CN109495389A - 一种基于热水器智能控制应用的双信道混合路由算法 - Google Patents

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刘鲲
刘元成
朱永
文新根
张亚
贺聪
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Abstract

本发明提供一种基于热水器智能控制应用的双信道混合路由算法，包括如下步骤：S1、通过电力线载波和无线通信两种方式进行接收数据；S2、根椐接收到的数据将通信方式切换电力线载波模式、无线通信模式或者双模模式。通过采用双信道混合路由机制算法，根据通过电力线载波和无线通信两种方式接收到的数据切换通信模式，如此，可选择合适的通信模式，提高通信的抗噪声能力与增强远距离通信。面对热水器复杂的环境采用该混合路由算法，能弥补电力线载波与无线通信的各自的缺陷。能够满足当前热水器组网工作的环境要求。

Description

一种基于热水器智能控制应用的双信道混合路由算法
技术领域
本发明涉及通信技术领域，特别涉及实现双信道混合通信机制，将电力载波与无线混合路由的通信方法,具体是一种基于热水器智能控制应用的双信道混合路由算法。
背景技术
目前基于电力线载波通信的产品种类繁多，但是电力线通信的抗噪声差，而无线通讯距离较远，但是无线的穿透性差。随着我国的生活水平的提高，基本每家每户都会使用热水器，随之也带来了一些安全隐患，一方面造成了大量能源损失，另一方面也给居民带来一些用电安全问题，为此，对热水器进行智能控制。但由于热水器是分散式分布的，各个热水器的距离不一，在实现智能控制时，现有的通信方式抗噪声能力差。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术中由于热水器是分散式分布的，各个热水器的距离不一，在实现智能控制时，现有的通信方式抗噪声能力差的问题，提出一种基于热水器智能控制应用的双信道混合路由算法。
本发明进一步解决解决当电力线载波与无线通信同时收到相同数据时启动冲突机制的问题。
为解决上述技术问题，本发明提出一种基于热水器应用的电力线载波与无线混合组网路由算法，包括如下步骤：S1、通过电力线载波和无线通信两种方式进行接收数据；S2、根椐接收到的数据将通信方式切换电力线载波模式、无线通信模式或者双模模式。
进一步地，当热水器通信单元接收到数据后，并解析出数据中的ID号和源地址与旧数据保存的作对比，若有ID号和源地址相同的，表示该帧数据为重复数据，则丢弃该帧数据；若没有相同的ID与源地址，表示该帧数据有有效数据，并保存数据的ID号与源地址。
与现有技术相比，本发明的有益效果有：
通过采用双信道混合路由机制算法，根据通过电力线载波和无线通信两种方式接收到的数据切换通信模式，如此，可选择合适的通信模式，提高通信的抗噪声能力与增强远距离通信。面对热水器复杂的环境采用该混合路由算法，能弥补电力线载波与无线通信的各自的缺陷。能够满足当前热水器组网工作的环境要求。
进一步地，防止重复数据重复处理，提高数据处理效率。
附图说明
图1为本发明实施例的通信模式切换图。
图2为本发明实施例的数据冲突检测机制流程图。
具体实施方式
本发明下述实施例的创新原理是：利用电力线载波与无线通信混合路由，既避免了布线的麻烦，同时也提高了数据的传输距离和通信的抗干扰能力。下面结合实施例进行详细说明。
具体实施方式1
参图1和图2，以下对本发明的实施方式作详细说明。应用强调的是，下述说明仅仅是示例性的，而不是为了限制本发明的范围及其应用。
不同的热水器通信单元也即节点之间存在电力线载波与无线通信两种通信方式，热水器集中控制器与各个热水器通信单元之间存在电力线载波与无线通信两种通信方式，这种将电力线载波与无线通信混合组网的形式，可以弥补电力线载波与无线的各自的缺陷。在真实通信过程中，热水器通信单元在与热水器集中控制器或不同的热水器通信单元进行通信时，可根椐所处的环境自动切换电力线载波模式、无线通信模式和双模模式。其中，双模模式是指同时采用电力线载波和无线通信两种方式进行通信。此外，发送数据时，各个热水器通信单元产生相应的随机数，以错开发送时间，以保证数据能高效的发送。
热水器通信单元接收热水器集中控制器通过电力线载波与无线通信两种方式发送信号；当通过电力线载波接收到的数据信号强度小于设定值比如-80db时，则自动转为无线通信模式对该数据进行发送；当通过无线通信模式接收到的数据的信号强度小于设定值比如-80db时，则自动转为电力线载波模式对该数据进行发送；当两者均大于设定值比如-80db时，采用双模模式对该数据进行发送。
在一些情况下，需要对数据进行转发，以提高数据的传输距离。对数据转发的两种机制进行说明。一种数据转发机制是：数据接收方和非接收方均处于发送方的通信范围内时，发送方发送的数据能直接到达接收方，然后接收方接收到数据后发送应答数据，由于非接收方也能接收到发送方发送的数据，且非接收方也处于接收方的通信范围内，，非接收方在没有接收到接收方应答数据时就会将发送方发送的数据进行转发给接收方，若非接收方接收到接收方的应答数据时则不转发。另一种数据转发机制是：数据接收方不在发送方的通信范围内时，则发送的数据需要非接收方接收转发后才能到达接收方。
由于热水器通信单元会通过电力线载波与无线通信两种通信方式接收数据，那么可能接收到相同的数据，特别是在转发数据时。为此，需要启动数据冲突检测机制：热水器通信单元接收到数据时，解析数据的ID号(该数据的唯一标识，可随机生成)和源地址(通信单元的MAC地址)，并在旧数据的ID号和源地址保存区中查找，如果有相同的ID号与源地址，表示当前数据是重复数据，则丢弃该帧数据；如果未查找到相同的ID号与源地址，则表示该帧数据为有效数据，则保留该数据，并将该数据对应的ID号和源地址存储到保存区。如此，可减少重复数据的传输，可有效的提高热水器通信单元的处理效率。
数据传输分为上行和下行，上行是指热水器通信单元发送数据给热水器集中控制器，下行是热水器集中控制器发送数据给热水器通信单元。建立无线通信与电力线载波路由表，以选择通信模式。路由表包括：下行无线上行无线、下行电力线载波上行电力线载波、下行双模上行双模、下行双模上行无线、下行双模上行电力线载波；当电力线载波接收到的信号强度小于设定值比如-80db时，则自动转为无线通信模式；当无线接收到的信号强度小于设定值比如-80db时，则自动转为电力线载波模式；当两者均大于设定值比如-80db时，采用双模模式，同时保存该通信模式建立对应的路由表。
根椐上述可知，通过采用双信道混合路由机制算法，将电力线载波与无线通信混合，提高数据的时效性与远距离传输，可以弥补无线通信穿透性差和电力线载波抗噪声差的缺陷。利用冲突机制就可以将重复数据丢弃，以实现对有效数据的传输，特别是在转发数据时。

Claims (6)

1.一种基于热水器智能控制应用的双信道混合路由算法，其特征在于，包括如下步骤：
S1、通过电力线载波和无线通信两种方式进行接收数据；
S2、根据接收到的数据将通信方式切换单电力线载波模式、无线通信模式或者双模模式。
2.根据权利要求1所述的一种基于热水器智能控制应用的双信道混合路由算法，其特征在于，步骤S2包括：发送数据时，产生相应的随机数，以错开不同节点的发送时间。
3.根据权利要求1所述的一种基于热水器智能控制应用的双信道混合路由算法，其特征在于,还包括：S3、若接收到的数据为需要转发出去的数据，则通过数据转发机制进行转发；以提高数据的传输距离。
4.根据权利要求1所述的一种基于热水器智能控制应用的双信道混合路由算法，其特征在于,还包括如下步骤：S4、当通过电力线载波与无线通信同时接收数据时，启动数据冲突检测机制以避免接收重复的数据；以减少重复数据的传输。
5.根据权利要求1所述的一种基于热水器智能控制应用的双信道混合路由算法，其特征在于，步骤S2包括：当通过电力线载波接收到的数据信号强度小于设定值时，则转为单无线通信模式对该数据进行发送；当通过单无线通信模式接收到的数据的信号强度小于设定值时，则转为单电力线载波模式对该数据进行发送；当两者均大于设定值时，采用双模模式对该数据进行发送。
6.一种计算机可读存储介质，其存储有与计算设备结合使用的计算机程序，所述计算机程序可被处理器执行以实现权利要求1至5任一项所述方法。
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