CN104994014A - 智能电网通信中的电力线载波IPv6与无线ZigBee间的通信方法 - Google Patents

Abstract

本发明请求保护一种智能电网通信技术领域的电力线载波IPv6与无线ZigBee之间的通信方法。该通信方法在不改变ZigBee和电力线载波IPv6协议的基础上，实现了电力线载波IPv6网络与无线ZigBee网络之间的相互通信，并通过数据包的多空间共存调度策略与过滤阻塞机制，对网络中的数据包进行高效处理，使电力线载波IPv6与无线ZigBee异构网络之间实现无缝连接。本发明实现了电力线载波IPv6与无线ZigBee间的通信转换，为有线网络与无线网络的混合传输提供一种解决方法，有效的解决了智能电网中电力线载波IPv6网络和ZigBee网络之间通信数据转换的问题，促进了智能电网中异构网络之间的无缝连接。

Description

智能电网通信中的电力线载波IPv6与无线ZigBee间的通信方法

技术领域

本发明涉及智能电网中电力线载波网络及ZigBee网络通信领域，适用于电力线载波网络和ZigBee网络之间的数据交互，具体为智能电网中有线网络和无线网络中混合传输提供一种有效传输的方法。

背景技术

智能电网(Smart Grid)已成为近年来国内外有关未来电网发展趋势的热门话题，是当今世界电力系统发展变革的最新动向。智能电网的信息传输需要建立可靠的通信网络，电力线通信技术作为终端用户与电力公司交换信息的关键技术之一，应用于智能电网建设中非常有竞争力。电力线通信技术(Power LineCommunication,PLC)是以电力线作为信息传输媒介进行数据或语音等传输的一种特殊通信方式。

随着智能电网技术的发展，将下一代互联网核心技术IPv6与电力线载波通信网络相结合，实现电力线载波设备IP化，是电力线载波通信网络的发展方向。目前，电力线智慧电表进化联盟(Power line Intelligent Metering Evolution,PRIME)提出的PRIME标准和法国电网输送公司(Electricite Reseau Distribution France,ERDF)发起，美信公司(Maxim)等共同公布的G3-PLC标准对电力线载波设备的IP化进行了相关研究。PRIME标准MAC层采用IEEE 802.16标准。G3-PLC标准对电力线载波通信的物理层和MAC层进行了规范，其物理层采用正交频分复用(Orthogonal Frequency Division Multiplexing,OFDM)调制技术，MAC层采用IEEE 802.15.4标准及6LoWPAN(IPv6over Low power Wireless Personal AreaNetworks)适配层，实现了IPv6报文在MAC(Media Access Control)层IEEE802.15.4上的传输。

近年来，基于Bluetooth(基于IEEE 802.15.1)、Wi-Fi(基于IEEE 802.11)和ZigBee(基于IEEE 802.15.4)等协议的无线网络技术得到迅猛发展。为了规范传感器网络的数据通信，2000年12月，IEEE 802.15.4工作组成立，制定了针对低速无线网络应用的物理层和媒体接入层的802.15.4标准。ZigBee联盟基于IEEE802.15.4标准，制定了数据链路层(Data Link Layer，DLL)、网络层(Network Layer，NWK)和应用编程接口(Application Program Interface，API)标准，并负责高层应用、测试和市场推广等方面的工作。

如何将无线网络技术与有线网络技术融合成为研究的新热点。首先需要解决的问题是数据的兼容性，以及如何实现有线网络与无线网络之间的连接和通信。因此有线通信协议与无线协议之间的转换技术必不可少。经过对现有文献的检索发现，中国专利申请号为：201410046073.4，名称为：ZigBee转WIFI网关，该技术提出了将ZigBee通信协议和WIFI通信协议进行转换及协议字段解析；中国专利申请号为：201310611561.0，名称为：一种基于ZigBee和Z-Wave技术的无线网关，该技术提出了解决Z-Wave无线通信网络与ZigBee无线网络相对通畅的互联互通的问题。但是以上技术都只是涉及了无线协议之间的转换。由于电力线载波IPv6和ZigBee具有不同的协议规范，ZigBee网络中的设备就无法和电力线载波IPv6网络中的设备通信。要解决异构网络之间的通信问题，就需要通信转换。然而目前还未有关于电力线载波IPv6网络与无线ZigBee网络之间通信方法文献的公开报道。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明提供了一种实现电力线载波IPv6通信协议报文的无线传输和无线ZigBee报文的有线传输的方法，为智能电网有线网络与无线网络之间提供通信桥梁。

本发明的技术方案如下：一种智能电网通信中的电力线载波IPv6与无线ZigBee间的通信方法，其中电力线载波IPv6网络和无线ZigBee网络之间通信相互转换的网关装置包括有电力线载波模块、主控单元、电源管理单元、无线ZigBee射频模块和存储器模块，所述电力线载波IPv6的协议栈包括有基于OFDM的物理层、基于IEEE 802.15.4标准的MAC层、6LoWPAN适配层、IPv6网络层和采用UDP协议的传输层及IPv6应用层协议，实现了IPv6报文在MAC的传输；所述无线ZigBee的协议栈包括有2.4GHz的射频物理层、基于IEEE802.15.4标准的MAC层、无线ZigBee网络层及无线ZigBee应用层协议，所述通信方法包括以下步骤：

101、对电力线载波IPv6与无线ZigBee间的通信模块进行初始化，包括主控单元初始化、电力线载波模块初始化及无线ZigBee模块初始化；所述的主控单元初始化，包括：I/O口的初始化，看门狗清零，中断响应处理，控制器定义所需的变量、常量和数据类型，Flash存储器处理，串行通信处理，定时器处理，Linux操作系统初始化；

102、在不改变ZigBee和电力线载波IPv6协议的前提下，电力线载波IPv6协议栈和无线ZigBee协议栈均被设置在主控单元的用户空间，通过数据包的多空间共存调度策略和过滤阻塞机制，对电力线线载波IPv6数据包和ZigBee数据包进行高效的处理；电力线载波模块通过轮询方式查询电力线上是否有数据传输，提取电力线上的有效数据，进行解析并传递给主控单元，主控单元根据接收到的报文产生中断，主控单元接收到电力线载波模块解析后的数据，则执行步骤103；无线ZigBee子网的接入模块等待接收2.4GHz无线网络的数据，如果在设定的时间内没有进行收、发数据，无线射频模块则进入休眠状态，当有数据传输时会对射频模块进行唤醒并传输数据，主控单元接收到无线ZigBee数据，则执行步骤104；

103、电力线载波模块将接收到的数据信息传给主控单元，主控单元将接收到的电力线载波数据报文转换为无线ZigBee数据报文，无线ZigBee数据报文通过SLIP协议的串行发送缓冲器经射频天线进行无线发射；

104、主控单元的控制器对从射频天线经串行接收缓冲器将接收到的无线ZigBee数据报文信息进行解析，提取有效数据包后，将会对该数据进行无线ZigBee数据报文到电力线载波数据报文的转换，并将转换后的数据经电力线载波模块耦合到电力线传输媒介进行传输。

进一步的，步骤101中所述的电力线载波模块初始化，包括以下步骤：

(1)电力线载波模块的硬件底层初始化，包括有时钟、I/O口、定时器、串口通信和中断优先级设置；

(2)电力线载波模块中IPv6协议栈的初始化，包括有应用层的收、发状态和应用层的属性，物理层的收、发状态和OFDM调制解调，以及物理层的属性、标志位和内存空间分配，MAC层的收、发状态和MAC层的属性及地址，适配层的收、发状态和适配层的属性，网络层的收、发状态和网络层的属性、IPv6的地址及网络管理；

(3)网关载波模块的组网，载波节点通过发送入网请求、连接请求等交互过程完成入网，网关载波模块为入网的载波节点分配全球唯一的IPv6地址，从而形成支持IPv6技术的电力线载波通信网络。

进一步的，步骤102中所述的数据包的多空间共存调度策略和过滤阻塞机制，有序处理待转换的电力线载波IPv6和无线ZigBee数据包，以及对其他数据包的滤除，从而降低多空间共存中数据包的冗余，并高效处理网络中的数据包。对于数据包的多空间共存调度策略和过滤阻塞机制，其特殊说明在于：

主控单元中具有用户空间和内核空间，电力线载波IPv6协议栈和无线ZigBee协议栈均被设置在主控单元，其中用户空间主要处理异构网络转换的数据包，而内核空间主要负责同构网络的相关数据包，同时处理以太网等数据。流经主控单元的数据包有电力线载波IPv6节点到电力线载波IPv6节点、无线ZigBee节点到ZigBee节点、电力线载波IPv6节点到无线ZigBee节点、无线ZigBee节点到电力线载波IPv6节点。针对不同类型的数据包，通过设置内核空间模块和用户空间模块，当待转换的数据包经过内核挂接点时，内核将该数据包拷贝一份给挂接点模块处理，并返回一个信息给内核，交由用户空间进行相应的数据包处理，从而实现对数据包的多空间共存调度策略。对于所述的数据包过滤阻塞机制，通过对接收到的数据包地址与相应地址池进行比对，判断其是否与所属地址池中的地址相符，若相符则进行处理，反之则进行阻塞。针对同构网络而言，其地址池所存储的为所属同构网络地址；而对于异构网络，其地址池所存储的为需要转换为异构网络的载波IPv6或ZigBee节点地址(如PLC存储的为需要转换为ZigBee网络的PLC地址)。

进一步的，步骤103中所述的主控单元将接收到的电力线载波IPv6数据报文转换为无线ZigBee数据报文，具体包括以下步骤：

(1)主控单元通过SLIP协议获取电力线载波模块对IPv6报文解析后的数据及长度、源地址、目的地址、源端口和目的端口，解析后的报文作为ZigBee协议的应用层负载；

(2)主控单元将ZigBee协议报文的设备地址与电力线载波报文的地址绑定，通过目的地址来获取ZigBee协议地址；

(3)加载应用层帧头、网络层帧头和MAC层帧头，完成ZigBee数据报文的封装，并经过SLIP协议由射频天线进行发送到2.4GHz无线网络。

进一步的，根据权利要求1所述的智能电网通信中的电力线载波IPv6与无线ZigBee间的通信方法，其特征在于，步骤104中无线ZigBee数据报文到电力线载波数据报文的转换的步骤具体为：

(1)主控单元获取无线ZigBee子网接入节点的源地址、目的地址、数据及长度，对ZigBee报文进行解析，并将有效载波通过SLIP协议发给主控单元，并将解析后的数据作为电力线载波数据报文；

(2)将该数据报文按照电力线载波IPv6协议栈封装成IPv6协议的数据报文，从而转换成电力线载波IPv6报文；

(3)通过SLIP协议由电力线载波IPv6子网接入模块传输给电力线载波IPv6网络节点，最终通过电力线载波模块耦合到电力线传输媒介上进行传输。

本发明的优点及有益效果如下：

智能电网的发展，迫切需要异构网络之间的无缝连接。在这个背景下，本发明有助于解决智能电网中电力线载波IPv6网络和ZigBee网络之间的通信问题，极大地满足了智能电网快速发展的需求，产生可观的经济效益。

附图说明

图1为实施例中电力线载波IPv6网络和ZigBee网络之间通信相互转换的网关通信示意图；

图2为实施例中电力线载波IPv6网络和ZigBee网络之间通信相互转换的网关装置；

图3为实施例中电力线载波IPv6节点数据报文转换成无线ZigBee节点数据报文的示意图；

图4为实施例中无线ZigBee节点数据报文转换成电力线载波IPv6节点数据报文的示意图；

图5为实施例中电力线载波IPv6与无线ZigBee间的通信转换流程图；

图6为实施例中数据包多空间共存调度策略的数据包类型表；

图7为实施例中内核空间数据包阻塞机制的流程图；

图8为实施例中用户空间数据包阻塞机制的流程图。

具体实施方式

以下结合附图，对本发明作进一步说明：

下面结合附图对本发明一种电力线载波IPv6与无线ZigBee间的通信方法作进一步描述，首先，本实施例在以本发明技术方案的前提下进行实施，其次，给出了详细的实施方案和具体的操作过程，然而本发明的保护范围不限于下述的实施例。

本实施例的详细介绍如下：

如图1所示，以电力线载波IPv6网络和无线ZigBee网络之间相互转换的网关为基础，结合发明的电力线载波IPv6网络和无线ZigBee网络之间的通信方法，实现电力线载波IPv6网络与无线ZigBee网络之间的相互通信。其中通过使用数据包的多空间共存调度策略与过滤阻塞机制，对网络中的数据包进行高效处理，实现电力线载波IPv6与无线ZigBee异构网络之间的无缝连接。

如图2所示，本实施例的电力线载波IPv6网络和无线ZigBee网络之间通信相互转换的网关装置，包括有电力线载波模块10、Linux主控单元、电源管理单元、无线ZigBee射频模块20和存储器模块，其中电力线载波模块10通过串口与主控单元相连并通过SLIP协议传输电力线载波IPv6协议栈解析的报文信息，无线ZigBee射频模块20通过串口与主控单元相连传输2.4GHz无线的收、发数据。电力线载波模块实现IPv6数据报文的解析和封装，由主控单元实现解析的电力线载波IPv6数据报文与无线ZigBee数据报文之间的转换；电源管理分别与电力线载波模块、主控单元、无线ZigBee射频模块和存储器模块相连以提供各模块工作所需的电压。电力线载波IPv6网络100中包括有PLC设备101，PLC设备102，PLC设备103，PLC模块10；无线ZigBee网络200中包括有ZigBee设备201，ZigBee设备202，ZigBee设备203，ZigBee模块20。

电力线载波模块10通过轮询电力线载波IPv6网络100是否有数据传输，提取电力线上的有效数据，进行解析并传递给主控单元，主控单元根据接收到的报文产生中断。电力线载波模块将接收到的数据信息通过SLIP协议传输给主控单元，主控单元将接收到的电力线载波数据报文转换为无线ZigBee数据报文；无线ZigBee数据报文同样通过SLIP协议发送到串口缓冲器，再经射频天线发射，从而实现电力线载波IPv6网络数据包与无线ZigBee网络数据包的转换。

无线ZigBee射频模块20等待接收无线ZigBee网络200设备节点的数据，如果在设定的时间内没有进行收、发数据，射频模块则进入休眠状态，当有数据传输时会对射频模块进行唤醒并传输数据。主控单元的控制器对从射频天线经串行接收缓冲器接收到的无线ZigBee数据报文信息进行解析，提取有效数据包后，将会对该数据进行无线ZigBee数据报文到电力线载波数据报文的转换，并将转换后的数据通过SLIP协议传输给载波模块，最终通过电力线载波模块10耦合到电力线传输媒介上进行传输，从而传输给电力线载波IPv6网络100中的PLC设备节点。

如图3所示，所述的电力线载波IPv6节点数据报文转换成无线ZigBee节点数据报文的示意图：PLC设备101/102/103将应用层的数据通过电力线载波IPv6协议栈的应用层、传输层(UDP)、IPv6网络层、6LoWPAN适配层和IEEE 802.15.4MAC层进行封包，并通过PLC物理层采用的OFDM技术由电力线传输给电力线载波模块10，电力线载波模块10通过轮询电力线上是否有数据传输，经过逐层的解析提取出电力线上的有效数据并传递给主控单元，主控单元根据接收到的报文产生中断。电力线载波模块将接收到的数据信息传给主控单元，主控单元将接收到的电力线载波IPv6数据包作为有效载荷，通过ZigBee模块20中ZigBee协议栈的应用层、网络层和MAC层封包以转换为无线ZigBee数据报文，并交由2.4GHz射频物理层将无线ZigBee数据报文通过SLIP协议发送到串口缓冲器，再经射频天线发射到ZigBee设备201/202/203，从而实现电力线载波IPv6网络的数据向无线ZigBee网络的传输。

主控单元将接收到的电力线载波IPv6模块10数据报文转换为无线ZigBee模块20数据报文步骤如下：

(1)主控单元获取电力线载波模块10对IPv6报文解析后的数据及长度、源地址、目的地址、源端口和目的端口，解析后的报文作为ZigBee模块20的ZigBee协议栈的应用层负载；

(2)主控单元将ZigBee模块20中ZigBee协议报文的设备地址与电力线载波报文的地址绑定，在主控单元中设有电力线载波Ipv6地址池和ZigBee地址池，并通过目的地址来获取ZigBee节点地址；

(3)加载ZigBee模块20中ZigBee协议栈的应用层帧头、网络层帧头和MAC层帧头，完成ZigBee数据报文的封装，并经过射频天线发送到2.4GHz无线网络中的ZigBee设备201/202/203。

如图4所示，所述的无线ZigBee节点数据报文转换成电力线载波IPv6节点数据报文的示意图：无线ZigBee射频模块20等待接收无线ZigBee网络200中的ZigBee设备节点数据，如果在设定的时间内没有进行收、发数据，射频模块则进入休眠状态，当有数据传输时会对射频模块进行唤醒并传输数据。主控单元的控制器对从射频天线经串行接收缓冲器接收到的无线ZigBee设备201/202/203数据报文进行解析，提取有效数据包后，将会对该数据进行无线ZigBee数据报文信息进行解析，提取有效数据包后，将会对该数据进行无线ZigBee数据报文到电力线载波数据报文的转换，并将转换后的数据通过SLIP协议传输给载波模块。最终通过电力线载波模块10耦合到电力线传输媒介上进行传输到PLC设备101/102/103，从而传输给电力线载波IPv6网络100中的PLC设备节点。实现无线ZigBee网络的数据向电力线载波IPv6网络的传输。

如图5所示，所述的电力线载波IPv6与无线ZigBee间的通信转换流程图：

第一步，对主控单元进行初始化，以及电力线载波模块10中IPv6协议栈和无线ZigBee射频模块20中ZigBee协议栈分别进行初始化及组网操作。

所述的主控单元初始化，包括：I/O口的初始化，看门狗清零，中断响应处理，控制器定义所需的变量、常量和数据类型，Flash存储器处理，串行通信处理，定时器处理，以及Linux操作系统初始化。

所述的电力线载波IPv6协议栈初始化，包括以下步骤：

(1)电力线载波模块10的硬件底层初始化，包括有时钟、I/O口、定时器、串口通信和中断优先级设置；

(2)电力线载波模块中IPv6协议栈的初始化，包括有应用层的收、发状态和应用层的属性，物理层的收、发状态和OFDM调制解调，以及物理层的属性、标志位和内存空间分配，MAC层的收、发状态和MAC层的属性及地址，适配层的收、发状态和适配层的属性，网络层的收、发状态和网络层的属性、IPv6的地址及网络管理；

(3)网关载波模块的组网，PLC设备101/102/103通过发送入网请求、连接请求等交互过程完成入网，PLC模块10为入网的PLC设备101/102/103分配全球唯一的IPv6地址，从而形成支持IPv6技术的电力线载波通信网络。第二步，查询数据是否接收完毕，并对接收报文的长度及校验码进行判断，对于长度出错及校验码错误的报文进行丢弃处理。

第三步，对接收正确的数据包进行报文类型的判定，如果是电力线载波IPv6报文则对该报文进行是否要传输到ZigBee网络200进行判定，若要传输到ZigBee网络200，则在主控单元中将电力线载波IPv6向ZigBee协议进行转换，并构成ZigBee报文，再通过SLIP协议由射频模块传输到ZigBee网络设备201/202/203，否则PLC模块10处理该电力线载波IPv6报文并响应对应的PLC设备101/102/103。

第四步，对接收正确的数据包进行报文类型的判定，如果是ZigBee报文则对该报文进行是否要传输到电力线载波IPv6网络100进行判定，若要传输到电力线载波IPv6网络100，则在主控单元中将ZigBee协议向电力线载波IPv6协议进行转换，并构成电力线载波IPv6报文，再通过SLIP协议由载波模块传输到电力线载波IPv6网络设备101/102/103，否则ZigBee模块20处理该ZigBee报文并响应对应的ZigBee设备201/202/203。

针对在不改变ZigBee与电力线载波IPv6协议的基础上，实现电力线载波IPv6网络与无线ZigBee网络之间的相互通信。

主控单元中具有用户空间和内核空间，电力线载波IPv6协议栈和无线ZigBee协议栈均被设置在主控单元，其中用户空间主要处理异构网络转换的数据包，而内核空间主要负责同构网络的相关数据包，同时处理以太网等数据。流经主控单元的数据包有电力线载波IPv6节点到电力线载波IPv6节点、无线ZigBee节点到ZigBee节点、电力线载波IPv6节点到无线ZigBee节点、无线ZigBee节点到电力线载波IPv6节点。图6为数据包多空间共存调度策略的数据包类型表。针对不同类型的数据包，通过设置内核空间模块和用户空间模块，当待转换的数据包经过内核挂接点时，内核将该数据包拷贝一份给挂接点模块处理，并返回一个信息给内核，交由用户空间进行相应的数据包处理，从而实现对数据包的多空间共存调度策略。

对于所述的数据包过滤阻塞机制，通过对接收到的数据包地址与相应地址池进行比对，判断其是否与所属地址池中的地址相符，若相符则进行处理，反之则进行阻塞。针对同构网络的电力线载波IPv6或ZigBee而言，其地址池所存储的为无需转换的载波IPv6或ZigBee节点地址；而对于异构网络，其地址池所存储的为需要转换为异构网络的载波IPv6或ZigBee节点地址。图7为内核空间数据包阻塞机制的流程图，通过对接收到的数据包类型进行判断，并将接收的电力线载波IPv6或ZigBee数据包的目的地址与地址池中无需转换的载波IPv6或ZigBee节点的地址比对，若相同则接收并进行相应的处理，否则将阻塞该数据包。图8为用户空间数据包阻塞机制的流程图，通过对接收到的数据包类型进行判断，并将接收的电力线载波IPv6或ZigBee数据包的目的地址与地址池中需要转换为异构网络的载波IPv6或ZigBee节点地址比对，若相同则接收并进行相应的处理，否则将阻塞该数据包。

以上这些实施例应理解为仅用于说明本发明而不用于限制本发明的保护范围。在阅读了本发明的记载的内容之后，技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等效变化和修饰同样落入本发明权利要求所限定的范围。

Claims (5)

1.一种智能电网通信中的电力线载波IPv6与无线ZigBee间的通信方法，其特征在于，该通信方法是以数据包的多空间共存调度策略和过滤阻塞机制为核心，以不改变ZigBee和电力线载波IPv6协议为基础，通过控制异构网络中的数据包使得电力线载波IPv6网络与无线ZigBee网络之间相互通信，从而实现异构网络之间无缝连接，其中电力线载波IPv6网络和无线ZigBee网络之间通信相互转换的网关装置包括电力线载波模块、主控单元、电源管理单元、无线ZigBee射频模块和存储器模块，所述电力线载波IPv6的协议栈包括有基于OFDM的物理层、基于IEEE 802.15.4标准的MAC层、6LoWPAN适配层、IPv6网络层和采用UDP协议的传输层及IPv6应用层协议，其中6LoWPAN实现了IPv6报文在MAC层的传输；所述无线ZigBee的协议栈包括有2.4GHz的射频物理层、基于IEEE 802.15.4标准的MAC层、无线ZigBee网络层及无线ZigBee应用层协议，所述通信方法包括以下步骤：

101、对电力线载波IPv6与无线ZigBee间的通信模块进行初始化，包括主控单元初始化、电力线载波模块初始化和无线ZigBee模块初始化；所述的主控单元初始化，包括：I/O口的初始化，看门狗清零，中断响应处理，控制器定义所需的变量、常量和数据类型，Flash存储器处理，串行通信处理，定时器处理，以及Linux操作系统初始化；

102、在不改变ZigBee和电力线载波IPv6协议的前提下，电力线载波IPv6协议栈和无线ZigBee协议栈均被设置在主控单元，通过数据包的多空间共存调度策略和过滤阻塞机制，对电力线线载波IPv6数据包和ZigBee数据包进行处理；电力线载波模块通过轮询方式查询电力线上是否有数据传输，提取电力线上的有效数据，进行解析并传递给主控单元，主控单元根据接收到的报文产生中断，主控单元接收到电力线载波模块解析后的数据，则执行步骤103；无线ZigBee子网的接入模块等待接收2.4GHz无线网络的数据，如果在设定的时间内没有进行收、发数据，无线射频模块则进入休眠状态，当有数据传输时会对射频模块进行唤醒并传输数据，主控单元接收到无线ZigBee数据，则执行步骤104；

103、电力线载波模块将接收到的数据信息传给主控单元，主控单元将接收到的电力线载波数据报文转换为无线ZigBee数据报文，再将无线ZigBee数据报文通过串行发送缓冲器经射频天线进行无线发射；

104、主控单元的控制器对从射频天线经串行接收缓冲器接收到的无线ZigBee数据报文信息进行解析，提取有效数据包后，将会对该数据进行无线ZigBee数据报文到电力线载波数据报文的转换，并将转换后的数据经电力线载波模块耦合到电力线传输媒介进行传输。

2.根据权利要求1所述的智能电网通信中的电力线载波IPv6与无线ZigBee间的通信方法，其特征在于，步骤101中所述的电力线载波模块初始化，包括以下步骤：

(1)电力线载波模块的硬件底层初始化，包括有时钟、I/O口、定时器、串口通信和中断优先级设置；

(2)电力线载波模块中IPv6协议栈的初始化，包括有应用层的收、发状态和应用层的属性，物理层的收、发状态和OFDM调制解调，以及物理层的属性、标志位和内存空间分配，MAC层的收、发状态和MAC层的属性及地址，适配层的收、发状态和适配层的属性，网络层的收、发状态和网络层的属性、IPv6的地址及网络管理；

(3)网关载波模块的组网，载波节点通过发送入网请求、连接请求交互过程完成入网，网关载波模块为入网的载波节点分配全球唯一的IPv6地址，从而形成支持IPv6技术的电力线载波通信网络。

3.根据权利要求1所述的智能电网通信中的电力线载波IPv6与无线ZigBee间的通信方法，其特征在于，所述步骤102中采用多空间共存调度策略和过滤阻塞机制，处理待转换的电力线载波IPv6和无线ZigBee数据包，以及对其他数据包的滤除，对于数据包的多空间共存调度策略和过滤阻塞机制，主控单元中具有用户空间和内核空间，电力线载波IPv6协议栈和无线ZigBee协议栈均被设置在主控单元，其中用户空间主要处理异构网络转换的数据包，而内核空间主要负责同构网络的相关数据包，同时处理以太网数据。流经主控单元的数据包有电力线载波IPv6节点到电力线载波IPv6节点、无线ZigBee节点到ZigBee节点、电力线载波IPv6节点到无线ZigBee节点、无线ZigBee节点到电力线载波IPv6节点；针对不同类型的数据包，通过设置内核空间模块和用户空间模块，当待转换的数据包经过内核挂接点时，内核将该数据包拷贝一份给挂接点模块处理，并返回一个信息给内核，交由用户空间进行相应的数据包处理，从而实现对数据包的多空间共存调度策略，对于所述的数据包过滤阻塞机制，通过对接收到的数据包地址与相应地址池进行比对，判断其是否与所属地址池中的地址相符，若相符则进行处理，反之则进行阻塞；针对同构网络而言，其地址池所存储的为所属同构网络地址；而对于异构网络，其地址池所存储的为需要转换为异构网络的载波IPv6或ZigBee节点地址。

4.根据权利要求1所述的智能电网通信中的电力线载波IPv6与无线ZigBee间的通信方法，其特征在于，步骤103中所述的主控单元将接收到的电力线载波数据报文转换为无线ZigBee数据报文的过程中，具体包括以下步骤：

(1)主控单元通过SLIP协议获取电力线载波模块对IPv6报文解析后的数据及长度、源地址、目的地址、源端口和目的端口，解析后的报文作为ZigBee协议的应用层负载；

(2)主控单元将ZigBee协议报文的设备地址与电力线载波报文的目的地址绑定，通过目的地址来获取ZigBee协议地址；

(3)加载应用层帧头、网络层帧头和MAC层帧头，完成ZigBee数据报文的封装，并经过SLIP协议由射频天线发送到2.4GHz无线网络。

5.根据权利要求1所述的智能电网通信中的电力线载波IPv6与无线ZigBee间的通信方法，其特征在于，步骤104中无线ZigBee数据报文到电力线载波数据报文的转换的步骤具体为：

(1)ZigBee模块主控单元对收到的报文进行解析，获取无线ZigBee子网接入节点的源地址、目的地址和数据及长度，提取有效数据后通过SLIP协议发给主控单元，并将解析后的数据作为电力线载波数据报文；

(2)将该数据报文按照电力线载波IPv6协议栈封装成IPv6协议的数据报文，从而转换成电力线载波IPv6报文；

(3)通过SLIP协议由电力线载波IPv6子网接入模块传输给电力线载波IPv6网络节点，最终通过电力线载波模块耦合到电力线传输媒介上进行传输。