Page 34 - 网络电信2023年4月刊

图5 分层树拓扑 下游节点需要断开链路时，需要向主机发送链路状态为
linkdown的消息，主机在收到消息后，回收下游节点的地址和
时隙，并清除与之相关的信息。
图6 链路建立流程

3.3 通信模式
VLC系统采用时分多址（TDMA）模型进行通信。由于这是一
种半双工的通信方式，主机需要与给每个下游节点同步时序，
并为其分配一个报文发送时隙。
3.5 应用案例
VLC系统将通信时隙的循环划分在一秒的基本周期（表1）
VLC的组网方案在家庭的应用场景十分广泛，如：室内环
上。其中的时隙可分为两种类型：（1）主机时隙，从VLC时隙
境检测、水电气管控等。图7展示了一个家庭中客厅和厨房的应
开始的100毫秒的时间范围内，主机可以在这段时间发送时序同
用范例。透过VLC网络的部署，可以对室内人员活动情况及亮度
步等系统命令、对下游设备进行轮询和广播消息。
数据汇聚至VLC主机，并藉由预设的应用场景，对室内亮度进
（2）设备时隙，从主机时隙结束后开始计算，总时长为
行控制；同时，像是燃气泄漏之类的可能威胁生命财产安全的
800毫秒。其中以50毫秒为一个单位时隙分配给一个下游设备。
场景，透过绑定传感器于执行器的组合，能够在发出警报的同
最多可分配16个单位时隙，对应设备编号0到15，编号顺序从0
时，完成危险事件的处理。
开始。对于单个设备，原则上允许获得多个单位时隙。
图7 智慧家庭应用案例
表1 VLC周期定义

3.4 链路建立
VLC系统在了链路建立前，需要对时间进行同步。所有下游
节点的链路通信都以上游节点发送的周期性对时包（Time）作 四、结语
随着物联网和人工智能技术的发展，家庭网络势必会被
为计时的起点。为了简化链路建立的流程和降低冲突的几率，
上游节点向下游发送对时包时，还会将默认时隙和预分配地址 赋予更多的“智慧”，高密度的传感器布设将成为最主要的需
求。基于可见光通信技术的智慧家庭网络在设计过程充分考虑
一同下发。
下游节点在收到对时包后，回复到达（Arrival）消息，并 了这一点，从网络布设到设备接入，再到组网模式都可以为用
户带来良好的使用体验。
进入链路配置流程。到达消息在之前的对时包配置的默认时隙
内发出。上游节点收到到达消息后，发出新连接（Newlink）消 参考文献
息并分配端口号，等下游回复的链路状态状态为LinkUp后，完 [1] 迟楠. LED可见光通信技术[M].北京: 清华大学出版社,2013,4-5．
成整个链路建立过程。 [2] O Ziemann.POF handbook：optical short range transmission systems
［M］.Springer-Verlag Berlin Heidelberg，2008，472-473.
在链路建立之后，上游节点依旧会在每轮主机时隙的起点 [3] 沈承楠, 周杰全. 基于可见光通信的智能家居控制系统的研制[J].
地发送T对时包，以维持下游节点的时间同步。 集宁师范学院学报, 2016,38(5):27-30.

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