CN104202070A - 通信系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及通信技术领域，尤其涉及一种通信系统，通过在建筑内将电力线通信与无线通信整合的方式进行组网，进而实现在建筑内不同的空间区域中，通信终端与外部通信网络的数据交互，以实现诸如智能家居等设备的互联互通，由于可利用现有电力网络实现互联互通，进而能够大大降低电器智能化的成本及施工难度。

Description

通信系统

技术领域

本发明涉及通信技术领域，尤其涉及一种通信系统。

背景技术

随着科技的进步和发展，网络通信已经从办公场所延伸到家庭住宅区域。为了实现家用电器的智能化，需要将室内各种用电设备及装置互联互通，并通过因特网实现远程控制。但是，由于室内通信环境比较复杂多样，致使目前还没有一种通信技术能完全满足家庭室内多种信息设备的联网需求。

当前，家庭网络的接入主要分为有线通信和无线通信两类，有线网络的接入点固定且有限，不能满足众多家用电器及当前信息设备移动化的联网需求。无线网络能极大的方便各种设备的互连互通，但由于家庭室内环境复杂，尤其是门、墙壁等障碍物会致使无线信号严重的衰减。如一般家庭中会购置路由器实现家庭室内的无线通讯，而由于接收装置处于不同的房间或同一房间不同的位置，均会因墙、门或位于无线路由器与接收装置之间的家用设备等障碍物，进而致使无线信号需要穿透障碍物，导致无线信号严重的衰减，这样可能会使距离无线路由器较远或是与无线路由器间有着较多障碍物的设备，完全无法接收到无线信号。而若购置多个路由器，以实现不同房间的无线通信，不仅成本较高，且还要重新布置网线及重建无线局域网络，其技术难度较高，需要专业水准才能实现，不适宜推广至普通家庭。

发明内容

针对上述技术问题，本申请提供了一种通信系统，可应用于室内诸如智能家居、移动终端等设备的互连互通，通过将无线通信与电力线通信整合在一起，并利用现有的电力线布网基础，实现在室内的无障碍无线移动互联。具体的：

本申请公开一种通信系统，包括：

电力线网络，嵌入设置于建筑中，用于向安置于所述建筑内的电器输送电力，设置若干节点；

所述若干节点包括一个主节点和若干子节点；

电力线通信模块，分别设置于各个所述节点上，以用于将可在所述电力线网络上进行传输的电力线信号与可在外部通信网络上进行传输的网络信号之间的转换；

外部网络接入设备，通过所述电力线通信模块与所述主节点连接，以接收所述外部通信网络的网络信号并转发至所述电力线通信模块，以及接收所述电力线通信模块发送的网络信号并转发至所述外部通信网络；

无线通信模块，通过所述电力线通信模块分别与所述子节点连接，以接收所述电力线通信模块发送的网络信号并转发至终端设备，以及接收所述终端设备发送的网络信号并转发至所述电力线通信模块。

上述的通信系统中，所述外部网络接入设备还与所述无线通信模块连接，所述终端设备通过所述无线通信模块与所述外部通信网络实现数据交互。

上述的通信系统中，所述无线通信模块包括若干无线通信设备单元，且所述节点与所述无线通信设备单元连接，以实现所述终端设备与所述外部通信网络之间的数据交互。

上述的通信系统中，所述无线通信设备单元为Wi-Fi收发设备。

上述的通信系统中，所述电力线通信模块包括若干PLC设备单元，每个所述节点上均通过一所述PLC设备单元，以实现所述网络信号与所述电力线信号之间的转换。

上述的通信系统中，在所述电力线网络中，每个所述PLC设备单元均预置有唯一的地址标识，以用于所述电力线信号的接收及发送。

上述的通信系统中，每个所述PLC设备单元均包括信号转换设备和信号收/发设备；

所述信号转换设备用于所述网络信号与所述电力线信号之间的转换；

所述信号收/发设备用于将所述信号转换设备转换的电力线信号发送至所述电力线网络中，或者接收其他所述PLC设备单元发送的电力线信号。

上述的通信系统中，所述终端设备包括移动通信终端、智能电器和计算机终端。

上述的通信系统中，所述外部网络接入设备与所述电力线通信模块之间以全双工的方式实现双向通信。

综上所述，本专利申请记载了一种通信系统，通过在建筑内将电力线通信与无线通信整合的方式进行组网，即利用外部网络接入设备(如宽带网络接入设备)来接收自外部网络的网络信号或者发送网络信号至外部网络中，同时利用电力线通信模块将接收到的网络信号转换为电力线信号，然后经嵌入设置在建筑内的电力线网络发送至相应的节点上，并再次利用电力线通信模块将接收到的电力线信号转换为网络信号后，经无线通信设备进行发送；同时，无线通信设备接收的网络信号同样可经电力线通信模块进行转换并经电力线网络传送至外部通信网络，进而实现在建筑内不同的空间区域中，通信终端与外部通信网络的数据交互，以实现诸如智能家居等设备的互联互通。该系统由于可利用现有电力线网络实现用电设备的互联互通，进而能够大大降低电器智能化的成本及施工难度。

附图说明

图1是本申请实施例中通信系统的网络结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步的说明:

图1是本申请实施例中通信系统的网络结构示意图。如图1所示，本实施例中提供了一种通信系统，例如可应用于家居设备、办公设备等的智能化过程中。由于建筑物(如住宅楼、办公楼及其他建筑设施)在建造完毕后，会先进行电力线网络的铺设，以便于向建筑内部提供照明或其他设备运行的电力，且该电力线网络上设置有包括用于外部电力引入的主节点及用于电力输出的若干子节点(如插座等)等若干节点；本实施例的通信系统即是在建筑物中预先安置有电力线网络的基础上进行的，该通信系统包括：

外部通信网络接入设备，以用于将外部的通信网络信号引入至建筑物内，该外部的通信网络可为诸如各个运营商提供的宽带互连网，也可以为无线通信网络。当然鉴于当前网络发展的状况，优选的可选择该外部通信网络为有线的宽带互联网。

若干PLC单元，每个上述的节点上均连接有一PLC单元，以用于将上述外部通信网络接入设备获取的外部通信网络的网络信号转换为能在上述电力线网络上进行传输的电力线信号，同时该PLC单元也能将接收的电力线信号转换为网络信号进行输出。

优选的，与上述主节点连接的PLC单元(以下简称主PLC单元)将外部网络接入设备发送的网络信号转换为电力线信号后，将该电力线信号经上述的电力线网络转发至每个子节点，而与子节点连接的PLC单元(以下简称从PLC单元)则将接收的电力线信号转换为网络信号进行输出。同时，从PLC单元也可将接收到的网络信号转换为电力线信号并经上述的电力线网络转发至主PLC单元处，该主PLC单元对接收的电力线信号进行转换后，输出网络信号至外部网络接入设备，以实现与外部通信网络的数据交互。

进一步的，为了便于电力线网络中电力线信号的传输，可为每个PLC单元在该电力线网络中预置唯一的地址标识，且外部网络接入设备中存储有每个PLC单元的地址标识，当需要对一子节点发送数据时，可将该子节点连接的PLC单元的地址标识嵌入在数据包中，当PLC单元接收到数据包时确认地址标识是否为本子节点的数据，若不是则可不接收，反之则接收；相应的，为了便于主节点辨识收到的数据，每个子节点在发送数据时也将本子节点的PLC单元的地址标识嵌入在数据包中进行发送。

Wi-Fi设备(Wi-Fi路由器)，每个上述的PLC单元均可与一该Wi-Fi设备连接(即每个子节点上均可根据实际的需求设置或不设置Wi-Fi设备，当然也可根据具体实际情况设置多个Wi-Fi设备)，当PLC设备接收到电力线信号后，将转换的网络信号经Wi-Fi设备发送至用户终端设备(如移动通信终端(如手机、平板电脑等)、可穿戴设备、智能电器和计算机终端等)，同时该Wi-Fi设备还接收用户终端设备发送的网络信号，并转发至相应的PLC单元，以经上述的电力线网络实现与外部通信网络的数据交互(实现双向通信)。

具体的，下面就以整合电力线通信与Wi-Fi通信的家庭网络组网方式，对保障家庭室内网络的覆盖范围并为各种信息设备提供便捷的联网进行详细说明：

本实施例是在基于电力线网络的基础上，整合Wi-Fi通信的方式组建家庭网络，即采用混合组网的方式，以电力线网络为家庭网络的主干网络，并以Wi-Fi通信网络为各个设备的接入网络，进而形成拓扑结构的网络；该拓扑结构的网络中设置有一个外网接入主节点和多个电力线网络子节点，每个电力线网络子节点处均设有Wi-Fi信号收发模块(可参见图1所示的网络结构)。

首先，网络接入模块(即外部网络接入设备)获取运营商提供的网络信号，并利用电力线通信模块(即PLC单元)信号转换设备将上述的网络信号转换为电力线信号并加入目标模块地址，且该电力线通信模块中设有发射端与接收端电路。

其次，发射端根据电力线通信技术的要求，对上述的电力线信号携带IP地址的数据包进行编码调制、模拟前端处理等操作后，得到电力线发射信号，并将该电力线发射信号耦合到电力线网络上进行传输，而挂载在同一电表内电力线网络上的其他电力线通信模块中的接收端电路则通过耦合器接收到电力线信号，并经过模拟前端、解码等操作得到上述携带IP地址的数据包，并根据数据包中的目标地址判断是否属于该节点的数据包；如果是本节点的数据包则正确的接收，并转换为网络信号后传输至Wi-Fi信号收发模块，转换为无线信号进行发送；若该数据包中的目标地址与本节点的地址不符，则可不对该数据包进行任何处理。

最后，上述的Wi-Fi信号收发模块将接收到的数据包按照通信协议进行处理后，得到无线发射信号，以电磁波的形式通过无线信道进行发送至带有Wi-Fi模块的各种信息终端设备(如手机、电脑、智能电视、可穿戴设备等)。

需要注意的是，上述的步骤只是信息终端设备从外部通信网络中下载数据的过程，而当信息终端设备需要发送信号至外部通信网络中时，则可采用相似的操作步骤进行数据的发送；例如，信息终端设备发送无线网络信号至Wi-Fi模块，该Wi-Fi模块对接收的网络信号进行处理后转发至PLC单元，PLC单元将网络信号转换为电力线信号(同时在网络信号负载的数据包中嵌入该子节点的地址标识)后，经电力线网络发送至上述的主节点，与主节点连接的PLC单元将接收的电力线信号转换为网络信号后，经外部网络接入设备发送至外部通信网络，进而实现信息终端设备与外部通信网络的数据交互。

优选的，上述的信息终端设备接收到两个及两个以上的Wi-Fi信号收发模块发射的无线网络信号时，可自动选择信号最强的网点进行连接，以在比较良好的网络环境中实现收发网络数据。

进一步的，在进行组网的过程中，每个节点连接的Wi-Fi模块均可连接多个子Wi-Fi网络，并通过对该多个子Wi-Fi网络进行不同的网络参数配置及不同的加密方式，实现针对不同用户提供不同等级的网络服务。

优选的，上述电力线通信模块与网络接入模块之间均可实现全双工的双向通信。

进一步的，为了数据准确、快捷的传输，可对挂载在电力线网络上的每个电力线通信模块均设置一个唯一的地址标识(即上述数据包中的IP)，外部网络接入设备中存储有一保存于该外部网络接入设备在同一电力线上所有电力线通信模块地址标识的地址表，以用于数据的收发。

综上，由于采用了上述技术方案，本申请实施例中记载的一种通信系统，通过整合电力线通信与Wi-Fi通信组建家庭室内网络，即利用电力线网络作为建筑内的通信主干网，在扩展网络覆盖范围的同时，利用现有的电力线网络资源大大降低室内组网的成本，同时利用无线Wi-Fi技术作为终端设备的联网接入方法，进一步增加设备联网的方便性，同时多个Wi-Fi模块意味着多个局域Wi-Fi网络，可以在减小Wi-Fi信号辐射的同时，实现建筑内Wi-Fi网络的全覆盖。

通过说明和附图，给出了具体实施方式的特定结构的典型实施例，基于本发明精神，还可作其他的转换。尽管上述发明提出了现有的较佳实施例，然而，这些内容并不作为局限。

对于本领域的技术人员而言，阅读上述说明后，各中变化和修正无疑将显而易见。因此，所附的权利要求书应看作是涵盖本发明的真实意图和范围的全部变化和修正。在权利要求书范围内任何和所有等价的范围与内容，都应认为仍属本发明的意图和范围内。

Claims (9)

1.一种通信系统，其特征在于，所述系统包括：

电力线网络，嵌入设置于建筑中，用于向安置于所述建筑内的电器输送电力，设置若干节点；

所述若干节点包括一个主节点和若干子节点；

电力线通信模块，分别设置于各个所述节点上，以用于将可在所述电力线网络上进行传输的电力线信号与可在外部通信网络上进行传输的网络信号之间的转换；

外部网络接入设备，通过所述电力线通信模块与所述主节点连接，以接收所述外部通信网络的网络信号并转发至所述电力线通信模块，以及接收所述电力线通信模块发送的网络信号并转发至所述外部通信网络；

无线通信模块，通过所述电力线通信模块分别与所述子节点连接，以接收所述电力线通信模块发送的网络信号并转发至终端设备，以及接收所述终端设备发送的网络信号并转发至所述电力线通信模块。

2.如权利要求1所述的通信系统，其特征在于，所述系统中：

所述外部网络接入设备还与所述无线通信模块连接，所述终端设备通过所述无线通信模块与所述外部通信网络实现数据交互。

3.如权利要求2所述的通信系统，其特征在于，所述系统中：

所述无线通信模块包括若干无线通信设备单元，且所述节点与所述无线通信设备单元连接，以实现所述终端设备与所述外部通信网络之间的数据交互。

4.如权利要求3所述的通信系统，其特征在于，所述系统中：

所述无线通信设备单元为Wi-Fi收发设备。

5.如权利要求1所述的通信系统，其特征在于，所述系统中：

所述电力线通信模块包括若干PLC设备单元，每个所述节点上均通过一所述PLC设备单元，以实现所述网络信号与所述电力线信号之间的转换。

6.如权利要求5所述的通信系统，其特征在于，所述系统中：

在所述电力线网络中，每个所述PLC设备单元均预置有唯一的地址标识，以用于所述电力线信号的接收及发送。

7.如权利要求5所述的通信系统，其特征在于，所述系统中：每个

所述PLC设备单元均包括信号转换设备和信号收/发设备；

所述信号转换设备用于所述网络信号与所述电力线信号之间的转换；

所述信号收/发设备用于将所述信号转换设备转换的电力线信号发送至所述电力线网络中，或者接收其他所述PLC设备单元发送的电力线信号。

8.如权利要求1所述的通信系统，其特征在于，所述系统中：所述

终端设备包括移动通信终端、智能电器和计算机终端。

9.如权利要求1所述的通信系统，其特征在于，所述系统中：所述外部网络接入设备与所述电力线通信模块之间以全双工的方式实现双向通信。