CN105764109A - 一种低压用电采集无线集抄***组网方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种低压用电采集无线集抄***组网方法，包括以下步骤：S1、备份子节点当前路由表和场强表；S2、使用二次信标的方式进行组网；S3、使用备份路由收集子节点场强表；S4、三级场强门限逐级放开的方式收集场强表；S5、放开场强门限，遍历场强表的方式计算子节点路由，包括计算层次及路由权值等，根据权值规则保留高优先级路由；S6、根据备份路由调整路由表及路由权值。本发明采用新的信标转发方式、新的场强表收集方式、新的路由计算方法等，在兼容现有标准的情况下，能提高组网速度和组网成功率，并能选择出最稳健的无线通信路由。

Description

一种低压用电采集无线集抄***组网方法
技术领域
本发明涉及智能电表无线数据采集领域，更具体的说，是涉及一种低压用电采集无线集抄***组网方法。
背景技术
2013年，国家电网公司发布了Q/GDW11016-2013《电力用户用电信息采集***通信协议第4部分：基于微功率无线通信的数据传输协议》。该标准明确了无线网络的组网流程框架，也提供了一些路由算法做参考，但对其中的信标转发方式、场强收集方式、路由算法等，并没有深入细化，也未做强制规定。现有的一些常规组网流程，在某些特殊情况下组网成功率低、组网速度慢、并且由于环境的变化，导致路由的稳健性变差。
发明内容
有鉴于此，有必要针对上述问题，提供一种低压用电采集无线集抄***组网方法，兼容现有标准的情况下，能提高组网速度和组网成功率，并能选择出最稳健的无线通信路由。
为了实现上述目的，本发明的技术方案如下：
一种低压用电采集无线集抄***组网方法，包括以下步骤：
S1、备份子节点当前路由表和场强表；
S2、使用二次信标的方式进行组网；
S3、使用备份路由收集子节点场强表；
S4、三级场强门限逐级放开的方式收集场强表；
S5、放开场强门限，遍历场强表的方式计算子节点路由表，包括计算层次及路由权值等，根据权值规则保留高优先级路由；
S6、根据备份路由调整路由表及路由权值。
作为优选的，所述步骤S2中，所述每个子节点可两次转发信标，且两次信标帧的网络规模有微调，可改变子节点的时隙碰撞情况。
作为优选的，所述步骤S3中，还包括维护中心节点邻居，并收集中心节点邻居的场强表。
作为优选的，所述步骤S4中，使用三级场强门限，逐级降低场强门限，以路径信号强度优先的方式收集场强表。
作为优选的，所述步骤S5中，从第一层节点开始，由上往下逐层遍历场强表，搜索可用路由，路由搜索时，不限制场强值，场强门限仅作为路由权值的依据，在计算路由权值时使用；搜索路由时，如果子节点路由表未满，则保存所有搜索到的路由；如果子节点路由数已经到最大值，则使用场强门限规则保留高优先级。
作为优选的，所述场强门限规则为：首先使用信号场强达标的路由，替换信号场强不达标的路由；包括：
路由长度规则：在都满足场强门限的路由中，保留中继节点最少的路由；
信号强度规则：在都不满足场强门限的路由中，保留信号场强最强的路由。
作为优选的，所述路由长度规则具体包括：
重复节点规则：在路由长度相同的路由中，保留重复节点最少的路由；
信号强度规则：重复节点数相同的路由，保留信号场强最强的路由。
作为优选的，所述信号强度规则具体包括：
路由长度规则：在信号强度相同的路由中，保留中继节点最少的路由；
重复节点规则：在中继节点相同的路由中，保留重复节点最少的路由。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：本发明提供了一种新的组网流程，包括新的信标转发方式、新的场强表收集方式、新的路由计算方法等，在兼容现有标准的情况下，能提高组网速度和组网成功率，并能选择出最稳健的无线通信路由。
附图说明
图1为本发明实施例的方法框图；
图2为本发明实施例的方法的具体流程图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明所述的一种低压用电采集无线集抄***组网方法作进一步说明。
以下是本发明所述的一种低压用电采集无线集抄***组网方法的最佳实例，并不因此限定本发明的保护范围。
如图1和图2所示，本发明的一种低压用电采集无线集抄***组网方法，包括以下步骤：
S1、启动组网，备份子节点当前路由表和场强表；在中心节点参数和档案没有改变的情况下，如果子节点已经在网并且有网络的运行状态统计信息，那么在新的组网过程中，可以参考和使用旧的路由表和场强表，从而提高组网成功率、组网速度，提高路由稳健性；
S2、使用二次信标的方式进行组网；二次信标组网的方式，每个子节点有两次转发信标的机会，并且两次信标帧的网络规模有微调，可以改变子节点的时隙碰撞情况，从而很大程度上减少信标转发失败的问题；
S3、使用备份路由收集子节点场强表；场强表反映了节点之间的相互关系，是路由计算的主要依据；在一般的组网流程中，是从中心节点邻居表开始，逐层向外收集子节点的场强表，这种收集方式只是依据上级节点的邻居场强表收集下级子节点场强表，由于使用单向信号强度选择收集路由，所以可能存在路由不稳定，导致场强收集失败。如果使用备份路由收集子节点场强，可以很大程度上避免这类情况，提高场强表的收集速度。
S4、三级场强门限逐级放开的方式收集场强表；
S5、放开场强门限，遍历场强表的方式计算子节点路由表，包括计算层次及路由权值等，根据权值规则保留高优先级路由；
S6、根据备份路由调整路由表及路由权值。在组网过程中，由于干扰等原因，可能导致子节点无路由，或者路由权值不合理。通过备份路由表以及其实际运行统计结果，调整路由表和路由权值后，可以提高组网成功率，以及路由权值的可靠性。
作为优选的，所述步骤S2中，子节点在转发信标的时候，虽然有时隙碰撞检测机制，但是并不能完全避免时隙碰撞的情况。另外，如果在信标转发时受到其他电磁信号的干扰，也可能导致信标转发失败。在一般的一次信标组网流程中，如果信标转发失败，可能会导致该节点组网失败。本发明采用二次信标组网的方式，每个子节点有两次转发信标的机会，并且两次信标帧的网络规模有微调，在本实施例中，第一次发送信标后等待两圈时隙时间，第二次发送信标后等待七圈时隙时间；可以改变子节点的时隙碰撞情况，从而很大程度上减少信标转发失败的问题。由于信标转发是逐层向外扩散的，如果信标间相差两圈时隙周期，相互之间不会产生干扰。
作为优选的，所述步骤S3中，还包括维护中心节点邻居，并收集中心节点邻居的场强表。
作为优选的，所述步骤S4中，使用了三级场强门限，分别通过场强门限1、场强门限2、场强门限3逐级降低场强门限的方式收集子节点场强表。在一般的算法中，是根据中心节点的场强门限，判断场强表的收集路径，在门限设置较低时，可能导致路由不稳定，在场强门限太高时，可能导致没有满足条件的收集路由，使得场强收集很慢或者收集失败。本发明以路径信号强度优先的方式收集场强表，可以提高场强表的收集速度。
作为优选的，所述步骤S5中，从第一层节点开始，由上往下逐层遍历场强表，搜索可用路由，路由搜索时，不限制场强值，场强门限仅作为路由权值的依据，在计算路由权值时使用；搜索路由时，如果子节点路由表未满，则保存所有搜索到的路由；如果子节点路由数已经到最大值，则使用场强门限规则替换。
作为优选的，所述场强门限规则为：首先使用信号场强达标的路由，替换信号场强不达标的路由；包括：
路由长度规则：在都满足场强门限的路由中，保留中继节点最少的路由；
信号强度规则：在都不满足场强门限的路由中，保留信号场强最强的路由。
作为优选的，所述路由长度规则具体包括：
重复节点规则：在路由长度相同的路由中，保留重复节点最少的路由；
信号强度规则：重复节点数相同的路由，保留信号最强的路由。
作为优选的，所述信号强度规则具体包括：
路由长度规则：在信号强度相同的路由中，保留中继节点最少的路由；
重复节点规则：在中继节点相同的路由中，保留重复节点最少的路由。
综上所述，本发明提供了一种新的组网流程，包括新的信标转发方式、新的场强表收集方式、新的路由计算方法等，在兼容现有标准的情况下，能提高组网速度和组网成功率，并能选择出最稳健的无线通信路由。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (8)

1.一种低压用电采集无线集抄***组网方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、备份子节点当前路由表和场强表；
S2、使用二次信标的方式进行组网；
S3、使用备份路由收集子节点场强表；
S4、三级场强门限逐级放开的方式收集场强表；
S5、放开场强门限，遍历场强表的方式计算子节点路由，包括计算层次及路由权值等，根据权值规则保留高优先级路由；
S6、根据备份路由调整路由表及路由权值。
2.根据权利要求1所述的低压用电采集无线集抄***组网方法，其特征在于，所述步骤S2中，所述每个子节点可两次转发信标，且两次信标帧的网络规模有微调，可改变子节点的时隙碰撞情况。
3.根据权利要求1所述的低压用电采集无线集抄***组网方法，其特征在于，所述步骤S3中，还包括维护中心节点邻居，并收集中心节点邻居的场强表。
4.根据权利要求1所述的低压用电采集无线集抄***组网方法，其特征在于，所述步骤S4中，使用三级场强门限，逐级降低场强门限，以路径信号强度优先的方式收集场强表。
5.根据权利要求1所述的低压用电采集无线集抄***组网方法，其特征在于，所述步骤S5中，从第一层节点开始，由上往下逐层遍历场强表，搜索可用路由，路由搜索时，不限制场强值，场强门限仅作为路由权值的依据，在计算路由权值时使用；搜索路由时，如果子节点路由表未满，则保存所有搜索到的路由；如果子节点路由数已经到最大值，则使用路由权值规则保留高权值路由。
6.根据权利要求5所述的低压用电采集无线集抄***组网方法，其特征在于，所述场强门限规则为：首先使用信号场强达标的路由，替换信号场强不达标的路由；具体包括：
路由长度规则：在都满足场强门限的路由中，保留中继节点最少的路由；
信号强度规则：在都不满足场强门限的路由中，保留信号场强最强的路由。
7.根据权利要求6所述的低压用电采集无线集抄***组网方法，其特征在于，所述路由长度规则具体包括，在路由长度相同时：
重复节点规则：在路由长度相同的路由中，保留重复节点最少的路由；
信号强度规则：重复节点数相同的路由，保留信号场强最强的路由。
8.根据权利要求6所述的低压用电采集无线集抄***组网方法，其特征在于，所述信号强度规则具体包括，在信号强度相同时：
路由长度规则：在信号强度相同的路由中，保留中继节点最少的路由；
重复节点规则：在中继节点相同的路由中，保留重复节点最少的路由。
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