無線自動中繼組網的方法及抄表系統的製作方法
2023-12-02 01:04:01 1
無線自動中繼組網的方法及抄表系統的製作方法
【專利摘要】本發明涉及路由中繼組網【技術領域】，尤其涉及一種無線自動中繼組網的方法及抄表系統。與現有技術相比，對於還未加入集中器路由表的少部分採集器，集中器根據該採集器的網絡地址向該採集器發送單播信號進行點名組網。該組網過程可中斷，可在集中器完成其他通訊工作後繼續進行組網。同時，由於這些待入網的採集器不進行廣播，大大減小了對其他採集器及集中器進行抄表時的幹擾。
【專利說明】無線自動中繼組網的方法及抄表系統
【技術領域】
[0001]本發明涉及路由中繼組網【技術領域】，尤其涉及一種無線自動中繼組網的方法及抄表系統。
【背景技術】
[0002]基於低壓電力載波通訊的抄表系統，載波通訊距離近，通訊幹擾來源複雜，除受各種電器幹擾外，電力線材質，接線是否牢固等都有影響，通訊成功率及通訊速率低。電力線3相分離，兩計量表如安裝在不同相位，即使兩表緊鄰安裝，也無法通訊。
【發明內容】
[0003]本發明所要解決的技術問題是:提供一種無線自動中繼組網的方法及抄表系統，使系統能夠自動組成中繼通訊網絡、避免人工維護，處於該網絡中的採集器能夠自動採集電錶數據。本發明是這樣實現的:
[0004]無線自動中繼組網的方法，包括如下步驟:
[0005]集中器發送廣播信號；
[0006]第一級採集器偵聽到該廣播信號並轉發，第二級採集器偵聽到轉發的廣播信號並繼續轉發；以此類推直到網絡路由層數達到限制；
[0007]各級採集器將偵聽到的其他採集器的網絡地址存入自身鄰居表；
[0008]集中器將第一級採集器的網絡地址作為集中器的下一級網絡地址存入集中器路由表，並向第一級採集器發送獲取第一級採集器鄰居表請求；
[0009]第一級採集器根據所述請求將其鄰居表發送給集中器，集中器將第一級採集器鄰居表中屬於第二級採集器的網絡地址作為第一級採集器的下一級網絡地址存入集中器路由表，並向第二級採集器發送獲取第二級採集器鄰居表請求；以此類推直到所有能夠被偵聽到的採集器的網絡地址都存入集中器路由表；
[0010]集中器根據集中器路由表向各採集器發送入網信號，接收到所述入網廣播信號的採集器向所述集中器反饋入網確認信號以完成入網；
[0011]當入網的採集器比例達到設定值後，所述集中器依次向各還未入網的採集器發送入網單播信號，接收到所述入網單播入網信號的採集器向所述集中器反饋入網確認信號。
[0012]進一步地，所述方法還包括如下步驟:
[0013]所述集中器為入網的採集器分配一個ID號，該採集器可根據該ID號確定其與所述集中器通訊的時間順序。
[0014]進一步地，所述方法還包括如下步驟:
[0015]所述集中器設置若干連續時間段，在第一個時間段內對所有信道進行偵聽，如果在某信道偵聽到不屬於該集中器的網絡的信號，則在下一個時間段取消對該信道的偵聽，以此類推直到所有時間段偵聽完畢後，選取餘下被偵聽的信道中RSSI值最小的信道作為
工作信道。[0016]進一步地,所述方法還包括如下步驟:
[0017]所述採集器對四個信道的入網廣播信號或入網單播信號進行偵聽，入網後選擇與集中器同樣的信道作為工作信道，並對其他信道保持偵聽。
[0018]進一步地，所述方法還包括如下步驟:
[0019]還未加入所述集中器路由表的採集器通過已加入所述集中器路由表的採集器廣播入網請求信號。
[0020]進一步地，所述方法還包括如下步驟:
[0021]還未加入所述集中器路由表的採集器偵聽所述集中器的網絡中傳輸的報文，從中解析出路徑信息，並選擇最短路徑向所述集中器發送入網請求。
[0022]一種無線自動中繼組網的抄表系統，包括集中器及若干級採集器；所述採集器與電錶連接，用於採集電錶數據；所述集中器與所述採集器無線連接，用於集中各採集器所採集的電錶數據並發送到抄表中心；所述集中器用於發送廣播信號；
[0023]第一級採集器用於偵聽該廣播信號並轉發，第二級採集器用於偵聽轉發的廣播信號並繼續轉發；以此類推直到網絡路由層數達到限制；
[0024]各級採集器還用於將偵聽到的其他採集器的網絡地址存入自身鄰居表；
[0025]集中器用於將第一級採集器的網絡地址作為集中器的下一級網絡地址存入集中器路由表，並向第一級採集器發送獲取第一級採集器鄰居表請求；
[0026]第一級採集器還用於根據所述請求將其鄰居表發送給集中器，集中器還用於將第一級採集器鄰居表中屬於第二級採集器的網絡地址作為第一級採集器的下一級網絡地址存入集中器路由表，並向第二級採集器發送獲取第二級採集器鄰居表請求；以此類推直到所有能夠被偵聽到的採集器的網絡地址都存入集中器路由表；
[0027]集中器還用於根據各採集器的網絡地址向所有採集器發送入網廣播信號，採集器還用於當接收到所述入網廣播信號時向所述集中器反饋入網確認信號，從而完成入網；
[0028]所述集中器還用於當入網的採集器比例達到設定值後向各還未入網的採集器發送入網單播信號，接收到所述入網單播入網信號的採集器用於向所述集中器反饋入網確認信號，從而完成入網。
[0029]進一步地，所述集中器還用於為入網的採集器分配一個ID號，該採集器可根據該ID號確定其與所述集中器通訊的時間順序。
[0030]進一步地，所述集中器還用於設置若干連續時間段，在第一個時間段內對所有信道進行偵聽，如果在某信道偵聽到不屬於該集中器的網絡的信號，則在下一個時間段取消對該信道的偵聽，以此類推直到所有時間段偵聽完畢後，選取餘下被偵聽的信道中RSSI值最小的信道作為工作信道。
[0031]進一步地，所述採集器還用於在入網前分時偵聽所有信道，入網後選擇與集中器同樣的信道作為工作信道並另外選擇至少兩個信道進行偵聽。
[0032]進一步地，還未加入所述集中器路由表的採集器用於通過已加入所述集中器路由表的採集器廣播入網請求信號。
[0033]進一步地，還未加入所述集中器路由表的採集器用於偵聽所述集中器的網絡中傳輸的報文，從中解析出路徑信息，並選擇最短路徑向所述集中器發送入網請求。
[0034]與現有技術相比，對於還未加入集中器路由表的少部分採集器，集中器根據該採集器的網絡地址向該採集器發送單播信號進行點名組網。該組網過程可中斷，可在集中器完成其他通訊工作後繼續進行組網。同時，由於這些待入網的採集器不進行廣播，大大減小了對其他採集器及集中器進行抄表時的幹擾。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0035]圖1:本發明實施例提供的自動中繼組網流程示意圖；
[0036]圖2:本發明實施例提供的自動中繼組網的抄表系統組成示意圖。
【具體實施方式】
[0037]為了使本發明的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對本發明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅用於解釋本發明，並不用於限定本發明。
[0038]圖1所示為本發明實施例提供的自動中繼組網的抄表系統組成示意圖，圖2所示為本發明實施例提供的無線自動中繼組網的方法中採集器入網流程示意圖。根據圖1所示，本發明提供的無線自動中繼組網的抄表系統包括集中器2及若干級採集器3 ;採集器3與電錶4連接，用於採集電錶數據；集中器2與採集器3無線連接，用於集中各採集器3所採集的電錶數據並發送到抄表中心I。
[0039]系統採用主從式架構，以滿足數據集中採集，集中管理的要求。一個集中器2對應多個採集器3，每個採集器3至少連接一臺電錶4。抄表中心I通過集中器2採集該集中器2所管理的各採集器3所採集的電錶數據。採集器3可自動加入到依託集中器2所構成的通訊網絡，集中器2與採集器3之間可通過該集中器2的通訊網絡中的其他採集器3進行中繼連接，以覆蓋較大地理範圍，滿足大規模組網應用。
[0040]依據圖1所示，本系統的組網過程如下:
[0041]集中器2發送廣播信號。接收到該廣播信號的採集器3定義為第一級採集器，第一級採集器接收到該廣播信號後進行轉發，接收到該轉發的廣播信號的採集器3定義為第二級採集器，第二級採集器繼續對該信號進行轉發。以此類推，廣播信號經過多級採集器轉發，直到網絡路由層數達到限制。在各採集器3對廣播信號進行轉發的期間，各採集器3還處於偵聽狀態。如果某一採集器3偵聽到其他採集器3在轉發廣播信號，則將偵聽到的在轉發廣播信號的採集器3的網絡地址存入自身鄰居表。經過對廣播信號的偵聽，各採集器3都存有各自的鄰居表。各採集器3存有各自鄰居表後，集中器2向將各第一級採集器的網絡地址作為該集中器2的下一級網絡地址存入該集中器2的路由表，同時，向各第一級採集器發送獲取其鄰居表的請求。各第一級採集器根據該請求將其鄰居表發送給集中器2，集中器將接收到的鄰居表中屬於第二級採集器的網絡地址作為第一級採集器的下一級網絡地址存入集中器2的路由表，同時，向各第二級採集器發送獲取其鄰居表請求。各第二級採集器也按照第一級採集器那樣，以此類推直到所有能夠被偵聽到的採集器3的網絡地址都存入集中器2的路由表。集中器2完成對各採集器3的鄰居表的獲取後，根據各採集器3的網絡地址及路徑向各採集器3發送入網廣播信號，接收到入網廣播信號的採集器3向集中器反饋入網確認信號，從而完成入網。
[0042]上述組網方式是一種廣播組網方式，組網結束後，就可以按照上述抄表流程進行抄表了。但是，即便按照上述方法進行組網，還是可能有未加入該集中器2的路由表的採集器3，同時，還可能有新的採集器3請求加入集中器2的路由表。如圖1所示，對於還未加入該集中器2的路由表的採集器3，集中器2可根據其網絡地址依次向各還未加入集中器路由表的採集器3發送入網單播信號，接收到入網單播信號的採集器3向集中器2反饋入網確認信號，完成入網。這種組網方式不同於集中器2的廣播組網方式，屬於點名組網方式，採用點名組網方式的組網過程可中斷，可在集中器2完成其他通訊工作後繼續進行組網。同時，由於採用這種入網方式時，這些待入網的採集器3不進行廣播，大大減小了對其他採集器3及集中器2進行抄表時的幹擾。
[0043]當然，對於還未加入該集中器2的路由表的採集器3以及新加入的採集器3(游離的採集器)，還可以通過如圖1所示的游離的採集器的組網方式組網，具體流程如下:
[0044]游離的採集器3偵聽集中器2的網絡中的報文，這些報文中包含有路徑信息，游離的採集器3通過解析這些路徑信息可找出離集中器2最短的路徑，然後，採集器3可按照該最短路徑通過已經入網的採集器3向集中器2發送入網請求，從而完成入網。同時，游離的採集器3還可以通過廣播方式主動通過已加入集中器2的路由表的其他採集器3廣播入網請求，等待被集中器2發現，從而實現入網。
[0045]採集器3加入了集中器2的路由表後，為了網絡通訊發生衝突，集中器2為每個入網的採集器3都分配了一個ID號，採集器3可根據該ID號確定其與所述集中器2通訊的時間順序，每個採集器3都按照各自的時間順序與集中器2進行通訊，從而避免多個採集器3同時與集中器2進行通訊而發生衝突。
[0046]無線組網範圍覆蓋廣，並且不受線路約束，造成的一個問題是如果同一個地區需要部署多個獨立的無線通信網時，會產生幹擾。解決的辦法是集中器2和採集器3將各自使用的頻段劃分為若干帶寬更小的信道，按不同算法使各自選用信道對應。集中器2及採集器3選擇信道的流程分別如下:
[0047]集中器2選擇信道的流程:集中器2設置若干連續時間段，在第一個時間段內對所有信道進行偵聽，如果在某信道偵聽到不屬於該集中器2的網絡的信號，則在下一個時間段取消對該信道的偵聽，以此類推直到所有時間段偵聽完畢後，選取餘下被偵聽的信道中RSSI值最小的信道作為工作信道；
[0048]採集器3選擇信道的流程:採集器3對四個信道的入網廣播信號或入網單播信號進行偵聽，入網後選擇與集中器同樣的信道作為工作信道，並對其他信道保持偵聽。支持4個信道分時組網可提高組網效率，組網成功後，保持其他信道的廣播入網偵聽，以應對主節點工作信道變更的情況。
[0049]在大規模的採集器3未入網時，集中器2通過廣播組網建立起基本的網絡。由於某些原因沒有在廣播時入網的少數採集器3，以廣播方式繼續探測，所耗時間較多，使得需要等待漫長的時間才能開始進行抄表。因此，如果集中器2單純只做廣播組網，那麼那些未入網的少數採集器3，只能在等待一段較長時間後，以游離的採集器3的入網方式入網。對於這些少數的從節點，更適宜用點名的方式進行組網，通過發送單播信號的方式搜索採集器3，從而將其納入網絡。
[0050]以上所述僅為本發明的較佳實施例而已，並不用以限制本發明，凡在本發明的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本發明的保護範圍之內。
【權利要求】
1.一種無線自動中繼組網的方法，其特徵在於，包括如下步驟: 集中器發送廣播信號； 第一級採集器偵聽到該廣播信號並轉發，第二級採集器偵聽到轉發的廣播信號並繼續轉發；以此類推直到網絡路由層數達到限制； 各級採集器將偵聽到的其他採集器的網絡地址存入自身鄰居表； 集中器將第一級採集器的網絡地址作為集中器的下一級網絡地址存入集中器路由表，並向第一級採集器發送獲取第一級採集器鄰居表請求； 第一級採集器根據所述請求將其鄰居表發送給集中器，集中器將第一級採集器鄰居表中屬於第二級採集器的網絡地址作為第一級採集器的下一級網絡地址存入集中器路由表，並向第二級採集器發送獲取第二級採集器鄰居表請求；以此類推直到所有能夠被偵聽到的採集器的網絡地址都存入集中器路由表； 集中器根據集中器路由表向各採集器發送入網信號，接收到所述入網廣播信號的採集器向所述集中器反饋入網確認信號以完成入網； 當入網的採集器比例達到設定值後，所述集中器依次向各還未入網的採集器發送入網單播信號，接收到所述入網單播入網信號的採集器向所述集中器反饋入網確認信號。
2.如權利要求1所述的方法，其特徵在於，還包括如下步驟: 所述集中器為入網的採集器分配一個ID號，該採集器可根據該ID號確定其與所述集中器通訊的時間順序。
3.如權利要求1所述的方法，其特徵在於，還包括如下步驟: 所述集中器設置若干連續時間段，在第一個時間段內對所有信道進行偵聽，如果在某信道偵聽到不屬於該集中器的網絡的信號，則在下一個時間段取消對該信道的偵聽，以此類推直到所有時間段偵聽完畢後，選取餘下被偵聽的信道中RSSI值最小的信道作為工作信道。
4.如權利要求1所述的方法，其特徵在於，還包括如下步驟: 所述採集器對四個信道的入網廣播信號或入網單播信號進行偵聽，入網後選擇與集中器同樣的信道作為工作信道，並對其他信道保持偵聽。
5.如權利要求1所述的方法，其特徵在於，還包括如下步驟: 還未加入所述集中器路由表的採集器通過已加入所述集中器路由表的採集器廣播入網請求信號。
6.如權利要求1所述的方法，其特徵在於，還包括如下步驟: 還未加入所述集中器路由表的採集器偵聽所述集中器的網絡中傳輸的報文，從中解析出路徑信息，並選擇最短路徑向所述集中器發送入網請求。
7.一種無線自動中繼組網的抄表系統，包括集中器及若干級採集器；所述採集器與電錶連接，用於採集電錶數據；所述集中器與所述採集器無線連接，用於集中各採集器所採集的電錶數據並發送到抄表中心；其特徵在於: 所述集中器用於發送廣播信號； 第一級採集器用於偵聽該廣播信號並轉發，第二級採集器用於偵聽轉發的廣播信號並繼續轉發；以此類推直到網絡路由層數達到限制； 各級採集器還用於將偵聽到的其他採集器的網絡地址存入自身鄰居表；集中器用於將第一級採集器的網絡地址作為集中器的下一級網絡地址存入集中器路由表，並向第一級採集器發送獲取第一級採集器鄰居表請求； 第一級採集器還用於根據所述請求將其鄰居表發送給集中器，集中器還用於將第一級採集器鄰居表中屬於第二級採集器的網絡地址作為第一級採集器的下一級網絡地址存入集中器路由表，並向第二級採集器發送獲取第二級採集器鄰居表請求；以此類推直到所有能夠被偵聽到的採集器的網絡地址都存入集中器路由表； 集中器還用於根據各採集器的網絡地址向所有採集器發送入網廣播信號，採集器還用於當接收到所述入網廣播信號時向所述集中器反饋入網確認信號，從而完成入網； 所述集中器還用於當入網的採集器比例達到設定值後向各還未入網的採集器發送入網單播信號，接收到所述入網單播入網信號的採集器用於向所述集中器反饋入網確認信號，從而完成入網。
8.如權利要求7所述的系統，其特徵在於，所述集中器還用於為入網的採集器分配一個ID號，該採集器可根據該ID號確定其與所述集中器通訊的時間順序。
9.如權利要求7所述的系統，其特徵在於，所述集中器還用於設置若干連續時間段，在第一個時間段內對所有信道進行偵聽，如果在某信道偵聽到不屬於該集中器的網絡的信號，則在下一個時間段取消對該信道的偵聽，以此類推直到所有時間段偵聽完畢後，選取餘下被偵聽的信道中RSSI值最小的信道作為工作信道。
10 .如權利要求7所述的系統，其特徵在於，所述採集器還用於在入網前分時偵聽所有信道，入網後選擇與集中器同樣的信道作為工作信道並另外選擇至少兩個信道進行偵聽。
11.如權利要求7所述的系統，其特徵在於，還未加入所述集中器路由表的採集器用於通過已加入所述集中器路由表的採集器廣播入網請求信號。
12.如權利要求7所述的系統，其特徵在於，還未加入所述集中器路由表的採集器用於偵聽所述集中器的網絡中傳輸的報文，從中解析出路徑信息，並選擇最短路徑向所述集中器發送入網請求。
【文檔編號】G08C17/02GK103731193SQ201410002042
【公開日】2014年4月16日 申請日期:2014年1月2日 優先權日:2014年1月2日
【發明者】陳支龍, 王旭, 洪愛霞 申請人:瑞斯康微電子（深圳）有限公司