宽带PLC远程抄表系统服务器软件设计和协议开发

摘要

低压(LV，Low Voltage)电力线通信(Power Line Communication，PLC)技术是指利用传统的低压电力线网络提供通信业务的技术、应用和相关设备，即用电力线传输数据和语音信号。因为电力线通信具备其他通信接入方式无可比拟的优点，低压电力线通信技术已经在Internet接入、智能家居和远程抄表等领域取得了广泛应用。
　　 本文中，以建立电力线网络作为智能家居网络可靠的通信平台为最终目标，以实时远程电力抄表为切入点，提出了一种新的适合于社区、厂区等用电场所电能管理和监控的解决方案，即用PLC组建室内局域网，以家庭网关作为连接室内以太网和外部Internet的中间设备，从而实现通过Internet进行远程抄表和对家庭用电设备进行实时控制的目标。
　　 整个室内局域网从功能上可划分为三个模块：第一部分为连接室内局域网和Internet的家庭网关，另一部分为与电表或家庭设备直接进行通信的控制模块(电表服务器)，最后一部分为负责远端命令下达和数据存储分析的远程服务器(远程终端模块)。本文主要介绍宽带PLC远程抄表系统的架构方案设计、远程服务器的功能、软件实现和该模块与控制模块之间通信协议的设计。
　　 本文根据系统整体功能和性能要求，设计了应用层通信协议，以确保实现远程服务器和控制模块之间可靠的数据传输。通过Socket客户端按照协议格式向电表服务器模块发送命令，电表服务器按照协议解析并将命令传达到智能电表或家庭用电设备；同时，远程终端接收电表服务器返回的数据信息，进行相应的存储和处理。在实验中，通过用电力线建立室内以太网，实现简单的数据传输和设备控制，验证了室内宽带电力线通信技术在智能家居网络中应用的可行性，同时，基于系统功能进行的协议开发有助于保证在信道恶劣的环境下进行可靠的数据传输。