一种电力线数据传输方法、系统及物联网系统

技术领域

本发明涉及数据传输技术领域，具体涉及一种电力线数据传输方法、系统及物联网系统。

背景技术

随着当前物联网技术的不断发展，PLC(Power Line Carrier)电力线载波通信技术在全屋智能家居应用中也越来越广。现有方案中，电力线载波信号频带峰峰值电压一般不超过10V，输出功率最大在3W左右；由于电网布局分布比较复杂，在数据传输过程的干扰较大，在远距离传输过程中信号的衰减较大；当电力线负载较大时，也很容易受到电力线噪声的干扰。当电力线接入一些大功率电器时，如空调、电磁炉、冰箱等，容易产生很多噪声干扰PLC通信，导致数据丢包、组不上网，无法控制等情况。

因此，需提出一种电力线数据传输方法，提高数据传输的可靠性。

发明内容

本发明所要解决的一个技术问题是提供一种电力线数据传输方法、系统及物联网系统，其能够有效提高电力线数据传输过程中的可靠性。

根据本发明的第一方面，提供了一种电力线数据传输方法，包括：

获取发送节点的待传输信号；

将待传输信号进行信号放大至预定电压后，耦合至电力线进行传输；

对接收的待传输信号进行功率检测，若待传输信号的信号功率不满足接收节点可识别的信号功率，则将待传输信号的信号功率调整至接收节点可识别的信号功率后传输至接收节点。

基于上述方案，在物联网节点传输数据过程中，将发送节点的待传输信号放大至预定电压后，耦合到电力线进行传输，通过放大信号再进行传输，可以提高传输距离，并减少网络中的信号干扰，同时在接收节点侧，从电力线耦合接收信号放大后的待传输信号，进行动态功率控制，以免信号功率过大，影响接收节点的用电安全，或避免信号功率过小，导致接收节点无法有效识别待传输信号。即通过本方案，提高了提高数据传输的可靠性。

本发明的第一方面的一个实施方式中，所述将待传输信号的信号功率调整至接收节点可识别的信号功率，包括：

若待传输信号的信号功率小于接收节点可识别的信号功率，则将第待传输信号的信号功率放大至接收节点可识别的信号功率；

若待传输信号的信号功率大于接收节点可识别的信号功率，则将待传输信号的信号功率减小至接收节点可识别的信号功率。

基于上述方案，可以根据接收节点可识别的信号功率进行具体功率调整后再传输给接收节点。

本发明的第一方面的一个实施方式中，若发送节点与接收节点的距离超过预设距离，则在发送节点与接收节点之间的预定位置对待传输信号的功率进行中继放大后，再耦合至电力线进行传输。

基于上述方案，在发送节点与接收节点距离较远时，可以在发送节点与接收节点的传输路径的预定位置再进行信号放大，以保证信号传输距离，减少信号传输过程中的信号干扰。

本发明的第一方面的一个实施方式中，将待传输信号的信号功率调整至接收节点可识别的信号功率之前还包括步骤：实时从接收节点获取接收节点可识别的信号功率；

若待传输信号的信号功率不满足实时获取的接收节点可识别的信号功率，则将待传输信号的信号功率调整至实时获取的接收节点可识别的信号功率后传输至接收节点。

基于上述方案，可以实时根据接收节点可识别的信号功率进行具体功率调整后再传输给接收节点。而不是依据预先配置的功率调整参数进行适配接收节点和功率调整参数，可以更加灵活、适用性更强。

本发明的第二方面，提出了一种电力线数据传输系统，包括：

第一信号放大器，用于将获取的待传输信号进行信号放大至预定电压后，耦合至电力线进行传输；

第一耦合器，用于将信号放大后的待传输信号耦合到电力线进行传输；

第二耦合器，用于耦合接收待传输信号；

功率检测器，用于检测待传输信号的信号功率；

判断单元，用于若待传输信号的信号功率不满足接收节点可识别的信号功率，则向功率调整器发出功率调整信号；

功率调整器，用于根据功率调整信号将待传输信号的信号功率调整至接收节点可识别的信号功率后传输至接收节点。

基于上述方案，在物联网节点传输数据过程中，将发送节点的待传输信号放大至预定电压后，耦合到电力线进行传输，通过放大信号再进行传输，可以提高传输距离，并减少网络中的信号干扰，同时在接收节点侧，从电力线耦合接收信号放大后的待传输信号，进行动态功率控制，以免信号功率过大，影响接收节点的用电安全，或避免信号功率过小，导致接收节点无法有效识别待传输信号。即通过本方案，提高了提高数据传输的可靠性。

本发明的第二方面的一个实施方式中，电力线数据传输系统还包括发送节点、接收节点，发送节点，用于发出待传输信号；接收节点，用于接收功率调整后的待传输信号。

本发明的第二方面的一个实施方式中，若判断单元判断待传输信号的信号功率小于接收节点可识别的信号功率，向功率调整器发送将待传输信号的信号功率放大至接收节点可识别的信号功率的信号；

若判断单元判断待传输信号的信号功率大于接收节点可识别的信号功率，向功率调整器发送将待传输信号的信号功率减小至接收节点可识别的信号功率的信号。

本发明的第二方面的一个实施方式中，还包括第二信号放大器，用于若发送节点与接收节点的距离超过预设距离，在发送节点与接收节点之间的预定位置对待传输信号进行中继放大后再通过电力线传输。

基于此方案，可以提高本系统的通信传输距离。

本发明的第二方面的一个实施方式中，所述判断单元还用于实时从接收节点获取接收节点可识别的信号功率；

功率调整器根据功率调整信号将待传输信号的信号功率调整至实时获取的接收节点可识别的信号功率后传输至接收节点。

基于上述方案，可以实时根据接收节点可识别的信号功率进行具体功率调整后再传输给接收节点。而不是依据预先配置的功率调整参数进行适配接收节点和功率调整参数，可以更加灵活、适用性更强。

本发明的第三方面，提出了提出了一种物联网系统，包括：使用上述本发明第一方面及各个实施例的电力线数据传输方法进行数据传输。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是根据本发明的电力线数据传输方法的一个示意性流程图。

图2是根据本发明的电力线数据传输方法的一个实施例示意图；

图3是根据本发明的电力线数据传输方法的另一个实施例示意图；

图4是根据本发明的电力线数据传输系统的一个示意性方框图；

图5是根据本发明的电力线数据传输系统的另一个示意性方框图。

具体实施方式

以下实施例中所使用的术语只是为了描述特定实施例的目的，而并非旨在作为对本申请的限制。如在本申请的说明书和所附权利要求书中所使用的那样，单数表达形式″一个″、″一种″、″所述″、″上述″、″该″和″这一″旨在也包括例如″一个或多个″这种表达形式，除非其上下文中明确地有相反指示。还应当理解，在本申请以下各实施例中，″至少一个″、″一个或多个″是指一个或两个以上(包含两个)。术语″和/或″，用于描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系；例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B的情况，其中A、B可以是单数或者复数。字符″/″一般表示前后关联对象是一种″或″的关系。

在本说明书中描述的参考″一个实施例″或″一些实施例″等意味着在本申请的一个或多个实施例中包括结合该实施例描述的特定特征、结构或特点。由此，在本说明书中的不同之处出现的语句″在一个实施例中″、″在一些实施例中″、″在其他一些实施例中″、″在另外一些实施例中″等不是必然都参考相同的实施例，而是意味着″一个或多个但不是所有的实施例″，除非是以其他方式另外特别强调。术语″包括″、″包含″、″具有″及它们的变形都意味着″包括但不限于″，除非是以其他方式另外特别强调。术语″连接″包括直接连接和间接连接，除非另外说明。

以下，术语″第一″、″第二″仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有″第一″、″第二″的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。

在本申请实施例中，″示例性地″或者″例如″等词用于表示作例子、例证或说明。本申请实施例中被描述为″示例性地″或者″例如″的任何实施例或设计方案不应被解释为比其它实施例或设计方案更优选或更具优势。确切而言，使用″示例性地″或者″例如″等词旨在以具体方式呈现相关概念。

下面参考附图详细描述根据本发明的一种电力线数据传输方法、系统及物联网系统。

首先，参考图1，根据本发明的第一方面，提供了一种电力线数据传输方法，包括：

S101、将发送节点的待传输信号进行信号放大至预定电压；

其中，在发送节点侧，将待传输信号放大至预定电压，如将待传输信号的电压放大至50V，本发明中不做具体的放大电压值的限制，可根据具体需求进行自定义放大，但其都应保证安全性的情形下进行。

S102、将信号放大后的待传输信号耦合到电力线进行传输；

将电压放大后的待传输信号，耦合至电力线上进行传输。

S103、对接收的待传输信号进行功率检测；

在接收节点侧，耦合接收电力线上的待传输信号，在将待传输信号输入至接收节点前进行信号功率检测。

S104、判断接收的待传输信号的信号功率是否满足接收节点可识别的信号功率；若待传输信号的信号功率满足接收节点可识别的信号功率，则进行步骤S105；若待传输信号的信号功率不满足接收节点可识别的信号功率，则进行步骤S106；其中，可理解的是，接收节点可识别的信号功率可以是一个功率范围，可理解为接收节点的信号接收灵敏度。

S105、将待传输信号传输至接收节点；

S106、将待传输信号的信号功率调整至接收节点可识别的信号功率后传输至接收节点。

基于上述方案，在物联网节点传输数据过程中，将发送节点的待传输信号放大至预定电压后，耦合到电力线进行传输，通过放大信号再进行传输，可以提高传输距离，并减少网络中的信号干扰，同时在接收节点侧，从电力线耦合接收信号放大后的待传输信号，进行动态功率控制，以免信号功率过大，影响接收节点的用电安全，或避免信号功率过小，导致接收节点无法有效识别待传输信号。即通过本方案，提高了提高数据传输的可靠性。

本发明的第一方面的一个实施方式中，步骤S106中将待传输信号的信号功率调整至接收节点可识别的信号功率，包括：

S1061、若待传输信号的信号功率小于接收节点可识别的信号功率，则将待传输信号的信号功率放大至接收节点可识别的信号功率；

S1062、若待传输信号的信号功率大于接收节点可识别的信号功率，则将待传输信号的信号功率减小至接收节点可识别的信号功率。

可理解的是，当接收节点可识别的信号功率是一个功率范围时，在本实施例，步骤S1061中，′接收节点可识别的信号功率′指的是接受节点可识别的功率范围的下限值；步骤S1062中，′接收节点可识别的信号功率′指的是接受节点可识别的功率范围的上限值。

基于上述方案，可以根据接收节点可识别的信号功率进行具体功率调整后再传输给接收节点。在进行具体调整时，还需要考虑接收节点的可承受电压和可承受电流，在保证设备安全的情形下调整信号功率。

本发明的第一方面的一个实施方式中，若发送节点与接收节点的距离超过预设距离，则在发送节点与接收节点之间的预定位置对待传输信号的功率进行中继放大后，再耦合至电力线进行传输。在一些实施例中，可根据发送节点与接收节点的距离设置若干个信号中继放大点。具体的信号放大位置，可根据实际需求进行确定。

基于上述方案，在发送节点与接收节点距离较远时，可以在发送节点与接收节点的传输路径的预定位置再进行信号放大，以保证信号传输距离，减少信号传输过程中的信号干扰。

本发明的第一方面的一个实施方式中，在步骤S106将待传输信号的信号功率调整至接收节点可识别的信号功率之前还包括步骤：实时从接收节点获取接收节点可识别的信号功率。

在步骤S106中，若待传输信号的信号功率不满足实时获取的接收节点可识别的信号功率，则将待传输信号的信号功率调整至实时获取的接收节点可识别的信号功率后传输至接收节点。

基于上述方案，可以实时根据接收节点可识别的信号功率进行具体功率调整后再传输给接收节点。而不是依据预先配置的功率调整参数进行适配接收节点和功率调整参数，可以更加灵活、适用性更强。

参考图2，在本发明的实施方式中，包括PLC网关及第一信号放大器、第二信号耦合器；PLC网关作为发送节点时，PLC网关发出的待传输信号经过第一信号放大器放大至预定电压后，由第二信号耦合器将信号放大后的待传输信号耦合至电力线进行传输。

本实施例中，在PLC网关侧，还包括第一功率调整单元、第一信号耦合器、第一控制单元、第一功率检测器。PLC网关作为接收节点时，第一信号耦合器从电力线耦合接收信号放大后的待传输信号，第一功率检测器检测信号放大后的待传输信号的信号功率，本实施例中PLC网关具有处理器功能，第一功率检测器将检测的信号功率通知PLC网关，由PLC网关判断接收的待传输信号的信号功率是否满足PLC网关的可识别的信号功率，进而通知第一控制单元控制第一功率调整单元对待传输信号进行功率调整。

本实施例还包括若干PLC终端节点，在每个PLC终端节点侧，还包括第二信号放大器、第三信号耦合器；PLC终端节点作为发送节点时，PLC终端节点发出的待传输信号经过第二信号放大器放大至预定电压后，由第三信号耦合器将信号放大后的待传输信号耦合至电力线进行传输。

在每个PLC终端节点侧，还包括第四信号耦合器、第二功率调整单元、第二功率检测器、第二控制单元；

PLC终端节点作为接收节点时，第四信号耦合器从电力线耦合接收信号放大后的待传输信号，第二功率检测器检测信号放大后的待传输信号的信号功率，本实施例中PLC终端节点具有处理器功能，第二功率检测器将检测的信号功率通知PLC终端节点，由PLC终端节点判断接收待传输信号的功率是否满足PLC终端节点可识别的信号功率，进而通知第二控制单元控制第二功率调整单元对待传输信号进行功率调整。

在图2实施例中，PLC网关作为接收节点时，将第一功率检测器检测的待传输信号的信号功率与实时获取的PLC网关的可识别的信号功率进行比较，从而决定如何调整输入PLC网关的待传输信号的信号功率。

PLC终端节点作为接收节点时，将第二功率检测器检测的待传输信号的信号功率与实时获取的PLC终端节点的可识别的信号功率进行比较，从而决定如何调整输入PLC终端节点的待传输信号的信号功率。

参考图3，在本发明的实施方式中，包括PLC网关及第一信号放大器、第二信号耦合器；PLC网关作为发送节点时，PLC网关发出的待传输信号经过第一信号放大器放大至预定电压后，由第二信号耦合器将信号放大后的待传输信号耦合至电力线进行传输。

本实施例中，在PLC网关侧还包括第一自动增益控制器、第一信号耦合器。PLC网关作为接收节点时，第一信号耦合器从电力线耦合接收信号放大后的待传输信号，第一自动增益控制器对接收的待传输信号进行自动功率控制，输出恒定功率信号至PLC网关。其中，第一自动增益控制器是根据需求预先选定的，其输出固定的功率范围，不会随着更换接入的PLC网关而自适应变化，即输出恒定功率。

本实施例还包括若干PLC终端节点，在每个PLC终端节点侧，还包括第二信号放大器、第三信号耦合器；PLC终端节点作为发送节点时，PLC终端节点发出的待传输信号经过第二信号放大器放大至预定电压后，由第三信号耦合器将信号放大后的待传输信号耦合至电力线进行传输。

在每个PLC终端节点侧，还包括第四信号耦合器、第二自动增益控制器；PLC终端节点作为接收节点时，第四信号耦合器从电力线耦合接收信号放大后的待传输信号，第二自动增益控制器对接收的待传输信号进行自动功率控制，输出恒定功率信号至PLC终端节点。其中，第二自动增益控制器是根据需求预先选定的，其输出固定的功率范围，不会随着更换接入的PLC终端节点而自适应变化，即输出恒定功率。

参考图4，本发明的第二方面，提出了一种电力线数据传输系统，包括：

第一信号放大器，用于将获取的待传输信号进行信号放大至预定电压后，耦合至电力线进行传输；

第一耦合器，用于将信号放大后的待传输信号耦合到电力线进行传输；

第二耦合器，用于耦合接收待传输信号；

功率检测器，用于检测待传输信号的信号功率；

判断单元，用于若待传输信号的功率不满足接收节点可识别的信号功率，则向功率调整器发出功率调整信号；

功率调整器，用于根据功率调整信号将待传输信号的信号功率调整至接收节点可识别的信号功率后传输至接收节点。

基于上述方案，在物联网节点传输数据过程中，将发送节点的待传输信号放大至预定电压后，耦合到电力线进行传输，通过放大信号再进行传输，可以提高传输距离，并减少网络中的信号干扰，同时在接收节点侧，从电力线耦合接收信号放大后的待传输信号，进行动态功率控制，以免信号功率过大，影响接收节点的用电安全，或避免信号功率过小，导致接收节点无法有效识别待传输信号。即通过本方案，提高了提高数据传输的可靠性。

本发明的第二方面的一个实施方式中，若判断单元判断待传输信号的信号功率小于接收节点可识别的信号功率，向功率调整器发送将待传输信号的信号功率放大至接收节点可识别的信号功率的信号；

若判断单元判断待传输信号的信号功率大于接收节点可识别的信号功率，向功率调整器发送将待传输信号的信号功率减小至接收节点可识别的信号功率的信号。

本发明的第二方面的一个实施方式中，还包括第二信号放大器，用于若发送节点与接收节点的距离超过预设距离，在发送节点与接收节点之间的预定位置对待传输信号进行中继放大后再通过电力线传输。

基于此方案，可以提高本系统的通信传输距离。

本发明的第二方面的一个实施方式中，判断单元还用于实时从接收节点获取接收节点可识别的信号功率；

功率调整器根据功率调整信号将待传输信号的信号功率调整至实时获取的接收节点可识别的信号功率后传输至接收节点。

参考图5，本发明的第二方面的一个实施方式中，电力线数据传输系统还包括发送节点、接收节点，发送节点，用于发出待传输信号；接收节点，用于接收功率调整后的待传输信号。

本发明的第三方面，提出了一种物联网系统，包括：使用上述本发明第一方面及各个实施例的电力线数据传输方法进行数据传输。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件。基于这样的理解，上述技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如ROM/RAM、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。