CN110730019A - 利用有源屏蔽技术组建plc智能微通信网络的方法 - Google Patents

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蒋存波
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张奕
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Abstract

本发明给出一种在物联网应用中，利用低压电力线载波通信技术进行物与物互联中为避免不同用户物理信息外露和不同用户信号干扰等问题的需要，提供一种利用有源屏蔽技术组建低压电力线智能微通信网络的方法。根据电力网的特点，主要利用在电力线的某一(或几个)信道物理层上设置信息屏蔽点，由这些屏蔽点作为网络边界点，在信号屏蔽点安装智能信息屏蔽装置，利用有源屏蔽技术在物理层上将信号限制在低压电力线通信智能微通信网络传输区段内，可最大限度地避免信息的外泄保护信息安全，同时避免不同用户低压电力线通信智能微通信网络之间的影响。

Description

利用有源屏蔽技术组建PLC智能微通信网络的方法
技术领域
本发明涉及一种利用低压电力线载波通信技术构建信道物理层封闭的低压电力线微通信网络实现物与物互联方法，该方法可在物理层避免用户物理信息外露、防止连接在同一低压电力网上不同区段(或同一区段不同通信信道)的不同用户之间通信信号干扰。该方法在电力线的某一(或几个)物理层信道上设置信号屏蔽点，信息屏蔽点作为通信网络边界点,在低压电力网上分割出一个在通信信道物理层上能实现通信信号封闭传输的局部网络区域,利用有源屏蔽技术实现在物理层上将信号限制在低压电力线通信智能微通信网络内，避免信号外泄和不同用户之间信号的相互干扰。
背景技术
随着信息技术的不断发展，物联网技术已经应用到各个领域，出现了智慧农业、智慧社区、智慧家庭、智慧车间等。当前在物与物短距离互联中主要利用无线连接技术，应用比较成熟的如蓝牙(Bluetooth)，Zigbee/802.15.4，无线局域网802.11(Wi-Fi)等不同的无线短距离通信技术，这些技术在传输距离、功耗、速率、组网特性等方面各有特点。对于远距离可使用NB_IOT等技术。无线通信具有组网灵活、成本低、可移动性等优点，但由于无线通信是使用完全开放的信道，具有信道资源竞争严重、信息的泄露、时延大等问题，为防止信息泄露则一般选择复杂的加密算法或抗攻击策略。
电力网是一种泛在有线网，当前其泛在性主要体现在电能传输上，电力线可进行数据传输，但在数据或信息传输方面还未体现电网的“泛在”特性。对于使用电力网供电的设备，除从电力线获得电能外，还可用电力线载波通信技术进行通信(PLC，Pow LineCommunication),当前的低压PLC信号在联通的整个低压电力线上传输，这导致物理信息外露、不同用户信号干扰等问题。通过加/解密可以在一定程度上解决信息泄露的问题，但会加重个节点设备的计算负荷也不能完全解决信息泄露问题；通过信道划分可以在一定程度上避免邻近用户间的干扰，但当用户数量较多时信道资源会出现枯竭且信道资源利用率低，动态利用信道可提高信道利用率但增加设备复杂度和成本。
低压电力线通信构建的物联网系统中，有相当大一部分应用具有如下特征：可以在低压电力线上确定几个边界点，需要通信的各设备聚集由这些边界点构成的区域内部。本发明给出一种根据电力网物联网系统的这一特点，利用信号检测与智能控制技术，在电力线的某一(或几个)信道物理层上设置信息屏蔽点，利用设置的信息屏蔽点作为低压电力线通信智能微通信网络边界点,在低压电力网上分割出一个在通信信道物理层上能实现通信信号封闭传输的局部网络区域,在物理层上将信号限制在低压电力线通信智能微网内，就可最大限度地避免信息的外泄，保护信息安全，同时避免不同用户低压电力线通信智能微网之间的影响，给信息安全管理带来了好处。
发明内容
本发明的目的主要根据电力网的特点，利用信号检测与智能控制技术,在电力线的某一(或几个)信道物理层上设置信息屏蔽点，利用设置的信息屏蔽点作为低压电力线通信智能微通信网络边界点,在低压电力网上分割出一个在通信信道物理层上能实现通信信号封闭传输的局部网络区域,利用有源屏蔽技术在物理层上将信号限制在低压电力线通信智能微通信网络内，最大限度地避免信息的外泄，同时也可避免不同用户低压电力线通信智能微通信网络之间的影响。因此本发明提供一种利用有源屏蔽技术组建PLC微通信网络的方法。
本发明是这样实现的:
(1)在电力线的某一(或几个)信道物理层上设置信息屏蔽点，以这些信息屏蔽点为边界点，在低压电力网上分割出一个在通信信道物理层上能实现通信信号封闭传输的局部网络区域；
(2)在信号屏蔽点安装智能信息屏蔽装置，该智能信息屏蔽装置将低压电力线在通信信道上分割为信号传输区段和信号屏蔽区段,且不影响电能的正常传输，相互联通的信号传输区段的低压电力线构成低压电力线智能微通信网络的物理层传输介质；
(3)智能信息屏蔽装置实时检测信号传输区段和信号屏蔽区段在通信信道上的信号，利用智能控制算法产生控制信号，使得通信信号只能在信号传输区段传输，在信号屏蔽区段上的通信信号趋于0；
(4)物联网上的节点设备通过电力载波装置接入到位于信号传输区段内电力线上的智能微通信网络，从而构成一个基于低压电力线智能微通信网络。
本方法针对在电力线的某一(或几个)信道物理层上设置信息屏蔽点，利用设置的信息屏蔽点作为低压电力线通信智能微通信网络边界点,在低压电力网上分割出一个在通信信道物理层上能实现通信信号封闭传输的局部网络区域，利用有源屏蔽技术实现在物理层上信号隔离，构成一个在物理层上将信号限制在规定的低压电力线通信智能微通信网络内，逻辑上处于封闭状态的低压电力线通信智能微通信网络的实现方法。
附图说明
图1为本发明的低压电力线通信智能微通信网络结构图
图2为本发明的智能信息屏蔽装置安装在用户电力线入户位置的低压电力线通信智能微通信网络结构图
图3为本发明的智能信息屏蔽装置安装某一个特定区域的两个网络边界点上的低压电力线通信智能微通信网络结构图
图4为本发明的智能信息屏蔽装置安装在某一个特定区域的多个网络边界点上的低压电力线通信智能微通信网络结构图
具体实施方式
实施例1：
S1：如图2，在电力线的用户电力线入户位置设置信息屏蔽点；
S2：利用设置的信息屏蔽点作为低压电力线通信智能微通信网络边界点,在低压电力网上分割出一个在通信信道物理层上能实现通信信号封闭传输的局部网络区域；
S3:在信号屏蔽点安装智能信息屏蔽装置，该智能信息屏蔽装置将低压电力线在通信信道上分割为信号传输区段和信号屏蔽区段,且不影响电能的正常传输，相互联通的信号传输区段的低压电力线构成低压电力线智能微通信网络的物理层传输介质；
S4：智能信息屏蔽装置实时检测信号传输区段和信号屏蔽区段在通信信道上的信号，利用智能控制算法产生控制信号，使得通信信号只能在信号传输区段传输，在信号屏蔽区段上的通信信号趋于0；
S5：物联网节点设备通过电力载波装置接入到位于信号传输区段内电力线上的智能微通信网络，从而构成一个基于低压电力线智能微通信网络。
实施例2：
S1：如图3，在电力线的某一个特定区域的信道物理层上设置两个信息屏蔽点；
S2：利用设置的信息屏蔽点作为低压电力线通信智能微通信网络边界点,在低压电力网上分割出一个在通信信道物理层上能实现通信信号封闭传输的局部网络区域；
S3:在信号屏蔽点安装智能信息屏蔽装置，该智能信息屏蔽装置将低压电力线在通信信道上分割为信号传输区段和信号屏蔽区段,且不影响电能的正常传输，相互联通的信号传输区段的低压电力线构成低压电力线智能微通信网络的物理层传输介质；
S4：智能信息屏蔽装置实时检测信号传输区段和信号屏蔽区段在通信信道上的信号，利用智能控制算法产生控制信号，使得通信信号只能在信号传输区段传输，在信号屏蔽区段上的通信信号趋于0；
S5：物联网节点设备通过电力载波装置接入到位于信号传输区段内电力线上的智能微通信网络，从而构成一个基于低压电力线智能微通信网络。
实施例3：
S1：如图4，在电力线的某一个特定区域的信道物理层上设置三个信息屏蔽点；
S2：利用设置的信息屏蔽点作为低压电力线通信智能微通信网络边界点,在低压电力网上分割出一个在通信信道物理层上能实现通信信号封闭传输的局部网络区域；
S3:在信号屏蔽点安装智能信息屏蔽装置，该智能信息屏蔽装置将低压电力线在通信信道上分割为信号传输区段和信号屏蔽区段,且不影响电能的正常传输，相互联通的信号传输区段的低压电力线构成低压电力线智能微通信网络的物理层传输介质；
S4：智能信息屏蔽装置实时检测信号传输区段和信号屏蔽区段在通信信道上的信号，利用智能控制算法产生控制信号，使得通信信号只能在信号传输区段传输，在信号屏蔽区段上的通信信号趋于0；
S5：物联网节点设备通过电力载波装置接入到位于信号传输区段内电力线上的智能微通信网络，从而构成一个基于低压电力线智能微通信网络。

Claims (1)

1.一种利用有源屏蔽技术的组建低压电力线通信网络微通信网络的方法，其特征在于包括以下步骤：
(1)在电力线的某一(或几个)信道物理层上设置信息屏蔽点，以这些信息屏蔽点为边界点，在低压电力网上分割出一个在通信信道物理层上能实现通信信号封闭传输的局部网络区域；
(2)在信号屏蔽点安装智能信息屏蔽装置，该智能信息屏蔽装置将低压电力线在通信信道上分割为信号传输区段和信号屏蔽区段,且不影响电能的正常传输，相互联通的信号传输区段的低压电力线构成低压电力线智能微通信网络的物理层传输介质；
(3)智能信息屏蔽装置实时检测信号传输区段和信号屏蔽区段在通信信道上的信号，利用智能控制算法产生控制信号，使得通信信号只能在信号传输区段传输，在信号屏蔽区段上的通信信号趋于0；
(4)物联网节点设备通过电力载波装置接入到位于信号传输区段内电力线上的智能微通信网络，从而构成一个基于低压电力线智能微通信网络。
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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20050007241A1 (en) * 2000-01-20 2005-01-13 Kline Paul A. Method of isolating data in a power line communications network
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