[发明专利]基于多主站模式的低压电力线通信网络层管理方法

摘要

本发明公开了一种基于多主站模式的低压电力线通信网络层管理方法。该管理方法的过程是：节点首先确定首选地址，其后发送地址申请报文，然后进入地址申请等待阶段，在等待过程中通过接收报文解决动态地址分配中的地址竞争，地址申请等待结束，即获得申请的地址，将获得的地址保存并修改上电标志位，而后进入正常通信状态，在此状态中节点若收到来自其它节点的申请其地址的地址申请报文后，则给其它节点回复一个地址声明报文。本发明优点在于，能够确保电力线通信网络中的各节点自由申请、配置并管理自身的网络地址，同时本发明简便、灵活，系统资源占用少，因而非常适用于智能家居和办公系统。

主权项

一种基于多主站模式的低压电力线通信网络层管理方法，该基于多主站模式的低压电力线通信网络结构，包括网关和电力线通信节点，网关一端通过以太网与上位机或局域网互连，网关的另一端通过电力线连接电力线通信网络，电力线通信网络采用总线型拓扑结构，电力线通信节点数为1至N个；其中网关具有固定的网络地址，接入电力线通信网络的其它节点需要通过动态地址分配过程配置一个合法的网络地址，才能进入正常数据通信状态；网络地址的长度为1个字节，即地址空间为0～255，其中“255”为全局地址，只能作为目的地址使用，“0”为网关地址，剩余的254个地址供节点自由申请；所述网络层管理方法的开发在电力线通信模块提供的物理层及介质访问控制层的协议软件基础上进行，如此软硬件结构的低压电力线通信网络层管理方法，其特征在于包括以下过程：1)动态地址分配过程的通信、仲裁方式以及采用的报文网络中的节点在获得合法的网络地址以前使用其具有的唯一的48位介质访问控制层地址进行动态地址分配过程的通信，同时介质访问控制层地址也是地址竞争的仲裁因素，节点的介质访问控制层地址越小，则节点在地址竞争中具有的优先级越高；动态地址分配过程共使用了三种报文，分别为：(1)地址申请报文：源地址：节点的介质访问控制层地址；目的地址：全局地址；报文类型：广播报文；报文信息：申请的网络地址；(2)冲突回应报文：源地址：节点的介质访问控制层地址；目的地址：与本节点进行地址竞争的节点的介质访问控制层地址；报文类型：单播报文；报文信息：正在申请的网络地址；(3)地址声明报文：源地址：节点的介质访问控制层地址；目的地址：申请本节点地址的节点的介质访问控制层地址；报文类型：单播报文；报文信息：本节点的网络地址；2)节点上电完成软硬件初始化后，进行动态地址分配的步骤是：(1)确定首选地址，首选地址就是动态地址分配过程中申请的第一个地址，首选地址这样产生：节点上电后，检测上电标志位，若是第一次接入网络，且其介质访问控制层地址的最后1个字节不为“0x00”和“0xFF”，则用其介质访问控制层地址的最后1个字节作为首选地址，若其介质访问控制层地址的最后1个字节为“0x00”和“0xFF”，则将其首选地址设为1；若非第一次上电，则将上次保存的地址作为首选地址；(2)发送地址申请报文，向网络广播本节点正在对一个地址进行申请；(3)本节点进入地址申请等待阶段，在此阶段本节点会对收到地址申请报文、冲突回应报文、地址声明报文进行处理，处理过程如下：收到来自其它节点的地址声明报文和冲突回应报文后，首先判断报文中的报文信息是否与本节点正在申请的地址相同，若相同，则本节点退出本次地址申请过程，重新设置下一个申请的网络地址，从步骤(2)开始新的地址申请过程，若不同，则本节点继续地址申请等待过程；收到来自其它节点的地址申请报文后，首先判断报文中的报文信息是否与本节点正在申请的地址相同，若不同，则本节点继续地址申请等待过程，若相同，则本节点与其它节点进行地址竞争，若本节点的介质访问控制层地址小，即优先级高，则给其它节点回复一个冲突回应报文，而后本节点继续地址申请等待过程，若本节点的介质访问控制层地址大，即优先级低，则本节点退出本次地址申请过程，重新设置下一个申请的网络地址，从步骤(2)开始新的地址申请过程；节点下一个申请的网络地址的产生机制为，判断上一个申请的地址是否是“254”，若是，则将下一地址设为“1”；否则将当前地址加1设为下一个申请的网络地址；(4)如本节点的地址申请等待时间结束，则本节点申请地址成功，将申请的地址设为本节点的网络地址，并将申请成功的地址保存，而后修改上电标志位，其后本节点退出动态地址分配过程进入正常通信状态，在此状态中本节点若收到来自其它节点的地址申请报文，则判断其它节点是否在对本节点的地址提出申请，若是，则本节点给其它节点回复一个地址声明报文。