[发明专利]智能电网通信中的电力线载波IPv6与无线ZigBee间的通信方法

摘要

本发明请求保护一种智能电网通信技术领域的电力线载波IPv6与无线ZigBee之间的通信方法。该通信方法在不改变ZigBee和电力线载波IPv6协议的基础上，实现了电力线载波IPv6网络与无线ZigBee网络之间的相互通信，并通过数据包的多空间共存调度策略与过滤阻塞机制，对网络中的数据包进行高效处理，使电力线载波IPv6与无线ZigBee异构网络之间实现无缝连接。本发明实现了电力线载波IPv6与无线ZigBee间的通信转换，为有线网络与无线网络的混合传输提供一种解决方法，有效的解决了智能电网中电力线载波IPv6网络和ZigBee网络之间通信数据转换的问题，促进了智能电网中异构网络之间的无缝连接。

主权项

一种智能电网通信中的电力线载波IPv6与无线ZigBee间的通信方法，其特征在于，该通信方法是以数据包的多空间共存调度策略和过滤阻塞机制为核心，以不改变ZigBee和电力线载波IPv6协议为基础，通过控制异构网络中的数据包使得电力线载波IPv6网络与无线ZigBee网络之间相互通信，从而实现异构网络之间无缝连接，其中电力线载波IPv6网络和无线ZigBee网络之间通信相互转换的网关装置包括电力线载波模块、主控单元、电源管理单元、无线ZigBee射频模块和存储器模块，所述电力线载波IPv6的协议栈包括有基于OFDM的物理层、基于IEEE 802.15.4标准的MAC层、6LoWPAN适配层、IPv6网络层和采用UDP协议的传输层及IPv6应用层协议，其中6LoWPAN实现了IPv6报文在MAC层的传输；所述无线ZigBee的协议栈包括有2.4GHz的射频物理层、基于IEEE 802.15.4标准的MAC层、无线ZigBee网络层及无线ZigBee应用层协议，所述通信方法包括以下步骤：101、对电力线载波IPv6与无线ZigBee间的通信模块进行初始化，包括主控单元初始化、电力线载波模块初始化和无线ZigBee射频模块初始化；所述的主控单元初始化，包括：I/O口的初始化，看门狗清零，中断响应处理，控制器定义所需的变量、常量和数据类型，Flash存储器处理，串行通信处理，定时器处理，以及Linux操作系统初始化；102、在不改变ZigBee和电力线载波IPv6协议的前提下，电力线载波IPv6协议栈和无线ZigBee协议栈均被设置在主控单元，通过数据包的多空间共存调度策略和过滤阻塞机制，所述多空间共存调度策略为：当数据包需从ZigBee节点到ZigBee节点时，ZigBee模块直接从其内核空间进行数据读写访问；当有数据包从电力线载波IPv6节点到电力线载波IPv6节点时，电力线载波IPv6模块直接从其内核空间进行数据访问；当有电力线载波IPv6数据包需从ZigBee节点传输时，则先将电力线载波IPv6数据包拷贝到ZigBee用户空间，ZigBee模块从该空间获取相应数据包；当有ZigBee数据包需从电力线载波IPv6节点传输时，则先将ZigBee数据包拷贝到电力线载波IPv6用户空间，电力线载波IPv6模块从该空间获取相应数据包，从而实现对数据包的多空间共存调度；过滤阻塞机制为：由于多空间共存，内核空间和用户空间对接收的数据包的目的地址与地址池中的地址比对，若相符则进行处理，反之则进行阻塞，从而实现过对数据包的过滤阻塞；载波IPv6数据包和ZigBee数据包进行处理；电力线载波模块通过轮询方式查询电力线上是否有数据传输，提取电力线上的有效数据，进行解析并传递给主控单元，主控单元根据接收到的报文产生中断，主控单元接收到电力线载波模块解析后的数据，则执行步骤103；无线ZigBee子网的接入模块等待接收2.4GHz无线网络的数据，如果在设定的时间内没有进行收、发数据，无线射频模块则进入休眠状态，当有数据传输时会对射频模块进行唤醒并传输数据，主控单元接收到无线ZigBee数据，则执行步骤104；103、电力线载波模块将接收到的数据信息传给主控单元，主控单元将接收到的电力线载波数据报文转换为无线ZigBee数据报文，再将无线ZigBee数据报文通过串行发送缓冲器经射频天线进行无线发射；104、主控单元的控制器对从射频天线经串行接收缓冲器接收到的无线ZigBee数据报文信息进行解析，提取有效数据包后，将会对该数据进行无线ZigBee数据报文到电力线载波数据报文的转换，并将转换后的数据经电力线载波模块耦合到电力线传输媒介进行传输。