增强型电力线通信方法和设备技术

一种电力线通信系统包括多个轨道段。每个轨道段与其他轨道段电隔离并且从轨道段电源接收电力。至少一辆推车在轨道段上运行且具有电力线通信控制器。每个轨道段具有由多少辆以及哪些推车正在轨道段上运行所限定的当前状态。中央协调器联接至每个轨道段并且被配置成用于在其轨道段上使用探测协议来执行信道估计、并且存储与其轨道段以及可能地其相邻轨道段的可能状态相关联的音调图。主控制器与每个中央协调器进行通信以便指示其轨道段的状态和未来状态，从而使得音调图和网络密钥可以在即将发生的状态变化之前由CCo管理。主控制器或CCo还可以使用探测协议来执行信道估计并且使更新后的音调图信息在即将发生的状态变化之前被发送到每个中央协调器。

Method and apparatus for enhanced power line communication

A power line communication system includes a plurality of track segments. Each track segment is electrically isolated from the other track segments and receives power from the track section power supply. At least one cart is operated on the track section and has a power line communication controller. Each track segment has the current status defined by how many vehicles and which carts are running on the track section. The central coordinator connected to each track section and configured to detect the protocol used in its orbit to perform channel estimation, and the possible state of storage and track segments and possibly the adjacent track segment associated tone map. The master controller communicates with each central coordinator to indicate the status and future state of its track section, so that the tone chart and network key can be managed by the CCo before the upcoming state changes. The master controller or CCo may also perform channel estimation using the probe protocol and send the updated tone chart information to each central coordinator before the upcoming state changes.

【技术实现步骤摘要】
增强型电力线通信方法和设备
本披露总体上涉及电力线通信。更具体地但并非排他性地，本披露涉及应用于由导电轨道或电感轨道供电的车辆的电力线通信。
技术介绍
在许多工业、制造、商业、和其它设置中，采用电力线通信介质来向系统中的一个或多个节点分配电力。系统中的一些或所有节点使用传递电力的导管来同时传达数据。例如，在某些已知车辆系统中，推车(cart)在工厂或仓库环境中的轨道上行驶。在该系统中，推车使用轨道来进行导向、作为将电力传输至推车的导管、并且作为在推车与系统中的其他能够进行通信的节点之间传递数据的通信介质。这些系统常规地用于对仓库或工厂地板中的部件进行自动分配。在这些常规系统内，轨道具备其自己的电源。电源对在轨道系统上运行的每辆推车供电。同样在该系统内，轨道具有相关联的PLC中央协调器，其还可被称为中央控制器(CCo)。CCo执行若干种网络管理功能，如关联、认证、节点准入控制、服务质量(QoS)保证等等。当推车在系统内行驶时，推车与CCo进行通信，传递并接收与位置、速度、运行特性、功能特性等相关联的数据。在示例性常规系统中，轨道线由常轨道或者接合成单个电气或通信导管的多个轨道段形成。单个电力线通信(PLC)中央协调器(CCo)在逻辑PLC网络中指示通信。如同在单条连续轨道上一样，推车贯穿该系统不断地移动，并且通常，推车在目的地之间以恒定速度移动。在示例性常规系统中，每辆推车作为单个PLC通信节点在逻辑PLC网络运行。与每个PLC节点(即，推车)的通信可以例如根据时分多点接入(TDMA)协议进行。PCLCco可以作为对每个节点(即，推车)进行轮询的主控制器运行，并且作为响应，节点被授予在其内可以传达数据的特定会话窗口。每个会话窗口的持续时间可以基于系统内推车的速度来选择，推车的速度可以是基本上恒定的。例如，在示例性常规系统中，会话窗口为每节点128毫秒(ms)。相应地，可以认识到，常规电力线通信网络基于由PLCCco针对与每辆推车进行通信所设定的固定会话窗口时间而具有运行PLC节点(即，推车)的上限。同样，在常规系统中，PLCCCo通信地联接至第二计算系统，该计算系统与PLC网络分开。可经由不同网络(例如，以太网)访问的第二计算系统接受与PLC网络相关联的信息以及与在轨道系统上运行的推车相关联的信息。第二计算系统还向PLCCco和推车提供信息和指示。在背景部分中所讨论的所有主题不一定是现有技术并且不应该仅仅由于其在背景部分中的讨论而被假定为是现有技术。据此，除非特别说明是现有技术，对在背景部分中所讨论的现有技术中存在的问题或与这种主题相关联的问题的任何认识不应该被看作现有技术。相反，对在背景部分中的任何主题的讨论都应该被看做专利技术人解决具体问题的方法的一部分，其本身以及本质上也可以是有创造性的。
技术实现思路
使用常规工具和方法来开发和运行电力线通信系统已经导致发现常规方法的显著缺点。常规电力线通信(PLC)系统迄今为止一直缓慢且效率低下。还观察到，当一辆或多辆推车围绕系统移动时，PLC轨道信道特性发生变化，并且这种变化使得难以进行通信。此外，由于由常规中央协调器(CCo)建立或以其他方式强制执行的定时约束，常规系统受限于可以同时运行的PLC节点(即，推车)的具体数量。为了解决与单个连续轨道系统和单个PLC逻辑网络相关联的这些问题，本专利技术的实施例将轨道系统形成为多个互连的轨道段。每个轨道段可以具有相关联的电源和相关联的CCo。这些轨道段可以彼此电隔离和通信隔离，并且该多个CCo可以被组织在与该多个独立的PLC网络分开的第二网络上。在一些情况下，主控制器组织或以其他方式管理这多个CCo之间的通信。进一步认识到，相邻网络段可能发生串扰，这增大了协议竞争，并且当通信节点从一个网络段移动到另一个网络段时，已观察到噪声被引入并且这些段的通信信道特性发生改变，这引起各种通信时延和差错率的问题。本公开对采用在轨道上进行电力线通信的已知系统进行了改进。多个逻辑PLC网络段被安排成用于形成电力线通信系统。主控制器指示整个系统的操作。电力线通信系统中的每个逻辑PLC网络段与其他PLC网络段分开并且与其不同，并且每个段被安排成用于促进在PLC网络域内进行通信的各个节点传递数据。这些节点在不同时间进入和退出逻辑PLC网络段，并且在任何给定时间，零个、一个或多个节点可以在该段内运行。每个逻辑PLC网络段具有专用中央协调器(CCo)。中央协调器管理向和从该段进行的通信，并且中央协调器还管理该段内的通信。相应地，电力线通信系统的主控制器可以经由与这些网络段中每个网络段的中央协调器进行通信来直接指示每个逻辑PLC网络段的操作。在一些情况下，电力线通信系统的主控制器指示某些中央协调器何时准许进行通信以及何时保持通信静默。在一些情况下，主控制器指示某些中央协调器选择具体的音调值以用于通信中。在一些情况下，以信号发送给每个中央协调器的操作是基于可以在对应的段内存在并运行的节点的每种组合的每个网络段通信信道特性的信息。通过根据已知的网络配置选择通信参数，可以改进电力线通信。例如，在一个实施例中，电力线通信系统由已知数量的逻辑PLC网络段形成。在该实施例中，在该系统内运行的节点的数量也是已知的。相应地，由于网络段的数量是固定的，并且由于可能运行的节点的数量是固定的，因此该系统可以被认为是有限状态机。在该有限状态机内，中央控制器可以基于系统的目前状态来识别每个可能的后续状态。在这种情况下，每种状态与另一种状态分开固定的或可变的时间长度。例如，限定了有限数量的状态，其中，第一推车在第一时间在第一轨道段上运行。还可以限定有限数量的可能“接下来”的状态，其中，考虑了第一推车在第二时间的每一种可能“接下来”的位置。更确切而言，在第二时间，第一推车可以继续在第一轨道段上运行，或者在第二时间，第一推车可以正在转移到(或已经转移到)第二轨道段。以此方式，可以针对有限状态机的每种可能状态形成“轨道网络图”。如在该示例中所描述的，可以识别多个网络图，其中，每个图表示整个系统的一种可能的配置(即，状态)，并且可以为每种可能的配置识别单独的图。每个网络图可以定义当轨道系统处于具体相关联状态时将使用的具体通信参数。因此，基于电力线通信系统在任何给定时间的状态，主控制器可以指示每个网络段的通信参数以提高可靠性、效率、吞吐量以及PLC网络通信的其它特性。例如，在一些情况下，已知的是，来自一个逻辑PLC网络段的通信将会通过添加噪声、不必要的通信业务、串扰、或某种其他破坏来破坏另一个逻辑通信PLC网络段的通信。在预知系统的各种状态中的每种状态的情况下，以及在预知每种可能“接下来”的状态的情况下，主控制器可以指示通信参数来减少破坏量。在本实施例或者其他实施例中，还可以用其他方式使用对电力线通信系统的各种状态的预知。例如，当主系统控制器识别出一种具体系统状态时，主控制器还可以识别或以其他方式预测某个节点即将从一个逻辑PLC网络段移动到另一个网络段。在进行这种识别时，主控制器可以向来临的变化的受影响的中央协调器提供信息，其是将要离开一个网络段并进入不同网络段的某个节点。在一种情况下，可以指示中央协调器使用将要离开其段的节点将进入的段的网络加密密钥本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电力线通信系统，包括：多个轨道段，所述多个轨道段中的每个轨道段与所述多个轨道段中的其他轨道段电隔离，所述多个轨道段中的每个轨道段被配置成用于从轨道段电源接收电力；至少一辆推车，所述至少一辆推车被配置成用于在所述多个轨道段上运行，所述至少一辆推车具有驱动机构，并且所述至少一辆推车具有推车控制器，所述推车控制器被配置成用于进行电力线通信，其中，所述多个轨道段中的每个轨道段具有至少部分地由表示在对应的轨道段上运行的推车的推车信息所限定的当前状态；多个中央协调器，所述多个中央协调器中的每个中央协调器联接至所述多个轨道段中的对应的轨道段上，所述多个中央协调器中的每个中央协调器被配置成用于在所述多个轨道段中的其对应的轨道段上执行探测协议，并且所述多个中央协调器中的每个中央协调器被配置成用于存储与所述多个轨道段中的所述对应的轨道段的当前状态相关联的当前音调图；以及主控制器，所述主控制器可通信地联接至所述多个中央协调器中的每个中央协调器，所述主控制器被配置成用于指示在所述多个中央协调器中的每个中央协调器上执行所述探测协议。

【技术特征摘要】
2015.12.28 US 14/980,6411.一种电力线通信系统，包括：多个轨道段，所述多个轨道段中的每个轨道段与所述多个轨道段中的其他轨道段电隔离，所述多个轨道段中的每个轨道段被配置成用于从轨道段电源接收电力；至少一辆推车，所述至少一辆推车被配置成用于在所述多个轨道段上运行，所述至少一辆推车具有驱动机构，并且所述至少一辆推车具有推车控制器，所述推车控制器被配置成用于进行电力线通信，其中，所述多个轨道段中的每个轨道段具有至少部分地由表示在对应的轨道段上运行的推车的推车信息所限定的当前状态；多个中央协调器，所述多个中央协调器中的每个中央协调器联接至所述多个轨道段中的对应的轨道段上，所述多个中央协调器中的每个中央协调器被配置成用于在所述多个轨道段中的其对应的轨道段上执行探测协议，并且所述多个中央协调器中的每个中央协调器被配置成用于存储与所述多个轨道段中的所述对应的轨道段的当前状态相关联的当前音调图；以及主控制器，所述主控制器可通信地联接至所述多个中央协调器中的每个中央协调器，所述主控制器被配置成用于指示在所述多个中央协调器中的每个中央协调器上执行所述探测协议。2.根据权利要求1所述的电力线通信系统，其中，所述主控制器被配置成用于识别所述多个轨道段中的至少一个轨道段的即将发生的状态变化。3.根据权利要求2所述的电力线通信系统，其中，基于对所述多个轨道段中的所述至少一个轨道段的所述即将发生的状态变化的所述识别，所述主控制器被配置成用于将表示与所述多个轨道段中的所述对应的轨道段的更新后的状态相关联的更新后的音调图的信息传达到联接至所述多个轨道段中的所述对应的轨道段上的中央协调器。4.根据权利要求3所述的电力线通信系统，其中，在接收到表示所述更新后的音调图的所述信息之后，联接至所述多个轨道段中的所述对应的轨道段上的所述中央协调器被配置成用于在所述即将发生的状态变化之后将更新后的音调图信息传递至将会在所述多个轨道段中的所述对应的轨道段上运行的每辆推车。5.根据权利要求2所述的电力线通信系统，其中，基于对所述多个轨道段中的所述至少一个轨道段的所述即将发生的状态变化的所述识别，所述主控制器被配置成用于将表示同与所述多个轨道段中的所述对应的轨道段相邻的轨道段的更新后的状态相关联的第二更新后的音调图的信息传达到联接至所述多个轨道段中的所述对应的轨道段上的所述中央协调器。6.根据权利要求5所述的电力线通信系统，其中，在接收到表示所述第二更新后的音调图的所述信息之后，联接至所述多个轨道段中的所述对应的轨道段上的所述中央协调器被配置成用于在所述即将发生的状态变化之后将第二更新后的音调图信息传递至将会在与所述多个轨道段中的所述对应的轨道段相邻的所述轨道段上运行的每辆推车。7.根据权利要求1所述的电力线通信系统，其中，所述多个轨道段中的每个轨道段被配置成用于作为具有相关联网络标识符和相关联网络加密密钥的逻辑子网来运行。8.根据权利要求1所述的电力线通信系统，其中，所述探测协议被安排成用于针对所述多个轨道段中的每个轨道段的每种可能状态表征噪声环境并且记录信道特性。9.根据权利要求1所述的电力线通信系统，其中，所述探测协议在训练会话期间执行，所述训练会话被安排成用于针对所述多个轨道段中的每个轨道段的每种可能状态捕捉噪声环境和信道特性。10.根据权利要求1所述的电力线通信系统，其中，随着时间推移收集探测数据并且对其取平均，所述平均探测数据用于生成音调图信息。11.一种在轨道系统上进行电力线通信的方法，所述方法包括：提供第一轨道段和第二轨道段，所述第一轨道段和所述第二轨道段彼此电隔离；在所述轨道系统上运行电力线通信使能车辆，所述电力线通信使能车辆被安排成从所述第一轨道段行驶到所述第二轨道段；在所述第一轨道段上运行第一电力线通信子网，所述第一电力线通信子网至少部分地由第一网络标识符所限定；在所述第二轨道段上运行第二电力线通信子网，所述第二电力线通信子网至少部分地由第二网络标识符所限定；在所述第一电力线通信子网上运行第一探测协议，所述第一探测协议被安排成用于收集在所述第一轨道段的所选择的多种状态下的网络特性，所选择的每种状态由在所述第一轨道段上运行的多辆电力线通信使能车辆所限定；针对所述第一轨道段的每种状态生成音调图；识别将要在所述第一轨道段上发生的即将发生的状态变化，状态变化由进入或退出轨道段的至少一辆电力线通信使能车辆所限定；并且将第一更新后的音调图信息传达至与所述第一轨道段相关联的中央协调器，所述第一更新后的音调图信息与将要在所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：J·D·艾伦，O·洛格维诺夫，
申请(专利权)人：意法半导体公司，
类型：发明
国别省市：美国,US