融合工频通信的电力线载波网络管理应急系统及其方法技术方案

本发明专利技术公开了融合工频通信的电力线载波网络管理应急系统及其方法，融合工频通信的电力线载波网络管理应急系统，包括载波控制器和若干级路由节点，在相邻的每级路由节点中，连接相对靠近载波控制器的路由节点设为上级路由节点并且连接相对远离载波控制器的路由节点设为下级路由节点，每级路由节点包括若干载波子节点。本发明专利技术公开的融合工频通信的电力线载波网络管理应急系统及其方法，将工频通信与电力线载波通信相结合，利用工频通信信道作为网络管理信道，承载网络状态管理、配置管理及故障管理等信息，实现网络管理信道与业务通信信道的分离，具有可靠性高、故障诊断快等优势。故障诊断快等优势。故障诊断快等优势。

【技术实现步骤摘要】
融合工频通信的电力线载波网络管理应急系统及其方法


[0001]本专利技术属于电力线载波通信(PLC)
，具体涉及一种融合工频通信的电力线载波网络管理应急系统和一种融合工频通信的电力线载波网络管理应急方法。

技术介绍

[0002]通信网络管理分为带外管理与带内管理2种方式，带外管理是指网络管理信息与业务信息承载在独立的信道，互不影响；带内管理是指网络管理信息与业务信息承载在同一信道，节约资源但互相影响。一般而言，从网络管理的可靠性及故障诊断的及时性角度考虑，通信网络管理优先推荐带外管理方式。然而，电力线载波通信(PLC，Power Line Carrier)由于带宽资源的稀缺性，通常采用带内网管方式，甚至存在网络管理手段缺失现象。
[0003]另一方面，电力线载波通信存在一项“应急通信”需求，即在电源中断(停电)或载波节点故障时，需要在受限的时间内将最后一刻的业务信息、状态信息(或称“最后一口气”信息)传递到载波控制器或主站系统，此项需求在多点故障(数据量大)、网络拓扑复杂(路径长)、信道质量恶化(不可靠)情况下常常难以传输成功，影响了对故障的快速定位。
[0004]因此，针对上述问题，予以进一步改进。

技术实现思路

[0005]本专利技术的主要目的在于提供融合工频通信的电力线载波网络管理应急系统及其方法，将工频通信与电力线载波通信相结合，利用工频通信信道作为网络管理信道，承载网络状态管理、配置管理及故障管理等信息，实现网络管理信道(管理数据通道)与业务通信信道(业务数据传输通道)的分离，具有可靠性高、故障诊断快等优势；同时，在电力线载波节点断电或故障时，将网络管理信道作为“最后一口气”重要信息的传输通道，具有比业务通道传输更高的传输成功率。
[0006]为达到以上目的，本专利技术提供一种融合工频通信的电力线载波网络管理应急系统，用于电力载波通信，包括载波控制器和若干级路由节点，其中：
[0007]在相邻的每级路由节点中，连接相对靠近载波控制器的路由节点设为上级路由节点并且连接相对远离载波控制器的路由节点设为下级路由节点，每级路由节点包括若干载波子节点，上级路由节点的载波子节点和下级路由节点的载波子节点之间设有业务数据传输通道，以电力线载波通信传输包括用电采集信息和配电自动化的电力业务数据，从而实现载波控制器通过若干级路由节点对具体的载波子节点进行业务数据管理；
[0008]载波控制器和每个载波子节点之间设有管理数据通道，以工频载波通信的点对点形式实现对电力线载波网络的包括状态管理、配置管理和故障管理的网络数据管理。
[0009]作为上述技术方案的进一步优选的技术方案，载波控制器和载波子节点均设有电力线载波通信模块，通过电力线载波通信模块实现业务数据管理和网络数据管理，其中：
[0010]电力线载波通信模块包括核心处理器(MCU)、电力线载波通信调制解调单元、第一
耦合前端、双向工频通信调制解调单元和第二耦合前端；
[0011]核心处理器通过电力线载波通信调制解调单元和第一耦合前端，以高频载波信号的形式与电力线进行第一通信(对应业务数据管理)；
[0012]核心处理器通过双向工频通信调制解调单元和第二耦合前端，以工频畸变信号的形式与电力线进行第二通信(对应网络数据管理)。
[0013]作为上述技术方案的进一步优选的技术方案，对于第二通信：
[0014]双向工频通信调制解调单元将核心处理器产生的数字基带信号调制为工频畸变信号，并且通过第二耦合前端发送到电力线；或者将第二耦合前端从电力线接收过来的工频畸变信号解调为数字基带信号后供核心处理器处理(第二耦合前端具备接收、发送复用功能，工频畸变信号优选为50Hz)。
[0015]作为上述技术方案的进一步优选的技术方案，对于第二通信，进行工频通信协议设计并且定义(管理数据通道)应急通信的上下行数据帧结构，其中：
[0016]对于上行数据帧，上行数据帧表示载波子节点向载波控制器发送信息，包括前导码、帧头、源地址、帧序号、帧类型、数据域、纠错校验和帧尾(网络管理中的状态管理、故障管理、“最后一口气”应急通信通过该帧承载)，其中：
[0017]前导码用于实现载波子节点和载波控制器之间同步(可以采用曼彻斯特码实现)，帧头用于定义帧结构起始字节，源地址用于定义载波子节点的地址(目标地址指载波控制器地址，地址唯一，可以默认，无需定义)，帧序号用于定义需要传输的帧总数及当前帧的序号，帧类型用于定义当前帧的功能(例如状态管理、故障管理、“最后一口气”应急通信等)，数据域用于定义具体载荷(例如该帧类型为状态管理时，数据域定义载波子节点信道质量状态、上下级节点关系状态等信息)，纠错校验用于定义检测传输过程误码的纠错码，帧尾用于定义帧结构结束字节；
[0018]对于下行数据帧，下行数据帧表示载波控制器向载波子节点发送信息，包括前导码、帧头、目的地址、帧序号、帧类型、数据域、纠错校验和帧尾(网络管理中的配置管理通过该帧承载)，其中：
[0019]前导码、帧头、帧序号、纠错校验和帧尾定义与上行数据帧的定义相同，目标地址用于定义载波子节点地址，帧类型用于定义当前帧的功能(例如配置管理功能)，数据域用于定义具体载荷，当该帧类型为配置管理时，数据域定义载波控制器需要配置的具体参数(例如修改载波子节点地址、修改发送功率、配置通信信道等)。
[0020]作为上述技术方案的进一步优选的技术方案，适用的电力载波通信包括但不限于9KHz
‑
500KHz窄带电力线载波通信和2MHz
‑
12MHz宽带电力线载波通信。
[0021]为达到以上目的，本专利技术还提供一种融合工频通信的电力线载波网络管理应急方法，用于实施所述的一种融合工频通信的电力线载波网络管理应急系统。
[0022]本专利技术的有益效果在于：
[0023]利用工频通信作为电力线载波通信网络管理信道以及“最后一口气”应急通信传输信道，实现与业务数据信道的分离，发挥了工频通信抗干扰、抗衰减的优势，无需多级路由即可实现载波控制器对各载波子节点的状态监测、参数配置、故障诊断、应急重要信息通信等功能，不占用业务数据信道资源，且可靠性高、实时性强。
附图说明
[0024]图1是本专利技术的融合工频通信的电力线载波网络管理应急系统及其方法的示意图。
[0025]图2是本专利技术的融合工频通信的电力线载波网络管理应急系统及其方法的电力线载波通信模块的示意图。
[0026]图3是本专利技术的融合工频通信的电力线载波网络管理应急系统及其方法的频通信上下行数据帧的结构定义示意图。
具体实施方式
[0027]以下描述用于揭露本专利技术以使本领域技术人员能够实现本专利技术。以下描述中的优选实施例只作为举例，本领域技术人员可以想到其他显而易见的变型。在以下描述中界定的本专利技术的基本原理可以应用于其他实施方案、变形方案、改进方案、等同方案以及没有背离本专利技术的精神和范围的其他技术方案。
[本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种融合工频通信的电力线载波网络管理应急系统，用于电力载波通信，其特征在于，包括载波控制器和若干级路由节点，其中：在相邻的每级路由节点中，连接相对靠近载波控制器的路由节点设为上级路由节点并且连接相对远离载波控制器的路由节点设为下级路由节点，每级路由节点包括若干载波子节点，上级路由节点的载波子节点和下级路由节点的载波子节点之间设有业务数据传输通道，以电力线载波通信传输包括用电采集信息和配电自动化的电力业务数据，从而实现载波控制器通过若干级路由节点对具体的载波子节点进行业务数据管理；载波控制器和每个载波子节点之间设有管理数据通道，以工频载波通信的点对点形式实现对电力线载波网络的包括状态管理、配置管理和故障管理的网络数据管理。2.根据权利要求1所述的一种融合工频通信的电力线载波网络管理应急系统，其特征在于，载波控制器和载波子节点均设有电力线载波通信模块，通过电力线载波通信模块实现业务数据管理和网络数据管理，其中：电力线载波通信模块包括核心处理器、电力线载波通信调制解调单元、第一耦合前端、双向工频通信调制解调单元和第二耦合前端；核心处理器通过电力线载波通信调制解调单元和第一耦合前端，以高频载波信号的形式与电力线进行第一通信；核心处理器通过双向工频通信调制解调单元和第二耦合前端，以工频畸变信号的形式与电力线进行第二通信。3.根据权利要求2所述的一种融合工频通信的电力线载波网络管理应急系统，其特征在于，对于第二通信：双向工频通信调制解调单元将核心处理器产生的数字基带信号调制为工频畸变信号，并且通过第二耦合前端发送到电力线；或者将第二耦合前端从电力线接收过来的工频畸变信号解调为数...

【专利技术属性】
技术研发人员：李祥珍，
申请(专利权)人：浙江欣祥电子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：