CN105206010A - 一种无线集中抄表网络的通信控制方法和装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种无线集中抄表网络的通信控制方法和装置，其中，该方法包括：根据通信数据的服务质量要求，为各多功能电能表的通信数据划分不同的优先级；根据各多功能电能表在网络中的顺序，依次将有待传输数据的多功能电能表划分到忙队列列表，将没有待传输数据的多功能电能表划分到闲队列列表；集抄器依次查询忙队列列表中的多功能电能表，为当前需要数据传输服务的多功能电能表分配信道使用权；当前需要数据传输服务的多功能电能表根据从高到低的优先级顺序依次传输通信数据。本发明的无线集中抄表网络的通信控制方法和装置，能为紧急通信数据提供最高等级的信道使用权，能够确保无线集中抄表网络数据信息传输的实时性和可靠***质量。
Description
技术领域
本发明涉及无线集中抄表技术领域，具体地，涉及一种无线集中抄表网络的通信控制方法和装置。
背景技术
DL/T645多功能电能表通信规约是为统一和规范多功能电能表与数据终端设备之间进行数据交换而提供的物理连接和协议，无论采用何种物理通信方式，所有的多功能电能表在进行底层数据传输时，均采用此通信规约。
在电能表无线集中抄表网络中传输数据时，由于DL/T645规约对集抄器相应的通信数据具有不同的周期性、时效性和紧急性要求，抄表数据存在三个不同的优先级。因此，为了减少信道冲突、减少紧急和时效数据的传输延时，以及提高整个网络的有效吞吐率，需要对多功能电能表抄表数据提供不同的QoS(QualityofService，服务质量)。
但是，在现有的无线集中抄表网络中，各电能表的无序信道竞争导致了各电能表节点间通信延时的不确定性，这不能满足不同类型抄表数据所需的不同QoS的要求。
发明内容
为了解决现有技术中存在的无法满足不同类型抄表数据需要不同服务质量的问题，本发明提出了一种无线集中抄表网络的通信控制方法和装置。
根据本发明的无线集中抄表网络的通信控制方法，包括：
根据通信数据的服务质量要求，为各多功能电能表的通信数据划分不同的优先级；
根据各多功能电能表在网络中的顺序，依次将有待传输数据的多功能电能表划分到忙队列列表，将没有待传输数据的多功能电能表划分到闲队列列表；
集抄器依次查询忙队列列表中的多功能电能表，为当前需要数据传输服务的多功能电能表分配信道使用权；
当前需要数据传输服务的多功能电能表根据从高到低的优先级顺序依次传输通信数据。
本发明的无线集中抄表网络的通信控制方法，能为紧急通信数据提供最高等级的信道使用权，并为时效抄表数据提供尽量小的通信延时。对于周期测量数据，在紧急通信数据和时效抄表数据传输时，可减小甚至置零其数据吞吐量，使得在集抄器出现紧急状况时，用电管理部门能够及时接收到错误提示，而不受其它测量数据传输的影响，能够确保无线集中抄表网络数据信息传输的实时性和可靠***质量。
根据本发明的无线集中抄表网络的通信控制装置，包括：
优先级划分模块，用于根据通信数据的服务质量要求，为各多功能电能表的通信数据划分不同的优先级；
列表划分模块，用于根据各多功能电能表在网络中的顺序，依次将有待传输数据的多功能电能表划分到忙队列列表，将没有待传输数据的多功能电能表划分到闲队列列表；
信道分配模块，用于集抄器依次查询忙队列列表中的多功能电能表，为当前需要数据传输服务的多功能电能表分配信道使用权；
数据传输模块，用于当前需要数据传输服务的多功能电能表根据从高到低的优先级顺序依次传输通信数据。
本发明的无线集中抄表网络的通信控制装置，能为紧急通信数据提供最高等级的信道使用权，并为时效抄表数据提供尽量小的通信延时。对于周期测量数据，在紧急通信数据和时效抄表数据传输时，可减小甚至置零其数据吞吐量，使得在集抄器出现紧急状况时，用电管理部门能够及时接收到错误提示，而不受其它测量数据传输的影响，能够确保无线集中抄表网络数据信息传输的实时性和可靠***质量。
本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：
图1为本发明无线集中抄表网络的通信控制方法的流程图；
图2为本发明实施例对不同优先级数据设置不同的数据缓冲队列的示意图；
图3为现有技术中的无线集中抄表网络的拓扑图；
图4为本发明实施例的忙队列列表的示意图；
图5为本发明无线集中抄表网络的通信控制装置的结构图。
具体实施方式
下面结合附图，对本发明的具体实施方式进行详细描述，但应当理解本发明的保护范围并不受具体实施方式的限制。
为了解决现有技术中存在的无法满足不同类型抄表数据需要不同服务质量的问题，本发明提出了一种无线集中抄表网络的通信控制方法。
本发明的主要思想为：第一，根据抄表数据的QoS(服务质量)需求，通过在无线集中抄表网络多功能电能表中设置三个优先级缓冲队列分别存放周期数据、时效数据和紧急数据，实现多功能电能表内数据优先传输的QoS功能；第二，在无线集中抄表网络信道竞争访问机制中，建立周期查询忙队列，集抄器在进行查询时仅对有业务需求的多功能电能表进行查询，而无业务要求的空闲多功能电能表则采用捎带的方式进行查询。
方法实施例
如图1所示，本发明的无线集中抄表网络的通信控制方法，包括：
步骤S101：根据通信数据的服务质量要求，为各多功能电能表的通信数据划分不同的优先级；
具体的，如表1所示，根据自动抄表通信网络实际要求的不同QoS需要，其优先级可归分为三类：
表1
(1)将周期测量数据的优先级划分为低级：周期测量数据即多功能电能表周期性地向集抄器提供设备工作状态信息，数据包括巡检应答、设备状态、电能使用等；
(2)将时效抄表数据的优先级划分为中级，时效抄表数据即由多功能电能表定期向集抄器发出的用电信息；
(3)将紧急通信数据的优先级划分为高级：紧急通信数据即当设备处于非正常工作状态时，由集抄器发出的紧急上报数据及远程控制命令。
如图2所示，针对三类多功能电能表数据，在多功能电能表中设计三个优先级不同的数据缓冲队列201、202和203，分别存入如表1所示的不同优先级的数据信息。
步骤S102：分别建立多功能电能表的忙队列列表和闲队列列表，根据各多功能电能表在网络中的顺序，依次将有待传输数据的多功能电能表划分到忙队列列表，将没有待传输数据的多功能电能表划分到闲队列列表；
具体的，无线集中抄表网络拓扑结构如图3所示，无线集中抄表网络***中有N个终端(即多功能电能表)301、302……30N和一个接入点(集抄器)300，这N个多功能电能表再动态划分为忙队列列表。
如图4所示为忙队列列表的示意图，该队列中的终端(即多功能电能表)的排序，由各多功能电能表在整个无线抄表网络中的顺序决定。
步骤S103：集抄器依次查询忙队列列表中的多功能电能表，为当前需要数据传输服务的多功能电能表分配信道使用权。
步骤S104：当前需要数据传输服务的多功能电能表根据从高到低的优先级顺序依次传输通信数据；
多功能电能表在获得信道使用权之后，将优先传输优先级最高的数据缓冲队列中的数据，其次传输优先级较低的数据缓冲队列中的数据，最后传输优先级最低的数据缓冲队列中的数据。具体的，可根据图2中所示的优先级顺序进行数据传输，依次传输数据缓冲队列201、202、203中的数据。
步骤S105：集抄器根据忙队列列表中的排序，依次向各多功能电能表发送查询信息。查询信息包括忙队列列表中电能表的ID信息和闲队列列表中的电能表的ID信息。
步骤S106：判断忙队列列表中的多功能电能表是否传输结束，将传输结束的多功能电能表移到闲队列列表；
具体的，忙队列列表中的多功能电能表收到查询信息后，向集抄器发送回复信息，回复信息中包括是否还有数据传输服务请求的信息；
集抄器根据接收到的回复信息，将仍有传输服务请求的多功能电能表留在忙队列列表中，否则将其从忙队列列表中删除。
步骤S107：判断闲队列列表中的多功能电能表是否有传输服务请求，将有传输服务请求的多功能电能表移到忙队列列表；
具体的，闲队列列表中的多功能电能表收到集抄器的查询信息后，如果有传输服务请求，则向集抄器发送请求信号，该请求信号可以是一个低电平请求信号；
集抄器定时查询是否有闲队列列表中的多功能电能表的请求信号存在，
如果是，则将发送请求信号的多功能电能表加入到忙队列列表；
如果不存在，则继续等待下次查询。
本发明的无线集中抄表网络的通信控制方法，能为紧急通信数据提供最高等级的信道使用权，并为时效抄表数据提供尽量小的通信延时。对于周期测量数据，在紧急通信数据和时效抄表数据传输时，可减小甚至置零其数据吞吐量，使得在集抄器出现紧急状况时，用电管理部门能够及时接收到错误提示，而不受其它测量数据传输的影响，能够确保无线集中抄表网络数据信息传输的实时性和可靠***质量。
装置实施例
如图5所示，本发明的无线集中抄表网络的通信控制装置，包括：
优先级划分模块10，用于根据通信数据的服务质量要求，为各多功能电能表的通信数据划分不同的优先级；
列表划分模块20，用于根据各多功能电能表在网络中的顺序，依次将有待传输数据的多功能电能表划分到忙队列列表，将没有待传输数据的多功能电能表划分到闲队列列表；
信道分配模块30，用于集抄器依次查询忙队列列表中的多功能电能表，为当前需要数据传输服务的多功能电能表分配信道使用权；
数据传输模块40，用于当前需要数据传输服务的多功能电能表根据从高到低的优先级顺序依次传输通信数据；
信息查询模块50，用于集抄器根据忙队列列表中的排序，依次向各多功能电能表发送查询信息；
第一判断模块60，用于判断忙队列列表中的多功能电能表是否传输结束，将传输结束的多功能电能表移到闲队列列表；
第二判断模块70，用于判断闲队列列表中的多功能电能表是否有传输服务请求，将有传输服务请求的多功能电能表移到忙队列列表。
优先权划分模块10具体包括：
第一优先级子模块101，用于将紧急通信数据的优先级划分为高级；
第二优先级子模块102，用于将时效抄表数据的优先级划分为中级；
第三优先级子模块103，用于将周期测量数据的优先级划分为低级。
第一判断模块60具体包括：
回复子模块601，用于忙队列列表中的多功能电能表收到查询信息后，向集抄器发送回复信息，回复信息中包括是否还有数据传输服务请求的信息；
删除子模块602，用于集抄器根据接收到的回复信息，将仍有传输服务请求的多功能电能表留在忙队列列表中，否则将其从忙队列列表中删除。
第二判断模块70具体包括：
请求子模块701，用于闲队列列表中的多功能电能表收到集抄器的查询信息后，如果有传输服务请求，则向集抄器发送请求信号；
加入子模块702，用于集抄器定时查询是否有闲队列列表中的多功能电能表的请求信号存在，如果是，则将发送请求信号的多功能电能表加入到忙队列列表。
本发明的无线集中抄表网络的通信控制装置，能为紧急通信数据提供最高等级的信道使用权，并为时效抄表数据提供尽量小的通信延时。对于周期测量数据，在紧急通信数据和时效抄表数据传输时，可减小甚至置零其数据吞吐量，使得在集抄器出现紧急状况时，用电管理部门能够及时接收到错误提示，而不受其它测量数据传输的影响，能够确保无线集中抄表网络数据信息传输的实时性和可靠***质量。
本发明能有多种不同形式的具体实施方式，上面以图1-图2、图4-图5为例结合附图对本发明的技术方案作举例说明，这并不意味着本发明所应用的具体实例只能局限在特定的流程或实施例结构中，本领域的普通技术人员应当了解，上文所提供的具体实施方案只是多种优选用法中的一些示例，任何体现本发明权利要求的实施方式均应在本发明技术方案所要求保护的范围之内。
最后应说明的是：以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种无线集中抄表网络的通信控制方法，其特征在于，包括：
根据通信数据的服务质量要求，为各多功能电能表的通信数据划分不同的优先级；
根据所述各多功能电能表在网络中的顺序，依次将有待传输数据的多功能电能表划分到忙队列列表，将没有待传输数据的多功能电能表划分到闲队列列表；
集抄器依次查询所述忙队列列表中的多功能电能表，为当前需要数据传输服务的多功能电能表分配信道使用权；
所述当前需要数据传输服务的多功能电能表根据从高到低的优先级顺序依次传输通信数据。
2.根据权利要求1所述的无线集中抄表网络的通信控制方法，其特征在于，所述根据服务质量要求，为各多功能电能表的通信数据划分不同的优先级的步骤具体包括：
将紧急通信数据的优先级划分为高级；
将时效抄表数据的优先级划分为中级；
将周期测量数据的优先级划分为低级。
3.根据权利要求1所述的无线集中抄表网络的通信控制方法，其特征在于，还包括：
集抄器根据所述忙队列列表中的排序，依次向所述各多功能电能表发送查询信息；
判断所述忙队列列表中的多功能电能表是否传输结束，将传输结束的多功能电能表移到所述闲队列列表；
判断所述闲队列列表中的多功能电能表是否有传输服务请求，将有传输服务请求的多功能电能表移到所述忙队列列表。
4.根据权利要求3所述的无线集中抄表网络的通信控制方法，其特征在于，所述判断所述忙队列列表中的多功能电能表是否传输结束，将传输结束的多功能电能表移到所述闲队列列表的步骤包括：
所述忙队列列表中的多功能电能表收到所述查询信息后，向所述集抄器发送回复信息，所述回复信息中包括是否还有数据传输服务请求的信息；
所述集抄器根据接收到的所述回复信息，将仍有传输服务请求的多功能电能表留在忙队列列表中，否则将其从所述忙队列列表中删除。
5.根据权利要求3所述的无线集中抄表网络的通信控制方法，其特征在于，所述判断所述闲队列列表中的多功能电能表是否有传输服务请求，将有传输服务请求的多功能电能表移到所述忙队列列表的步骤具体包括：
所述闲队列列表中的多功能电能表收到集抄器的查询信息后，如果有传输服务请求，则向所述集抄器发送请求信号；
所述集抄器定时查询是否有闲队列列表中的多功能电能表的请求信号存在，如果是，则将发送请求信号的多功能电能表加入到忙队列列表。
6.一种无线集中抄表网络的通信控制装置，其特征在于，包括：
优先级划分模块，用于根据通信数据的服务质量要求，为各多功能电能表的通信数据划分不同的优先级；
列表划分模块，用于根据所述各多功能电能表在网络中的顺序，依次将有待传输数据的多功能电能表划分到忙队列列表，将没有待传输数据的多功能电能表划分到闲队列列表；
信道分配模块，用于集抄器依次查询所述忙队列列表中的多功能电能表，为当前需要数据传输服务的多功能电能表分配信道使用权；
数据传输模块，用于所述当前需要数据传输服务的多功能电能表根据从高到低的优先级顺序依次传输通信数据。
7.根据权利要求6所述的无线集中抄表网络的通信控制装置，其特征在于，所述优先权划分模块具体包括：
第一优先级子模块，用于将紧急通信数据的优先级划分为高级；
第二优先级子模块，用于将时效抄表数据的优先级划分为中级；
第三优先级子模块，用于将周期测量数据的优先级划分为低级。
8.根据权利要求6所述的无线集中抄表网络的通信控制装置，其特征在于，还包括：
信息查询模块，用于集抄器根据所述忙队列列表中的排序，依次向所述各多功能电能表发送查询信息；
第一判断模块，用于判断所述忙队列列表中的多功能电能表是否传输结束，将传输结束的多功能电能表移到所述闲队列列表；
第二判断模块，用于判断所述闲队列列表中的多功能电能表是否有传输服务请求，将有传输服务请求的多功能电能表移到所述忙队列列表。
9.根据权利要求8所述的无线集中抄表网络的通信控制装置，其特征在于，所述第一判断模块具体包括：
回复子模块，用于所述忙队列列表中的多功能电能表收到所述查询信息后，向所述集抄器发送回复信息，所述回复信息中包括是否还有数据传输服务请求的信息；
删除子模块，用于所述集抄器根据接收到的所述回复信息，将仍有传输服务请求的多功能电能表留在忙队列列表中，否则将其从所述忙队列列表中删除。
10.根据权利要求8所述的无线集中抄表网络的通信控制装置，其特征在于，所述第二判断模块具体包括：
请求子模块，用于所述闲队列列表中的多功能电能表收到集抄器的查询信息后，如果有传输服务请求，则向所述集抄器发送请求信号；
加入子模块，用于所述集抄器定时查询是否有闲队列列表中的多功能电能表的请求信号存在，如果是，则将发送请求信号的多功能电能表加入到忙队列列表。
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