专利名称：同化步骤的参与者之间的无线通信网络的制作方法
技术领域：
本发明涉及ー种在多个预定设备之间建立无线通信网络的方法，其中，多个预定设备包括用于将电能馈送到AC电カ网的在空间上分布的变流器，并且其中，每个预定设备具有在空间上有限的无线通信范围。此外，本发明涉及ー种用于无线通信网络中的设备的通信的无线接ロ，该无线通信网络包括多个用于将电能馈送到AC电カ网的变流器，并且该无线通信网络是根据本发明的方法建立的，其中，该无线接ロ具有有限的空间范围。对于本发明而言，并不关注特定类型的无线通信网络。然而，这并不意味着所有类型的无线通信网络都是同等地适合于实现本发明。例如，基于红外技术并因而需要各个參与者之间的视觉接触的这种通信网络在原则上就不如基于无线的通信网络合适。在基于无线的通信网络中，证明了使用经测试的标准是有优势的。例如，这可以是蓝牙标准，在蓝牙标准中，各个參与者的覆盖范围通常在IOm (不具有放大器)和多达IOOm (具有放大器)之间。 本发明并不涉及任何的和每ー个无线通信网络，而是仅涉及这样的无线通信网络用于将例如来自由可再生能源驱动的发电机的，特别是来自风カ发电站和光伏发电机的电能馈送到到AC电カ网的变流器參与其中。此外，这种通信网络中的參与者可以是所谓的转发器，用于安全地连接离得远的參与者，而不管这些參与者的有限的无线通信空间范围。还可以将数据记录器包括在这种通信网络中。通常，这种通信网络允许控制单元经由參与者中的ー个来访问该通信网络中所有可用的数据，并经由该通信网络向单个參与者发送以及分发命令。
背景技术：
德国专利申请公开DE 102007005665A1公开了ー种用于经由无线链路无线地传输数据的通信系统。在这种已知的通信系统中，将通信网络建立成从根节点开始的多跳网络。各个节点之间的通信根据蓝牙标准。根节点是该通信网络的专用參与者，其连接到空间上邻近的參与者，空间上邻近的參与者进而连接到更远的空间上邻近的參与者，其中，这些更远的空间上邻近的參与者本身形成了该网络的深层节点。因而，该通信网络以树的结构建立，然而，其并不需要是规则的，即，这些节点的逻辑布置可以与其參与者的功能命令结构不同，并且例如由于各个无线链路的可变干扰，甚至可以在通信网络被建立的不同时间之间变化。德国专利申请公开DE 102007005665A1并没有涉及在建立通信网络的过程中如何确认处于根节点的直接范围内或经由其它节点处于其间接范围内的设备是否是待建立的通信网络的期望參与者。然而，在这种已知通信系统的实际实现中，在相应的无线接口中提供转换器，其可以被设定为不同的值以用于定义相应通信网络的參与者。只有已经被预先定义为其无线接口中的转换器已经被设置为与根节点中的相同的值的这种设备被包括在从根节点开始建立的通信网络中。随着所安装的光伏电站的密度的増加，邻近的光伏电站包括重叠的无线通信范围的风险随之増加。在各个參与者的无线接口中针对网络定义偶然地对转换器进行了相同设置的情况下，邻近通信网络之间的不期望连接将会出现。随着密度的进ー步増加，当在无线通信范围方面彼此重叠的光伏电站被有意地设置成不同的网络定义值时，在无线接口中针对网络定义的有限数量的可能转换器位置也将是不够的。美国专利申请公开2006/0002328A1公开了ー种包括多个网络节点的网络系统，每个网络节点包括用于临时形成具有多个网络节点中的至少ー个的组的模块，用于向该组发送可以包括语音、文本消息、图像等的信息的发送模块，以及用于从该组接收信息的接收模块。发送模块和接收模块被配置为经由该组中的至少两个网络节点之间的无线连接来提供直接联系。德国专利申请公开DE 102008014574A1公开了ー种包括例如依据ZigBee或蓝牙标准的集成可编程短距离无线控制器的太阳能模块。所提供的用于监测太阳能模块的操作数据的传感器连接到无线控制器的接ロ。用这种方式，所获得的数据可以经由无线传输得至IJ。ー个或多个中央设备接收无线控制器所发送的数据，并将这些数据存储在数据库中。这里，数据可供进ー步使用。中央设备可以经由网关连接到互联网或LAN。 美国专利申请公开2003/0226013A1公开了ー种无线虚拟专有网络的可扩展分布式管理，包括将入侵容忍概念应用于基础软件以支持安全的组应用。该申请适合于与诸如TBRPF的网络层协议一起使用，并且特别适合于无线网络，更具体地适合于移动ad hoc网络。美国专利申请公开2005/0055417A1公开了ー种分布式传感器网络，其中，形成合作组的ー个或多个设备与基于地理邻近性的物理现象相关联。这种传感器网络能够检测到新现象以随着现象的改变而改变合作组的成员关系。与所检测的现象不关联的传感器可用于检测新现象，并且针对每个现象可以存在一个组。在检测到现象时，形成节点的组并选择领导节点。当现象随着时间而改变时，新的设备进入该现象的附近，并被阻止形成与该现象相关联的独立组。这是以分散的方式实现的，其中通信限于本地邻元素。在使用相对较小数量的传感器的跟踪传感器网络中，传感器是活动的，并维持将它们的測量与单个公共载体相关联的一致信任。因此，仍然需要ー种方法和无线接ロ，其确保总是仅在固定的一组參与者上建立无线通信网络，而不増加例如安装新的光伏电站或向现有的光伏电站添加新的部件的努力。
发明内容
在ー个方面中，本发明提供了ー种在多个预定设备之间建立无线通信网络的方法。所述多个预定设备包括用于将电能馈送到AC电カ网中的在空间上分布的变流器。每个预定设备具有在空间上有限的无线通信范围。该方法包括以下步骤针对有限的时间段同化所述预定设备；在同化步骤中，生成至少ー个网络ID，并将所述至少一个网络ID持久地存储在參与同化步骤的每个预定设备中；以及，在同化步骤之后，将每个预定设备仅仅连接到存储了源自同一同化步骤的网络ID的这种其它预定设备。在另一方面，本发明提供了ー种用于无线通信网络中的设备的通信的无线接ロ，所述无线通信网络包括多个用于将电能馈送到AC电カ网中的变流器，并且所述无线通信网络是根据前述权利要求中的任意ー个的方法建立的。该无线接ロ具有有限的空间范围。该无线接ロ包括用于在该无线接ロ參与的同化步骤中定义的至少ー个网络ID的持久存储器，其中，在所述同化步骤之后所述无线接ロ仅仅连接到存储了源自同一同化步骤的网络ID的这种其它无线接ロ。在分析了以下附图和详细描述之后，本发明的其它特征和优点对于本领域技术人员而言将变得显而易见。g在所有这些附加的特征和优点在此均包括在如由权利要求定义的本发明的范围内。
參考下面的附图可以更好地理解本发明。附图中的部件不必按比例绘制，而是将重点放在清楚地解释本发明的原理上。在附图中，贯穿多个图，相同的參考数字表示相应的部件。 图I示出了ー种通信网络，其中，以类似树的结构在多个參与者之间建立从充当根节点的ー个设备开始的该通信网络。在该通信网络中，更远的參与者也充当节点，并且外部控制设备经由根节点访问该无线网络。图2是建立图I中的通信网络的方法的框图。
具体实施例方式在建立无线通信网络的新方法中，针对有限的时间间隔来执行同化步骤。在该同化步骤中，定义至少ー个网络ID，并将该至少ー个网络ID持久地存储在同化步骤的每ー个參与者中。在同化步骤之后，每个參与者只与存储了源自同一同化步骤的网络ID的这种其它的參与者连接。即，在同化步骤之后，无线通信网络的可能參与者是固定的。參与者之间的通信可能被中断(像光伏电站的变流器在晚上的情況)，但是在再次建立通信网络的过程中，连接限于存储了源自同一同化步骤的网络ID的那些设备。这还意味着，即使在空间上有限的无线通信范围内，一旦针对第一通信网络执行了同化步骤，就可以建立其它參与者之间的第二通信网络而不发生这两个通信网络之间的不期望的连接。在同化步骤自动化(这可以毫无问题地实现，将在后面示出)的情况下，在安装新的电站的过程中实现该新方法并不需要比以前更多的努力。该至少一个网络ID可以例如是根据涉及到同化步骤的至少ー个參与者的单独设备ID和/或根据同化步骤的时间点而定义的。在最简单的情况中，网络ID是涉及到同化步骤的一个參与者的设备ID (例如，像g在作为该通信网络的根节点的一个參与者的设备ID)，或者同化步骤的所有參与者的最低或最高设备ID，或者同化步骤的绝对时间点(例如，以同化步骤结束的日期和时间的形式)或者这些和/或其它数据的任何其它生成的码(例如，同化步骤的所有參与者的设备ID的和)。通常，在同化步骤期间，预定的參与者建立初歩的通信网络，并且在同化步骤期间在所连接的參与者之间传输网络ID。 在该新方法的优选实施例中，在同化步骤期间，所连接的參与者首先传输它们的単独设备ID。根据这些设备ID，可以建立包括涉及到同化步骤的所有參与者的设备ID的參与者列表，然后将该參与者列表作为至少一个网络ID持久地存储在每ー个參与者中。在同化步骤之后，每个參与者只连接到其设备ID包括在该參与者的存储的參与者列表中的这种设备。在实现该新方法的过程中，检查设备与通信网络的成员关系可以进ー步增强，原因在于，除了检查该设备是否包括在该设备试图联系的该通信网络的成员的參与者列表中以外，还检查在该设备中是否存储了该同一參与者列表。例如，这还可以通过比较根据參与者列表中的项计算的校验和而发生。为此，不需要在获得联系的设备之间交换完整的參与者列表。
在这种上下文中，必须注意，该新方法仅仅是在非常有限的程度上被提供且适于确保数据安全，即防止对通信网络中的数据的未授权访问。相反，该新方法的目标是在实际操作中在其无线通信范围方面在空间上重叠的网络之间进行可靠地区分。在同化步骤中，可以在所区分的设备中建立通信网络的參与者列表或任何其它的网络ID，并且将其从所区分的设备分发到參与者列表上的所有其它设备。所区分的设备可以是从其开始同化步骤的设备。然而，这些功能不需要同时发生。因此，可以从每一个预定的參与者开始同化步骤，并且例如可以总是在形成通信网络的根节点的那个參与者中建立网络ID或參与者列表。该新方法还可以包括校正步骤，在校正步骤中，例如通过控制单元对建立了參与者列表的所区分的參与者进行的外部访问，来修改參与者列表。用这种方式，例如，可以手动地将可能已经在同化步骤期间进行联系但是并不属于期望的通信网络的单个參与者排除在外。当在根据新方法建立的通信网络进行扩展的系统中替换或增加是该通信网络的期望參与者的设备时，可以手动地向參与者列表添加这样的设备，并且可以随后将该參与者列表分发到所有的參与者，或者可以在新的參与者中手动地存储另ー网络ID。然而，在这种情况中，优选的是重复同化步骤。在重复同化步骤的过程中，可以将该新的參与者补充到之前通信网络的各个參与者中的參与者列表，或者删除之前的參与者列表或其它网络ID，并且用完整的同化步骤建立通信网络，如完全新的电站的情況。为了自动地执行同化步骤，可以在建立电站之后，通过第一次开启g在充当期望通信网络的根节点的所区分的预定设备，来开始同化步骤。同化步骤在定义的时间点終止也是重要的。为此，例如，该步骤可以在其开始之后运行有限的时间间隔。当新的预定设备进入同化步骤时，可以总是将该时间间隔的剰余部分至少延伸到ー预定的时间段。替代通过开启各个參与者来开始同化步骤，还可以通过操作在各个參与者处提供的特定的转换器(switch)来开始该步骤。在同化步骤中建立的參与者列表可以限于预定数量的參与者，并且可以在已经达到这ー数量的參与者时终止该同化步骤。一般来说，期望通信网络的參与者的数量是固定的，并且可以容易地确定，特别是例如比这些期望的网络參与者的単独设备ID容易得多。在该新方法中，即使在同化步骤中，也只有符合预定标准的这样的设备可以连接。下列属于这些标准相应设备能够參与该新方法，原因在于其包括參与者列表或其它网络ID的持久存储。此外，在指示相应设备已经不属于另一通信网络时，这种存储器应当为空。预先定义通信网络的可能參与者的进ー步可能性在于——例如通过相应无线接口中的转换器——设置相同的网络定义。
预先定义通信网络的期望參与者的简单并实际的方式是通过第一次开启相应设备之后或清空相应设备的持久网络ID存储器之后的预定最大时间间隔。要通过其建立分离的通信网络的两个电站的设备之间的不期望连接的危害因而减小至同时并使用相同的预定义来执行这两个电站的同化步骤的不太可能的情況。与在根据先前技术建立的两个相邻通信网络之间存在參与者的不期望的混合的可能性相比，这种情况的可能性要小多倍。在将要在包括多个用于馈送电能的变流器并且特别是根据该新方法建立的无线通信网络的參与者中使用的具有有限空间范围的新无线接口中，提供了用于在涉及參与者的同化步骤期间建立的至少ー个网络ID的专用持久存储器。在同化步骤之后，參与者只连接到存储了源自同一同化步骤的网络ID的那些其它參与者。可以在无线接ロ处提供转换器，在操作该转换器时，删除针对该至少ー个网络ID的存储和/或开始使具有无线接ロ的设备參与新的同化步骤。特别地，该无线接ロ可以是用于将电能馈送到AC电カ网的变流器的一部分。
现在更详细地參考附图，图I中的所有圆表示变流器1，通过该变流器I将例如来自光伏发电机的电能馈送到AC电カ网。在这些变流器I之间形成无线通信网络2。该通信网络2像树ー样从充当根节点3的变流器I开始扩展，并作为多跳网络从此处开始在全部更远的变流器上进行延伸。这里，其它变流器I还充当通信网络2在其处进行分支的节点4。除了变流器I以外，数据记录器5作为參与者包括在通信网络2中。外部控制设备6经由根节点3访问通信网络2，但是其本身不是通信网络2的參与者。通信网络2是无线的，即，各个參与者1、5之间的连接(其由图I中的线指示)是例如依据蓝牙标准的无线连接。为此，各个參与者1、5中的每ー个均包括依据该标准的无线接ロ。为了关于通信网络2的參与者1、5完成通信网络2，使得例如可以建立与通信网络2在空间上邻近或甚至重叠的同一类型的其它通信网络，而在这些通信网络之间不存在冲突，在所有參与者1、5已经被第一次开启之后，执行根据图2的同化的步骤或同化步骤。在该同化步骤中，建立初歩的通信网络。然后，建立所有參与者1、5的參与者列表，作为期望的另一通信网络的网络ID。将该网络ID发送到所有參与者1、5，并将其持久地存储在同化步骤的所有參与者1、5中。在该同化步骤之后的该通信网络的正常操作中，所有參与者1、5只连接到这样的其它參与者1、5:—方面，其列出在包括在其中的參与者列表中，另ー方面，存储了相同的參与者列表。经由根据图I的外部控制器6，可以操作參与者列表，使得有目的地删除或添加单个參与者。可替换地，在交换參与者1、5或用新參与者扩展系统之后，可以重复同化步骤，使得不需要操作參与者列表。在參与者列表中，可以使用各个參与者1、5的设备ID来列出各个參与者1、5。该设备ID通常是单独分配给每个设备的IP地址。即使在同化步骤中，也并不是能够根据当前使用的例如蓝牙标准之类的通信标准与參与者1、5进行通信的全部或任何设备均被允许进入初歩的通信网络。相反，即使在同化步骤中，连接限于具有存储參与者列表的存储器的这样的參与者1、5。通信网络2的可能成员的预定义可以额外地包括这些參与者已经被开启了一有限的时间段，尚未存储參与者列表，和/或被设置成多个可选网络标识中的相同网络标识。通过将參与者列表持久地存储在通信网络2的各个參与者1、5中，即使在网络2临时关闭时，或者在各个參与者1、5临时离开(check out of)通信网络2时(例如，由于通过光伏发电机馈送的变流器I在夜间关闭)，參与者1、5的组仍然是封闭的。如果再次开启这样的參与者1，则由于所有參与者中存储的同一參与者列表，其可以再次连接到通信网络2的其它參与者1、5，而与其正联系的哪个其它參与者1、5无关。因此，通信网络2的特定树结构(其导致根据蓝牙标准的通信网络2)将取决于在各个參与者1、5之间出现哪个时间和空间序列对。
參考数字列表I 变流器2 通信网络3 根节点4 节点5 数据记录器6 控制器
权利要求
1.ー种在多个预定设备(1、5)之间建立无线通信网络(2)的方法，其中，所述多个预定设备(I、5)包括用于将电能馈送到AC电カ网中的在空间上分布的变流器(1)，其中，每个预定设备具有在空间上有限的无线通信范围，并且其中，所述方法包括以下步骤 -针对有限的时间段同化所述预定设备(1、5)； -在同化步骤中，生成至少ー个网络ID，并将所述至少一个网络ID持久地存储在參与所述同化步骤的每个预定设备(1、5)中；以及 -在所述同化步骤之后，将每个预定设备(1、5)仅连接到其中存储了源自同一同化步骤的网络ID的其它预定设备(1、5)。
2.如权利要求I所述的方法，其中，所述至少一个网络ID是根据參与所述同化步骤的相应预定设备(1、5)的至少ー个単独设备ID生成的。
3.如权利要求I或2所述的方法，其中，所述至少一个网络ID是根据所述同化步骤的时间点定义的。
4.如前述权利要求中的任意一项所述的方法，其中，相同的网络ID存储在參与所述同化步骤的每个预定设备(1、5)中。
5.如前述权利要求中的任意一项所述的方法，其中，所述预定设备(1、5)在所述同化步骤中连接到彼此。
6.如权利要求5所述的方法，其中，在所述同化步骤中，所述预定设备(1、5)发送它们的単独设备ID，并且其中，具有參与所述同化步骤的所有预定设备(1、5)的设备ID的參与者列表用于生成所述至少一个网络ID。
7.如权利要求6所述的方法，其中，在所述同化步骤之后，每个预定设备(1、5)仅连接到其设备ID包括在该预定设备中所存储的所述參与者列表中的其它预定设备(1、5)。
8.如权利要求6或7所述的方法，其中，在所述同化步骤中，所述參与者列表限于预定数量的预定设备(1、5)。
9.如权利要求6到8中的任意一项所述的方法，其中，在所述同化步骤中，所述參与者列表(1、5)是在參与所述同化步骤的所述预定设备(1、5)中的一个预定设备中建立的，并且被从该ー个预定设备分发到所述參与者列表中列出的所有其它预定设备(1、5)。
10.如权利要求6到9中的任意一项所述的方法，还包括校正步骤，在所述校正步骤中，所述參与者列表被控制设备(6)修改，被发送到所述预定设备(1、5)并且被持久地存储在所述预定设备(1、5)中，所述控制设备(6)经由已经參与所述同化步骤的所述预定设备(I、5)中的一个预定设备访问所述通信网络(2)。
11.如权利要求I到10中的任意一项所述的方法，还包括扩大步骤，在所述扩大步骤中，将预定设备(1、5)添加到所述參与者列表，并且将所扩大的參与者列表发送到已经參与所述同化步骤的所有预定设备(1、5)，并将所扩大的參与者列表持久地存储在所述所有预定设备(1、5)中。
12.如权利要求I到11中的任意一项所述的方法，其中，所述同化步骤是从所述预定设备(1、5)中的ー个预定设备开始的。
13.如权利要求12所述的方法，其中，所述同化步骤是从被提供作为所述通信网络的根节点(3)的预定设备(1、5)开始的。
14.如权利要求5到13中的任意一项所述的方法，其中，在每当另外的预定设备(1、5)连接的情况下，所述同化步骤将持续的所述有限时间段的剰余部分至少被延伸到一预定的时间间隔。
15.如权利要求I到14中的任意一项所述的方法，其中，所述预定设备(1、5)被预定用于通过具有以下特征中的至少ー个来參与所述同化步骤 -用于存储所述网络ID的专用存储器， -用于存储所述网络ID的空存储器， -在清除用于存储所述网络ID的存储器之后尚未到期的预定最大时间段， -被设置成相同值的网络定义， -在已经被第一次开启之后尚未到期的预定最大时间段， -在专用转换器操作之后尚未到期的预定最大时间段。
16.ー种用于无线通信网络中的设备(1、5)的通信的无线接ロ，所述无线通信网络包括多个用于将电能馈送到AC电カ网中的变流器，并且所述无线通信网络是根据前述权利要求中的任意一项所述的方法建立的，其中，所述无线接ロ具有有限的空间范围，其中，所述无线接ロ包括用于在所述无线接ロ參与的同化步骤中定义的至少ー个网络ID的持久存储器，其中，在所述同化步骤之后，所述无线接ロ仅连接到其中存储了源自同一同化步骤的网络ID的其它无线接ロ。
17.如权利要求16所述的无线接ロ，还包括转换器，通过所述转换器能够触发清除用于所述至少ー个网络ID的所述存储器。
18.如权利要求16所述的无线接ロ，还包括转换器，通过所述转换器能够触发所述无线接ロ參与所述同化步骤。
19.如权利要求16、17或18所述的无线接ロ，还包括转换器，通过所述转换器网络定义被设置为ー值。
20.一种用于将电能馈送到AC电カ网中的变流器，其具有根据权利要求16或19中的任意一项所述的无线接ロ。
全文摘要
一种在多个预定设备(1、5)之间建立无线通信网络(2)的方法，其中，所述多个预定设备(1、5)包括用于将电能馈送到AC电力网中的在空间上分布的变流器(1)，并且每个预定设备具有在空间上有限的通信范围，所述方法包括以下步骤针对有限的时间段同化所述预定设备(1、5)；在同化步骤中，生成至少一个网络ID，并将所述至少一个网络ID存储在参与同化步骤的每个预定设备(1、5)中；以及在同化步骤之后，将每个预定设备(1、5)仅连接到存储了源自同一同化步骤的网络ID的其它预定设备(1、5)。
文档编号H01L31/042GK102652456SQ201080055082
公开日2012年8月29日 申请日期2010年12月9日 优先权日2009年12月10日
发明者B·马格努森, R·蒂尔, S·伯格尔, S·施密特 申请人:艾思玛太阳能技术股份公司