CN102761977B - Cfda中采集器自组网的方法及采集器 - Google Patents

Abstract

本发明揭示了一种CFDA中采集器自组网的方法及采集器。该方法可包括步骤：采集器上电后，进行组网准备；接收集中器指令，接受场强收集；所述指令包括组网信标以及场强收集指令；接收集中器的配置表，建立路由。本发明的CFDA中采集器自组网的方法及采集器，提升了组网效率及可靠性。

Description

CFDA中采集器自组网的方法及采集器

技术领域

本发明涉及到CFDA自组网，特别涉及到一种CFDA中采集器自组网的方法及采集器。

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中采集器自组网的方法及采集器，提升了组网效率及可靠性。

本发明提出一种CFDA中采集器自组网的方法，包括步骤：

采集器上电后，进行组网准备；

接收集中器指令，接受场强收集；所述指令包括组网信标以及场强收集指令；

接收集中器的配置表，建立路由。

优选地，所述采集器上电后，进行组网准备的步骤具体包括：

采集器读取电表地址，在读取成功时，将电表的长地址替换为短地址。

优选地，所述接收集中器指令，接受场强收集的步骤具体包括：

接收组网信标，判断是否为指定的信道所发送；

如是指定信道所发送，则记录场强并判断是否超过转发的限定值；

如未超过转发的限定值，则转发所述组网信标。

优选地，所述接收集中器指令，接受场强收集的步骤具体包括：

接收场强收集指令，判断所述场强收集指令是否合法；

如所述场强收集指令合法，则判断是否为中继；

如是，则转发所述场强收集指令；否则，根据所述场强收集指令进行反馈。

优选地，所述接收集中器的配置表，建立路由的步骤具体包括：

接收集中器的配置表以及经集中器确认的短地址，并发送反馈信息至集中器。

本发明还提出一种采集器，包括：

准备入网模块，用于采集器上电后，进行组网准备；

场强指令接收模块，用于接收集中器指令，接受场强收集；所述指令包括组网信标以及场强收集指令；

配置接收模块，用于接收集中器的配置表，建立路由。

优选地，所述准备入网模块具体用于：

采集器读取电表地址，在读取成功时，将电表的长地址替换为短地址。

优选地，所述场强指令接收模块具体用于：

接收组网信标，判断是否为指定的信道所发送；

如是指定信道所发送，则记录场强并判断是否超过转发的限定值；

如未超过转发的限定值，则转发所述组网信标。

优选地，所述场强指令接收模块还具体用于：

接收场强收集指令，判断所述场强收集指令是否合法；

如所述场强收集指令合法，则判断是否为中继；

如是，则转发所述场强收集指令；否则，根据所述场强收集指令进行反馈。

优选地，所述配置接收模块具体用于：

接收集中器的配置表以及经集中器确认的短地址，并发送反馈信息至集中器。

优选地，所述采集器还包括：

主动入网申请模块，用于在不启用组网信标组网条件下，向集中器主动发起入网请求，主动申请入网。

本发明的CFDA中采集器自组网的方法及采集器，可提升组网效率及可靠性

附图说明

图1是本发明CFDA中采集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中采集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中采集器自组网的方法一实施例中另一步骤流程示意图；

图4是本发明采集器一实施例中结构示意图；

图5是本发明采集器一实施例中另一结构示意图。

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(Cellular Fixed-wireless Digital Access)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，本发明提出一种CFDA中采集器自组网的方法的一实施例。该方法可包括：

步骤S10、采集器上电后，进行组网准备；

步骤S11、接收集中器指令，接受场强收集；所述指令包括组网信标以及场强收集指令；

步骤S12、接收集中器的配置表，建立路由。

参照图2，上述CFDA中主要包括DAU(Distributing Access Unit，分布接入单元)、CAC(Cellular Access Center，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(General PacketRadioService，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。

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。

首先，上述集中器20的CAC发出建立路由信标(组网信标)，由于CFDA中网络特性，该组网信标只能发送至CAC附近的第一级采集器30中DAU，本实施例中的CFDA为8级7跳(MESH)的网络结构。因此，该组网信标还需通过接收到该组网信标的DAU继续转发，才能使其被CFDA中的所有DAU接收；且该DAU转发组网信标至其他DAU后，还可收集相应DAU的场强信息；该场强信息可包括：采集器30的ID以及信号强度等；该周围的场强信息可以是该采集器30可以转发到的其他采集器30的场强信息。上述采集器30可将收集的场强信息以多跳路由的方式进行传输，反馈至集中器20。该采集器30与采集器30之间，以及采集器30与集中器20之间通过GPRS方式进行通信。

上述DAU(采集器30)还可主动向CAC(集中器20)发起入网请求。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3，上述步骤S10可具体包括：

步骤S100、采集器读取电表地址，在读取成功时，将电表的长地址替换为短地址。

在采集器30以及电表上电后，该采集器30读取电表地址；该电表地址根据行业标准设定，通常为6个字节。在读取成功后，则可将该电表地址替换为短地址，该短地址可为该电表地址6个字节中的最后2个字节。此时，采集器30的入网准备完成，可进行主频道组扫描或指定频道组扫描，进入场强收集阶段。该主频道组扫描包括对17个频道扫描，该指定频道组扫描包括对4个频道扫描。

上述步骤S11可具体包括：

步骤S111、接收组网信标，判断是否为指定的信道所发送；

步骤S112、如是指定信道所发送，则记录场强并判断是否超过转发的限定值；

步骤S113、如未超过转发的限定值，则转发所述组网信标。

当上述采集器30还未入网时，则该采集器30先进行主频道组扫描；在接收到集中器20发送的组网信标后，则可判断是否为指定的信道所发送；如是，则记录相应场强，并判断是否超过转发的限定值。该转发的限定值可根据具体情况设置，比如在CFDA为8级7跳(MESH)的网络结构中，该限定值可为7；即该网络中可设置7层采集器30，集中器20发送的指令转发7圈。进行判断时，采集器30可根据自身ID号，利用TDMA(Time Division MultipleAccess，时分多址)协议，计算时隙号以及转发圈数，然后根据计算结果进行判断。如果达到最高的转发圈数(即限定值)，则不再转发该组网信标；否则可通过CSMA(Carrier SenseMultiple Access，载波侦听多路访问)协议进行载波侦听，在信道空闲时转发组网信标；如果信道忙，则可等到下一圈再进行转发。

上述步骤S11可具体包括：

步骤S114、接收场强收集指令，判断所述场强收集指令是否合法；

步骤S115、如所述场强收集指令合法，则判断是否为中继；如是，则进行步骤S116；否则，进行步骤S117；

步骤S116、转发所述场强收集指令；

步骤S117、根据所述场强收集指令进行反馈。

当上述采集器30已入网时，则该采集器30进行指定频道组扫描；在接收到集中器20发送的场强收集指令后，可判断该场强收集指令是否合法；如合法，则继续判断是否为中继；如为中继，则根据中继地址继续转发该场强收集指令；如不为中继，则判断其目的地址是否为本集中器30，如是则根据该场强收集指令进行反馈，协助集中器20进行场强收集。该反馈中可包含短地址，给集中器20确认。

上述步骤S12可具体包括：

步骤S120、接收集中器20的配置表以及经集中器20确认的短地址，并发送反馈信息至集中器20。

上述采集器30在指定频道组进行扫描，接收集中器20发送的与该采集器30相对应的配置表以及经集中器20确认的短地址，并发送反馈信息至集中器20，由此完成入网配置。该配置表包括集中器20根据收集的场强信息，针对网络中每一采集器30计算的多条(比如3条)通信路径。至此，采集器30的入网完成。通过上述方式可提升组网的效率及可靠性。

参照图4，本发明提出一种采集器的一实施例。该采集器30可包括：

准备入网模块301，用于采集器30上电后，进行组网准备；

场强指令接收模块302，用于接收集中器20指令，接受场强收集；所述指令包括组网信标以及场强收集指令；

配置接收模块303，用于接收集中器20的配置表，建立路由。

上述准备入网模块301可具体用于：采集器读取电表地址，在读取成功时，将电表的长地址替换为短地址。

在采集器30以及电表上电后，该采集器30可通过准备入网模块301读取电表地址；该电表地址根据行业标准设定，通常为6个字节。在读取成功后，则可将该电表地址替换为短地址，该短地址可为该电表地址6个字节中的最后2个字节。此时，采集器30的入网准备完成，可进行主频道组扫描或指定频道组扫描，进入场强收集阶段。该主频道组扫描包括对17个频道扫描，该指定频道组扫描包括对4个频道扫描。

上述场强指令接收模块302可具体用于：接收组网信标，判断是否为指定的信道所发送；如是指定信道所发送，则记录场强并判断是否超过转发的限定值；如未超过转发的限定值，则转发所述组网信标。

当上述采集器30还未入网时，则该采集器30通过场强指令接收模块302先进行主频道组扫描；在接收到集中器20发送的组网信标后，则可判断是否为指定的信道所发送；如是，则记录相应场强，并判断是否超过转发的限定值。该转发的限定值可根据具体情况设置，比如在CFDA为8级7跳(MESH)的网络结构中，该限定值可为7；即该网络中可设置7层采集器30，集中器20发送的指令转发7圈。进行判断时，场强指令接收模块302可根据自身ID号，利用TDMA(Time Division Multiple Access，时分多址)协议，计算时隙号以及转发圈数，然后根据计算结果进行判断。如果达到最高的转发圈数(即限定值)，则不再转发该组网信标；否则可通过CSMA(Carrier Sense Multiple Access，载波侦听多路访问)协议进行载波侦听，在信道空闲时转发组网信标；如果信道忙，则可等到下一圈再进行转发。

上述场强指令接收模块302还可具体用于：接收场强收集指令，判断所述场强收集指令是否合法；如所述场强收集指令合法，则判断是否为中继；如是，则转发所述场强收集指令；否则，根据所述场强收集指令进行反馈。

当上述采集器30已入网时，则该采集器30通过场强指令接收模块302进行指定频道组扫描；在接收到集中器20发送的场强收集指令后，可判断该场强收集指令是否合法；如合法，则继续判断是否为中继；如为中继，则根据中继地址继续转发该场强收集指令；如不为中继，则判断其目的地址是否为本集中器30，如是则根据该场强收集指令进行反馈，协助集中器20进行场强收集。该反馈中可包含短地址，给集中器20确认。

上述配置接收模块303可具体用于：接收集中器的配置表以及经集中器确认的短地址，并发送反馈信息至集中器。

上述采集器30可通过配置接收模块303在指定频道组进行扫描，接收集中器20发送的与该采集器30相对应的配置表以及经集中器20确认的短地址，并发送反馈信息至集中器20，由此完成入网配置。该配置表包括集中器20根据收集的场强信息，针对网络中每一采集器30计算的多条(比如3条)通信路径。至此，采集器30的入网完成。通过上述方式可提升组网的效率及可靠性。

参照图5，上述采集器30还包括：主动入网申请模块304，用于在不启用组网信标组网条件下，向集中器20主动发起入网请求，主动申请入网。该主动入网申请模块304可在采集器30(DAU)处于游离状态时，主动向集中器20申请入网。如此，可使得采集器30(DAU)的入网更具便利性。

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中采集器自组网的方法，其特征在于，包括步骤：

采集器上电后，进行组网准备；

接收集中器指令，接受场强收集；所述指令包括组网信标以及场强收集指令；

接收集中器的配置表，建立路由；

所述配置表包括集中器根据收集的场强信息，针对每一采集器计算的多条通信路径；

通过主动入网申请模块，未组网成功或新的未入网的采集器在不启用组网信标组网条件下，向集中器主动发起入网请求，主动申请入网。

2.根据权利要求1所述的CFDA中采集器自组网的方法，其特征在于，所述采集器上电后，进行组网准备的步骤具体包括：

采集器读取电表地址，在读取成功时，将电表的长地址替换为短地址。

3.根据权利要求1或2所述的CFDA中采集器自组网的方法，其特征在于，所述接收集中器指令，接受场强收集的步骤具体包括：

接收组网信标，判断是否为指定的信道所发送；

如是指定信道所发送，则记录场强并判断是否超过转发的限定值；

如未超过转发的限定值，则转发所述组网信标。

4.根据权利要求3所述的CFDA中采集器自组网的方法，其特征在于，所述接收集中器指令，接受场强收集的步骤具体包括：

接收场强收集指令，判断所述场强收集指令是否合法；

如所述场强收集指令合法，则判断是否为中继；

如是，则转发所述场强收集指令；否则，根据所述场强收集指令进行反馈。

5.根据权利要求1或2所述的CFDA中采集器自组网的方法，其特征在于，所述接收集中器的配置表，建立路由的步骤具体包括：

接收集中器的配置表以及经集中器确认的短地址，并发送反馈信息至集中器。

6.一种采集器，应用于CFDA中，其特征在于，包括：

准备入网模块，用于采集器上电后，进行组网准备；

场强指令接收模块，用于接收集中器指令，接受场强收集；所述指令包括组网信标以及场强收集指令；

配置接收模块，用于接收集中器的配置表，建立路由；

所述配置表包括集中器根据收集的场强信息，针对每一采集器计算的多条通信路径；

主动入网申请模块，用于在不启用组网信标组网条件下，向集中器主动发起入网请求，主动申请入网。

7.根据权利要求6所述的采集器，其特征在于，所述准备入网模块具体用于：

采集器读取电表地址，在读取成功时，将电表的长地址替换为短地址。

8.根据权利要求6或7所述的采集器，其特征在于，所述场强指令接收模块具体用于：

接收组网信标，判断是否为指定的信道所发送；

如是指定信道所发送，则记录场强并判断是否超过转发的限定值；

如未超过转发的限定值，则转发所述组网信标。

9.根据权利要求8所述的采集器，其特征在于，所述场强指令接收模块还具体用于：

接收场强收集指令，判断所述场强收集指令是否合法；

如所述场强收集指令合法，则判断是否为中继；

如是，则转发所述场强收集指令；否则，根据所述场强收集指令进行反馈。

10.根据权利要求6或7所述的采集器，其特征在于，所述配置接收模块具体用于：

接收集中器的配置表以及经集中器确认的短地址，并发送反馈信息至集中器。