[发明专利]一种基于DMA的电力线网络系统及其通讯方法

说明书

技术领域

本发明涉及电力线载波组网技术领域，具体涉及一种基于DMA的电力线网络系统及其通讯方法。

 

背景技术

随着科技的进步,智能电网的建设正在日益深入全面的展开，而智能通信技术是智能电网应用的关键。电力线载波通信方式因其以电力线网络为传输介质，具有通道可靠性高、抗破坏能力强、投资少等优点，在智能电网建设中起着不可替代的作用。随着国家建设坚强智能电网和电力物联网概念的提出，现在的基于FSK和PSK以及S-FSK调制模式的低速载波已无法满足利用载波进行大规模组网和高速传输数据的要求。因此，基于OFDM技术的高速电力线载波技术得到快速发展，OFDM电力线载波技术具有抗衰减能力强、频率利用率高、抗码间干扰能力强等优势，目前基于该技术制定的相关技术规范已实现高于100kbps的数据传输速率。

但是，随着电力线载波速度的大幅提升，之前一些配合低速载波使用的技术缺点也逐渐暴露出来，其主要问题有：

1、低速载波传输数据时，载波节点模块收发数据一般采用串口中断按字节方式，时效不高、延时很大。由于数据在电力线上传输的速度也很低，数据收发的延时相对于数据在电力线上传输的时间来说不是很明显，同时之前的应用一般对数据传输速度要求都不是很高，因此这种技术缺点对载波在应用中的使用影响不大。然而随着电力线载波技术的发展，载波传输数据的速度大幅提升，其应用场合也不断扩大，相关应用对数据传输速度的要求也越来越严。如果载波节点还是按照之前的方式收发数据，一帧数据在节点接收阶段的时间延时将会超过其在电力线上实际传输时间，严重阻碍了高速电力线载波技术的推广使用。

2、载波节点模块在接收应用层协议帧时，一般都是在收完一完整帧后再进行转发操作。这在应用层协议帧报文长度较短时对报文传输速度影响不大，但是当应用层协议报文长度较长时，节点等全部接收后，由于电力线上对传输的载波帧长度限制，还需分段传输，这种接收后再分段发送的特点使时效性本来就不高的载波通信速度更加缓慢。

3、一般利用PLC网络组网进行数据传输的应用中，应用协议比较固定单一，不够灵活。当组网中传输的应用协议发生改变时，网络中各个节点需重新烧写代码来支持对新应用协议的解析。

    

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于DMA的电力线网络系统及其通讯方法，该电力线网络系统及其通讯方法能够解决现有技术中的不足，提高电力线网络系统各节点收发数据的速度，保证PLC组网中数据报文传输的时效性，使PLC组网应用更加灵活、可靠。

为实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：一种基于DMA的电力线网络系统，包括主节点和若干个子节点，所述的主节点与各个子节点之间通过电力线交互连接。所述的主节点通过RS232接口与上位机应用平台终端交互连接。所述的若干个子节点分别通过RS485接口与现场应用设备交互连接。该系统是由一个主节点和若干个子节点通过电力线组成的PLC网络，各个子节点通过RS485总线连接现场应用设备。

具体地说，所述的主节点包括第一微控制器、第一载波电路模块、第一耦合电路模块、第一电源管理模块、和第一收发状态显示模块。所述的第一载波电路模块通过第一微控制器的第一UART接口与第一微控制器交互连接。所述的第一耦合电路模块与第一载波电路模块交互连接。所述的第一电源管理模块的输出端分别与第一微控制器的电源信号输入端、第一载波电路模块的电源信号输入端相连。所述的第一收发状态指示模块与第一微控制器的输出端相连。所述的第一微控制器的第二UART接口通过RS232接口与上位机应用平台终端交互连接。第一收发状态指示模块由一系列的发光二极管组成，发光二极管闪烁表示对应的端口有数据正在传输。

所述的子节点包括第二微控制器、第二载波电路模块、第二耦合电路模块、第二电源管理模块、和第二收发状态显示模块。所述的第二载波电路模块通过第二微控制器的第一UART接口与第二微控制器交互连接。所述的第二耦合电路模块与第二载波电路模块交互连接。所述的第二电源管理模块的输出端分别与第二微控制器的电源信号输入端、第二载波电路模块的电源信号输入端相连。所述的第二收发状态指示模块与第二微控制器的输出端相连。所述的第二微控制器的第三UART接口通过RS485接口与现场应用设备交互连接。第二收发状态指示模块由一系列的发光二极管组成，发光二极管闪烁表示对应的端口有数据正在传输。