[發明專利]一種基于電力線通信構建物聯網的方法

在審

• 申請號: 201710342893.1
• 申請日: 2017-05-16
• 公開（公告）號: CN106953665A
• 公開（公告）日: 2017-07-14
• 發明（設計）人: 瞿曉磊;劉萬發
• 申請（專利權）人: 成都環磊科技有限公司
• 主分類號: H04B3/54
• 分類號: H04B3/54;H04L9/14;H04L9/06;H04L29/06
• 代理公司: 北京天奇智新知識產權代理有限公司11340
• 代理人: 楊春

所屬技術領域

本發明涉及電力載波通信技術，具體涉及一種基于電力線通信構建物聯網的方法。

背景技術

目前，電使用已經遍及千家萬戶，但如何實現家用電的智慧管理，是政府部門和相關廠商需要考慮的問題。通過物聯網解決這一問題是一個很好的思路和途徑，不過目前對于智慧電力物聯網系統的研究還處于初步發展階段，研究較少。

電力載波是電力系統特有的通信方式，電力載波通訊(Power line Communication，PLC)是指利用現有電力線，通過載波方式將模擬或數字信號進行高速傳輸的技術。近年來，寬帶電力線載波通信(BPLC：Broadband Power Line Carrier)技術得到了廣泛應用，尤其大量應用于智能電網抄表系統、能源互聯網、智能家居和工業數據采集等場景。

電力線載波通信網絡具有無需布線的優點，可大大減少網絡籌建費用。但電力線網絡并不是一種可靠的通信載體，首先，電力線對通信信號會造成強烈的衰減，這種衰減幅度時變性很強，取決于信號頻率、網絡拓撲、負載電器等等。通信信號在電力線通信信道傳播中存在衰落現象，在接收機輸入端的信號強度會有很大的變化和起伏，對通信系統接收功率很大的影響。這需要設計出輸入電壓范圍盡可能大的自動增益控制電路。

在利用電力線進行數據傳輸時，同樣面臨數據安全的問題。由于電力系統具有較高的開放性傳輸特點，不受物理地域的限制，因此如果沒有密碼機制，會很容易為網絡帶來安全隱患。

發明內容

本發明提供一種基于電力線通信構建物聯網的方法，該方法可以利用電力線建立物聯網，實現電力設備之間的安全、可靠且經濟的通信。

為了實現上述目的，本發明提供一種基于電力線通信構建物聯網的方法，所述方法包括如下步驟：

S1.在多個電力設備之間設置多個載波信號發送端和載波信號接收端；

S2.載波信號發送端生成載波信號，并加密；

S3.將載波信號進行放大或衰減處理；

S4.將載波信號傳輸給對應的載波信號接收端；

S5.載波信號接收端解密信號，并載波信號進行處理。

優選的，所述步驟S3包括如下子步驟：

步驟S31：獲取載波信號的幅值；

步驟S32：提取載波信號的過零信號，并對所述載波信號分段處理，得到過零區域和非過零區域；

步驟S33：分別計算所述幅值在所述過零區域對應的過零區域增益值和所述非過零區域對應的非過零區域增益值；利用加窗處理法對所述過零區域增益值和非過零區域增益值進行處理得到目標增益控制值，

步驟S34：根據得到的所述目標增益控制值對所述載波信號進行放大或衰減。

優選的，以所述過零信號的過零點為中心，所述過零點前后5ms范圍內的區域為過零區域，所述過零點前后5ms范圍外的區域為非過零區域。

優選的，所述步驟S2中，根據用戶密鑰和加密算法對生成的載波信號進行分段載波信號加密，得到加密后的分段載波信號

優選的，在所述S2中，具體包括如下子步驟：

S21：將分段載波信號、用戶密鑰和第一隨機數字信號進行位運算，得到第一密文數字信號；

S22：根據用戶密鑰和第一隨機數字信號進行位運算，得到第二隨機數字信號；

S23：將第二隨機數字信號插入到第一密文數字信號中，得到第二密文數字信號。

S24：對第二密文數字信號進行反轉比特位操作，得到最終加密后的分段載波信號。

優選的，在所述步驟S4中，具體包括如下步驟：

S41.接收增大或衰減后的載波信號，其中該載波信號中攜帶有載波信號發送端口信息；

S42.根據所述載波信號攜帶的端口信息，確定與載波信號發送端對應的所述載波信號接收端；

S43.向所述對應的載波信號接收端傳輸所述載波信號。

優選的，在S4中，傳輸載波信號之前，設置多個所述載波信號發送端和多個所述載波信號接收端之間的一一對應關系，具體用于，通過預設的端口配對協議，設置多個所述載波信號發送端和多個所述載波信號接收端的一一對應關系；或者，根據接收的端口配對參數，設置多個所述載波信號發送端和多個所述載波信號接收端之間的一一對應關系。

優選的，在步驟S5的解密過程中，具體包括如下子步驟：

S51：載波信號接收端接收最終加密后的分段載波信號，并獲取用戶密鑰；

S52：對最終加密后的分段載波信號進行比特位反轉操作，得到第四密文數字信號；