一種微功率無線網(wǎng)絡(luò)自組網(wǎng)方法和微功率無線網(wǎng)絡(luò)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及微功率無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)領(lǐng)域，具體地，涉及一種微功率無線網(wǎng)絡(luò)自組網(wǎng)方法和微功率無線網(wǎng)絡(luò)。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著低壓電網(wǎng)建設(shè)的壯大，獨(dú)立電能表數(shù)量增加，傳統(tǒng)的人工抄表方式，耗費(fèi)大量的人力，準(zhǔn)確性和實(shí)時(shí)性也得不到保障，現(xiàn)場使用數(shù)量較大的電力線載波通訊抄表方式，也因受到噪聲干擾和線路質(zhì)量不佳等情況，通信的可靠性也面臨巨大的挑戰(zhàn)。通過微功率無線通信技術(shù)進(jìn)行抄表，為低壓集抄提供了一種更好的解決辦法，但點(diǎn)對(duì)點(diǎn)、點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)的微功率無線的路由、組網(wǎng)方式，效率低下，可靠性差等情況，需要基于自動(dòng)跳頻機(jī)制的微功率無線自組網(wǎng)方法，跳頻是最常用的擴(kuò)頻方式之一，系統(tǒng)將整個(gè)頻段分成若干個(gè)子頻段，不同的通信鏈路采用不同的子頻段進(jìn)行通信，從而用來滿足高效的組網(wǎng)效率及頻譜資源共享的抄表需求，也能有效地防止同一通信網(wǎng)間的干擾。
[0003]現(xiàn)有的微功率無線自組網(wǎng)方法，組網(wǎng)效率低，造成了頻譜資源浪費(fèi)，會(huì)干擾其它設(shè)備的正常運(yùn)行，組網(wǎng)技術(shù)不成熟，缺乏鏈路控制機(jī)制，對(duì)異常節(jié)點(diǎn)的入網(wǎng)請(qǐng)求，不能做到很好的控制，會(huì)對(duì)整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的組網(wǎng)帶來干擾。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明是為了克服現(xiàn)有技術(shù)中微功率無線自組網(wǎng)方法組網(wǎng)效率低的缺陷，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提出一種微功率無線網(wǎng)絡(luò)自組網(wǎng)方法。
[0005]本發(fā)明實(shí)施例提供的一種微功率無線網(wǎng)絡(luò)自組網(wǎng)方法，包括:主節(jié)點(diǎn)在公共信道組逐跳發(fā)起廣播組網(wǎng)命令，在私有信道組與子節(jié)點(diǎn)進(jìn)行數(shù)據(jù)交互，同時(shí)通知不同層級(jí)的子節(jié)點(diǎn)分組轉(zhuǎn)發(fā)廣播組網(wǎng)命令；主節(jié)點(diǎn)收到集中器發(fā)送的組網(wǎng)信標(biāo)后，獲取節(jié)點(diǎn)標(biāo)識(shí)、主節(jié)點(diǎn)傳遞消息到其1跳范圍子節(jié)點(diǎn)的時(shí)間成本，同時(shí)進(jìn)行信道掃描，場強(qiáng)收集；在預(yù)定時(shí)間內(nèi)，主節(jié)點(diǎn)等待子節(jié)點(diǎn)上報(bào)數(shù)據(jù)，收集并存儲(chǔ)所有子節(jié)點(diǎn)的拓?fù)鋽?shù)據(jù)，根據(jù)集中器的配置要求，結(jié)合場強(qiáng)信息，計(jì)算并存儲(chǔ)時(shí)間成本，動(dòng)態(tài)進(jìn)行組網(wǎng)；拓?fù)鋽?shù)據(jù)包括所有子節(jié)點(diǎn)的標(biāo)識(shí)、中心節(jié)點(diǎn)至子節(jié)點(diǎn)的時(shí)間成本、場強(qiáng)信息；主節(jié)點(diǎn)對(duì)預(yù)設(shè)的編號(hào)進(jìn)行掃描，判斷編號(hào)是否存在沖突，當(dāng)編號(hào)有沖突，主節(jié)點(diǎn)隨機(jī)生成一個(gè)編號(hào)，再判斷編號(hào)是否沖突；當(dāng)編號(hào)沒有沖突時(shí)，組網(wǎng)成功。
[0006]在上述技術(shù)方案中，在主節(jié)點(diǎn)在公共信道組逐跳發(fā)起廣播組網(wǎng)命令步驟之前，還包括:初始化主節(jié)點(diǎn)；初始化主節(jié)點(diǎn)包括:對(duì)主節(jié)點(diǎn)分配地址、網(wǎng)絡(luò)編號(hào)及多個(gè)信道進(jìn)行初始化。
[0007]在上述技術(shù)方案中，結(jié)合場強(qiáng)信息，計(jì)算并存儲(chǔ)時(shí)間成本，包括:按照主節(jié)點(diǎn)傳遞消息到其1跳范圍子節(jié)點(diǎn)的時(shí)間成本的大小，對(duì)同級(jí)子節(jié)點(diǎn)的拓?fù)鋽?shù)據(jù)進(jìn)行排序，并存儲(chǔ)數(shù)據(jù)；存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)為節(jié)點(diǎn)標(biāo)識(shí)、主節(jié)點(diǎn)傳送消息到子節(jié)點(diǎn)的時(shí)間成本，以及節(jié)點(diǎn)標(biāo)識(shí)與主節(jié)點(diǎn)傳送消息到子節(jié)點(diǎn)的時(shí)間成本的對(duì)應(yīng)關(guān)系。
[0008]在上述技術(shù)方案中，該方法還包括:子節(jié)點(diǎn)入網(wǎng)步驟，子節(jié)點(diǎn)入網(wǎng)步驟包括:待入網(wǎng)子節(jié)點(diǎn)提交入網(wǎng)申請(qǐng)，申請(qǐng)入網(wǎng)的子節(jié)點(diǎn)攜帶有拓?fù)湫畔ⅲ簧弦患?jí)節(jié)點(diǎn)將子節(jié)點(diǎn)的入網(wǎng)請(qǐng)求轉(zhuǎn)發(fā)給主節(jié)點(diǎn)；在接收主節(jié)點(diǎn)發(fā)送的入網(wǎng)確認(rèn)信息后，獲取主節(jié)點(diǎn)傳送消息到子節(jié)點(diǎn)的時(shí)間成本及葉節(jié)點(diǎn)所在的層級(jí)；判斷是否允許待入網(wǎng)子節(jié)點(diǎn)入網(wǎng)；在允許待入網(wǎng)子節(jié)點(diǎn)入網(wǎng)時(shí)，為待入網(wǎng)子節(jié)點(diǎn)分配網(wǎng)絡(luò)地址，并返回同意入網(wǎng)信息。
[0009]在上述技術(shù)方案中，子節(jié)點(diǎn)入網(wǎng)步驟還包括:當(dāng)子節(jié)點(diǎn)無法接收網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)時(shí)，子節(jié)點(diǎn)在多個(gè)接收信道中一次循環(huán)切換信道；當(dāng)節(jié)點(diǎn)切換到一個(gè)接收信道時(shí)，啟動(dòng)定時(shí)器，如果在一個(gè)時(shí)間段內(nèi)未檢測到信號(hào)存在，則切換至下一個(gè)接收信道；如果在一個(gè)時(shí)間段內(nèi)能夠檢測到有信號(hào)的存在，則將定時(shí)器增加一個(gè)固定的時(shí)間。
[0010]在上述技術(shù)方案中，公共信道與私有信道具有多個(gè)頻點(diǎn)，且各自形成信道組；當(dāng)需要進(jìn)行通信時(shí)，各組中選擇信噪比較高的頻點(diǎn)作為優(yōu)先工作頻點(diǎn)。
[0011]本發(fā)明是為了克服現(xiàn)有技術(shù)中微功率無線組網(wǎng)效率低的缺陷，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提出一種微功率無線網(wǎng)絡(luò)。
[0012]本發(fā)明實(shí)施例提供的一種微功率無線網(wǎng)絡(luò)，包括:主節(jié)點(diǎn)和子節(jié)點(diǎn)；
[0013]主節(jié)點(diǎn)用于在公共信道組逐跳發(fā)起廣播組網(wǎng)命令，在私有信道組與子節(jié)點(diǎn)進(jìn)行數(shù)據(jù)交互，同時(shí)通知不同層級(jí)的子節(jié)點(diǎn)分組轉(zhuǎn)發(fā)廣播組網(wǎng)命令；
[0014]主節(jié)點(diǎn)收到集中器發(fā)送的組網(wǎng)信標(biāo)后，獲取節(jié)點(diǎn)標(biāo)識(shí)、主節(jié)點(diǎn)傳遞消息到其1跳范圍子節(jié)點(diǎn)的時(shí)間成本，同時(shí)進(jìn)行信道掃描，場強(qiáng)收集；
[0015]在預(yù)定時(shí)間內(nèi)，主節(jié)點(diǎn)等待子節(jié)點(diǎn)上報(bào)數(shù)據(jù)，收集并存儲(chǔ)所有子節(jié)點(diǎn)的拓?fù)鋽?shù)據(jù)，根據(jù)集中器的配置要求，結(jié)合場強(qiáng)信息，計(jì)算并存儲(chǔ)時(shí)間成本，動(dòng)態(tài)進(jìn)行組網(wǎng)；拓?fù)鋽?shù)據(jù)包括所有子節(jié)點(diǎn)的標(biāo)識(shí)、中心節(jié)點(diǎn)至子節(jié)點(diǎn)的時(shí)間成本、場強(qiáng)信息；
[0016]主節(jié)點(diǎn)對(duì)預(yù)設(shè)的編號(hào)進(jìn)行掃描，判斷編號(hào)是否存在沖突，當(dāng)編號(hào)有沖突，主節(jié)點(diǎn)隨機(jī)生成一個(gè)編號(hào)，再判斷編號(hào)是否沖突；當(dāng)編號(hào)沒有沖突時(shí)，組網(wǎng)成功；
[0017]子節(jié)點(diǎn)用于轉(zhuǎn)發(fā)廣播組網(wǎng)命令，并在預(yù)設(shè)時(shí)間內(nèi)將拓?fù)鋽?shù)據(jù)上報(bào)至主節(jié)點(diǎn)。
[0018]在上述技術(shù)方案中，主節(jié)點(diǎn)在公共信道組逐跳發(fā)起廣播組網(wǎng)命令步驟之前還執(zhí)行初始化主節(jié)點(diǎn)步驟；初始化主節(jié)點(diǎn)包括:對(duì)主節(jié)點(diǎn)分配地址、網(wǎng)絡(luò)編號(hào)及多個(gè)信道進(jìn)行初始化。
[0019]在上述技術(shù)方案中，結(jié)合場強(qiáng)信息，計(jì)算并存儲(chǔ)時(shí)間成本，包括:按照主節(jié)點(diǎn)傳遞消息到其1跳范圍子節(jié)點(diǎn)的時(shí)間成本的大小，對(duì)同級(jí)子節(jié)點(diǎn)的拓?fù)鋽?shù)據(jù)進(jìn)行排序，并存儲(chǔ)數(shù)據(jù)；存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)為節(jié)點(diǎn)標(biāo)識(shí)、主節(jié)點(diǎn)傳送消息到子節(jié)點(diǎn)的時(shí)間成本，以及節(jié)點(diǎn)標(biāo)識(shí)與主節(jié)點(diǎn)傳送消息到子節(jié)點(diǎn)的時(shí)間成本的對(duì)應(yīng)關(guān)系。
[0020]在上述技術(shù)方案中，當(dāng)子節(jié)點(diǎn)為待入網(wǎng)子節(jié)點(diǎn)時(shí)，子節(jié)點(diǎn)還用于:待入網(wǎng)子節(jié)點(diǎn)提交入網(wǎng)申請(qǐng)，申請(qǐng)入網(wǎng)的子節(jié)點(diǎn)攜帶有拓?fù)湫畔?；在上一?jí)節(jié)點(diǎn)將子節(jié)點(diǎn)的入網(wǎng)請(qǐng)求轉(zhuǎn)發(fā)給主節(jié)點(diǎn)之后，接收主節(jié)點(diǎn)發(fā)送的入網(wǎng)確認(rèn)信息，并獲取主節(jié)點(diǎn)傳送消息到子節(jié)點(diǎn)的時(shí)間成本及葉節(jié)點(diǎn)所在的層級(jí)；判斷是否允許待入網(wǎng)子節(jié)點(diǎn)入網(wǎng)；在允許待入網(wǎng)子節(jié)點(diǎn)入網(wǎng)時(shí)，為待入網(wǎng)子節(jié)點(diǎn)分配網(wǎng)絡(luò)地址，并返回同意入網(wǎng)信息。
[0021]在上述技術(shù)方案中，子節(jié)點(diǎn)還用于:當(dāng)子節(jié)點(diǎn)無法接收網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)時(shí)，子節(jié)點(diǎn)在多個(gè)接收信道中一次循環(huán)切換信道；當(dāng)節(jié)點(diǎn)切換到一個(gè)接收信道時(shí)，啟動(dòng)定時(shí)器，如果在一個(gè)時(shí)間段內(nèi)未檢測到信號(hào)存在，則切換至下一個(gè)接收信道；如果在一個(gè)時(shí)間段內(nèi)能夠檢測到有信號(hào)的存在，則將定時(shí)器增加一個(gè)固定的時(shí)間。
[0022]在上述技術(shù)方案中，公共信道與私有信道具有多個(gè)頻點(diǎn)，且各自形成信道組；當(dāng)需要進(jìn)行通信時(shí)，各組中選擇信噪比較高的頻點(diǎn)作為優(yōu)先工作頻點(diǎn)。
[0023]本發(fā)明實(shí)施例提供的一種微功率無線網(wǎng)絡(luò)自組網(wǎng)方法和微功率無線網(wǎng)絡(luò)，通過自動(dòng)切換信道掃描，場強(qiáng)收集，獲取到達(dá)各子節(jié)點(diǎn)的時(shí)間成本，通過多方面的數(shù)據(jù)進(jìn)行收集計(jì)算，來綜合考慮實(shí)現(xiàn)快速自組網(wǎng)，很大程度上提高組網(wǎng)的效率，能夠節(jié)約組網(wǎng)時(shí)間，提高網(wǎng)絡(luò)通信的穩(wěn)定性。
[0024]本發(fā)明的其它特征和優(yōu)點(diǎn)將在隨后的說明書中闡述，并且，部分地從說明書中變得顯而易見，或者通過實(shí)施本發(fā)明而了解。本發(fā)明的目的和其他優(yōu)點(diǎn)可通過在所寫的說明書、