CN108390699A - 基于电力线载波技术的云端通信系统及通信方法、装置 - Google Patents

Abstract

本发明适用于电力线载波应用领域，提供了一种基于电力线载波技术的云端通信系统及通信方法、通信装置。该云端通信系统包括：PLC主机；至少一个与所述PLC主机连接的PLC从机；与所述PLC主机连接的PLC中继；以及，与所述PLC中继连接的远程通信模块；所述PLC主机用于采集所述PLC从机的状态数据，并将采集的状态数据存储至所述PLC中继；所述远程通信模块用于将所述状态数据从所述PLC中继读取后上传至云端。本发明所提供的基于电力线载波技术的云端通信技术采用PLC中继与远程通信模块进行通信，此PLC的位置可以根据需要灵活设置，因此云端网络接入点的位置不再受限，即使PLC主机位于无线通信禁止区域，PLC主机采集的PLC从机的状态数据仍然可以实现正常上云。

Description

基于电力线载波技术的云端通信系统及通信方法、装置

技术领域

本发明属于电力线载波应用领域，尤其涉及一种基于电力线载波技术的云端通信系统及通信方法、通信装置。

背景技术

电力线载波（Power Line Carrier，PLC）通信是以输电线路为载波信号的传输媒介的电力系统通信。由于输电线路具备十分牢固的支撑结构，并架设3条以上的导体（一般有三相良导体及一或两根架空地线），所以在输电线输送工频电流的同时，用之传送载波信号，既经济又十分可靠。这种综合利用早已成为世界上所有电力部门优先采用的特有通信手段。

在技术层面上，PLC通信不再局限于点对点通讯的范畴，而是突出开放式网络结构的概念，使得每个控制节点（受控设备）组成一个网络进行集中控制，目前在智能家居、远程抄表系统、远程路灯监控系统等领域得到广泛应用。

一般的PLC技术在对接云端时采用PLC主机直接和云端网络通信，由于PLC主机的位置较为固定，对云端网络接入点的位置有所限制，不够灵活。

发明内容

本发明实施例提供了一种基于电力线载波技术的云端通信系统及通信方法、通信装置，旨在解决现有的PLC技术在对接云端时云端网络接入点的位置受限、不够灵活的问题。

为解决上述技术问题，本发明实施例是这样实现的，一种基于电力线载波技术的云端通信系统，包括：PLC主机；至少一个与所述PLC主机连接的PLC从机，其以电力线载波的通信方式与所述PLC主机进行通信；与所述PLC主机连接的PLC中继，其以电力线载波的通信方式与所述PLC主机进行通信；以及，与所述PLC中继连接的远程通信模块；

所述PLC主机用于采集所述PLC从机的状态数据，并将采集的状态数据存储至所述PLC中继；所述远程通信模块用于将所述状态数据从所述PLC中继读取后上传至云端。

进一步地，所述状态数据由所述PLC主机主动向所述PLC从机问询的方式采集，或者由所述PLC从机向所述PLC主机主动上报的方式采集。

进一步地，所述PLC主机包括PLC模块和MCU，且所述MCU中存储有一数组，该数组具有与所述PLC从机一一对应的数据位，各个数据位分别存储有对应PLC从机的状态数据；

所述PLC模块用于实现电力线载波信号与串口信号的相互转换；所述MCU用于控制所述PLC模块接收所述PLC从机响应问询而返回的状态数据，或者在预设时间点接收所述PLC从机主动上报的状态数据，并将状态数据存入各PLC从机在所述数组中对应的数据位，还用于在所述数组有更新时，将数组内容存储至所述PLC中继。

进一步地，所述MCU内置有与至少一个所述PLC从机一一对应的至少一个无应答计数器，所述无应答计数器用于统计所对应的PLC从机未响应问询的次数或未在预设时间点向所述PLC主机主动上报状态数据的次数；

所述MCU还用于在所述PLC从机在预设的时长内未响应问询时，或者在预设时间点未收到所述PLC从机主动上报的状态数据时，控制对应的所述无应答计数器的值加1，并在所述无应答计数器的值达到预设的无应答次数阈值时，将该PLC从机在所述数组中对应的数据位的状态数据修改为表征该PLC从机处于断线状态的特殊值，并将修改后的数组存储至所述PLC中继，同时将所述无应答计数器的值清零。

进一步地，所述PLC从机与所述PLC中继同属于所述PLC主机的下级设备；所述PLC主机还用于从其下属的所有下级设备中指定一个作为所述PLC中继，以供所述远程通信模块从中读取存储的状态数据。

进一步地，所述PLC主机、所述PLC从机、所述PLC中继均内置有用于供电的AC-DC电源转换模块，且所述PLC中继的AC-DC电源转换模块还用于为所述远程通信模块供电。

本发明实施例还提供了一种基于电力线载波技术的云端通信方法，包括下述步骤：

PLC主机以电力线载波的通信方式采集PLC从机的状态数据；

PLC主机以电力线载波的通信方式将采集的状态数据存储至PLC中继；

远程通信模块将所述状态数据从所述PLC中继中读取后上传至云端。

进一步地，所述PLC主机包括PLC模块和MCU，且所述MCU中存储有一数组，该数组具有与所述PLC从机一一对应的数据位，各个数据位分别存储有对应PLC从机的状态数据；

所述PLC主机以电力线载波的通信方式将采集的状态数据存储至PLC中继，具体包括：

所述MCU控制所述PLC模块接收所述PLC从机响应问询而返回的状态数据，或者在预设时间点接收所述PLC从机主动上报的状态数据，并将状态数据存入各PLC从机在所述数组中对应的数据位，然后在所述数组有更新时，将数组内容存储至所述PLC中继。

进一步地，所述MCU内置有与至少一个所述PLC从机一一对应的至少一个无应答计数器，所述无应答计数器用于统计所对应的PLC从机未响应问询的次数或未在预设时间点向所述PLC主机主动上报状态数据的次数；

所述PLC主机以电力线载波的通信方式将采集的状态数据存储至PLC中继，具体还包括：

所述MCU在所述PLC从机在预设的时长内未响应问询，或者在预设时间点未收到所述PLC从机主动上报的状态数据时，控制对应的所述无应答计数器的值加1，并在所述无应答计数器的值达到预设的无应答次数阈值时，将该PLC从机在所述数组中对应的数据位的状态数据修改为表征该PLC从机处于断线状态的特殊值，并将修改后的数组存储至所述PLC中继，同时将所述无应答计数器的值清零。

进一步地，所述PLC从机与所述PLC中继同属于所述PLC主机的下级设备；所述云端通信方法还包括下述步骤：

PLC主机从其下属的所有下级设备中指定一个作为所述PLC中继，以供所述远程通信模块从中读取存储的状态数据。

本发明实施例还提供了一种基于电力线载波技术的云端通信装置，包括：PLC中继和与所述PLC中继通过串口相连接的远程通信模块；

所述PLC中继用于将以电力线载波的通信方式接收的数据予以存储；

所述远程通信模块用于将所述数据通过所述串口从所述PLC中继读取后上传至云端。

本发明实施例所提供的基于电力线载波技术的云端通信系统/方法采用一个PLC中继与远程通信模块进行通信，此PLC中继与PLC从机类似，同属于PLC主机的下级设备，可以安装在总线的各电力线支路上，因此可以根据需要灵活设置PLC中继所在的位置，云端网络接入点的位置不再受限，即使PLC主机位于无线通信禁止区域，PLC主机采集的PLC从机的状态数据仍然可以实现正常上云。

附图说明

图1是本发明第一实施例提供的基于电力线载波技术的云端通信系统的架构原理图。

图2是本发明第一实施例提供的PLC主机、PLC从机、PLC中继与远程通信模块之间具体的连接关系示意图。

图3是本发明第二实施例提供的PLC主机、PLC从机、PLC中继中的MCU进行两级滤波的示意图。

图4是本发明第二实施例提供的第一级滤波的时钟信号和状态数据信号的波形示意图。

图5是本发明二实施例提供的PLC主机的MUC对状态数据进行第二级滤波的流程图。

图6是本发明第三实施例提供的基于电力线载波技术的云端通信方法的交互流程图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。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。

本发明实施例中，不同于现有技术中的由PLC主机与远程通信模块负责通信，而是采用一个PLC中继与远程通信模块进行通信，此PLC中继作为PLC主机的下级设备，因此其所在位置可以根据需要灵活设置。

请参照图1，本发明第一实施例提供的基于电力线载波技术的云端通信系统包括PLC主机11、至少一个与PLC主机11连接的PLC从机12、与PLC主机11连接的PLC中继13以及与PLC中继13连接的远程通信模块14。

其中，PLC主机11、PLC从机12、PLC中继13之间以PLC主机11为中心采用星形连接，且均基于PLC技术通信，而PLC中继13与远程通信模块14之间采用串口技术通信，连接关系如图2所示。具体结构上，PLC主机11、PLC从机12、PLC中继13均包括一PLC模块和一MCU，PLC模块的功能为实现电力线载波信号与串口信号的相互转换，MCU用于对各自PLC模块接收到的数据进行解析并响应，PLC模块和MCU之间采用内部的串口通信。另外，至少PLC中继13还需包括一对外的串口，用于与远程通信模块14通信。

上述PLC模块中包括与电力线连接的火线端子、零线端子以及串口的发送端子TX和接收端子RX，PLC模块的发送端子TX与MCU的接收端子RX连接，PLC模块的接收端子RX与MCU的发送端子TX连接,PLC模块接收以PLC通信方式传输的状态数据等信号并转换成串口信号，然后将转换得到的串口信号发送至MCU进行处理。

PLC从机12带有各种功能的传感器，传感器的状态即为各PLC从机12的状态数据，包括但不限于开关量信号（断电信号）、模拟量信号（温湿度、气体浓度、压力等）。

PLC主机11用于采集各PLC从机12的状态数据，并将采集的状态数据存储至PLC中继13，远程通信模块14将所述状态数据从PLC中继13读取后上传至云端。

本实施例中，上述状态数据可以由PLC主机11主动向PLC从机12问询得到，也可以由PLC从机12主动上报给PLC主机11。对于前者，首先由PLC主机11负责发送问询指令，问询指令包括PLC从机12的地址位和问询命令，相应地址的PLC从机12收到PLC主机11的问询命令后会向PLC主机11回复自带的传感器当前的状态数据。对于后者，可以设置PLC从机12每隔预置的时长（例如，每间隔30分钟）就主动将自带的传感器的状态数据上报给PLC主机11。

当上述状态数据由PLC主机11主动问询得到时，PLC主机11中的MCU的功能可划分为逻辑控制和数据解析。对于逻辑控制，其首先逐一问询各PLC从机12，然后把各PLC从机12回复的状态数据打包，当状态数据满足预设的上报条件（例如状态数据发生变化，或者变化超过一定幅度）时PLC主机11就将状态数据存储至PLC中继13，继而由远程通信模块14做云端上传，上述上报条件可以自定义，例如设定当状态数据有更新时视为满足上报条件，或者状态数据的更新变化超过一定幅度视为满足上报条件，其中，状态数据有更新是指本次接收的状态数据相对于上次接收的状态数据有变化。数据解析主要指PLC主机11对各PLC从机12发过来的带包头的加密信息进行解密，并根据对应的PLC从机12的种类来确定状态数据的性质，比如某PLC从机12带有采集气体浓度的功能，那对应的状态数据的性质就是气体浓度值。

从图1及图2可以看出，PLC主机11和PLC从机12、PLC中继13之间为星形连接，而PLC主机11中的PLC模块的特性决定了PLC主机11需固定安装在总配电房的总线上才最稳定，PLC中继13在整个系统中所处的级别与PLC从机12相同，都属于PLC主机11的下级设备，PLC从机12和PLC中继13可以安装在各电力线支路上，这也意味着可以根据需要灵活设置PLC中继13所在的位置，因此云端网络接入点的位置不再受限，只要和PLC主机11在同一个电网内即可。另外，一般情况下PLC主机11都会处在无线通信禁止区域中，而在某些特殊场景下又不允许将远程通信模块14放置在该无线通信禁止区域，因此，若采用本发明第一实施例所提供的云端通信系统，只需在无线通信禁止区域之外设置一个PLC中继13，再将远程通信模块14与该PLC中继13相连即可，大大提高了云端通信的灵活性。

进一步地，本实施例中，PLC从机12和PLC中继13同属于PLC主机11的下级设备，均具有相同的硬件结构，即，PLC从机也包括一对外的串口，同时还烧录有相同的软件程序，例如与PLC主机11通信的程序以及与远程通信模块14通信的程序，此时，PLC主机11还用于从其下属的所有下级设备中指定一个作为所述PLC中继13来使用，以供远程通信模块14从中读取存储的状态数据。这种由PLC主机11指定作为PLC中继的方式会更为灵活，所有的PLC从机12均有被指定作为PLC中继的可能，也更能保证PLC中继13与远程通信模块14之间的正常通信。

例如，PLC主机11最初指定第一PLC从机作为中继，当发现第一PLC从机与远程通信模块14之间的通信出现故障或其他原因时，可以再换做指定第二PLC从机作为中继。再例如，可以设置为云端通信系统每次上电工作时PLC主机11先存储一故障检测信息至PLC中继13，若远程通信模块14可以从PLC中继13中成功读取该故障检测信息，则说明PLC中继13与远程通信模块14之间的通信线路正常，整个系统可以正常工作，若远程通信模块14无法从PLC中继13中成功读取该故障检测信息，则说明PLC中继13与远程通信模块14之间的通信线路存在故障，此时由PLC主机11重新从下级设备中指定一个作为PLC中继，并重复上述的故障检测过程，直到新指定的PLC中继13与远程通信模块14直接可以正常通信。

进一步地，PLC主机11、PLC从机12、PLC中继13三者都内置了用于给自身供电的AC-DC电源转换模块，并且PLC中继13的AC-DC电源转换模块不仅能给自身供电，也能给远程通信模块14供电，无需再外加适配器。

远程通信模块14负责将本地的串口信号打包，加密后与云端交互，其入网方式可以是有线方式也可以是无线方式，无线方式包括但不限于WIFI、Zigbee、BLE、GPRS、Lora、NB-IOT、eMTC等。PLC中继13与远程通信模块14之间的通讯协议包括但不限于RS232、RS485、RS422、CAN、USB等。

本发明第二实施例提供了一种基于电力线载波技术的云端通信系统，此云端通信系统具有与第一实施例相同的架构，系统中各个设备具有与第一实施例相同的功能，并且，除此之外，考虑到在PLC通信中可能会由于电网波动造成短时间的通信失败，甚至在云端后续将状态数据发送给用户端时造成用户端误报警的现象，本发明第二实施例还特别采用两级软件滤波的方式对整个通信过程中的数据进行处理，详述如下：

第一级滤波：此级滤波处理在PLC主机11、PLC从机12、PLC从机13的MCU中执行，属于物理层面在采集通信信号时的滤波处理。

请参照图4，CLK 为系统的定时器的时钟中断，Timer中断（中断时间）可根据PLC模块的TX信号的波特率来设置，Signal RX 为PLC模块发出的信号，图3示出的是传送一位信号所用的时间。

滤波原理为：比如PLC模块发出信号的波特率为100，即10ms 发送1bit信号，这里MCU的定时器中断时间设为1ms，在这个定时器中断函数中判断MCU接收到的信号电平，如图4，在10ms的时间内，每1ms判断一次，如果接收到高电平，就使变量i+1(初始化i=0)，接收到低电平就不处理，判断10次后，如果i大于5（可设定为5-9之间，数值越大，信号的置信度越高，如果电网杂波比较严重的话，可能失败率也会上升，所以设置合适的标定值也比较关键），说明有一半以上的时间都采到了高电平，那么就认为PLC发过来的这一位为高电平。如图4的i，累加后为8，可认为这一位为高电平。

应当理解，上文以高电平的判断为例描述了第一级滤波原理，实际实施时，还可以从判断低电平的角度入手。确认了滤波后的高低电平，就可以利用软件方式去解析串口信号。

第二级滤波：此级滤波处理在PLC主机11中执行，属于通讯协议层面上的滤波，用以判断是否需要将状态数据上传云端。

滤波原理为：当PLC主机11问询PLC从机12后，在设定时间内还没收到PLC从机12回复的话就让和PLC从机12地址对应的无应答计数器的值加1，如果连续几次（可设定，这里设定为3次）都没收到从机的回复，就认为此从机已经和系统失去连接，这时PLC主机11就修改数组中对应的PLC从机12的状态值为特殊值，让远程通讯模块知道此从机已经断线。

具体地，如上文所述，PLC主机11包括PLC模块和MCU，且所述MCU中存储有一数组，该数组具有与至少一个所述PLC从机一一对应的数据位，各个数据位分别存储有对应PLC从机的状态数据。例如第一数据位存储有第一数据，第一数据用于表征第一个PLC从机的状态数据，第二数据位存储有第二数据，第二数据用于表征第二个PLC从机的状态数据。应当理解，在本发明中，当向上述数组的各个数据位存入数据时，原数据将被覆盖。

MCU还内置有与至少一个PLC从机12一一对应的至少一个无应答计数器，所述无应答计数器用于统计所对应的PLC从机未响应问询的次数或未在预设时间点向所述PLC主机主动上报状态数据的次数，该无应答计数器可以采用软件模块、硬件模块、或软硬结合的模块实现。

参照图5，PLC主机11的MCU用于控制其PLC模块接收PLC从机12响应问询而返回的状态数据，或者在预设时间点接收PLC从机12主动上报的状态数据，并将状态数据存入各PLC从机12在所述数组中对应的数据位，还用于在所述数组有更新时，将数组内容存储至所述PLC中继。

另外，考虑到有时PLC主机11不一定能正常接收到PLC从机12的状态数据，因此在本实施例中，PLC主机11的MCU还用于在PLC从机12在预设的时长内未响应问询时，或者在预设时间点未收到PLC从机12主动上报的状态数据时，控制所述对应的无应答计数器的值加1，并在所述无应答计数器的值达到预设的无应答次数阈值时（例如预置为3），将该PLC从机12在所述数组中对应的数据位的状态数据修改为表征该PLC从机12处于断线状态的特殊值，并将修改后的数组存储至PLC中继13，同时将所述无应答计数器的值清零。

本实施例加入无应答计数器之后，可以有效地过滤掉因为电网波动造成的短暂的通讯失败，极大地减少了用户端误报警的行为。

本发明第三实施例提供了一种基于电力线载波技术的云端通信方法，其适用于第一实施例所提供的云端通信系统。请参照图5，云端通信方法具体包括下述步骤：

步骤S1,PLC主机以电力线载波的通信方式采集PLC从机的状态数据。

本实施例中，PLC主机、PLC从机、PLC中继之间以PLC主机为中心采用星形连接，且均基于PLC技术相互进行通信，而PLC中继与远程通信模块之间采用串口技术通信，连接关系如图2所示，其中PLC从机可以是一个或多个，图5仅以一个PLC从机为例示出。具体地，PLC主机、PLC从机、PLC中继在结构均包括一PLC模块和一MCU，PLC模块的功能为实现电力线载波信号与串口信号的相互转换，MCU用于对各自PLC模块接收到的数据进行解析并响应，PLC模块和MCU之间采用内部的串口通信，除此之外，至少PLC中继还需包括一对外的串口，用于与远程通信模块通信。

上述PLC模块中包括与电力线连接的火线端子、零线端子以及串口的发送端子TX和接收端子RX，PLC模块的发送端子TX与MCU的接收端子RX连接，PLC模块的接收端子RX与MCU的发送端子TX连接,PLC模块接收以PLC通信方式传输的状态数据等信号并转换成串口信号，然后将转换得到的串口信号发送至MCU进行处理。

PLC从机带有各种功能的传感器，传感器的状态即为各PLC从机的状态数据，包括但不限于开关量信号（断电信号）、模拟量信号（温湿度、气体浓度、压力等）。

上述状态数据可以由PLC主机主动向PLC从机问询得到，也可以由PLC从机主动上报给PLC主机。对于前者，首先由PLC主机负责发送问询指令，问询指令包括PLC从机的地址位和问询命令，相应地址的PLC从机收到PLC主机的问询命令后会向PLC主机回复自带的传感器当前的状态数据。对于后者，可以设置PLC从机每隔预置的时长（例如，每间隔30分钟）就主动将自带的传感器的状态数据上报给PLC主机。

当上述状态数据由PLC主机主动问询得到时，PLC主机中的MCU的具体功能包括逻辑控制和数据解析。对于逻辑控制，其首先逐一问询各PLC从机，然后把各PLC从机回复的状态数据打包，当状态数据满足预设的上报条件（例如状态数据发生变化，或者变化超过一定幅度）时PLC主机就将状态数据存储至PLC中继，继而由远程通信模块做云端上传。数据解析主要指PLC主机对各PLC从机发过来的带包头的加密信息进行解密，并根据对应的PLC从机的种类来确定状态数据的性质，比如某PLC从机带有采集气体浓度的功能，那对应的状态数据的性质就是气体浓度值。

步骤S2,PLC主机以电力线载波的通信方式将采集的状态数据存储至PLC中继。

步骤S3,远程通信模块将所述状态数据从所述PLC中继中读取后上传至云端。

本实施例中，PLC中继是主要起到PLC主机与远程通讯模块之间的数据传递作用，功能上类似于中转仓库，一般被动存储或者输出状态数据，PLC主机和远程模块具有主动权，PLC主机负责向PLC中继中存储状态数据，远程模块负责从PLC中继中读取数据。

在上述云端通信方法中，PLC主机和PLC从机、PLC中继之间为星形连接，而PLC主机中的PLC模块的特性决定了PLC主机需固定安装在总配电房的总线上才最稳定，PLC中继在整个系统中所处的级别与PLC从机相同，都属于PLC主机的下级设备，PLC从机和PLC中继可以安装在各电力线支路上，这也意味着可以根据需要灵活设置PLC中继所在的位置，因此云端网络接入点的位置不再受限，只要和PLC主机在同一个电网内即可。另外，一般情况下PLC主机都会处在无线通信禁止区域中，而在某些特殊场景下又不允许将远程通信模块放置在该无线通信禁止区域，因此，若采用本发明第三实施例所提供的云端通信系统，只需在无线通信禁止区域之外设置一个PLC中继，再将远程通信模块与该PLC中继相连即可，大大提高了设计远程通信的灵活性。

进一步地，本实施例中，PLC从机和PLC中继同属于PLC主机的下级设备，均具有相同的硬件结构，即，PLC从机也包括一对外的串口，同时还烧录有相同的软件程序，例如与PLC主机通信的程序以及与远程通信模块通信的程序，此时，PLC主机还用于从其下属的所有下级设备中指定一个作为所述PLC中继来使用，以供远程通信模块从中读取存储的状态数据。这种由PLC主机指定作为PLC中继的方式会更为灵活，所有的PLC从机均有被指定作为PLC中继的可能，也更能保证PLC中继与远程通信模块之间的正常通信。因此，本实施例提供的云端通信方法还包括下述步骤：

PLC主机从其下属的所有下级设备中指定一个作为所述PLC中继，以供所述远程通信模块从中读取存储的状态数据。

此步骤中，PLC主机最初指定第一PLC从机作为中继，当发现第一PLC从机与远程通信模块之间的通信出现故障或其他原因时，可以再换做指定第二PLC从机作为中继。再例如，可以设置为云端通信系统每次上电工作时PLC主机先存储一故障检测信息至PLC中继，若远程通信模块可以从PLC中继中成功读取该故障检测信息，则说明PLC中继与远程通信模块之间的通信线路正常，整个系统可以正常工作，若远程通信模块无法从PLC中继中成功读取该故障检测信息，则说明PLC中继与远程通信模块之间的通信线路存在故障，此时由PLC主机重新从下级设备中指定一个作为PLC中继，并重复上述的故障检测过程，直到新指定的PLC中继与远程通信模块直接可以正常通信。

在第三实施例的基础之上，本发明第四实施例提供了一种基于电力线载波技术的云端通信方法，在第四实施例中，PLC主机包括PLC模块和MCU，且MCU中存储有一数组，该数组具有与PLC从机一一对应的数据位，各个数据位分别存储有对应PLC从机的状态数据；并且，MCU还内置有与PLC从机一一对应的至少一个无应答计数器，无应答计数器用于统计所对应的PLC从机未响应问询的次数或未在预设时间点向PLC主机主动上报状态数据的次数。

具体地，步骤S2包括：PLC主机的MCU控制PLC模块接收PLC从机响应问询而返回的状态数据，或者在预设时间点接收PLC从机主动上报的状态数据，并将状态数据存入各PLC从机在数组中对应的数据位，然后在数组有更新时，将数组内容存储至PLC中继。

考虑到有时PLC主机11不一定能正常接收到PLC从机12的状态数据，因此在本实施例中，步骤S2还包括：PLC主机的MCU在PLC从机在预设的时长内未响应问询，或者在预设时间点未收到PLC从机主动上报的状态数据时，控制对应的无应答计数器的值加1，并在无应答计数器的值达到预设的无应答次数阈值时，将该PLC从机在数组中对应的数据位的状态数据修改为表征该PLC从机处于断线状态的特殊值，并将修改后的数组存储至所述PLC中继，同时将无应答计数器的值清零。

第四实施例在加入无应答计数器之后，可以有效地过滤掉因为电网波动造成的短暂的通讯失败，极大地减少了用户端误报警的行为。

具体实施时，还可以根据需要将第一实施例中的各设备进行各种形式的集成，例如可以将PLC中继13和远程通信模块14集成为一个零部件进行生产、销售。因此，本发明第五实施例提供了一种基于电力线载波技术的云端通信装置，包括：PLC中继和与所述PLC中继通过串口相连接的远程通信模块。其中，所述PLC中继用于将以电力线载波的通信方式接收的数据予以存储；所述远程通信模块用于将所述数据通过所述串口从所述PLC中继读取后上传至云端。PLC中继与远程通信模块的具体工作原理如上文所述，此处不再赘述。

综上所述，本发明实施例所提供的基于电力线载波技术的云端通信系统通过额外设置一PLC中继，并由该PLC中继与远程通信模块通信，实现了云端网络接入点的灵活设置，并且，无需额外布线，仅利用现有的电力线即可，减少了传统设备接入云端的安装要求。另外，通过采用两级滤波，使得状态数据的信号置信度高，失真度小，极大地减小了误报警的机率。本发明可以广泛应用于油库、汽库、油站等对库区内通讯方式有严格要求的高危防爆场所，可先通过PLC中继把状态数据引出到非库区区域（比如办公室）继而再通过使用传统的无线通信设备将状态数据上传到云端来达到本地设备上云（接入互联网）的目的，诸如防雷器、UPS系统、油汽检测设备、智能电表、雷达液位计、音叉开关、温度变送器、压力变送器、环境监控设备等，不限。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (12)

1.一种基于电力线载波技术的云端通信系统，其特征在于，包括：

PLC主机；

至少一个与所述PLC主机连接的PLC从机，其以电力线载波的通信方式与所述PLC主机进行通信；

与所述PLC主机连接的PLC中继，其以电力线载波的通信方式与所述PLC主机进行通信；以及

与所述PLC中继连接的远程通信模块；

所述PLC主机用于采集所述PLC从机的状态数据，并将采集的状态数据存储至所述PLC中继；

所述远程通信模块用于将所述状态数据从所述PLC中继读取后上传至云端。

2.如权利要求1所述的云端通信系统，其特征在于，所述状态数据由所述PLC主机主动向所述PLC从机问询的方式采集，或者由所述PLC从机向所述PLC主机主动上报的方式采集。

3.如权利要求2所述的云端通信系统，其特征在于，所述PLC主机包括PLC模块和MCU，且所述MCU中存储有一数组，该数组具有与至少一个所述PLC从机一一对应的数据位，各个数据位分别存储有对应PLC从机的状态数据；

所述PLC模块用于实现电力线载波信号与串口信号的相互转换；所述MCU用于控制所述PLC模块接收所述PLC从机响应问询而返回的状态数据，或者在预设时间点接收所述PLC从机主动上报的状态数据，并将状态数据存入各PLC从机在所述数组中对应的数据位，还用于在所述数组有更新时，将数组内容存储至所述PLC中继。

4.如权利要求3所述的云端通信系统，其特征在于，所述MCU内置有与至少一个所述PLC从机一一对应的至少一个无应答计数器，所述无应答计数器用于统计所对应的PLC从机未响应问询的次数或未在预设时间点向所述PLC主机主动上报状态数据的次数；

所述MCU还用于在所述PLC从机在预设的时长内未响应问询时，或者在预设时间点未收到所述PLC从机主动上报的状态数据时，控制所述对应的无应答计数器的值加1，并在所述无应答计数器的值达到预设的无应答次数阈值时，将该PLC从机在所述数组中对应的数据位的状态数据修改为表征该PLC从机处于断线状态的特殊值，并将修改后的数组存储至所述PLC中继，同时将所述无应答计数器的值清零。

5.如权利要求1所述的云端通信系统，其特征在于，所述PLC从机与所述PLC中继同属于所述PLC主机的下级设备；

所述PLC主机还用于从其下属的所有下级设备中指定一个作为所述PLC中继，以供所述远程通信模块从中读取存储的状态数据。

6.如权利要求1至5任一项所述的云端通信系统，其特征在于， 所述PLC主机、所述PLC从机、所述PLC中继均内置有用于供电的AC-DC电源转换模块，且所述PLC中继的AC-DC电源转换模块还用于为所述远程通信模块供电。

7.一种基于电力线载波技术的云端通信方法，其特征在于，包括下述步骤：

PLC主机以电力线载波的通信方式采集至少一个PLC从机的状态数据；

PLC主机以电力线载波的通信方式将采集的状态数据存储至PLC中继；

远程通信模块将所述状态数据从所述PLC中继中读取后上传至云端。

8.如权利要求7所述的云端通信方法，其特征在于，所述状态数据由所述PLC主机主动向所述PLC从机问询的方式采集，或者由所述PLC从机向所述PLC主机主动上报的方式采集。

9.如权利要求8所述的云端通信方法，其特征在于，所述PLC主机包括PLC模块和MCU，且所述MCU中存储有一数组，该数组具有与所述PLC从机一一对应的数据位，各个数据位分别存储有对应PLC从机的状态数据；

所述PLC主机以电力线载波的通信方式将采集的状态数据存储至PLC中继，具体包括：

所述MCU控制所述PLC模块接收所述PLC从机响应问询而返回的状态数据，或者在预设时间点接收所述PLC从机主动上报的状态数据，并将状态数据存入各PLC从机在所述数组中对应的数据位，然后在所述数组有更新时，将数组内容存储至所述PLC中继。

10.如权利要求9所述的云端通信方法，其特征在于，所述MCU内置有与所述PLC从机一一对应的至少一个无应答计数器，所述无应答计数器用于统计所对应的PLC从机未响应问询的次数或未在预设时间点向所述PLC主机主动上报状态数据的次数；

所述PLC主机以电力线载波的通信方式将采集的状态数据存储至PLC中继，具体还包括：

所述MCU在所述PLC从机在预设的时长内未响应问询，或者在预设时间点未收到所述PLC从机主动上报的状态数据时，控制对应的所述无应答计数器的值加1，并在所述无应答计数器的值达到预设的无应答次数阈值时，将该PLC从机在所述数组中对应的数据位的状态数据修改为表征该PLC从机处于断线状态的特殊值，并将修改后的数组存储至所述PLC中继，同时将所述无应答计数器的值清零。

11.如权利要求7所述的云端通信方法，其特征在于，所述PLC从机与所述PLC中继同属于所述PLC主机的下级设备；所述云端通信方法还包括下述步骤：

PLC主机从其下属的所有下级设备中指定一个作为所述PLC中继，以供所述远程通信模块从中读取存储的状态数据。

12.一种基于电力线载波技术的云端通信装置，其特征在于，包括：PLC中继和与所述PLC中继通过串口相连接的远程通信模块；

所述PLC中继用于将以电力线载波的通信方式接收的数据予以存储；

所述远程通信模块用于将所述数据通过所述串口从所述PLC中继读取后上传至云端。