CN113347682B - 一种具有自适应通讯避障能力的配电终端方法及设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种具有自适应通讯避障能力的配电终端方法及设备，方法包括：第一传感器内设置第一环境采集单元，第一环境采集单元采集第一传感器所在区域的第一环境指标参数，并发送给节点控制器；节点控制器根据第一环境指标参数，以及获取自其它传感器的环境指标参数，代入路由路径生成算法生成临时路由路径，并将临时路由路径广播发送给各传感器；第一传感器根据临时路由路径生成的路由路径确定第二传感器，并将路由路径信息携带在第一数据包中发送给第二传感器。在路由网络发生通讯能力降低时，根据传感器采集到的环境指标参数节点控制器重新计算路由路径，以提高路由网络传输的稳定性，通讯避障能力显著提高。

Description

一种具有自适应通讯避障能力的配电终端方法及设备

技术领域

本发明属于无线通信技术领域，更具体地，涉及一种具有自适应通讯避障能力的配电终端方法及设备。

背景技术

随着经济的快速增长和社会建设的需求，我国电网也迎来了高速发展的阶段，智能电网的建设推进了无线传感技术的发展，也推进无线传感技术和新兴的通信技术、能源技术进行交叉结合，将在电网中具有广阔应用前景。不断深入建设智能电网为电网的安全运行、智能控制、商业化运营、先进企业管理及更加全面的电力服务提供了保障。电力通信网作为实现智能电网的智能化、信息化、互动化的重要手段，是实现智能电网的过程中起着重要作用。我国现在的电力通信***主要以光纤和微波为主，无线通信、载波通信等各种通信方法并存的方式建设了我国的电力通信***结构。但是在电网特别是配电网的结构复杂，布局困难，信息交互和信息安全方面都还很有多缺陷。如何建立满足电网安全稳定运行，实现用户和电网、用户与设备、电网与设备之间的互动化，解决电网数据采集困难、信息不全和各***之间的“孤岛效应”问题，建立新型的通信信息管理***，将传感技术与无线通信技术相结合的新型技术是解决智能电网通信方式的一个有效解决方法。通过传感器对电网运行状态、数据进行实时的采集，使用无线通信技术将传感器采集的数据进行传输，这样的一个结构能够为电网运行、管理提供全面的电网状态数据和运行数据，这些历史数据的利用和分析将为电网的决策和运行提供数据参考，为实现电网运行提供应急预案，必将成为智能电网和电力通信的重要组成部分。

无线传感网络技术是一种新兴的多学科交叉技术，它综合了传感、通信和采集等多种学科先进技术，形成了能采集、能传输、能接受的新型通信方式口。无线传感技术的优点有成本低廉、能耗比较低、可以自组织，这些优点让其在各种领域都有广泛的应用，也是国内外科研人员的研究的热点领域之一。无线传感技术将真实物理世界与信息世界融台在一起，成为沟通真实物理世界和信息世界的桥梁，也将改变人与自然交互的方式。无线传感器网络的布局特点是节点任意布局在被感知的区域中，散落节点以自组织的形式自己形成网络，多跳的方式从源节点将数据传输至目的节点，目的节点把汇集的数据信岛上传给计算机对应***进行分析，作为***进行操作的数据支撑。无线传感器的单个节点的体积限制了它的处理能力和存储的能量，在复杂的采集环境中需要大规模的进行分布，而且无线传感器网络是可以动态进行部署和调整的，为保证采集信息的实时性和有效性，这就提出了传感器节点对信息有效进行智能处理的要求，才能发挥传感器网络的自组织、低功耗、分布式的多跳通信方式的优势。

在智能电网领域已经可以寻觅到传感器的身影，而且智能电网还有望成为传感器使用的最大用户。建立智能电网所需大部分成本得花费在终端电力分布***以及智能电网在电力设施上的终端信息***，网络安全软硬件建设，很大一部分将投资在传感器网络上面，直接带动了传感器的市场。同时，为适应智能电网的建设需求，传感器也在向智能化、***化、网络化、数字化方向发展。智能传感器是具有信息处理功能的传感器，带有微处理机，具有采集、处理、交换信息的能力，是传感器集成化与微处理机相结合的产物。

目前环境因素不稳定也会影响通信质量，鉴于此，克服该现有问题是本技术领域亟待解决的问题。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种具有自适应通讯避障能力的配电终端方法及设备，其目的在于通过采集单元周围的环境指标，计算可靠的路由路径，由此解决传感器所处环境不稳定发生影响网络信号传输稳定性的技术问题。

为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供了一种具有自适应通讯避障能力的配电终端方法，方法包括：

第一传感器内设置第一环境采集单元，所述第一环境采集单元采集所述第一传感器所在区域的第一环境指标参数，并发送给节点控制器；

节点控制器根据所述第一环境指标参数，以及获取自其它传感器的环境指标参数，代入路由路径生成算法生成临时路由路径，并将所述临时路由路径广播发送给各传感器；

所述第一传感器根据所述临时路由路径生成的路由路径确定第二传感器，并将所述路由路径信息携带在第一数据包中发送给第二传感器。

优选地，所述第一环境采集单元采集所述第一传感器所在区域的环境指标参数，具体方法包括：

周期性采集数据和/或主动发起采集请求。

优选地，所述第一传感器根据所述临时路由路径生成路由路径，具体方法包括：

所述临时路由路径中按照各个传感器与所述第一传感器的信号强度排序，所述第一传感器根据信号强度生成路由路径。

优选地，所述第一传感器发送的第一数据包的帧格式包括固定帧头、动态帧头、承载数据和帧尾，其中：

所述固定帧头包括起始符、帧类型、命令字、分组ID、发送ID、接收ID、帧号、时间和中继数量中的一项或者多项，所述帧类型包括遥测、遥信、遥控或参数整定中的一种或者多种；

所述动态帧头包括用于根据需求设置动态路由路径和/或IOT信息帧头，所述动态路由路径包括完整路由路径和部分路由路径。

优选地，所述第二传感器接收到所述第一传感器的第一数据包时，判断所述第一数据包是否带有完整路由路径，其中：

若所述第一传感器的第一数据包携带完整路由路径，所述第二传感器获取到第一数据包中所携带的完整路由路径后，所述第二传感器根据所述第一数据包中携带的完整路由路径确定自身是否处于所述完整路由路径上；

若确定所述第二传感器处于所述完整路由路径上，并且所述第二传感器通过第一数据包中承载数据中包含的拼接数据完成拼接后，所述第二传感器将所述完整路由路径携带在第二数据包中发送出去；其中，所述路由路径表现为所述第一数据包中的完整路由路径；

若所述第一传感器的第一数据包中携带部分路由路径，所述第二传感器获取到第一数据包中所携带的部分路由路径后，所述第二传感器根据第一数据包中携带的发送ID和接收ID，以及本地存储的路由信息，生成用于后续中继转发的部分路由路径或者剩余路由路径，携带在第二数据包中，并在完成所述承载数据拼接后发送出去，其中，所述路由路径表现为所述第一数据包中的部分路由路径。

优选地，所述第二传感器根据所述第一数据包的帧类型判断是否需要拼接，具体方法包括：

所述第二传感器判断所述第一数据包的帧类型是否是遥信数据；

若所述第一数据包的帧类型是遥信数据，判断所述第二传感器是否有待拼接遥信数据，

若所述第二传感器中有待拼接遥信数据，则将第二传感器中的遥信数据拼接到第一数据包的承载数据之后，携带到所述第二数据包中，所述第二传感器根据路由信息将所述第二数据包进行转发；

若所述第二传感器中无待拼接遥信数据，则将所述第一数据包进行转发。

优选地，所述第二传感器根据所述第一数据包的帧类型判断是否需要拼接，具体方法包括：

所述第二传感器判断所述第一数据包的帧类型是否是遥测数据；

若所述第一数据包的帧类型是遥测数据，所述第二传感器将所述第一数据包中继转发。

优选地，所述拼接承载数据的具体方法包括：

根据所述第二数据包长度限制，以第一数据包的数据源ID以及数据内容***到所述第二数据包的帧尾CRC前，所述第二数据包完成遥信数据拼装，将所述第二数据包进行转发，完成拼接的遥信数据从所述第二传感器待发送遥信信息表中删除。

优选地，方法包括：

发送ID传感器通过第一传感器向接收ID传感器发送数据，接收ID传感器无法回应时；

若第二传感器带有监听权限，调用所述第二传感器的监听服务子函数；

所述第二传感器将发送ID传感器向路由路径中第一传感器发送的数据包进行监听；

并且，所述第二传感器将所述第一传感器发送的第一数据包***到监听信息表中，同时将所述第一数据包转发给接收ID传感器。

按照本发明的另一方面，提供了一种具有自适应通讯避障能力的配电终端设备，设备执行本发明第一方面中第一传感器和/或第二传感器相应的方法内容。

总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，具有如下有益效果：

在路由网络发生通讯能力降低时，根据传感器采集到的环境指标参数节点控制器重新计算路由路径，以提高路由网络传输的稳定性，通讯避障能力显著提高。

附图说明

图1是本实施例一提供的一种具有自适应通讯避障能力的配电终端方法流程示意图；

图2是本实施例一提供的一种具有自适应通讯避障能力的配电终端方法中转发数据包的流程示意图；

图3是本实施例一提供的一种具有自适应通讯避障能力的配电终端方法中第一数据包示意图；

图4是本实施例一提供的一种具有自适应通讯避障能力的配电终端方法中转发数据包示意图；

图5是本实施例一提供的具有多级中继组网能力的物联网通讯方法中监听流程示意图；

图6本实施例一提供的具有多级中继组网能力的物联网通讯方法中处理监听数据的流程示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

在本发明的描述中，术语“内”、“外”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“顶”、“底”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明而不是要求本发明必须以特定的方位构造和操作，因此不应当理解为对本发明的限制。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

实施例一：

本实施例一提供一种具有自适应通讯避障能力的配电终端方法，如图1所示，方法包括以下步骤：

S101：第一传感器内设置第一环境采集单元，所述第一环境采集单元采集所述第一传感器所在区域的第一环境指标参数，并发送给节点控制器。

第一传感器内设置第一环境采集单元，第一传感器可以采集环境指标参数，也可以将第一数据包向其它的传感器发送。在本实施例一中，第一传感器为路由网络中的源端传感器。

环境指标参数传感器包括环境温度传感器、湿度传感器和照度传感器中的一种或多种，环境指标参数包括环境温度、传感器温度、环境湿度和照度中的一种或多种。

S102：节点控制器根据所述第一环境指标参数，以及获取自其它传感器的环境指标参数，代入路由生成算法生成临时路由路径，将所述临时路由路径广播发送给各传感器。

节点控制器向第一传感器发送周期性采集指令，第一传感器可以周期性地采集所在区域的环境指标参数，在路由网络不稳定的情况下，第一传感器也可以主动发起采集环境指标参数的动作。

临时路由路径可以由节点控制器统一生成，路由信息完善，或由路由网络中各个传感器自己生成临时路由路径，在传感器无法收到路由广播时，自主形成路由路径，传输数据。S103：所述第一传感器根据所述临时路由路径生成的路由路径确定下一级传感器ID，并将所述路由路径信息携带在第一数据包中发送出去。临时路由路径节点控制器获取路由网络中各个传感器所在区域的环境指标参数，根据环境指标参数代入路由生成算法生成临时路由路径，节点控制器将临时路由路径广播发送给路由网络中各个传感器，第一传感器根据临时路由路径中生成的临时路由路径携带在第一数据包中发送出去。第一数据包中主要包括路由路径和数据的帧类型，路由网络中其他传感器根据第一数据包中携带的路由路径和帧类型确定是否需要进行数据内容的拼接。

路由路径的具体算法包括：

路由网络中各个传感器采集环境指标参数，例如湿度，信号强度表按照采集到的湿度参数记录下至少两个湿度范围区间(例如湿度值为0～20％，20～40％，40～60％，60～80％，80～100％)的信号强度和中继数量，形成信号强度表，在需要传感器生成用于后续中继转发的部分路由路径或者剩余路由路径时，按照查询信号强度表的方式，根据当前的湿度，查询到对应的湿度区间，在对应的湿度区间内优先寻找中继数量最少的路径，再寻找信号强度最高的传感器，由此生成临时路由路径，第一传感器将临时路由路径携带在第一数据包中，向下级传感器进行转发。

信号强度表如表一所示，信号强度表中包括路由网络中各个传感器的信号强度，路由路径所需要的中继器数量，第一传感器根据传感器的信号强度顺序制定路由路径，并且将路由路径携带在第一数据包中发送出去。

表一：

ID号	信号强度	中继数
			1
2
			3
……
			N

为了便于采集数据以及采集准确有效的数据，结合本发明实施例，还存在一种优选的实现方案，具体的，所述第一环境采集单元采集所述第一传感器所在区域的环境指标参数，具体方法包括：

周期性采集数据和/或主动发起采集请求。

第一传感器中的第一环境采集单元可以定时采集一个时间段内的环境指标数值，或者在路由数据发生波动后再进行主动上报环境指标数值。

为了生成一个信号传输效果稳定的路由路径，结合本发明实施例，还存在一种优选的实现方案，具体的，所述节点控制器根据更新后的临时路由路径进行路径选择，具体方法包括：

所述临时路由路径中按照各个传感器与所述第一传感器的信号强度排序，所述第一传感器根据信号强度生成路由路径。

本实施例一中，临时路由路径中按照各个传感器与第一传感器的信号强度排序，各个传感器与第一传感器的信号强度受到环境指标参数的影响，例如，在环境湿度值超过50％的情况下，传感器的信号强度会显著下降，但是在环境湿度值低于30％的情况下，传感器的信号强度高而且会维持稳定。节点控制器通过收集各个传感器所在区域的环境指标参数，由于环境指标参数较多，在多维度的环境因素下，节点控制器根据大数据的经验推断，依照路由生成算法得出各个传感器与所述第一传感器的信号强度顺序以及在满足通讯信号要求情况下，路由路径的中继数量的顺序。第一传感器根据信号强度顺序建立出一条可靠的路由路径，优先选择中继数量最少，其次选择信号强度最高的路径，路由网络根据这条路由路径传输数据。

本实施例一中，在第一数据包发送至第二传感器时，如图2所示，经过以下步骤：

S201：协议发送函数入口。

S202：固定路由是否通畅，若是，计算机执行S206，若否，计算机执行S203。

若路由网络通畅，证明传感器所处的环境指标参数可靠，相互之间的信号强度较高。若路由网络不通畅，证明传感器所处的环境指标参数不可靠，相互之间的信号强度较低，需要重新计算路由路径。

S203：根据当前环境温度，查找对应温度范围的信号强度表，按信号强度表从小到大排序。

S204：取信号强度最大的中继ID为接收ID。

S205：生成临时路由路径。

S206：采用固定临时路径。

S207：协议发送缓冲区，初始化缓冲区加入“固定帧头”数据。

S208：判断第二传感器是否需要中继。若需要中继，计算机执行S209，若不需要中继，计算机执行S210。

S209：缓冲区加入“动态路由表”。

S210：判断是否是遥测信号，若是，计算机执行S211，若不是，计算机执行S212。

S211：缓冲区加入“IOT信息帧头”。

若是遥测数据，第二传感器将第一数据包进行缓存，并且在缓冲区加入第一数据包的IOT信息帧头。

IOT信息帧头包括：环境温度、环境湿度、传感器温度、TX信号强度和RX信号强度。

S212：缓冲区加入“数据”。

第二传感器在缓冲区加入第一数据包的数据。

S213：计算CRC缓冲区加入“帧尾”。

第二传感器将缓存好的第一数据包进行转发，并删除缓存的第一数据包。

S214：协议发送函数出口。

本实施例一中，第二传感器处于第一数据包中携带的完整路由路径上，若第一数据包是遥测数据，遥测数据的数据量过大，第二数据包长度无法拼接下第一数据包的承载数据内容，此时，第二传感器将第一数据包进行缓存，并且第二传感器将缓存的第一数据包直接进行转发，转发完成后，缓存的第一数据包从第二传感器中直接删除。若第二传感器是接受ID传感器时，第二传感器获取第一数据包中动态帧头的IOT信息帧头进行记录。

本实施例一中，为了方便区分数据包的帧类型，结合本实施例一，还存在一种优选的实现方案，具体的，如图3所示，所述第一传感器发送的第一数据包的帧格式包括固定帧头、动态帧头、承载数据和帧尾，其中：

所述固定帧头包括起始符、帧类型、命令字、分组ID、发送ID、接收ID、帧号、时间和中继数量中的一项或者多项，所述帧类型包括遥测、遥信、遥控或参数整定中的一种或者多种；

所述动态帧头包括用于根据需求设置动态路由路径和/或IOT信息帧头，所述动态路由路径包括完整路由路径和部分路由路径。

本实施例一中，如图3所示，所述数据包括数据数量、数据长度和传感器信息；所述帧尾包括CRC和结束符。

根据需求设置动态路由路径，需求例如：是否存在路由路径是作为端到端直传的遥信类型的数据包，还是需要中继转发的遥信类型的数据包的依据；是否为遥测信号，依据是数据包中是否携带IOT信息帧头的数据。

如图3所示，信号的类型由固定帧头中的帧类型决定，固定帧头中的帧类型至少包括3个比特位，帧类型包括遥测、遥信、遥控或参数整定中的一种或者多种。动态路由表中的中继ID数和数据中的传感器数量一致；IOT信息帧头中至少包括环境温度、环境湿度、传感器温度、TX信号强度和RX信号强度。CRC经过校验后才能证明整个数据包的可靠性。

第二传感器为了确定需要进行所述第一数据包中携带的承载数据内容的拼接，结合本实施例一，还存在一种优选的实现方案，具体的，所述第二传感器接收到所述第一传感器的第一数据包时，判断所述第一数据包是否带有完整路由路径，其中：

若所述第一传感器的第一数据包携带完整路由路径，所述第二传感器获取到第一数据包中所携带的完整路由路径后，所述第二传感器根据所述第一数据包中携带的完整路由路径确定自身是否处于所述完整路由路径上。

第二传感器首先需要判断自身是否处于第一传感器的路由路径上，若第二传感器在第一传感器的路由路径上才能对第一数据包中携带的承载数据进行内容拼接，若不在路由路径上则不能进行承载数据进行内容拼接。

数据源传感器决定是否指定完整路由路径，如果指定了，其它传感器按照指定的路由路径中继，如果没有指定，由有中继作用的传感器来决定下一级信号由谁来接力。

数据源传感器默认使用内建的完整路由表通讯，在信号不畅通的情况下，不指定完整路由，只将数据传给下一级，由下一级决定路由走向。所述动态路由表中包括传感器自身的遥信信息，还缓存有其它传感器的遥信信息。

若确定所述第二传感器处于所述完整路由路径上，并且所述第二传感器通过第一数据包中承载数据中包含的拼接数据完成拼接后(例如图4中的数据1、数据2，均为所述拼接数据的实例表现内容)，所述第二传感器将所述完整路由路径携带在第二数据包中发送出去；其中，所述路由路径表现为所述第一数据包中的完整路由路径。

为了能够使得拼接顺序有序进行，例如路由路径中有五个节点，规定路由顺序为第一传感器→第二传感器→第三传感器→第四传感器→第五传感器，在路由网络中，假设各个数据包类型均为遥信数据。若第二传感器中没有待拼接发送信息表，第二传感器将第一数据包直接转发至第三传感器，若第二传感器中有待拼接发送信息表，第二传感器将自身的数据与第一数据包拼接后再转发至第三传感器，第三传感器在接收到第二传感器发送的数据包之后，再进行是否需要拼接的判断。其余传感器都不能对第一数据包进行数据拼接。第二数据包完成与第一数据包承载数据的拼接动作后，发送至第三传感器，下游传感器在确定路由路径中位于自身相邻的上游传感器完成数据拼接后，才会进行数据拼接动作。

若所述第一传感器的第一数据包中携带部分路由路径，所述第二传感器获取到第一数据包中所携带的部分路由路径后，所述第二传感器根据第一数据包中携带的发送ID和接收ID，以及本地存储的路由信息，生成用于后续中继转发的部分路由路径或者剩余路由路径，携带在第二数据包中，并在完成所述承载数据拼接后发送出去，其中，所述路由路径表现为所述第一数据包中的部分路由路径。

若第一传感器的第一数据包中携带部分路由路径，第二传感器根据第一数据包中携带的发送ID和接收ID，以及本地存储的路由信息，利用路由路径的算法生成用于后续中继转发的部分路由路径或者剩余路由路径，可以决定第二数据包后续的走向。

为了判断第二传感器的数据是否需要与第一传感器的数据拼接，结合本实施例一，还存在一种优选的实现方案，具体的，所述第二传感器根据所述第一数据包的帧类型判断是否需要拼接，具体方法包括：

所述第二传感器根据所述第一数据包的帧类型判断是否需要拼接，具体方法包括：

所述第二传感器判断所述第一数据包的帧类型是否是遥信数据；

若所述第一数据包的帧类型是遥信数据，判断所述第二传感器是否有待拼接遥信数据，

若所述第二传感器中有待拼接遥信数据，则将第二传感器中的遥信数据拼接到第一数据包的承载数据之后，携带到所述第二数据包中，所述第二传感器根据路由信息将所述第二数据包进行转发；

若所述第二传感器中无待拼接遥信数据，则将所述第一数据包进行转发。

如图4所示，第一数据包中遥信数据不带中继时，数据内容只有传感器ID，没有动态路由表。

第一传感器为发送ID，第二传感器为接收ID，第一数据包中不需要携带路由表，也无需拼接。第一数据包中帧类型为遥信数据，且被监听传感器监听到时(此时专指具有监听能力的传感器)，数据内容只有传感器ID，没有动态路由表。

第一数据包中遥信数据带中继数据拼接时，根据第二数据包长度限制，以第一数据包的数据源ID以及数据内容***到第二数据包的帧尾CRC前。

第一数据包中遥测数据帧不带中继时，遥测数据很大，需要的有效信息是第一数据包中IOT信息桢头的数据，不适合拼接，只适合中继转发。

第一数据包中遥测数据带中继时，有动态路由表(即路由路径)，数据不拼接。

由于遥测数据或遥控数据类型的重要程度都比遥信类型的数据低得多，而且遥测数据或遥控数据类型的数据量比较大，故对于遥测数据均不做拼接。

第二传感器在拼接数据时，会受到第一数据包数据量的限制，若因为数据过大无法拼接时，结合本实施例一，还存在一种优选的实现方案，具体的，所述第二传感器根据所述第一数据包的帧类型判断是否需要拼接，具体方法包括：

所述第二传感器判断所述第一数据包的帧类型是否是遥测数据；

若所述第一数据包的帧类型是遥测数据，所述第二传感器将所述第一数据包中继转发。

本实施例一中，第二传感器处于第一数据包中携带的完整路由路径上，若第一数据包是遥测数据，遥测数据的数据量过大，第二数据包长度无法拼接下第一数据包的承载数据内容，此时，第二传感器将第一数据包进行缓存，并且第二传感器将缓存的第一数据包直接进行转发，转发完成后，缓存的第一数据包从第二传感器中直接删除。若第二传感器是接受ID传感器时，第二传感器获取第一数据包中的IOT信息帧头进行记录。

第二数据包的帧类型默认为遥信数据，第二传感器可以与第一数据包的遥信数据进行拼接。若第二数据包的帧类型与第一数据包的帧类型不统一，则第二传感器不与第一数据包进行拼接。若第一数据包或第二数据包的帧类型为遥测数据时，均不进行拼接动作。

为了在不影响数据包可靠性的前提下，结合本实施例一，还存在一种优选的实现方案，具体的，如图4所示，所述信号拼接的具体方法包括：

根据所述第二数据包长度限制，以第一数据包的数据源ID以及数据内容***到所述第二数据包的帧尾CRC前，所述第二数据包完成遥信数据拼装，将所述第二数据包进行转发，完成拼接的遥信数据从所述第二传感器待发送遥信信息表中删除。

为了避免出现发送ID传感器向接收ID传感器传输数据时接收ID传感器无法接收到发送ID传感器数据包的情况，结合本实施例一，还存在一种优选的实现方案，具体的，如图5所示，发送ID传感器通过第一传感器向接收ID传感器发送数据，接收ID传感器无法回应时；

若第二传感器带有监听权限，调用所述第二传感器的监听服务子函数；

所述第二传感器将发送ID传感器向路由路径中第一传感器发送的数据包进行监听；

并且，所述第二传感器将所述第一传感器发送的第一数据包***到监听信息表中，同时将所述第一数据包转发给接收ID传感器。

本实施例一中，传感器的监听权限在安装传感器的初始阶段由安装人员预先设置。若发送ID传感器和接收ID传感器之间没有中继节点，接收ID传感器无法接收到发送ID传感器数据包时，第二传感器可以启用监听，直接监听发送ID传感器向接收ID传感器发送的数据包，并将数据包转发给接收ID传感器。

若发送ID传感器和接收ID传感器之间有中继节点，例如中继节点为第一传感器，发送ID传感器通过第一传感器向接收ID传感器发送数据，第二传感器监听到发送ID传感器向第一传感器发送的数据包，同时监听第一传感器向接收ID传感器发送的第一数据包，第一数据包中带有第一传感器的相关信息，第二传感器将监听到的相关信息也***到监听信息表中，并且对于相同项目下的内容进行更新，表中内容包括：iot信息帧头、时间、遥信信息等。

若第二传感器没有监听权限，到达协议解析函数出口。

为了更好地管理第三传感器的监听信息，结合本实施例一，还存在一种优选的实现方案，具体的，如图5所示，所述第二传感器将所述监听数据包发送至接收ID传感器后，具体方法包括：

若所述第一传感器收到所述接收ID传感器发出的应答信号，则所述第二传感器从所述监听信息表中删除所述第一数据包对应的内存空间；

若所述第一传感器未收到所述接收ID传感器发出的应答信号，则第二传感器动态分配内存，在监听信息表中保存所述第一数据包。

本实施例一中，第二传感器进行监听的步骤流程如图5所示，

S501：监听函数入口。

S502：判断接收ID传感器是否有答应帧，若有答应帧，计算机执行S503，若无答应帧，计算机执行S504。

S503：监听信息表中能否找到监听对应的数据帧。

若所述第一传感器收到接收ID传感器发出的应答信号，则从监听表中找到监听信息对应的第一数据包，并删除该第一数据包。

S504：动态分配内存，在监听表中新增一条记录。

若所述第一传感器未收到接收ID传感器发出的应答信号，则动态分配内存，在监听信息表中保存所述第一数据包。

S505：从监听表中删除第一数据包对应的数据帧记录，释放对应内存空间。

S506：监听函数出口。

为了尽量不占用第二传感器的内存空间，结合本实施例一，还存在一种优选的实现方案，具体的，如图6所示，所述监听信息表中删除所述第一数据包对应的内存空间，具体方法包括：

所述监听信息表中设置转发时间；

若所述第一数据包的存在时间超过所述转发时间，所述监听信息表中删除超时的所述第一数据包，释放对应的内存空间。

若所述存在时间超过所述转发时间，则取出监听信息表，改写发送ID、路由表、CRC协议信息后发送，所述监听信息表中删除超时的监听记录，释放对应的内存空间。

本实施例一中，第二传感器对第一数据包的步骤流程如图6所示，

S601：监听表定时处理函数入口。

S602：判断监听表中是否存在超过转发有效时间的数据帧，若有，计算机执行S603，若无，计算机执行S604。

由于数据包具有时效性，超过转发时间的数据包已无价值，第二传感器需要判断自身的监听表中是否存在超过转发有效时间的第一数据包。

S603：从监听表中删除所有超时的数据帧记录，释放对应内存空间。

S604：按转发延时生效时间排序，取最小值对应的记录。

按照监听表中待转发数据包的到达时间进行排序。

S605：若当前时间大于转发有效时间，计算机执行S606，若当前时间小于转发有效时间，计算机执行S608。

第二传感器的监听表中可能有多条待转发数据包，优先转发存在监听表中时间最长的待转发数据包。

S606：取监听数据，改写发送ID、路由表和CRC等信息后发送。

S607：从监听表中删除对应的数据帧记录，释放对应内存空间。

S608：监听表定时处理函数出口。

在路由网络发生通讯能力降低时，本实施例一根据传感器采集到的环境指标参数节点控制器重新计算路由路径，以提高路由网络传输的稳定性，通讯避障能力显著提高。

实施例二：

本实施例二中，与实施例一中的方法不同，本实施例二中路由网络中各个传感器自己生成临时路由路径，在传感器无法收到路由广播时，自主形成路由路径，传输数据。

方法包括以下步骤：

S101：第一传感器内设置第一环境采集单元，所述第一环境采集单元采集所述第一传感器所在区域的第一环境指标参数。

第一传感器内设置第一环境采集单元，第一传感器可以采集环境指标参数，也可以将第一数据包向其它的传感器发送。在本实施例一中，第一传感器为路由网络中的源端传感器。

环境指标参数传感器包括环境温度传感器、湿度传感器和照度传感器中的一种或多种，环境指标参数包括环境温度、传感器温度、环境湿度和照度中的一种或多种。

S102：第一传感器根据所述第一环境指标参数代入路由生成算法生成临时路由路径，将所述临时路由路径广播发送给各传感器。

各传感器根据与第一传感器的互收互发进行信号强度的双向确认，信号强度高的证明可靠性高，优先选择作为临时路由路径的节点。

第一传感器可以周期性地采集所在区域的环境指标参数，在路由网络不稳定的情况下，第一传感器也可以主动发起采集环境指标参数的动作。

临时路由路径由路由网络中各个传感器自己生成临时路由路径，自主形成路由路径，传输数据。

S103：所述第一传感器根据所述临时路由路径生成的路由路径确定第二传感器，并将所述路由路径信息携带在第一数据包中发送给第二传感器。

路由网络中各个传感器采集所在区域的环境指标参数，根据环境指标参数代入路由路径生成算法生成临时路由路径，节点控制器将临时路由路径广播发送给路由网络中各个传感器，第一传感器根据临时路由路径中生成的临时路由路径携带在第一数据包中发送出去。第一数据包中主要包括路由路径和数据的帧类型，路由网络中其他传感器根据第一数据包中携带的路由路径和帧类型确定是否需要进行数据内容的拼接。

临时路由路径的具体算法包括：

临时路由网络中各个传感器采集环境指标参数，例如湿度，信号强度表按照各个传感器采集到的湿度参数记录下至少两个湿度范围区间(例如湿度值为0～20％，20～40％，40～60％，60～80％，80～100％)的信号强度和中继数量，形成信号强度表，在需要传感器生成临时路由路径时，按照查询信号强度表的方式，根据当前的湿度，查询到对应的湿度区间，在对应的湿度区间内优先寻找中继数量最少的路径，再寻找信号强度最高的传感器，由此生成临时路由路径，第一传感器将临时路由路径携带在第一数据包中，向下级传感器进行转发。

信号强度表如表二所示，信号强度表中包括路由网络中各个传感器的信号强度，路由路径所需要的中继器数量，第一传感器根据传感器互收互发的信号强度顺序制定路由路径，并且将路由路径携带在第一数据包中发送出去。

表二：

ID号	信号强度	中继数
			1
2
			3
……
			N

实施例三：

本实施例三中提供一种具有自适应通讯避障能力的配电终端设备，设备为执行实施例一中第一传感器和/或第二传感器相应的方法内容。

设备是可以接收IOT采集指令的传感器，由于这类传感器可以使用低功耗的传感器，因此，既可以作为传感信号采集终端，又可以作为相邻传感节点无线数据传输的中继节点，而不需要专门的中继器，具有组网简单、成本低廉的优点。

为了满足即使相隔很远的两个节点间也能够完成彼此的数据传输与交换，可以在这两个节点之间寻找一个或一系列能够同时与两节点直接通信的节点来进行辅助通信，这种通信方式可以扩展无线网络的覆盖范围、实现长距离的可靠通信、节省布线、降低成本等，目前已广泛应用于移动通信、无线局域网、卫星通信网络等领域，且在未来的新型无线通信中，也将具有更加广泛的应用前景。

本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种具有自适应通讯避障能力的配电终端方法，其特征在于，方法包括：

第一传感器内设置第一环境采集单元，所述第一环境采集单元采集所述第一传感器所在区域的第一环境指标参数，并发送给节点控制器；

节点控制器根据所述第一环境指标参数，以及获取自其它传感器的环境指标参数，代入路由路径生成算法生成临时路由路径，并将所述临时路由路径广播发送给各传感器；

所述第一传感器根据所述临时路由路径生成的路由路径确定第二传感器，并将所述路由路径信息携带在第一数据包中发送给第二传感器；

所述第二传感器接收到所述第一传感器的第一数据包时，判断所述第一数据包是否带有完整路由路径，其中：

若所述第一传感器的第一数据包携带完整路由路径，所述第二传感器获取到第一数据包中所携带的完整路由路径后，所述第二传感器根据所述第一数据包中携带的完整路由路径确定自身是否处于所述完整路由路径上；

若确定所述第二传感器处于所述完整路由路径上，并且所述第二传感器通过第一数据包中承载数据中包含的拼接数据完成拼接后，所述第二传感器将所述完整路由路径携带在第二数据包中发送出去；其中，所述路由路径表现为所述第一数据包中的完整路由路径；

若所述第一传感器的第一数据包中携带部分路由路径，所述第二传感器获取到第一数据包中所携带的部分路由路径后，所述第二传感器根据第一数据包中携带的发送ID和接收ID，以及本地存储的路由信息，生成用于后续中继转发的部分路由路径或者剩余路由路径，携带在第二数据包中，并在完成所述承载数据拼接后发送出去，其中，所述路由路径表现为所述第一数据包中的部分路由路径。

2.如权利要求1所述的具有自适应通讯避障能力的配电终端方法，其特征在于，所述第一环境采集单元采集所述第一传感器所在区域的环境指标参数，具体方法包括：

周期性采集数据和/或主动发起采集请求。

3.如权利要求1所述的具有自适应通讯避障能力的配电终端方法，其特征在于，所述第一传感器根据所述临时路由路径生成路由路径，具体方法包括：

所述临时路由路径中按照各个传感器与所述第一传感器的信号强度排序，所述第一传感器根据信号强度生成路由路径。

4.如权利要求1所述的具有自适应通讯避障能力的配电终端方法，其特征在于，所述第一传感器发送的第一数据包的帧格式包括固定帧头、动态帧头、承载数据和帧尾，其中：

所述固定帧头包括起始符、帧类型、命令字、分组ID、发送ID、接收ID、帧号、时间和中继数量中的一项或者多项，所述帧类型包括遥测、遥信、遥控或参数整定中的一种或者多种；

所述动态帧头包括用于根据需求设置动态路由路径和/或IOT信息帧头，所述动态路由路径包括完整路由路径和部分路由路径。

5.如权利要求1所述的具有自适应通讯避障能力的配电终端方法，其特征在于，所述第二传感器根据所述第一数据包的帧类型判断是否需要拼接，具体方法包括：

所述第二传感器判断所述第一数据包的帧类型是否是遥信数据；

若所述第一数据包的帧类型是遥信数据，判断所述第二传感器是否有待拼接遥信数据，

若所述第二传感器中有待拼接遥信数据，则将第二传感器中的遥信数据拼接到第一数据包的承载数据之后，携带到所述第二数据包中，所述第二传感器根据路由信息将所述第二数据包进行转发；

若所述第二传感器中无待拼接遥信数据，则将所述第一数据包进行转发。

6.如权利要求5所述的具有自适应通讯避障能力的配电终端方法，其特征在于，所述第二传感器根据所述第一数据包的帧类型判断是否需要拼接，具体方法包括：

所述第二传感器判断所述第一数据包的帧类型是否是遥测数据；

若所述第一数据包的帧类型是遥测数据，所述第二传感器将所述第一数据包中继转发。

7.如权利要求6所述的具有自适应通讯避障能力的配电终端方法，其特征在于，拼接承载数据的具体方法包括：

根据所述第二数据包长度限制，以第一数据包的数据源ID以及数据内容***到所述第二数据包的帧尾CRC前，所述第二数据包完成遥信数据拼装，将所述第二数据包进行转发，完成拼接的遥信数据从所述第二传感器待发送遥信信息表中删除。

8.如权利要求7所述的具有自适应通讯避障能力的配电终端方法，其特征在于，方法包括：

发送ID传感器通过第一传感器向接收ID传感器发送数据，接收ID传感器无法回应时；

若第二传感器带有监听权限，调用所述第二传感器的监听服务子函数；

所述第二传感器将发送ID传感器向路由路径中第一传感器发送的数据包进行监听；

并且，所述第二传感器将所述第一传感器发送的第一数据包***到监听信息表中，同时将所述第一数据包转发给接收ID传感器。

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