一种模拟节点间通信的方法技术

本专利公开了一种模拟节点间通信的方法，设置一能模拟集中器发送操作命令及收取操作结果的功能的虚拟集中器；设置多个能模拟电力载波通信网络的某一通信节点的报文收发功能，并受控于的上层模块的硬件模拟器；设置多个能模拟数据采集终端产生报文的功能以及报文收发的功能的虚拟数据采集终端；设置一用于配置所述硬件模拟器、所述虚拟集中器以及虚拟数据采集终端的控制单元；控制单元对虚拟集中器、硬件模拟器和虚拟数据采集终端进行配置，从而连接为一模拟的电力载波通信网络；令虚拟集中器、硬件模拟器和虚拟数据采集终端按照各自既定的脚本模拟电力载波通信网络内的通信行为。

【技术实现步骤摘要】
一种模拟节点间通信的方法
本专利技术涉及通信网络的仿真
，具体涉及一种模拟节点间通信的方法。
技术介绍
电力线载波通信(PLC)是指以电力线为传输媒介的通信方式,主要应用于:远程自动抄表、配电网自动化控制、家庭内部互连、智能小区以及多媒体通信最后一公里网络接入等。近年来,宽带电力线通信相关技术的发展提高了电力线通信的数据传输速率,特别是正交频分复用技术的发展使高速PLC得以实现。采用电力线宽带载波通信技术的远程自动抄表系统是一种能够取代人工抄表的全自动化电表数据采集通信系统,是建设智能电网的重要环节。电力线载波通信技术既能满足抄表对通信速率和通信可靠性的要求,又具有成本低、安装维护方便等优势。为此，电力行业还颁布了相关的技术标准如DL/T645-2007《多功能电表通信协议》(简称645协议)和DL/T698.41-2010《电能信息采集与管理系统第4-1部分：通信协议——主站与电能信息采集终端通信》(简称698.41协议)以及《DLT376.2-第2部分：集中器本地通信模块接口协议》(简称376.2协议)。图1所示的，是电力线宽带载波通信网络应用于远程自动抄表系统时的常见的网络构架，该网络中除了中央控制器、采集器和普通从节点这些通信节点之外，该系统还需要集中器和电表，其中：中央控制器(CCO)，该电力载波通信网络中的主节点，也称主站，启动后会定时发送信标(beacon)，控制整个网络状态，从节点监听信标后，会发送入网请求，由CCO决定是否允许该节点入网，并决定由网络中哪个节点充当该子节点的代理节点。CCO会通过串口与集中器(CCTT)通信，集中器下发的任何命令都是由CCO发送到其下的各个从节点，电表上报的报文由CCO转译成集中器识别的协议(如376.2协议)，并上报到集中器；普通从节点(STA),该电力载波通信网络的从节点中的一种，其下只能挂一个电表，启动后会通过串口搜索下挂的电表，获取电表的mac地址。CCO下发的命令会通过该节点转译成与电表间协议(如645协议)，发送到电表，电表回复或主动上报的报文也是由该模块上传给CCO；采集器(Collector)，此类从节点下面可挂多个电表，其它功能与STA一致；集中器(CCTT)，该设备主要是由操作人员控制往CCO发送操作命令(如抄表、从节点注册、查询网络状况等)，并可显示统计操作结果。在用于上述电力载波通信网络中各通信节点上的电力宽带载波通信芯片的开发过程中，协议层、应用层软件若只能基于真实硬件平台开发，除了实体设备采购成本高外，不同厂家的集中器、电表支持的功能不尽完备，基本只能手动操作,可控制性弱；这就使得软件开发不仅开发周期长，调试困难，还无法对各种异常情况及不同应用场景进行完备性测试。
技术实现思路
本专利技术意在提供一套能够模拟各通信节点以及节点间的底层通信的方法，降低上层软件在开发中的成本，提高测试的高可控性。本专利技术中的模拟节点间通信的方法包括以下内容：设置一能模拟集中器发送操作命令及收取操作结果的功能的虚拟集中器；设置多个能模拟电力载波通信网络的某一通信节点的报文收发功能，并受控于上层模块的硬件模拟器，其中，至少包含一个用于模拟中央控制器的第一硬件模拟器，且至少包含一个用于模拟普通从节点或采集器的第二硬件模拟器；设置多个能模拟数据采集终端产生报文的功能以及报文收发的功能的虚拟数据采集终端；设置一用于配置所述硬件模拟器、所述虚拟集中器以及虚拟数据采集终端的控制单元；用所述控制单元对虚拟集中器、硬件模拟器和虚拟数据采集终端进行配置，从而将他们连接为一模拟的电力载波通信网络；令虚拟集中器、硬件模拟器和虚拟数据采集终端按照各自既定的脚本模拟电力载波通信网络内的通信行为。本专利中上层模块是指执行协议层、应用层软件等上层软件的模块。本方案利用仅实现与报文相关的功能的虚拟集中器，硬件模拟器和虚拟数据采集终端，并利用控制单元进行它们的配置，十分方便实现；由于软件针对的仅仅是报文的解析和收发控制，本方案实现了足以支撑软件的测试与开发的模拟电力载波通信网络，无需采用实体设备；同时以控制单元进行参数配置的方式，可随意的控制虚拟集中器、虚拟数据采集终端实现对于软件的测试与开发所必需的功能，形成测试所需的虚拟网络，克服了不同厂家的集中器、电表支持的功能不尽完备，基本只能手动操作,可控制性弱的缺点。而且网络的规模也方便的通过增加和减少硬件模拟器和虚拟数据采集终端的手段来实现，可大大缩短软件开发周期，降低调试困难，本方案组网灵活，能快速实现各类应用场景，因为一切可控，所以运行稳定，这就避免了因各种异常情况及不同应用场景无法进行完备性测试的情况。进一步，还包括，采用功能可变换的通用硬件模拟器，令其根据所述控制单元的配置模拟中央控制器、普通从节点以及采集器中的任意一种。如此，则不必为每类节点设计一单独的硬件模拟器，只需利用控制单元的配置即可得到所需的不同节点，大大方便了网络的组建和变化调整。进一步，还包括，所述硬件模拟器根据所述上层模块发来的报文类型执行相应的报文发送方式；所述报文发送方式包括时分复用方式和载波监听方式。使得本系统可以应对不同的报文发送方式，适应性更广。进一步，还包括，当收到上层模块发来的报文包是载波监听类型的报文包时，所述硬件模拟器向控制单元请求信号量参数，直至控制单元发来的信号量参数表示信道可用时，则发送该报文包，否则不发送；在报文包开始发送时，所述硬件模拟器通知控制单元，使得控制单元将所述信号量参数定量的向表示信道不可用的方向变化，在报文包发送结束时，所述硬件模拟器通知，使得控制单元将所述信号量参数同样定量的向表示信道可用的方向变化。此方案建立了一个与真实的载波监听等效的信道模型，可快速简便的模拟真实信道的载波监听。不必使用物理信道即可模拟载波监听的过程，也不会影响到整个通信过程的模拟效果，进一步提高了模拟的真实程度，另一方面也降低了成本开销。在真实的电力线载波通信网络中，由于线路衰减等问题，实际上是无法绝对的监听到信道中是否有节点正在发送报文的，所以时常会发生报文碰撞的情况，即两个节点在同一时间发送了报文；也就是说所，在模拟环境仅仅简单的将信道设置为两个状态(本方案的极端情况，信号量参数只有两个值，一个表示占用，一个表示不占用)，会与真实的信道情况相差很远；因此本方案通过信号量参数设置，允许一定数量的节点在同一时间点同时报文，也就是说允许碰撞的情况发生，简单而有效的模拟了真实信道。进一步，还包括，当收到上层模块发来的报文包是分复用类型的报文包时，所述硬件模拟器根据该报文包中所带的时隙信息，在预定时间内指定发送该报文。模拟真实网络中的时分复用场景，模拟效果更好。进一步，还包括，获取定义了各通信节点两两之间的通信成功率的通信成功率脚本，并根据该通信成功率脚本配置各通信节点所对应的硬件模拟器的信道通信成功率模拟模块；所述信道通信成功率模拟模块则根据被配置的通信成功率，随机的丢弃来自其他节点的报文包，从而实现通信成功率脚本中所规定的该节点与其他节点间的通信成功率。真实的信道由于有噪声，信号衰减等情况，会导致信号传输的信噪比降低，信号质量变差，从而导致一定概率的通信失败，此方案建立了一个与真实的信道等效的信道质量模型，可快速简便的模拟真实信道，不必使用本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种模拟节点间通信的方法，其特征在于：包括以下内容：设置一能模拟集中器发送操作命令及收取操作结果的功能的虚拟集中器；设置多个能模拟电力载波通信网络的某一通信节点的报文收发功能，并受控于的上层模块的硬件模拟器；其中，至少包含一个用于模拟中央控制器的第一硬件模拟器，且至少包含一个用于模拟普通从节点或采集器的第二硬件模拟器；设置多个能模拟数据采集终端产生报文的功能以及报文收发的功能的虚拟数据采集终端；设置一用于配置所述硬件模拟器、所述虚拟集中器以及虚拟数据采集终端的控制单元；用所述控制单元对虚拟集中器、硬件模拟器和虚拟数据采集终端进行配置，从而将他们连接为一模拟的电力载波通信网络；令虚拟集中器、硬件模拟器和虚拟数据采集终端按照各自既定的脚本模拟电力载波通信网络内的通信行为。

【技术特征摘要】
1.一种模拟节点间通信的方法，其特征在于：包括以下内容：设置一能模拟集中器发送操作命令及收取操作结果的功能的虚拟集中器；设置多个能模拟电力载波通信网络的某一通信节点的报文收发功能，并受控于的上层模块的硬件模拟器；其中，至少包含一个用于模拟中央控制器的第一硬件模拟器，且至少包含一个用于模拟普通从节点或采集器的第二硬件模拟器；设置多个能模拟数据采集终端产生报文的功能以及报文收发的功能的虚拟数据采集终端；设置一用于配置所述硬件模拟器、所述虚拟集中器以及虚拟数据采集终端的控制单元；用所述控制单元对虚拟集中器、硬件模拟器和虚拟数据采集终端进行配置，从而将他们连接为一模拟的电力载波通信网络；令虚拟集中器、硬件模拟器和虚拟数据采集终端按照各自既定的脚本模拟电力载波通信网络内的通信行为。2.根据权利要求1所述的模拟节点间通信的方法，其特征在于：还包括，采用功能可变换的通用硬件模拟器，令其根据所述控制单元的配置模拟中央控制器、普通从节点以及采集器中的任意一种。3.根据权利要求1所述的模拟节点间通信的方法，其特征在于：所述控制单元根据其读取到的配置文件对所述硬件模拟器、所述虚拟集中器以及所述虚拟数据采集终端进行自身参数、连接关系以及连接接口的配置。4.根据权利要求1所述的模拟节点间通信的方法，其特征在于：还包括，所述硬件模拟器根据所述上层模块发来的报文类型执行相应的报文发送方式；所述报文发送方式包括时分复用方式和载波监听方式。5.根据权利要求4所述的模拟节点间通信的方法，其特征在于：还包括，当收到上层模块发来的报文包是载波监听类型的报文包时，所述硬件模拟器向控制单元请求信号量参数，直至控制单元发来的信号量参数表...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈苗苗，罗金山，熊飞，倪敏，
申请(专利权)人：重庆物奇科技有限公司，上海物麒科技有限公司，
类型：发明
国别省市：重庆,50