CN110401971B - 一种基于230MHz电力专有频段智能自组网的通信方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基于230MHz电力专有频段智能自组网的通信方法，涉及电力数据采集通信领域。目前电力数据采集设备之间主要采用线型拓扑结构，存在组网的覆盖范围小、传输距离近、网络地址分配复杂问题。本发明包括步骤：在传输距离覆盖范围内的其他节点收到入网申请后，答复响应；发送入网申请的节点收到多个相邻节点返回的路径数据后，按到中心节点层级少的优先、层级相同的则信号强的优先规则排序，依次给每条路径发送入网验证请求；发送入网验证的节点如果收到中心节点鉴权成功消息，则完成入网，并更新路由表，把当前路由路径设为默认。本技术方案解决了因距离远无法进行点对点直接无线通讯的问题，保证了无线网络的有效构建。

Description

一种基于230MHz电力专有频段智能自组网的通信方法
技术领域
本发明涉及电力数据采集通信领域，尤其涉及一种基于230MHz电力专有频段智能自组网的通信方法。
背景技术
目前电力数据采集设备之间主要采用线型拓扑结构。表计与集中器等之间当采用无线组网方式时，其主要是由一个根节点和若干个路由节点组成；存在组网的覆盖范围小、传输距离近、网络地址分配复杂问题。
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，提供一种基于230MHz电力专有频段智能自组网的通信方法，以达到扩大无线自组网的覆盖范围的目的。为此，本发明采取以下技术方案。
一种基于230MHz电力专有频段智能自组网的通信方法，其特征在于包括自组网，所述的自组网步骤包括：
1）部署无线路由器，无线路由器上行通过光纤、无线专网或无线公网接入业务主站，当其作为自组网的中心节点时，需设置授权接入的终端通信模块档案列表；
2）部署终端通信模块，终端通信模块启动完成后作为一个网络节点，广播发送入网申请，正常流程进入步骤3，如未收到应答信号，模块继续等待响应，直到超时；如超时，经过一段时间后，终端通信模块再次广播发送入网申请，直到收到入网申请响应或通过命令使模块退出入网申请状态；
3）在传输距离覆盖范围内的其他节点收到入网申请后，答复响应 ，响应内容为该节点到中心节点的路径；如申请入网的终端直连于中心节点，则本步骤略过；
4）发送入网申请的节点，收到多个相邻节点返回的路径数据后，按到中心节点层级少的优先、层级相同的则信号强的优先规则排序，建立路由表，随后按路由顺序，依次尝试给每条路径发送入网验证请求“ready”；
5）中心节点收到入网验证请求，判断请求节点地址是否在授权档案内，如在档案内，则中心节点分配一个2字节的唯一标识给子节点作为短号，并回复鉴权成功消息，同时把该节点到中心节点的路由路径，加入中心节点的路由列表，否则回复鉴权失败消息；该短号作为之后中心节点和该子节点通信涉及地址；
6）发送入网验证的节点如果收到中心节点鉴权成功消息，则完成入网，并更新路由表，把当前路由路径设为默认，完成该节点的自组入网。发送；信息给中心节点，入网流程结束。
本技术方案适用于230MHz电力专有频段下的无线自组网数据传输方案，实现数据收发，网络层实现无线自组网功能。网络层之上，数据实现透传，供应用层承载不同应用，整个无线网络在构建过程中自行完成，实现了无线网络自组；解决了因距离远无法进行点对点直接无线通讯的问题，保证了无线网络的有效构建。本发明所提供的数据传输方法按层次转发方式保证了数据传输的有效传递；解决了多节点传输数据导致数据冲突的问题。
作为优选技术手段：还包括数据传输步骤：所述数据传输步骤包括业务主站下发事件的数据传输；自组网形成后，当主站需要下发事件时，主站先发送消息给无线中继器，该消息带终端通信模块档案编号，简称为长号，无线路由器根据长号找到对应短号和路由路径，无线中继器根据路由路径将消息下发给对应子节点终端通信模块。
作为优选技术手段：所述数据传输步骤包括终端通信模块主动上报事件的数据传输，自组网形成后，终端通信模块主动上报事件流程是终端通信模块根据默认路由路径，先把消息发送给无线路由器，路由器把消息上报主站。
有益效果：
一、整个无线网络在构建过程中自行完成，实现了无线网络自组；解决了因距离远无法进行点对点直接无线通讯的问题，保证了无线网络的有效构建，实现基于230MHz无线自组网，提高覆盖范围，增加传输距离，降低网络地址传输流量，增加了通信稳定性和可靠性。
二、所提供的数据传输方法按层次转发方式保证了数据传输的有效传递，解决了多节点传输数据导致数据冲突的问题。
三、终端通信模块档案编号唯一，但长度较长，有16个字节，根据终端通信模块只需在一个无线中继器下编号唯一的业务需求；在一个无线中继器组网范畴内，为每个终端通信模块分配一个唯一的2字节短号，每次通信可减少14个字节，有效节约网络流量。
附图说明
图1是本发明的自组网流程图。
图2是本发明的拓扑图。
图3是数据包构成图。
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。
本发明的通信方法包括自组网方法和数据传输方法。
一）如图1所示，自组网步骤包括：
1）部署无线路由器，无线路由器上行通过光纤、无线专网或无线公网接入业务主站，当其作为自组网的中心节点时，需设置授权接入的终端通信模块档案列表；
2）部署终端通信模块，终端通信模块启动完成后作为一个网络节点，广播发送入网申请“join request”，正常流程进入步骤3，如未收到应答信号，模块继续等待响应，直到超时；如超时，经过一段时间后，终端通信模块再次广播发送入网申请，直到收到入网申请响应或通过命令使模块退出入网申请状态；
3）在传输距离覆盖范围内的其他节点收到入网申请后，答复响应：“join ack”，响应内容为该节点到中心节点的路径；如申请入网的终端直连于中心节点，则本步骤略过；
4）发送入网申请的节点，收到多个相邻节点返回的路径数据后，按到中心节点层级少的优先、层级相同的则信号强的优先规则排序，建立路由表，随后按路由顺序，依次尝试给每条路径发送入网验证请求“ready”；
5）中心节点收到入网验证请求，判断请求节点地址是否在授权档案内，如在档案内，则中心节点分配一个2字节的唯一标识给子节点作为短号，并回复鉴权成功消息，同时把该节点到中心节点的路由路径，加入中心节点的路由列表，否则回复鉴权失败消息；该短号作为之后中心节点和该子节点通信涉及地址；回复信息为“confirm request”；
6）发送入网验证的节点如果收到中心节点鉴权成功消息，则完成入网，并更新路由表，把当前路由路径设为默认，完成该节点的自组入网。发送“confirm ack”信息给中心节点，入网流程结束。
本技术适用于230MHz电力专有频段下的无线自组网数据传输方案，该技术基于semtech公司的SX126x系列无线低功耗芯片，mac层采用LoraMac，实现数据收发，网络层实现无线自组网功能。网络层之上，数据实现透传，供应用层承载不同应用，整个无线网络在构建过程中自行完成，实现了无线网络自组；解决了因距离远无法进行点对点直接无线通讯的问题，保证了无线网络的有效构建。本发明所提供的数据传输方法按层次转发方式保证了数据传输的有效传递；解决了多节点传输数据导致数据冲突的问题，网络拓扑如图2所示。
数据传输步骤：所述数据传输步骤包括业务主站下发事件的数据传输；自组网形成后，当主站需要下发事件时，主站先发送消息给无线路由器，该消息带终端通信模块档案编号，简称为长号，无线路由器根据长号找到对应短号和路由路径，无线路由器根据路由路径将消息下发给对应子节点终端通信模块。
二）数据传输
数据传输流程可分为业务主站下发事件给指定终端通信模块和终端通信模块主动上报事件两种。
主站下发事件给指定终端通信模块流程是主站先发送消息给无线路由器，该消息带终端通信模块档案编号，简称为长号，然后根据长号找到对应短号和路由路径，实现消息下发给终端通信模块。
终端通信模块主动上报事件流程是终端通信模块根据默认路由路径，先把消息发送给无线路由器，路由器把消息上报主站。
终端通信模块进行数据传输时，数据包构成如图3所示。
以上图1-2所示的一种基于230MHz电力专有频段智能自组网的通信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，对其进行形状、结构等方面的等同修改，均在本方案的保护范围之列。

Claims (3)

1.一种基于230MHz电力专有频段智能自组网的通信方法，其特征在于包括自组网方法，所述的自组网步骤包括：
1）部署无线路由器，无线路由器上行通过光纤、无线专网或无线公网接入业务主站，当其作为自组网的中心节点时，需设置授权接入的终端通信模块档案列表；
2）部署终端通信模块，终端通信模块启动完成后作为一个网络节点，广播发送入网申请，正常流程进入步骤3，如未收到应答信号，模块继续等待响应，直到超时；如超时，经过一段时间后，终端通信模块再次广播发送入网申请，直到收到入网申请响应或通过命令使模块退出入网申请状态；
3）在传输距离覆盖范围内的其他节点收到入网申请后，答复响应 ，响应内容为该节点到中心节点的路径；如申请入网的终端直连于中心节点，则本步骤略过；
4）发送入网申请的节点，收到多个相邻节点返回的路径数据后，按到中心节点层级少的优先、层级相同的则信号强的优先规则排序，建立路由表，随后按路由顺序，依次尝试给每条路径发送入网验证请求；
5）中心节点收到入网验证请求，判断请求节点地址是否在授权档案内，如在档案内，则中心节点分配一个2字节的唯一标识给子节点作为短号，并回复鉴权成功消息，同时把该节点到中心节点的路由路径，加入中心节点的路由列表，否则回复鉴权失败消息；该短号作为之后中心节点和该子节点通信涉及地址；
6）发送入网验证的节点如果收到中心节点鉴权成功消息，则完成入网，并更新路由表，把当前路由路径设为默认，完成该节点的自组入网；发送信息给中心节点，入网流程结束。
2.根据权利要求1所述的一种基于230MHz电力专有频段智能自组网的通信方法，其特征在于：还包括数据传输方法，数据传输包括业务主站下发事件的数据传输；自组网形成后，当主站需要下发事件时，主站先发送消息给无线路由器，该消息带终端通信模块档案编号，简称为长号，无线路由器根据长号找到对应短号和路由路径，无线路由器根据路由路径将消息下发给对应子节点终端通信模块。
3.根据权利要求2所述的一种基于230MHz电力专有频段智能自组网的通信方法，其特征在于：所述的数据传输还包括终端通信模块主动上报事件的数据传输，自组网形成后，终端通信模块主动上报事件流程是终端通信模块根据默认路由路径，先把消息发送给无线中继器，中继器把消息上报主站。
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