CN102761976B - Cfda中集中器自组网的方法及集中器 - Google Patents

Abstract

本发明揭示了一种CFDA中集中器自组网的方法及集中器。该方法可包括步骤：集中器接收主站发送的采集器的ID映射表后，进入准备组网阶段；在发送组网信标后，进入场强收集阶段；进行场强运算，进入建立路由阶段。本发明的CFDA中集中器自组网的方法及集中器，可建立高效率、高稳定性的网络，进行数据采集。

Description

CFDA中集中器自组网的方法及集中器

技术领域

本发明涉及到CFDA自组网，特别涉及到一种CFDA中集中器自组网的方法及集中器。

背景技术

电力***中传统的人工抄表，即由抄表人员每月逐户查抄电表，消耗了大量的人力、物力，而且采集数据的时间跨度大、采集数据的准确度低，无法满足“周期性、实时性、准确性”的要求，进而“远程自动化抄表***”则成为现代化电力***中不可缺少的重要组成部分。该“远程自动化抄表***”是指在电力***用户终端通过电表进行自动计量，并将自动计量的数据周期性的自动回传至控制中心(主站)，由控制中心对数据进行记录分析，以完成后续的优化调度、控制、计费等功能。基于CFDA微蜂窝固定无线数据传输接入***，可以构建高效可靠的远程自动化抄表***，但现有技术中的建路由、组网方式，效率较低，可靠性较差。

发明内容

本发明的主要目的为提供一种CFDA中集中器自组网的方法及集中器，可提升CFDA网络的效率及可靠性。

本发明提出一种CFDA中集中器自组网的方法，包括步骤：

集中器接收主站发送的采集器的ID映射表后，进入准备组网阶段；

在发送组网信标后，进入场强收集阶段；

进行场强运算，进入建立路由阶段。

优选地，所述集中器接收主站发送的采集器的ID映射表后，进入准备组网阶段的步骤具体包括：

集中器接收ID映射表后，确定所述ID映射表是为批量或者增量；

当为增量时，根据所述ID映射表判断是否有相应的主动加入记录；如有，则发送场强收集指令；否则，作为批量处理；

当为批量时，根据所述ID映射表计算并确定信道，并发送组网信标进行组网。

优选地，所述场强收集具体包括：

在指定频道组进行扫描；

在接收信号帧后，判断所述信号帧是否合法；

在所述信号帧合法时，记录所述信号帧中包含的场强信息。

优选地，所述场强收集包括：

发送组网信标后的场强收集以及发送场强收集指令后的场强收集。

优选地，所述进行场强运算，进入建立路由阶段的步骤具体包括：

进行场强运算，给每个采集器配置多条路径并形成配置表；

将所述配置表发送至采集器；

接收采集器的反馈信息。

本发明还提出一种集中器，包括：

准备组网模块，用于接收主站发送的采集器的ID映射表后，进入准备组网阶段；

场强收集模块，用于在发送组网信标后，进入场强收集阶段；

配置模块，用于进行场强运算，进入建立路由阶段。

优选地，所述准备组网模块具体用于：

接收ID映射表后，确定所述ID映射表是为批量或者增量；

当为增量时，根据所述ID映射表判断是否有相应的主动加入记录；如有，则发送场强收集指令；否则，作为批量处理；

当为批量时，根据所述ID映射表计算并确定信道，并发送组网信标进行组网。

优选地，所述场强收集模块具体用于：

在指定频道组进行扫描；

在接收信号帧后，判断所述信号帧是否合法；

在所述信号帧合法时，记录所述信号帧中包含的场强信息。

优选地，所述场强收集包括：

发送组网信标后的场强收集以及发送场强收集指令后的场强收集。

优选地，所述配置模块具体用于：

进行场强运算，给每个采集器配置多条路径并形成配置表；

将所述配置表发送至采集器；

接收采集器的反馈信息。

本发明的CFDA中集中器自组网的方法及集中器，可建立高效率、高稳定性的网络，进行数据采集。

附图说明

图1是本发明CFDA中集中器自组网的方法一实施例中步骤流程示意图；

图2是本发明CFDA中集中器自组网的方法一实施例中CFDA网络整体结构示意图；

图3是本发明CFDA中集中器自组网的方法一实施例中准备入网具体步骤流程示意图；

图4是本发明CFDA中集中器自组网的方法一实施例中场强收集具体步骤流程示意图；

图5是本发明CFDA中集中器自组网的方法一实施例中建立路由具体步骤流程示意图；

图6是本发明集中器一实施例的结构示意图。

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

CFDA(CellularFixed-wirelessDigitalAccess)微蜂窝式固定节点无线数据接入***是一种自组织的MESH网络结构特征的无线数据接入***。

参照图1，提出本发明一种CFDA中集中器自组网的方法的一实施例。该方法可包括：

步骤S10、集中器接收主站发送的采集器的ID映射表后，进入准备组网阶段；

步骤S11、在发送组网信标后，进入场强收集阶段；

步骤S12、进行场强运算，进入建立路由阶段。

参照图2，上述CFDA中主要包括DAU(DistributingAccessUnit，分布接入单元)、CAC(CellularAccessCenter，蜂窝接入中心)以及网关10(GPRS网关)。在CFDA中，DAU和CAC是与用户的数据采集设备以及数据处理设备，相互连接，协调工作，共同构成完整的数据采集接入***。因此，CFDA实际上是一个通信中间件；用户的数据采集设备将采集到的数据交给DAU发送；CAC接收DAU发出的数据，再通过上述GPRS(GeneralPacketRadioService，通用分组无线服务技术)网关交给用户数据处理设备进行后续处理。本实施例中，该数据采集设备可为采集器30，该用户数据处理设备可为电力***中的主站100。

利用CFDA自组网建立的信息采集平台，是将CFDA无线自组网作为集中器20的下行采集通道，实现集中器20和电表之间的数据的透明传输，具体的方式如下：将电表作为一个计量点，同时也是一个数据采集点，DAU安装在电表侧；DAU的安装既可以嵌入到电表中，与电表形成一体化的设计，成为CFDA无线电表，同时也可以设置于采集器30与电表的485总线相连，形成485采集器30；将CAC安装在集中器20侧，集中器20可以将CAC嵌入到集中器20中，也可以通过485或232接口与集中器20连接。构建好以上的机构之后，即可开通组网，形成CFDA的下行网络，该网络可以形成集中器20和电表之间的透明的通信通道，实现电表和集中器20之间的透明数据采集，集中器20可以通过645规约，直接读取网内任意电表的参数。本实施例中，DAU设置于采集器30，CAC设置于集中器20。安装在集中器20的CAC与安装在采集器30的DAU之间可以通信，而DAU相互之间按照指定路由协议转发通信。

上述集中器20接收主站100的读表指令后，将该读表指令发送给下一级的采集器30；接收该读表指令的采集器30通过多跳路由的方式，再进一步转发其他的采集器30；接收到该读表指令的采集器30可采集与其关联电表的电表参数，该电表参数至少包括电表所显示的用电度数等；一个采集器30可与一个或多个电表关联，采集电表参数；该采集器30在采集到电表参数后，通过其他采集器30转发或者直接反馈给集中器20；该集中器20在收集到CFDA网络中电表参数后，通过GPRS网关发送给主站100，以便主站100完成对电表进行优化调度、控制或者计费等功能。

上述CFDA自组网信息采集平台，在进行自动化抄表之前，需要先进行CFDA自组网。

上述主站100可用于规划网络结构，确定微蜂窝地域及数量，形成蜂窝结构；并根据该蜂窝结构确定CAC的编码方案；以及根据该CAC的编码方案，分配频率资源给CAC，确定DAU的物理ID及逻辑ID，形成两者的ID映射表。

设置有CAC的集中器20，可从该主站100中下载该ID映射表，并在确定所有的DAU都在线后，指示CAC建路由，组网络。

参照图3，上述步骤S10可具体包括：

步骤S101、集中器20接收ID映射表后，确定所述ID映射表是为批量或者增量；当为增量时，进行步骤S102；当为批量时，进行步骤S103；

步骤S102、根据所述ID映射表判断是否有相应的主动加入记录；如有，进行步骤S1021；否则，作为批量处理，进行步骤S103；

步骤S1021、发送场强收集指令；

步骤S103、根据所述ID映射表计算并确定信道，并发送组网信标进行组网。

上述集中器20接收到采集器30的ID映射表后，根据该ID映射表可确定新加入网络的采集器30的数量，当新加入网络的采集器30数量较多时，可确认为批量；当新加入网络的采集器30数量较少时，可确认为增量。上述批量与增量的判定，可根据预先设定的数值进行。该数值根据实际情况而定。

当为批量时，上述集中器20针对该ID映射表中的采集器30进行组网，计算并确定传输信道并发送组网信标。

当为增量时，上述集中器20再进一步根据该ID映射表判断上述采集器30是否有主动加入网络的记录；如有，则该集中器20可直接发送场强收集指令，收集该采集器30的场强信息，使其加入网络。否则，可将没有主动加入网络记录的采集器30作为批量处理。

该主动加入网络的记录，即为未入网的DAU(采集器30)主动向CAC(集中器20)发起入网请求的记录。该请求入网的过程即为“游离入网”功能，其具体过程详细描述如下：

在组网完成后，可能存在漏点(即有DAU未入网)的情况；同时，在已经组网的网络使用过程中，随时都可能有新的DAU节点需要加入。上述两类DAU节点处于游离状态，需要主动申请入网。

上述游离的DAU节点在每个频道组的最后一个频道发送主动入网请求，然后进入扫描接收状态，扫描一定时间(根据时隙号取值约6～10分钟)后，如果没有收到应答，将切换频道再发入网请求，直到所有频道组发完为止。在网状态的DAU节点如果收到游离DAU节点的入网请求，会在每个频道组的第一频道进行应答。游离的DAU如果接收到其它DAU节点应答，记录应答DAU节点地址(ID)保存到场强表，记录的格式和信标场强表一致。直到所有应答时隙完毕，然后从能联系上的DAU节点中，选择一条最优路径上报CAC。CAC将记录该DAU的ID，并根据该ID判断对应的DAU是否属于其网络管辖范围；如是，则对该DAU进行场强收集和配置；否则，不予处理。如果上述游离DAU在侦听期间，接收到组网信标，则放弃入网申请，进入信标组网过程。

参照图4，上述场强收集可具体包括：

步骤S104、在指定频道组进行扫描；

步骤S105、在接收信号帧后，判断所述信号帧是否合法；

步骤S106、在所述信号帧合法时，记录所述信号帧中包含的场强信息。

上述场强收集可包括：发送组网信标后的场强收集以及发送场强收集指令后的场强收集。该发送组网信标后的场强收集是指，当上述集中器20发送完组网信标后，上述采集器30需对该组网信标分级进行转发，且先收到组网信标的采集器30可对外发送场强信息；该集中器20可指定频道组内扫描，接收其附近的(比如第一层等)采集器30发出的场强信息；接收后，进行帧的合法性验证，可先判断该接收的实际信道(号)是否为指定信道(号)，再判断中心网络ID(集中器ID)是否正确，在该实际信道为指定信道且中心网络ID正确时，则确定为合法帧；则可存储该帧并记录场强信息；此时，采集器30对组网信标的转发周期还未结束，该集中器20也还未发出场强收集指令。

上述集中器20可在该组网信标的转发周期结束后，发送场强收集指令，进行场强收集。该组网信标的转发周期，可根据采集器30进行组网信标转发的圈(层)数进行计算。

上述集中器20在发送场强收集后，可通过在指定频道组进行扫描，收集采集器30返回的场强信息；并对收集的帧进行合法性判断，确定为合法帧后，可记录相应的场强信息。

上述集中器20还可根据对采集器30的场强信息收集情况，判断场强是否收集完成。如未完成，则可继续发送场强收集指令，进行场强收集；否则，则可进行场强运算，进入入网配置阶段。

参照图5，上述步骤S12具体包括：

步骤S121、进行场强运算，给每个采集器配置多条路径并形成配置表；

步骤S122、将所述配置表发送至采集器；

步骤S123、接收采集器的反馈信息。

上述集中器20，在场强收集完成后，即可为采集器30建立路由。该集中器20对收集的采集器30场强进行场强运算，计算通信路径，并为每一采集器30配置3条通信路径，并建立配置表进行存储；然后将配置表发送至采集器30，再接收采集器30的反馈信息，以判断配置是否成功；在上述ID映射表所有的采集器30都配置成功后，则组网结束。由此，可建立高效率、高稳定性的网络，进行数据采集。

上述CFDA网络的最大路由深度为7级，而且CFDA为MESH网络，有多条路由可以实现，但为了考虑时效性，以三条路由为一组，进行超时的计算时间。具体的超时时间的计算公式(1)：

T＝(传输字节数*T1+T2)*7*2*3(1)

其中，T1可为一个字节的传输时间；T2可为传输过程中的前导码时间。

参照图6，提出本发明一种集中器的一实施例。该集中器20可包括：准备组网模块201、场强收集模块202以及配置模块203；该准备组网模块201，用于接收主站发送的采集器30的ID映射表后，进入准备组网阶段；该场强收集模块202，用于在发送组网信标后，进入场强收集阶段；该配置模块203，用于进行场强运算，进入建立路由阶段。

上述准备组网模块201具体用于：接收ID映射表后，确定所述ID映射表是为批量或者增量；当为增量时，根据所述ID映射表判断是否有相应的主动加入记录；如有，则发送场强收集指令；否则，作为批量处理；当为批量时，根据所述ID映射表计算并确定信道，并发送组网信标进行组网。

上述准备组网模块201接收到采集器30的ID映射表后，根据该ID映射表可确定新加入网络的采集器30的数量，当新加入网络的采集器30数量较多时，可确认为批量；当新加入网络的采集器30数量较少时，可确认为增量。上述批量与增量的判定，可根据预先设定的数值进行。该数值根据实际情况而定。

当为批量时，上述准备组网模块201针对该ID映射表中的采集器30进行组网，计算并确定传输信道并发送组网信标。

当为增量时，上述准备组网模块201再进一步根据该ID映射表判断上述采集器30是否有主动加入网络的记录；如有，则可通过场强收集模块202直接发送场强收集指令，收集该采集器30的场强信息，使其加入网络。否则，可将没有主动加入网络记录的采集器30作为批量处理。

上述场强收集模块202具体用于：在指定频道组进行扫描；在接收信号帧后，判断所述信号帧是否合法；在所述信号帧合法时，记录所述信号帧中包含的场强信息。上述场强收集包括：发送组网信标后的场强收集以及发送场强收集指令后的场强收集。

该发送组网信标后的场强收集是指，当上述准备组网模块201发送完组网信标后，上述采集器30需对该组网信标分级进行转发，且先收到组网信标的采集器30可对外发送场强信息；该场强收集模块202可指定频道组内扫描，接收其附近的(比如第一层等)采集器30发出的场强信息；接收后，进行帧的合法性验证，可先判断该接收的实际信道(号)是否为指定信道(号)，再判断中心网络ID(集中器ID)是否正确，在该实际信道为指定信道且中心网络ID正确时，则确定为合法帧；则可存储该帧并记录场强信息；此时，采集器30对组网信标的转发周期还未结束，该场强收集模块202也还未发出场强收集指令。

上述场强收集模块202可在该组网信标的转发周期结束后，发送场强收集指令，进行场强收集。该组网信标的转发周期，可根据采集器30进行组网信标转发的圈(层)数进行计算。

上述场强收集模块202在发送场强收集后，可通过在指定频道组进行扫描，收集采集器30返回的场强信息；并对收集的帧进行合法性判断，确定为合法帧后，可记录相应的场强信息。

上述场强收集模块202还可根据对采集器30的场强信息收集情况，判断场强是否收集完成。如未完成，则可继续发送场强收集指令，进行场强收集；否则，则可进行场强运算，进入入网配置阶段。

上述配置模块203具体用于：进行场强运算，给每个采集器配置多条路径并形成配置表；将所述配置表发送至采集器；接收采集器的反馈信息。

上述配置模块203可在场强收集完成后，对收集的采集器30场强进行场强运算，计算通信路径，并为每一采集器30配置3条通信路径，并建立配置表进行存储；然后将配置表发送至采集器30，再接收采集器30的反馈信息，以判断配置是否成功；在上述ID映射表所有的采集器30都配置成功后，则组网结束。由此，可建立高效率、高稳定性的网络，进行数据采集。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种CFDA中集中器自组网的方法，其特征在于，包括步骤：

集中器接收主站发送的采集器的ID映射表后，进入准备组网阶段；

在发送组网信标后，进入场强收集阶段；

进行场强运算，进入建立路由阶段；

所述集中器接收主站发送的采集器的ID映射表后，进入准备组网阶段的步骤具体包括：

集中器接收ID映射表后，确定所述ID映射表是为批量或者增量；

当为增量时，根据所述ID映射表判断是否有相应的主动加入记录；如有，则发送场强收集指令；否则，作为批量处理；

其中，所述集中器接收ID映射表后，确定所述ID映射表是为批量或者增量的步骤具体包括：

所述集中器根据所述ID映射表确定组网的采集器的数量；

根据预设的数值，判定所述数量为批量或者增量。

2.根据权利要求1所述的CFDA中集中器自组网的方法，其特征在于，

当为批量时，根据所述ID映射表计算并确定信道，并发送组网信标进行组网。

3.根据权利要求1所述的CFDA中集中器自组网的方法，其特征在于，所述场强收集具体包括：

在指定频道组进行扫描；

在接收信号帧后，判断所述信号帧是否合法；

在所述信号帧合法时，记录所述信号帧中包含的场强信息。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的CFDA中集中器自组网的方法，其特征在于，所述场强收集包括：

发送组网信标后的场强收集以及发送场强收集指令后的场强收集。

5.根据权利要求1至3中任一项所述的CFDA中集中器自组网的方法，其特征在于，所述进行场强运算，进入建立路由阶段的步骤具体包括：

进行场强运算，给每个采集器配置多条路径并形成配置表；

将所述配置表发送至采集器；

接收采集器的反馈信息。

6.一种集中器，其特征在于，包括：

准备组网模块，用于接收主站发送的采集器的ID映射表后，进入准备组网阶段；

场强收集模块，用于在发送组网信标后，进入场强收集阶段；

配置模块，用于进行场强运算，进入建立路由阶段；

所述准备组网模块具体用于：

接收ID映射表后，确定所述ID映射表是为批量或者增量；

当为增量时，根据所述ID映射表判断是否有相应的主动加入记录；如有，则发送场强收集指令；否则，作为批量处理；

所述接收ID映射表后，确定所述ID映射表是为批量或者增量，具体为：

根据所述ID映射表确定组网的采集器的数量；

根据预设的数值，判定所述数量为批量或者增量。

7.根据权利要求6所述的集中器，其特征在于，

当为批量时，根据所述ID映射表计算并确定信道，并发送组网信标进行组网。

8.根据权利要求6所述的集中器，其特征在于，所述场强收集模块具体用于：

在指定频道组进行扫描；

在接收信号帧后，判断所述信号帧是否合法；

在所述信号帧合法时，记录所述信号帧中包含的场强信息。

9.根据权利要求6至8中任一项所述的集中器，其特征在于，所述场强收集包括：

发送组网信标后的场强收集以及发送场强收集指令后的场强收集。

10.根据权利要求6至8中任一项所述的集中器，其特征在于，所述配置模块具体用于：

进行场强运算，给每个采集器配置多条路径并形成配置表；

将所述配置表发送至采集器；

接收采集器的反馈信息。