[发明专利]一种基于G3-PLC通信网络的上下行分时通信的方法

说明书

一种基于G3‑PLC网络的上下行分时通信的方法，所述的G3‑PLC网络中，电表中集成一个用于上下行通信的G3‑PLC模块，户内终端集成一个G3‑PLC模块，所述的电表G3‑PLC模块在上行通信链路中与集中器采用标准的G3‑PLC协议通信，在下行通信链路中与户内终端的G3‑PLC模块通信采用基于G3‑PLC MAC子层的协议通信。通过对电表中G3‑PLC模块软件MAC子层协议的扩展和硬件的上下行电力线分路耦合，借助G3‑PLC MAC子层中的CSMA/CA机制，并且引入了通信数据优先级划分机制和AES 128加密机制及密码认证机制，完成基于G3‑PLC单一通信网络的上下行分时通信方法。

技术领域

本专利涉及电力线载波通信技术领域，尤其是一种基于G3-PLC通信网络的上下行分时通信的方法。

背景技术

现有G3-PLC通信技术标准中，定义了PAN Coordinator和PAN Device两种设备，在AMI(Advanced Metering Infrastructure)系统中，分别集成于集中器设备和电表设备中，通过标准的DLMS/COSEM协议和G3-PLC协议进行组网和通信。但在需要电表同时支持通过户内用户终端访问的应用场景中，需要电表同时支持上行与集中器组网通信并且下行与户内终端一对一通信，则G3-PLC标准协议架构无法支持，此时，电表中需要集成两个G3-PLC通信模块分别与上行集中器通信和下行与户内终端通信，或者下行使用独立的另外一种通信方式。

但是，无论是电表中集成上下行两个G3-PLC通信模块，还是采用下行独立的另外一种通信方式，都会因为增加了一路下行通信模块，提高电表设备的成本，增加系统的复杂度，增加维护工作量。另外，如果电表中采用上下行两个G3-PLC通信模块，那么两个G3-PLC通信网络同时组网和通信，增加冲突概率，降低通信可靠性。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术中G3-PLC标准协议架构不能同时支持上下行通信，电表中支持上下行通信时同时集成两路G3-PLC通信模块难于维护且通信质量差，而同时集成上下行两种通信方式增加系统复杂度和成本的问题，提出一种基于G3-PLC通信网络的上下行分时通信方法，通过对电表中G3-PLC模块软件MAC子层协议的扩展和硬件的上下行电力线分路耦合，借助G3-PLC MAC子层中的CSMA/CA机制，并且引入了通信数据优先级划分机制和AES 128加密机制及密码认证机制，完成基于G3-PLC单一通信网络的上下行分时通信方法。

本发明的技术方案是：

一种基于G3-PLC网络的上下行分时通信的方法，所述的G3-PLC网络中，电表中集成一个用于上下行通信的G3-PLC模块，户内终端集成一个G3-PLC模块，所述的电表G3-PLC模块在上行通信链路中与集中器采用标准的G3-PLC协议通信，在下行通信链路中与户内终端的G3-PLC模块通信采用基于G3-PLC MAC子层的协议通信。

进一步地，电表G3-PLC模块下行与户内终端G3-PLC模块采用G3-PLCMAC子层的CSMA/CA通信机制，保证在整个G3-PLC通信网络中，电表上下行并发通信时，都基于同一套标准的G3-PLC冲突避让机制，减少冲突概率。

进一步地，前述电表G3-PLC模块采用上下行电力线分路耦合结构，

该模块包括二极管D9、电容C2、变压器T1、安规电容EC1和EC3，所述二极管D9的两端与变压器T1的输入端并联，并联点TXOUTN和TXOUTP作为控制信号收发端与电表的PLC控制器的差分信号收发端相连，变压器T1的引脚2和引脚4之间接入电容C2，以平衡线路阻抗，变压器T1的一组输出端为引脚10和引脚7，引脚10串接安规电容EC1后与引脚7作为电表的入线端LINE_IN和NEUTRAL_IN与集中器相连，变压器T1的另一组输出端为引脚9和引脚6，引脚9串接安规电容EC3后与引脚6作为电表的出线端LINE_OUT和NEUTRAL_OUT与户内终端相连，以实现一路PLC控制信号对上下行同时分路耦合。