CN110661870A - 一种hplc通信组网的方法、装置、存储介质和电子设备 - Google Patents

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Abstract

本公开涉及一种HPLC通信组网的方法，涉及电力线载波通信，该方法包括：当前节点根据预设评估策略判断是否启动入网流程；在启动入网流程后，根据邻居节点的信道质量、层级以及接收到的信标帧个数选择一个节点作为候选代理节点；根据定时器超时发生时刻生成关联请求帧，以向所述候选代理节点发送入网请求。本公开降低了入网时进行代理变更的概率，减少了网络优化阶段SOF帧的条数，提高了载波通道的整体通信效率。

Description

一种HPLC通信组网的方法、装置、存储介质和电子设备
技术领域
本公开涉及电力线载波通信领域，具体地，涉及一种HPLC通信组网的方法、装置、存储介质和电子设备。
背景技术
高速电力线载波通信(High-speed Power line Communication，简称HPLC)是目前国内用电信息采集***建设的主要通信手段之一，在用电信息采集***中，利用该手段主要完成居民用户到配电变压器之间的通信，完成数据采集和费控等功能应用。
现有技术中代理选择通常是以SNR值为基准进行统计，此外，在进行代理选择时可能处于非CSMA时隙，而在CSMA时隙到之前，接收到了新的信标刷新了邻居节点，导致当时选择的代理节点不是最优，最终导致链路的不稳定。
公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。
发明内容
针对上述不足，本公开提供一种HPLC通信组网的方法、装置、存储介质和电子设备，用以优化整个组网流程。
为了实现上述目的，根据本公开实施例的第一方面，提供一种HPLC通信组网的方法，所述方法包括：
当前节点根据预设评估策略判断是否启动入网流程；
在启动入网流程后，根据邻居节点的信道质量、层级以及接收到的信标帧个数选择一个节点作为候选代理节点；
根据定时器超时发生时刻生成关联请求帧，以向所述候选代理节点发送入网请求。
可选的，所述当前节点根据预设评估策略判断是否启动入网流程，包括：
在一个信标周期后，当前节点根据发送信标帧的节点的信道质量和层级选取一个邻居节点进行时钟同步；
在等待三个信标周期后，判断发送信标帧的节点与当前节点的信道质量是否超过预设门限值；
若发送信标帧的节点与当前节点的信道质量超过预设门限值，则启动入网流程。
可选的，所述方法还包括：若发送信标帧的节点与当前节点的信道质量没有超过预设门限值，则在等待一个信标周期后，判断当前节点的邻居节点与当前节点的信道质量是否超过预设的门限值或当前节点接收到的信标帧里显示连续N个信标周期代理节点的个数是否发生变化，N为大于3的正整数；
若当前节点的邻居节点与当前节点的信道质量超过预设的门限值或者当前节点接收到的信标帧里面显示连续N个信标周期代理节点的个数没有发生变化，则启动入网流程。
可选的，所述在启动入网流程后，根据邻居节点的信道质量、层级以及接收到的信标帧个数选择一个节点作为候选代理节点，包括：
按照如下顺序选择一个节点作为候选代理节点：CCO且信道质量大于预设门限值、低层级的节点、PCO、接收到的信标帧个数最多的节点。
可选的，所述根据定时器超时发生时刻生成关联请求帧，以向所述候选代理节点发送入网请求，包括：
若定时器超时T1发生在CSMA时隙，则根据所述候选代理节点生成关联请求帧，以向候选代理节点发送入网请求。
可选的，所述方法还包括：若定时器超时T1发生在非CSMA时隙，则重启定时器，在定时器时间T2超时后，根据所述候选代理节点生成关联请求帧，以向候选代理节点发送入网请求。
可选的，所述方法还包括：设置一个发送关联请求帧的标识，关闭定时器等待下一个CSMA时隙的到来；
在CSMA时隙到来时，清除所述关联请求帧的标识，重启定时器，定时时间T2设置为0到CSMA周期的二分之一之间的随机值。
根据本公开实施例的第二方面，提供一种HPLC通信组网的装置，所述装置包括：
判断单元，用于当前节点根据预设评估策略判断是否启动入网流程；
选择单元，用于在启动入网流程后，根据邻居节点的信道质量、层级以及接收到的信标帧个数选择一个节点作为候选代理节点；
发送单元，用于根据定时器超时发生时刻生成关联请求帧，以向所述候选代理节点发送入网请求。
根据本公开实施例的第三方面，提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现第一方面提供的HPLC通信组网的方法的步骤。
根据本公开实施例的第四方面，提供一种电子设备，包括：
存储器，其上存储有计算机程序；
处理器，用于执行所述存储器中的所述计算机程序，以实现第一方面提供的HPLC通信组网的方法的步骤。
通过上述技术方案，本公开首先根据预设评估策略判断是否启动入网流程；在启动入网流程后，根据邻居节点的信道质量、层级以及接收到的信标帧个数选择一个节点作为候选代理节点；根据定时器超时发生时刻生成关联请求帧，以向所述候选代理节点发送入网请求。本公开降低了入网后进行代理变更的概率，减少了网络优化阶段SOF帧的条数，提高了载波通道的整体通信效率。
本公开的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
附图是用来提供对本公开的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本公开，但并不构成对本公开的限制。在附图中：
图1是根据一示例性实施例示出的一种HPLC通信组网的方法的流程图；
图2是根据一示例性实施例示出的一种HPLC通信组网的方法的部分流程图；
图3是根据一示例性实施例示出的一种HPLC通信组网的方法的部分流程图；
图4是根据一示例性实施例示出的一种HPLC通信组网的装置的框图；
图5是根据一示例性实施例示出的一种电子设备的框图。
具体实施方式
这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本公开相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本公开的一些方面相一致的装置和方法的例子。
在HPLC通信组网过程中，从节点STA在接入网络后，通过网络报文的接收和评估，选定其代理节点，选定代理节点后，需要按照信标中的指示发起关联请求报文，STA收到关联汇总指示报文或者关联确认后，则加入网络，然后STA在每个路由周期中，会根据代理和直连节点的情况进行代理优化。
发明人发现，现有技术中代理选择是以SNR值或者发现列表为基准进行统计，而发现列表的成功率并不能直接反应当前的链路情况，所以导致当前评估的代理节点不是最优的代理节点，此外，在进行代理选择时通常处于非CSMA时隙，而在CSMA时隙到之前，接收到了新的信标刷新了邻居节点，导致当时选择的代理节点不是最合适的，最终导致链路的不稳定。
为解决上述存在的问题，本公开提供了一种HPLC通信组网的方法，应用于从节点，如图1所示，该方法包括：
步骤101，当前节点根据预设评估策略判断是否启动入网流程。
本实施例中，从节点STA收到信标帧后，需要先评估一段时间，在找到符合标准的候选代理后再启动入网流程，从而减少一些不必要的尝试，提高载波通道的整体通信效率。
如图2所示，在一种实施方式中，所述步骤101具体包括：
1011、在一个信标周期后，当前节点根据发送信标帧的节点的信道质量和层级选取一个邻居节点进行时钟同步。
首先，当前节点等待接收信标帧，如果接收到本网络的相同TEI的节点发出的信标帧大于1次，则在当前信标时隙结束后，根据发送信标的节点的信道质量和层级综合考虑选择其中一个比较好的邻居节点进行时钟同步。
1012、在等待三个信标周期后，判断发送信标帧的节点与当前节点的信道质量是否超过预设门限值。
为防止等待时间过长导致整个网络的入网时间太长，以及等待时间过短导致无法选择相对较好的候选代理节点，本实施例中等待的信标周期的个数为三个，可以理解的是，本实施例中的预设门限值的数值与具体的载波芯片有关，可根据不同芯片自行设定，例如，若实际测试过程发现SNR大于30，通信质量就比较稳定，则可以选择30作为预设门限值。
1013、若发送信标帧的节点与当前节点的信道质量超过预设门限值，则启动入网流程。
可以理解的是，预设门限值可以根据经验自行设定，本实施例不做具体限定。
1014、若没有超过预设门限值，则在等待一个信标周期后，判断当前节点的邻居节点与当前节点的信道质量是否超过预设的门限值或当前节点接收到的信标帧里面显示连续N个信标周期代理节点的个数是否发生变化，N为大于3的正整数。
在网络比较大或者集中时，为了避免冲突，首先需考虑SNR较好的节点作为候选代理节点，因为SNR好则意味着与当前节点比较近，这样可以使整个网络一层一层的有序入网，反之，若不考虑SNR，只要收到信标帧就发起入网的话，由于很多STA一起发起入网流程，由于链路上负荷比较大导致冲突相对严重，有些节点可能较难入网，反而浪费时间，造成整个网络组网时间加长。
另一方面，假如STA跟上一级信号一直不好，而STA也需要入网，则可以在网络相对稳定的时候发起入网流程，由于在连续一段时间信标帧里的代理节点个数不发生变化时，意味着网络应相对稳定，此时可发起入网流程。为防止等待时间过长导致整个网络的入网时间太长，以及等待时间过短导致无法选择相对较好的候选代理节点，本实施例中等待的信标周期的个数为三个。
1015、若当前节点的邻居节点与当前节点的信道质量超过预设的门限值或者当前节点接收到的信标帧里面显示连续N个信标周期代理节点的个数没有发生变化，则启动入网流程。
步骤102，在启动入网流程后，根据邻居节点的信道质量、层级以及接收到的信标帧个数选择一个节点作为候选代理节点。
在具体应用中，邻居节点的比较顺序如下：
第一顺位：CCO（Central Coordinator，中央协调器）且信道质量大于预设门限值。即若邻居节点为CCO，且信道质量大于预设门限值，则直接选择CCO作为候选代理节点。
第二顺位：低层级的节点。即在没有第一顺位的情况下，优先选择低层级的节点作为候选代理节点。
第三顺位：PCO（Proxy Coordinator，代理协调器），即在没有第一顺位和第二顺位的情况下，选择PCO作为候选代理节点。
第四顺位：选择接收到的信标帧个数最多的节点作为候选代理节点。
可以理解的是，若连续3个信标周期后，邻居节点中的PCO个数都没有发生变化，也没有邻居节点跟当前节点的信道质量超过门限值，则跳过信道质量门限值的约束，按照如上所述的比较方法从邻居节点中选择一个节点作为候选代理节点。
步骤103、根据定时器超时发生时刻生成关联请求帧，以向候选代理节点发送入网请求。
关联请求帧携带自己的版本信息和候选代理节点的TEI，候选代理节点收到关联请求帧后，若发现该关联请求帧是发给自己的，就转发给CCO，CCO收到后，下发关联确认帧，关联确认帧里面正式认证这个候选代理节点是发起关联请求的节点的代理节点。
本实施例中，STA启动入网流程后，会打开定时器，定时器超时后，根据当前的邻居节点的信息选择一个节点作为候选代理节点，由于定时器的定时时间是一个随机值，也就有说可能在CSMA时隙或非CSMA时隙期间超时。
如图3所示，具体地，步骤103进一步包括：
步骤1031，若定时器超时发生在CSMA时隙，则根据候选代理节点生成关联请求帧，以向候选代理节点发送入网请求。
若定时器时间T1超时发生在CSMA时隙，则根据邻居节点信息立即生成关联请求帧，向候选代理节点发出入网请求。此后当前节点等待候选代理节点返回关联确认帧或者关联汇总帧，如果收到，则关闭定时器，该网路的入网流程结束，否则继续等待定时器时间T1超时。
步骤1032，若定时器超时发生在非CSMA时隙，则设置一个发送关联请求帧的标识，关闭定时器等待下一个CSMA时隙的到来。
步骤1033、在CSMA时隙到来时，清除标识，重启定时器，定时时间T2设置为0到CSMA周期的二分之一之间的随机值。
本实施中，当网络中节点个数较多时，有可能多个节点的发送关联请求帧的定时器同时在信标时隙里面超时，进而需要在刚进入CSMA时隙就竞争发送，进而达不到离散的效果，故而定时器超时时，需对当前时隙做判断，如果不是在CSMA时隙，则指设置一个标识，在CSMA时隙到来时，如果该标识被置位，就启动一个随机延时的定时器去产生关联请求帧（这时标识位的作用已经达到，肯定要清除）。为了保证定时器在当前CSMA时隙期间超时，需要对随机延时的范围做限制。
步骤1034、定时器时间T2超时后，生成关联请求帧并向候选代理节点发出。
具体来说，若在非CSMA时隙期间超时，这时，STA就算根据邻居节点信息生成关联请求帧，该关联请求帧也需要等到下一个CSMA时隙到来才能发送出去，而这期间又必定会有一个信标时隙。也就是说在非CSMA时隙生成的关联请求帧在其能够发送的时候，里面的候选代理节点不是根据最新的邻居节点信息选出来的，也就不一定是最合适的。为了避免这种情况，本发明在生成关联请求帧时，需判断超时发生时所处时隙。
本公开当前节点根据预设评估策略判断是否启动入网流程，只有在找到相对合适的候选代理才启动入网流程，从而减少了一些不必要的尝试，提高载波通道的整体通信效率，在启动入网流程后，根据邻居节点的信道质量、层级以及接收到的信标帧个数选择一个节点作为候选代理节点；根据定时器超时发生时刻生成关联请求帧，以向所述候选代理节点发送入网请求。本公开降低了入网时进行代理变更的概率，减少了网络优化阶段SOF帧的条数。即使处于非CSMA时隙时，也能选取到最优的候选代理节点，最终链路的性能更稳定。
图4是根据一示例性实施例示出的一种HPLC通信组网的装置的框图，如图4所示，该装置400包括：
判断单元41，用于当前节点根据预设评估策略判断是否启动入网流程；
选择单元42，用于在启动入网流程后，根据邻居节点的信道质量、层级以及接收到的信标帧个数选择一个节点作为候选代理节点；
发送单元43，用于根据定时器超时发生时刻生成关联请求帧，以向所述候选代理节点发送入网请求。
关于上述实施例中的装置，其中各个模块执行操作的具体方式已经在有关该方法的实施例中进行了详细描述，此处将不做详细阐述说明。
综上所述，本公开当前节点根据预设评估策略判断是否启动入网流程，只有在找到相对合适的候选代理才启动入网流程，从而减少了一些不必要的尝试，提高载波通道的整体通信效率，在启动入网流程后，根据邻居节点的信道质量、层级以及接收到的信标帧个数选择一个节点作为候选代理节点；根据定时器超时发生时刻生成关联请求帧，以向所述候选代理节点发送入网请求。本公开降低了入网时进行代理变更的概率，减少了网络优化阶段SOF帧的条数。即使处于非CSMA时隙时，也能选取到最优的候选代理节点，最终链路的性能更稳定。
图5是根据一示例性实施例示出的一种电子设备500的框图。例如，电子设备500可以被提供为一服务器。参照图5，电子设备500包括处理器522，其数量可以为一个或多个，以及存储器532，用于存储可由处理器522执行的计算机程序。存储器532中存储的计算机程序可以包括一个或一个以上的每一个对应于一组指令的模块。此外，处理器522可以被配置为执行该计算机程序，以执行上述的HPLC通信组网的方法。
另外，电子设备500还可以包括电源组件526和通信组件550，该电源组件526可以被配置为执行电子设备500的电源管理，该通信组件550可以被配置为实现电子设备500的通信，例如，有线或无线通信。此外，该电子设备500还可以包括输入/输出（I/O）接口558。电子设备500可以操作基于存储在存储器532的操作***，例如Windows ServerTM，Mac OSXTM，UnixTM, LinuxTM等等。
在另一示例性实施例中，还提供了一种包括程序指令的计算机可读存储介质，该程序指令被处理器执行时实现上述的HPLC通信组网的方法的步骤。例如，该计算机可读存储介质可以为上述包括程序指令的存储器532，上述程序指令可由电子设备500的处理器522执行以完成上述的HPLC通信组网的方法。
以上结合附图详细描述了本公开的优选实施方式，但是，本公开并不限于上述实施方式中的具体细节，在本公开的技术构思范围内，可以对本公开的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本公开的保护范围。
另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本公开对各种可能的组合方式不再另行说明。
以上结合附图详细描述了本公开的优选实施方式，但是，本公开并不限于上述实施方式中的具体细节，在本公开的技术构思范围内，可以对本公开的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本公开的保护范围。
另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本公开对各种可能的组合方式不再另行说明。
此外，本公开的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本公开的思想，其同样应当视为本公开所公开的内容。

Claims (10)

1.一种HPLC通信组网的方法，应用于从节点，其特征在于，所述方法包括：
当前节点根据预设评估策略判断是否启动入网流程；
在启动入网流程后，根据邻居节点的信道质量、层级以及接收到的信标帧个数选择一个节点作为候选代理节点；
根据定时器超时发生时刻生成关联请求帧，以向所述候选代理节点发送入网请求。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述当前节点根据预设评估策略判断是否启动入网流程，包括：
在一个信标周期后，当前节点根据发送信标帧的节点的信道质量和层级选取一个邻居节点进行时钟同步；
在等待三个信标周期后，判断发送信标帧的节点与当前节点的信道质量是否超过预设门限值；
若发送信标帧的节点与当前节点的信道质量超过预设门限值，则启动入网流程。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
若发送信标帧的节点与当前节点的信道质量没有超过预设门限值，则在等待一个信标周期后，判断当前节点的邻居节点与当前节点的信道质量是否超过预设的门限值或当前节点接收到的信标帧里显示连续N个信标周期代理节点的个数是否发生变化，N为大于3的正整数；
若当前节点的邻居节点与当前节点的信道质量超过预设的门限值或者当前节点接收到的信标帧里面显示连续N个信标周期代理节点的个数没有发生变化，则启动入网流程。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述在启动入网流程后，根据邻居节点的信道质量、层级以及接收到的信标帧个数选择一个节点作为候选代理节点，包括：
按照如下顺序选择一个节点作为候选代理节点：CCO且信道质量大于预设门限值、低层级的节点、PCO、接收到的信标帧个数最多的节点。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据定时器超时发生时刻生成关联请求帧，以向所述候选代理节点发送入网请求，包括：
若定时器超时T1发生在CSMA时隙，则根据所述候选代理节点生成关联请求帧，以向候选代理节点发送入网请求。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
若定时器超时T1发生在非CSMA时隙，则重启定时器，在定时器时间T2超时后，根据所述候选代理节点生成关联请求帧，以向候选代理节点发送入网请求。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
设置一个发送关联请求帧的标识，关闭定时器等待下一个CSMA时隙的到来；
在CSMA时隙到来时，清除所述关联请求帧的标识，重启定时器，定时时间T2设置为0到CSMA周期的二分之一之间的随机值。
8.一种HPLC通信组网的装置，其特征在于，所述装置包括：
判断单元，用于当前节点根据预设评估策略判断是否启动入网流程；
选择单元，用于在启动入网流程后，根据邻居节点的信道质量、层级以及接收到的信标帧个数选择一个节点作为候选代理节点；
发送单元，用于根据定时器超时发生时刻生成关联请求帧，以向所述候选代理节点发送入网请求。
9.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该程序被处理器执行时实现权利要求1-7中任一项所述方法的步骤。
10.一种电子设备，其特征在于，包括：
存储器，其上存储有计算机程序；
处理器，用于执行所述存储器中的所述计算机程序，以实现权利要求1-7中任一项所述方法的步骤。
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