專利名稱：戶內(nèi)通信網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)及架構(gòu)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及通信領(lǐng)域，特別涉及一種戶內(nèi)通信網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)及架構(gòu)方法。
背景技術(shù)：
隨著科技的發(fā)展、人民生活水平的提高，人們對(duì)家居環(huán)境提出了越來(lái)越嚴(yán)格的要求，舒適、自然、安全、健康、高效、方便已逐漸成為現(xiàn)代家居設(shè)計(jì)中的發(fā)展趨勢(shì)?，F(xiàn)在，家居環(huán)境的設(shè)計(jì)重心逐漸轉(zhuǎn)向以人為本，以人的生活方式為中心，智能家居(Smart Home)系統(tǒng)就是為了適應(yīng)這種人性化、智能化的需求而提出的；同時(shí)，智能家居也是IT技術(shù)(特別是計(jì)算機(jī)技術(shù))、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、控制技術(shù)向傳統(tǒng)家電產(chǎn)業(yè)滲透發(fā)展的必然結(jié)果。與傳統(tǒng)家居簡(jiǎn)單、分散的運(yùn)作方式不同。智能家居在家庭自動(dòng)化和信息化方面有了質(zhì)的飛躍。其中家庭自動(dòng)化的主體是對(duì)家庭內(nèi)部家電、照明等電氣設(shè)備的控制，通過(guò)集中或者分布式網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)實(shí)現(xiàn)家庭內(nèi)部照明和家電設(shè)備互聯(lián)，并且住戶可以通過(guò)手機(jī)、網(wǎng)絡(luò)等平臺(tái)實(shí)現(xiàn)對(duì)家庭內(nèi)部設(shè)備的遠(yuǎn)程控制。另一方面，家庭信息化要實(shí)現(xiàn)在家庭內(nèi)部方便快捷的獲取多種媒介提供的信息服務(wù)，包括網(wǎng)絡(luò)、電視和通信業(yè)務(wù)等，能夠?qū)崿F(xiàn)居住者與家電設(shè)備的信息交互，感知電器設(shè)備狀態(tài)，了解家庭能源消耗情況，并能夠?qū)崟r(shí)的從電力、電信、銀行等業(yè)務(wù)中心獲得服務(wù)。適用于智能家居應(yīng)用條件的通信方式的研究和智能家居通信架構(gòu)的搭建是智能小區(qū)建設(shè)的重要技術(shù)支撐，也是智能電網(wǎng)成功運(yùn)行的基礎(chǔ)需求。智能家居是一個(gè)新興的領(lǐng)域，對(duì)它的研究現(xiàn)在還處在初級(jí)階段，但是全球?qū)χ悄芗揖赢a(chǎn)品的需求是巨大的。家庭內(nèi)部組網(wǎng)技術(shù)是智能家居中的關(guān)鍵技術(shù)。家庭內(nèi)部組網(wǎng)技術(shù)主要解決各種信息家電之間的信息傳輸，它能把家庭外部連接傳入的信息傳輸?shù)较鄳?yīng)的家電上去，同時(shí)可以把家庭內(nèi)部信息傳輸?shù)酵獠窟B接上。由于目前的通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在家庭應(yīng)用環(huán)境中都存在短板，不同傳輸技術(shù)將在家庭網(wǎng)絡(luò)內(nèi)互相協(xié)作，共同發(fā)展。未來(lái)的家庭中將采用兩種或多種傳輸技術(shù)的組合，這樣才能夠真正的達(dá)到對(duì)家居控制的方便、靈活和可靠的要求。近年來(lái)，國(guó)際上許多大公司提出了相應(yīng)的解決方案，但迄今為止，分析以上所有流行的家居通信系統(tǒng)可以發(fā)現(xiàn)，這一領(lǐng)域的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)尚未成熟，因此，有必要對(duì)家居網(wǎng)絡(luò)做深入的研究，為智能家居技術(shù)的發(fā)展提供技術(shù)保障。美國(guó)XlO智能家居通信組網(wǎng)系統(tǒng)是以遵循XlO協(xié)議(電力線載波協(xié)議)的設(shè)備組成的系統(tǒng)，用Xio的兼容產(chǎn)品可以通過(guò)電力線互相通信，不需要重新鋪設(shè)控制線路，電力線在提供電流的同時(shí)又可以像網(wǎng)線一樣傳送控制指令，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)智能家居內(nèi)部功能單元進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)化的控制。Xio系統(tǒng)主要由兩部分組成發(fā)射部分和接收部分(就通信指令而言)，通信指令以廣播的形式在電力線上的傳送，在理想狀態(tài)下可以達(dá)到21公里，但是由于電力線上帶有很多負(fù)載設(shè)備，所以控制指令會(huì)有所衰減，一般在家庭環(huán)境下傳送距離可達(dá)到500米。該技術(shù)的缺點(diǎn)是首先，XlO系統(tǒng)的穩(wěn)定性還需要進(jìn)一步提高。由于電力線系統(tǒng)中存在各種干擾信號(hào)，以及家居環(huán)境中的各種電器的啟停、拔插等操作都會(huì)產(chǎn)生各種噪聲信號(hào)，進(jìn)而影響到XlO系統(tǒng)本身的穩(wěn)定性；其次，XlO系統(tǒng)中的設(shè)備大多數(shù)是單向通信的，即要么只是發(fā)送控制信號(hào)，要么只是接收信號(hào)；再次，Xio系統(tǒng)的傳輸距離近，速率低，并且一般只有256個(gè)地址可以分配。該技術(shù)存在的缺點(diǎn)是首先，XlO系統(tǒng)的穩(wěn)定性還需要進(jìn)一步提高。由于電力線系統(tǒng)中存在各種干擾信號(hào)，以及家居環(huán)境中的各種電器的啟停、拔插等操作都會(huì)產(chǎn)生各種噪聲信號(hào)，進(jìn)而影響到XlO系統(tǒng)本身的穩(wěn)定性；其次，XlO系統(tǒng)中的設(shè)備大多數(shù)是單向通信的，即要么只是發(fā)送控制信號(hào)，要么只是接收信號(hào)；再次，XlO系統(tǒng)的傳輸距離近，速率低，并且一般只有256個(gè)地址可以分配。Lonworks智能家居網(wǎng)絡(luò)是由美國(guó)Echelon公司推出并與摩托羅拉、東芝公司共同倡導(dǎo)，于1990年正式公布而形成的。Lonworks網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)主要應(yīng)用于智能家居和樓宇自動(dòng)化方面，它包括建筑物監(jiān)控系統(tǒng)的所有領(lǐng)域，即入口控制、電梯和能源管理、消防、救生、供暖通風(fēng)、測(cè)量、保安等。在建筑業(yè)中，Lonworks網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)中的介質(zhì)訪問控制層，即IS0/0SI七層協(xié)議中的第1、2層，已經(jīng)被接納為建筑自動(dòng)化控制網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)也被美國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會(huì)(ANSI)制定的有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)所采納。Lonworks網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)采用了面向?qū)ο蟮脑O(shè)計(jì)方法，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)變量把網(wǎng)絡(luò)通信設(shè)計(jì)簡(jiǎn)化為參數(shù)設(shè)置，其通信速率從300bps至1. 2Mbps不等，直接通信距離可達(dá)2700m(781ibpS，雙絞線)，而且可以支持多種通信介質(zhì)。Lonworks網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)所采用的LonTalk協(xié)議被封裝在稱之為Neuron的神經(jīng)元芯片中。集成芯片中有3個(gè)CPU，一個(gè)用于完成開放互連模型中第1和第2層的功能，稱為媒體訪問控制處理器，實(shí)現(xiàn)介質(zhì)訪問的控制與處理；第二個(gè)用于完成第3飛層的功能，稱為網(wǎng)絡(luò)處理器，進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)變量的尋址、處理、背景診斷、路徑選擇、軟件計(jì)時(shí)、網(wǎng)絡(luò)管理，并負(fù)責(zé)網(wǎng)絡(luò)通信控制，收發(fā)數(shù)據(jù)包等。第三個(gè)是應(yīng)用處理器，執(zhí)行操作系統(tǒng)服務(wù)與用戶代碼。芯片中還具有存儲(chǔ)信息緩沖區(qū)，以實(shí)現(xiàn)CPU之間的信息傳遞，并作為網(wǎng)絡(luò)緩沖區(qū)和應(yīng)用緩沖區(qū)。該技術(shù)的缺點(diǎn)是首先，Lonworks網(wǎng)速度較慢，最快僅為1. 2Mb/s ；其次，Lonworks的實(shí)時(shí)性、處理大量數(shù)據(jù)的能力有些欠缺；再次，由于Lomrorks依賴于Echelon公司的Neuron芯片，所以它的完全開放性也受到一些質(zhì)疑。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的之一是提供一種支持載波和微功率無(wú)線通信模式的戶內(nèi)通信網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)及架構(gòu)方法。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供一種戶內(nèi)通信網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)包括智能交互管理終端、采集模塊；所述采集模塊，采集用水信息、用氣信息或電器用電信息，將用水信息、用氣信息以微功率無(wú)線的方式發(fā)送給所述智能交互管理終端，將電器用電信息以載波或微功率無(wú)線的方式發(fā)送給所述智能交互管理終端；所述智能交互管理終端以微功率無(wú)線的方式接收所述用水信息、用氣信息，以載波或微功率無(wú)線的方式接收所述電器用電信息，并將上傳到用以對(duì)所述用水信息、用氣信息或電器用電信息進(jìn)行處理的外部處理中心。根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，提供一種戶內(nèi)通信網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)方法包括采集用水信息、用氣信息或電器用電信息；
通過(guò)載波的方式將所述用水信息、用氣信息上傳至對(duì)所述用水信息、用氣信息進(jìn)行處理的外部處理中心；
通過(guò)載波或微功率無(wú)線的方式將所述用電信息上傳至對(duì)所述用電信息進(jìn)行處理的外部處理中心。根據(jù)本發(fā)明提供的戶內(nèi)通信網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)及架構(gòu)方法同時(shí)支持載波和微功率無(wú)線通信模式，通過(guò)載波或微功率無(wú)線與智能插座、智能電表進(jìn)行數(shù)據(jù)通訊，通過(guò)微功率無(wú)線與
4智能水表、智能氣表進(jìn)行通訊，從而避免了單一通信模式的功能缺陷，有效地拓寬了信息通道，提高了通信速率，消除了信號(hào)盲區(qū)。真正做到了低功耗，高性能，全覆蓋。


圖1是本發(fā)明實(shí)施例提供的戶內(nèi)通信網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的結(jié)構(gòu)框圖；圖2是本發(fā)明實(shí)施例提供的戶內(nèi)通信網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)一具體示例；
圖3是本發(fā)明實(shí)施例提供的戶內(nèi)通信網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)方法的示意圖。本發(fā)明目的、功能及優(yōu)點(diǎn)將結(jié)合實(shí)施例，參照附圖做進(jìn)一步說(shuō)明。
具體實(shí)施例方式如圖1所示，本發(fā)明實(shí)施例提供的戶內(nèi)通信網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)包括智能交互管理終端、采集模塊。其中，采集模塊采集用水信息、用氣信息或電器用電信息，將用水信息、用氣信息以微功率無(wú)線的方式發(fā)送給所述智能交互管理終端，將電器用電信息以載波或微功率無(wú)線的方式發(fā)送給所述智能交互管理終端。智能交互管理終端以微功率無(wú)線的方式接收所述用水信息、用氣信息，以載波或微功率無(wú)線的方式接收所述電器用電信息，并將上傳到用以對(duì)所述用水信息、用氣信息或電器用電信息進(jìn)行處理的外部處理中心。采集模塊包括智能插座、智能水表、智能氣表、智能電表或智能家電。外部處理中心包括用于對(duì)家庭用水信息、用氣信息或電器用電信息進(jìn)行采集和處理的家庭能效管理中心、外部電力業(yè)務(wù)管理中心、外部燃?xì)夤芾碇行摹㈦娦呕蜚y行業(yè)務(wù)管理中心。智能插座用于記錄和顯示連接在該智能插座的電器設(shè)備的用電信息，及接收遠(yuǎn)程的控制命令。用電信息包括電壓、電流、功率、電能量。智能水表是一種利用現(xiàn)代微電子技術(shù)、現(xiàn)代傳感技術(shù)、智能IC卡技術(shù)對(duì)用水量進(jìn)行計(jì)量并進(jìn)行用水?dāng)?shù)據(jù)傳遞及結(jié)算交易的新型水表。與傳統(tǒng)水表一般只具有流量采集和機(jī)械指針顯示用水量的功能相比，是很大的進(jìn)步。智能水表除了可對(duì)用水量進(jìn)行記錄和電子顯示外，還可以按照約定對(duì)用水量進(jìn)行控制，并且自動(dòng)完成階梯水價(jià)的水費(fèi)計(jì)算，同時(shí)可以進(jìn)行用水?dāng)?shù)據(jù)存儲(chǔ)的功能。由于其數(shù)據(jù)傳遞和交易結(jié)算通過(guò)IC卡進(jìn)行，因而可以實(shí)現(xiàn)由工作人員上門操表收費(fèi)到用戶自己去營(yíng)業(yè)所交費(fèi)的轉(zhuǎn)變。IC卡交易系統(tǒng)還具有交易方便，計(jì)算準(zhǔn)確，可利用銀行進(jìn)行結(jié)算的特點(diǎn)。智能氣表具有自動(dòng)收費(fèi)功能，一戶一表一卡，用戶將費(fèi)用交給管理部門，管理部門將購(gòu)氣量寫入IC卡中，用戶將IC卡中信息輸入智能燃?xì)獗碇?，智能燃?xì)獗肀阕詣?dòng)開閥供氣。在用戶用氣的過(guò)程中，智能燃?xì)獗碇形㈦娔X自動(dòng)核減剩余氣量，所購(gòu)氣量用盡，智能燃?xì)獗碜詣?dòng)關(guān)閥斷氣，用戶需重新購(gòu)氣方能再次開閥供氣。IC卡還能記錄智能燃?xì)獗淼倪\(yùn)行情況，在管理機(jī)或管理軟件下將表的總用氣量、總購(gòu)氣量、開關(guān)閥狀態(tài)等信息進(jìn)行管理。智能燃?xì)獗砜梢蕴岣吖芾硇?，有效防止欠費(fèi)，避免上門抄表，實(shí)現(xiàn)節(jié)約用氣。適合用于天燃?xì)?、煤氣等流量的?jì)量。帶漏氣報(bào)警功能的智能燃?xì)獗砜梢员O(jiān)測(cè)室內(nèi)可燃?xì)怏w的泄漏，當(dāng)室內(nèi)可燃?xì)怏w泄漏時(shí)，該燃?xì)獗淼目扇細(xì)怏w探測(cè)器會(huì)發(fā)出聲光提示，智能燃?xì)獗淼囊壕習(xí)@示報(bào)警信息，并自動(dòng)關(guān)閉閥門。智能電表由用戶交費(fèi)對(duì)智能IC卡充值并輸入電表中，電表才能供電，表中電量用完后自動(dòng)拉閘斷電，從而有效地解決上門抄表和收電費(fèi)難的問題。同時(shí)，用戶的購(gòu)電信息實(shí)行微機(jī)管理，方便進(jìn)行查詢、統(tǒng)計(jì)、收費(fèi)及打印票據(jù)等。微功率無(wú)線方式采用WillFar的智能無(wú)線通信自組網(wǎng)技術(shù)。WillFar的智能無(wú)線通信自組網(wǎng)技術(shù)采用節(jié)點(diǎn)雙向自動(dòng)組網(wǎng)技術(shù)，網(wǎng)絡(luò)故障全自動(dòng)修復(fù)技術(shù)。載波方式是低壓電力線載波方式，其利用輸電線路作為信號(hào)的傳輸媒介。載波方式采用過(guò)零同步傳輸技術(shù)、動(dòng)態(tài)自適應(yīng)組網(wǎng)技術(shù)、異常事件主動(dòng)上報(bào)技術(shù)、多通信速率自適應(yīng)技術(shù)和信道數(shù)據(jù)沖突避免技術(shù)。如圖2所示，戶內(nèi)通信網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)包括智能交互管理終端、智能插座、智能家電、智能電表、智能水表和智能氣表。其中，智能交互管理終端是整個(gè)智能家居網(wǎng)絡(luò)的核心控制設(shè)備，同時(shí)具備載波和微功率無(wú)線通道。智能交互管理終端通過(guò)載波或微功率無(wú)線與智能插座、智能水表、智能氣表、智能電表和智能家電進(jìn)行數(shù)據(jù)通訊。智能交互管理終端具備網(wǎng)絡(luò)接口，能夠與用戶電腦相連，接收并響應(yīng)智能家居能效管理軟件的采集命令，將智能電表、智能水表、智能氣表、智能插座采集的數(shù)據(jù)上傳到智能家居能效管理軟件。智能家居能效管理軟件能對(duì)采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行查詢、統(tǒng)計(jì)、報(bào)表生成，還可以向智能交互管理終端發(fā)送控制命令以對(duì)智能電表、智能水表、智能氣表、智能插座進(jìn)行控制。智能交互管理終端對(duì)外具備網(wǎng)絡(luò)接口，通過(guò)該網(wǎng)絡(luò)接口與外部互聯(lián)網(wǎng)相連，能夠?qū)⒅悄茈姳?、智能水表、智能氣表、智能插座采集的?shù)據(jù)上傳到外部處理中心，例如，家庭能效管理中心、外部電力業(yè)務(wù)管理中心、外部燃?xì)夤芾碇行?、電信或銀行業(yè)務(wù)管理中心等，以方便交費(fèi)。智能插座主要負(fù)責(zé)記錄相關(guān)電器設(shè)備的用電信息，包括電壓、電流、功率、電能量等，對(duì)所負(fù)載電器的當(dāng)前電壓、電流、功率和電能量信息進(jìn)行顯示，并具備載波或者微功率無(wú)線通訊能力，實(shí)現(xiàn)與室內(nèi)智能交互管理終端的通訊，向智能交互管理終端上傳電壓、電流、功率和電能量等信息，接收家庭能效管理中心下發(fā)的遠(yuǎn)程控制命令。如圖3所示，本發(fā)明提供一種戶內(nèi)通信網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)方法包括
步驟Si、通過(guò)采集模塊采集用水信息、用氣信息或電器用電信息，將用水信息、用氣信息以微功率無(wú)線的方式發(fā)送給所述智能交互管理終端，將電器用電信息以載波或微功率無(wú)線的方式發(fā)送給所述智能交互管理終端；
步驟S2、智能交互管理終端以微功率無(wú)線的方式接收所述用水信息、用氣信息，以載波或微功率無(wú)線的方式接收所述電器用電信息，并將上傳到用以對(duì)所述用水信息、用氣信息或電器用電信息進(jìn)行處理的外部處理中心。網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)中的微功率無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)利用了 WillFar “智能無(wú)線通信自組網(wǎng)技術(shù)”，此技術(shù)可以配合智能電網(wǎng)對(duì)智能電表和智能插座實(shí)時(shí)監(jiān)控的需要。WillFar無(wú)線網(wǎng)絡(luò)采用了節(jié)點(diǎn)雙向自動(dòng)組網(wǎng)，網(wǎng)絡(luò)故障全自動(dòng)修復(fù)等先進(jìn)的技術(shù)，在快速組網(wǎng)和穩(wěn)定工作之間找到了完美的結(jié)合手段。具有以下技術(shù)特點(diǎn)
1、所有節(jié)點(diǎn)都具有自動(dòng)選頻功能；
2、主從節(jié)點(diǎn)可以雙向自動(dòng)快速組網(wǎng)；
3、設(shè)置節(jié)點(diǎn)檔案可控制和管理自動(dòng)上報(bào)的節(jié)點(diǎn)；
4、大容量蜂窩網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)可容納更多節(jié)點(diǎn)；
5、網(wǎng)絡(luò)具有8級(jí)深度路由，通訊距離遠(yuǎn)；
6、網(wǎng)絡(luò)按路徑最短、信號(hào)最強(qiáng)的原則自動(dòng)優(yōu)化路徑；
7、網(wǎng)絡(luò)故障時(shí)能自動(dòng)進(jìn)行數(shù)據(jù)搶救和路徑修復(fù)。Wi IlFar無(wú)線網(wǎng)絡(luò)將智能交互管理終端、智能插座、水汽電表采集單元、家庭PC和控制開關(guān)作為網(wǎng)絡(luò)的組成節(jié)點(diǎn)，以智能交互管理終端為中心進(jìn)行集中控制和信息處理。網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)中的低壓電力線載波網(wǎng)絡(luò)利用輸電線路作為信號(hào)的傳輸媒介，為各種設(shè)備提供通信鏈路。由于電力線機(jī)械強(qiáng)度高，可靠性好，不需要線路的基礎(chǔ)建設(shè)投資和日常的維護(hù)費(fèi)用，因此低壓電力線載波通信技術(shù)具有較高的經(jīng)濟(jì)性和可靠性。在低壓電力線載波網(wǎng)絡(luò)中，為了提高通信性能，保證通信可靠性，采用了過(guò)零同步傳輸技術(shù)、動(dòng)態(tài)自適應(yīng)組網(wǎng)技術(shù)、異常事件主動(dòng)上報(bào)技術(shù)、多通信速率自適應(yīng)技術(shù)和信道數(shù)據(jù)沖突避免技術(shù)等一系列先進(jìn)研究成果。下面分別予以介紹。、過(guò)零同步傳輸技術(shù)該技術(shù)利用電力線三相電壓120度相差的獨(dú)有特性，以電力線的過(guò)零時(shí)間為時(shí)間基準(zhǔn)進(jìn)行同步處理，有效進(jìn)行各相位通信時(shí)間的微觀劃分，使各相工作在以本相零點(diǎn)為中心的3. 3ms時(shí)間內(nèi)；在電力線通信時(shí)，每一個(gè)包含過(guò)零半波的IOms (電網(wǎng)周波50Hz)時(shí)間里，集中器與每相通信單元間，各分時(shí)3. :3ms，提高了運(yùn)行效率。在過(guò)零的3. 3ms時(shí)間里，電網(wǎng)噪聲最弱，網(wǎng)上干擾最小，阻抗一致性強(qiáng)，大大提高了通信的穩(wěn)定性和可靠性；三相信號(hào)在不同時(shí)間片里，以本相過(guò)零時(shí)刻進(jìn)行同步處理，不同相的設(shè)備由于相位差不同步，不能相互通信，保證了系統(tǒng)精確區(qū)分相序；不同相位的準(zhǔn)確區(qū)分也為中繼的實(shí)現(xiàn)提供了可靠的保證，由于跨相抄收而引起的中繼不穩(wěn)定現(xiàn)象得到了根除。、動(dòng)態(tài)自適應(yīng)組網(wǎng)技術(shù)動(dòng)態(tài)自適應(yīng)組網(wǎng)技術(shù)的核心是網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)自動(dòng)尋找最佳的通訊路徑群(不是一條路徑)，進(jìn)行數(shù)據(jù)包的轉(zhuǎn)發(fā)，用動(dòng)態(tài)的路由去適應(yīng)動(dòng)態(tài)的電網(wǎng)。在抄收機(jī)制上相當(dāng)于數(shù)據(jù)庫(kù)的檢索查詢，主要的組網(wǎng)功能由各個(gè)智能化的節(jié)點(diǎn)來(lái)完成。動(dòng)態(tài)自適應(yīng)組網(wǎng)技術(shù)根據(jù)當(dāng)時(shí)的網(wǎng)絡(luò)媒介狀態(tài)動(dòng)態(tài)選擇可達(dá)路徑。相較傳統(tǒng)的逐級(jí)中繼方法，隨著中繼級(jí)數(shù)和節(jié)點(diǎn)的增加，衍生出的可達(dá)路徑將成倍增加，增加了通信成功概率，提高了系統(tǒng)抄收的可靠性。3、異常事件主動(dòng)上報(bào)技術(shù)在節(jié)點(diǎn)發(fā)生異常事件時(shí)，節(jié)點(diǎn)將根據(jù)自身記錄的偵聽信息分辨自身所屬的臺(tái)區(qū)，并按此臺(tái)區(qū)號(hào)作為目的地址進(jìn)行上報(bào)自身的快速通信號(hào)。在執(zhí)行事件快速上報(bào)時(shí)，首先要設(shè)置快速通信號(hào)，其次使能上報(bào)，最后進(jìn)行讀取事件上報(bào)的報(bào)文操作，上報(bào)操作完成后將取消事件使能狀態(tài)。這樣就可以避免多臺(tái)區(qū)出現(xiàn)相同節(jié)點(diǎn)的上報(bào)所造成的混亂，隨后主站再根據(jù)快速通信號(hào)對(duì)異常事件進(jìn)行提取。 4、多通信速率自適應(yīng)技術(shù)該技術(shù)使得載波通信模塊可以根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境和各速率自身特點(diǎn)自適應(yīng)速率。路由支持登錄，嘗試學(xué)習(xí)，自動(dòng)探測(cè)三種工作模式，和50bps，100bps，600bps, 1200bps四種載波速率，這四種載波速率隨著速率的提高，通信距離也有所衰減，客戶可以不同需要來(lái)設(shè)置不同的通信速率，載波通信模塊會(huì)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境自動(dòng)選擇中繼路徑及中繼級(jí)別，以滿足通信可靠性的需求。5、信道數(shù)據(jù)沖突避免技術(shù)由于低壓電力線通信技術(shù)基于民用家庭(辦公)電線，因此無(wú)法為每一個(gè)端點(diǎn)劃分獨(dú)立的物理信道，從而低壓電力線載波通信技術(shù)只能基于共享方式。這樣沖突就不能避免，而電力線的拓?fù)洵h(huán)境比較隨意無(wú)序，因此傳統(tǒng)的沖突檢測(cè)方式難以進(jìn)行，作為一種改進(jìn)方式，載波通信模塊采用載波偵聽多路存取/沖突避免(CSMA)協(xié)議訪問公共的電力線信道，輔以自動(dòng)重傳請(qǐng)求和電力數(shù)據(jù)包的優(yōu)先權(quán)機(jī)制確保傳輸?shù)目煽啃?。?shù)據(jù)包優(yōu)先等級(jí)的靈活設(shè)定，使得載波通信方式具有較強(qiáng)的突發(fā)業(yè)務(wù)處理能力，允許電力線上的多幀傳輸，極大的減輕了對(duì)網(wǎng)絡(luò)收端的要求，使網(wǎng)絡(luò)吞吐量達(dá)到最大，同時(shí)保證了最短延遲時(shí)間和最優(yōu)的信號(hào)穩(wěn)定性。采用本發(fā)明的基于載波和微功率無(wú)線通信雙模制式的戶內(nèi)通信網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)后，將在如下方面帶來(lái)改善(1)戶內(nèi)電器和智能終端可以根據(jù)使用特點(diǎn)選擇通信模式，例如水表、氣表等危險(xiǎn)設(shè)備可以選用微功率無(wú)線通信方式進(jìn)行控制，冰箱、電視等固定電氣可以使用穩(wěn)定可靠的載波通信方式，從而避免了單一通信模式的功能缺陷，有效地拓寬了信息通道，提高了通信速率，消除了信號(hào)盲區(qū)。真正做到了低功耗，高性能，全覆蓋。(2)在智能家居通信架構(gòu)的設(shè)計(jì)中，引入了家居網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的概念，把計(jì)算機(jī)、音頻設(shè)備、視頻設(shè)備、各個(gè)智能插座、水汽熱采集單元，以及家居智能終端(包括能量管理、保險(xiǎn)、安全、加熱、通訊等)連接成為一個(gè)整體，實(shí)現(xiàn)了家居資源的共享和管理。上述實(shí)施例為本發(fā)明較佳的實(shí)施方式，但本發(fā)明的實(shí)施方式并不受上述實(shí)施例的限制，其他的任何未背離本發(fā)明的精神實(shí)質(zhì)與原理下所作的改變、修飾、替代、組合、簡(jiǎn)化，均應(yīng)為等效的置換方式，都包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種戶內(nèi)通信網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，其特征在于，包括智能交互管理終端、采集模塊；所述采集模塊，采集用水信息、用氣信息或電器用電信息，將用水信息、用氣信息以微功率無(wú)線的方式發(fā)送給所述智能交互管理終端，將電器用電信息以載波或微功率無(wú)線的方式發(fā)送給所述智能交互管理終端；所述智能交互管理終端以微功率無(wú)線的方式接收所述用水信息、用氣信息，以載波或微功率無(wú)線的方式接收所述電器用電信息，并將上傳到用以對(duì)所述用水信息、用氣信息或電器用電信息進(jìn)行處理的外部處理中心。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的戶內(nèi)通信網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，其特征在于所述采集模塊包括智能插座、智能水表、智能氣表、智能電表或智能家電。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的戶內(nèi)通信網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，其特征在于所述外部處理中心包括用于對(duì)家庭用水信息、用氣信息或電器用電信息進(jìn)行采集和處理的家庭能效管理中心、外部電力業(yè)務(wù)管理中心、外部燃?xì)夤芾碇行摹㈦娦呕蜚y行業(yè)務(wù)管理中心。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的戶內(nèi)通信網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，其特征在于所述智能插座用于記錄和顯示連接在該智能插座的電器設(shè)備的用電信息，及接收遠(yuǎn)程的控制命令；所述用電信息包括電壓、電流、功率、電能量。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4任一項(xiàng)所述的戶內(nèi)通信網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，其特征在于所述微功率無(wú)線方式采用WillFar的智能無(wú)線通信自組網(wǎng)技術(shù)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的戶內(nèi)通信網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，其特征在于所述WillFar的智能無(wú)線通信自組網(wǎng)技術(shù)采用節(jié)點(diǎn)雙向自動(dòng)組網(wǎng)技術(shù)，網(wǎng)絡(luò)故障全自動(dòng)修復(fù)技術(shù)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至4任一項(xiàng)所述的戶內(nèi)通信網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，其特征在于所述載波方式是低壓電力線載波方式，其利用輸電線路作為信號(hào)的傳輸媒介。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的戶內(nèi)通信網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，其特征在于所述載波方式采用過(guò)零同步傳輸技術(shù)、動(dòng)態(tài)自適應(yīng)組網(wǎng)技術(shù)、異常事件主動(dòng)上報(bào)技術(shù)、多通信速率自適應(yīng)技術(shù)和信道數(shù)據(jù)沖突避免技術(shù)。
9.一種戶內(nèi)通信網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)方法，其特征在于，包括采集用水信息、用氣信息或電器用電信息；通過(guò)載波的方式將所述用水信息、用氣信息上傳至對(duì)所述用水信息、用氣信息進(jìn)行處理的外部處理中心；通過(guò)載波或微功率無(wú)線的方式將所述用電信息上傳至對(duì)所述用電信息進(jìn)行處理的外部處理中心。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于所述微功率無(wú)線方式采用WillFar的智能無(wú)線通信自組網(wǎng)技術(shù)；所述載波方式是低壓電力線載波方式，其利用輸電線路作為信號(hào)的傳輸媒介；所述外部處理中心包括用于對(duì)家庭用水信息、用氣信息或電器用電信息進(jìn)行采集和處理的家庭能效管理中心、外部電力業(yè)務(wù)管理中心、外部燃?xì)夤芾碇行?、電信或銀行業(yè)務(wù)管理中心。
全文摘要
公開了戶內(nèi)通信網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)包括智能交互管理終端、采集模塊；所述采集模塊，采集用水信息、用氣信息或電器用電信息，將用水信息、用氣信息以微功率無(wú)線的方式發(fā)送給所述智能交互管理終端，將電器用電信息以載波或微功率無(wú)線的方式發(fā)送給所述智能交互管理終端；所述智能交互管理終端以微功率無(wú)線的方式接收所述用水信息、用氣信息，以載波或微功率無(wú)線的方式接收所述電器用電信息，并將上傳到用以對(duì)所述用水信息、用氣信息或電器用電信息進(jìn)行處理的外部處理中心。還公開了戶內(nèi)通信網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)方法。本發(fā)明避免了單一通信模式的功能缺陷，有效地拓寬了信息通道，提高了通信速率，消除了信號(hào)盲區(qū)。真正做到了低功耗，高性能，全覆蓋。
文檔編號(hào)H04W84/18GK102595654SQ20111000222
公開日2012年7月18日 申請(qǐng)日期2011年1月7日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月7日
發(fā)明者李順昕 申請(qǐng)人:華北電網(wǎng)有限公司計(jì)量中心