[发明专利]一主多从总线型有线数据采集网络通信协议

说明书

本发明涉及一种一主多从总线型有线数据采集网络通信协议，主站位于总线型有线网络端点，从站在总线型有线网络上均匀分布，总线上任意相邻站点可接收信号并正确解码消息。从站执行数据采集，通过其他更靠近主站的从站中继传输来实现远距离多从站采集数据到主站的汇聚。网络中所有站点维持网络全局拓扑信息，通信协议执行由主站发出数据请求消息开始，该消息经由到主站距离由近及远的多个邻接从站依次中继，最终到达距离主站最远的从站。邻接从站分别执行数据应答消息接收，添加自身站号及采集数据到接收的数据应答消息，将修改后数据应答消息广播。本发明可以有效解决网络中单个站点覆盖能力不足、信号覆盖随机以及多站点同步困难问题。

技术领域

本发明涉及总线型有线网络通信技术领域，更具体地，涉及一种一主多从总线型有线数据采集网络通信协议。

背景技术

总线型有线数据采集网络在工业控制和电力线载波通信等领域广泛应用，典型应用包括基于电力载波通信的智能家居网络、基于电力载波通信的电力基础设施监测网络。这种网络具有几个典型特征：1)网络结构是一主多从，即网络中有一个主站和多个从站，主站目的是监控网络上各个分布式监测单元(从站)状态并收集从站本地采集数据；2)由于网络覆盖大、主从站发射功率受限以及有线线路上信号传输面临衰减和干扰等多重因素，使得主站无法在总线网络上与部分从站直接建立连接；3)任意两个以上站点难以同步，因而同时执行总线传输将导致冲突和干扰；4)任意站点总线上传输信号的传播距离、以及接收正确解码距离都是随机。此时，为了实现有效网络覆盖和正常通信与数据采集，可能需要借助从站中继。当前，应用于上述类型网络并克服上述问题的通信协议未见报道。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种一主多从总线型有线数据采集网络通信协议，可以解决网络中单个站点覆盖能力不足、信号覆盖随机以及多站点同步困难问题。

为解决上述问题，本发明提供的技术方案为：一种一主多从总线型有线数据采集网络通信协议，其特征在于，网络为总线型有线网络，网络中包括一个位于总线端点的主站和多个位于总线上的从站，网络中所有的从站在总线上均匀部署，从站依据到主站间距由近到远依次编号为1,2,3……,M。

进一步地，所述的网络中主站为数据汇聚点，从站为数据采集点，从站通过总线型有线线路将采集数据汇聚到主站。

进一步地，所述的主站、从站在总线型有线线路上传输信号的功率有限并且近似相等，任意站点(主站或从站)可以确保至少能接收到来自临近(或总线上与本站点距离最近)站点的信号并能正确解码消息，但不能保证所有站点都能接收并正确解码消息。

进一步地，所述的任意站点(主站或从站)具有全网唯一站号。

进一步地，所述的任意站点(主站或从站)对网络拓扑具有完全信息，即任意站点(主站或从站)有M个从站站号以及1到M编号与站号对应关系信息。

进一步地，所述的总线型网络中仅主站能够发起通信，从站依据接收消息执行请求中继转发、消息反馈或丢弃消息处理。

进一步地，网络中任意站点交互消息包括9个字段，分别为：帧头、源地址、目的地址、中继地址、消息类型、消息长度、消息内容、校验和帧尾；所述的源地址、目的地址与中继地址取值于全局唯一站点站号；所述的消息类型包括数据请求消息和数据应答消息；校验可以选择循环冗余校验；消息长度以字节为单位定义了消息内容包含字节数；当消息类型为数据请求消息时，消息内容为空，当消息类型为数据应答消息时，消息内容为各站点全局唯一站号后串接该站点反馈数据；其他字段内容及上述每个字段长度依据应用定义。