低壓電力線載波通信系統(tǒng)中通信節(jié)點(diǎn)的相位識(shí)別方法
【專(zhuān)利摘要】低壓電力線載波通信系統(tǒng)中通信節(jié)點(diǎn)的相位識(shí)別方法，集中器載波模塊在低壓電力線配電網(wǎng)絡(luò)中某一相線電壓過(guò)零點(diǎn)時(shí)刻發(fā)送載波信號(hào)；通信節(jié)點(diǎn)接收載波信號(hào)，檢測(cè)時(shí)間差，由時(shí)間差計(jì)算檢測(cè)相位，當(dāng)通信節(jié)點(diǎn)為中繼節(jié)點(diǎn)時(shí)，由相對(duì)相位計(jì)算載波信號(hào)的延時(shí)發(fā)送時(shí)間，在自身相電壓過(guò)零點(diǎn)時(shí)刻的延時(shí)發(fā)送時(shí)間后轉(zhuǎn)發(fā)載波信號(hào)，當(dāng)通信節(jié)點(diǎn)為目的節(jié)點(diǎn)時(shí)，由相對(duì)相位和已知的集中器載波信號(hào)發(fā)送相位計(jì)算自身相位并記錄，然后在自身相電壓過(guò)零點(diǎn)時(shí)刻發(fā)送載波信號(hào)；集中器載波模塊接收目的節(jié)點(diǎn)或中繼節(jié)點(diǎn)發(fā)來(lái)的載波信號(hào)，檢測(cè)時(shí)間差，由已知的集中器載波信號(hào)發(fā)送相位計(jì)算目的節(jié)點(diǎn)的相位。相位信息識(shí)別后可用于載波通信系統(tǒng)的路由組網(wǎng)。
【專(zhuān)利說(shuō)明】低壓電力線載波通信系統(tǒng)中通信節(jié)點(diǎn)的相位識(shí)別方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于低壓載波電力線通信【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種低壓電力線載波抄表系統(tǒng)中通信節(jié)點(diǎn)的相位識(shí)別方法。
【背景技術(shù)】
[0002]低壓電力線載波通信(Power Line Communication, PLC)是一種利用已有的低壓電力線網(wǎng)絡(luò)作為傳輸媒介，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳遞和信息交換的技術(shù)。它利用電力線作為通信媒介，無(wú)需另外架設(shè)通信線路，也不占用現(xiàn)有的頻譜資源，具有不用布線、覆蓋范圍廣、連接方便的顯著特點(diǎn)，市場(chǎng)潛力巨大，正越來(lái)越廣泛地用于電力管理系統(tǒng)、工業(yè)自動(dòng)化控制系統(tǒng)和智能化小區(qū)等領(lǐng)域。
[0003]在電力領(lǐng)域，隨著電子式電能表/電能量計(jì)在計(jì)費(fèi)系統(tǒng)中得到越來(lái)越廣泛的使用，同時(shí)伴隨著國(guó)內(nèi)外電力線載波通信技術(shù)的普及，抄表系統(tǒng)中采用電力線載波的通信方式在所有抄表系統(tǒng)的通信方式中所占的比例不斷擴(kuò)大。這是因?yàn)殡娏€路遍布各處，從發(fā)電廠到各個(gè)居民家庭無(wú)所不至，利用現(xiàn)有的電力網(wǎng)作為信道，不需重新布線，可以節(jié)省大量的人力物力，電力載波抄表已經(jīng)成為最符合電力系統(tǒng)特點(diǎn)的自動(dòng)抄表方案。
[0004]電力線載波通信抄表系統(tǒng)通常包括:主站、集中器、包括各類(lèi)載波表及載波采集器的通信節(jié)點(diǎn)。電力線載波通信抄表系統(tǒng)是一個(gè)以低壓電網(wǎng)為主要通信信道、以GPRS、GSM、PSTN.CDMA等公用通信信道和部分RS485總線信道為輔助通信信道的通信網(wǎng)絡(luò)。如圖1所示，低壓配電網(wǎng)絡(luò)的主干線一般采用三相四線制供電，普通居民用戶用電只取其中一相線作為火線(L)，取地線作為零線(N)。電力線載波通信抄表系統(tǒng)中大部分的通信節(jié)點(diǎn)為單相供電，如單相電能表，而對(duì)于低壓載波通信而言，通信節(jié)點(diǎn)跨相通信時(shí)信號(hào)傳輸路徑加長(zhǎng)、噪聲增大，因此低壓載波通信在進(jìn)行路由選擇時(shí)，應(yīng)盡可能選擇同相的通信節(jié)點(diǎn)進(jìn)行中繼通信，以減少干擾，保證通信質(zhì)量。
[0005]然而對(duì)于一個(gè)供電臺(tái)區(qū)而言，目前電力管理部門(mén)沒(méi)有強(qiáng)制要求統(tǒng)計(jì)電力用戶節(jié)點(diǎn)的安裝相位，在安裝施工過(guò)程及通信節(jié)點(diǎn)檔案整理過(guò)程中，也很難對(duì)每個(gè)載波通信節(jié)點(diǎn)的安裝相位進(jìn)行正確統(tǒng)計(jì)，因此，對(duì)電力線載波通信抄表系統(tǒng)中各通信節(jié)點(diǎn)的相位進(jìn)行識(shí)別是電力線載波通信抄表系統(tǒng)使用過(guò)程中急需解決的技術(shù)問(wèn)題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]針對(duì)以上不足，本發(fā)明的目的在于提供一種低壓電力線載波通信系統(tǒng)中的通信節(jié)點(diǎn)的相位識(shí)別方法，可以實(shí)時(shí)快速地獲取通信節(jié)點(diǎn)的相位信息，用于載波通信系統(tǒng)的路由組網(wǎng)，提聞?shì)d波抄表系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可罪性。
[0007]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取如下的技術(shù)解決方案:
[0008]低壓電力線載波通信系統(tǒng)中通信節(jié)點(diǎn)的相位識(shí)別方法，包括以下步驟:
[0009]步驟A、集中器載波模塊固定以低壓電力線配電網(wǎng)絡(luò)中某一相線的電壓過(guò)零點(diǎn)時(shí)刻作為起始時(shí)刻，發(fā)送載波信號(hào)，執(zhí)行下一步；[0010]步驟B、通信節(jié)點(diǎn)接收到載波信號(hào)，啟動(dòng)時(shí)間差檢測(cè)，根據(jù)檢測(cè)到的時(shí)間差A(yù)t計(jì)算檢測(cè)相位P Λ ；
[0011]當(dāng)所述通信節(jié)點(diǎn)為中繼節(jié)點(diǎn)時(shí)，執(zhí)行步驟C，當(dāng)所述通信節(jié)點(diǎn)為目的節(jié)點(diǎn)時(shí)，執(zhí)行步驟E ;
[0012]步驟C、中繼節(jié)點(diǎn)檢測(cè)自身相電壓過(guò)零點(diǎn)時(shí)刻，同時(shí)根據(jù)步驟B得到的檢測(cè)相位ΡΔ，計(jì)算中繼節(jié)點(diǎn)的延時(shí)發(fā)送時(shí)間At’，在中繼節(jié)點(diǎn)自身相電壓過(guò)零點(diǎn)時(shí)刻的延時(shí)發(fā)送時(shí)間At’后立即中繼轉(zhuǎn)發(fā)載波信號(hào)，執(zhí)行下一步；
[0013]步驟D、目的節(jié)點(diǎn)接收到中繼節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)發(fā)的載波信號(hào)，啟動(dòng)時(shí)間差檢測(cè)，根據(jù)檢測(cè)到的時(shí)間差Λ t計(jì)算檢測(cè)相位ΡΛ，執(zhí)行步驟E ；
[0014]步驟Ε、目的節(jié)點(diǎn)根據(jù)檢測(cè)相位ΡΛ計(jì)算自身的相位Pd，并記錄，執(zhí)行下一步；
[0015]步驟F、目的節(jié)點(diǎn)檢測(cè)自身相電壓過(guò)零點(diǎn)時(shí)刻，在自身相電壓過(guò)零點(diǎn)時(shí)刻發(fā)送載波
信號(hào);
[0016]當(dāng)目的節(jié)點(diǎn)接收到的載波信號(hào)來(lái)自中繼節(jié)點(diǎn)時(shí)，執(zhí)行步驟G，當(dāng)目的節(jié)點(diǎn)接收到的載波信號(hào)來(lái)自集中器載波模塊時(shí)，執(zhí)行步驟H ;
[0017]步驟G、中繼節(jié)點(diǎn)接收到載波信號(hào)，啟動(dòng)時(shí)間差檢測(cè)，根據(jù)檢測(cè)到的時(shí)間差A(yù)t計(jì)算檢測(cè)相位ΡΛ，同時(shí)中繼節(jié)點(diǎn)檢測(cè)自身相電壓過(guò)零點(diǎn)時(shí)刻，根據(jù)檢測(cè)相位Ρλ計(jì)算中繼節(jié)點(diǎn)的延時(shí)發(fā)送時(shí)間At’，中繼節(jié)點(diǎn)在自身相電壓過(guò)零點(diǎn)時(shí)刻的延時(shí)發(fā)送時(shí)間At’后轉(zhuǎn)發(fā)載波信號(hào)，執(zhí)行下一步；
[0018]步驟H、集中器載波模塊接收到中繼節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)發(fā)的載波信號(hào)或目的節(jié)點(diǎn)發(fā)送的載波信號(hào)，啟動(dòng)時(shí)間差檢測(cè)，根據(jù)檢測(cè)到的時(shí)間差△ t計(jì)算出檢測(cè)相位ΡΛ，根據(jù)檢測(cè)相位ΡΛ計(jì)算目的節(jié)點(diǎn)的相位P’d。
[0019]進(jìn)一步的，所述相電壓過(guò)零點(diǎn)時(shí)刻均取同一個(gè)方向的過(guò)零點(diǎn)，即所有通信節(jié)點(diǎn)均取相電壓向上過(guò)零點(diǎn)，或所有通信節(jié)點(diǎn)均取相電壓向下過(guò)零點(diǎn)。
[0020]進(jìn)一步的，所述時(shí)間差A(yù)t為通信節(jié)點(diǎn)所接收到的載波信號(hào)的起始時(shí)刻與該時(shí)刻之后所述通信節(jié)點(diǎn)的第一個(gè)自身相電壓過(guò)零點(diǎn)時(shí)刻之間的差值，時(shí)間差A(yù)te [0，20]。
[0021]進(jìn)一步的，所述時(shí)間差檢測(cè)通過(guò)定時(shí)器減計(jì)數(shù)實(shí)現(xiàn)，在每次相電壓過(guò)零點(diǎn)時(shí)刻重置定時(shí)器初值為20ms，當(dāng)檢測(cè)到有載波信號(hào)時(shí)停止定時(shí)器計(jì)數(shù)，定時(shí)器計(jì)數(shù)余值即為時(shí)間差Δ t。
[0022]進(jìn)一步的，所述步驟中的檢測(cè)相位ΡΛ是指該步驟中接收信號(hào)的通信節(jié)點(diǎn)的檢測(cè)相位。
[0023]進(jìn)一步的，所述各步驟中的檢測(cè)相位ΡΛ由分段函數(shù)公式(I)計(jì)算:
[0024]
【權(quán)利要求】
1.低壓電力線載波通信系統(tǒng)中通信節(jié)點(diǎn)的相位識(shí)別方法，其特征在于，包括以下步驟: 步驟A、集中器載波模塊固定以低壓電力線配電網(wǎng)絡(luò)中某一相線的電壓過(guò)零點(diǎn)時(shí)刻作為起始時(shí)刻，發(fā)送載波信號(hào)，執(zhí)行下一步； 步驟B、通信節(jié)點(diǎn)接收到載波信號(hào)，啟動(dòng)時(shí)間差檢測(cè)，根據(jù)檢測(cè)到的時(shí)間差A(yù)t計(jì)算檢測(cè)相位ΡΛ ; 當(dāng)所述通信節(jié)點(diǎn)為中繼節(jié)點(diǎn)時(shí)，執(zhí)行步驟C，當(dāng)所述通信節(jié)點(diǎn)為目的節(jié)點(diǎn)時(shí)，執(zhí)行步驟E ； 步驟C、中繼節(jié)點(diǎn)檢測(cè)自身相電壓過(guò)零點(diǎn)時(shí)刻，同時(shí)根據(jù)步驟B得到的檢測(cè)相位ΡΛ，計(jì)算中繼節(jié)點(diǎn)的延時(shí)發(fā)送時(shí)間 ，在中繼節(jié)點(diǎn)自身相電壓過(guò)零點(diǎn)時(shí)刻的延時(shí)發(fā)送時(shí)間At’后立即中繼轉(zhuǎn)發(fā)載波信號(hào)，執(zhí)行下一步； 步驟D、目的節(jié)點(diǎn)接收到中繼節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)發(fā)的載波信號(hào)，啟動(dòng)時(shí)間差檢測(cè)，根據(jù)檢測(cè)到的時(shí)間差Λ t計(jì)算檢測(cè)相位ΡΛ，執(zhí)行步驟E ； 步驟Ε、目的節(jié)點(diǎn)根據(jù)檢測(cè)相位1\計(jì)算自身的相位Pd，并記錄，執(zhí)行下一步； 步驟F、目的節(jié)點(diǎn)檢測(cè)自身相電壓過(guò)零點(diǎn)時(shí)刻，在自身相電壓過(guò)零點(diǎn)時(shí)刻發(fā)送載波信號(hào); 當(dāng)目的節(jié)點(diǎn)接收到的載波信號(hào)來(lái)自中繼節(jié)點(diǎn)時(shí)，執(zhí)行步驟G，當(dāng)目的節(jié)點(diǎn)接收到的載波信號(hào)來(lái)自集中器載波模塊時(shí)，執(zhí)行步驟H ； 步驟G、中繼節(jié)點(diǎn)接收到載波信號(hào)，啟動(dòng)時(shí)間差檢測(cè)，根據(jù)檢測(cè)到的時(shí)間差A(yù)t計(jì)算檢測(cè)相位ΡΛ，同時(shí)中繼節(jié)點(diǎn)檢測(cè)自身相電壓過(guò)零點(diǎn)時(shí)刻，根據(jù)檢測(cè)相位1\計(jì)算中繼節(jié)點(diǎn)的延時(shí)發(fā)送時(shí)間At’，中繼節(jié)點(diǎn)在自身相電壓過(guò)零點(diǎn)時(shí)刻的延時(shí)發(fā)送時(shí)間At’后轉(zhuǎn)發(fā)載波信號(hào)，執(zhí)行下一步； 步驟H、集中器載波模塊接收到中繼節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)發(fā)的載波信號(hào)或目的節(jié)點(diǎn)發(fā)送的載波信號(hào)，啟動(dòng)時(shí)間差檢測(cè)，根據(jù)檢測(cè)到的時(shí)間差△ t計(jì)算出檢測(cè)相位ΡΛ，根據(jù)檢測(cè)相位ΡΛ計(jì)算目的節(jié)點(diǎn)的相位P’d。
2.如權(quán)利要求1所述的低壓電力線載波通信系統(tǒng)中通信節(jié)點(diǎn)的相位識(shí)別方法，其特征在于:所述相電壓過(guò)零點(diǎn)時(shí)刻均取同一個(gè)方向的過(guò)零點(diǎn)，即所有通信節(jié)點(diǎn)均取相電壓向上過(guò)零點(diǎn)，或所有通信節(jié)點(diǎn)均取相電壓向下過(guò)零點(diǎn)。
3.如權(quán)利要求1所述的低壓電力線載波通信系統(tǒng)中通信節(jié)點(diǎn)的相位識(shí)別方法，其特征在于:所述時(shí)間差A(yù)t為通信節(jié)點(diǎn)所接收到的載波信號(hào)的起始時(shí)刻與該時(shí)刻之后所述通信節(jié)點(diǎn)的第一個(gè)自身相電壓過(guò)零點(diǎn)時(shí)刻之間的差值，時(shí)間差A(yù)t e [O，20]。
4.如權(quán)利要求1或3所述的低壓電力線載波通信系統(tǒng)中通信節(jié)點(diǎn)的相位識(shí)別方法，其特征在于:所述時(shí)間差檢測(cè)通過(guò)定時(shí)器減計(jì)數(shù)實(shí)現(xiàn)，在每次相電壓過(guò)零點(diǎn)時(shí)刻重置定時(shí)器初值為20ms，當(dāng)檢測(cè)到有載波信號(hào)時(shí)停止定時(shí)器計(jì)數(shù)，定時(shí)器計(jì)數(shù)余值即為時(shí)間差A(yù)t。
5.如權(quán)利要求1所述的低壓電力線載波通信系統(tǒng)中通信節(jié)點(diǎn)的相位識(shí)別方法，其特征在于:所述步驟中的檢測(cè)相位 是指該步驟中接收信號(hào)的通信節(jié)點(diǎn)的檢測(cè)相位。
6.如權(quán)利要求1至5任一項(xiàng)所述的低壓電力線載波通信系統(tǒng)中通信節(jié)點(diǎn)的相位識(shí)別方法，其特征在于:所述各步驟中的檢測(cè)相位ΡΛ由分段函數(shù)公式(I)計(jì)算:
7.如權(quán)利要求1至5任一項(xiàng)所述的低壓電力線載波通信系統(tǒng)中通信節(jié)點(diǎn)的相位識(shí)別方法，其特征在于:所述中繼節(jié)點(diǎn)的延時(shí)發(fā)送時(shí)間At’由公式(2)計(jì)算: At’ = ΡδΧ6.67(2)。
8.如權(quán)利要求1至5任一項(xiàng)所述的低壓電力線載波通信系統(tǒng)中通信節(jié)點(diǎn)的相位識(shí)別方法，其特征在于:所述步驟E中目的節(jié)點(diǎn)通過(guò)公式(3)計(jì)算自身的相位Pd: Pd= (3+Ps-PjM0D3(3) 其中，Pd為目的節(jié)點(diǎn)自身的相位，Ps為集中器載波模塊發(fā)送相位，ΡΔ為檢測(cè)相位，MOD表示取模運(yùn)算。
9.如權(quán)利要求1至5任一項(xiàng)所述的低壓電力線載波通信系統(tǒng)中通信節(jié)點(diǎn)的相位識(shí)別方法，其特征在于:所述步驟H中集中器載波模塊通過(guò)公式(4)計(jì)算目的節(jié)點(diǎn)的相位P’d: P'd= (Ps+Pa)M0D3(4) 其中，P’d為目的節(jié)點(diǎn)的相位，Ps為集中器載波模塊發(fā)送相位，ΡΛ為檢測(cè)相位，MOD表示取模運(yùn)算。
【文檔編號(hào)】H04B3/54GK103457635SQ201310340472
【公開(kāi)日】2013年12月18日 申請(qǐng)日期:2013年8月6日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月6日
【發(fā)明者】劉述鋼, 崔宇昊, 李宏文, 張波, 吳斌 申請(qǐng)人:珠海中慧微電子有限公司