)設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種通信組網(wǎng)設(shè)備，尤其涉及一種實(shí)現(xiàn)低壓載波組網(wǎng)的設(shè)備。
背景技術(shù)：
載波通信技術(shù)從上個(gè)世紀(jì)30年代開始在國(guó)外起步，60年代傳到我國(guó)，我國(guó)于80年 代已經(jīng)可以自主生產(chǎn)高壓載波機(jī)。而在低壓載波通信方面，今年隨著電子技術(shù)與通信技術(shù) 發(fā)展，國(guó)內(nèi)外資金的注入，科研工作取得重大突破，這就為低壓電力載波通信技術(shù)的發(fā)展創(chuàng) 造了條件。但是目前低壓載波通信仍存在技術(shù)瓶頸，如衰減、干擾與動(dòng)態(tài)變化等是制約低壓 載波通信可靠性的關(guān)鍵因素。針對(duì)上述技術(shù)問題，近年來技術(shù)不斷推陳出新，涌現(xiàn)出了大量的新技術(shù)。擴(kuò)頻技 術(shù)、多載波調(diào)制、自適應(yīng)調(diào)頻技術(shù)以及正交頻分復(fù)用(OFDM)等技術(shù)的采用都是從物理通道 上提高了載波的抗干擾能力及可靠性。而組網(wǎng)技術(shù)的優(yōu)化也是載波抗衰減采取的重要措 施，目前國(guó)內(nèi)外比較推崇的組網(wǎng)技術(shù)主要有兩種1. Echelon的Lonworks技術(shù)。Lonworks技術(shù)自身具有“全網(wǎng)監(jiān)聽、沖突避讓”機(jī) 制，在無需了解低壓電網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的情況下可以通過隨機(jī)搜索的思路，逐步覆蓋全 網(wǎng)。這一技術(shù)中采用隨機(jī)中繼的技術(shù)將導(dǎo)致中繼效率不高，而且，對(duì)于無法形成鏈路的“孤 島”，它也無能為力。2. DLC1000。DLC1000組網(wǎng)協(xié)議中，由客戶端周期性維護(hù)優(yōu)化路由表，服務(wù)端對(duì)路由 只需做很少處理，因此可降低服務(wù)端成本。但客戶端與服務(wù)端通信時(shí)需帶上到該服務(wù)端的 鏈路表，這樣，每一個(gè)物理幀需要花3個(gè)字節(jié)來表示中繼地址，傳輸效率不高。而且路由表 相對(duì)靜態(tài)，不能隨電網(wǎng)的變化而實(shí)時(shí)更改，這就導(dǎo)致通信可靠性不高，同時(shí)也無法避免“孤 島”現(xiàn)象。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型提供了一種全新的實(shí)現(xiàn)智能組網(wǎng)的設(shè)備，利用“過零檢測(cè)”實(shí)現(xiàn)客戶端 和所有從節(jié)點(diǎn)的同步轉(zhuǎn)發(fā)，使用發(fā)現(xiàn)服務(wù)優(yōu)化了組網(wǎng)方式，解決了現(xiàn)有組網(wǎng)技術(shù)的中繼效 率不高、傳輸效率低的缺點(diǎn)。為解決上述問題，本使用新型的低壓載波智能組網(wǎng)的設(shè)備，包括客戶端以及組網(wǎng) 網(wǎng)絡(luò)中的從節(jié)點(diǎn)，客戶端設(shè)有管理模塊、發(fā)現(xiàn)服務(wù)模塊以及注冊(cè)服務(wù)模塊，發(fā)現(xiàn)服務(wù)模塊、 注冊(cè)服務(wù)模塊分別與管理模塊相連接，從節(jié)點(diǎn)設(shè)有發(fā)現(xiàn)處理模塊、注冊(cè)處理模塊以及本地 參數(shù)模塊，注冊(cè)處理模塊、發(fā)現(xiàn)處理模塊分別與本地參數(shù)模塊相連接，從節(jié)點(diǎn)中的發(fā)現(xiàn)處理 模塊與客戶端的發(fā)現(xiàn)服務(wù)模塊相級(jí)聯(lián)，注冊(cè)處理模塊與客戶端的注冊(cè)服務(wù)模塊相級(jí)聯(lián)?？蛻舳酥械墓芾砟K負(fù)責(zé)管理所有從節(jié)點(diǎn)的路由信息，并用以控制決策周期性發(fā) 現(xiàn)服務(wù)的進(jìn)行周期，以及發(fā)現(xiàn)服務(wù)模塊所發(fā)出的發(fā)現(xiàn)服務(wù)幀中的所攜帶的參數(shù)，所述參數(shù) 包括回復(fù)概率P以及回復(fù)時(shí)隙AT。管理模塊發(fā)出進(jìn)行發(fā)現(xiàn)服務(wù)的指令后，發(fā)現(xiàn)服務(wù)模塊向 電網(wǎng)上發(fā)送發(fā)現(xiàn)服務(wù)幀，該發(fā)現(xiàn)服務(wù)幀為一發(fā)現(xiàn)廣播幀，發(fā)現(xiàn)服務(wù)模塊發(fā)出發(fā)現(xiàn)廣播幀后
3等待新從節(jié)點(diǎn)的回復(fù)，若在電網(wǎng)中發(fā)現(xiàn)了新的從節(jié)點(diǎn)，則由注冊(cè)服務(wù)模塊對(duì)新發(fā)現(xiàn)的從節(jié) 點(diǎn)分配MAC地址。發(fā)現(xiàn)處理模塊在接收到客戶端的發(fā)現(xiàn)廣播幀后，對(duì)于其自身是否為未配置系統(tǒng)進(jìn) 行判斷，若判斷得到該節(jié)點(diǎn)為未配置系統(tǒng)，即該節(jié)點(diǎn)MAC地址為NEW，則發(fā)現(xiàn)處理模塊產(chǎn)生 一個(gè)0到100間的隨機(jī)數(shù)，然后將該隨機(jī)數(shù)與P進(jìn)行比較，在該隨機(jī)數(shù)小于P的情況下再在 0到AT中隨機(jī)選擇一個(gè)時(shí)隙進(jìn)行回復(fù)，而注冊(cè)處理模塊收到客戶端發(fā)送的注冊(cè)幀比對(duì)是否 對(duì)該從節(jié)點(diǎn)的地址分配，如果是則將本地的MAC地址修改并保存，本地參數(shù)模塊則負(fù)責(zé)維 護(hù)保存本地如MAC地址等參數(shù)。作為優(yōu)化，客戶端的管理模塊與其后的注冊(cè)服務(wù)模塊是雙向互連的，客戶端的發(fā) 現(xiàn)服務(wù)模塊與從節(jié)點(diǎn)發(fā)現(xiàn)處理模塊間是雙向互連的?？蛻舳说墓芾砟K負(fù)責(zé)管理所有從節(jié) 點(diǎn)的路由信息，因此與注冊(cè)服務(wù)模塊互連，有助于其對(duì)于從節(jié)點(diǎn)的路由信息的維護(hù)，也便于 注冊(cè)處理模塊利用管理模塊中儲(chǔ)存的路由信息對(duì)從節(jié)點(diǎn)中的參數(shù)，比如MAC地址等進(jìn)行管理。作為優(yōu)化，從節(jié)點(diǎn)中的本地參數(shù)模塊存儲(chǔ)本地參數(shù)。設(shè)有的本地參數(shù)模塊儲(chǔ)存本 地節(jié)點(diǎn)參數(shù)信息，有助于客戶端的管理模塊對(duì)于下屬的從節(jié)點(diǎn)進(jìn)行周期性維護(hù)，避免對(duì)已 更新節(jié)點(diǎn)進(jìn)行不必要的再次連接，提高組網(wǎng)效率。本實(shí)用新型與現(xiàn)有的組網(wǎng)技術(shù)相比較，其優(yōu)點(diǎn)在于采用發(fā)現(xiàn)服務(wù)只需數(shù)分鐘便 可獲取數(shù)百個(gè)從節(jié)點(diǎn)的路由信息表，并且路由表由客戶端進(jìn)行維護(hù)，從節(jié)點(diǎn)無需保存路由 信息，簡(jiǎn)化了從節(jié)點(diǎn)設(shè)備的軟硬件處理。除此之外，路由信息參數(shù)只需占用數(shù)據(jù)幀中的一個(gè) 字節(jié)，則也在一定程度上提高了數(shù)據(jù)傳輸效率。

圖1為本實(shí)用新型中實(shí)現(xiàn)智能組網(wǎng)的設(shè)備的結(jié)構(gòu)關(guān)系圖；圖2為本實(shí)用新型中物理幀與時(shí)隙的關(guān)系示意圖；圖3為本實(shí)用新型中通過發(fā)現(xiàn)服務(wù)完成組網(wǎng)的流程圖；圖4為本實(shí)用新型中的實(shí)現(xiàn)智能自動(dòng)組網(wǎng)過程示意圖。
具體實(shí)施方式
下面通過實(shí)施例，并結(jié)合附圖，對(duì)實(shí)用新型中的技術(shù)方案做進(jìn)一步具體的說明。實(shí)施例在實(shí)施例中，如圖1所示，客戶端設(shè)有管理模塊1、發(fā)現(xiàn)服務(wù)模塊2以及注冊(cè)服務(wù)模 塊3，所述的發(fā)現(xiàn)服務(wù)模塊2、注冊(cè)服務(wù)模塊3分別與所述的管理模塊1相連接，所述的從節(jié) 點(diǎn)設(shè)有發(fā)現(xiàn)處理模塊4、注冊(cè)處理模塊5以及本地參數(shù)模塊6，所述的注冊(cè)處理模塊5、發(fā)現(xiàn) 處理模塊4分別與所述的本地參數(shù)模塊6相連接，所述的從節(jié)點(diǎn)中的發(fā)現(xiàn)處理模塊4與所 述的客戶端的發(fā)現(xiàn)服務(wù)模塊2間實(shí)現(xiàn)雙向通信，注冊(cè)處理模塊5與客戶端的注冊(cè)服務(wù)模塊 3間實(shí)現(xiàn)雙向通信。客戶端在50Hz信號(hào)的過零點(diǎn)發(fā)送物理幀，而從節(jié)點(diǎn)在過零點(diǎn)檢測(cè)，如果從節(jié)點(diǎn)接 收到正確的物理幀，就表明從節(jié)點(diǎn)已經(jīng)與客戶端實(shí)現(xiàn)了時(shí)隙同步，即同步于物理幀的幀頭。 如圖2所示，物理幀固定為42個(gè)字節(jié)，其中4個(gè)字節(jié)物理幀標(biāo)識(shí)，38個(gè)字節(jié)物理數(shù)據(jù)單元。每個(gè)時(shí)隙包括1個(gè)物理幀和3個(gè)字節(jié)的停頓。 本專利提出了通過發(fā)現(xiàn)服務(wù)來完成自動(dòng)組網(wǎng)。如圖2所示，組網(wǎng)開始后，客戶端由 管理模塊1發(fā)出指令給發(fā)現(xiàn)服務(wù)模塊2開始進(jìn)行發(fā)現(xiàn)服務(wù)。發(fā)現(xiàn)服務(wù)所發(fā)的幀是廣播幀， 在發(fā)現(xiàn)服務(wù)幀中設(shè)置有兩個(gè)參數(shù)回復(fù)概率P和允許回復(fù)時(shí)隙數(shù)AT。其中，P為從節(jié)點(diǎn)回復(fù) 的概率，P<=100，而AT表示從節(jié)點(diǎn)需在AT個(gè)時(shí)隙內(nèi)進(jìn)行回復(fù)。P與AT均為確定值，是在客 戶端發(fā)出廣播幀時(shí)預(yù)設(shè)好的。如圖3所示，從節(jié)點(diǎn)的發(fā)現(xiàn)處理模塊4在接收到客戶端發(fā)出 的發(fā)現(xiàn)廣播幀后，從本地參數(shù)模塊6中獲取本地參數(shù)信息，對(duì)自身是否為未配置系統(tǒng)即MAC 地址是否為NEW進(jìn)行判斷，如果判斷得到該節(jié)點(diǎn)MAC地址為NEW，該節(jié)點(diǎn)產(chǎn)生一個(gè)0到100 間的隨機(jī)數(shù)，然后將該隨機(jī)數(shù)與P進(jìn)行比較，在該隨機(jī)數(shù)小于P的情況下再在0到AT中隨 機(jī)選擇一個(gè)時(shí)隙進(jìn)行回復(fù)。這一回復(fù)概率允許回復(fù)時(shí)隙數(shù)的設(shè)置能夠很好地避免或者減少 多個(gè)從節(jié)點(diǎn)在同一個(gè)時(shí)隙回復(fù)造成客戶端無法獲取正確數(shù)據(jù)的情況。管理模塊中儲(chǔ)存有已完成組網(wǎng)的從節(jié)點(diǎn)的路由信息，如圖2所示，在客戶端宣布 進(jìn)入組網(wǎng)過程后，管理模塊發(fā)出指令給客戶端的注冊(cè)服務(wù)模塊3，控制其發(fā)出一帶有路由 信息的注冊(cè)幀，位于從節(jié)點(diǎn)的注冊(cè)處理模塊5在接收到客戶端發(fā)出的注冊(cè)幀后，將注冊(cè)幀 的信息與本地參數(shù)模塊中存有的參數(shù)信息相比對(duì)，從而判斷該節(jié)點(diǎn)是否為一未配置系統(tǒng)即 MAC地址是否為NEW。若該節(jié)點(diǎn)的參數(shù)信息在注冊(cè)幀中可以得到，可知該節(jié)點(diǎn)為一已配置系 統(tǒng)，無需再進(jìn)行配置；若該節(jié)點(diǎn)的本地參數(shù)模塊中存有的本地參數(shù)信息與注冊(cè)幀比對(duì)后，發(fā) 現(xiàn)這一信息在注冊(cè)幀中可以得到，則判定該節(jié)點(diǎn)MAC地址為NEW，說明發(fā)現(xiàn)了新的節(jié)點(diǎn)，從 而通知發(fā)現(xiàn)處理模塊4對(duì)其進(jìn)行配置，將這一節(jié)點(diǎn)加入到組網(wǎng)之中。如圖4所示，圖中為一 3級(jí)中繼形成拓?fù)渚W(wǎng)絡(luò)的過程。組網(wǎng)之前，所有的節(jié)點(diǎn)均為 未配置系統(tǒng)，MAC地址均為NEW。自動(dòng)組網(wǎng)開始后，客戶端開始發(fā)現(xiàn)1級(jí)站點(diǎn)并根據(jù)發(fā)現(xiàn)的 順序給各級(jí)站點(diǎn)分配MAC地址，圖中1級(jí)站點(diǎn)有5個(gè)，所有分配1-5的MAC地址。緊接著客 戶端發(fā)現(xiàn)2級(jí)站點(diǎn)并給他們分配MAC地址，然后再發(fā)現(xiàn)3級(jí)站點(diǎn)并給他們分配MAC地址。這 樣，網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)得以形成。在此過程中，所有站點(diǎn)充當(dāng)中繼，最大程度保證了不會(huì)出現(xiàn)“孤 島”站點(diǎn)。對(duì)于新安裝的從節(jié)點(diǎn)，客戶端可采用周期性的發(fā)現(xiàn)服務(wù)找到它以保證新從節(jié)點(diǎn)能 及時(shí)地加入到網(wǎng)絡(luò)中。
權(quán)利要求一種低壓載波智能組網(wǎng)設(shè)備，包括客戶端以及組網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)中的從節(jié)點(diǎn)，其特征在于，所述的客戶端設(shè)有管理模塊、發(fā)現(xiàn)服務(wù)模塊以及注冊(cè)服務(wù)模塊，所述的發(fā)現(xiàn)服務(wù)模塊、注冊(cè)服務(wù)模塊分別與所述的管理模塊相連接，所述的從節(jié)點(diǎn)設(shè)有發(fā)現(xiàn)處理模塊、注冊(cè)處理模塊以及本地參數(shù)模塊，所述的注冊(cè)處理模塊、發(fā)現(xiàn)處理模塊分別與所述的本地參數(shù)模塊相連接，所述的從節(jié)點(diǎn)中的發(fā)現(xiàn)處理模塊與所述的客戶端的發(fā)現(xiàn)服務(wù)模塊相級(jí)聯(lián)，注冊(cè)處理模塊與客戶端的注冊(cè)服務(wù)模塊相級(jí)聯(lián)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種低壓載波智能組網(wǎng)設(shè)備，其特征在于，所述的客戶端的 管理模塊與所述的注冊(cè)服務(wù)模塊雙向通信，所述的客戶端的發(fā)現(xiàn)服務(wù)模塊與所述的從節(jié)點(diǎn) 發(fā)現(xiàn)處理模塊間雙向通信。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種低壓載波智能組網(wǎng)設(shè)備，其特征在于，所述的從節(jié)點(diǎn)中 的本地參數(shù)模塊存儲(chǔ)本地參數(shù)。
專利摘要本實(shí)用新型公開了低壓載波通信中一種實(shí)現(xiàn)組網(wǎng)設(shè)備。本實(shí)用新型克服了現(xiàn)有組網(wǎng)技術(shù)中的缺點(diǎn)，有效地解決了現(xiàn)有組網(wǎng)技術(shù)中傳輸效率不高、中繼效率低等缺點(diǎn)，同時(shí)很好地避免了“孤島”現(xiàn)象的產(chǎn)生。本實(shí)用新型在客戶端設(shè)有管理模塊、發(fā)現(xiàn)服務(wù)模塊以及注冊(cè)服務(wù)模塊，從節(jié)點(diǎn)設(shè)有發(fā)現(xiàn)處理模塊、注冊(cè)處理模塊以及本地參數(shù)模塊，從節(jié)點(diǎn)中的發(fā)現(xiàn)處理模塊與客戶端的發(fā)現(xiàn)服務(wù)模塊相連，注冊(cè)處理模塊與客戶端的注冊(cè)服務(wù)模塊相連接，注冊(cè)模塊對(duì)從節(jié)點(diǎn)的本地參數(shù)進(jìn)行判斷識(shí)別是否為未配置系統(tǒng)，發(fā)現(xiàn)模塊根據(jù)判斷情況對(duì)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行處理，并且所有節(jié)點(diǎn)均作為中繼，實(shí)現(xiàn)全網(wǎng)齊呼，優(yōu)化了組網(wǎng)方式，保證了信號(hào)傳輸?shù)目煽啃浴?br> 文檔編號(hào)H04B3/54GK201639600SQ201020168428
公開日2010年11月17日 申請(qǐng)日期2010年4月23日 優(yōu)先權(quán)日2010年4月23日
發(fā)明者劉鵬, 周良璋, 姚青, 葛宗光 申請(qǐng)人:杭州海興電力科技有限公司;杭州海興電器有限公司