T_SILA 001-2022 电力线载波通信(PLC)全屋互联规范.docx

《T_SILA 001-2022 电力线载波通信(PLC)全屋互联规范.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《T_SILA 001-2022 电力线载波通信(PLC)全屋互联规范.docx（128页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、T/SILA0012022目次前言.II引言.IV1范围.12规范性引用文件.13术语和定义.14缩略语.15系统组成与架构.2系统架构.2系统组成.5系统要求.5系统设备功能定义模型.56PLC模组串口接口参考.9范围.9说明.9应用帧结构.9PLC应用报文.227系统控制协议.23数据交互流程.23发送数据.23接收数据.23功能命令详解.26附录A（规范性）物模型表.44附录B（规范性）设备类别编码表.72附录C（规范性）制造商编码表.74附录D（规范性）模组尺寸及引脚规范.75附录E（规范性）PLC芯片层互联规范.82IIIIT/SILA0012022引言本文件的提案机制由上海浦东智能

2、照明联合会的PLC互联规范标准委员会负责，收集各企业的提案并审查，并制定回复意见或修订方案，提案收集邮箱plcteam，联系人：贺海斌。提案内容包括互联规范的文件修订与升级，新增或修订制造商编码，设备类别编码，SIID编码，CIID编码，物模型等，收到提案后，由PLC互联规范标准委员会组织审议并作出回复或修订意见。本文件的电子文档以及制造商编码申请表格，可以在PLC互联规范官网下载。IVT/SILA0012022电力线载波通信(PLC)全屋互联规范1范围本文件规定了PLC全屋互联协议的PLC控制系统技术要求。本文件适用于PLC控制系统的设计，制造与应用。2规范性引用文件本文件没有规范性引用文件

3、。3术语和定义下列术语和定义适用于本文件。控制设备controldevice是指连接到PLC总线上的设备，并用于发送指令控制其他连接到相同PLC总线上的设备。控制设备如控制面板、传感器等。受控设备controlleddevice是指连接在电源和一支或若干支灯之间用来变换电源电压，限制灯的电流至规定值，提供启动电压和预热电流，防止冷启动，校正功率因数或降低无线电干扰的一个或若干个部件，如开关控制器、单色调光驱动器、双色调光驱动器、彩色调光驱动器、窗帘驱动器等。中央协调节点centralcoordinator是指在PLC-IoT通信中的具体体现为头端通信模块，负责末端设备的接入以及数据的接受与发送

4、。终端节点station是指在PLC-IoT通信中的具体体现为尾端通信模块，接受与发送电力载波信号，为终端设备提供统一的接入PLC-IoT网络方式。代理协调节点proxycoordinator是指在PLC-IoT通信中的具体体现为中间代理通信模块，接受与发送电力载波信号，为中央协调节点和终端节点之间提供代理协调功能。4缩略语下列缩略语适用于本文件：BPCS：信标帧载荷校验序列（BeaconPayloadCheckSequence）BTS：信标时间戳（BeaconTimeStamp）CCO：中央协调节点（CentralCoordinator）CIFS：竞争帧间隔（ContentionInterF

5、rameSpace）CIID：属性实例（CharacteristicInstanceIdentification）DTEI：目的终端设备标识（DestinationTerminalEquipmentIdentifier）ETMI：分集拷贝扩展模式（ExtendToneMapIndex）FC：帧控制（FrameControl）1T/SILA0012022FCCS：帧控制校验序列（FrameControlCheckSequence）FL：帧长（FrameLength）ICV：完整性校验值（IntegrityCheckValue）LID：链路标识（LinkIdentifier）MAC：媒介访问控制（

6、MediaAccessControl）MMTYPE：网络管理封包类型（ManagementPacketType）MPDU：MAC层协议数据单元（MACProtocolDataUnit）MSDU：MAC层服务数据单元（MACServiceDataUnit）NID：网路标识（NetworkIdentifier）NNID：邻近网路标识（NeighborNetworkIdentifier）ODA：原始目的地址（OriginalDestinationAddress）ODTEI：原始目的终端设备标识（OriginalDestinationTerminalEquipmentIdentifier）OSA：原始

7、源地址（OriginalSourceAddress）OSTEI：原始源终端设备标识（OriginalSourceTerminalEquipmentIdentifier）PB：物理块（PhysicalBlock）PBB：物理块（PhysicalBlockBody）PBCS：物理块校验序列（PhysicalBlockCheckSequence）PBH：物理块头（PhysicalBlockHeader）PCO：代理协调节点（ProxyCoordinator）PLC：电力线载波通信（PowerLineCommunication）PSS：追随符号大小（PilotStepSize）RIFS：回应帧间隔（R

8、esponseinterframespace）SACK：选择确认（SelectiveAcknowledgement）SIID：服务实例（ServiceInstanceIdentification）SOF：帧起始（StartofFrame）STA：终端节点（Station）TMI：分集拷贝基本模式（ToneMapIndex）5系统组成与架构系统架构本系统由网关和子设备组成，网关和子设备之间基于PLC系统控制协议通信，系统架构如图1所示。2T/SILA0012022图1系统架构本系统基于PLC应用层构建全屋互联协议，实现通信单元之间业务数据交互，通过数据链路层完成数据传输，如图2所示。3T/SIL

9、A0012022图2PLC分层PLC网络中有三种节点，以CCO（中心节点）、PCO（代理节点）、STA（终端）为组成的树形结构，如图3所示。其通信方式采用中央调度的方式，CCO上电后会进行全网检测，确定PCO和STA，然后侦听STA的报文或者主动询问STA，通过CSMA/CA载波检测多址的方式进行传输管理和控制。图3PLC-IoT树形组网及网络节点所有STA站点向头端节点CCO发起关联入网请求，CCO确认后方可加入网络，网络建立可即可进行PLC通信。站点通信为CCO与STA站点的之间的相互通信，STA与STA不能直接通信，需要通过CCO来转发，PLC的自组网过程由芯片底层软件实现，无需应用层干

10、预，芯片应用层互联规范应满足附件5要求。入网过程：上电后和CCO之间能直接通信的STA站点，会首先入网，形成1级站点，并评估相互通信成功率，不能和CCO直接通信的站点若能和1级站点通信，就通过1级站点代理入网，以此类推逐级形成多层级网络，目前最大可以支持15层级。PCO站点非指定，由各站点自动形成。PLC信道具有时变性，噪声也可能随着电器开闭时有时无，这意味着已经建立起来的路由网络可能4T/SILA0012022存在不通，PLC链路层需有路由评估机制，在路由周期内不断评估代理路由合理性，动态变化拓扑图，以确保通信可靠。路由评估需要时间，因此CCO坏掉或者站点拔掉，网络稳定需要一定时间，这个时间

11、与网络规模或者层级深度有关系。在PLC总线网络的每个设备，都有一个固定的物理地址（6字节MAC地址），MAC地址在PLC模块出厂时通过IANA或IEEE申请分配，使用过程不更改。使用MAC地址，在网络中可提供单播寻址（0FFFFFFFFFFFE）方式或广播寻址（FFFFFFFFFFFF）方式进行通信。系统组成PLC系统一般由多个子系统组成，子系统通过PLC网关连接到局域网或云端服务器组成系统，移动终端通过云端连接系统。一个子系统由一个PLC网关、若干个控制设备和若干个受控设备组成。PLC网关是集成控制、管理、计算和通信等功能的基础开放平台。网关包含PLC-CCO模组、MCU模块。特性如下：a)

12、PLC网关在系统中通过中央节点CCO进行协议转换与STA通信；、b)具备应用地址配置和管理；c)具备场景配置与控制；d)具备控制程序逻辑配置与控制；e)具备系统设备状态监测功能；f)具备通过网络把系统的指令同步传递到云端；g)具备分组配置与控制。场景可通过按键信号、时钟信号、传感器信号等进行触发，场景控制逻辑通过PLC网关进行配置，场景配置信息保存在每个受控设备内，当进行场景控制时，被寻址选中的受控设备可以实现同步响应。系统要求PLC全屋互联系统的特性如下：a)一个子系统至少含一个CCO中央节点；b)任一个系统设备都可以主动发送事件上报信息；c)一个子系统最多可独立寻址1023个的设备；d)一

13、个子系统最多可寻址49150（2个字节，除去预留的设备地址）个可寻址组，单个子设备至少支持32个分组；e)一个子系统最多可支持65535（2个字节）个照明场景，单个子设备至少支持32个场景。系统控制面板或传感器的事件信息发送到CCO，由CCO根据控制逻辑进行处理，并由CCO把处理完的控制信息发送到受控设备进行控制处理。系统设备功能定义模型设备profile是设备和其他子系统之间的交互数据定义能力和格式，用于描述设备所具备的能力和状态数据。设备的通过两种方式描述设备具备的特征，服务(service)和属性(characteristic)，设备由若干个服务及其属性组成。设备service用来表示设

14、备中用户可使用的功能函数，其中包含实现该函数输出/输入的数据以及实现该函数的行为。设备可以基于服务进行实例化，实例化后的名称称之为服务实例。设备characteristic表示数据或相关行为的特征，名称之为属性名，是Service的基本组成单元，如开关的开或关特性。如图4所示：5T/SILA0012022图4设备功能定义模型用户通过APP控制设备执行场景时，云端到PLC-IoT网关设备的profile数据的格式如图5：图5PLC协议设备控制报文转换6SIID服务服务(中文)CIID属性数据类型取值范围描述0x0013mode窗帘开合0x0022modeenum0-关1-开2-暂停窗帘电机控制窗

15、帘的开合0x000Bopener开合度0x000Ecurrentintmin:0max:100当前的打开程度，100为全开单位:百分比；0x000Ftargetintmin:0max:100目标的打开程度，100为全开单位:百分比；SIID服务服务(中文)CIID属性数据类型取值范围描述0x0041scene按键记录0x008Anumintmin:1max:按键数量场景按键键码编号上报0x03F1button1按键(1)0x008Anumintmin:1max:按键数量按键编号0x0002namestringStringLength:32按键名T/SILA0012022以下列举了几种典型的子设

16、备器件物模型转换定义，用于示例PLC设备与物模型的映射，通过这种方式，可以无限扩展定义灯光控制的属性，例如新增灯光驱动控制器子设备的功率、故障信息，只要新增定义与调节亮度相似的服务属性即可传递到网关，并通过网关传递到云端。SIID和CIID使用两个字节编码，其中0x00010x1964用于定义通用范围段，0x19650x3FFF预留给团体标准定义范围段，x40000xFFFF预留给厂商定义私有不通用范围段。具体的物模型定义参见表1表6：表1场景面板表2窗帘7SIID服务服务(中文)CIID属性数据类型取值范围描述0x0001switch开关0x0001onbool0-关1-开电源开关状态；变化

17、就上报0x0007brightness亮度0x0004brightnessintmin:1max:100步长:1亮度设置；变化就上报0x0005colourRGB颜色0x0007redintmin:0max:255步长:1RGB颜色红色，变化就上报0x0008greenintmin:0max:255步长:1绿色变化就上报0x0009blueintmin:0max:255步长:1蓝色变化就上报0x000Awhiteintmin:0max:255步长:1白色变化就上报0x0009cct色温0x000DcolorTemperatureintmin:2700max:6500步长:1灯的色温变化就上报0

18、x0042progressSwitch开关渐变0x008Crangeintmin:0max:5亮度变化时长，单位：秒。默认值：2秒SIID服务服务(中文)CIID属性数据类型取值范围描述0x0014status有无人状态0x0024statusenum0-无人1-有人有无人持续的状态T/SILA0012022表3灯光驱动控制器表4红外移动传感器8SIID服务服务(中文)CIID属性数据类型取值范围描述0x0021luminance光亮度0x0001onbool0-关1-开电源开关状态0x000Ecurrentintmin:0max:65535步长:1光照度，单位lxSIID服务服务(中文)CI

19、ID属性数据类型取值范围描述0x0001switch电源开关0x0001onbool0-关1-开电源开关状态变化就上报0D0D1D2D3D4D5D6D7P1起始位8个数据位偶校验位停止位长度（byte）11222L2含义HeadCtrlCmdSeqLDataCRCT/SILA0012022表5光照传感器表6电源开关6PLC模组串口接口参考范围本协议规定了MCU与PLCCCO（主节点）之间串口通信数据传输的帧格式、数据编码及传输规则。说明本协议中所有保留字段都需要填0。应用帧结构6.3.1字节格式应用帧的基本单元为8位字节。链路层传输顺序为低位在前，高位在后；低字节在前，高字节在后。串口传输时：

20、字节传输按异步方式进行，通信速率默认为115200bps，基本单元包含1个起始位“0”、8个数据位、一个偶校验位P和1个停止位“1”，定义见表7。表7字节格式6.3.2帧格式定义数据帧采用小端序，格式如表8所示。表8帧格式定义说明：Head：帧头，固定为48H。9D7D6D5D4D3D2D1D0DirPrmRsvCCITT(0x1021)，x+x+x+1。T/SILA0012022Ctrl：控制域。Cmd：命令码。Seq：帧序列号，用以匹配上下行报文的请求应答关系，取值065535，循环使用。L：数据域Data的长度，最长496字节。Data：数据域。CRC：报文的CRC16校验和，从帧头开始

21、到Data段结束。CRC校验生成多项式采用CRC16-161256.3.2.1控制域（Ctrl）控制域（Ctrl）表示帧的传输方向、启动标志，由1字节组成，定义如表9所示。表9控制域说明：Dir：Dir=0表示此帧报文是由主控设备发出的下行报文；Dir=1表示此帧报文是由通信模组发出的上行报文。Prm：Prm=1表示此帧报文来自启动站；Prm=0表示此帧报文来自从动站。Rsv：保留6.3.2.2命令码（Cmd）命令码（Cmd）见表10。Cmd说明命令类别0001H读取模组版本信息本地通信命令0002H读取模组MAC地址0003H读取模组通信地址0004H设置模组通信地址0005H模组重启000

22、6H传输文件0007H读取模块上电时间0010H读取白名单中节点数量0011H读取白名单中节点信息0012H添加节点到白名单0013H删除白名单中节点0014H清空白名单0015H自组网功能开启0016H设置白名单状态0017H获取白名单状态0020H读取拓扑中节点数量0021H读取拓扑中节点信息0100H发送数据信道转发命令0101H接收数据0110H远程发送命令远程调测命令0111H远程接收命令0120H总线数据通信命令总线数据通信命令T/SILA0012022表10命令码6.3.3本地通信命令详细说明本地命令数据交互流程见图6。图6本地命令数据交互流程6.3.3.1读取模组版本信息（00

23、01H）读取模组版本信息见表11。11方向主控设备下发到模组模组应答Cmd0004H0004HData通信地址（6bytes）设置结果(1byte)0：成功，1：失败保留（2bytes）0000H失败原因(1byte)，见5.3.6Rsv(2bytes)注：模组通信地址保存在模组非易失性存储器中。方向主控设备下发到模组模组应答Cmd0001H0001HData空厂商代码（2bytes）芯片类型（2bytes）3921H软件版本号（2bytes）BCD格式保留（2bytes）0000H方向主控设备下发到模组模组应答Cmd0003H0003HData空通信地址（6bytes）保留（2bytes）0

24、000H方向主控设备下发到模组模组应答Cmd0002H0002HData空MAC地址（6bytes）保留（2bytes）0000HT/SILA0012022表11读取模组版本信息6.3.3.2读取模组MAC地址（0002H）读取模组MAC地址见表12。表12读取模组MAC地址6.3.3.3读取模组通信地址（0003H）读取模组通信地址见表13。表13读取模组通信地址6.3.3.4设置模组通信地址（0004H）设置模组通信地址见表14。表14设置模组通信地址6.3.3.5模组重启（0005H）模组重启见表15。方向主控设备下发到模组模组应答Fn01H01HDataFileAttr(1bytes)

25、State(1byte)SegmentTotal(2bytes)Reason(1byte)FileLength(4bytes)Rsv(1byte)FileCrc(4bytes)TransTimeout(4bytes)方向主控设备下发到模组模组应答Cmd0005H0005HDataDelayTime（1byte）State(1Bte)Rsv(3bytes)Rsv(3bytes)方向主控设备下发到模组模组应答Cmd0006H0006HDataFn(1byte)Fn(1byte)UserDataUserDataT/SILA0012022表15模组重启说明：DelayTime：延时等待重启时间，单位：

26、秒。0代表立即重启。State：0-重启成功；1-重启失败。注：模组收到报文后，先应答再重启。6.3.3.6传输文件（0006H）传输文件见表16。表16传输文件Fn为功能码，不同功能码对应的UserData格式如下。6.3.3.6.1启动文件传输启动文件传输见表17。表17启动文件传输说明：FileAttr：0表示清除下装；1表示本地升级文件；2表示全网升级文件；3表示列表升级文件(升级部分STA)。SegmentTotal：文件传输内容的总段数。FileLength：文件的总长度，单位字节。FileCrc：文件所有内容的CRC32校验和。TransTimeout：文件传输超时时间，单位：分

27、钟。State：0表示成功；1表示失败，失败原因见Reason。Reason：取值含义请参见“异常状态代码”。方向主控设备下发到模组模组应答Fn02H02HDataRsv(1byte)State(1byte)SegmentNum(2bytes)Reason(1byte)SegmentSize(2bytes)Rsv(1byte)SegmentCrc(2bytes)SegmentData方向主控设备下发到模组模组应答Fn04H04HDataMacCnt(1bytes)State(1byte)MacList(6*NBytes)Reason(1byte)Rsv(1byte)方向主控设备下发到模组模组应

28、答Fn03H03HDataRsv(3byte)State(1byte)FailSTAs(2byte)T/SILA00120226.3.3.6.2传输文件内容传输文件内容见表18。表18传输文件内容x+x+x+1。说明：SegmentNum：文件内容的传输帧序号，取值范围0至n-1（n为总段数）。SegmentSize：该帧文件内容的大小，除最后一帧外，其他帧必须为固定大小。SegmentCrc：SegmentData的CRC16校验和。CRC校验生成多项式采用CRC16-CCITT(0x1021)，16125SegmentData：该帧传输的文件内容，长度为L字节。实际传输时，不足4字节的倍数

29、时通过末尾补0x00的方式补充为4字节的整数倍。State：0表示成功；1表示失败，失败原因见Reason。Reason：取值含义请参见“异常状态代码”。6.3.3.6.3查询处理进度查询处理进度见表19。表19查询处理进度说明：State：文件处理进度：0全部成功；1正在处理，不能接收新文件；2未全部成功，存在失败节点。FailSTAs：失败节点数。6.3.3.6.4配置升级列表配置升级列表见表20。表20配置升级列表14方向主控设备下发到模组模组应答Cmd0011H0011HDataStartSeq(2Bytes)Total(2Bytes)StartSeq(2Bytes)ReqCnt(2B

30、ytes)IndCnt(2Bytes)保留（2bytes）0000HIndData(6*NBytes)方向主控设备下发到模组模组应答Cmd0007H0007HData本次查询报文序号（2byte）MAC(6byte)frame_index(2byte)on_power_ms_time(4byte)方向主控设备下发到模组模组应答Cmd0010H0010HData空节点数量（2bytes）保留（2bytes）0000HT/SILA0012022说明：MacCnt：升级列表个数；MacList：升级列表State：0表示成功；1表示失败，失败原因见Reason。Reason：取值含义请参见“异常状态

31、代码”。注：此指令为在列表升级时用于配置STA升级列表，本地升级和全网升级时无效。6.3.3.7读取模块上电时间（0007H）读取模块上电时间见表21。表21读取模块上电时间说明：MAC：本站点MAC地址。frame_index本次查询报文序号。on_power_ms_time站点上电时间，单位ms。6.3.3.8读取白名单中节点数量（0010H）读取白名单中节点数量见表22。表22读取白名单中节点数量6.3.3.9读取白名单中节点信息（0011H）读取白名单中节点信息见表23。表23读取白名单中节点信息说明：StartSeq：起始序号，从0开始。ReqCnt：本次查询的节点数量。Total：白名单中节点总数量。15方向主控设备下发到模组模组应答Cmd0012H0012HDataReqCnt(2bytes)State(1byte)ReqData(6*NBytes)Reason(1byte)，见5.3.6Rsv(2bytes)方向主控设备下发到模组模组应