CN103179752B

CN103179752B - 路灯现场通信的方法和系统

Info

Publication number: CN103179752B
Application number: CN201310073612.9A
Authority: CN
Inventors: 杨彤; 吴贵才; 陶德红; 龚磊; 陈逸铭
Original assignee: SHENZHEN ZHIYE TECHNOLOGY Co Ltd
Current assignee: Shenzhen Zhongdian Yuncheng Technology Co ltd
Priority date: 2013-03-07
Filing date: 2013-03-07
Publication date: 2015-09-09
Anticipated expiration: 2033-03-07
Also published as: CN103179752A

Abstract

本发明涉及一种路灯现场通信方法和系统，该方法包括集中控制器为单灯控制器分配网络地址，并将控制节点信息下发至通信网关；集中控制器根据通信协议生成请求报文，并发送至路灯控制通信网关；通信网关根据请求报文对相应网络地址的单灯控制器进行控制，并向集中控制器返回响应报文。本方法可根据实际需要对单灯控制器灵活控制，实现全区域或选定组灯具节点不同状态的同时控制，并且将功能指令按照类别进行设计，同时保留足够的应用功能标识单元，以便于扩展。

Description

路灯现场通信的方法和系统

技术领域

本发明涉及通信技术领域，尤其涉及一种路灯现场通信的方法和系统。

背景技术

城市照明单灯控制系统的通常做法为，在路灯箱变下安装一台集中控制器和通信网关，在每盏灯上安装一个单灯控制器，该集中器通过有线（电力载波）或无线方式控制该箱变下的所有路灯。集中器和单灯控制器之间是个主从的关系。在带宽较窄，速率较慢的情况下，直接决定了其应用的局限性。用户最关心的就是如何提高通信效率。

发明内容

本发明的主要目的是提供一种路灯现场通信的方法和系统，旨在提高路灯现场通信控制的灵活性和通信链路利用的有效性。

本发明提出一种路灯现场通信方法，其特征在于，包括：

集中控制器为单灯控制器分配网络地址，并将控制节点信息发送给通信网关；

所述集中控制器根据通信协议生成请求报文，并发送至所述通信网关；

所述通信网关根据所述请求报文对相应网络地址的单灯控制器进行控制，并向所述集中控制器返回响应报文。

优选地，所述集中控制器为单灯控制器分配网络地址，并将控制节点信息下发到通信网关的步骤之后还包括：

所述通信网关配置单灯控制器的网络地址，并获取所述单灯控制器所支持的功能数据项和报警项；

所述通信网关根据所述通信协议将所述单灯控制器所支持的功能数据项和报警项根据通信协议生成报文发送给集中控制器。

优选地，所述通信网关根据所述通信协议将所述单灯控制器所支持的功能数据项和报警项根据通信协议生成报文发送给集中控制器的步骤之后还包括：

所述单灯控制器出现故障时，将报警信息发送至通信网关;

所述通信网关接收到所述报警信息后，根据通信协议生成报警报文并发送给集中控制器；

所述集中控制器接收到所述报警报文后，向所述通信网关返回响应报文。

优选地，所述报文包括报文头、控制域、功能数据域和报文尾，其中所述报文头包括报文起始符和地址域；所述控制域包括报文序号、控制码和报文长度；所述功能数据域包括多个用于完成控制指令的功能数据单元；所述报文尾包括校验码和报文结束符。

优选地，所述网络地址包括所述单灯控制器所在的子网编号和在所述子网内的节点编号；所述地址域由所述单灯控制器所在的子网编号、在所述子网内的节点编号或所述单灯控制器的物理地址标识。

优选地，所述功能数据单元包括应用功能码、指令标识、数据单元长度和数据区，所述应用功能码包括状态确认标识和用于标识所述指令类型的应用功能标识，所述通信网关根据所述应用功能标识和数据区的代码控制所述单灯控制器。

优选地，所述控制码包括传输方向位、启动标志位和通信协议版本。

本发明还提出一种路灯现场通信系统，其特征在于，包括集中控制器、通信网关以及若干单灯控制器，其中：

所述集中控制器用于为单灯控制器分配网络地址，并将单灯控制器控制信息下发到通信网关，以及根据通信协议生成请求报文，并发送至所述通信网关；

所述通信网关用于根据所述请求报文对相应网络地址的单灯控制器进行控制，并向所述集中控制器返回响应报文。

优选地，所述通信网关还用于在接收到所述网络地址后，配置单灯控制器的网络地址，获取所述单灯控制器所支持的功能数据项和报警项，并根据所述通信协议将所述单灯控制器所支持的功能数据项和报警项生成报文发送给集中控制器。

优选地，所述单灯控制器还用于当所述单灯控制器出现故障时，将报警信息发送至通信网关；所述通信网关还用于在接收到报警信息后根据所述通信协议生成报警报文，并将所述报警报文发送给集中控制器；所述集中控制器还用于在接收到所述报警报文后，向所述通信网关返回响应报文。

优选地，所述报文包括报文头、控制域、功能数据域和报文尾，其中所述报文头包括报文起始符和单灯控制器地址；所述控制域包括报文序号、控制码和报文长度；所述功能数据域包括多个用于完成控制指令的功能数据单元；所述报文尾包括校验码和报文结束符。

优选地，所述网络地址包括所述单灯控制器所在的子网编号和在所述子网内的节点编号；所述地址域由所述单灯控制器的子网号、在所述子网内的编号或所述单灯控制器的物理地址标识。

本发明所提出的路灯现场通信方法和装置，该方法可根据实际需要对单灯控制器灵活控制，实现全区域或选定组灯具节点不同状态的同时控制，使得路灯现场通信的控制更加灵活，以及更加有效的利用通信链路。

附图说明

图1为本发明路灯现场通信方法一实施例的流程示意图；

图2为本发明路灯现场通信方法另一实施例的流程示意图；

图3为本发明路灯现场通信方法再一实施例的流程示意图；

图4为本发明路灯现场通信系统较佳实施例的流程示意图。

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施例就本发明的技术方案做进一步的说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

参照图1，图1为本发明路灯现场通信方法一实施例的流程示意图。

本实施例所提出的路灯现场通信方法，包括：

步骤S10，集中控制器为单灯控制器分配网络地址，并将控制节点信息下发到通信网关；

在路灯通信系统中，通信网关通过RS232或RS485与集中控制器进行通信，同时通信网关可以通过电力线载波与各单灯控制器通信，也可以通过无线方式与各单灯控制器通信，通信网关可对应多个单灯控制器。通信网关可以作为集中控制器中的一个控制模块设置在集中控制器中，也可作为一个单独的通信设备与集中控制器之间进行通信。

为了实现对各个单灯控制器的控制，首先需要对每个单灯控制器分配网络地址，可将集中控制器所在的网络分为多个子网，并为每个子网分配编号。集中控制器为单灯控制器配置所在的子网编号，以及在该子网内的节点编号，并将控制节点信息下发到通信网关。

一般情况下，将单灯控制器根据子网类型分为若干个子网，每一个单灯控制器具有特定的子网号和在此子网内的节点编号，同一个网络最大支持254个子网，每一个子网最大支持254个节点，理论上将每个通信网关最多可支持64516个单灯控制器。

步骤S20，集中控制器根据通信协议生成请求报文，并发送至通信网关；

在通信过程中，集中控制器向通信网关发送请求报文，通信网关根据单灯控制器所在的子网编号，集中控制在该子网内的所有单灯控制器，实现组播的寻址方式，也可通过子网编号和在该子网内的节点编号单独控制某个单灯控制器。比如，可通过子网编号控制某个子网内的多个单灯控制器的光源同时呈现出相同或不同的状态，满足更加高级和精细化的照明需求，可灵活控制多个单灯控制器。

本实施例通过集中控制器向通信网关发送报文来实现通信网关对各个单灯控制器的控制。集中控制器与通信网关之间通信的报文包括报文头、控制域、功能数据域和报文尾，其中报文头包括报文起始符、地址域；控制域包括报文序号、控制码和报文长度；功能数据域包括多个用于完成控制指令的功能数据单元；报文尾包括校验码和报文结束符。

具体的报文结构以及代码可根据通信协议如表1所示：

表1

其中，报文序号的结构如表2所示：

D7	D6-D0
		CON	PSEQ/RSEQ
1bit	7bit

表2

在报文序号中包括报文CON，当CON=1时表示需要对该报文进行确认，CON=0表示不需要对该报文进行确认，还包括启动帧序号PSEQ和响应帧序号RSEQ，报文序号是指对每一个报文进行编号，在报文中用一个字节表示，PSEQ取自1字节的启动帧计数器的低6位计数值0~127个值，报文发起方每发送一个报文对序号进行累加1，超过127从1开始循环，报文接收方应答报文时，返回报文发起方的序号。

为了保证整个控制网络的安全，通信双方持有相同的通信密钥，在每一次通信过程中报文使用此通信密钥对报文的功能数据域进行加密处理，以保证数据传输的安全性，报文加密时取数据控制域中的报文序号PSEQ字节作为密码索引，从密码表中查出相应的密码，对功能数据域中的每个字节根据查出的密码进行算术加计算，完成加密过程，在解密时，使用相应报文中的RSEQ字节作为密码索引，从密码表中查出相应的密码，对功能数据域中的每个字节减去查出的密码，完成解密过程。

步骤S30，通信网关根据请求报文对相应网络地址的单灯控制器进行控制，并向集中控制器返回响应报文。

通信网关在接收到集中控制器发送的请求报文之后，控制单灯控制器进行相应的操作，并向集中控制器返回响应报文。

报文中的控制码的结构如表3，所示：

D7	D6	D5-D4	D3-D0
				传输方向DIR	启动标志位PRM	保留	协议版本
1bit	1 bit	2 bit	4 bit

表3

当DIR=0时表示此帧报文是由集中控制器发出的下行报文，DIR=1表示此帧报文是由通信网关发出的上行报文；PRM=1表示此帧报文来自启动方，PRM=0,表示报文来自从动方，比如当集中控制器需要控制单灯控制器时，向通信网关发送的请求报文中PRM=1， DIR=0，通信网关控制单灯控制器进行相应的操作后，向集中控制器返回响应报文，则在该响应报文中PRM=0 ，DIR=1。

报文中的地址域由单灯控制器的子网编号、单灯控制器的子网编号和在该子网内的节点编号或单灯控制器的物理地址标识。每个报文必须以固定的报文头开始，通信接收方接收到不符合报文头格式的报文不需要进行处理，直接丢弃。报文的地址域用6个字节表示，支持三种寻址方式即，广播，地址域用“FF FF FF FF FF FF”标识；组播，即针对某一子网的广播，从高位起第5个字节表示子网号，其它字节用0xFF表示，如子网3可以用”FF FF FF FF 03 FF”；单播，可使用网络地址和物理地址两种表达方式，使用网络地址时，后两个字节表示子网编号和该子网内的节点编号，使用物理地址时，用六个字节表示单灯控制器的物理地址，”FF FF FF FF xxxx”为保留地址，不会作为UID（Unique Identification，物理地址）分配给单灯控制器。

当集中控制器要控制整个网络内的单灯控制器时，则集中控制器向通信网关所发送的报文中的地址域用“FF FF FF FF FF FF”标识，通信网关控制整个网络中的单灯控制器；当集中控制控制器要控制某一个子网内的所有单灯控制器时，则集中控制器向通信网关所发送的报文中的地址域用子网编号标识，通信网关接收到报文后控制某一个子网内的所有单灯控制器；当集中控制器要单独控制某一个单灯控制器时，则集中控制器向通信网关所发送的报文中的地址域用子网号和在该子网内的节点编号或者单灯控制器的物理地址标识，通信网关则单独控制该物理地址或节点编号所对应的单灯控制器。

报文中的功能数据单元在通信协议中包含4种类型：1、网络初始化类，进行网络初始化，这个过程中常见的指令包括：入网身份识别、组网配置等；2、网络维护类，定期或不定期发送报文，判断单灯控制器是否在网和受控；3、控制类，控制指令的接收方进行相应的操作；4、数据采集类，请求对方的数据，此类消息成对出现，有请求有应答。在传输过程中单个报文包含多个功能数据单元，每个指令对应一个请求数据单元，将多个数据单元通过一个报文来传输，降低了集中控制器和通信网关之间通信交互的次数。

报文中的校验码是指报文的校验，是从帧起始符开始到校验码之前的所有各字节的模256的和，即各字节二进制算术求和，不计超过256的溢出值。接收方按照所接收的报文对功能数据域进行校验，若校验失败，舍弃此帧；若无差错，则此报文数据有效。

报文中的功能数据单元包括应用功能码、指令标识、数据单元长度和数据区，应用功能码包括状态确认标识和用于标识指令类型的应用功能标识，通信网关根据应用功能标识控制单灯控制器进行相应的操作，功能数据单元的结构如表4所示：

表4

其中功能数据单元中，应用功能码的结构如表5所示：

表5

应用功能标识和指令标识所对应的代码如表6所示：

表6

例如，当集中控制器对单灯控制器进行心跳检测时，集中控制器向通信网关所发送的请求报文的数据单元格式如表7所示：

表7

通信网关接收到该报文后对单灯控制器进行心跳检测后，向集中控制器发送响应报文，该响应报文的格式如表8所示：

表8

当集中控制器要获取单灯控制器的物理地址时，向通信网关发送请求报文，该报文的数据单元的应用功能标识为01H，指令标识为03H，数据区为上报时间段T分钟。通信网关接收到该请求报文后，向单灯控制器发送UID主动召测命令，单灯控制器接收到该命令后，在T分钟内向通信网关上报该单灯控制器的UID，通信网关接收到单灯控制器的UID后，将单灯控制器的UID生成响应报文返回给集中控制器。

在对单灯控制器进行延时调光设置时，集中控制器向通信网关所发送的报文中应用功能码标识为02H，指令标识为01H，数据区包括多个延时时间，以及多个与该延时时间对应的调光值，通信网关接收到该报文后对单灯控制器进行延时调光设置，并向集中控制器返回响应报文。

在维修更换单灯控制器所控制的光源时，需要重新设置新光源的亮灯时长，默认情况下重设为零，此时集中控制器向通信网关发送的报文中的应用功能标识的代码为02H，指令标识为02H，通信网关接收到该报文后直接控制单灯控制器重新设置其所控制的光源的亮灯时长，并向集中控制器返回响应报文。

当集中控制器对单灯控制器的报警参数进行设置时，集中控制器向通信网关发送的请求报文中应用功能标识的代码为02H，指令标识为04H，数据区包括报警数据项代码、报警使能和报警数据项参数。

集中控制器获取单灯控制的软硬件版本，判断是否要对单灯控制器进行升级，此时，集中控制器向通信网关发送的报文中应用功能标识的代码为02H，指令标识为07H，无数据区；通信网关接收到该报文后，获取单灯控制器的型号和软件版本，并将该响应报文发送给集中控制器，该报文的数据区包括单灯控制器的型号和软件版本；当集中控制器要升级单灯控制器中的软件时，则向通信网关发送应用功能标识为07H以及指令标识为01H的报文，通信网关接收到该报文后，向单灯控制器发送升级指令，单灯控制器清除块数据且初始化升级环境进入升级模式，并通知通信网关，通信网关生成响应报文发送给集中控制器，集中控制器向通信网关发送升级数据的报文，该报文中功能标识代码为07H，指令标识为02H，且包括块地址和数据区。

本实施例提出的路灯现场通信方法，该方法可根据实际需要对单灯控制器灵活控制，实现全区域或选定组灯具节点不同状态的同时控制，使得路灯现场通信的控制更加灵活，并提高通信链路利用的有效性。

参照图2，图2为本发明路灯现场通信方法另一实施例的流程示意图。

基于上述实施例，步骤S10之后还包括：

步骤S40，通信网关配置单灯控制器的网络地址，并获取所述单灯控制器所支持的功能数据项和报警项；

步骤S50，通信网关根据通信协议将单灯控制器所支持的功能数据项和报警项生成报文发送给集中控制器。

集中控制器为单灯控制器分配网络地址，并将控制节点信息下发到通信网关，此时集中控制器向通信网关发送的报文中数据单元的结构如表9所示：

表9

可将集中控制器所在的网络分为多个子网，为每个子网分配编号，集中控制器为单灯控制器配置其所在的子网号，以及在该子网内的节点编号，通信网关为单灯控制器配置网络地址，并获取单灯控制器的所支持的功能数据项和报警项，其中功能数据项的代码如表10 所示，报警项的代码如表11所示，通信网关根据通信协议将每个单灯控制器所支持的功能项、数据项和报警项的代码发送给集中控制器。

表10

表11

通信网关在接收到单灯控制器的网络地址配置请求包后，为单灯控制器配置网络地址，并获取单灯控制器所支持的功能数据项和报警项，通信网关根据通信协议将单灯控制器所对应的功能数据项和报警项的生成响应报文发送给集中控制器，该报文的数据单元的结构如表12所示：

表12

比如单灯控制器所支持的功能数据项为AC电压、电量示值和亮灯时长，报警数据项为过载、欠流和欠压，则通信网关所发送的响应报文的数据区为01H06H07HA1HA4HA6H。

当集中控制器对单灯控制器进行报警参数设置时，向通信网关发送的请求报文的数据单元中功能标识代码为02H，指令标识为04H，数据区为单灯控制器的报警项编码。

参照图3，图3为本发明路灯现场通信方法再一实施例的流程示意图。

基于上述实施例，步骤S50之后还包括：

步骤S60，单灯控制器出现故障时，将报警信息发送至通信网关；

步骤S70，通信网关接收到报警信息后，根据通信协议生成报警报文并发送给集中控制器；

步骤S80，集中控制器接收到报警报文后，生成响应报文并发送给通信网关。

当单灯控制器出现故障时，单灯控制器主动将报警信息发送给通信网关，通信网关接收到报警信息后根据该报警信息生成报警报文，该报文的应用功能标识的代码为05H，指令标识为01H。该报警报文的结构中功能数据单元的结构如表4所示，例如若单灯控制器过载和过流，则数据区为A1HA3H。

表13

集中控制器接收到该报警报文后向通信网关发送响应报文，响应报文中的数据单元的结构如表5所示：

表14

当通信网关接收到单灯控制器的报警信号后上报至集中控制器，在对单灯控制器进行故障维修后，需要复位单灯控制器中的所有报警数据时，集中控制器向通信网关发送的报文中应用功能标识的代码为02H，指令标识为06H，通信网关接收到该报文会控制单灯控制器状态恢复到无警报状态，如果单灯控制器再次处于故障状态时，则重新报警。

在网络广播或组播通信时，为了避免网络节点响应数据包过多，造成大量的数据包在网络中传输而影响通信效率，则可通过响应序列来解决该问题。在本通信协议中支持两种节点响应序列，即节点响应网络地址序列和节点响应设备UID序列。在控制响应数据包的数量时，数据单元的的数据区可包含若干个单灯控制器的物理地址，组成一个响应序列，结构如表15所示，也可包含若干个子网编号，以及该子网内的某个节点编号，组成一个响应序列，结构如表16所示。数量可根据网络通信质量决定，单灯控制器接收到指令后判断自己是否在响应序列之内，如果在序列之内，则在进行相应的控制操作后，需要向通信网关返回响应数据包，通信网关收到单灯控制器的响应数据包后，再根据通信协议生成响应报文发送至集中控制器。

表15

在表15中N为单灯控制器物理地址的个数。

表16

参照图4，图4为本发明路灯现场通信系统的较佳实施例的结构示意图。

本实施所提出的路灯现场通信系统，包括集中控制器10、通信网关20和单灯控制器30，其中：

集中控制器10用于为单灯控制器30分配网络地址，并将控制节点信息下发到通信网关20，以及根据通信协议生成请求报文，发送至通信网关20；

通信网关20用于根据所述请求报文对相应网络地址的单灯控制器20进行控制，并向所述集中控制器10返回响应报文。

在路灯通信系统中，通信网关20通过RS232或RS485与集中控制器10进行通信，同时通信网关20可以通过电力线与各单灯控制器30串接在一起，也可以通过无线方式与各单灯控制器30连接，通信网关20可对应多个单灯控制器30。通信网关20可以作为集中控制器10中的一个控制模块集成在集中控制器10中，也可作为一个单独的通信设备与集中控制器10之间进行通信。

为了实现对各个单灯控制器30的控制，首先需要对每个单灯控制器30分配网络地址，可将集中控制器10所在的网络分为多个子网，为每个子网分配编号。集中控制器10为单灯控制器30配置单灯控制器30所在的子网编号，以及在该子网内的子网节点编号，并将控制节点信息下发到通信网关20。

一般情况下，将单灯控制器30根据子网类型分为若干个子网，每一个单灯控制器30具有特定的子网号和在此子网内的节点编号，同一个网络最大支持254个子网，每一个子网最大支持254个节点，理论上将每个集中控制器100最多可支持64516个单灯控制器30。

在通信过程中，集中控制器10向通信网关20发送请求报文，通信网关20根据单灯控制器30所在的子网编号集中控制在该子网内的所有单灯控制器30，实现组播的寻址方式，也可通过子网编号和在该子网内的节点编号单独控制某个单灯控制器30。比如，可通过子网编号控制某个子网内的多个单灯控制器30的光源同时呈现出相同或不同的状态，满足更加高级和精细化的照明需求，可灵活控制多个单灯控制器30。

本实施例通过集中控制器10向通信网关20发送报文来实现通信网关20对各个单灯控制器30的控制。报文包括报文头、控制域、功能数据域和报文尾，其中报文头包括报文起始符、地址域；控制域包括报文序号、控制码和报文长度；功能数据域包括多个用于完成控制指令的功能数据单元；报文尾包括校验码和报文结束符。

具体的报文结构以及代码可根据通信协议如表1所示：

表1

其中，报文序号的结构如表2所示：

D7	D6-D0
		CON	PSEQ/RSEQ
1bit	7bit

表2

通信网关20在接收到集中控制器10发送的请求报文之后，控制单灯控制器30进行相应的操作，并向集中控制器10返回响应报文。

报文中的控制码的结构如表3，所示：

表3

当DIR=0时表示此帧报文是由集中控制器10发出的下行报文，DIR=1表示此帧报文是由通信网关20发出的上行报文；PRM=1表示此帧报文来自启动方，PRM=0,表示报文来自从动方，比如当集中控制器10需要控制单灯控制器30时，向通信网关20发送的请求报文中PRM=1， DIR=0，通信网关20控制单灯控制器30进行相应的操作后，向集中控制器10返回响应报文，则在该响应报文中PRM=0 ，DIR=1。

报文中的地址域由单灯控制器30的子网编号和在该子网内的节点编号或单灯控制器30的物理地址标识。每个报文必须以固定的报文头开始，通信接收方接收到不符合报文头格式的报文直接丢弃。报文的地址域用6个字节表示，支持三种寻址方式即，广播，6个字节全部用0xFF表示；组播，即针对某一子网的广播，从高位起第5个字节表示子网号，其它字节用0xFF表示，如子网3可以用”FF FF FF FF 03 FF”；单播，可使用网络地址和物理地址两种表达方式，使用网络地址时，后两个字节表示子网编号和该子网内的节点编号，使用物理地址时，用六个字节表示单灯控制器30的物理地址，”FF FF FFFF xx xx”为保留地址，不会作为UID分配给单灯控制器30。-

当集中控制器10要控制整个网络内的单灯控制器30时，则集中控制器10向通信网关20所发送的报文中的地址域用“FF FF FF FF FFFF”标识，通信网关20直接控制整个网络中的单灯控制器30；当集中控制器10要控制某一个子网内的所有单灯控制器30时，则集中控制器10向通信网关20所发送的报文中的地址域用子网编号标识，通信网关20接收到报文后控制某一个子网内的所有单灯控制器30；当集中控制器10要单独控制某一个单灯控制器30时，则集中控制器10向通信网关20所发送的报文中的地址域用子网号和在该子网内的节点编号或者单灯控制器30的物理地址标识，通信网关20则单独控制该物理地址或节点编号所对应的单灯控制器30。

报文中的功能数据单元在通信协议中包含4种类型：1、网络初始化类，进行网络初始化，这个过程中常见的指令包括：入网身份识别、组网配置等；2、网络维护类，定期或不定期发送报文，判断单灯控制器30是否在网和受控；3、控制类，控制指令的接收方进行相应的操作；4、数据采集类，请求对方的资源或数据，此类消息成对出现，有请求有应答。在传输过程中单个报文包含多个功能数据单元，每个指令对应一个请求数据单元，将多个数据单元通过一个报文来传输，降低了集中控制器10和通信网关20之间通信交互的次数。

报文中的功能数据单元包括应用功能码、指令标识、数据单元长度和数据区，应用功能码包括状态确认标识和用于标识指令类型的应用功能标识，通信网关20根据应用功能标识控制单灯控制器30进行相应的操作，功能数据单元的结构如表4所示：

表4

其中功能数据单元中，应用功能码的结构如表5所示：

表5

应用功能标识和指令标识所对应的代码如表6所示：

表6

例如，当集中控制器10对单灯控制器30进行心跳检测时，集中控制器10向通信网关20所发送的请求报文的数据单元格式如表7所示：

表7

通信网关20接收到该报文后对单灯控制器30进行心跳检测后，向集中控制器10发送检测响应报文，该响应报文的格式如表8所示：

表8

当集中控制器10要获取单灯控制器的物理地址时，向通信网关20发送请求报文，该报文的数据单元的应用功能标识为01H，指令标识为03H，数据区为上报时间段T分钟。通信网关20接收到该请求报文后，向单灯控制器30发送UID主动召测命令，单灯控制器30接收到该命令后，在T分钟内向通信网关20上报该单灯控制器的UID，通信网关20接收到单灯控制器的UID后，将单灯控制器30的UID生成响应报文返回给集中控制器10。

在对单灯控制器30进行延时调光设置时，集中控制器10向通信网关20所发送的报文中应用功能码标识为02H，指令标识为01H，数据区包括多个延时时间，以及多个与该延时时间对应的调光值，通信网关20接收到该报文后对单灯控制器30进行延时调光设置，并向集中控制器10返回响应报文。

在维修更换单灯控制器30所控制的光源时，需要重新设置新光源的亮灯时长，默认情况下重设为零，此时集中控制器10向通信网关20发送的报文中的应用功能标识的代码为02H，指令标识为02H，通信网关20接收到该报文后直接控制单灯控制器30重新设置其所控制的光源的亮灯时长，并反馈响应报文，该报文没有数据区。

当集中控制器10对单灯控制器30的报警参数进行设置时，集中控制器10向通信网关20发送的请求报文中应用功能标识的代码为02H，指令标识为04H，数据区包括报警数据项代码、报警使能和报警数据项参数。

集中控制器10获取单灯控制的软硬件版本，集中控制器10向通信网关20发送的报文中应用功能标识的代码为02H，指令标识为07H，无数据区；通信网关20接收到该报文后获取单灯控制器30的型号的和软件版本生成响应报文，并将该响应报文发送给集中控制器10，该报文的数据区包括单灯控制器30的型号和软件版本；当集中控制器10给单灯控制器30中的软件升级时，则向通信网关20发送应用功能标识为07H以及指令标识为01H的报文，通信网关20接收到该报文后，通信网关20向单灯控制器30发送升级指令，单灯控制器30清除块数据且初始化升级环境进入升级模式，并通知通信网关20，通信网关20生成相应报文发送给集中控制器10，集中控制器10向通信网关20发送升级数据的报文，该报文中功能标识代码为07H，指令标识为02H，且包括块地址和数据区。

本实施例提出的路灯现场通信方法，该方法可根据实际需要对单灯控制器30灵活控制，实现全区域或选定组灯具节点不同状态的同时控制，使得路灯现场通信的控制更加灵活。

基于上述实施例，通信网关20还用于在接收到网络地址后，为单灯控制器配置网络地址，并获取单灯控制器20所支持的功能数据项和报警项，并根据通信协议将单灯控制器30所支持的功能数据项和报警项生成报文发送给集中控制器10。

集中控制器10为单灯控制器30分配网络地址，并将控制节点信息下发到通信网关20，此时集中控制器10向通信网关20发送的报文中数据单元的结构如表9所示：

表9

可将集中控制器10所在的网络分为多个子网，为每个子网编上编号，集中控制器10为单灯控制器配置其所在的子网号，以及在该子网内的节点编号，通信网关20为单灯控制器30配置网络地址，并获取单灯控制器30的所支持的功能数据项和报警项，其中功能数据项的代码如表10 所示，报警项的代码如表11所示，通信网关20根据通信协议将每个单灯控制器30所对应的功能项、数据项和报警项的代码发送给集中控制器10。

表10

表11

通信网关20在接收到单灯控制器30的网络地址后，为单灯控制器30配置网络地址，并获取单灯控制器30所支持的功能数据项和报警项，通信网关20根据通信协议将每个单灯控制器30所支持的功能项、数据项和报警项的生成报文发送给集中控制器10，该报文的数据单元的结构如表12所示：

表12

比如单灯控制器30所支持的功能数据项为AC电压、电量示值和亮灯时长，报警数据项为过载、欠流和欠压，则通信网关20所发送的响应报文的数据区为01H06H07HA1HA4HA6H。

当集中控制器10对单灯控制器进行报警参数设置时，数据单元中功能标识代码为02H，指令标识为04H，数据区为单灯控制器的报警项代码。

基于上述实施例，所述单灯控制器30还用于当所述单灯控制器30出现故障时，将报警信息根据发送至通信网关20；通信网关20还用于在接收到报警信息后根据所述通信协议生成报警报文，并将所述报警报文发送给集中控制器10；集中控制器10还用于在接收到报警报文后，向所述通信网关20返回响应报文。

当单灯控制器出现故障时，单灯控制器30主动将报警信息发送给通信网关20，通信网关20接收到报警信息后根据该报警信息生成报警报文，该报文的应用功能标识的代码为05H，指令标识为01H。该报警报文的结构中功能数据单元的结构如表4所示，例如若单灯控制器30过载和过流，则数据区为A1HA3H。

表13

集中控制器10接收到该报警报文后向通信网关20发送响应报文，响应报文中的数据单元的结构如表5所示：

表14

当通信网关20接收到单灯控制器30的报警信号并上报至集中控制器10，并对单灯控制器30进行故障维修后，需要复位单灯控制器30中的所有报警数据时，集中控制器10向通信网关20发送的报文中应用功能标识的代码为02H，指令标识为06H，通信网关20接收到该报文会控制单灯控制器30状态恢复到无警报状态，如果单灯控制器30再次处于故障状态，则重新报警。

在网络广播或组播通信时，为了避免网络节点过多，造成大量的响应包在网络中传输而影响通信效率，则可响应序列来解决该问题。在本通信协议中支持两种节点响应序列，即节点响应网络地址序列和节点响应设备UID序列。为了控制响应数据包的数量，数据单元的数据区可包含若干个单灯控制器的物理地址，组成一个响应序列，结构如表15所示，也可包含若干个子网编号、节点编号对，组成一个响应序列，结构如表16所示。数量可根据网络通信质量决定，单灯控制器30接收到指令后，检查自己是否在响应序列之内，如果在序列之内，则在进行相应的操作后，需向通信网关20返回响应数据包，通信网关20收到单灯控制器10的响应数据包后，再根据协议生成响应报文发送给集中控制器10。

表15

在表15中N为单灯控制器物理地址的个数。

表16

以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims

1.一种路灯现场通信方法，其特征在于，包括：

集中控制器为单灯控制器分配网络地址，并将控制节点信息下发到通信网关；

所述集中控制器根据通信协议生成请求报文，并发送至所述通信网关；在每一次报文发送前，报文使用通信密钥对报文的功能数据进行加密，并在加密时，取数据控制域中的报文序号的启动帧序号字节作为密码索引，从密码表中查出相应的密码，对功能数据域中的每个字节根据查出的密码进行算术加密计算，完成加密过程；在解密时，使用相应报文中的响应帧序号字节作为密码索引，从密码表中查出相应的密码，对功能数据域中的每个响应帧序号字节减去查出的密码，完成解密过程；

所述通信网关根据所述请求报文对相应网络地址的单灯控制器进行控制，并向所述集中控制器返回响应报文；

其中，所述报文包括报文头、控制域、功能数据域和报文尾，其中所述报文头包括报文起始符和地址域；所述控制域包括报文序号、控制码和报文长度；所述功能数据域包括多个用于完成控制指令的功能数据单元；所述报文尾包括校验码和报文结束符；所述网络地址包括所述单灯控制器所在的子网编号和在所述子网内的节点编号；所述地址域由所述单灯控制器所在的子网编号、在所述子网内的节点编号或所述单灯控制器的物理地址标识；所述功能数据单元包括应用功能码、指令标识、数据单元长度和数据区，所述应用功能码包括状态确认标识和用于标识所述指令类型的应用功能标识，所述通信网关根据所述应用功能标识和数据区的代码控制所述单灯控制器；其中，所述数据区包含若干个单灯控制器的物理地址，组成一个响应序列；或者，所述数据区包含若干个子网编号，以及该子网内的某个节点编号，组成一个响应序列。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述集中控制器为单灯控制器分配网络地址，并将控制节点信息下发到通信网关的步骤之后还包括：

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述通信网关根据所述通信协议将所述单灯控制器所支持的功能数据项和报警项根据通信协议生成报文发送给集中控制器的步骤之后还包括：

所述单灯控制器出现故障时，将报警信息发送至所述通信网关；

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述控制码包括传输方向位、启动标志位和通信协议版本。

5.一种路灯现场通信系统，其特征在于，包括集中控制器、通信网关以及若干单灯控制器，其中：

所述集中控制器用于为单灯控制器分配网络地址，并将控制节点信息下发到所述通信网关，以及根据通信协议生成请求报文并发送至所述通信网关；在每一次报文发送前，报文使用通信密钥对报文的功能数据进行加密，并在加密时，取数据控制域中的报文序号的启动帧序号字节作为密码索引，从密码表中查出相应的密码，对功能数据域中的每个字节根据查出的密码进行算术加密计算，完成加密过程；在解密时，使用相应报文中的响应帧序号字节作为密码索引，从密码表中查出相应的密码，对功能数据域中的每个响应帧序号字节减去查出的密码，完成解密过程；

所述通信网关用于根据所述请求报文对相应网络地址的单灯控制器进行控制，并向所述集中控制器返回响应报文；

其中，所述报文包括报文头、控制域、功能数据域和报文尾，其中所述报文头包括报文起始符和地址域；所述控制域包括报文序号、控制码和报文长度；所述功能数据域包括多个用于完成控制指令的功能数据单元；所述报文尾包括校验码和报文结束符；所述网络地址包括所述单灯控制器所在的子网编号和在所述子网内的节点编号；所述地址域由所述单灯控制器的子网号、在所述子网内的编号或所述单灯控制器的物理地址标识；所述功能数据单元包括应用功能码、指令标识、数据单元长度和数据区，所述应用功能码包括状态确认标识和用于标识所述指令类型的应用功能标识，所述通信网关根据所述应用功能标识和数据区的代码控制所述单灯控制器；其中，所述数据区包含若干个单灯控制器的物理地址，组成一个响应序列；或者，所述数据区包含若干个子网编号，以及该子网内的某个节点编号，组成一个响应序列。

6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述通信网关还用于在接收到所述网络地址后，配置单灯控制器的网络地址，获取所述单灯控制器所支持的功能数据项和报警项，并根据所述通信协议将所述单灯控制器所支持的功能数据项和报警项生成报文发送给集中控制器。

7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述单灯控制器还用于当所述单灯控制器出现故障时，将报警信息发送至所述通信网关；所述通信网关还用于在接收到所述报警信息后根据所述通信协议生成报警报文，并将所述报警报文发送给所述集中控制器；所述集中控制器还用于在接收到所述报警报文后，向所述通信网关返回响应报文。

8.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述控制码包括传输方向位、启动标志位和通信协议版本。