TWI435552B - Automatic networking of power line communication system - Google Patents

Description

電力線通訊系統之自動組網方法

本發明係關於一種電力線通訊系統組網方法，尤指一種電力線通訊系統之自動組網方法(Automatic Routing)。

由於電力線通訊技術日漸成熟，應用電力線通訊技術進行數位控制或管理的應用亦逐漸增多，目前常見用於路燈控制應用上。

雖然電力線通訊技術可直接以電力線作為通訊網路媒介，但是隨著電力線狀況的優劣亦影響通訊品質之高低，特別是戶外電力線品質狀態更較室內為差，相對產生雜訊影響通訊訊號狀況較多。此外，雖說電力線通訊裝置配合採用網路技術與終端機進行溝通，但礙於傳送資料量較一般實際網際網路低，且電力線傳輸品質良窈不齊，故目前已有人針對此一缺點提出自動組網技術，然而目前自動組網技術雖標榜可以搜尋區域範圍內所有電力線裝置，並產生一適地性的路由表，但卻因為電力線裝置的數量未知，造成無法收斂或收斂過久的狀況，且由於無法得知區域範圍內各台電力線裝置身份，故整體驗證機制也相當複雜。因此，目前的自動組網技術尚停留在學術研究的階段，無法實際應用之。

因此，目前對於設置電力線通訊系統的實際操作上，仍有上述技術瓶頸待突破。

有鑑於上述現有技術的缺陷，本發明主要目的係提供一種電力線通訊系統之自動組網方法。

欲達上述目的所使用的主要技術手段係令該自動組網方法於一電力線通訊系統中執行，其中該電力線通訊系統係包含有一管理主機、一閘道器及複數電力線通訊裝置，其中複數電力線通訊裝置係以電力線網路與閘道器連線，而該管理主機亦與該閘道器進行連線，而該自動組網方法包含有：將本次欲自動組網的所有電力線通訊裝置的裝置代號儲存於管理主機中，並由管理主機下載至該閘道器中；由閘道器對所有電力線通訊裝置發出包含其裝置代號的連線請求；接收由複數電力線通訊裝置回覆的連線回應，並擷取各連線回應的裝置代號及設定其識別碼；依據裝置代號判斷全部電力線通訊裝置均已回覆者，則結束；若仍有未回覆者，則執行下一步驟；令前次已回覆連線回應的電力線通訊裝置為中繼器；由各中繼器再對未回覆電力線通訊裝置發出連線請求；接收由複數電力線通訊裝置回覆的連線回應，並擷取各連線回應的裝置代號；重置中繼器；判斷全部電力線通訊裝置均已回覆，回到令前次已回覆連線回應的電力線通訊裝置為中繼器步驟中；若無，執行下一步驟；及產生並儲存一樹狀階層路由表於閘道器中。

由上述說明可知，本發明自動組網方法主要可在每次重置中繼器的步驟中，找出各中繼器可連線到的電力線通訊裝，而自動產生一份有效路由表予該電力線通訊系統的閘道器，提高佈設電力線通訊系統方便性。

首先請參閱圖1所示，係為本發明電力線通訊系統架構圖，其包含有：一管理主機10；一閘道器20，係與管理主機10透過有線或無線網路連線；及複數電力線通訊裝置30，係透過電力線網路31與該閘道器20連線，又各電力線通訊裝置30上貼設有裝置代號(Serial Number；SN)條碼。

上述管理主機10係可以使用條碼描掃器掃描所有本次欲進行組網的電力線通訊裝置的條碼，以儲存所有欲進行組網的電力線通訊裝置的裝置代號，並能得知本次欲組網的電力線通訊裝置的裝置代碼及數量，又該閘道器係自管理主機下載本次欲組網的電力線通訊裝置的裝置代碼及數量。

請進一步配合圖2及圖3A所示，係為本發明自動組網方法於上述電力線通訊系統加以執行的流程圖，其包含以下步驟：將所有本次欲進行組網的所有複數電力線通訊裝置30的裝置代號及數量儲存於閘道器20中S101；由閘道器20對所有電力線通訊裝置30發出包含其裝置代號的連線請求S102；於本實施例中，該閘道器20係以輪詢方式透過電力線網路31對各電力線通訊裝置30發出連線請求，並等待電力線通訊裝置30回覆連線回應；接收由複數電力線通訊裝置30回覆的連線回應，並擷取各連線回應的裝置代號，並將已回覆連線回應的電力線通訊裝置30設定為同一組群編階層組群編號，並給予各已回覆連線回應的電力線通訊裝置不同的識別碼S103，如圖4A所示，若已有四台電力線通訊裝置6、15、28、54回覆連線回應，則依輪詢順序編列識別碼0001、0002、0003、0004，並令此四台電力線通訊裝置為第0號階層組群編號；依據裝置代號判斷全部電力線通訊裝置均已回覆S104者，則結束；若無，則執行下列樹狀組網程序；令前次已回覆連線回應裝置代號為6、15、28、54的電力線通訊裝置為中繼器S105；由各中繼器再對未回覆電力線通訊裝置發出連線請求S106；接收由複數電力線通訊裝置回覆的連線回應，並擷取各連線回應的裝置代號S107；如圖4A所示，裝置代碼為6的中繼器接收到裝置代碼為14、17、18、50、71的電力線通訊裝置，而裝置代碼為15的中繼器接收到裝置代碼為60、14、50的電力線通訊裝置，又裝置代碼為28的中繼器接收到裝置代碼為18、71的電力線通訊裝置，而裝置代碼為42的中繼器接收到裝置代碼為17、18、50的電力線通訊裝置；重置中繼器S108，選擇其中至少一中繼器作為本次中繼器，並能對本次所有回覆連線回應的電力線通訊裝置(裝置代碼為：14、17、18、50、71)進行連線，如第4A圖所示，即令裝置代碼為6及15的中繼器作為本次中繼器，再修改為中繼器30a之識別碼，將其原識別碼0001、0002修改為0100、0200；依據本次回覆連線回應的電力線裝置之裝置代號判斷全部電力線通訊裝置均已回覆S108者，則執行下一步；若無，回到選擇選擇中繼器步驟105；及產生並儲存一樹狀階層路由表於閘道器中109，其中該樹狀階層路由表係如圖4C所示，包含有電力線通訊裝置的裝置代碼、各本次中繼器識別碼、各電力線通訊裝置識別碼及階層組群編號。

又請參閱圖3B所示，上述樹狀組網程序中重置中繼器係包含有以下步驟：選出接收有連線回應電力線通訊裝置的中繼器S201；依中繼器的裝置代號先後，再選出最先裝置代號中繼器，保留其接收到電力線通訊裝置的裝置代碼，刪除在後裝置代號中繼器所收到與最先裝置代碼所收到之相同裝置代碼S202；或可依據訊號強弱為刪除裝置代碼之順序，即選出訊號最強中繼器，保留其接收到電力線通訊裝置的裝置代碼，刪除訊號較弱之中繼器所收到與最強中繼器所收到之相同裝置代碼；將保留有裝置代號的中繼器的電力線通訊裝置識別碼修改為中繼器識別碼，並令其為本次中繼器S203。

以下請參閱圖4A至4C以一實例說明本發明自動組網過程。

首先由閘道器20依據其儲存的所有電力線通訊裝置30的裝置代碼，以輪詢方式對本次欲組網的所有電力線通訊裝置30(其裝置代碼為：5、6、14、15、17、18、23、28、50、53、54、60、71)發出包含有其裝置代碼的連線請求；由於電力線網路31的電力線品質高低不一，可能部份電力線通訊裝置30無法順利接收到該閘道器20發出的連線請求，因此該閘道器20僅接收其中四台電力線通訊裝置30(其裝置代碼為：6、15、28、54)所回覆的連線回應，如圖4A所示，並於路由表中寫入四台電力線通訊裝置的0001、0002、0003、0004識別碼，且設定此四台電力線通訊裝置30(其裝置代碼為：6、15、28、54)為第0號階層群組編號。

為了完成所有電力線通訊裝置組網，再以此四台電力線通訊裝置30(其裝置代碼為：6、15、28、54)作為中繼器30a，首先由四台中繼器30a(其裝置代碼為：6、15、28、54)分別對其它未回覆的電力線通訊裝置30以輪詢方式發出連線請求，如此該等中繼器有機會獲得其餘電力線通訊裝置30回覆的連線回應，以本例來說，並請配合參閱圖2及圖4B，裝置代碼為6的中繼器30a接收五台電力線通訊裝置(其裝置代碼為：14、17、18、50、71)的連線回應(其識別碼分別為0101、0102、0103、0104、0105)，並於路由表中設定本次回覆的電力線通訊裝置之階層組群編號為第1號。其中裝置代碼15的中繼器30a接收三台裝置代碼分別為14、50、60電力線通訊裝置的連線回應(其識別碼分別為0201、0202、0203)；裝置代碼28的中繼器30a接收二台裝置代碼分別為18、71；裝置代碼54的中繼器30a接收三台裝置代碼分別為17、18、50。依據中繼器裝置代號的先後，刪除較後中繼器與在前中繼器所接收到重覆電力線通訊裝置之裝置代碼，最後僅裝置代碼6、15中繼器保留有本次所有回覆的電力線通訊裝置的裝置代碼，並令此二中繼器正式為本次中繼器，並將其裝置代碼(0001、0002)改為中繼器代碼(0100、0200)。

再令本次所有回覆的電力線通裝置(其裝置代碼為：14、17、18、50、71、60)為中繼器，由各中繼器對其餘未回覆的電力線通訊裝置以輪詢方式發出連線請求，並於路由表中設定本次回覆的電力線通訊裝置之階層組群編號為第2號。其中裝置代碼14中繼器接收到裝置代碼為23的電力線通訊裝置，而裝置代碼17中繼器則未接收到任何電力線通訊裝置，又裝置代碼53中繼器則接收裝置代碼為5、53電力線通訊裝置，而代碼71中繼器則接收裝置代碼為53電力線通訊裝置，同樣依據裝置代碼的先後決定保留裝置代碼較前的中繼器作為本次中繼器，因此其中裝置代碼14、50中繼器則在本重置步驟中作為本次中繼器，其餘則回復為電力線通訊裝置，並將裝置代碼14、50中繼器的識別碼改為中繼器的識別碼(0400、0300)，由於全部電力線通訊裝置已回覆，故本次找到的裝置代碼為5、53、23電力線通訊裝置於本次中繼器決定後，其識別碼依據其所屬中繼器設定為(0301、0302、0401)。

至此所有電力線通訊裝置均已完全尋搜完成，並提供該閘道器一完整的路由表，而有助於管理主機快速將訊號發送至特定電力線通訊裝置。

綜上所述，若欲建置一電力線通訊系統，使用者預先將電力線通訊裝置的裝置代碼儲存至閘道器中，即可不管電力線通訊裝置的裝置代碼次序，按照一般施工方式完成安裝，亦不必花費過長的時間進行組網程序，即可藉由本發明的自動組網方法取得連結至各電力線通訊裝置的路由表；有助於佈設電力線通訊網路的速度及管理的方便性。

10．．．管理主機

20．．．閘道器

30．．．電力線通訊裝置

30a．．．中繼器

41．．．電力線網路

圖1：係本發明電力通訊系統架構圖。

圖2：係本發明執行自動組網方法之階層示意圖。

圖3A：係本發明自動組網方法的流程圖。

圖3B：係本發明自動組網方法中樹狀組網程序的流程圖。

圖4A：係本發明自動組網方法執行第一階層後的路由表。

圖4B：係本發明自動組網方法執行第二階層後的路由表。

圖4C：係本發明自動組網方法執行第三階層後的路由表。

20．．．閘道器

30．．．電力線通訊裝置

30a．．．中繼器

Claims (7)

1. 一種電力線通訊系統之自動組網方法，其中該電力線通訊系統係包含有一管理主機、一閘道器及複數電力線通訊裝置，其中複數電力線通訊裝置係以電力線網路與閘道器連線，而該管理主機亦與該閘道器進行連線，又該自動組網方法包含有：將所有本次欲進行組網的所有複數電力線通訊裝置的裝置代號及數量儲存於閘道器中；由閘道器對所有電力線通訊裝置發出包含其裝置代號的連線請求；接收由複數電力線通訊裝置回覆的連線回應，並擷取各連線回應的裝置代號；依據裝置代號判斷全部電力線通訊裝置均已回覆，則結束；若無，則執行下列樹狀組網程序；令前次已回覆連線回應電力線通訊裝置為中繼器；由各中繼器再對未回覆電力線通訊裝置發出連線請求；接收由複數電力線通訊裝置回覆的連線回應，並擷取各連線回應的裝置代號；重置中繼器，係選擇其中至少一中繼器作為本次中繼器，並能對本次所有回覆連線回應的電力線通訊裝置；依據本次回覆連線回應的電力線裝置之裝置代號判斷全部電力線通訊裝置均已回覆，則執行下一步；若無，回到選擇中繼器步驟；及產生並儲存一樹狀階層路由表於閘道器中。
2. 如申請專利範圍第1項所述之電力線通訊系統之自動組網方法，上述樹狀組網程序中選擇至少一中繼器係包含有：選出接收有連線回應電力線通訊裝置的中繼器；依中繼器的裝置代號先後，再選出最先裝置代號中繼器，保留其接收到電力線通訊裝置的裝置代碼，刪除在後裝置代號中繼器所收到與最先裝置代碼所收到之相同裝置代碼；及將保留有裝置代號的中繼器的電力線通訊裝置識別碼修改為中繼器識別碼，並令其為本次中繼器。
3. 如申請專利範圍第1項所述之電力線通訊系統之自動組網方法，上述樹狀組網程序中選擇至少一中繼器係包含有：選出接收有連線回應電力線通訊裝置的中繼器；依據訊號強弱為刪除裝置代碼之順序，即選出訊號最強中繼器，保留其接收到電力線通訊裝置的裝置代碼，刪除訊號較弱之中繼器所收到與最強中繼器所收到之相同裝置代碼；及將保留有裝置代號的中繼器的電力線通訊裝置識別碼修改為中繼器識別碼，並令其為本次中繼器。
4. 如申請專利範圍第1至3項任一項所述之電力線通訊系統之自動組網方法，該閘道器及本次中繼器係以輪詢方式與複數電力線通訊裝置發出連線請求。
5. 如申請專利範圍第4項所述之電力線通訊系統之自動組網方法，該樹狀階層路由表包含有電力線通訊裝置的裝置代碼、各本次中繼器識別碼、各電力線通訊裝置識別碼及階層組群編號。
6. 如申請專利範圍第5項所述之電力線通訊系統之自動組網方法，上述接收由複數電力線通訊裝置回覆的連線回應步驟進一步包含將已回覆連線回應的電力線通訊裝置，設定為同一組群編階層組群編號，並給予各已回覆連線回應的電力線通訊裝置不同的識別碼。
7. 如申請專利範圍第6項所述之電力線通訊系統之自動組網方法，上述選擇中繼器步驟係進一步將被選為中繼器的電力線通訊裝置之識別碼修改為中繼器之識別碼。