[发明专利]一种基于随机地址时标的低压电力线扩频通信协议

权利要求书

1.一种基于随机地址时标的低压电力线扩频通信协议，其特征在于：协议采用主站发布随机地址时标同步信号帧；从站监听并计算本站的虚拟动态地址，根据虚拟动态地址分时主动发送的通信机制，主站与从站之间的通信包括以下步骤：

A.主站采用随机算法产生一个地址，并据此发送一个随机地址时标同步信号帧；

B.从站监听到主站发送的随机地址时标同步信号帧，计算本站的虚拟动态地址；

C.根据虚拟动态地址计算本从站可支配的时间段，启动本站的定时器；

D.本从站定时器运行到可支配的时间段，但之前监听到网络上有信息传送，则关闭本站的定时器，不发送任何信息，等待A的步骤再次出现；

E.本从站定时器运行到可支配的时间段，并之前未监听到网络上有信息传送，则本从站可发送从站主动上传信息帧或从站应答主站同步帧，并关闭本站的定时器，等待A的步骤再次出现；

F.主站接收到从站发出的主动上传信息帧，给予应答；随后主站可发送命令帧或返回步骤A；

G.从站在接收到主站发出的命令帧，给予命令应答帧；随后等待A的步骤再次出现；

H.主站在发送命令帧后，延迟128位位发送时间返回步骤A；

I.主站在本网络N个从站可支配时间段全部到达之后，返回步骤A。

2.如权利要求1所述的一种基于随机地址时标的低压电力线扩频通信协议，其特征在于：帧格式：包括控制帧即短帧和数据帧即长帧两种，帧格式都由若干个字节组成，每字节包含8位二进制数据，采用高位在前，低位在后的同步传输方式。

3.如权利要求2所述的一种基于随机地址时标的低压电力线扩频通信协议，其特征在于：控制帧由帧类型码、地址即随机地址或目标地址组成；数据帧由帧类型码、地址即目标地址或源地址、数据长度、数据及校验和五部分组成。

4.如权利要求1所述的一种基于随机地址时标的低压电力线扩频通信协议，其特征在于：所述帧类型码定义了通信帧的类型，分别为控制帧：主站发地址时标同步信号帧、从站发应答主站帧；数据帧：主站发广播信息帧、主站向从站发命令帧、主站应答从站帧、从站发主动上传信息帧、从站应答主站命令帧共七种。

5.如权利要求1所述的一种基于随机地址时标的低压电力线扩频通信协议，其特征在于：所述步骤A的随机地址时标同步信号帧中包含了一个随机产生的地址值，此地址值应满足通信网络从站地址的范围。

6.如权利要求1所述的一种基于随机地址时标的低压电力线扩频通信协议，其特征在于：所述步骤B的虚拟动态地址的计算方法：

Z = W ＋ 1－ X           当 W ≥ X

或Z = N ＋ 1 － X ＋ W   当 W ＜ X 

其中，Z：本站虚拟动态地址；W：本站物理地址；X：主机发随机地址时标同步信号帧中的地址值；N：通信网络中最大的从站物理地址。

7.如权利要求1所述的一种基于随机地址时标的低压电力线扩频通信协议，其特征在于：从站物理地址均是唯一且连续的，从地址1开始编制地址值。

8.如权利要求1所述的一种基于随机地址时标的低压电力线扩频通信协议，其特征在于：所述步骤C可支配时间段的计算：

可支配时间段Tx =64位，位发送时间= T₆₄

可支配时间段的开始时间：Ts  = Z × T₆₄

式中 Z：本站虚拟动态地址；

可支配时间段的终止时间为：Te  = Ts  +  T₆₄ 。

9.如权利要求1所述的一种基于随机地址时标的低压电力线扩频通信协议，其特征在于：所述步骤D从站监听到网络上有信息传送的定义：从站监听到网络上在主站发送随机地址时标同步信号帧后，有其它数据帧类型码的信息传送。

10.如权利要求1所述的一种基于随机地址时标的低压电力线扩频通信协议，其特征在于：所述步骤E从站发送从站主动上传信息帧或从站应答主站同步帧的定义：从站有信息要上传给主站，发送从站主动上传信息帧；从站无信息要上传给主站，可发送从站应答主站同步帧。

11.如权利要求1所述的一种基于随机地址时标的低压电力线扩频通信协议，其特征在于：主站发送一个地址时标同步信号帧到发送下一个地址时标同步信号帧的步骤为：

主站发送一个随机地址时标同步信号帧后，接收到从站发出的主动上传信息帧，给予应答；随后主站可发送下一个随机地址时标同步信号帧；

网络有N个从站，主站发送随机地址时标同步信号帧后，N个从站可支配时间段全部到达之后，主站可发送下一个随机地址时标同步信号帧；

N个从站全部可支配时间段计算方法为：

T_all=（N  + 1）× T₆₄   。