电力线网络办理协议

电力线网络办理协议导言跟着智能电网、智能家居的遍,会有很多电气设备经过网络完成数据交换、长途监控和信息同享电力线通讯()技能将在其间发扬重要作[选用的设备具有品种繁复、运转灵敏、即插即用等特色怎么进行有用的网络办理是当广泛重视的热门。依据美国国家规范与技能局(的工作组发布的最新规范协议布局[]能的物理()层和前言拜访操控(层范已日趋老练,网络层协议至今仍缺少一致的技能规范在通讯的详细运中,于网络的办理根本都选用主从形[]控点除了完成网关功用以还要对网络中的点通讯进行办理和调度,给网络中其他节点备网络地址在络通讯中履行轮询、转发功用。这尽管简化了网络中其他节点的功用,但约束了主从形式的运用要缘由是:撑通讯的设备品种繁复来不一样制造商如果设备的通讯协议与主节点不兼,就无法接入网络任何节点参加或退出网络都需求主节点的办理,络构架缺少灵敏性一旦主节点发作毛病,他节点也将无法正常通讯议尽可以作为网络办理的另一种处理方[],可是因为电力线信道的特殊性一般来说节点在不一配电网之间无法完成通讯,甚至在同一配电网内,接到不一样相电力线的设备之间都无法正常通讯。因此在现期间通讯更适用于家庭、工作室等较小区域内的设备互,网络拓扑布局也相对简略。关于家用电器许一般工作设备而,备协议会大幅进步商品的本钱篇提出了一种适用于低压的网络层办理协,要特色为:依多主站形式络中的节点均可以自主通讯,不其他节点干涉网络只需经过一般的网来完成与上位机或局域网的互联;撑持插即用功用节可以主动装网络地址具有请求网络地址和进行地址竞赛的功用,因可以随时参加或退出网络;撑持信道接入协议和路由功用。本协议简洁、灵占体系资源少,一般的位微处理器就可以完因此十分适用于智能家居和工作体系也可用于低速、实时性工业设备组成的网络。依据多主站形式的网络地址动态办理机制是本协议的中心。依据多主站形式的网络布局本协议撑持的依据多主站形式的网络选用图所示的总线型拓扑布可广泛运用于智能家居、小型工作以及一般工业设备的网络衔接。各种电气设备可以随时接入网络或断开衔接。依据多主站形式的网络层办理协议这篇文章提出的网络层办理协议的中心是多主站环境下节点的动态地址办理机制,其意图是:完节的即即用使其可以在不受任何控器干涉的状况下自在接入或脱离网保证每个节点都可以主装备网络地,运用该仅有的网络地址进行通讯层协议所包的其他功(如路由办理)这篇文章要故不再胪陈。多主站环境下的动态地址办理机制多主站环境下节点进行的动态地址办理机依据多主站形式的低压电力线通讯网络层办理协议刘迎澍李冰,伟峰天津大学电气与主动化工程学院津.网地址的长度为个字节,地址空间为为大局地址只能作为意图地址运剩下的个地址可供节点自在请求.网中的节点具仅有的位地址[],节在取得合法网络地址前运用地址进通讯,此外地址还用于地址竞赛定.点在请求网络地址进程中如果请求的地址已被其他节点运用或有优先级更高(地址比较本节点更小的节点正在请求该地址则该节点只能去请求其他地址点上电后首要检测中的相应象征位,如第次接入网络,则据其地址值随机发作首选地址进请,否则将中保管的地址作为首选地址进行请求。动态地址装备的状况搬运进程节点在网络中具有种运转状即软硬件初始化状况、动态地址装备状况和正常数据通讯状,状况搬运图如图所示在动态地址备进程中运用了地址请求、地址声明和抵触回答种报文,表所示。动态地址装备进程作为本协议的中心有些可以再细化为多个状况其状况搬运程图所示。动态地址办理机制的软硬件完成/

依据多主站形式的网络渠道依据多主站形式的网络通讯渠道如图所,体系由个一般节点、个网关节点和机构成。每个一般节点包括操控器模块和个模块。网关节点由模块、以太网通讯模块、操控器模块以及存储、电源等辅佐模(未在图中出)构成,首要功用包括协议变换、路由表办理等。机既可以经过网关来完成与其他节点之间的数据传输也可以经过串行口与节点直接衔接,便在线监网络的运转状况为篇文章研讨网络层办理协议的完成,此节点未衔接详细的用电设备。软件设计.软件架构。完成节点网络地址办理的软件构架图所示。模块中集成了协议栈①包括层、层协议所供给的驱动程序和报文传输函,篇文章在此基础上提出了网络层办理协议。试验验证及成果剖析试验内容及条件本试验首要研讨多主站网络环境下的节点动态地址分配进程以及影响其通讯功能的要素验程中机过串行口与网关节点衔接并运用软件在线控线测网络的运转状况以及节点之间的通讯于监,将网关中模块的网络地址装备为“其节点需求经过动态地址装备才干获取合法的网络地并开端正常通讯。多主站环境下节点动态地址分配试验在试验进程中道质量为,地请求等待时刻设定为本试验分为以下个环节。点完毕动态地址分配进程后电。地址请求等待时刻测验试验地址请求等待时刻关于动态地址分配进程能否成功具有重要的影响节的通讯速率为定当动态地址分配进程发作的报文数量较多,会对地址请求等待时刻发作影响此外当道质量下降时点接纳报文会发作延时,因也可以影响地址请求等待时刻。依据以上缘由,节点首选地址一样、信道质量不一(不发作丢包)的状况下别离测验了、个点一起上电时所需的最小地址请求等待时刻。试验成果及剖析表是过软件测并记载的节点地址请求进表中所显现的与网络地址办理关联的信息包括报文序号报文传送时刻、报文源地址和意图地址、信道质量、报文优先级、节点地址、报文内容等。这篇文章运用节点地址的低字节(位作为地址。报文内容的第个字节是网络办理报文的称号,间、和别离代表地址请求报文、抵触回答报文和地址声明报文。多主站环境下节点动态地址分配试验成.节点初次参加网络,运用固定的首选地址中号报文是个节点一起上电到成功取得网络地址的程中所发作的报文。这个节点在上电时都将”作为自个的首选地址地址请求进程中依据各节点的地址进行竞赛,结尾地址最小的节点取得”号地址,其他个节点别离取得”号、“”号、号址。号报文是这个节点在取得网络地址后向网关发送的包括本身地址信息的报进程耗时约。.节初次参加网络,且运用随机首选地址地址分配进程所发作的报文如表所示为个节点随机发作首选地址首选址各不一样,此未出现地址竞赛,动态地址分配进程很快完毕。表中号是地址请求报文号是各节点向网关发送的包括本身地址信息的报以便于关树立由表次地址分配进程仅耗时约。节掉电后从头参加网络。整个地址分配进程所发作的报文如表所示为这个节点在本次上电前已参加过网络,此在上电后都挑选之前运用的地址作为首选地址。表中号是地址请求报文号是各节点向网关发送的包括本身地址信息的报文本次地址分配进程仅耗时约。.节点运用固定首选地址顺次参加网络。表中为第个节点上电到成功取得网络地址的进程中发作的报文其取得”号址,耗约号为第个节点取得网络地址进程中所发作的报文,其取得“号址耗约号为第个节点得网络地址进程中所作的报文,其取得号地址耗时约号为第个节点取得网络地址进程中所发作的报,取得”号地址耗约号文是各节点发送的地址信息的文。依据上述试验成果可,主站环境下节点的动态网络地址分配进程具有以下特色整个网络处于初始化期节点若选用固定的首选地址参加网络需处理一起上电所致使的地址竞赛疑问,因此耗时较长,如/

表所示若选用机首选地址则以有用减轻地址竞赛疑节点初始化时刻显着削,如表所示.整个网络安稳运转时各点均已取得合法的网络地址便一切节点电后从头参加网络首选地址均运用之前取得的网络地址因此只需很短时刻就能完成从头入网表所示安稳运转的网络中有新节点参加,动态地址分配的耗时首要取决于络中已有的节点数量用定首选网络中已有节点越多耗时就越长如表所示若选用随机首选地址在网络节点数少的状因为发作地址抵触的概率较,时会显着削减。地址请求等待时刻测验试验成果表为不一样网络条件下(不样讯间隔及信号强度,信道质量别离为和(未丢包、个节一上电时的最小地址请求等待时刻表可知在一起上电的节点数必定的状况下,信道质量对地址请求等待时刻会发作必定的影响。但只需未发作丢包这种影跟着一起上电节点数的添加会越来越小;而在信道质量必定的况下,当一起上电的节点数添加时,地址请求等待时刻发作较大的改,这因为一起上电的节点数添加时为处理地址竞赛疑动地址分配进程中发作的报文数量较多而形成的。综上所述关于多主站环境下的网络,不管选用随机首选地址仍是固首选地址这篇文章提出的网络办理协议都能保证节点取得有用的网络地址动态地址分配进程的耗时首要是由地址请求等待时刻以及地址竞赛的次数决议仅当一切节点初次参加网络且运用固定首选地址时才发作较多的地址竞赛报文。这种状况仅在网初始化时才会发其他状况下动态地址取得进程发作的地址竞报文较,所需时刻也较少。结语这篇文章对于智能家居、工作体系以及低速、低实时性的工业网提出了一种依据多