CN111885507B - 一种双介质融合通信网络的感知方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种双介质融合通信网络的感知方法，涉及通信技术领域，主要解决了双介质通信网络感知方法存在的两种介质网络独立感知、信道资源利用不充分、业务数据传输时效性差的技术问题。该发明应用于双介质融合的Mesh网络，包括：网络中心节点先完成双介质融合通信组网；选取感知节点及感知路径；构造双介质并行感知超帧，通过网络子节点并行广播发送信标至网络；再构造双介质串行感知超帧，通过感知节点交替广播发送信标至网络；若已加入网络的网络子节点接收到感知信息，则完成网络同步；若未加入网络的网络子节点接收到感知信息，则根据感知信息发起入网请求。因此，本发明具有高效率、高传输速度、高感知能力的特点。
Description
技术领域
本发明涉及通信技术领域，尤其涉及一种双介质融合通信网络的感知方法。
背景技术
泛在电力物联网将电力用户及其设备、电网企业及其设备、发电企业及其设备、供应商及其设备，以及人和物连接起来，产生共享数据，为用户、电网、发电、供应商和政府社会服务；以电网为枢纽，发挥平台和共享作用，为全行业和更多市场主体发展创造更大机遇，提供价值服务。
而本地通信网是泛在电力物联网的重要组成部分。现有的本地通信网解决方案主要有：窄带载波网络、宽带电力线载波网络、微功率无线网络、窄带电力线载波和微功率无线双介质通信网络、宽带电力线载波和微功率无线双介质通信网络。其中，网络感知是本地通信网络运行维护的关键环节，用于全网节点的发现、网络时间的同步、网络中链路状态变化的感知等，高效的网络感知能够为双介质通信网络路由建立和维护、网络时间同步、业务数据传输提供好的运行基础，是当前研究的重要方向。
现有技术中，网络感知方法通常采用由中心节点发起，以广播方式周期发送，其它节点转发的方式进行。
其中，宽带电力线载波网络(简称HPLC网络)通过信标的发送和站点发现列表报文的收集进行网络感知，包括中央信标、代理信标和发现信标。微功率无线网络(简称RF网络)一般通过广播信标帧和邻居列表的收集进行网络感知。双介质通信网络由于RF通路和HPLC通路的传输速率差异较大，通常对这两个介质网络分别进行感知。
因此，现有的网络感知方法中，所有网络子节点转发信标的方式会产生信道资源的浪费；在网络感知过程中，所有信标在指定的信标时隙内发送，信标时段持续时间较长，将影响业务数据的传输。
发明内容
本发明其中一个目的是为了提出一种双介质融合通信网络的感知方法，解决了现有技术的网络运行维护过程中，双介质通信网络感知方法存在的两种介质网络独立感知、信道资源利用不充分、感知效率低、业务数据传输时效性差的技术问题。本发明优选实施方案中能够达到诸多有益效果，具体见下文阐述。
为实现上述目的，本发明提供了以下技术方案：
本发明的一种双介质融合通信网络的感知方法，其应用于双介质融合的Mesh网络，所述双介质融合的Mesh网络包括：网络中心节点、包围在所述网络中心节点外的至少两层节点层，网络中心节点与节点层上的网络子节点之间及网络子节点之间的无线信道和/或载波信道；所述感知方法包括：
所述网络中心节点广播发送HPLC信标和RF信标，至节点层上的网络子节点，完成双介质融合通信组网；
所述网络中心节点构造双介质并行感知超帧，并行广播发送HPLC信标和RF信标，以使所有网络子节点逐层并行转发HPLC信标和RF信标，其中，双介质并行感知超帧包括并行超帧无线和并行超帧载波；
所述网络中心节点在节点层中，选取感知节点及感知路径；所述网络中心节点构造双介质串行感知超帧，交替广播发送HPLC信标和RF信标，以使感知节点交替转发HPLC信标和RF信标，其中，双介质串行感知超帧包括串行超帧无线和串行超帧载波；
若已加入网络的网络子节点接收到感知信息，则完成网络同步；其中，感知信息为HPLC信标和RF信标；
若未加入网络的网络子节点接收到感知信息，则根据感知信息发起入网请求；
所述网络中心节点在节点层中，选取感知节点及感知路径，包括：
通过通信组网，网络中心节点初步获取每层网络子节点的第一父子关系图，并选取感知节点；
在第N层到第N+1层的网络子节点的第一父子关系图中，当第N层的网络子节点连接第N+1层中最多的网络子节点，则为第N层的第一感知节点，其中，N表示节点层数，N≥1；
网络中心节点记录并存储第N层的第一感知节点及第N层的第一感知节点连接第N+1层的网络子节点的感知路径；并且，在第一父子关系图中剔除第N层的第一感知节点连接第N+1层的网络子节点的感知路径，则网络中心节点得到第N层到第N+1层的网络子节点的第二父子关系图；
在第N层到第N+1层的网络子节点的第二父子关系图中，当第N层的网络子节点连接第N+1层中最多的网络子节点，则为第N层的第二感知节点；
网络中心节点记录并存储第N层的第二感知节点及第N层的第二感知节点连接第N+1层的网络子节点的感知路径；并且，在第二父子关系图中剔除第N层的第二感知节点连接第N+1层的网络子节点的感知路径，则网络中心节点得到第N层到第N+1层的网络子节点的第三父子关系图；
以此类推，当第N+1层的网络子节点筛选完成后，网络中心节点完成记录并存储第N层的感知节点及与第N层感知节点相连接的第N+1层的网络子节点的感知路径；
其中，N+1层为包围在所述网络中心节点最外层的节点层；
所述网络中心节点在节点层中，选取感知节点及感知路径，还包括：
当网络中心节点完成记录和存储第N层的所有感知节点及第N层到第N+1层的感知路径后，开始记录和存储第N-1层的感知节点及第N-1层到第N层的感知路径；
以此类推，当网络中心节点完成记录并存储离网络中心节点最接近的节点层上的感知节点时，网络中心节点结束选取感知节点及感知路径。
进一步的，所述串行超帧无线包括：串行超帧无线的TDMA时段和串行超帧无线的CSMA时段，串行超帧无线的TDMA时段连接串行超帧无线的CSMA时段；
所述串行超帧无线的TDMA时段，用于串行发送的RF信标；
所述串行超帧无线的CSMA时段，用于评估无线信道是否空闲，以使无线信道进行数据传输。
进一步的，所述串行超帧载波包括：第一CSMA时段、第二CSMA时段和串行超帧载波的TDMA时段；所述串行超帧载波的TDMA时段一端连接所述第一CSMA时段，另一端连接所述第二CSMA时段；
所述第一CSMA时段，用于侦听载波信道是否空闲，以使载波信道进行数据传输；
所述串行超帧载波的TDMA时段，用于串行发送的HPLC信标；
所述第二CSMA时段，用于侦听载波信道是否空闲，以使载波信道进行数据传输。
进一步的，所述网络中心节点构造双介质串行感知超帧，交替广播发送HPLC信标和RF信标，以使感知节点交替转发HPLC信标和RF信标，包括：
先在串行超帧无线内，网络中心节点和感知节点发送RF信标，再在串行超帧载波内，网络中心节点和感知节点发送HPLC信标；或，
先在串行超帧载波内，网络中心节点和感知节点发送HPLC信标，再在串行超帧无线内，网络中心节点和感知节点发送RF信标。
进一步的，所述并行超帧无线包括：并行超帧无线的TDMA时段和并行超帧无线的CSMA时段，并行超帧无线的TDMA时段和并行超帧无线的CSMA时段相连接；
所述并行超帧无线的TDMA时段，用于并行发送的RF信标；
所述并行超帧无线的CSMA时段，用于评估无线信道是否空闲，以使无线信道进行数据传输。
进一步的，所述并行超帧载波包括：并行超帧载波的TDMA时段和并行超帧载波的CSMA时段，并行超帧载波的TDMA时段和并行超帧载波的CSMA时段相连接；
所述并行超帧载波的TDMA时段，用于并行发送的HPLC信标；
所述并行超帧载波的CSMA时段，用于侦听载波信道是否空闲，以使载波信道进行数据传输。
进一步的，所述双介质并行感知超帧包括若干个时帧和一个短时帧；所述时帧包括并行超帧无线和并行超帧载波，所述短时帧包括一个并行超帧无线的TDMA时段和一个并行超帧载波的TDMA时段。
进一步的，本发明还包括感知周期，所述感知周期包括一个双介质并行感知超帧和若干个双介质串行感知超帧。
本发明提供的一种双介质融合通信网络的感知方法至少具有如下有益技术效果：
本发明利用双介质融合通信网络的Mesh网络拓扑结构特点，针对现有技术中存在的网络感知过程中无法传输业务数据、大量节点转发信标造成的信道资源浪费的问题，设计了一种双介质融合通信网络的感知方法。本发明包括：网络中心节点广播发送HPLC信标和RF信标，至节点层上的网络子节点，完成双介质融合通信组网；进一步的，网络中心节点构造双介质并行感知超帧，并行广播发送HPLC信标和RF信标，以使所有网络子节点逐层并行转发HPLC信标和RF信标；进一步的，网络中心节点在节点层中，选取感知节点及感知路径；网络中心节点构造双介质串行感知超帧，交替广播发送信标，以使感知节点交替转发HPLC信标和RF信标。
若已加入网络的网络子节点接收到感知信息，则完成网络同步；其中，感知信息为HPLC信标和RF信标；若未加入网络的网络子节点接收到感知信息，则根据感知信息发起入网请求。
本发明的感知周期由一个双介质并行感知超帧和若干个双介质串行感知超帧组成，使用本发明能够解决现有感知技术存在的问题，提高双介质通信网络感知的效率，并且在网络感知过程中保证业务数据的传输。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是双介质融合的Mesh网络的结构示意图；
图2是本发明双介质融合通信网络的感知方法的流程图；
图3是本发明感知节点和感知路径的筛选流程图；
图4是本发明双介质串行感知超帧的结构示意图；
图5是本发明双介质并行感知超帧的结构示意图；
图6是本发明感知周期的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本发明所保护的范围。
参见图1和图2，本发明是一种双介质融合通信网络的感知方法，其应用于双介质融合的Mesh网络，所述双介质融合的Mesh网络包括：网络中心节点、包围在所述网络中心节点外的至少两层节点层，网络中心节点与节点层上的网络子节点之间及网络子节点之间的无线信道和/或载波信道；所述感知方法包括：
S1：所述网络中心节点广播发送HPLC信标和RF信标，至节点层上的网络子节点，完成双介质融合通信组网；
S2：所述网络中心节点构造双介质并行感知超帧，并行广播发送HPLC信标和RF信标，以使所有网络子节点逐层并行转发HPLC信标和RF信标，其中，双介质并行感知超帧包括并行超帧无线和并行超帧载波；
S3：所述网络中心节点在节点层中，选取感知节点及感知路径；所述网络中心节点构造双介质串行感知超帧，交替广播发送HPLC信标和RF信标，以使感知节点交替转发HPLC信标和RF信标，其中，双介质串行感知超帧包括串行超帧无线和串行超帧载波；
S41：若已加入网络的网络子节点接收到感知信息，则完成网络同步；其中，感知信息为HPLC信标和RF信标；
S42：若未加入网络的网络子节点接收到感知信息，则根据感知信息发起入网请求。
需要说明的是，HPLC是高速电力线载波，也称为宽带电力线载波，是在低压电力线上进行数据传输的宽带电力线载波技术。宽带电力线载波通信网络则是以电力线作为通信媒介，实现低压电力用户用电信息汇聚、传输、交互的通信网络。则HPLC信标是高速电力线载波信标。
如图1所示，一个Mesh网络包括一个网络中心节点CAC，围绕网络中心节点CAC的节点层和节点层上的网络子节点DAU，网络中心节点与网络子节点之间及网络子节点之间的无线信道(用虚线连接线表示)和/或载波信道(用实线连接线表示)。因此，本发明的双介质融合通信网络是指Mesh网络中存在无线信道和载波信道这两种传输介质，并且无线信道不仅传输无线信号，还会传输RF信标，载波信道不仅传输载波信号，还会传输HPLC信标。
步骤S1的具体实施方式是网络中心节点发出第一次组网请求，根据预先存储的用户档案资料、无线组网情况和载波组网情况，统计出网络子节点列表和网络子节点的信号强度(场强度)，并且还能设置网络子节点。换言之，通信组网完成所述双介质融合的Mesh网络中所有节点之间通信通道的构建。在进行通信组网时，网络中心节点能获知每个网络子节点的信号强度，设置每个网络子节点的通信时隙，并在通信时隙中发送相关信号给对应的网络子节点。
步骤S2中，网络中心节点构造双介质并行感知超帧，并行广播发送HPLC信标和RF信标至所有的网络子节点，然后，所有网络子节点逐层并行转发HPLC信标和RF信标。
步骤S3中，网络中心节点选取感知节点和感知路径，且存储了感知节点的位置信息。然后，网络中心节点构造双介质串行感知超帧，交替广播发送HPLC信标和RF信标至所有网络子节点，但是，只有感知节点才能转发HPLC信标和RF信标。
步骤S42，若未加入网络的网络子节点接收到感知信息，可以根据信标中的时隙安排等内容，发起入网请求，其中，感知信息为HPLC信标和RF信标。即无论是在双介质串行感知超帧还是双介质并行感知超帧内，发送的HPLC信标和RF信标，只要未入网的网络子节点接收到，就可以根据信标中的时隙安排等内容，发起入网请求。
本发明的感知方法利用双介质融合通信网络的Mesh网络拓扑结构特点，设计了双介质串行感知超帧和双介质并行感知超帧进行信标传输。本发明通过在双介质串行感知超帧内，在感知节点和感知路径上进行交替广播传输信标的方式，选取了能够覆盖全网节点的最小节点集合作为感知节点和连接更广更宽的感知路径，提升了网络感知的效率。本发明通过双介质并行感知超帧并行广播发送信标至所有的网络子节点的方式，保证了网络节点的全覆盖和未入网节点的接入。因此，通过上述关键技术，本发明实现双介质网络状态的高效感知，还具有高效率、高传输速度、覆盖率更广的优点。
步骤S2中，所述网络中心节点在节点层中，选取感知节点及感知路径，包括：(可参见图3)
S21：通过通信组网，网络中心节点初步获取每层网络子节点的第一父子关系图，并选取感知节点；
S22：在第N层到第N+1层的网络子节点的第一父子关系图中，当第N层的网络子节点A连接第N+1层中最多的网络子节点，则为第N层的第一感知节点，其中，N表示节点层数，N≥1；
S23：网络中心节点记录并存储第N层的第一感知节点及第N层的第一感知节点连接第N+1层的网络子节点的感知路径；并且，在第一父子关系图中剔除第N层的第一感知节点连接第N+1层的网络子节点的感知路径，则网络中心节点得到第N层到第N+1层的网络子节点的第二父子关系图；
S24：在第N层到第N+1层的网络子节点的第二父子关系图中，当第N层的网络子节点B连接第N+1层中最多的网络子节点，则为第N层的第二感知节点；
S25：网络中心节点记录并存储第N层的第二感知节点及第N层的第二感知节点连接第N+1层的网络子节点的感知路径；并且，在第二父子关系图中剔除第N层的第二感知节点连接第N+1层的网络子节点的感知路径，则网络中心节点得到第N层到第N+1层的网络子节点的第三父子关系图；
S26：以此类推，当第N+1层的网络子节点筛选完成后，网络中心节点完成记录并存储第N层的感知节点及与第N层感知节点相连接的第N+1层的网络子节点的感知路径；
其中，N+1层为包围在所述网络中心节点最外层的节点层。
需要说明的是，步骤S23中，第N层的第一感知节点连接第N+1层的网络子节点的感知路径包括第N层的第一感知节点、连接第N层的第一感知节点的第N+1层的网络子节点和两者之间的数据传输通道。当在第一父子关系图剔除第N层的第一感知节点连接第N+1层的网络子节点的感知路径时，其实是剔除了第N层的第一感知节点、连接第N层的第一感知节点的第N+1层的网络子节点和两者之间的数据传输通道。同理，步骤S25中，第N层的第二感知节点连接第N+1层的网络子节点的感知路径包括第N层的第二感知节点、连接第N层的第二感知节点的第N+1层的网络子节点和两者之间的数据传输通道。当在第二父子关系图中剔除第N层的第二感知节点连接第N+1层的网络子节点的感知路径时，其实是剔除了第N层的第二感知节点、连接第N层的第二感知节点的第N+1层的网络子节点和两者之间的数据传输通道。并且，在步骤S26中，按照此剔除的方法，对每层的网络子节点进行筛选，直到每层的网络子节点的集合为空集。
步骤S2：所述网络中心节点在节点层中，选取感知节点及感知路径，还包括：
S27：当网络中心节点完成记录和存储第N层的所有感知节点及第N层到第N+1层的感知路径后，开始记录和存储第N-1层的感知节点及第N-1层到第N层的感知路径；
S28：以此类推，当网络中心节点完成记录并存储离网络中心节点最接近的节点层上的感知节点时，网络中心节点结束选取感知节点及感知路径。
需要说明的是，本发明是从最外层的节点层开始筛选感知路径，按照S21至S27的步骤，逐渐筛选到网络中心节点为止。
步骤S3中，网络中心节点构造双介质串行感知超帧，交替广播发送HPLC信标和RF信标，以使感知节点交替转发HPLC信标和RF信标，其中，双介质串行感知超帧包括串行超帧无线和串行超帧载波。
参见图4，串行超帧无线包括：串行超帧无线的TDMA时段和串行超帧无线的CSMA时段，串行超帧无线的TDMA时段连接串行超帧无线的CSMA时段；
所述串行超帧无线的TDMA时段，用于串行发送的RF信标；
所述串行超帧无线的CSMA时段，用于评估无线信道是否空闲，以使无线信道进行数据传输。
串行超帧载波包括：第一CSMA时段、第二CSMA时段和串行超帧载波的TDMA时段；所述串行超帧载波的TDMA时段一端连接第一CSMA时段，另一端连接第二CSMA时段；
所述第一CSMA时段，用于侦听载波信道是否空闲，以使载波信道进行数据传输；
所述串行超帧载波的TDMA时段，用于串行发送的HPLC信标；
所述第二CSMA时段，用于侦听载波信道是否空闲，以使载波信道进行数据传输。
需要解释的是，串行超帧无线和串行超帧载波的时段个数、时段的时隙个数、每个时隙的长度、网络规模等参数均由网络中心节点设定，并通过双介质串行感知超帧按照筛选的感知路径向感知节点发送RF信标和HPLC信标，从而广播至整个网络。
在具体应用中，第一CSMA时段与串行超帧无线的CSMA时段在时间关系上能实现部分重合，第二CSMA时段与串行超帧无线的CSMA时段在时间关系上能实现全部重合；例如，第一CSMA时段有25个时隙，其中最后5个时隙能与串行超帧无线的CSMA时段的时隙重合。
步骤S3中，网络中心节点构造双介质串行感知超帧，交替广播发送HPLC信标和RF信标，以使感知节点交替转发HPLC信标和RF信标，包括：
先在串行超帧无线内，网络中心节点和感知节点发送RF信标，再在串行超帧载波内，网络中心节点和感知节点发送HPLC信标；或，
先在串行超帧载波内，网络中心节点和感知节点发送HPLC信标，再在串行超帧无线内，网络中心节点和感知节点发送RF信标。
需要说明的是，当在串行超帧无线内发送RF信标时，网络中心节点和感知节点只发送RF信标，同时，载波信道进行数据传输。当在串行超帧载波内发送HPLC信标时，网络中心节点和感知节点只发送HPLC信标，同时，无线信道进行数据传输。
本发明采取串行感知超帧的发送方式，即将RF信标和HPLC信标均嵌入串行感知超帧中，还采取了步骤S3中所述的感知节点和感知路径的选取算法，选取能够覆盖全网节点的最小节点集合作为感知节点，提升网络感知的效率
参见图5，并行超帧无线包括：并行超帧无线的TDMA时段和并行超帧无线的CSMA时段，并行超帧无线的TDMA时段和并行超帧无线的CSMA时段相连接；
所述并行超帧无线的TDMA时段，用于并行发送的RF信标；
所述并行超帧无线的CSMA时段，用于评估无线信道是否空闲，以使无线信道进行数据传输。
并行超帧载波包括：并行超帧载波的TDMA时段和并行超帧载波的CSMA时段，并行超帧载波的TDMA时段和并行超帧载波的CSMA时段相连接；
所述并行超帧载波的TDMA时段，用于并行发送的HPLC信标；
所述并行超帧载波的CSMA时段，用于侦听载波信道是否空闲，以使载波信道进行数据传输。
双介质并行感知超帧包括若干个时帧和一个短时帧；所述时帧包括并行超帧无线和并行超帧载波，所述短时帧包括一个并行超帧无线的TDMA时段和一个并行超帧载波的TDMA时段。
需要说明的是，双介质并行感知超帧被划分为N个等长的时帧及1个TDMA短时帧，N个等长的时帧由TDMA时段及CSMA时段组成，TDMA时段及CSMA时段各由一定数量的时隙组成。由于网络规模有可能不是TDMA时段时隙个数的整数倍(即当网络规模％TDMA时段时隙个数≠0)，多出来的节点数量分配到最后的TDMA短时帧里面。
并且，双介质并行感知超帧的每个时隙的长度、网络规模、TDMA时段时隙个数、CSMA时段时隙个数等参数均由网络中心节点设定，并通过并行超帧广播发送至网络子节点，从而至整个网络。
例如，如果节点数为25个，每个时帧只有1个信标(该信标能为HPLC信标或RF信标)，则需要25个时帧。
若每个时帧有2个信标，25/2＝12余1，则需要12个时帧+1短时帧，则在这个短时帧内最后一个节点进行信标的转发。
本发明的双介质并行感知超帧，从时段上可以看出并行超帧无线和并行超帧载波是从网络中心节点同时并行传输至网络中的每个网络子节点的，然而，从时隙上理解，RF信标是配置在并行超帧无线的TDMA时段的时隙中，HPLC信标是配置在并行超帧载波的TDMA时段的时隙中，重要地是，RF信标配置的时隙和HPLC信标配置的时隙是不同的。因此，通过网络中心节点规划使信标在无线信道和载波信道上并行发送，但要避免让一个网络子节点在某个时隙同时在无线信道和载波信道上发送信标。双介质并行感知超帧的传输，还保证网络节点的全覆盖和未入网节点的接入。
参见图6，本发明还包括感知周期，所述感知周期包括一个双介质并行感知超帧和若干个双介质串行感知超帧。
需要说明的是，在感知周期中，一个双介质并行感知超帧后连接若干个双介质串行感知超帧，以完成完整的感知周期内的信标发送。本发明无论双介质串行感知超帧还是双介质并行感知超帧，均都以TDMA时隙+CSMA时隙组成的感知超帧结构，在双介质串行感知超帧的信标传输期间也能够正常进行业务数据的传输，大大提高了双介质融合通信网络的感知效率、感知速度，还保证了感知质量。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。
Claims (8)
1.一种双介质融合通信网络的感知方法，其特征在于，应用于双介质融合的Mesh网络，所述双介质融合的Mesh网络包括：网络中心节点、包围在所述网络中心节点外的至少两层节点层，网络中心节点与节点层上的网络子节点之间及网络子节点之间的无线信道和/或载波信道；所述感知方法包括：
所述网络中心节点广播发送HPLC信标和RF信标，至节点层上的网络子节点，完成双介质融合通信组网；
所述网络中心节点构造双介质并行感知超帧，并行广播发送HPLC信标和RF信标，以使所有网络子节点逐层并行转发HPLC信标和RF信标，其中，双介质并行感知超帧包括并行超帧无线和并行超帧载波；
所述网络中心节点在节点层中，选取感知节点及感知路径；所述网络中心节点构造双介质串行感知超帧，交替广播发送HPLC信标和RF信标，以使感知节点交替转发HPLC信标和RF信标，其中，双介质串行感知超帧包括串行超帧无线和串行超帧载波；
若已加入网络的网络子节点接收到感知信息，则完成网络同步；其中，感知信息为HPLC信标和RF信标；
若未加入网络的网络子节点接收到感知信息，则根据感知信息发起入网请求；
所述网络中心节点在节点层中，选取感知节点及感知路径，包括：
通过通信组网，网络中心节点初步获取每层网络子节点的第一父子关系图，并选取感知节点；
在第N层到第N+1层的网络子节点的第一父子关系图中，当第N层的网络子节点连接第N+1层中最多的网络子节点，则为第N层的第一感知节点，其中，N表示节点层数，N≥1；
网络中心节点记录并存储第N层的第一感知节点及第N层的第一感知节点连接第N+1层的网络子节点的感知路径；并且，在第一父子关系图中剔除第N层的第一感知节点连接第N+1层的网络子节点的感知路径，则网络中心节点得到第N层到第N+1层的网络子节点的第二父子关系图；
在第N层到第N+1层的网络子节点的第二父子关系图中，当第N层的网络子节点连接第N+1层中最多的网络子节点，则为第N层的第二感知节点；
网络中心节点记录并存储第N层的第二感知节点及第N层的第二感知节点连接第N+1层的网络子节点的感知路径；并且，在第二父子关系图中剔除第N层的第二感知节点连接第N+1层的网络子节点的感知路径，则网络中心节点得到第N层到第N+1层的网络子节点的第三父子关系图；
以此类推，当第N+1层的网络子节点筛选完成后，网络中心节点完成记录并存储第N层的感知节点及与第N层感知节点相连接的第N+1层的网络子节点的感知路径；
其中，N+1层为包围在所述网络中心节点最外层的节点层；
所述网络中心节点在节点层中，选取感知节点及感知路径，还包括：
当网络中心节点完成记录和存储第N层的所有感知节点及第N层到第N+1层的感知路径后，开始记录和存储第N-1层的感知节点及第N-1层到第N层的感知路径；
以此类推，当网络中心节点完成记录并存储离网络中心节点最接近的节点层上的感知节点时，网络中心节点结束选取感知节点及感知路径。
2.根据权利要求1所述的感知方法，其特征在于，所述串行超帧无线包括：串行超帧无线的TDMA时段和串行超帧无线的CSMA时段，串行超帧无线的TDMA时段连接串行超帧无线的CSMA时段；
所述串行超帧无线的TDMA时段，用于串行发送的RF信标；
所述串行超帧无线的CSMA时段，用于评估无线信道是否空闲，以使无线信道进行数据传输。
3.根据权利要求1所述的感知方法，其特征在于，所述串行超帧载波包括：第一CSMA时段、第二CSMA时段和串行超帧载波的TDMA时段；所述串行超帧载波的TDMA时段一端连接所述第一CSMA时段，另一端连接所述第二CSMA时段；
所述第一CSMA时段，用于侦听载波信道是否空闲，以使载波信道进行数据传输；
所述串行超帧载波的TDMA时段，用于串行发送的HPLC信标；
所述第二CSMA时段，用于侦听载波信道是否空闲，以使载波信道进行数据传输。
4.根据权利要求2至3任一项所述的感知方法，其特征在于，所述网络中心节点构造双介质串行感知超帧，交替广播发送HPLC信标和RF信标，以使感知节点交替转发HPLC信标和RF信标，包括：
先在串行超帧无线内，网络中心节点和感知节点发送RF信标，再在串行超帧载波内，网络中心节点和感知节点发送HPLC信标；或，
先在串行超帧载波内，网络中心节点和感知节点发送HPLC信标，再在串行超帧无线内，网络中心节点和感知节点发送RF信标。
5.根据权利要求1所述的感知方法，其特征在于，所述并行超帧无线包括：并行超帧无线的TDMA时段和并行超帧无线的CSMA时段，并行超帧无线的TDMA时段和并行超帧无线的CSMA时段相连接；
所述并行超帧无线的TDMA时段，用于并行发送的RF信标；
所述并行超帧无线的CSMA时段，用于评估无线信道是否空闲，以使无线信道进行数据传输。
6.根据权利要求5所述的感知方法，其特征在于，所述并行超帧载波包括：并行超帧载波的TDMA时段和并行超帧载波的CSMA时段，并行超帧载波的TDMA时段和并行超帧载波的CSMA时段相连接；
所述并行超帧载波的TDMA时段，用于并行发送的HPLC信标；
所述并行超帧载波的CSMA时段，用于侦听载波信道是否空闲，以使载波信道进行数据传输。
7.根据权利要求6所述的感知方法，其特征在于，所述双介质并行感知超帧包括若干个时帧和一个短时帧；所述时帧包括并行超帧无线和并行超帧载波，所述短时帧包括一个并行超帧无线的TDMA时段和一个并行超帧载波的TDMA时段。
8.根据权利要求1所述的感知方法，其特征在于，还包括感知周期，所述感知周期包括一个双介质并行感知超帧和若干个双介质串行感知超帧。
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