[发明专利]基于电力线载波的智能组网控制系统和方法

说明书

技术领域

本发明属于电力线载波信号控制领域，更具体地，涉及具有路由发现和网络自组织功能的、基于电力线载波的智能组网控制系统和方法。

背景技术

近年来，随着现代通信技术的飞速发展，在传输便捷、资源丰富的电力线信道中进行高效数字通信得到了广泛的研究和应用。电力线通信（PowerLine Communication，PLC）有许多优点，例如广泛分布的电力线网、相对低的通信成本以及随处即插即用等。

路灯控制是PLC的重要应用之一。在传统的基于电力线载波的路灯控制系统中，包括所有基于FSK（频移键控）调制技术和常规正交频分复用（OFDM）调制技术，被控节点（路灯）一般采用8位单片机实现协议的处理、以及PLC（电力线载波）通信的处理。例如，利用频移键控的方式将离散数字信号调制成频率变化的信号，并将此信号通过电力线传输。

当前的电力线通信优选采用正交频分复用技术，以克服电力线传输环境中的不利因素。另外，由于电力线中的设备数量和种类众多，网络拓扑结构复杂、变化频繁。这些都对电力线通信的质量和效率造成显著影响，给传统的通信组网方法带来了许多问题。当电力线通信系统的用户子节点数量增多、网络规模扩大时，传统的电力线通信系统中固定的、单层的、简单的组网模式将导致子节点间通信冲突多发、网络控制开销大等问题。

在日益复杂的网络拓扑的情况下，可靠和高效通信变得越来越困难。限于系统架构和技术原理，现有的用于路灯控制的电力线载波通信的技术和方案会因为电力线的线路状况、拓扑变化、供电模式等各种因素的变化而产生各种通信问题。例如，由于现有技术的路灯控制采用固定的路由路径或者有限级数的中继，这样，因为各种电磁干扰、线路老化、天气、气候等原因，当电力线通信环境变得不可靠、不稳定时，无法根据节点的状况而自动变更控制命令和数据收发策略，这时，容易造成路灯控制失效，甚至引起路灯和控制设备的故障。

另外，现有技术的路灯控制一般采用单集中器控制多个路灯的架构，单个集中器用来连接远程或本地控制后台（控制主机）。因此，当集中器出现故障时，会造成其连接的全部路灯的控制失效，引起巨大的不便、甚至产生严重的经济损失。

综上所述，在用于路灯控制的电力线通信中，需要一种灵活、合理并且高效的组网方案，以较小的开销和成本，适应电力线系统复杂多变的拓扑结构，降低设备（路灯）间的干扰，并提高系统容量和通信性能。

发明内容

本申请的发明人考虑到现有技术的上述情况而作出了本发明，本发明的主要目的在于，提供基于电力线载波的智能路灯系统和用于其的组网控制方法，其能够自动扫描和确认网络可用节点，收集准确的节点配置信息，避免人工安装时造成的错误，还能够动态地更新联网节点状况。

根据本发明的实施例，提供了一种基于电力线载波的智能组网控制系统，包括节点（103、104），其连接在电力线的供电线路上，用来通过电力线载波在电力线上收发控制命令及数据，其中，所述节点（103、104）中的第一节点（104）是要组织的网络的根节点，其中，所述第一节点（104）用来作为父节点通过电力线载波在电力线上广播组网信号，其中，接收到所述组网信号、并且满足预定通信质量标准的第二节点（103、104）作为所述第一节点（104）的子节点加入网络，并且，所述第一节点（104）向第二节点分配网络配置信息，所述第一节点（104）用来根据分配的网络配置信息形成路由表，其中，在所述路由表中记录了加入网络的全部节点的网络配置信息。

根据本发明的实施例，提供了一种用于基于电力线载波的智能组网控制系统的智能组网控制方法，所述智能组网控制系统包括节点（103、104），其连接在电力线的供电线路上，用来通过电力线载波在电力线上收发控制命令及数据，其中，所述节点（103、104）中的第一节点（104）是要组织的网络的根节点，所述智能组网控制方法包括以下步骤：所述第一节点（104）作为父节点通过电力线载波在电力线上广播组网信号；接收到所述组网信号、并且满足预定通信质量标准的第二节点作为所述第一节点（104）的子节点加入网络，并且，所述第一节点（104）向第二节点分配网络配置信息；所述第一节点（104）根据分配的网络配置信息形成路由表，其中，在所述路由表中记录了加入网络的全部节点的网络配置信息。

根据本发明的实施例的基于电力线载波的智能路灯组网控制系统和组网控制方法具有如下主要优点：

1）自动扫描和确认网络可用节点，收集准确的节点配置信息，避免人工安装时造成的错误；