CN105704726A - 基于多频段融合的配用电通信无线自组网方法及*** - Google Patents

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Abstract

本发明提供的基于多频段融合的配用电通信无线自组网方法，包括建立多频段融合无线自组网协议模型，对所述多频段融合无线自组网协议模型中的适配层的标准帧格式进行扩展，加入描述和指示实时调度信息，用于多频段多信道传输和业务数据流调度，进行多频段自组网的多频段适配；本发明针对智能配用电地域分布广、测量监控点多、对通信的可靠性及传输带宽要求高等特点，采用跨频段组网技术将230M/433M/470M/780MHz子网与骨干网联合调度，采取多频段组网多形态接入的协同通信机制进行通信，是一种具备灵活的通信传输及组网形态的新型电力无线通信技术，适应复杂应用环境及多种业务承载需求，实现自治自愈组网通信，为智能电网提供新的通信技术手段。

Description

基于多频段融合的配用电通信无线自组网方法及***
技术领域
本发明涉及无线通信领域，尤其涉及一种基于多频段融合的配用电通信无线自组网方法及***。
背景技术
无线通信技术已深入到人们生活和工作的各个方面，包括日常使用的手机、无线电话等，其中3G、WLAN、UWB、蓝牙、宽带卫星***、数字电视都是21世纪最热门的无线通信技术的应用，无线通信的物理属性是波长越长、频率越低，电磁波的绕射能力越强、阴影区越小，环境适应性越强。因此，在追求高可靠性、确定性的通信***中SubGHz通信网较1.8GHz和2.4GHz网表现出更明显的优势。对于配用电信息网络确定性强、可靠性高的特点，应采用SubGHz频段的信息网，这其中的关键问题是SubGHz网络多形态多频段通信业务的协同问题。
目前，我国SubGHz频段中230MHz作为独占频谱资源，一共十五对双工频点和十个单工频点受到全国无线电管理委员会批准，并保护专供电力负荷管理***使用。除此之外，还包括新规划的IEEE802.15.4g低数据速率无线智能计量公用事业网络的物理层规范433M/470M/780MHz三个频段。传统的SubGHz无线通信***由于技术复杂度高，一般仅选择单一形态单一频段设备组网通信，在应对宽带干扰或三阶互调干扰方面只能采取时间回退操作，而这项技术也只有个别研究团体实现，并且在时间确定性上不能保证。
智能电网正在我国积极不断地建设和发展，它将向着智能、互动、低碳、节能、高效等多方向发展，这为解决能源危机以及促进社会和谐带来巨大的影响。智能电网是一个覆盖整个国家的庞大网络，在其中的各个环节上进行改进都会为能源、国家、社会带来不可忽视的影响。电力通信接入网是建设智能电网的重要组成部分，建设该***符合国际电网技术发展的方向。在电力通信接入网中，保持电力通信***稳定性和可靠性是至关重要的环节，采集终端在与***主站之间进行远程通信时必须保证安全、可靠和实时的数据传输，否则整个***的运行和运营管理将面临重大的挑战。目前，用户用电网络具有节点分散、环境复杂等特点，光纤专网、无线专网、无线公网等多种通信方式在电力通信接入网中共存的局面不可避免，如何合理地选用相应的远程通信技术并实现各种通信技术的统一接入与管理显得至关重要。在这种形势下，当前智能电网通信技术的选择应走先期选择一种无线宽带接入网技术建设智能电力通信接入网。由于配电网络呈面状分布，且密度大，终端数量较多。在网络覆盖区域以内的变电所，智能终端，智能传感设备等等均可实现信息的接入，但由于覆盖能力的有限、频率的干扰以及高层建筑物的遮挡使得一些终端节点处于信号盲区地带且分布零散。在保持目前的投资规模，不盲目扩建基站数量的前提下，如何增加信号覆盖边缘地区的信号强度，如何让处于盲区的节点可以接入到宽带无线通信平台里，这成为了一个迫在眉睫的问题。而无线自组网灵活的多跳路由可以有效的将信号盲区通信节点的数据信息传输到信号稳定的节点上，再汇聚传输到宽带无线通信平台，实现无线网络的接力传输。但在现有技术中，无论是设备厂家还是负责网络规划的设计院，在无线自组织网的节点部署上，一直做得比较粗放，随意性强。主要的原因是一来没有这方面的理论依据；二是双方也没有在这个问题上进行过研究。节点部署的好坏直接影响着网络的寿命和性能。对于多频段融合无线自组织技术的无线通信***用于电力***配电网建设更是涉及较少且不成熟
发明内容
有鉴于此，本发明提供一种基于多频段融合的配用电通信无线自组网方法，以解决上述问题。
本发明提供的一种基于多频段融合的配用电通信无线自组网方法及***，包括：建立多频段融合无线自组网协议模型，对所述多频段融合无线自组网协议模型中的适配层的标准帧格式进行扩展，加入描述和指示实时调度信息，用于多频段多信道传输和业务数据流调度，进行多频段自组网的多频段适配。
进一步，所述多频段融合无线自组网协议模型包括
应用层，用于通过用户应用进程为用户提供应用和服务；
还包括传输层、网络层、适配层、数据链路层、媒体接入层和物理层，所述多频段包括230MHz、433MHz、470MH和780MHz。
进一步，根据确定性调度分配的节点间的时隙偏移和跳信道过程的信道质量，选取最佳的路径进行数据通信。
进一步，对所述多频段融合无线自组网协议模型中的适配层的标准帧格式进行扩展包括当一个报文使用多个适配层头时，按Mesh编址头、调度头、广播头和分片头进行顺序装载。
进一步，将应用层划分出一个应用子层，所述应用层设置有应用层主状态机，所述应用子层设置有应用支持子层主状态机和应用支持子层接收状态机；
所述应用层主状态机用于管理用户应用进程、设备应用进程以及调用应用支持子层服务请求原语；
所述应用支持子层接收状态机用于解析协议，调用上层服务指示原语或者进入主状态机执行服务响应原语；
所述应用支持子层主状态机用于网络管理、安全管理、报文聚合与解聚以及调用传输层服务请求原语。
进一步，分别将确定性调度所产生的时隙偏移和跳信道过程中所选信道的信道质量作为权值，同时将IPv6传感网子网转换为分别以所述两组权值组成的两个加权图，根据所述加权图生成延时最小，且信道质量最佳的路径进行数据通信。
进一步，在无线网络中设置多个能量管理器，所述能量管理器的进程运行于路由设备内部，每个能量管理器分别管理各自的多个子节点设备。
进一步，对子节点设备采用深度休眠、射频休眠和动态数据缓存，并通过能量管理进程进行节能参数的动态设置，当被监测数据波动较小的时，控制子节点设备自动增加自身休眠时间。
本发明还提供一种基于多频段融合的配用电通信无线自组网***，主控单元、外部接口单元、无线传输单元和电源单元；
所述无线传输单元，通过建立多频段融合无线自组网协议模型，对所述多频段融合无线自组网协议模型中的适配层的标准帧格式进行扩展，加入描述和指示实时调度信息，对多频段多信道传输和业务数据流调度，进行多频段自组网的多频段适配。
进一步，所述多频段融合无线自组网协议模型包括
应用层，用于通过用户应用进程为用户提供应用和服务；
还包括传输层、网络层、适配层、数据链路层、媒体接入层和物理层，所述多频段包括230MHz、433MHz、470MH和780MHz；
所述无线传输单元包括
硬件抽象层模块，用于硬件驱动和bootloader；
中间层模块，用于提供时间同步中间件、调度算法中间件、无线路由算法中间件、***管理中间件、安全管理中间件以及自适应跳信道中间件；
应用层模块，用于网络资源管理、安全管理和设备管理。
本发明的有益效果：本发明针对智能配用电地域分布广、测量监控点多、对通信的可靠性及传输带宽要求高等特点，采用跨频段组网技术将230M/433M/470M/780MHz子网与骨干网联合调度，采取多频段组网多形态接入的协同通信机制进行通信，是一种具备灵活的通信传输及组网形态的新型电力无线通信技术，适应复杂应用环境及多种业务承载需求，实现自治自愈组网通信，为智能电网提供新的通信技术手段。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明作进一步描述：
图1是本发明的原理示意图。
图2是本发明的应用层框架示意图。
图3是本发明的算法加权图。
图4是本发明的以信道质量为选路标准的生成路径示意图。
图5是本发明的以时隙偏移为选路标准的生成路径示意图。
图6是本发明的普通网络下的生成路径示意图。
图7是本发明的节能流程示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步描述：图1是本发明的原理示意图，图1是本发明的原理示意图，图2是本发明的应用层框架示意图，图3是本发明的算法加权图，图4是本发明的以信道质量为选路标准的生成路径示意图，图5是本发明的以时隙偏移为选路标准的生成路径示意图，图6是本发明的普通网络下的生成路径示意图。图7是本发明的节能流程示意图。
如图1所示，本实施例中的基于多频段融合的配用电通信无线自组网方法，包括建立多频段融合无线自组网协议模型，对所述多频段融合无线自组网协议模型中的适配层的标准帧格式进行扩展，加入描述和指示实时调度信息，用于多频段多信道传输和业务数据流调度，进行多频段自组网的多频段适配。本实施例中的帧扩展机制既能为适配层添加多频段业务调度机制，又能兼容现有的6LoWPAN适配层协议。这种方法增加了适配层的灵活性，使其能够满足更多频段组网应用需求，本实施例中的多频段融合无线自组网协议模型是一种支持智能配用电多种通信业务需求和多频组网技术通信***网络的典型协议模型，该协议模型分7层，包括应用层、传输层、网络层、适配层、数据链路层、媒体接入层和物理层，其中支持智能配用电多种通信业务需求的应用划归为应用层。另一方面，多频段组网技术决定数据链路层、媒体接入层和物理层的配置信息与网络层及以上无联系，因此将其划归到适配层实现。
RFC4944对短距离无线链路上IPv6协议的压缩、寻址等适配层协议进行了规范，也成为当前6LoWPAN协议的主要内容。但该适配层协议是构建在MAC层为竞争接入方式的基础上的，仅支持单一频段IEEE802.15.4的CAP通信。虽然IEEE802.15.4g标准给出了433MHz\470MHz\780MHz的具体描述，但在实际应用中，无线传感器网络部署时所面临的通信需求各异，包括工业、医疗、交通等应用在内的大量场合要求数据传输具有适应性。以工业无线传感器网络为例，根据美国仪器仪表学会(ISA)发布的调查研究报告，对数据传输的要求分为如下6级：
表1工业无线传感器网络应用环境等级分类
当前的6LoWPAN适配层协议只支持4-5级，无法有效支持3级和3级以上的应用场景。为了满足配电网的多样性应用需求，各种适用于无线网络的MAC层协议纷纷进行扩展，以保障协议的适应性。例如IEEE802.15.4将其本身的非竞争的GTS机制进行了增强，即将发布新的IEEE802.15.4e标准。在MAC层保证单跳链路性能的基础上，网络层应同时进行改进和增强，以确保多跳链路的性能，从而最终实现端到端的实时性和确定性。因此，为了满足物联网本身应用的需求并适应MAC层技术的发展，6LoWPAN适配层协议有必要引入新的实时性和确定性机制，为了建立支持多频段组网机制的适配层，需要对RFC4944“TransmissionofIPv6overIEEE802.15.4Networks”标准所定义的帧格式进行扩展，加入描述和指示实时调度信息的内容，用于设备或者路由器对报文进行调度。当一个报文使用了多个适配层头时，可按照如下的顺序装载：Mesh编址头，调度头，广播头，分片头。
调度类型的前五位定义为11110。调度类型和头格式定义如下：
长度：5位 43位
调度类型(11110) 调度器描述符
其中，调度器描述符：长度为43位，描述了报文发送的调度信息，包括指示时间信息的超帧规格以及指示空间信息的链路规格。
调度器描述符具体定义如下：
长度：11位 32位
超帧规格 链路规格
其中，超帧规格：长度为11位，指示报文发送调度的时间信息，包括3位的时隙-信道位图ID和8位的超帧ID。
链路规格：长度为32位，指示报文发送调度的空间信息，包括16位的链路ID和16位的目的短地址。
超帧规格域具体定义如下：
长度：3位 8位
时隙-信道位图ID 超帧ID
其中，时隙-信道位图ID：长度为3位，指示所选择的时隙-信道位图。它是一个二维位图，例如：一个包括三个不同时隙-信道位图的网络，可以使用不同的信道序列号(频段序列号)或者不同的超帧。
超帧ID：长度为8位，指示报文发送调度所选择的超帧号。
链路规格域具体定义如下所示：
长度：16位 16位
链路ID 目的地址
其中，链路ID：长度为16位，表示制定服务质量要求的报文所选择的发送链路。例如：考虑到时间信息，每条最短路径可能具有不同的链路对应于不同的数据流。
目的地址：长度为16位，数据链路层短地址，表示报文的最终目的地址。
以上的帧扩展机制既能为适配层添加多频段业务调度机制，又能兼容现有的6LoWPAN适配层协议，增加了适配层的灵活性，使其能够满足更多频段组网应用需求。
在本实施例中，应用层通过用户应用进程，可为用户提供丰富的应用功能：如通过二次设备传递电压、电流等过程数据信息，在对这些信息进行量程转换、数据线性化等处理后，将这些数据或其他设备的数据进行运算产生输出。用户应用进程(UAP)由一个或多个应用对象(UAO)组成，用户应用对象可以通过不同的通信服务类型实现不同设备间的信息交互。在应用层中建立配用电应用支持子层，为用户应用进程提供端到端的透明的数据通信服务和支持对设备的本地或远程管理服务。用户应用进程的功能主要包括二次设备数据的采集，产生和发布报警功能以及通过UAP与其他技术的互操作。应用子层提供在网络中的两个或者多个应用实体之间的数据通信，定义了数据实体(ALSDE)，ALSDE提供数据通信服务，为上层提供透明的数据收发接口(ALSDE-SAP)，应用子层定义了管理服务实体(ASLME)，ASLME提供管理服务，用于应用层自身管理信息的维护和配置。应用子层可以通过套接字(Socket)的接口与其它设备的应用子层进行通信。应用子层所提供的数据通信服务支持三种类型的通信模式：Client/Server通信模式、Publisher/Subscriber通信模式和Report/Sink通信模式。Client/Server通信模式支持动态的、非周期的信息的单播传输，可以实现用户应用对象中参数的读、写等信息获取或设置操作。首先由Client端确定需要操作的参数，即给定参数的寻址信息，如果是写操作，还应准备好需要写入的参数值，按照固定的方法数据格式进行封装，然后将这些信息以及传输模式通过应用子层提供的数据传输原语提交给应用子层。Publisher/Subscriber通信模式支持预先配置的、周期的信息传输，ASL提供的发布服务是从发布者对象(Publisher)到订阅对象(Subscriber)，任何一个对象都可作为发布者或者订阅者。为了最小化通信带宽的使用，一般集中器对象用于发布，分散对象用于订阅。Report/Sink通信模式用于支持非周期性的报警或事件报告，以及针对报警或事件的确认操作。产生报警数据的设备将数据准备好后，通过应用子层提供的数据传输原语将数据提交到应用子层。应用支持子层以中间件的方式提供给用户应用，按照统一的接口实现不同用户进程与下层的数据传递。
如图1所示，通信网整体架构是一种多频段多信道传输模式，本实施例中的多频段多信道传输及业务数据流划归于于应用层，将应用层划分出一个应用子层，所述应用层设置有应用层主状态机，所述应用子层设置有应用支持子层主状态机和应用支持子层接收状态机；
所述应用层主状态机(AplFSM)用于管理用户应用进程、设备应用进程以及调用应用支持子层服务请求原语；
所述应用支持子层接收状态机用于解析协议，调用上层服务指示原语或者进入主状态机执行服务响应原语；
所述应用支持子层主状态机(ApsFSM)用于网络管理、安全管理、报文聚合与解聚以及调用传输层服务请求原语。
在本实施例中，应用层主函数实现了十几种电力协议驱动及数据采集应用程序，以及从形成网络、组网到数据通信的协议栈运行时序。***管理、网络管理和安全管理位于操作后台。应用层设计框架主要包括组网、应用对象列表汇报、资源分配和用户应用进程四部分，其具体的设计框架如图2所示。本实施例通过通信管理机将230MHz子网与另一端的433MHz或470MHz或780MHz子网相连。
在本实施例中，由于距离远或障碍物遮挡等问题，单跳的星形网络拓扑已不能适用一些特殊的应用场合，应采用基于多跳级联通信的树形网或网状网，多数路由算法只考虑影响网络通信的一种情况作为算法的评价准则，如一些研究中只考虑信道质量。而另外一部分算法中只将链路中的通信延时作为寻求最优路径的准则，在实际中，通信链路的信道较差时会造成数据通信的丢包现象。由于数据在空中采用电磁波的方式传播，速率极快，在无线传输过程中所造成的端到端延时可以忽略不计，因此通信延时主要与确定性调度所产生的时隙偏移有关。另外，若所选的最优路径上的一些节点负载过大，能量损耗过快，将降低了其电池的寿命，也会导致整个网络不稳定，本实施例根据确定性调度分配的节点间的时隙偏移和跳信道过程的信道质量，选取最佳的路径进行数据通信，具体的，如图3-6所示，将确定性调度所产生的时隙偏移和跳信道过程中所选信道的信道质量作为两个权值，分别记为Gs和Gq，将IPv6传感网子网抽象为分别以这两组权值组成的两个加权图，分别以Gs和Gq标识。每个有向图中的每条边上都有相应的权值。时隙偏移，确定性调度是在满足时间同步的条件下，将在超帧中相应的时隙分配给网络中各个节点用于其数据通信。源节点可以在确定性调度所分配的时隙中有序的发送数据；同时，对应的目的节点也在预定的时隙上有序的接收源节点发送过来的数据报文。所有的终端设备均要按照调度实体分配的时隙收发数据。信道质量，根据IEEE802.15.4-2006标准，工作于全球性通用免费的2.4GHzISM频段，有16条信道(11-26)可以选择。在此频段上，还有其他无线短距离网络的共存，比如IEEE802.11网络，基于IEEE802.15.4标准的无线网络(ZigBee，无线HART，WIA-PA)，蓝牙以及RFID***等。为了防止这些工作在相同频段上的设备的干扰，需要采用跳信道技术，以减少设备在每一条信道工作的时间，从而减少了其他设备对网络本身的干扰，也降低了对其他无线设备的影响。但是，对应于路径中时隙所对应的每条信道都存在被干扰的可能性，不同的信道也会影响路由作出路径选择后数据的通信，如图3-6所示，只考虑时隙偏移，在满足调度要求的路径中，有可能链路质量较差，那么就会增加网络开销，浪费通信资源。本实施例中的路由算法能够同时保证确定性调度和信道质量最优。
如图7所示，在本实施例中，网络采用分布式的节能管理方案，整个网络有多个能量管理器，能量管理器进程运行于路由设备内部，每个能量管理器分别管理各自的多个子节点设备。能量管理主要是由节点设备内的能量管理进程(EMAP)和能量管理器共同完成的，在整个网络中，能量管理进程(EMAP)接受能量管理器的管理，能量管理器可以设置各种配置参数和状态参数(如数据发送时隙、发送状态是压缩发送还是长数据帧发送)；在单个节点设备中，采用深度休眠、射频休眠和动态数据缓存，有选择性的进行数据压缩发送或长数据帧发送，并通过能量管理进程(EMAP)进行各种节能参数(如深度休眠时隙，数据缓存时隙)的动态设置。在传输模块对被监测数据(如电流、电压和电能等)的采集、存储、分析过程中，传输模块启动休眠机制，从而节省了能耗；当被监测数据波动较小的情况下，节点设备会自动增加自身休眠时间，而不改变唤醒时间，从而增加了传输模块节能状态在整个运行时间内所占的比例，达到了节能状态自动优化的目的；同时传输模块按照能量管理器要求的数据缓存队列深度，对数据进行缓存发送，对多次监测的数据一次就发送出去，从而也节省了能耗；在被监测数据值较大的情况下，还可以根据能量管理器的要求进行数据压缩发送，减少了数据帧的长度，从而进一步减少了能耗。传输模块启动能量管理进程初始化相关参数，之后运行节能UAP，首先，进入深度休眠状态(CPU，采集模块，存储器，射频模块全部进入休眠状态，只有内部休眠定时器处于工作状态)，经过深度休眠时隙Tdsi时间后，休眠定时器通过内部中断方式将节点设备唤醒，传输模块从深度休眠状态进入射频休眠状态(只有射频模块休眠，其他部分已被唤醒)，在射频休眠状态，采集模块采集如流量、温度、压力、转速等现场数据，并对数据进行存储。在射频休眠状态时隙，传输模块根据采集的数据队列分析数据变化情况，并调整深度休眠时隙Tdsi。传输模块判断本地采集模块采集的数据队列是否大于启动算法的最小数据个数DNmin，以便能对被监测数据变化情况做出准确分析；如果数据队列大于启动算法的最小数据个数则节点设备自动调节本地的深度休眠时隙Tdsi，否则在射频休眠时隙结束时节点设备重复启动能量管理进程。最终模块的通信频段包括230MHz\433MHz\470MH\780MHz四频段，接口方式包括RS232或RS485或以太网等，供电方式包括插电式和电池式。
本实施例还提供一种基于多频段融合的配用电通信无线自组网***，主控单元、外部接口单元、无线传输单元和电源单元；
所述无线传输单元，通过建立多频段融合无线自组网协议模型，对所述多频段融合无线自组网协议模型中的适配层的标准帧格式进行扩展，加入描述和指示实时调度信息，对多频段多信道传输和业务数据流调度，进行多频段自组网的多频段适配
所述多频段融合无线自组网协议模型包括
应用层，用于通过用户应用进程为用户提供应用和服务；
还包括传输层、网络层、适配层、数据链路层、媒体接入层和物理层，所述多频段包括230MHz、433MHz、470MH和780MHz；
所述无线传输单元包括
硬件抽象层模块，用于硬件驱动和bootloader；
中间层模块，用于提供时间同步中间件、调度算法中间件、无线路由算法中间件、***管理中间件、安全管理中间件以及自适应跳信道中间件；
应用层模块，用于网络资源管理、安全管理和设备管理。
在本实施例中，无线传输单元为SubGHz频段无线传输设备，其组成包括LPF、匹配电路、巴伦电路、射频前端、基带部分，无线通信的物理属性是波长越长、频率越低，电磁波的绕射能力越强、阴影区越小，环境适应性越强。因此，在追求高可靠性、确定性的通信***中SubGHz通信网较1.8GHz和2.4GHz网表现出更明显的优势。对于配用电信息网络确定性强、可靠性高的特点，应采用SubGHz频段的信息网，通过本实施例实现了SubGHz网络多形态多频段通信业务的协同。采用跨频段组网技术将230M/433M/470M/780MHz子网与骨干网联合调度，采取多频段组网多形态接入的协同通信机制进行通信，并采用算法实现。
最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (10)

1.一种基于多频段融合的配用电通信无线自组网方法，其特征在于：包括建立多频段融合无线自组网协议模型，对所述多频段融合无线自组网协议模型中的适配层的标准帧格式进行扩展，加入描述和指示实时调度信息，用于多频段多信道传输和业务数据流调度，进行多频段自组网的多频段适配。
2.根据权利要求1所述的基于多频段融合的配用电通信无线自组网方法，其特征在于：所述多频段融合无线自组网协议模型包括
应用层，用于通过用户应用进程为用户提供应用和服务；
还包括传输层、网络层、适配层、数据链路层、媒体接入层和物理层，所述多频段包括230MHz、433MHz、470MH和780MHz。
3.根据权利要求1所述的基于多频段融合的配用电通信无线自组网方法，其特征在于：根据确定性调度分配的节点间的时隙偏移和跳信道过程的信道质量，选取最佳的路径进行数据通信。
4.根据权利要求3所述的基于多频段融合的配用电通信无线自组网方法，其特征在于：分别将确定性调度所产生的时隙偏移和跳信道过程中所选信道的信道质量作为权值，同时将IPv6传感网子网转换为分别以所述两组权值组成的两个加权图，根据所述加权图生成延时最小，且信道质量最佳的路径进行数据通信。
5.根据权利要求2所述的基于多频段融合的配用电通信无线自组网方法，其特征在于：将应用层划分出一个应用子层，所述应用层设置有应用层主状态机，所述应用子层设置有应用支持子层主状态机和应用支持子层接收状态机；
所述应用层主状态机用于管理用户应用进程、设备应用进程以及调用应用支持子层服务请求原语；
所述应用支持子层接收状态机用于解析协议，调用上层服务指示原语或者进入主状态机执行服务响应原语；
所述应用支持子层主状态机用于网络管理、安全管理、报文聚合与解聚以及调用传输层服务请求原语。
6.根据权利要求1所述的基于多频段融合的配用电通信无线自组网方法，其特征在于：对所述多频段融合无线自组网协议模型中的适配层的标准帧格式进行扩展包括当一个报文使用多个适配层头时，按Mesh编址头、调度头、广播头和分片头进行顺序装载。
7.根据权利要求1所述的基于多频段融合的配用电通信无线自组网方法，其特征在于：在无线网络中设置多个能量管理器，所述能量管理器的进程运行于路由设备内部，每个能量管理器分别管理各自的多个子节点设备。
8.根据权利要求7所述的基于多频段融合的配用电通信无线自组网方法，其特征在于：对子节点设备采用深度休眠、射频休眠和动态数据缓存，并通过能量管理进程进行节能参数的动态设置，当被监测数据波动较小的时，控制子节点设备自动增加自身休眠时间。
9.一种基于多频段融合的配用电通信无线自组网***，其特征在于：主控单元、外部接口单元、无线传输单元和电源单元；
所述无线传输单元，通过建立多频段融合无线自组网协议模型，对所述多频段融合无线自组网协议模型中的适配层的标准帧格式进行扩展，加入描述和指示实时调度信息，对多频段多信道传输和业务数据流调度，进行多频段自组网的多频段适配。
10.根据权利要求1所述的基于多频段融合的配用电通信无线自组网***，其特征在于：所述多频段融合无线自组网协议模型包括
应用层，用于通过用户应用进程为用户提供应用和服务；
还包括传输层、网络层、适配层、数据链路层、媒体接入层和物理层，所述多频段包括230MHz、433MHz、470MH和780MHz；
所述无线传输单元包括
硬件抽象层模块，用于硬件驱动和bootloader；
中间层模块，用于提供时间同步中间件、调度算法中间件、无线路由算法中间件、***管理中间件、安全管理中间件以及自适应跳信道中间件；
应用层模块，用于网络资源管理、安全管理和设备管理。
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