CN111131118A - 一种兼容宽带电力线载波抄控器多种通信接入模式的方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种兼容宽带电力线载波抄控器多种通信接入模式的方法，包括：S1、主角色通信连接模式；S2、从角色通信连接模式；S3、频偏探测连接模式；S4、物理同步连接模式。本发明提供一种兼容宽带电力线载波抄控器多种通信接入模式的方法，使得抄控器通信接入模式灵活多变，可以根据现场抄收的目标节点所处的网络状态和支持的接入模式，选择合适的通信接入模式与目标节点建立连接，进而进行数据抄收，可改善抄控器的用户体验。

Description

一种兼容宽带电力线载波抄控器多种通信接入模式的方法

技术领域

本发明属于宽带电力线载波通信技术领域，特别涉及一种兼容宽带电力线载波抄控器多种通信接入模式的方法。

背景技术

宽带电力线载波通信技术以电力线作为信息媒介，采用OFDM(OrthogonalFrequency Division Multiplexing，正交频分复用)调制方式，将数据通过载波信号加载到电力线中，实现数据高速传输。因其利用了现有的电力线网络，具有无需重新布线、施工方便、运行成本低、通信可靠等优点，被广泛应用于智能电网、智能家居等物联网领域。抄控器主要实现载波通信网络接入，数据抄读等功能。随着宽带电力线载波通信的广泛应用，一种可用于现场维护、故障排查、生产测试的维护工具显得尤为重要，基于宽带电力线载波通信的抄控器正是这样一种设备。

宽带电力线载波应用的现场环境复杂，待抄收处理的目标节点网络状态多变，不同厂家支持的通信接入模式也不尽相同，而用于宽带电力线载波通信的抄控器往往适用场景单一，通用性差。抄控器与目标节点建立连接的过程，就是使自身频段与目标节点达成一致，载波频率、时钟与目标节点实现同步的过程。

发明内容

本发明提出一种兼容宽带电力线载波抄控器多种通信接入模式的方法，可使得抄控器通信接入模式灵活多变。

一种兼容多种宽带电力线载波抄控器通信接入模式的方法，包括：

S1、主角色通信连接模式；即，抄控器模拟宽带电力线载波通信网络中主节点的角色，使目标节点加入抄控器模拟的网络中；

S2、从角色通信连接模式；即，抄控器模拟宽带电力线载波通信网络中从节点的角色，加入目标节点所在的网络，成为目标网络中的一个载波节点；

S3、频偏探测连接模式；即，抄控器通过与目标节点的频偏试探与回应，根据目标节点回应的频偏值等参数进行频偏调整，以完成频偏调整；

S4、物理同步连接模式；即，抄控器周期性竞争发送物理同步帧，目标节点接收到物理同步帧后，根据物理同步帧中携带的频率相关参数进行频偏调整以实现与抄控器的同步。

与现有技术相比，本发明的有益效果有：

本发明提供一种兼容宽带电力线载波抄控器多种通信接入模式的方法，使得抄控器通信接入模式灵活多变，可以根据现场抄收的目标节点所处的网络状态和支持的接入模式，选择合适的通信接入模式与目标节点建立连接，进而进行数据抄收，可改善抄控器的用户体验。

附图说明

图1为本发明实施例的兼容多种宽带电力线载波抄控器通信接入模式的流程示意图；

图2为本发明主节点、从节点的角色和行为约定示意图；

图3为本发明涉及的数据帧的定义和作用示意图；

图4为本发明实施例的抄控器主角色通信连接模式下通信连接流程示意图；

图5为本发明实施例的抄控器从角色通信连接模式下通信连接流程示意图；

图6为本发明实施例的抄控器频偏探测连接模式下通信连接流程示意图；

图7为本发明实施例的抄控器物理同步连接模式下通信连接流程示意图。

具体实施方式

为了使本发明实施例所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图1至图7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用以解释本发明，并不用于限定本发明。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至该另一个元件上。另外，连接即可以是用于固定作用也可以是用于电路连通作用。

需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明实施例和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多该特征。在本发明实施例的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

图2所示为本发明主节点、从节点的角色和行为约定示意图。

宽带电力线载波通信网络中，按角色主要分为主、从节点两种角色。主节点负责完成组网控制、网络维护管理、通信周期内的时隙安排等功能，一个宽带载波网络只有一个主节点；从节点则需要服从主节点管理，按主节点的时隙安排进行数据收发。

图3所示为本发明涉及的数据帧的定义和作用示意图。

中央信标是由主节点发送的携带有网络管理和维护信息的、用于特定目的的管理消息，用于全网同步。频偏试探帧和试探回应帧属于抄控器频偏探测模式下的通信数据帧，其中，频偏试探帧由抄控器发送的带有待连接目标节点地址的数据帧，用于搜索目标节点；试探回应帧则是由目标节点发送的携带有频率参数的数据帧，用于应答抄控器的频偏试探帧，同时用于抄控器同步目标节点。物理同步帧是抄控器物理同步模式下的通信数据帧，由抄控器发送的携带有待连接目标节点地址和频率参数的数据帧，用于抄控器搜索目标节点，同时用于目标节点同步抄控器。

图4所示为本发明实施例的抄控器主角色通信连接模式下通信连接流程示意图。

主角色通信连接模式，即抄控器模拟宽带电力线载波通信网络中主节点的角色，使目标节点加入抄控器模拟的网络中，抄控器与目标节点形成一个独立的宽带电力线载波通信网络，该模式适合抄收的目标为未组网成功的从节点。

主角色通信连接模式具体连接流程步骤如下：

(1)抄控器发送信标；也即，抄控器以主节点的角色周期性的发送中央信标帧；

(2)目标节点同步；也即，未入网目标从节点接收到信标帧后，解析信标帧，通过信标帧与抄控器进行时钟同步，获取抄控器时隙安排；

(3)目标节点申请入网；也即，未入网目标从节点根据抄控器的时隙安排，向抄控器发起关联入网申请，申请加入抄控器的网络；

(4)抄控器处理目标节点的入网申请；也即，抄控器接收到目标节点的入网申请，进行关联确认回复，允许目标节点入网，完成与目标节点的组网与连接；

(5)完成连接；也即，目标节点接收到抄控器允许入网的关联确认回复后，则完成了组网与连接，抄控器与目标节点即可进行后续的业务交互。

图5所示为本发明实施例的抄控器从角色通信连接模式下通信连接流程示意图。

从角色通信连接模式，即抄控器模拟宽带电力线载波通信网络中从节点的角色，加入目标节点所在的网络，成为目标网络中的一个载波节点，该模式适合抄收的目标为已组网成功的从节点或者主节点。

从角色通信连接模式具体连接流程步骤如下：

(1)监测目标节点；也即，抄控器对目标节点进行监测，从目标节点的数据帧中获取目标节点所在网络的网络标识；

(2)抄控器同步；也即，抄控器根据获取的网络标识，接收并解析处理对应网络的信标帧，与该网络进行时钟同步，并获取该网络的时隙安排；

(3)抄控器申请入网；也即，抄控器向目标网络发起关联入网申请，申请加入目标网络；

(4)目标网络允许抄控器入网；也即，目标网络的主节点接收到抄控器的入网申请，进行关联确认回复，允许抄控器入网；

(5)入网并连接成功；也即，抄控器接收到目标网络主节点的关联确认回复后，即入网成功，完成了与目标节点的时钟和时隙的同步，建立起了与目标节点的通信链路。

图6所示为本发明实施例的抄控器频偏探测连接模式下通信连接流程示意图。

频偏探测连接模式，是一种不需要组网的进行频偏校正实现同步的通信模式。抄控器即使与目标节点工作频段相同，但在频率上总有一些差异。抄控器通过与目标节点的频偏试探与回应，根据目标节点回应的频偏值等参数进行频偏调整，如果没有回应就切换频率进行另外一个频率的频偏试探和调整，直到频偏调整完成。

频偏探测连接模式具体连接流程步骤如下：

(1)抄控器发送频偏试探；也即，抄控器切换不同频段，分别在不同频段上发送频偏试探帧，且频偏试探帧携带待连接的目标节点地址；

(2)目标节点进行试探回应；也即，目标节点接收到抄控器的频偏试探帧，进行地址匹配后，进行试探回应帧应答发送；

(3)抄控器调整频偏实现同步；也即，抄控器接收到目标节点的试探回应帧，锁定频段，根据目标节点回应的频偏值等参数，调整自身频偏，实现与目标节点保持同步；

(4)抄控器完成连接；也即，在后续业务交互过程中，抄控器继续在锁定频段周期性的发送频偏试探帧，目标节点则回应试探回应帧，抄控器实时调整频偏，保持与目标节点的同步，直至退出连接；

图7所示为本发明实施例的抄控器物理同步连接模式下通信连接流程示意图。

物理同步连接模式，是目标节点调整自身频偏，同步抄控器的一种通信模式。抄控器周期性竞争发送物理同步帧，目标节点接收到物理同步帧后，根据物理同步帧中携带的频率相关参数进行频偏调整，同步抄控器；抄控器发送N次物理同步帧后，直接发送业务帧请求，若没有接收到应答则切换频段进行另一频段的物理同步以及业务抄收。

物理同步连接模式具体连接流程步骤如下：

(1)抄控器发送物理同步帧；也即，抄控器周期性发送物理同步帧，物理同步帧中携带目标节点地址和抄控器自身频率参数，发送N次；

(2)抄控器发送业务请求；也即，物理同步帧发送完，抄控器启动业务请求发送，等待目标节点应答；

(3)抄控器切频；也即，如果超过一定时间内接收不到目标节点应答，则抄控器切换频段，重复以上两个步骤；

(4)目标节点同步；也即，目标节点接收到抄控器的物理同步帧，进行地址匹配后，根据频率参数调整自身频偏，实现与抄控器的同步，同时应答抄控器的业务请求；

(5)连接成功；也即，抄控器接收到目标节点的业务应答，锁定频段，建立通信链路成功，即可进行后续的业务交互。

根据本实施例提供的方法，宽带电力线载波抄控器可以兼容不同厂家的、多种通信接入模式，能应对多种复杂的电力线载波现场环境，可适用更多的场景，可提高抄控器的通用性、实用性。

本领域的技术人员可以理解实施例方法中的全部或部分流程可以由计算机程序来命令相关的硬件完成，程序可存储于计算机可读取存储介质中，程序在执行时，可包括如各方法实施例的流程。而前述的存储介质包括：ROM或随机存储记忆体RAM、磁碟或者光盘等各种可存储程序代码的介质。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干等同替代或明显变型，而且性能或用途相同，都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种兼容宽带电力线载波抄控器多种通信接入模式的方法，其特征在于，包括：

S1、抄控器模拟宽带电力线载波通信网络中主节点的角色，使目标节点加入抄控器模拟的网络中；

S2、抄控器模拟宽带电力线载波通信网络中从节点的角色，加入目标节点所在的网络，成为目标网络中的一个载波节点；

S3、抄控器通过与目标节点的频偏试探与回应，根据目标节点回应的频偏值等参数进行频偏调整，以完成频偏调整；

S4、抄控器周期性竞争发送物理同步帧，使目标节点接收到物理同步帧后根据物理同步帧中携带的频率相关参数进行频偏调整以实现与抄控器的同步。

2.根据权利要求1所述方法，其特征在于,

所述S1包括：

S11、抄控器以主节点的角色周期性的发送中央信标帧；

S12、未入网目标从节点接收到信标帧后，解析信标帧，通过信标帧与抄控器进行时钟同步，获取抄控器时隙安排；

S13、未入网目标从节点根据抄控器的时隙安排，向抄控器发起关联入网申请，申请加入抄控器的网络；

S14、抄控器接收到目标节点的入网申请，进行关联确认回复，允许目标节点入网，完成与目标节点的组网与连接；

S15、目标节点接收到抄控器允许入网的关联确认回复后，则完成了组网与连接，抄控器与目标节点即可进行后续的业务交互。

3.根据权利要求1所述方法，其特征在于,

所述S2包括：

S21、抄控器对目标节点进行监测，从目标节点的数据帧中获取目标节点所在网络的网络标识；

S22、抄控器根据获取的网络标识，接收并解析处理对应网络的信标帧，与该网络进行时钟同步，并获取该网络的时隙安排；

S23、抄控器向目标网络发起关联入网申请，申请加入目标网络；

S24、目标网络的主节点接收到抄控器的入网申请，进行关联确认回复，允许抄控器入网；

S25、抄控器接收到目标网络主节点的关联确认回复后，即入网成功，完成了与目标节点的时钟和时隙的同步，建立起了与目标节点的通信链路。

4.根据权利要求1所述方法，其特征在于,

所述S3包括：

S31、抄控器切换不同频段，分别在不同频段上发送携带待连接目标节点地址的频偏试探帧；

S32、目标节点接收到抄控器的频偏试探帧，进行地址匹配后，进行试探回应帧应答发送；

S33、抄控器接收到目标节点的试探回应帧，锁定频段，根据目标节点回应的频偏值等参数，调整自身频偏，实现与目标节点的同步；

S34、在后续业务交互过程中，抄控器继续在锁定频段周期性的发送频偏试探帧，目标节点则回应试探回应帧，抄控器实时调整频偏，保持与目标节点的同步，直至退出连接。

5.根据权利要求1所述方法，其特征在于,

所述S4包括：

S41、抄控器周期性发送物理同步帧，物理同步帧中携带目标节点的地址和抄控器自身的频率参数；

S42、物理同步帧发送完成，抄控器启动业务请求发送，等待目标节点应答；

S43、若抄控器在超时时间内接收不到目标节点的应答，则切换频率，重复S41和S42；

S44、目标节点接收到抄控器的物理同步帧，进行地址匹配后，根据频率参数调整自身频偏，实现与抄控器的同步，同时应答抄控器的业务请求；

S45、抄控器接收到目标节点的业务应答，锁定频段，建立通信链路成功，即可进行后续的业务交互。

6.根据权利要求1所述方法，其特征在于,

所述S3包括：

如果没有回应则切换频率进行另外一个频率的频偏试探和调整，直到频偏调整完成。

7.根据权利要求1所述方法，其特征在于,

所述S4包括：

若没有接收到应答则切换频段进行另一频段的物理同步以及业务抄收。

8.一种计算机可读存储介质，其特征在于，包括：所述计算机可读存储介质中存储有程序指令，所述程序指令被计算机的处理器执行时使所述处理器执行根据权利要求1至7任一项所述方法。

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