[發(fā)明專利]動態(tài)組網(wǎng)方法和通訊部件

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200910079954.5
• 申請日: 2009-03-13
• 公開（公告）號: CN101834829A
• 公開（公告）日: 2010-09-15
• 發(fā)明（設計）人: 張保軍
• 申請（專利權）人: 深圳市均方根科技有限公司
• 主分類號: H04L29/06
• 分類號: H04L29/06;H04L12/56;H04B3/54
• 代理公司: 北京同立鈞成知識產(chǎn)權代理有限公司 11205
• 代理人: 丁琛

技術領域

本發(fā)明涉及電力線載波通訊的動態(tài)組網(wǎng)技術，適用于智能終端在電力線上的可靠通訊，特別是涉及一種在數(shù)據(jù)傳輸量較少的電力線網(wǎng)絡中，實現(xiàn)的動態(tài)組網(wǎng)方法和通訊部件。

背景技術

電力線載波通訊是利用現(xiàn)有交流電源線作為通訊線路，使用電力線載波技術實現(xiàn)數(shù)據(jù)信號的傳輸，省去了鋪線工程，能明顯降低智能網(wǎng)絡的組網(wǎng)成本，因此，電力線通訊成為自動抄表技術下行通訊信道的發(fā)展方向。利用電力線載波通訊技術實現(xiàn)自動抄表的自動抄表技術(Automatic?Meter?Reading，AMR)，相對于傳統(tǒng)的手工抄表技術在提高抄表效率方面有了很大的提高。

目前，利用電力線載波通訊技術的自動抄表技術的典型技術有：采用集中器“學習”模式的自動抄表技術以及采用“組網(wǎng)”模式的自動抄表技術。其中，采用集中器“學習”模式的自動抄表技術基于擴頻技術，通過模糊算法以及最后的窮舉遍歷，記憶多條中繼路徑并根據(jù)成功概率進行歷史中繼路徑優(yōu)化。而采用“組網(wǎng)”模式的自動抄表技術以載波監(jiān)聽多路訪問/沖突檢測(Carrier?Sense?Multi-Access/Collision?Detection，簡稱CSMA/CD)為基礎，以檢測載波信號功率值和成功次數(shù)為依據(jù)，進行臺區(qū)組建；當丟失節(jié)點高于設定值時，進行臺區(qū)的拆分與優(yōu)化。

發(fā)明人在實現(xiàn)本發(fā)明時發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)有的上述二種利用電力線載波傳輸數(shù)據(jù)的自動抄表技術都是靜態(tài)組網(wǎng)模式，至少存在如下缺陷：

(1)抄表系統(tǒng)不穩(wěn)定。

電力線具有高衰減、高噪聲、信號畸變大的特點，不同國家、地區(qū)以及臺區(qū)間電力線通訊性能差別很大，即使在同一臺區(qū)，不同通訊時段的通訊質(zhì)量也存在較大差異。由于低壓電網(wǎng)的負載、干擾、衰減的劇烈動態(tài)變化具有很強的隨機性，即使是優(yōu)化過的歷史中繼路徑或臺區(qū)的拆分和優(yōu)化也很難適應這種變化。例如，采用集中器“學習”模式的自動抄表在抄表過程中，抄表指令的下行路徑與該抄表指令相應的計量數(shù)據(jù)的上行路徑相同，當抄表路徑中某個節(jié)點出現(xiàn)故障時，將造成該次抄表過程的失敗。采用“組網(wǎng)”模式的自動抄表系統(tǒng)雖然引入了CSMA技術，但實際網(wǎng)絡沖突處理并不理想，仍存在網(wǎng)絡擁堵等缺陷。

(2)抄表時間長，不能滿足抄表實時性的要求。集中器“學習”模式需要收集大量的歷史中繼數(shù)據(jù)并對大量歷史中繼數(shù)據(jù)進行分析，其采用的模糊算法以及最后的窮舉遍歷的計算過程會占用大量的時間資源，隨著中繼個數(shù)的加長，單片機的計算量呈幾何個數(shù)增加，這就限制了這種學習機制只能支持最多3個中繼。這在復雜臺區(qū)是遠遠不夠的。這時就會用增加集中器的方法來解決現(xiàn)場問題。現(xiàn)場的運行狀況表明，即使是在一個臺區(qū)加裝了多個集中器，達到100％的抄收率所需的抄收時間也是相當長的(幾個小時，甚至十幾個小時)，即要利用全天的大部分時段抄表才有可能達到100％的抄收率。抄表時間長不能滿足抄表實時性的要求，無法實現(xiàn)對欠繳電費用戶的實時控制功能，無法對竊電用戶進行監(jiān)測。“組網(wǎng)”模式中，每出現(xiàn)一個故障表或新增加一個表，系統(tǒng)都需進行重新組網(wǎng)，組網(wǎng)所需的時間較長。

(3)維護不便、成本較高。采用集中器“學習”模式和“組網(wǎng)”模式雖然可明顯降低人力成本，但由于集中器“學習”模式是基于成功概率進行歷史中繼路徑的優(yōu)化，因而可能存在部分抄表盲區(qū)，還是需要輔有工作人員進行抄表盲區(qū)的手工抄表或故障排除，一定程度上增加了系統(tǒng)管理的成本。“組網(wǎng)”模式中，每出現(xiàn)一個故障表或新增加一個表，系統(tǒng)都需進行重新組網(wǎng)，增加系統(tǒng)維護難度，也提高了系統(tǒng)維護所需的成本。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術問題是提供一種應用動態(tài)組網(wǎng)技術實現(xiàn)的動態(tài)組網(wǎng)方法和通訊部件，用以提高數(shù)據(jù)傳輸量較少的電力線網(wǎng)絡中通訊的實時性和系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

為解決上述技術問題，本發(fā)明提供了一種通訊部件，包括控制模塊以及智能收發(fā)器，所述控制模塊包括：

網(wǎng)絡沖突避免單元，用于根據(jù)通過所述智能收發(fā)器偵聽的電力線上的信道空閑狀態(tài)信息，為需要發(fā)送的數(shù)據(jù)包設置隨機發(fā)送時間；

重復數(shù)據(jù)包檢測及丟棄單元，用于對來自所述智能收發(fā)器接收到的電力線上的數(shù)據(jù)包進行分析，并在接收到的數(shù)據(jù)包為在先處理過的數(shù)據(jù)包時，丟棄新接收的數(shù)據(jù)包。

在上述技術方案的基礎上，控制模塊還可包括：數(shù)據(jù)包容量控制單元，用于在轉(zhuǎn)發(fā)下行數(shù)據(jù)包之前接收到包含返回數(shù)據(jù)的上行數(shù)據(jù)包時，丟棄所述下行數(shù)據(jù)包；以及在預設發(fā)送時間內(nèi)沒有發(fā)送待發(fā)送的相應數(shù)據(jù)包時，丟棄相應數(shù)據(jù)包。

在上述技術方案的基礎上，控制模塊還可包括：網(wǎng)絡崩潰避免單元，用于存儲在先轉(zhuǎn)發(fā)的預設數(shù)量的數(shù)據(jù)包，并在接收到的數(shù)據(jù)包和存儲的數(shù)據(jù)包相同時，丟棄接收的數(shù)據(jù)包。