包括多个通信模块的系统中的无线电通信方法技术方案

技术编号:19908891 阅读:25 留言:0更新日期:2018-12-26 04:44
本发明专利技术涉及一种包括多个通信模块(M1,…,Mn)的系统中的无线电通信方法,每个通信模块(M1,…,Mn)能够获得至少一个测量的物理值并根据给定的无线电通信协议向集线器设备(C)传输封装所述至少一个测量的物理值的消息,所述消息的发送在由开始时刻和结束时刻定义的通信时间间隔期间执行,等待时间将同一个通信模块(M1,…,Mn)的两个连续的通信时间间隔分隔开。对于所述多个通信模块(M1,…,Mn)中的每个通信模块(M1,…,Mn),根据所述通信模块(M1,…,Mn)的更新的计数器计算等待时间,其中根据源自集线器设备(C)的确认消息的接收更新所述通信模块(M1,…,Mn)的计数器。

【技术实现步骤摘要】
包括多个通信模块的系统中的无线电通信方法
本专利技术涉及一种包括多个通信模块的系统中的无线电通信方法、以及相关联的无线电通信系统。
技术介绍
本专利技术在于由通信模块执行的无线通信领域,尤其是在电气装置中,通信模块例如是用于测量电气装置的一个或多个物理量的模块。存在适用于家庭网络的短程无线电通信协议,例如,蓝牙(商标)和ZigBee。多种通信模块(例如,电气测量传感器、温度或压力传感器)实施基于IEEE802.15.4通信协议的ZigBee协议。ZigBee协议展现出将电力消耗减少至严格最小值的优点,同时允许低数据传输速率,然而其足以传输设施测量结果和控制数据。ZigBee绿色电力协议(ZigBeeGreenPowerprotocol)的目的是允许以进一步减少的电力消耗进行模块之间的通信。例如,考虑用于监测和管理电气装置的系统,其包括多个通信模块,例如,根据ZigBee绿色电力协议,每个通信模块适用于以双向方式与集线器设备通信,该集线器设备接收由多种模块传输的全部的测量信息并适用于将它们聚合以用于后续使用。从通信角度来看,每个通信模块是以集线器设备为中心的星形网络的节点。在这样的通信网络中,出现的问题之一是确保每个通信节点可以发送无线电帧或消息,而没有与由其它节点发送的一个或多个其它无线电帧的干扰或冲突,以便确保足够的服务质量。名称为TDMA(指“时分多址”)的通信方案在于为每个节点分配周期性地重复的发送时间间隔。形成通信网络的节点的每个通信模块拥有基于石英的内部时钟或由RC振荡器形成的内部时钟,并使用此内部时钟来调节消息发送。然而,存在时间漂移的风险,该时间漂移导致与不同通信节点相关联的发送间隔的可能时间叠加。这种叠加导致冲突的风险,并因此导致一个或多个消息的丢失的风险。而且,当使多个通信模块投入服务时,这样的方案需要特定的干预来排序时间间隔。可以确保良好服务质量的传统的协议(Aloha协议)在于由接收方节点执行确认消息(或ACK)的传输,并且,在未接收到确认消息的情况下,发送方节点在重新发送初始消息之前等待随机时间。一方面,当发送方节点是诸如传感器的通信测量模块时,它们不拥有足够的能量来保持永久或长时间接收,因此,接收中的监听时段(period)减少。此外,更一般地,由于随机等待时间的选择,冲突的风险增加,因此通信系统不稳定。而且,每个节点找到适当的发送时间间隔所需的时间可能非常长,并且没有任何保证的上限。换句话说,系统收敛时间可能会较长。
技术实现思路
本专利技术的目的是弥补现有技术的缺点,以便改善包括多个通信模块的通信系统中的服务质量。为此目的,根据一个方面,本专利技术提出了一种包括多个通信模块的系统中的无线电通信方法,每个通信模块能够获得至少一个测量的物理值并且根据给定的无线电通信协议向集线器设备传输封装所述至少一个测量的物理值的消息,所述消息的发送在由开始时刻和结束时刻定义的通信时间间隔期间执行,等待时间将同一个通信模块的两个连续的通信时间间隔分隔开。该方法使得:对于多个通信模块中的每个通信模块,根据计数器计算等待时间,根据源自集线器设备的确认消息的接收更新所述通信模块。有利地,通过在每个通信模块中使用计数器,本专利技术的方法使得可以降低不稳定性并获得更快的收敛。根据本专利技术的无线电通信方法还可以展现出在下文独立地或根据所有技术上可接受的组合而取得的一个或多个特征。计数器取等于预定最大值的初始值。在消息发送和源自集线器设备的对应的确认消息的接收之后,计数器的值递减预定递减值。在通信间隔期间在消息发送之后并且没有接收到源自集线器设备的确认消息的情况下,如果计数器的值严格小于预定最大值,则计数器的值递增预定递增值。递减值与递增值不同。在由通信模块发送消息以及接收源自集线器设备的对应的确认消息之后,该方法包括由所述接收方通信模块实施的从确认消息中提取要在接下来的发送期间应用的正或负的时间移位值Δt的步骤。如果计数器的值与预定最大值不同,则等待时间等于预定通信时段持续时间,或者,如果计数器的值等于预定最大值,则等待时间等于所述通信时段持续时间加上(increasedby)随机的附加持续时间。该方法通过由给定频率的AC电压分布网络供电(supply)的每个通信模块来实施,并且还包括根据所述频率检测定时时段的步骤。该方法包括:接收电源电压值;以及对于每个电压值,当所述值大于第一预定电压阈值或小于第二预定电压阈值时,增加同步计数器。当同步计数器达到预定定时时段计数器值时,发送定时脉冲,所述定时脉冲用于确定通信模块的通信时间间隔的开始时刻。根据另一方面,本专利技术涉及一种包括多个通信模块和集线器设备的无线电通信系统,每个通信模块能够获得至少一个测量的物理值并且根据给定的无线电通信协议向集线器设备传输封装所述至少一个测量的物理值的消息,所述消息的发送在由开始时刻和结束时刻定义的通信时间间隔期间执行,等待时间将同一个通信模块的两个连续的通信时间间隔分隔开。该系统使得:多个通信模块中的每个通信模块包括适用于根据计数器计算等待时间的单元,根据源自集线器设备的确认消息的接收来更新所述通信模块。根据本专利技术的无线电通信系统还可以展现出在下文独立地或根据所有技术上可接受的组合而取得的一个或多个特征。每个通信模块是用于测量电气装置的电气值的模块。至少一个通信模块由给定频率的AC电压分布网络供电,并且由分布网络供电的每个通信模块根据所述频率实施对定时时段的检测,并且根据所述定时时段实施对通信时间间隔的开始时刻的确定。至少一个通信模块适用于接收源自集线器设备的确认消息,并且从确认消息中提取要在由所述通信模块进行的接下来的发送期间应用的正或负的时间移位值Δt。根据另一方面,本专利技术涉及一种计算机程序,其包括用于当可编程设备的处理器运行程序时实施通信方法(诸如上文简要描述的)的步骤的指令。附图说明从下文参考附图通过完全非限制性的指示给出的对本专利技术的描述,将呈现本专利技术的其它特征和优点,其中:图1示意性地表示根据本专利技术的无线电通信方法得到应用的星形通信系统;图2示意性地图示通信时间间隔的周期性的有规律的(regular)分配;图3示意性地图示通信时间间隔的冲突;图4是根据一个实施例的由通信模块实施的通信方法的主要步骤的概要;图5示意性地图示根据一个实施例的通信模块;图6示意性地图示根据一个实施例的通信模块的同步的主要步骤;图7示意性地图示根据AC电压的变量随时间的演变。具体实施方式图1示意性地图示实施根据本专利技术的通信方法的通信系统。在该系统1中,多个通信模块M1至Mn能够通过无线通信协议与集线器设备C通信。例如,每个通信模块是测量模块,其适用于测量电气装置的电气量(例如,电流、电压),并且传输根据给定通信协议格式化并封装测量的值的通信帧。作为变型,系统1中存在其它类型的通信模块,例如,电流、能量、温度、湿度的传感器。当然,上面的列表并不详尽。在一个实施例中,通信协议是ZigBee绿色电力协议。通信模块M1至Mn中的每个通过传递由单相或三相电能提供网络提供的电能的供电电缆、或者通过自主电能源(例如,每通信模块一个单元)进行电供应。在图1中未图示每个通信模块的相应电源。系统1的通信模块的总数n是任意的,例如,等于20。集线器设备C优选地布线以便由电能提供网本文档来自技高网
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【技术保护点】
1.包括多个通信模块(M1,...,Mn)的系统中的无线电通信方法,每个通信模块(M1,...,Mn)能够获得至少一个测量的物理值并根据给定的无线电通信协议向集线器设备(C)传输封装所述至少一个测量的物理值的消息,所述消息的发送在由开始时刻和结束时刻定义的通信时间间隔期间执行,等待时间将同一个通信模块(M1,...,Mn)的两个连续的通信时间间隔分隔开:其特征在于,对于所述多个通信模块中的每个通信模块(M1,...,Mn),根据所述通信模块(M1,...,Mn)的更新的计数器计算(40)等待时间,其中根据源自集线器设备(C)的确认消息的接收更新所述通信模块(M1,...,Mn)的计数器。

【技术特征摘要】
2017.06.13 FR 17552801.包括多个通信模块(M1,...,Mn)的系统中的无线电通信方法,每个通信模块(M1,...,Mn)能够获得至少一个测量的物理值并根据给定的无线电通信协议向集线器设备(C)传输封装所述至少一个测量的物理值的消息,所述消息的发送在由开始时刻和结束时刻定义的通信时间间隔期间执行,等待时间将同一个通信模块(M1,...,Mn)的两个连续的通信时间间隔分隔开:其特征在于,对于所述多个通信模块中的每个通信模块(M1,...,Mn),根据所述通信模块(M1,...,Mn)的更新的计数器计算(40)等待时间,其中根据源自集线器设备(C)的确认消息的接收更新所述通信模块(M1,...,Mn)的计数器。2.根据权利要求1所述的通信方法,其中,所述计数器取等于预定最大值的初始值。3.根据权利要求2所述的通信方法,其中,在消息发送以及源自所述集线器设备(C)的对应的确认消息的接收之后,所述计数器的值递减(50)预定递减值。4.根据权利要求3所述的通信方法,其中,在通信间隔期间在消息发送之后并且未接收到源自所述集线器设备(C)的确认消息的情况下,如果所述计数器的值严格小于预定最大值,则计数器的值递增(54)预定递增值。5.根据权利要求4所述的通信方法,其中,所述递减值不同于所述递增值。6.根据权利要求2所述的通信方法,包括:在由通信模块(M1,...,Mn)发送消息并且接收到源自所述集线器设备(C)的对应的确认消息之后,由所述接收方通信模块(M1,...,Mn)实施的步骤:从所述确认消息中提取要在接下来的发送期间应用的正或负的时间移位值ΔT。7.根据权利要求2至6中任一项所述的通信方法,其中,如果所述计数器的值不同于所述预定最大值,则所计算的等待时间(36,38,40)等于预定通信时段持续时间,或者如果所述计数器的值等于所述预定最大值,则所计算的等待时间(36,38,40)等于所述通信时段持续时间加上随机附加持续时间。8.根据权利要求1至7中任一项所述的通信方法,通过由...

【专利技术属性】
技术研发人员:M亨内奎因E德雷纳N科查德
申请(专利权)人:施耐德电器工业公司
类型:发明
国别省市:法国,FR

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