用於低壓電力線載波通信的地址數據壓縮算法的製作方法
2023-04-25 11:44:16
專利名稱：用於低壓電力線載波通信的地址數據壓縮算法的製作方法
技術領域：
本發明涉及用於低壓電力線載波通信的地址數據壓縮算法。
背景技術：
低壓電力線載波通信是電力通信系統中最基本的一種通信方式，它是利用電力線 作為傳輸通道，不需單獨架設線路和維護線路，而且電力線路結構堅固，因此電力線載波通 信也是電力系統中特有的通信方式，目前已廣泛應用於集中抄表、智能家居、智能樓宇等領 域。然而低壓電力線網絡結構和負荷複雜、工作環境惡劣、信號衰減大，低壓電力線信道噪 聲幹擾和時變衰減是其固有的缺陷，這造成了電力線傳輸數據速率較低、可靠性也比較差， 嚴重製約了電力線載波通信技術的推廣應用。目前國家正在大力推動智能電網的建設，而 低壓載波通信作為一種解決智能電網中存在的「最後一公裡」問題的重要技術手段，將會發 揮越來越大的作用。因此解決低壓電力線載波通信的可靠性、提高通信速率成為了發展低 壓載波通信技術的關鍵。擴頻通信是目前電力線載波通信領域應用較為廣泛的一種通信技術。該技術雖然 具有抗幹擾能力強，保密性好，抗衰落、抗多徑幹擾能力強，具有多址能力、易於實現碼分多 址等優點，然而在實際應用過程中還不盡如人意，存在通信成功率不高、通信速率較慢等問 題。倘若採取某種算法、手段，將通信報文長度縮短，在現有情況下會提高通信成功率、增強 抗幹擾能力。目前國內低壓電力線集中抄表系統中廣泛採用的通信協議是DL/T645通信協議， 其通信地址為6位元組BCD碼，地址從低字節到高字節依次排列。在實際應用中，考慮到中繼 路由算法，通信地址將是6位元組的整數倍，這使得通信地址在通信報文中所佔的比重增大 了很多，因此，可針對通信地址的特點設計相應的壓縮算法。
發明內容
本發明的目的縮短電力線載波通信報文長度，提高電力線載波通信的成功率及可靠性。為實現上述目的，本發明基於同一構思，提供了三種低壓電力線載波通信的地址 數據壓縮算法，分別如下。—種低壓電力線載波通信的地址數據壓縮算法，針對DL/T645通信協議；其特徵 在於，包括以下步驟(1)將BCD碼地址字節轉換為HEX碼地址字節；(2)從高字節到低字節 尋找第一個地址字節不為「0」的字節，將該字節的最高bit位置「 1」，並以該bit作為地址 結束標誌，取低7bits作為有效地址；(3)壓縮掉地址中高字節為『00』的地址。一種低壓電力線載波通信的地址數據壓縮算法，針對DL/T645通信協議；其特徵 在於，包括以下步驟(1)將多個通信地址按一定順序排列，將BCD碼地址字節轉換為HEX 碼地址字節；(2)保留第一個通信地址不變，並從第一個通信地址開始，將相鄰的兩個通信 地址的各對應字節分別做7bits的異或運算，最高位不參與異或運算；(3)每個地址從高字節到低字節尋找非『00』字節，並將該字節的最高bit位置『1』，取該最高bit位為結束標 志，取低7bits作為有效地址；(4)壓縮掉各地址中高字節為『00』的地址。一種低壓電力線載波通信的地址數據壓縮算法，針對DL/T645通信協議；其特徵 在於，包括以下步驟(1)將B⑶碼的地址字節轉換成HEX碼的地址字節⑵判斷地址字
①節的重複是否屬於以下三種情況連續重複同一個字節的數據，且重複的字節在三個 或②③三個以上，連續重複不超過3個字節的數據，間隔不多於6位元組的重複；是則進 行地址字節的壓縮；(3)在對重複字節進行壓縮時，採用壓縮格式字表明具體的壓縮運算， 地址壓縮格式字佔一個字節，其各比特D7 DO定義如下D7-D6 固定為『 11』，表示該字節 為地址壓縮格式字；D5 重複字節方向字『0』表示待覆制的字節緊挨著該格式字，『1』表 示待覆制的字節從前一個地址的第1個字節開始；D4-D3 待覆制的字節個數，最大為3①
②字節，若D4D3為『00，，有兩種含義D5為『0，時，表示待覆制的字節為『00，；D5為『1， 時，表示待覆制的字節長度由D2-D0的值確定；D2-D0 壓縮掉的字節數(等於D2D1D0+2)， 每格式字最多壓縮掉9個字節。本發明主要針對DL/T645通信協議，分別通過編碼轉換、多地址間壓縮及地址字 節匹配壓縮三種方法，實現對電力線載波通信的地址數據的壓縮。這三種壓縮算法可分別 應用於不同的情形下，其主旨思想相同，都是先將B⑶碼的地址字節轉換成HEX碼的地址字 節，再對HEX碼地址字節進行壓縮運算，壓縮掉地址中高字節為『00』的地址數據以及地址 字節重複的地址數據。本發明可有效縮短低壓電力線載波通信中地址數據的長度，提高通 信成功率、增強抗幹擾能力。
圖1是DL/T645通信協議幀格式。圖2是實施例一提供的編碼轉換壓縮算法示例。圖3是實施例二提供的多地址間壓縮算法示例。圖4是實施例三提供的地址字節匹配壓縮算法示例。
具體實施例方式如圖1所示，為DL/T645通信協議幀格式，由圖中可以看出，DL/T645通信協議中， 地址域佔6位元組，且報文傳送時低地址字節在前、高地址字節在後。實施例一，編碼轉換壓縮算法示例如圖2所示，兩個B⑶碼通信地址分別為 「000000001234」和「000000220034」 (8bit,取值範圍為0 99)，高地址字節在前，低地 址字節在後。但在通訊傳輸過程中先傳低字節，故B⑶存放順序為「341200000000」和 「34002200000000」。將BCD編碼轉換成HEX編碼(8bit，取值範圍為0 255)，地址便變換 為「220C 00000000」和「220016000000」。然後從高字節到低字節尋找不為『00』的字節，則 兩個地址數據的分別為「0C」和「 16」，將對應字節的最高bit位置『 1』，並取該最高bit位 為結束標誌，即若該最高bit為『1』，則表示一個6位元組的通訊地址結束，取該字節其他低 7bits作為有效地址。壓縮掉地址中高字節為『00』的地址，兩個地址數據壓縮後的地址字 節變換為「228C 220096」，與原來的12個地址字節相比，縮短了 7個字節。上述方法通過編碼轉換，用於壓縮掉地址中高字節為『00』的地址。其中步驟(2)中也可以將高7bits作為有效地址，最低位作為結束標誌，不過這樣需要移位。實施例二，多地址間壓縮算法示例如圖3所示，三個順序排列的B⑶碼通信地 址分別為 「000023651234」、「000023650034」 和 「000023650036」，高地址字節在前，低地 址字節在後。同樣，在通訊傳輸過程中先傳低字節，故B⑶存放順序為「341265230000」、 「 340065230000 」 和 「 320065230000 」，轉換成 HEX 碼地址字節分別為 「 220C 41170000，，、 「220041170000」和「240041170000」。然後，保留第一個通信地址不變，並從第一個通信 地址開始，將相鄰兩個地址的對應字節進行異或運算，分別得到「220C 41170000」、「000C 00000000」和「060000000000」。之後，每個地址從高字節到低字節尋找非『00』字節，分別 為「17」和「0C」和「06」，將對應字節的最高bit位置『1』，取該最高bit位為結束標誌，即 若該最高bit為『1』，則表示一個6位元組的通訊地址結束，取該字節其他低7bits作為有效 地址。壓縮掉各地址中高字節為『00』的地址，三個地址數據壓縮後的字節便變換為「220C 4197008C 86」，與原來的18個地址字節相比，縮短了 11個字節。上述方法更適用於壓縮掉多個連續地址中高地址字節相同的部分。其中的步驟 (2)中的異或運算也可以由減法運算替代。實施例三，地址字節匹配壓縮算法示例如圖4所示，三個順序排列的B⑶碼通信 地址分別為「000023010101」、「650023650000」和「000023650023」，高地址字節在前，低地 址字節在後。同樣，在通訊傳輸過程中先傳低字節，故B⑶存放順序為「010101230000」、 「000065230065」 和 「230065230000」，轉換成 HEX 碼地址字節分別為 「010101170000」、 「000041170041」 和 「170041170000」。壓縮過程如下。1、三個地址數據排列起來，最開始的三個字節均為「01」，符合壓縮條件。找出重 復字節「01」，第一個字節不壓縮，只壓縮之後的兩個字節；構建壓縮格式字格式字最高兩 bit(D7-D6)固定為「11」，待覆制的字節將緊挨著格式字，故D5bit為「0」，待覆制字節數為 1，故D4D3的值為「01」，需要填充的字節數2，故D2-D0為2-2,即「000」。由此可得第一個 壓縮格式字為「C8」。2、隨後的字節為「17」，不存在連續相同情況，不壓縮。3、隨後是連續4個字節「00」 (跨兩個地址)，符合壓縮條件，構建壓縮格式字格 式字最高兩bit固定為「11」，待覆制的字節為「00」，故D5D4D3的值為「000」，需要填充的字 節數4，故D2-D0為4-2，即「010」。由此可得第二個壓縮格式字為「C2」。4、隨後的三個字節「411700 「不存在重複情況，不壓縮。5、隨後的6個字節「411700411700」，存在三字節重複情況，需壓縮，構建壓縮格式 字格式字最高兩bit固定為「11」，待覆制的字節為「411700」，且緊挨著格式字，故D5D4D3 的值為「011」，需要填充的字節數6，故D2-D0為6-2，即「 100」。由此可得第三個壓縮格式 字為「DC」。6、最後一個字節「 00，，不存在連續重複情況，不壓縮。最終得到的壓縮後地址為「01C817C2411700DC 00」，與三個地址數據原來的18個
地址字節相比，壓縮掉了 9個字節。
權利要求
一種低壓電力線載波通信的地址數據壓縮算法，針對DL/T645通信協議；其特徵在於，包括以下步驟(1)將BCD碼地址字節轉換為HEX碼地址字節；(2)從高字節到低字節尋找第一個地址字節不為「0」的字節，將該字節的最高bit位置「1」，並以該bit作為地址結束標誌，取低7bits作為有效地址；(3)壓縮掉地址中高字節為『00』的地址。
2.根據權利要求1所述的低壓電力線載波通信的地址數據壓縮算法，其特徵在於步 驟(2)中將高7bits作為有效地址，最低位作為結束標誌，並進行移位。
3.—種低壓電力線載波通信的地址數據壓縮算法，針對DL/T645通信協議；其特徵在 於，包括以下步驟(1)將多個通信地址按一定順序排列，將BCD碼地址字節轉換為HEX碼 地址字節；(2)保留第一個通信地址不變，並從第一個通信地址開始，將相鄰的兩個通信地 址的各對應字節分別做7bits的異或運算，最高位不參與異或運算；(3)每個地址從高字節 到低字節尋找非『00』字節，並將該字節的最高bit位置『1』，取該最高bit位為結束標誌， 取低7bits作為有效地址；(4)壓縮掉各地址中高字節為『00』的地址。
4.根據權利要求3所述的低壓電力線載波通信的地址數據壓縮算法，其特徵在於，步 驟(2)中的異或運算由減法運算替代。
5.一種低壓電力線載波通信的地址數據壓縮算法，針對DL/T645通信協議；其特徵在 於，包括以下步驟(1)將B⑶碼的地址字節轉換成HEX碼的地址字節⑵判斷地址字節 的重複是否屬於以下三種情況a.連續重複同一個字節的數據，且重複的字節在三個或三 個以上，b.連續重複不超過3個字節的數據，c.間隔不多於6位元組的重複；是則進行地址 字節的壓縮；(3)在對重複字節進行壓縮時，採用壓縮格式字表明具體的壓縮運算，地址壓 縮格式字佔一個字節，其各比特D7 DO定義如下D7-D6 固定為『11』，表示該字節為地 址壓縮格式字；D5 重複字節方向字『0』表示待覆制的字節緊挨著該格式字，『1』表示待 複製的字節從前一個地址的第1個字節開始；D4-D3 待覆制的字節個數，最大為3位元組， i ii若D4D3為『 00，，有兩種含義.D5為『0，時，表示待覆制的字節為『00，； D5為『 1， 時，表示待覆制的字節長度由D2-D0的值確定；D2-D0 壓縮掉的字節數(等於D2D1D0+2)， 每格式字最多壓縮掉9個字節。
全文摘要
本發明公開一種低壓電力線載波通信的地址數據壓縮算法，主要針對DL/T645通信協議，分別通過編碼轉換、多地址間壓縮及地址字節匹配壓縮三種方法，實現對電力線載波通信的地址數據的壓縮。這三種壓縮算法可分別應用於不同的情形下，主要是先將BCD碼的地址字節轉換成HEX碼的地址字節，再對HEX碼地址字節進行壓縮運算，壓縮掉地址中高字節為『00』的地址數據以及地址字節重複的地址數據。本發明可有效縮短低壓電力線載波通信中地址數據的長度，提高通信成功率、增強抗幹擾能力。
文檔編號H04B3/54GK101908910SQ20101022901
公開日2010年12月8日 申請日期2010年7月16日 優先權日2010年7月16日
發明者劉振雨, 劉述鋼, 史謙, 吳斌, 崔宇浩, 康希, 張波, 彭燚, 易小龍, 許永平 申請人:珠海中慧微電子有限公司