CN103731193A - 无线自动中继组网的方法及抄表*** - Google Patents

无线自动中继组网的方法及抄表*** Download PDF

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Abstract

本发明涉及路由中继组网技术领域，尤其涉及一种无线自动中继组网的方法及抄表***。与现有技术相比，对于还未加入集中器路由表的少部分采集器，集中器根据该采集器的网络地址向该采集器发送单播信号进行点名组网。该组网过程可中断，可在集中器完成其他通讯工作后继续进行组网。同时，由于这些待入网的采集器不进行广播，大大减小了对其他采集器及集中器进行抄表时的干扰。

Description

无线自动中继组网的方法及抄表***
技术领域
本发明涉及路由中继组网技术领域，尤其涉及一种无线自动中继组网的方法及抄表***。
背景技术
基于低压电力载波通讯的抄表***，载波通讯距离近，通讯干扰来源复杂，除受各种电器干扰外，电力线材质，接线是否牢固等都有影响，通讯成功率及通讯速率低。电力线3相分离，两计量表如安装在不同相位，即使两表紧邻安装，也无法通讯。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：提供一种无线自动中继组网的方法及抄表***，使***能够自动组成中继通讯网络、避免人工维护，处于该网络中的采集器能够自动采集电表数据。本发明是这样实现的：
无线自动中继组网的方法，包括如下步骤：
集中器发送广播信号；
第一级采集器侦听到该广播信号并转发，第二级采集器侦听到转发的广播信号并继续转发；以此类推直到网络路由层数达到限制；
各级采集器将侦听到的其他采集器的网络地址存入自身邻居表；
集中器将第一级采集器的网络地址作为集中器的下一级网络地址存入集中器路由表，并向第一级采集器发送获取第一级采集器邻居表请求；
第一级采集器根据所述请求将其邻居表发送给集中器，集中器将第一级采集器邻居表中属于第二级采集器的网络地址作为第一级采集器的下一级网络地址存入集中器路由表，并向第二级采集器发送获取第二级采集器邻居表请求；以此类推直到所有能够被侦听到的采集器的网络地址都存入集中器路由表；
集中器根据集中器路由表向各采集器发送入网信号，接收到所述入网广播信号的采集器向所述集中器反馈入网确认信号以完成入网；
当入网的采集器比例达到设定值后，所述集中器依次向各还未入网的采集器发送入网单播信号，接收到所述入网单播入网信号的采集器向所述集中器反馈入网确认信号。
进一步地，所述方法还包括如下步骤：
所述集中器为入网的采集器分配一个ID号，该采集器可根据该ID号确定其与所述集中器通讯的时间顺序。
进一步地，所述方法还包括如下步骤：
所述集中器设置若干连续时间段，在第一个时间段内对所有信道进行侦听，如果在某信道侦听到不属于该集中器的网络的信号，则在下一个时间段取消对该信道的侦听，以此类推直到所有时间段侦听完毕后，选取余下被侦听的信道中RSSI值最小的信道作为工作信道。
进一步地，所述方法还包括如下步骤：
所述采集器对四个信道的入网广播信号或入网单播信号进行侦听，入网后选择与集中器同样的信道作为工作信道，并对其他信道保持侦听。
进一步地，所述方法还包括如下步骤：
还未加入所述集中器路由表的采集器通过已加入所述集中器路由表的采集器广播入网请求信号。
进一步地，所述方法还包括如下步骤：
还未加入所述集中器路由表的采集器侦听所述集中器的网络中传输的报文，从中解析出路径信息，并选择最短路径向所述集中器发送入网请求。
一种无线自动中继组网的抄表***，包括集中器及若干级采集器；所述采集器与电表连接，用于采集电表数据；所述集中器与所述采集器无线连接，用于集中各采集器所采集的电表数据并发送到抄表中心；所述集中器用于发送广播信号；
第一级采集器用于侦听该广播信号并转发，第二级采集器用于侦听转发的广播信号并继续转发；以此类推直到网络路由层数达到限制；
各级采集器还用于将侦听到的其他采集器的网络地址存入自身邻居表；
集中器用于将第一级采集器的网络地址作为集中器的下一级网络地址存入集中器路由表，并向第一级采集器发送获取第一级采集器邻居表请求；
第一级采集器还用于根据所述请求将其邻居表发送给集中器，集中器还用于将第一级采集器邻居表中属于第二级采集器的网络地址作为第一级采集器的下一级网络地址存入集中器路由表，并向第二级采集器发送获取第二级采集器邻居表请求；以此类推直到所有能够被侦听到的采集器的网络地址都存入集中器路由表；
集中器还用于根据各采集器的网络地址向所有采集器发送入网广播信号，采集器还用于当接收到所述入网广播信号时向所述集中器反馈入网确认信号，从而完成入网；
所述集中器还用于当入网的采集器比例达到设定值后向各还未入网的采集器发送入网单播信号，接收到所述入网单播入网信号的采集器用于向所述集中器反馈入网确认信号，从而完成入网。
进一步地，所述集中器还用于为入网的采集器分配一个ID号，该采集器可根据该ID号确定其与所述集中器通讯的时间顺序。
进一步地，所述集中器还用于设置若干连续时间段，在第一个时间段内对所有信道进行侦听，如果在某信道侦听到不属于该集中器的网络的信号，则在下一个时间段取消对该信道的侦听，以此类推直到所有时间段侦听完毕后，选取余下被侦听的信道中RSSI值最小的信道作为工作信道。
进一步地，所述采集器还用于在入网前分时侦听所有信道，入网后选择与集中器同样的信道作为工作信道并另外选择至少两个信道进行侦听。
进一步地，还未加入所述集中器路由表的采集器用于通过已加入所述集中器路由表的采集器广播入网请求信号。
进一步地，还未加入所述集中器路由表的采集器用于侦听所述集中器的网络中传输的报文，从中解析出路径信息，并选择最短路径向所述集中器发送入网请求。
与现有技术相比，对于还未加入集中器路由表的少部分采集器，集中器根据该采集器的网络地址向该采集器发送单播信号进行点名组网。该组网过程可中断，可在集中器完成其他通讯工作后继续进行组网。同时，由于这些待入网的采集器不进行广播，大大减小了对其他采集器及集中器进行抄表时的干扰。
附图说明
图1：本发明实施例提供的自动中继组网流程示意图；
图2：本发明实施例提供的自动中继组网的抄表***组成示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。
图1所示为本发明实施例提供的自动中继组网的抄表***组成示意图，图2所示为本发明实施例提供的无线自动中继组网的方法中采集器入网流程示意图。根据图1所示，本发明提供的无线自动中继组网的抄表***包括集中器2及若干级采集器3；采集器3与电表4连接，用于采集电表数据；集中器2与采集器3无线连接，用于集中各采集器3所采集的电表数据并发送到抄表中心1。
***采用主从式架构，以满足数据集中采集，集中管理的要求。一个集中器2对应多个采集器3，每个采集器3至少连接一台电表4。抄表中心1通过集中器2采集该集中器2所管理的各采集器3所采集的电表数据。采集器3可自动加入到依托集中器2所构成的通讯网络，集中器2与采集器3之间可通过该集中器2的通讯网络中的其他采集器3进行中继连接，以覆盖较大地理范围，满足大规模组网应用。
依据图1所示，本***的组网过程如下：
集中器2发送广播信号。接收到该广播信号的采集器3定义为第一级采集器，第一级采集器接收到该广播信号后进行转发，接收到该转发的广播信号的采集器3定义为第二级采集器，第二级采集器继续对该信号进行转发。以此类推，广播信号经过多级采集器转发，直到网络路由层数达到限制。在各采集器3对广播信号进行转发的期间，各采集器3还处于侦听状态。如果某一采集器3侦听到其他采集器3在转发广播信号，则将侦听到的在转发广播信号的采集器3的网络地址存入自身邻居表。经过对广播信号的侦听，各采集器3都存有各自的邻居表。各采集器3存有各自邻居表后，集中器2向将各第一级采集器的网络地址作为该集中器2的下一级网络地址存入该集中器2的路由表，同时，向各第一级采集器发送获取其邻居表的请求。各第一级采集器根据该请求将其邻居表发送给集中器2，集中器将接收到的邻居表中属于第二级采集器的网络地址作为第一级采集器的下一级网络地址存入集中器2的路由表，同时，向各第二级采集器发送获取其邻居表请求。各第二级采集器也按照第一级采集器那样，以此类推直到所有能够被侦听到的采集器3的网络地址都存入集中器2的路由表。集中器2完成对各采集器3的邻居表的获取后，根据各采集器3的网络地址及路径向各采集器3发送入网广播信号，接收到入网广播信号的采集器3向集中器反馈入网确认信号，从而完成入网。
上述组网方式是一种广播组网方式，组网结束后，就可以按照上述抄表流程进行抄表了。但是，即便按照上述方法进行组网，还是可能有未加入该集中器2的路由表的采集器3，同时，还可能有新的采集器3请求加入集中器2的路由表。如图1所示，对于还未加入该集中器2的路由表的采集器3，集中器2可根据其网络地址依次向各还未加入集中器路由表的采集器3发送入网单播信号，接收到入网单播信号的采集器3向集中器2反馈入网确认信号，完成入网。这种组网方式不同于集中器2的广播组网方式，属于点名组网方式，采用点名组网方式的组网过程可中断，可在集中器2完成其他通讯工作后继续进行组网。同时，由于采用这种入网方式时，这些待入网的采集器3不进行广播，大大减小了对其他采集器3及集中器2进行抄表时的干扰。
当然，对于还未加入该集中器2的路由表的采集器3以及新加入的采集器3（游离的采集器），还可以通过如图1所示的游离的采集器的组网方式组网，具体流程如下：
游离的采集器3侦听集中器2的网络中的报文，这些报文中包含有路径信息，游离的采集器3通过解析这些路径信息可找出离集中器2最短的路径，然后，采集器3可按照该最短路径通过已经入网的采集器3向集中器2发送入网请求，从而完成入网。同时，游离的采集器3还可以通过广播方式主动通过已加入集中器2的路由表的其他采集器3广播入网请求，等待被集中器2发现，从而实现入网。
采集器3加入了集中器2的路由表后，为了网络通讯发生冲突，集中器2为每个入网的采集器3都分配了一个ID号，采集器3可根据该ID号确定其与所述集中器2通讯的时间顺序，每个采集器3都按照各自的时间顺序与集中器2进行通讯，从而避免多个采集器3同时与集中器2进行通讯而发生冲突。
无线组网范围覆盖广，并且不受线路约束，造成的一个问题是如果同一个地区需要部署多个独立的无线通信网时，会产生干扰。解决的办法是集中器2和采集器3将各自使用的频段划分为若干带宽更小的信道，按不同算法使各自选用信道对应。集中器2及采集器3选择信道的流程分别如下：
集中器2选择信道的流程：集中器2设置若干连续时间段，在第一个时间段内对所有信道进行侦听，如果在某信道侦听到不属于该集中器2的网络的信号，则在下一个时间段取消对该信道的侦听，以此类推直到所有时间段侦听完毕后，选取余下被侦听的信道中RSSI值最小的信道作为工作信道；
采集器3选择信道的流程：采集器3对四个信道的入网广播信号或入网单播信号进行侦听，入网后选择与集中器同样的信道作为工作信道，并对其他信道保持侦听。支持4个信道分时组网可提高组网效率，组网成功后，保持其他信道的广播入网侦听，以应对主节点工作信道变更的情况。
在大规模的采集器3未入网时，集中器2通过广播组网建立起基本的网络。由于某些原因没有在广播时入网的少数采集器3，以广播方式继续探测，所耗时间较多，使得需要等待漫长的时间才能开始进行抄表。因此，如果集中器2单纯只做广播组网，那么那些未入网的少数采集器3，只能在等待一段较长时间后，以游离的采集器3的入网方式入网。对于这些少数的从节点，更适宜用点名的方式进行组网，通过发送单播信号的方式搜索采集器3，从而将其纳入网络。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (12)

1.一种无线自动中继组网的方法，其特征在于，包括如下步骤：
集中器发送广播信号；
第一级采集器侦听到该广播信号并转发，第二级采集器侦听到转发的广播信号并继续转发；以此类推直到网络路由层数达到限制；
各级采集器将侦听到的其他采集器的网络地址存入自身邻居表；
集中器将第一级采集器的网络地址作为集中器的下一级网络地址存入集中器路由表，并向第一级采集器发送获取第一级采集器邻居表请求；
第一级采集器根据所述请求将其邻居表发送给集中器，集中器将第一级采集器邻居表中属于第二级采集器的网络地址作为第一级采集器的下一级网络地址存入集中器路由表，并向第二级采集器发送获取第二级采集器邻居表请求；以此类推直到所有能够被侦听到的采集器的网络地址都存入集中器路由表；
集中器根据集中器路由表向各采集器发送入网信号，接收到所述入网广播信号的采集器向所述集中器反馈入网确认信号以完成入网；
当入网的采集器比例达到设定值后，所述集中器依次向各还未入网的采集器发送入网单播信号，接收到所述入网单播入网信号的采集器向所述集中器反馈入网确认信号。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括如下步骤：
所述集中器为入网的采集器分配一个ID号，该采集器可根据该ID号确定其与所述集中器通讯的时间顺序。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括如下步骤：
所述集中器设置若干连续时间段，在第一个时间段内对所有信道进行侦听，如果在某信道侦听到不属于该集中器的网络的信号，则在下一个时间段取消对该信道的侦听，以此类推直到所有时间段侦听完毕后，选取余下被侦听的信道中RSSI值最小的信道作为工作信道。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括如下步骤：
所述采集器对四个信道的入网广播信号或入网单播信号进行侦听，入网后选择与集中器同样的信道作为工作信道，并对其他信道保持侦听。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括如下步骤：
还未加入所述集中器路由表的采集器通过已加入所述集中器路由表的采集器广播入网请求信号。
6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括如下步骤：
还未加入所述集中器路由表的采集器侦听所述集中器的网络中传输的报文，从中解析出路径信息，并选择最短路径向所述集中器发送入网请求。
7.一种无线自动中继组网的抄表***，包括集中器及若干级采集器；所述采集器与电表连接，用于采集电表数据；所述集中器与所述采集器无线连接，用于集中各采集器所采集的电表数据并发送到抄表中心；其特征在于：
所述集中器用于发送广播信号；
第一级采集器用于侦听该广播信号并转发，第二级采集器用于侦听转发的广播信号并继续转发；以此类推直到网络路由层数达到限制；
各级采集器还用于将侦听到的其他采集器的网络地址存入自身邻居表；
集中器用于将第一级采集器的网络地址作为集中器的下一级网络地址存入集中器路由表，并向第一级采集器发送获取第一级采集器邻居表请求；
第一级采集器还用于根据所述请求将其邻居表发送给集中器，集中器还用于将第一级采集器邻居表中属于第二级采集器的网络地址作为第一级采集器的下一级网络地址存入集中器路由表，并向第二级采集器发送获取第二级采集器邻居表请求；以此类推直到所有能够被侦听到的采集器的网络地址都存入集中器路由表；
集中器还用于根据各采集器的网络地址向所有采集器发送入网广播信号，采集器还用于当接收到所述入网广播信号时向所述集中器反馈入网确认信号，从而完成入网；
所述集中器还用于当入网的采集器比例达到设定值后向各还未入网的采集器发送入网单播信号，接收到所述入网单播入网信号的采集器用于向所述集中器反馈入网确认信号，从而完成入网。
8.如权利要求7所述的***，其特征在于，所述集中器还用于为入网的采集器分配一个ID号，该采集器可根据该ID号确定其与所述集中器通讯的时间顺序。
9.如权利要求7所述的***，其特征在于，所述集中器还用于设置若干连续时间段，在第一个时间段内对所有信道进行侦听，如果在某信道侦听到不属于该集中器的网络的信号，则在下一个时间段取消对该信道的侦听，以此类推直到所有时间段侦听完毕后，选取余下被侦听的信道中RSSI值最小的信道作为工作信道。
10.如权利要求7所述的***，其特征在于，所述采集器还用于在入网前分时侦听所有信道，入网后选择与集中器同样的信道作为工作信道并另外选择至少两个信道进行侦听。
11.如权利要求7所述的***，其特征在于，还未加入所述集中器路由表的采集器用于通过已加入所述集中器路由表的采集器广播入网请求信号。
12.如权利要求7所述的***，其特征在于，还未加入所述集中器路由表的采集器用于侦听所述集中器的网络中传输的报文，从中解析出路径信息，并选择最短路径向所述集中器发送入网请求。
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Inventor after: Wang Xu

Inventor after: Hong Aixia

Inventor after: Liu Ming

Inventor after: Liu Zaile

Inventor after: The Dragon King Hong Aixia Liu Mingliu Chen branch Xu Le Li Jianying

Inventor before: Chen Zhilong

Inventor before: Wang Xu

Inventor before: Chen Zhi, long Xu Xu, Hong Aixia

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