CN103701674B - 电力线设备接入方法、电力线设备和电子设备 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种电力线设备接入方法和一种电力线设备，其中电力线设备接入方法包括：在电力线设备接入电力线时，监听电力线上传输的来自其他电力线设备的数据包；在未监听到来自其他电力线设备的数据包时，不向外广播数据包，处于静默状态。本发明对原有电力线通信协议进行了改进，能够兼容旧协议，并且可减少PLC设备对其他用电设备的电磁传导辐射和干扰。
Description
技术领域
本发明涉及智能家电技术领域，具体而言，涉及一种电力线设备接入方法、一种电力线设备和一种具有该电力线设备的电子设备。
背景技术
PLC(Power Line Communication，电力线通信)可以利用电力线进行数据传输，既能传输高带宽数据，亦能克服WLAN所不具备的无线信号穿墙能力差，导致性能大幅降低的缺点。
在进行PLC模块组网时，根据现有HomePlug AV协议(HomePlug AV是家庭电力线网络联盟为了满足家庭数字多媒体传输的需要而制定的标准，能实现在电力线、电话线、以及同轴电缆上数据传输)，新上电PLC设备在发现没有其他PLC设备时，会把自身设置为当前家庭网络的CCo(Central Coordinator，中央协调者)并广播beacon包，询问是否存在PLC网络或设备。如果存在PLC网络，该网络会向CCo发送响应，进而一起组成新的网络。
现有HomePlug AV协议至少存在以下技术问题：如果新上电设备周围没有PLC设备(即只有1台PLC设备的情形)，则广播包是多余的，这样既加大了PLC设备的自身功耗，占用了PLC链路带宽，也增大了对其他用电设备的电磁辐射干扰。
发明内容
考虑到上述背景技术，本发明提出了一种改进的HomePlug AV协议，能够减少PLC设备自身功耗以及对其他用电设备的电磁辐射干扰。
根据本发明的一个方面，提供了一种电力线设备接入方法，包括：在电力线设备接入电力线时，监听所述电力线上传输的来自其他电力线设备的数据包；在未监听到来自所述其他电力线设备的数据包时，不向外广播数据包，处于静默状态。
在上述实施方式中，当有电力线设备上电时，该电力线设备不发送数据包，处于静默状态，等待其他电力线设备广播的数据包，在没有监听到其他电力线设备的数据包时，也不向外发送数据包，一直处于静默状态。这样，在当前网络环境只有一个电力线设备时，就无需确定哪个设备是当前网络的中央协调者，在未接收到其他设备发送的广播包之前自身不会主动发出广播包，避免对其他用电设备产生不必要的电磁传导辐射和干扰。
根据本发明的另一方面，还提供了一种电力线设备，包括：监听单元，用于在所述电力线设备接入电力线时，监听所述电力线上传输的来自其他电力线设备的数据包；广播单元，用于在未监听到来自所述其他电力线设备的数据包时，不向外广播数据包，处于静默状态。
根据本发明的电力线通信设备能够支持本发明提出的改进的HomePlug AV协议。当该电力线通信设备上电时，其不向外发送数据包，处于静默状态，等待其他电力线通信设备广播的数据包，在没有监听到其他电力线通信设备的数据包时，也不向外发送数据包，一直处于静默状态。这样，在当前网络环境只有一个电力线设备时，就无需确定哪个设备是当前网络的中央协调者，在未接收到其他设备发送的广播包之前自身不会主动发出广播包，避免自身多余能量消耗及对其他用电设备产生不必要的电磁传导辐射和干扰。
根据本发明的又一方面，还提供了一种电子设备，包括本发明提出的电力线设备。该电子设备包括但不限于电视机、冰箱、空调、电脑、平板电脑。由于根据本发明的电力线设备可避免自身多余能量消耗以及对其他用电设备产生不必要的电磁传导辐射和干扰，因此采用该电力线设备的电子设备也具有同样的技术效果。
附图说明
图1示出了相关技术中的基于HomePlug AV协议的组网示意图；
图2示出了根据本发明的实施例的电力线设备接入方法的流程图；
图3示出了根据本发明实施例的电力线设备的框图；
图4示出了根据本发明的实施例的基于新HomePlug AV协议和旧HomePlug AV协议的电力线设备的组网示意图。
具体实施方式
为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本发明的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。
首先解释在本文中出现的几个名词。
HomePlug AV：AV指Audio and Video，2000年3月，由Cisco、HP、Motorola及Intel等数十家企业共同成立Home Plug Powerline Alliance(家庭电力线网络联盟)，以电力线架设局域网络的构想有了一致的标准和具体的进度。家庭电力线网络联盟随后在2001年6月发表电力线网络的第一份标准－HomePlug 1.0。2005年8月，家庭电力线网络联盟批准了新的HomePlug AV标准。
HomePlug AV是由宽带电力线接入转变而来的，电力线是一种连接到家庭宽带的接入技术，它利用现有交流配电网的中、低压电力线路，传输和接入因特网的宽带数据业务。交流电力线是一种最困难的有线通信媒介，主要干扰通信传输和劣化通信信号的因素是各种来源众多的不可预知的干扰、衰减和失真，包括宽范围的阻抗变化、高衰减电平、多路径时延传播等。例如：开关电源、电灯、电刷的火花噪声，静电噪声，电机、微波、变压器等引入的噪声；分支线路、配电盘、断路器、电感加热器等带来的衰减；不恒定的非线性电力负荷、阻抗失配等带来的失真。又如，因为电路分支和负载的互连几乎是随机的，因而家中任何两个电源插座之间的通路具有不可预知的传递函数，所以通路的幅度和相位响应随频率呈宽范围变化，幅值响应可能超过允许范围(其变化从几个dB到80dB以上)；而且，在各种用电设备开机和关机时，通道响应还会随时间变化。因此HomePlug AV技术就产生了。HomePlug AV是家庭电力线网络联盟为了满足家庭数字多媒体传输的需要而制定的标准，能实现在电力线、电话线、以及同轴电缆上数据传输。HomePlug AV的目的是在家庭内部的电力线上构筑高质量、多路媒体流、面向娱乐的网络，专门用来满足家庭数字多媒体传输的需要。它采用先进的物理层和MAC层技术，提供200Mbps级的电力线网络，用于传输视频、音频和数据。
CCo：Central Coordinator，中央协调者，HomePlug AV协议定义的MAC层实体，控制所在电力线网络设备的活动，并协调同相邻电力线网络的共存，以支持带宽管理、接入控制、多电力线网络运行等功能。若干支持HomePlug AV协议的电子设备(station)可互连在一起组成AVLN(HomePlug AV Logical Network)。同一AVLN中有且仅有一个station的身份是CCo，对整个AVLN的MAC层进行集中式管理。CCo周期性向AVLN中的所有station广播beacon包以分配、通告带宽。
图1示出了相关技术中的基于HomePlug AV协议的组网示意图。
根据目前的HomePlugAV协议，PLC设备上电时会监听电力线媒介上的数据包。如果通过监听发现存在已有的AVLN网络，即收到了已有AVLN网络中CCo设备(CCo会发送beacon包，通告新上电设备自身的存在，然后根据MAC地址大小彼此发包协商确定谁来做新的CCo)发送的beacon广播包，则加入该网络，如图1所示，新上电的电力线设备102监听电力线传输的数据包，而已上电的电力线设备104会向外广播数据包，新上电设备接收到该数据包之后，进行响应。
如果没有其他PLC设备，即只有一个PLC设备的情况，则新上电的PLC设备自身会成为CCo，并广播beacon包来组建自己的网络。最终待其他PLC设备上电后会与其联系并组成一个AVLN网络。这就带来了问题：当只有新上电设备自己为PLC设备时，其仍会向外发送广播包，此时这些广播包是无用的，且会导致占用PLC链路的带宽，以及引起不必要的功耗，并对其他用电设备造成传导辐射干扰。
如图2所示，为了解决上述技术问题，本发明对上述协议流程进行改进，提出了一种新的电力线设备接入方法，既是对原有协议的改进，同时向下兼容原有协议(新协议设备可与旧协议设备通信交互并完成PLC组网)，避免对现有组网机制的破坏。该电力线设备接入方法可以包括以下步骤：
步骤202，在电力线设备接入电力线时，监听电力线上传输的来自其他电力线设备的数据包；步骤204，在未监听到来自其他电力线设备的数据包时，不向外广播数据包，处于静默状态。当有电力线设备上电时，该电力线设备不发送数据包，处于静默状态，等待其他电力线设备广播的数据包，在没有监听到其他电力线设备的数据包时，也不向外发送数据包，一直处于静默状态。这样，在当前网络环境只有一个电力线设备时，就无需确定哪个设备是当前网络的中央协调者，在未接收到其他设备发送的广播包之前自身不会主动发出广播包，避免对其他用电设备产生不必要的电磁传导辐射和干扰。
在上述技术方案中，优选的，还可以包括：若监听到来自其他电力线设备的数据包，则响应其他电力线设备数据包，加入已建立的电力线逻辑网络。该其他电力线设备是基于旧协议的电力线设备。因此根据本发明的新协议能够兼容就协议，不会破坏已有协议组网体系。
在上述任一技术方案中，优选的，根据所述电力线设备的媒介访问控制地址和所述其他电力线设备的媒介访问控制地址的大小，确定作为所述电力线逻辑网络中的中央协调者；在将所述电力线设备确定为所述中央协调者后，向所述其他电力线设备发送通知。所述其他电力线设备中至少有一个电力线设备在接入所述电力线时，若没有监听到来自其他设备的数据包，则向外广播数据包。
根据本发明的电力线设备接入方法适用于只有一个电力线设备的场景，当有多个电力线设备时，需要至少一个电力线设备是基于原有协议的，如果全部都是基于新协议的，则电力线设备之间就不能进行互相通知。
也就是说，本方法适用于内嵌PLC通信模块的家电设备(如空调、冰箱、电视等)。PLC设备需要成对使用，可以在家电设备中采用基于本发明的改进的HomePlug AV协议，在PLC电力猫中仍然采用现有HomePlug AV协议，从而在获得改良增益的同时，确保形成AVLN网络，进而确保PLC通信链路的连通性(采取现有协议的电力猫会将自身设置为CCo并主动向PLC家电设备发beacon广播包，进而形成网络并进行PLC通信)，从另一方面也说明了根据本发明的改进的HomePlug AV协议能够兼容旧HomePlug AV协议，避免对现有组网机制的破坏。
根据本发明的改进的HomePlug AV协议，在电力线设备接入电力线时，保持静默状态(不发beacon广播包)；若上电后发现没有其他PLC设备(没有接收到其他PLC设备广播的beacon广播包)，则保持静默状态；若上电后发现有其他PLC设备组成了AVLN网络(即接收到了已有网络CCo发出的beacon广播包)，则新上电PLC设备接收到此类包后，对其响应并协商由谁来做新网络的CCo，之后组成新的网络。本发明特别适用于只有1个PLC上电设备的场景中，由于在上电时没有向外发送数据包，故可以避免PLC设备对其它用电设备的电磁传导辐射和干扰，同时也避免PLC设备不必要的自身功耗浪费，节约PLC链路带宽，而且向下兼容旧有HomePlug AV协议设备，支持新旧协议的设备仍可以彼此发现并完成CCo协商和PLC组网，不会破坏已有协议组网体系。
上面各实施例中所说的电力线设备是指PLC通信模块，该PLC通信模块可以内嵌在家电设备中，也可以外置于家电设备。
下面结合图3说明根据本发明的基于新HomePlug AV协议的电力线设备。
如图3所示，根据本发明的实施例的电力线设备300可以包括：监听单元302，用于在所述电力线设备接入电力线时，监听所述电力线上传输的来自其他电力线设备的数据包；广播单元304，用于在未监听到来自所述其他电力线设备的数据包时，不向外广播数据包，处于静默状态。
根据本发明的电力线设备能够支持本发明提出的改进的HomePlug AV协议。当该电力线设备上电时，其不向外发送数据包，处于静默状态，等待其他电力线设备广播的数据包，在没有监听到其他电力线设备的数据包时，也不向外发送数据包，一直处于静默状态。这样，在当前网络环境只有一个电力线设备时，就无需确定哪个设备是当前网络的中央协调者，在未接收到其他设备发送的广播包之前自身不会主动发出广播包，避免对其他用电设备产生不必要的电磁传导辐射和干扰。
在上述技术方案中，优选的，所述广播单元304还用于在监听到来自所述其他电力线设备的数据包时，响应所述其他电力线设备数据包，加入已建立的电力线逻辑网络。
在上述技术方案中，优选的，所述广播单元304可以包括：判断单元3042，用于接收来自所述其他电力线设备的媒介访问控制地址，并根据所述电力线设备的媒介访问控制地址和所述其他电力线设备的媒介访问控制地址的大小，确定作为所述电力线逻辑网络中的中央协调者。所述广播单元304还用于在将所述电力线设备确定为所述中央协调者后，向所述其他电力线设备发送通知。
图4示出了根据本发明的基于新HomePlug AV协议和旧HomePlug AV协议的电力线设备的组网示意图。
如图4所示，已上电的电力线设备204是基于本发明的新HomePlug AV协议的电力线设备。该电力线设备204一直处于静默状态。此时，新上电的电力线设备202是基于旧HomePlug AV协议的电力线设备，电力线设备202接入电力线时，若监听不到其他电力线设备，则将自身设为中央协调者并向外广播数据包。电力线设备204接收到电力线设备202广播的数据包之后，响应该数据包，建立AVLN网络。彼此发包根据MAC地址的大小来确定由哪个设备作为新的中央协调者，比如可以令MAC地址大的设备作为中央协调者，当然也可以令MAC地址小的设备作为中央协调者。
以上结合附图详细说明了根据本发明的技术方案，本发明对现有的HomePlug AV协议进行了改进，新上电PLC设备首先处于静默状态，只接收其他设备发来的beacon广播包并响应，在此之前自身不会主动发出广播包。这样，可以避免用电设备对其它相邻用电设备造成不必要的电磁传导辐射和干扰，同时也避免用电设备不必要的自身功耗浪费，节约PLC链路带宽，而且向下兼容旧有HomePlug AV协议设备，支持新旧协议的设备仍可以彼此发现并完成CCo协商和PLC组网，不会破坏已有协议组网体系。以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种电力线设备接入方法，其特征在于，包括：
在电力线设备接入电力线时，监听所述电力线上传输的来自其他电力线设备的数据包；
在未监听到来自所述其他电力线设备的数据包时，不向外广播数据包，处于静默状态；
若监听到来自所述其他电力线设备的数据包，则响应所述其他电力线设备的数据包，加入已建立的电力线逻辑网络。
2.根据权利要求1所述的电力线设备接入方法，其特征在于，根据所述电力线设备的媒介访问控制地址和所述其他电力线设备的媒介访问控制地址的大小，确定作为所述电力线逻辑网络中的中央协调者。
3.根据权利要求2所述的电力线设备接入方法，其特征在于，在将所述电力线设备确定为所述中央协调者后，向所述其他电力线设备发送通知。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的电力线设备接入方法，其特征在于，所述其他电力线设备中至少有一个电力线设备在接入所述电力线时，若没有监听到来自其他设备的数据包，则向外广播数据包。
5.一种电力线设备，其特征在于，包括：
监听单元，用于在所述电力线设备接入电力线时，监听所述电力线上传输的来自其他电力线设备的数据包；
广播单元，用于在未监听到来自所述其他电力线设备的数据包时，不向外广播数据包，处于静默状态；
所述广播单元还用于在监听到来自所述其他电力线设备的数据包时，响应所述其他电力线设备的数据包，加入已建立的电力线逻辑网络。
6.根据权利要求5所述的电力线设备，其特征在于，所述广播单元包括：
判断单元，用于接收来自所述其他电力线设备的媒介访问控制地址，并根据所述电力线设备的媒介访问控制地址和所述其他电力线设备的媒介访问控制地址的大小，确定作为所述电力线逻辑网络中的中央协调者。
7.根据权利要求6所述的电力线设备，其特征在于，所述广播单元还用于在将所述电力线设备确定为所述中央协调者后，向所述其他电力线设备发送通知。
8.一种电子设备，其特征在于，包括如权利要求5至7中任一项所述的电力线设备。
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