CN113411101A - 通信速度控制方法、装置、主控设备和可读存储介质 - Google Patents

通信速度控制方法、装置、主控设备和可读存储介质 Download PDF

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CN113411101A CN202110672036.4A CN202110672036A CN113411101A CN 113411101 A CN113411101 A CN 113411101A CN 202110672036 A CN202110672036 A CN 202110672036A CN 113411101 A CN113411101 A CN 113411101A
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Abstract

本发明实施例公开了一种通信速度控制方法、装置、主控设备和可读存储介质，本申请通过自动识别通信系统中主控设备与各个子设备之间的各个通信距离，根据主控设备与各个子设备之间的各个通信距离确定主控设备与各个子设备之间的通信速度，例如，由于近距离通信时，电力载波的损失较小，可以较高的通信速度发送控制指令(即主控设备可以较高的发送频率向较近的子设备发送控制指令)，可以保证较近的子设备可以快速的接收到控制指令；由于远距离通信时，电力载波的损失较大，可以较低的通信速度发送控制指令(即主控设备可以较低的发送频率向较远的子设备发送控制指令)，可以保证较远的子设备可以接收到稳定的、清晰的控制指令。

Description

通信速度控制方法、装置、主控设备和可读存储介质
技术领域
本发明涉及通信技术领域，尤其涉及一种通信速度控制方法、装置、主控设备和可读存储介质。
背景技术
目前，在一些通信系统中，各个设备之间通过无线通讯方式进行通信，但是，对于一些复杂的大型通信系统，例如，户外大型灌溉系统，灌溉区域地形复杂，灌溉系统中的各个通信设备之间遮挡物较多，各个通信设备之间的距离较远，无线通讯方式很难穿过遮挡，实现远距离通信。
因此，现有的一些复杂的大型通信系统中各个设备之间通过电力载波进行通信，但是，现有的基于电力载波通信的通信系统中主控端按照预定的通信速度向通信系统中的各个被控端发送指令信息，若预定的通信速度设置过高，导致主控端与距离较远的被控端之间无法稳定通信，若预定的通信速度设置过低，导致主控端与距离较近的被控端之间的通信时间过长。
发明内容
鉴于上述问题，本发明提出一种通信速度控制方法、装置、主控设备和可读存储介质。
本申请提出一种通信速度控制方法，应用于包括主控设备和N个子设备的通信系统，所述主控设备与各个子设备之间通过导线连接并通过电力载波进行通信，所述主控设备与各个子设备之间的通信距离不同，所述方法包括：
确定所述主控设备与第i个子设备之间的第i通信距离；
根据所述主控设备与第i个子设备之间的第i通信距离确定所述主控设备与所述第i个子设备之间的通信速度，i≤N。
本申请所述的通信速度控制方法，每个子设备均包括接入点电压测量电路，所述确定所述主控设备与第i个子设备之间的第i通信距离，包括：
在所述主控设备预先获取各个子设备对应的设备编码的情况下：
利用第i个子设备的设备编码向所述第i个子设备发送接入点电压获取信号，以使所述第i个子设备导通对应的接入点电压测量电路并获取对应接入点的第i接入点电压，并利用其他设备编码向对应的子设备发送工作模式设定指令，以使所述其他设备编码对应的子设备保持最小电流工作模式；
接收所述第i个子设备反馈的所述第i接入点电压并获取所述主控设备输出端的输出电压值；
根据所述输出电压值、所述第i接入点电压和所述导线每单位长度电阻计算所述主控设备与所述第i个子设备之间的导线长度，以根据所述导线长度确定第i通信距离。
本申请所述的通信速度控制方法，确定所述主控设备与各个子设备之间的通信距离，包括：
确定所述通信系统中子设备的总数和所述主控设备输出端的最大输出电压值；
从预设的最小输出电压值和所述最大输出电压值对应的区间范围中确定所述各个子设备对应的接入点电压范围；
根据各个子设备对应的接入点电压范围确定所述主控设备与各个子设备之间的通信距离。
本申请所述的通信速度控制方法，每个子设备均包括接入点电压测量电路和恒流控制电路，所述确定所述通信系统中子设备的总数和所述主控设备输出端的最大输出电压值，包括：
控制各个子设备开启对应的恒流控制电路以使各个子设备的工作电流保持预设的恒流值，并控制各个子设备利用对应的接入点电压测量电路获取对应的接入点电压；
获取所述主控设备输出端的最大输出电流值和最大输出电压值；
根据所述最大输出电流值和所述恒流值确定所述通信系统中子设备的总数并控制各个子设备关闭对应的恒流控制电路。
本申请所述的通信速度控制方法，所述从预设的最小输出电压和所述最大输出电压对应的区间范围中确定所述各个子设备对应的接入点电压范围，包括：
确定第i个子设备接入点对应的第i待判断电压区间，在i＝1时，第一个子设备接入点对应的第i待判断电压区间为
Figure BDA0003119738040000031
Vmin表示所述预设的最小输出电压，Vmax表示所述最大输出电压，在i＞1时，第i个子设备接入点对应的第i待判断电压区间为
Figure BDA0003119738040000032
Vi-1,max表示第i-1个子设备对应的接入点电压范围的最大电压；
确定第i待判断电压区间的子设备的总数；
若所述第i待判断电压区间的子设备的总数大于一，则将所述第i待判断电压区间二等分，并将区间端值小的子区间作为新的第i待判断电压区间，继续确定新的第i待判断电压区间的子设备的总数，直至确定某一电压区间的子设备的总数等于一为止，将子设备的总数等于一的电压区间记为第i个子设备的接入点电压范围。
本申请所述的通信速度控制方法，所述确定第i待判断电压区间的子设备的总数，包括：
控制接入点电压处于所述待判断电压区间的子设备开启对应的恒流控制电路；
根据当前的所述主控设备输出端的输出电流值和所述恒流值确定处于所述待判断电压区间的子设备的总数，并关闭对应的恒流控制电路。
本申请所述的通信速度控制方法，还包括：
在所述主控设备与所述第i个子设备通信时，根据所述主控设备与所述第i个子设备之间的通信速度确定第i通信速度参考码；
根据所述第i通信速度参考码确定第i通信码；
将所述第i通信速度参考码和所述第i通信码组合以确定第i通信组合码；
将所述第i通信码组合码发送至所述第i个子设备，以使第i个子设备执行所述第i通信码对应的控制指令并根据所述第i通信速度参考码对应的通信速度向所述主控设备反馈执行结果。
本申请所述的通信速度控制方法，还包括：
将所述主控设备与所述第i个子设备之间的通信速度作为所述第i个子设备的设备编码。
本申请一种通信速度控制装置，应用于包括主控设备和N个子设备的通信系统，所述主控设备与各个子设备之间通过导线连接并通过电力载波进行通信，所述主控设备与各个子设备之间的通信距离不同，所述装置包括：
距离确定单元，用于确定所述主控设备与第i个子设备之间的第i通信距离；
速度确定单元，用于根据所述主控设备与第i个子设备之间的第i通信距离确定所述主控设备与所述第i个子设备之间的通信速度，i≤N。
本申请提出一种主控设备，包括输出电压测量模块、存储器和处理器，所述输出电压测量模块用于获取所述主控设备输出端的输出电压值，所述存储器存储有计算机程序，所述计算机程序在所述处理器上运行时执行本申请所述的通信速度控制方法；
在所述主控设备未预先获取各个子设备对应的设备编码的情况下：所述主控设备还包括输出电流测量模块，所述输出电流测量模块用于获取所述主控设备输出端的输出电流值。
本申请提出一种可读存储介质，其存储有计算机程序，所述计算机程序在处理器上运行时执行权本申请所述的通信速度控制方法。
本申请提出一种通信系统，包括N个子设备和本申请所述的主控设备，所述主控设备与各个子设备之间通过导线连接并通过电力载波进行通信，所述主控设备与各个子设备之间的通信距离不同，主控设备根据所述主控设备与各个子设备之间的对应的通信距离确定所述主控设备与各个子设备之间的通信速度；
每个子设备均包括接入点电压测量电路，每个子设备通过对应的接入点电压测量电路获取对应的接入点电压；
在所述主控设备未预先获取各个子设备对应的设备编码的情况下：每个子设备还包括恒流控制电路，所述恒流控制电路用于使对应的子设备保持恒流工作状态。
本申请所述的通信系统，所述通信系统为灌溉系统，所述子设备还包括阀门控制电路和电动阀，所述灌溉系统的主控设备根据各个子设备对应的通信速度向对应的子设备发送控制指令，以使所述子设备通过对应的阀门控制电路控制对应的电动阀。
本申请通过自动识别通信系统中主控设备与各个子设备之间的各个通信距离，根据主控设备与各个子设备之间的各个通信距离确定主控设备与各个子设备之间的通信速度，例如，对于距离主控设备较近的子设备，可以采用较高的通信速度(即主控设备可以较高的发送频率向较近的子设备发送控制指令)，由于近距离通信时，电力载波的损失较小，以较高的通信速度发送控制指令，可以保证较近的子设备可以快速的接收到控制指令；对于距离主控设备较远的子设备，可以采用较低的通信速度(即主控设备可以较低的发送频率向较远的子设备发送控制指令)，由于远距离通信时，电力载波的损失较大，以较低的通信速度发送控制指令，可以保证较远的子设备可以接收到稳定的、清晰的控制指令。
附图说明
为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对本发明保护范围的限定。在各个附图中，类似的构成部分采用类似的编号。
图1示出了本申请实施例提出的一种通信速度控制方法的流程示意图；
图2示出了本申请实施例提出的一种通信系统示意图；
图3示出了本申请实施例提出的第一种通信距离确定方法的流程示意图；
图4示出了本申请实施例提出的另一种通信系统示意图；
图5示出了本申请实施例提出的第二种通信距离确定方法的流程示意图；
图6示出了本申请实施例提出的再一种通信系统示意图；
图7示出了本申请实施例提出的一种通信组合码设置方法的流程示意图；
图8示出了本申请实施例提出的一种通信码组合码示意图；
图9示出了本申请实施例提出的一种通信速度控制装置的结构示意图；
图10示出了本申请实施例提出的一种主控设备的结构示意图；
图11示出了本申请实施例提出的一种灌溉系统的结构示意图；
图12示出了本申请实施例提出的另一种灌溉系统的结构示意图。
主要元件符号说明：
10-通信速度控制装置；11-距离确定单元；12-速度确定单元；13-通信编码单元；14-设备编码单元；110-主控设备；113-输出电流测量模块；114-输出电压测量模块；111-存储器；112-处理器。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在下文中，可在本发明的各种实施例中使用的术语“包括”、“具有”及其同源词仅意在表示特定特征、数字、步骤、操作、元件、组件或前述项的组合，并且不应被理解为首先排除一个或更多个其它特征、数字、步骤、操作、元件、组件或前述项的组合的存在或增加一个或更多个特征、数字、步骤、操作、元件、组件或前述项的组合的可能性。
此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
除非另有限定，否则在这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与本发明的各种实施例所属领域普通技术人员通常理解的含义相同的含义。所述术语(诸如在一般使用的词典中限定的术语)将被解释为具有与在相关技术领域中的语境含义相同的含义并且将不被解释为具有理想化的含义或过于正式的含义，除非在本发明的各种实施例中被清楚地限定。
本申请提出一种通信速度控制方法，可以应用于一些利用电力载波进行通信的大型通信系统中，例如，灌溉系统、路灯控制系统和远程抄表系统等，本申请通过自动识别通信系统中主控设备与各个子设备之间的各个通信距离，根据主控设备与各个子设备之间的各个通信距离确定主控设备与各个子设备之间的通信速度，例如，对于距离主控设备较近的子设备，可以采用较高的通信速度(即主控设备可以较高的发送频率向较近的子设备发送控制指令)，由于近距离通信时，电力载波的损失较小，以较高的通信速度发送控制指令，可以保证较近的子设备可以快速的接收到控制指令；对于距离主控设备较远的子设备，可以采用较低的通信速度(即主控设备可以较低的发送频率向较远的子设备发送控制指令)，由于远距离通信时，电力载波的损失较大，以较低的通信速度发送控制指令，可以保证较远的子设备可以接收到稳定的、清晰的控制指令。
可以理解的，可以根据通信距离为每个子设备设置不同的通信速度，进一步的，还可以将各个子设备对应的通信速度作为对应子设备的设备编码，以使主控设备可以根据各个子设备编码确定子设备对应的通信速度，在向对应的子设备发送控制指令时，基于子设备编码和对应的通信速度向子设备发送控制指令。
实施例1
本申请的一个实施例，提出一种通信速度控制方法，应用于包括主控设备和N个子设备的通信系统，所述主控设备与各个子设备之间通过导线连接并通过电力载波进行通信，所述主控设备与各个子设备之间的通信距离不同。
示范性的，如图1所示，通信速度控制方法包括以下步骤：
S100：确定所述主控设备与第i个子设备之间的第i通信距离。
对于已经搭建好的通信系统，如图2所示，主控设备110引出两条总线(即两根导线，每单位长度电阻为r)，各个子设备通过导线(每单位长度电阻为r)接入总线，各个子设备距离主控设备的距离并不相同，且各个子设备与主控模块之间的距离并无规律。
在主控设备未预先获知通信系统中各个子设备距离自身的通信距离的情况下，考虑到，主控设备距离各个接入点的距离不同，对应不同长度的导线，不同长度的导线对应不同的电压，则各个接入点电压不同，需要主控设备获取各个子设备对应接入点的接入点电压值，根据各个子设备对应的接入点电压值确定主控设备与各个子设备之间的通信距离。
S200：根据所述主控设备与第i个子设备之间的第i通信距离确定所述主控设备与所述第i个子设备之间的通信速度，i≤N。
可以理解，由于近距离通信时，电力载波的损失较小，可以较高的通信速度(即主控设备可以较高的发送频率向较近的子设备发送控制指令)发送控制指令，可以保证较近的子设备可以快速的接收到控制指令；由于远距离通信时，电力载波的损失较大，可以较低的通信速度(即主控设备可以较低的发送频率向较远的子设备发送控制指令)发送控制指令，可以保证较远的子设备可以接收到稳定的、清晰的控制指令。
示范性的，在获取到主控设备与第i个子设备之间的第i通信距离后，可以根据预设的通信距离与通信速度对照表，从对照表中查找第i通信距离对应的通信速度；还可以通过预设的通信距离与通信速度关系式，确定第i通信距离对应的通信速度，例如，通信距离与通信速度关系式可以为ν＝-kh+ν0，其中，k为大于0的数，k和ν0已知，h表示通信距离，ν表示通信速度，通信距离越大，通信速度越小，可以通过预先确定ν0，保证通信速度为正数。可以理解的，通信距离与通信速度关系式也可以是指数关系，还可以其他离散型关系。本申请在此不做限定。
可以理解的，本实施例的步骤S100和步骤S200的执行过程包括：每获得一个子设备对应的通信距离，便确定该子设备与主控设备之间的通信距离对应的通信速度，即步骤S100和步骤S200循环执行，每执行一次步骤S100，确定一个子设备对应的通信距离后，便执行步骤S200，确定对应的通信速度，然后，再重复执行步骤S100和步骤S200，直至确定全部子设备的通信距离和通信速度为止。
可以理解的，本实施例的步骤S100和步骤S200的执行过程还包括：重复执行步骤S100直至确定全部子设备对应的通信距离为止，再重复执行步骤S200直至确定全部子设备对应的通信速度为止。
实施例2
本申请的一个实施例，在主控设备预先获取各个子设备对应的设备编码的情况下，提出一种确定主控设备与子设备之间的通信距离的方法如图3所示，包括以下步骤：
S110：利用第i个子设备的设备编码向所述第i个子设备发送接入点电压获取信号，以使所述第i个子设备导通对应的接入点电压测量电路并获取对应接入点的第i接入点电压，并利用其他设备编码向对应的子设备发送工作模式设定指令，以使所述其他设备编码对应的子设备保持最小电流工作模式。
示范性的，如图4所示，在所述主控设备预先获取各个子设备对应的设备编码的情况下，主控设备包括电流测量模块和输出电压测量模块，每个字设备均包括接入点电压测量电路。主控设备利用第i个子设备的设备编码通过电力载波向第i个子设备发送接入点电压获取信号，第i个子设备接收到接入点电压获取信号后，导通接入点电压测量电路的MOS管Q1，并获取第i个子设备对应接入点的第i接入点电压Vi。
主控设备还利用其他设备编码(除去第i个子设备以外的通信系统中的其他子设备的设备编码)向对应的子设备发送工作模式设定指令，以使所述其他设备编码对应的子设备保持最小电流工作模式，防止通信系统中的其他子设备的电流过大，对第i接入点电压的测量造成干扰。
S120：接收所述第i个子设备反馈的所述第i接入点电压并获取所述主控设备输出端的输出电压值。
第i个子设备可以利用自身的设备编码将第i接入点电压通过电力载波发送至主控设备，主控设备接收第i个子设备的第i接入点电压，并获取主控设备输出端的输出电压值VCC。
S130：根据所述输出电压值、所述第i接入点电压和所述导线每单位长度电阻计算所述主控设备与所述第i个子设备之间的导线长度，以根据所述导线长度确定第i通信距离。
根据所述输出电压值(即图4中VCC)、第i接入点电压(即图4中Vi)和导线每单位长度电阻(即导线电阻率r)计算主控设备与第i个子设备之间的导线长度，以根据所述导线长度确定第i通信距离。
可以理解，参见图4，根据电阻分压原理可知VCC/Vi＝Rx/R1，并且，Rx＝Li*r，则主控设备与第i个子设备之间的导线长度Li＝(R1*VCC)/(Vi*r)，其中，R1已知。
在所述主控设备预先获取各个子设备对应的设备编码的情况下，根据本实施公开的距离确定方法可以快速确定各个子设备和主控设备之间的距离，方案简单，更易于实现。
实施例3
考虑到电力载波通信的特点是一次通信中只能涵一条信息，主控设备在一次通信中可以发送一条指令控制唯一的一个子设备，或者，发送一条指令控制多个符合该指令通信条件的多个子设备(例如，主控设备可以发送一条指令至多个子设备，让多个子设备中工作电压处于特定范围的子设备报警，各个子设备都可以收到该指令，然后判断自己的工作电压是否处于特定范围，工作电压是处于特定范围的子设备可以控制自己的报警电路执行报警动作)，即只能一对一通信或者一对多通信，主控设备无法通过电力载波接收多个子设备同时返回的多条信息，即电力载波不支持多对一通信或者多对多通信。因此，在利用电力载波通信的通信系统中，主控设备需要根据某一个子设备的设备编码向对应的子设备发送指令，子设备接收并执行该指令后，将带有自身编码的反馈信息反馈至主控设备，以实现主控设备与特定子设备之间的相互通信。
基于上述电力载波通信的特点，本申请的一个实施例，提出一种确定主控设备与子设备之间的通信距离的方法，在所述主控设备未预先获取各个子设备对应的设备编码的情况下，确定主控设备与各个子设备之间的通信距离，示范性的，如图5所示，在所述主控设备未预先获取各个子设备对应的设备编码的情况下，确定主控设备与各个子设备之间的通信距离，包括以下步骤：
S111：确定所述通信系统中子设备的总数和所述主控设备输出端的最大输出电压值。
示范性的，如图6所示，在主控设备未预先获取各个子设备对应的设备编码的情况下，每个子设备均包括接入点电压测量电路和恒流控制电路，主控设备包括电流测量模块和输出电压测量模块。
由于电力载波具有一对多的通信性质，主控设备可以控制通信系统中的所有子设备开启对应的恒流控制电路以使各个子设备的工作电流保持预设的恒流值，并在各个子设备的工作电流保持预设的恒流值时，主控设备控制各个子设备利用对应的接入点电压测量电路获取对应的接入点电压。
并且，在各个子设备的工作电流保持预设的恒流值时，主控设备通过主控端的电压测量电路获取所述主控设备输出端的最大输出电压值Vmax，主控设备通过主控端的电流测量电路获取所述主控设备输出端的最大输出电流值Imax。
进一步的，在各个子设备的工作电流保持预设的恒流值时，可以根据最大输出电流值Imax和恒流值I0确定通信系统中子设备的总数N＝Imax/I0，确定通信系统中子设备的总数以及主控设备输出端的最大输出电压值Vmax后，主控设备可以控制各个子设备关闭对应的恒流控制电路。
S121：从预设的最小输出电压值和所述最大输出电压值对应的区间范围中确定所述各个子设备对应的接入点电压范围。
可以利用二分法将最小输出电压值和最大输出电压值分为多个小区间，然后确定各个小区间内的子设备总数等于一，如果等于一，则可以确定该子设备对应的接入点电压范围，若果大于一，则继续将电压区间二等分直至确定某个电压区间内的子设备数目唯一为止。
示范性的，确定第i个子设备接入点对应的第i待判断电压区间，在i＝1时，第一个子设备接入点对应的第i待判断电压区间为
Figure BDA0003119738040000121
Vmin表示所述预设的最小输出电压，Vmax表示所述最大输出电压，在i＞1时，第i个子设备接入点对应的第i待判断电压区间为
Figure BDA0003119738040000122
Vi-1,max表示第i-1个子设备对应的接入点电压范围的最大电压。
进一步的，确定第i待判断电压区间的子设备的总数：主控设备可以控制接入点电压处于所述待判断电压区间的子设备开启对应的恒流控制电路；然后，主控设备根据当前的所述主控设备输出端的输出电流值和所述恒流值确定处于所述待判断电压区间的子设备的总数。
进一步的，若所述第i待判断电压区间的子设备的总数大于一，则将所述第i待判断电压区间二等分，并将区间端值小的子区间作为新的第i待判断电压区间，继续确定新的第i待判断电压区间的子设备的总数，直至确定某一电压区间的子设备的总数等于一为止，将子设备的总数等于一的电压区间记为第i个子设备的接入点电压范围。
示范性的，在预设的最小输出电压值为12v，获取的最大输出电压值Vmax＝36v时，将电压区间[12，36]二等分为[12，12+(36-12)/2]和(12+(36-12)/2，36]，[12，12+(36-12)/2]＝[12，24]，主控设备通过电力载波向接入点电压处于[12，24]区间内的子设备发送广播，以使接入点电压处于[12，24]区间内的子设备开启对应的恒流控制电路，在接入点电压处于[12，24]区间内的子设备的工作电流恒定时，主控设备根据当前的主控设备输出端的输出电流值It和所述恒流值I0确定处于所述待判断电压区间的子设备的总数Nt，并关闭对应的恒流控制电路。若Nt＝It/I0＝1，则说明仅有一个子设备的接入点电压处于[12，24]区间内，则可以将[12，24]作为第一个子设备的接入点电压范围；若Nt＞1，则说明有多个子设备的接入点电压处于[12，24]区间内，则继续将[12，24]二等分为[12，18]，(18，24]，主控设备继续确定[12，18]区间内是否只有一个子设备，直至确定一个电压区间内仅有一个子设备为止。
进一步的，确定了第一个子设备的接入点电压范围后，继续确定第二个设备的接入点电压范围。示范性的，若第一个子设备的接入点电压范围为[12，18]，则第二个子设备对应的待判断区间
Figure BDA0003119738040000131
为(18，18+(36-12)/2＝(18，30]，主控设备通过电力载波向接入点电压处于(18，30]区间内的子设备发送广播，以使接入点电压处于(18，30]区间内的子设备开启对应的恒流控制电路，在接入点电压处于(18，30]区间内的子设备的工作电流恒定时，主控设备根据当前的主控设备输出端的输出电流值It和所述恒流值I0确定处于所述待判断电压区间的子设备的总数Nt，并关闭对应的恒流控制电路。若Nt＝It/I0＝1，则说明仅有一个子设备的接入点电压处于(18，30]区间内，则可以将(18，30]作为第二个设备的接入点电压范围；若Nt＞1，则说明有多个子设备的接入点电压处于(18，30]区间内，则继续将(18，30]二等分为(18，24]，(24，30]，主控设备继续确定(18，24]区间内是否只有一个子设备，直至确定一个电压区间内仅有一个子设备为止。
可以理解，根据上述过程，可以确定全部子设备对应的接入点电压范围。
S131：根据各个子设备对应的接入点电压范围确定所述主控设备与各个子设备之间的通信距离。
可以理解的，导线越短，导线占用的电压越小，即距离主控设备越近的子设备对应的接入点电压越大，越靠近主控设备输出端输出的最大输出电压值，距离主控设备越远的子设备对应的接入点电压越小，进而，可以根据各个子设备对应的接入点电压范围确定所述主控设备与各个子设备之间的通信距离。
示范性的，如图2所示，主控设备输出端输出的最大输出电压值VCC＝V11+V1＝V22+V2＝V33+V3＝……＝VNN+VN，V1表示第一个子设备对应的接入点电压，V2表示第二个子设备对应的接入点电压，V3表示第三个子设备对应的接入点电压，VN表示第N个子设备对应的接入点电压，V11表示第一个子设备与主控设备之间导线上的压降，V22表示第二个子设备与主控设备之间导线上的压降，V33表示第三个子设备与主控设备之间导线上的压降，VNN表示第N个子设备与主控设备之间导线上的压降。
由于导线越短，导线占用的电压越小，则V11＜V22＜V33＜……＜VNN，即V1＞V2＞V3＞……＞VN，进而，距离主控设备越近的子设备对应的接入点电压越大，越靠近主控设备输出端输出的最大输出电压值，距离主控设备越远的子设备对应的接入点电压越小。
进一步的，根据各个子设备对应的接入点电压范围确定所述主控设备与各个子设备之间的通信距离，包括：将各个子设备对应的接入点电压范围的中间值作为各个子设备对应的接入点电压Vi，然后，基于公式Li＝(R1*VCC)/(Vi*r)，确定主控设备与各个子设备之间的通信距离。
在主控设备未预先获取各个子设备对应的设备编码的情况下，根据本实施例公开的距离确定方法将各个子设备接入点的接入点电压范围作为各个子设备的标识，以该标识作为各个子设备的设备编码，实现主控设备向对应的子设备发送指令，并且根据接入点电压范围确定各个子设备和主控设备之间的距离，实现主控设备和各个子设备之间的电力载波通信。有效解决电力载波通信的弊端，克服电力载波通信必须预先获知设备编码的弊端。
实施例4
进一步的，本申请的一个实施例，提出一种通信方式，如图7所示，在所述主控设备与所述第i个子设备通信时，i小于等于N，主控设备与第i个子设备之间通过以下步骤进行通信：
S300：根据所述主控设备与所述第i个子设备之间的通信速度确定第i通信速度参考码。
示范性的，如图8所示，主控设备与各个子设备之间采用长短码方式进行通信，利用较容易区分的0和1对通信信号进行编码，可以设定在主控设备无信号输出时为高电平，在主控设备有信号输出时将高电平拉低到低电平。可以理解，也可以设定在主控设备无信号输出时为低电平，在主控设备有信号输出时将低电平拉高至高电平。
通信信号的编码由通信速度参考码和通信码两个部分组成。其中，各个子设备与主控设备之间的通信速度参考码各不相同，若0代表有通信，1代表无通信，则可以二进制码0和1的相对保持时间确定通信速度参考码。
示范性的，若设定在主控设备无信号输出时为高电平，在主控设备有信号输出时将高电平拉低到低电平，预先设定无通信的时长，即保持低电平的时长(有通信)为T0，主控设备与第一个子设备之间距离最远，则主控设备与第一个子设备之间的通信速度应最小，主控设备与第一个子设备之间的通信时间应最大，进而，可以确定在主控设备和第一个子设备保持高电平(无通信)的时间可以N*T0，可以保持低电平和高电平的相对时间作为第一个子设备对应的第一通信速度参考码。第一个子设备保持低电平(有通信)的时长：保持高电平(无通信)的时长＝1：N，可以将1+N作为第一个子设备对应的第一通信时长，也可以将1/(1+N)记为第一个子设备对应的第一通信速度。可以理解的，若各个子设备设置不同的通信速度，则可以利用通信时长和通信速度对各个子设备进行编码，进而使得各个子设备的设备编码和通信速度相对应，在主控设备与各个子设备通信时无需发送指定的设备编码，即可实现主控设备和子设备之间的通信，有效提高了整个通信系统的通信效率。
可以理解，根据上述规则，如果通信系统中存在N个子设备，则距离主控设备最近的子设备对应的保持低电平(有通信)的时长：保持高电平(无通信)的时长可以为1：1，即通信时间最快，通信速度最大。
进一步的，若设定在主控设备无信号输出时为高电平，在主控设备有信号输出时将高电平拉低到低电平，则根据保持低电平(有通信)的时长与保持高电平(无通信)的时长之间的比值确定通信速度参考码，如图8所示，第一个0和1组成了通信速度参考码，第一个0对应的时长：第一个1对应的时长＝1：2，即主控设备向子设备发送一次指令的通信时长可为3，对应的通信速度可以记为1/3。同样的，子设备向主控设备反馈信息时，以同样的速度反馈。
S400：根据所述第i通信速度参考码确定第i通信码。
示范性的，若设定在主控设备无信号输出时为高电平，在主控设备有信号输出时将高电平拉低到低电平，则低电平表示有通信，高电平表示无通信，图8中通信码对应的010，以较短的低电平信号表示0，较长的低电平信号表示1，用不同长度分别表示0和1，主控设备与各个子设备之间采用长短码方式进行通信，利用较容易区分的0和1对通信信号进行编码，可以在主控设备和子设备之间的通信距离较远时，实现长距离稳定通信。可以理解的是，通信速度参考码后的通信码可以是0000、可以是1111、可以是0001等形式，不同形式代表不同的指令。
S500：将所述第i通信速度参考码和所述第i通信码组合以确定第i通信组合码。
将通信速度参考码和通信码组合后作为一个通信组合码，由于不同的子设备距离主控设备的距离不同，对应的通信组合码不同。
S600：将所述第i通信码组合码发送至所述第i个子设备，以使第i个子设备执行所述第i通信码对应的控制指令并根据所述第i通信速度参考码对应的通信速度向所述主控设备反馈执行结果。
可以理解，若设定在主控设备无信号输出时为高电平，在主控设备有信号输出时将高电平拉低到低电平，在主控设备发送010001时，前两位代表通信速度参考码，0代表低电平(有通信)，1代表高电平(无通信)，需要根据0和1的相对保持时间确定通信速度，以根据通信速度确定可以接收该指令的子设备，后四位0001表示通信码，代表4个存在间隔的低电平，0表示短码(低电平保持时间相对短)，1表示长码(低电平的保持时间相对长)。
可以理解，若设定在主控设备无信号输出时为低电平，在主控设备有信号输出时将低电平拉高至高电平，在主控设备发送010001时，前两位代表通信速度参考码，0代表低电平(无通信)，1代表高电平(有通信)，需要根据0和1的相对保持时间确定通信速度，以根据通信速度确定可以接收该指令的子设备。
本实施例主控设备与各个子设备之间采用长短码方式进行通信，利用较容易区分的0和1对通信信号进行二进制编码，可以在主控设备和子设备之间的通信距离较远时，实现长距离稳定通信。
进一步的，由于各个子设备设置不同的通信速度，可以利用通信时长或通信速度对各个子设备进行编码，进而使得各个子设备的设备编码和通信速度相对应，在主控设备与各个子设备通信时无需发送指定的设备编码，即可实现主控设备和子设备之间的通信，有效提高了整个通信系统的通信效率。
实施例5
本申请的一个实施例，如图9所示，提出一种通信速度控制装置10，应用于包括主控设备和N个子设备的通信系统，所述主控设备与各个子设备之间通过导线连接并通过电力载波进行通信，所述主控设备与各个子设备之间的通信距离不同，通信速度控制装置10包括：距离确定单元11、速度确定单元12、通信编码单元13和设备编码单元14。
距离确定单元11，用于确定所述主控设备与第i个子设备之间的第i通信距离；速度确定单元12，用于根据所述主控设备与第i个子设备之间的第i通信距离确定所述主控设备与所述第i个子设备之间的通信速度，i≤N；通信编码单元13，用于在所述主控设备与所述第i个子设备通信时，根据所述主控设备与所述第i个子设备之间的通信速度确定第i通信速度参考码；根据所述第i通信速度参考码确定第i通信码；将所述第i通信速度参考码和所述第i通信码组合以确定第i通信组合码；将所述第i通信码组合码发送至所述第i个子设备，以使第i个子设备执行所述第i通信码对应的控制指令并根据所述第i通信速度参考码对应的通信速度向所述主控设备反馈执行结果；设备编码单元14，用于将所述主控设备与所述第i个子设备之间的通信速度作为所述第i个子设备的设备编码。
进一步的，每个子设备均包括接入点电压测量电路，所述确定所述主控设备与第i个子设备之间的第i通信距离，包括：在所述主控设备预先获取各个子设备对应的设备编码的情况下：利用第i个子设备的设备编码向所述第i个子设备发送接入点电压获取信号，以使所述第i个子设备导通对应的接入点电压测量电路并获取对应接入点的第i接入点电压，并利用其他设备编码向对应的子设备发送工作模式设定指令，以使所述其他设备编码对应的子设备保持最小电流工作模式；接收所述第i个子设备反馈的所述第i接入点电压并获取所述主控设备输出端的输出电压值；根据所述输出电压值、所述第i接入点电压和所述导线每单位长度电阻计算所述主控设备与所述第i个子设备之间的导线长度，以根据所述导线长度确定第i通信距离。
进一步的，确定所述主控设备与各个子设备之间的通信距离，包括：确定所述通信系统中子设备的总数和所述主控设备输出端的最大输出电压值；从预设的最小输出电压值和所述最大输出电压值对应的区间范围中确定所述各个子设备对应的接入点电压范围；根据各个子设备对应的接入点电压范围确定所述主控设备与各个子设备之间的通信距离。
进一步的，每个子设备均包括接入点电压测量电路和恒流控制电路，所述确定所述通信系统中子设备的总数和所述主控设备输出端的最大输出电压值，包括：控制各个子设备开启对应的恒流控制电路以使各个子设备的工作电流保持预设的恒流值，并控制各个子设备利用对应的接入点电压测量电路获取对应的接入点电压；获取所述主控设备输出端的最大输出电流值和最大输出电压值；根据所述最大输出电流值和所述恒流值确定所述通信系统中子设备的总数并控制各个子设备关闭对应的恒流控制电路。
进一步的，所述从预设的最小输出电压和所述最大输出电压对应的区间范围中确定所述各个子设备对应的接入点电压范围，包括：确定第i个子设备接入点对应的第i待判断电压区间，在i＝1时，第一个子设备接入点对应的第i待判断电压区间为[Vmin，
Figure BDA0003119738040000191
Vmin表示所述预设的最小输出电压，Vmax表示所述最大输出电压，在i＞1时，第i个子设备接入点对应的第i待判断电压区间为
Figure BDA0003119738040000192
Figure BDA0003119738040000193
Vi-1,max表示第i-1个子设备对应的接入点电压范围的最大电压；确定第i待判断电压区间的子设备的总数；若所述第i待判断电压区间的子设备的总数大于一，则将所述第i待判断电压区间二等分，并将区间端值小的子区间作为新的第i待判断电压区间，继续确定新的第i待判断电压区间的子设备的总数，直至确定某一电压区间的子设备的总数等于一为止，将子设备的总数等于一的电压区间记为第i个子设备的接入点电压范围。
进一步的，所述确定第i待判断电压区间的子设备的总数，包括：控制接入点电压处于所述待判断电压区间的子设备开启对应的恒流控制电路；根据当前的所述主控设备输出端的输出电流值和所述恒流值确定处于所述待判断电压区间的子设备的总数，并关闭对应的恒流控制电路。
本实施例公开的通信速度控制装置10通过距离确定单元11、速度确定单元12、通信编码单元13和设备编码单元14的配合使用，用于执行上述实施例所述的通信速度控制方法，上述实施例所涉及的实施方案以及有益效果在本实施例中同样适用，在此不再赘述。
可以理解，本申请提出一种主控设备110，如图10所示，包括输出电流测量模块113、输出电压测量模块114、存储器111和处理器112，所述输出电流测量模块113用于获取所述主控设备110输出端的输出电流值，所述输出电压测量模块114用于获取所述主控设备110输出端的输出电压值，所述存储器111存储有计算机程序，所述计算机程序在所述处理器112上运行时执行本申请所述的通信速度控制方法。
可以理解，本申请提出一种可读存储介质，其存储有计算机程序，所述计算机程序在处理器上运行时执行本申请所述的通信速度控制方法。
可以理解，在所述主控设备预先获取各个子设备对应的设备编码的情况下，本申请提出一种通信系统，如图4所示，包括N个子设备和本申请所述的主控设备，所述主控设备与各个子设备之间通过导线连接并通过电力载波进行通信，所述主控设备与各个子设备之间的通信距离不同，主控设备根据所述主控设备与各个子设备之间的对应的通信距离确定所述主控设备与各个子设备之间的通信速度，每个子设备均包括接入点电压测量电路，每个子设备通过对应的接入点电压测量电路获取对应的接入点电压。
进一步的，在所述主控设备未预先获取各个子设备对应的设备编码的情况下，本申请提出一种通信系统，如图6所示，通信系统每个子设备不仅包括接入点电压测量电路，还包括恒流控制电路，恒流控制电路用于使对应的子设备保持恒流工作状态。
示范性的，通信系统可以是灌溉系统、路灯控制系统和远程抄表系统等。
示范性的，本申请提出一种灌溉系统，如图11所示，主控设备110未预先获取各个子设备对应的设备编码，所述子设备不仅包括恒流控制电路和接入点电压测量电路，还包括阀门控制电路和电动阀，所述灌溉系统的主控设备根据各个子设备对应的通信速度向对应的子设备发送控制指令，以使所述子设备通过对应的阀门控制电路控制对应的电动阀。
示范性的，本申请提出一种灌溉系统，如图12所示，主控设备110预先获取各个子设备对应的设备编码，所述子设备不仅包括接入点电压测量电路，还包括阀门控制电路和电动阀，所述灌溉系统的主控设备根据各个子设备对应的通信速度向对应的子设备发送控制指令，以使所述子设备通过对应的阀门控制电路控制对应的电动阀。
在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，也可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，附图中的流程图和结构图显示了根据本发明的多个实施例的装置、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段或代码的一部分，所述模块、程序段或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在作为替换的实现方式中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个连续的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，结构图和/或流程图中的每个方框、以及结构图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或动作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。
另外，在本发明各个实施例中的各功能模块或单元可以集成在一起形成一个独立的部分，也可以是各个模块单独存在，也可以两个或更多个模块集成形成一个独立的部分。
所述功能如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是智能手机、个人计算机、服务器、或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (13)

1.一种通信速度控制方法，其特征在于，应用于包括主控设备和N个子设备的通信系统，所述主控设备与各个子设备之间通过导线连接并通过电力载波进行通信，所述主控设备与各个子设备之间的通信距离不同，所述方法包括：
确定所述主控设备与第i个子设备之间的第i通信距离；
根据所述主控设备与第i个子设备之间的第i通信距离确定所述主控设备与所述第i个子设备之间的通信速度，i≤N。
2.根据权利要求1所述的通信速度控制方法，其特征在于，每个子设备均包括接入点电压测量电路，所述确定所述主控设备与第i个子设备之间的第i通信距离，包括：
在所述主控设备预先获取各个子设备对应的设备编码的情况下：
利用第i个子设备的设备编码向所述第i个子设备发送接入点电压获取信号，以使所述第i个子设备导通对应的接入点电压测量电路并获取对应接入点的第i接入点电压，并利用其他设备编码向对应的子设备发送工作模式设定指令，以使所述其他设备编码对应的子设备保持最小电流工作模式；
接收所述第i个子设备反馈的所述第i接入点电压并获取所述主控设备输出端的输出电压值；
根据所述输出电压值、所述第i接入点电压和所述导线每单位长度电阻计算所述主控设备与所述第i个子设备之间的导线长度，以根据所述导线长度确定第i通信距离。
3.根据权利要求1所述的通信速度控制方法，其特征在于，确定所述主控设备与各个子设备之间的通信距离，包括：
确定所述通信系统中子设备的总数和所述主控设备输出端的最大输出电压值；
从预设的最小输出电压值和所述最大输出电压值对应的区间范围中确定所述各个子设备对应的接入点电压范围；
根据各个子设备对应的接入点电压范围确定所述主控设备与各个子设备之间的通信距离。
4.根据权利要求3所述的通信速度控制方法，其特征在于，每个子设备均包括接入点电压测量电路和恒流控制电路，所述确定所述通信系统中子设备的总数和所述主控设备输出端的最大输出电压值，包括：
控制各个子设备开启对应的恒流控制电路以使各个子设备的工作电流保持预设的恒流值，并控制各个子设备利用对应的接入点电压测量电路获取对应的接入点电压；
获取所述主控设备输出端的最大输出电流值和最大输出电压值；
根据所述最大输出电流值和所述恒流值确定所述通信系统中子设备的总数并控制各个子设备关闭对应的恒流控制电路。
5.根据权利要求4所述的通信速度控制方法，其特征在于，所述从预设的最小输出电压和所述最大输出电压对应的区间范围中确定所述各个子设备对应的接入点电压范围，包括：
确定第i个子设备接入点对应的第i待判断电压区间，在i＝1时，第一个子设备接入点对应的第i待判断电压区间为
Figure FDA0003119738030000021
Vmin表示所述预设的最小输出电压，Vmax表示所述最大输出电压，在i＞1时，第i个子设备接入点对应的第i待判断电压区间为
Figure FDA0003119738030000022
Vi-1,max表示第i-1个子设备对应的接入点电压范围的最大电压；
确定第i待判断电压区间的子设备的总数；
若所述第i待判断电压区间的子设备的总数大于一，则将所述第i待判断电压区间二等分，并将区间端值小的子区间作为新的第i待判断电压区间，继续确定新的第i待判断电压区间的子设备的总数，直至确定某一电压区间的子设备的总数等于一为止，将子设备的总数等于一的电压区间记为第i个子设备的接入点电压范围。
6.根据权利要求5所述的通信速度控制方法，其特征在于，所述确定第i待判断电压区间的子设备的总数，包括：
控制接入点电压处于所述待判断电压区间的子设备开启对应的恒流控制电路；
根据当前的所述主控设备输出端的输出电流值和所述恒流值确定处于所述待判断电压区间的子设备的总数，并关闭对应的恒流控制电路。
7.根据权利要求1至6任一项所述的通信速度控制方法，其特征在于，还包括：
在所述主控设备与所述第i个子设备通信时，根据所述主控设备与所述第i个子设备之间的通信速度确定第i通信速度参考码；
根据所述第i通信速度参考码确定第i通信码；
将所述第i通信速度参考码和所述第i通信码组合以确定第i通信组合码；
将所述第i通信组合码发送至所述第i个子设备，以使第i个子设备执行所述第i通信码对应的控制指令并根据所述第i通信速度参考码对应的通信速度向所述主控设备反馈执行结果。
8.根据权利要求1至6任一项所述的通信速度控制方法，其特征在于，还包括：
将所述主控设备与所述第i个子设备之间的通信速度作为所述第i个子设备的设备编码。
9.一种通信速度控制装置，其特征在于，应用于包括主控设备和N个子设备的通信系统，所述主控设备与各个子设备之间通过导线连接并通过电力载波进行通信，所述主控设备与各个子设备之间的通信距离不同，所述装置包括：
距离确定单元，用于确定所述主控设备与第i个子设备之间的第i通信距离；
速度确定单元，用于根据所述主控设备与第i个子设备之间的第i通信距离确定所述主控设备与所述第i个子设备之间的通信速度，i≤N。
10.一种主控设备，其特征在于，包括输出电压测量模块、存储器和处理器，所述输出电压测量模块用于获取所述主控设备输出端的输出电压值，所述存储器存储有计算机程序，所述计算机程序在所述处理器上运行时执行权利要求1至8任一项所述的通信速度控制方法；
在所述主控设备未预先获取各个子设备对应的设备编码的情况下：所述主控设备还包括输出电流测量模块，所述输出电流测量模块用于获取所述主控设备输出端的输出电流值。
11.一种可读存储介质，其特征在于，其存储有计算机程序，所述计算机程序在处理器上运行时执行权利要求1至8任一项所述的通信速度控制方法。
12.一种通信系统，其特征在于，包括N个子设备和如权利要求10所述的主控设备，所述主控设备与各个子设备之间通过导线连接并通过电力载波进行通信，所述主控设备与各个子设备之间的通信距离不同，主控设备根据所述主控设备与各个子设备之间对应的通信距离确定所述主控设备与各个子设备之间的通信速度；
每个子设备均包括接入点电压测量电路，每个子设备通过对应的接入点电压测量电路获取对应的接入点电压；
在所述主控设备未预先获取各个子设备对应的设备编码的情况下：每个子设备还包括恒流控制电路，所述恒流控制电路用于使对应的子设备保持恒流工作状态。
13.根据权利要求12所述的通信系统，其特征在于，所述通信系统为灌溉系统，所述子设备还包括阀门控制电路和电动阀，所述灌溉系统的主控设备根据各个子设备对应的通信速度向对应的子设备发送控制指令，以使所述子设备通过对应的阀门控制电路控制对应的电动阀。
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