CN107911846B - 一种微功率无线网络子节点的网络选择方法 - Google Patents

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Abstract

一种微功率无线网络子节点的网络选择方法,涉及用电信息采集领域。从子节点离网到重新成功加入需要一定的时间，可能会现业务数据丢失。本发明为：子节点利用同步网络每个时隙中的空闲时间，在处理完自身网络的操作后，进入周边网络扫描，其中一个是自身网络的正常跳频频点，另一个是各信道驻留的慢跳频扫描频点；通过长时间的周边网络扫描，获取基本完整的周边邻居网络信息；根据邻居网络信息，综合比较与自身网络条件的优劣，做出是否切换至其他网络的决定。本技术方案的子节点可以在自身网络正常通信状态下，进行周边网络的扫描，不影响正常的工作，一旦出现网络不理想、断网等情况，可以及时转网，避免出现数据丢失的情况。

Description

一种微功率无线网络子节点的网络选择方法
技术领域
本发明涉及用电信息采集领域，尤其指一种微功率无线网络子节点的网络选择方法。
背景技术
电力公司的用电信息采集器***中，集中器可以通过微功率无线方式与电能表或者采集器建立通信，从而远程读取电能表或者采集器的相关数据。集中器上具有的独立CAC模块（Cellular Access Center）作为微功率无线的中心节点，电能表或者采集器是子节点，中心节点与子节点组成一个mesh网络；目前，当子节点自身所在的网络突然出现异常，子节点判断出离网状态需要满足以下三个条件之一：
子节点在N(0<N<4)个心跳周期内未收到主节点点名帧并且未收到主节点回复心跳确认帧；
在规定的最大拓扑版本更新周期内未收到拓扑更新信息；
收到MAC 失步通知后，节点执行离网操作。
因此从子节点开始判断离网状态，到重新成功加入新的网络需要一定的时间，在这段时间内会出现通信中断，导致业务数据丢失。
发明内容
本发明要解决的技术问题和提出的技术任务是对现有技术方案进行完善与改进，提供一种微功率无线网络子节点的网络选择方法，以达到避免通信中断而导致数据丢失的目的。为此，本发明采取以下技术方案。
一种微功率无线网络子节点的网络选择方法，用电信息采集器***中集中器通过微功率无线方式与电能表或者采集器建立通信，远程读取电能表或者采集器的相关数据；集中器上具有的独立CAC模块作为微功率无线网络的中心节点，电能表或者采集器是子节点，中心节点与子节点组成一个mesh网络；其特征在于网络选择方法为：子节点利用同步网络每个时隙中的空闲时间，在处理完自身网络的操作后，进入周边网络扫描，即子节点在每个接收时隙进行双频点扫描，其中一个是自身网络的正常跳频频点，另一个是各信道驻留的慢跳频扫描频点；通过长时间的周边网络扫描，获取基本完整的周边邻居网络信息；根据邻居网络信息，综合比较与自身网络条件的优劣，做出是否切换至其他网络的决定。子节点可以在自身网络正常通信状态下，进行周边网络的扫描，不影响正常的工作，一旦出现网络不理想、断网等情况，可以及时转网，避免出现数据丢失的情况。
作为对上述技术方案的进一步完善和补充，本发明还包括以下附加技术特征。
进一步的，邻居网络检测的慢跳频周期设定为32个超帧时间，并且仅处理有效的信标信息；维护时隙周期中，不进入慢跳频扫描，即不做邻居网络检测；一旦节点启动切换，其入网过程与正常入网流程一致。子节点可以在自身网络正常通信状态下，进行周边网络的扫描，不影响正常的工作，一旦出现掉网，可以及时转网，不会出现数据丢失的情况。
进一步的，网络选择方法包括以下步骤：
11）在接收时隙时启动最优网络选择工作；
12）判断是否在超时时间内检测到本网络信标前导，若在超时时间内检测到本网络信标前导，则等待本网络报文，若超时时间内检测到本网络报文，则接收本网络报文，若超时时间内未检测到本网络报文，则切换至目标扫描频点，启动慢跳频扫描；在接收本网络报文后和超时时间内未检测到本网络信标前导时，也切换至目标扫描频点，启动慢跳频扫描；
13）持续接收报文，如果是有效信标，则记录邻居网络信息；
14）判断时隙是否结束，若没有结束，则继续步骤13）；若时隙结束，则比较邻居网络与本网络链路质量信息；
15）判断邻居网络是否优于本网络，包括网络层级、链路质量、网络规模因素；
16）若邻居网络优于本网络，则执行入网相关操作，否则结束，等待下次的接收时隙开始。
进一步的，正常入网步骤包括：中心节点上电之后会先进行信道扫描，确定正常跳频的信道列表，随后进行发送信标帧、信道监听、等待子节点入网申请等一系列组网的操作；子节点则上电后通过在所有信道驻留监听信道上的内容，接收到信标帧之后完成网络同步，然后执行发现网络后的入网操作，入网后根据周期性收到的信标帧内容进行正常的跳频，并维护本网络的相关信息。
有益效果：子节点可以在自身网络正常通信状态下，进行周边网络的扫描，不影响正常的工作，一旦出现网络不理想、断网等情况，可以及时转网，避免出现数据丢失的情况。
附图说明
图1是本发明流程图。
图2是本发明组网入网流程图。
具体实施方式
以下结合说明书附图对本发明的技术方案做进一步的详细说明。
用电信息采集器***中集中器通过微功率无线方式与电能表或者采集器建立通信，远程读取电能表或者采集器的相关数据；集中器上具有的独立CAC模块作为微功率无线网络的中心节点，电能表或者采集器是子节点，中心节点与子节点组成一个mesh网络。
如图1所示：本发明包括以下步骤：
11）在接收时隙时启动最优网络选择工作；
12）判断是否在超时时间内检测到本网络信标前导，若在超时时间内检测到本网络信标前导，则等待本网络报文，若超时时间内检测到本网络报文，则接收本网络报文，若超时时间内未检测到本网络报文，则切换至目标扫描频点，启动慢跳频扫描；在接收本网络报文后和超时时间内未检测到本网络信标前导时，也切换至目标扫描频点，启动慢跳频扫描；
13）持续接收报文，如果是有效信标，则记录邻居网络信息；
14）判断时隙是否结束，若没有结束，则继续步骤13）；若时隙结束，则比较邻居网络与本网络链路质量信息；
15）判断邻居网络是否优于本网络，包括网络层级、链路质量、网络规模因素；
16）若邻居网络优于本网络，则执行入网相关操作，否则结束，等待下次的接收时隙开始。
子节点利用同步网络每个时隙中的空闲时间，在处理完自身网络的操作后，进入周边网络扫描，即子节点在每个接收时隙进行双频点扫描，其中一个是自身网络的正常跳频频点，另一个是各信道驻留的慢跳频扫描频点；通过长时间的周边网络扫描，获取基本完整的周边邻居网络信息；根据邻居网络信息，综合比较与自身网络条件的优劣，做出是否切换至其他网络的决定。
进一步的，邻居网络检测的慢跳频周期设定为32个超帧时间，并且仅处理有效的信标信息；维护时隙周期中，不进入慢跳频扫描，即不做邻居网络检测；一旦节点启动切换，其入网过程与正常入网流程一致。
组网入网的流程图如图2所示，其中A节点为中心节点，B、C为子节点，其中B为直接入网节点，C为通过B节点中继入网。中心节点上电之后会先进行信道扫描，确定正常跳频的信道列表，随后进行发送信标帧、信道监听、等待子节点入网申请等一系列组网的操作；子节点则上电后通过在所有信道驻留（慢跳频）监听信道上的内容，接收到信标帧之后完成网络同步，然后执行发现网络后的一系列入网操作，入网后根据周期性收到的信标帧内容进行正常的跳频，并维护本网络的相关信息。
以上图1-2所示的一种微功率无线网络子节点的网络选择方法是本发明的具体实施例，已经体现出本发明实质性特点和进步，可根据实际的使用需要，在本发明的启示下，对其进行等同修改，均在本方案的保护范围之列。

Claims (3)

1.一种微功率无线网络子节点的网络选择方法，用电信息采集器***中集中器通过微功率无线方式与电能表或者采集器建立通信，远程读取电能表或者采集器的相关数据；集中器上具有的独立CAC模块作为微功率无线网络的中心节点，电能表或者采集器是子节点，中心节点与子节点组成一个mesh网络；其特征在于网络选择方法为：子节点利用同步网络每个时隙中的空闲时间，在处理完自身网络的操作后，进入周边网络扫描，子节点在每个接收时隙进行双频点扫描，其中一个是自身网络的正常跳频频点，另一个是各信道驻留的慢跳频扫描频点；通过长时间的周边网络扫描，获取完整的周边邻居网络信息；根据邻居网络信息，综合比较邻居网络与自身网络条件的优劣，做出是否切换至其他网络的决定；
网络选择方法包括以下步骤：
11）在接收时隙时启动最优网络选择工作；
12）判断是否在超时时间内检测到本网络信标前导，若在超时时间内检测到本网络信标前导，则等待本网络报文，若超时时间内检测到本网络报文，则接收本网络报文，若超时时间内未检测到本网络报文，则切换至目标扫描频点，启动慢跳频扫描；在接收本网络报文后、或超时时间内未检测到本网络信标前导时，也切换至目标扫描频点，启动慢跳频扫描；
13）持续接收报文，如果是有效信标，则记录邻居网络信息；
14）判断时隙是否结束，若没有结束，则继续步骤13）；若时隙结束，则比较邻居网络与本网络链路质量信息；
15）判断邻居网络是否优于本网络，包括网络层级、链路质量、网络规模因素；
16）若邻居网络优于本网络，则执行入网相关操作，否则结束，等待下次的接收时隙开始。
2.根据权利要求1所述的一种微功率无线网络子节点的网络选择方法，其特征在于：邻居网络检测的慢跳频周期设定为32个超帧时间，并且子节点仅处理有效的信标信息；维护时隙周期中，不进入慢跳频扫描，不做邻居网络检测；一旦节点启动切换，其入网过程与正常入网流程一致。
3.根据权利要求2所述的一种微功率无线网络子节点的网络选择方法，其特征在于：正常入网步骤包括：中心节点上电之后会先进行信道扫描，确定正常跳频的信道列表，随后进行包括发送信标帧、信道监听、等待子节点入网申请的组网操作；子节点则上电后通过在所有信道驻留监听信道上的内容，接收到信标帧之后完成网络同步，然后执行发现网络后的入网操作，入网后根据周期性收到的信标帧内容进行正常的跳频，并维护本网络的相关信息。
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