Cfda中採集器自組網的方法及採集器的製作方法
2024-02-13 03:04:15 1
專利名稱：Cfda中採集器自組網的方法及採集器的製作方法
技術領域：
本發明涉及到CFDA自組網，特別涉及到一種CFDA中採集器自組網的方法及採集器。
背景技術：
電力系統中傳統的人工抄表，即由抄表人員每月逐戶查抄電錶,消耗了大量的人力、物力，而且採集數據的時間跨度大、採集數據的準確度低，無法滿足「周期性、實時性、準確性」的要求，進而「遠程自動化抄表系統」則成為現代化電力系統中不可缺少的重要組成部分。該「遠程自動化抄表系統」是指在電力系統用戶終端通過電錶進行自動計量，並將自動計量的數據周期性的自動回傳至控制中心(主站)，由控制中心對數據進行記錄分析，以完成後續的優化調度、控制、計費等功能。基於CFDA微蜂窩固定無線數據傳輸接入系統，可 以構建高效可靠的遠程自動化抄表系統，但現有技術中的建路由、組網方式，效率較低，可靠性較差。
發明內容
本發明的主要目的為提供一種CFDA中採集器自組網的方法及採集器，提升了組網效率及可靠性。本發明提出一種CFDA中採集器自組網的方法，包括步驟採集器上電後，進行組網準備；接收集中器指令，接受場強收集；所述指令包括組網信標以及場強收集指令；接收集中器的配置表，建立路由。優選地，所述採集器上電後，進行組網準備的步驟具體包括採集器讀取電錶地址,在讀取成功時,將電錶的長地址替換為短地址。優選地，所述接收集中器指令，接受場強收集的步驟具體包括接收組網信標，判斷是否為指定的信道所發送；如是指定信道所發送，則記錄場強並判斷是否超過轉發的限定值；如未超過轉發的限定值，則轉發所述組網信標。優選地，所述接收集中器指令，接受場強收集的步驟具體包括接收場強收集指令，判斷所述場強收集指令是否合法；如所述場強收集指令合法，則判斷是否為中繼；如是，則轉發所述場強收集指令；否則，根據所述場強收集指令進行反饋。優選地，所述接收集中器的配置表，建立路由的步驟具體包括接收集中器的配置表以及經集中器確認的短地址，並發送反饋信息至集中器。本發明還提出一種採集器，包括準備入網模塊，用於採集器上電後，進行組網準備；場強指令接收模塊，用於接收集中器指令，接受場強收集；所述指令包括組網信標以及場強收集指令；配置接收模塊，用於接收集中器的配置表，建立路由。優選地，所述準備入網模塊具體用於採集器讀取電錶地址,在讀取成功時,將電錶的長地址替換為短地址。優選地，所述場強指令接收模塊具體用於接收組網信標，判斷是否為指定的信道所發送；如是指定信道所發送，則記錄場強並判斷是否超過轉發的限定值；如未超過轉發的限定值，則轉發所述組網信標。
優選地，所述場強指令接收模塊還具體用於接收場強收集指令，判斷所述場強收集指令是否合法；如所述場強收集指令合法，則判斷是否為中繼；如是，則轉發所述場強收集指令；否則，根據所述場強收集指令進行反饋。優選地，所述配置接收模塊具體用於接收集中器的配置表以及經集中器確認的短地址，並發送反饋信息至集中器。優選地，所述採集器還包括主動入網申請模塊，用於在不啟用組網信標組網條件下，向集中器主動發起入網請求，主動申請入網。本發明的CFDA中採集器自組網的方法及採集器，可提升組網效率及可靠性
圖I是本發明CFDA中採集器自組網的方法一實施例中步驟流程示意圖；圖2是本發明CFDA中採集器自組網的方法一實施例中CFDA網絡整體結構示意圖；圖3是本發明CFDA中採集器自組網的方法一實施例中另一步驟流程示意圖；圖4是本發明採集器一實施例中結構示意圖；圖5是本發明採集器一實施例中另一結構示意圖。本發明目的的實現、功能特點及優點將結合實施例，參照附圖做進一步說明。
具體實施例方式應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發明，並不用於限定本發明。CFDA(Cellular Fixed-wireless Digital Access)微蜂窩式固定節點無線數據接入系統是一種自組織的MESH網絡結構特徵的無線數據接入系統。參照圖1，本發明提出一種CFDA中採集器自組網的方法的一實施例。該方法可包括步驟S10、採集器上電後，進行組網準備；步驟S11、接收集中器指令，接受場強收集；所述指令包括組網信標以及場強收集指令；步驟S12、接收集中器的配置表，建立路由。參照圖2,上述CFDA中主要包括DAU(Distributing Access Unit,分布接入單元)、CAC(Cellular Access Center，蜂窩接入中心)以及網關10 (GPRS網關)。在CFDA中，DAU和CAC是與用戶的數據採集設備以及數據處理設備，相互連接，協調工作，共同構成完整的數據採集接入系統。因此，CFDA實際上是一個通信中間件；用戶的數據採集設備將採集到的數據交給DAU發送'CkC接收DAU發出的數據，再通過上述GPRS (General PacketRadioService，通用分組無線服務技術)網關交給用戶數據處理設備進行後續處理。本實施例中，該數據採集設備可為採集器30，該用戶數據處理設備可為電力系統中的主站100。利用CFDA自組網建立的信息採集平臺，是將CFDA無線自組網作為集中器20的下行採集通道，實現集中器20和電錶之間的數據的透明傳輸，具體的方式如下將電錶作為一個計量點，同時也是一個數據採集點，DAU安裝在電錶側；DAU的安裝既可以嵌入到電錶中，與電錶形成一體化的設計，成為CFDA無線電錶，同時也可以設置於米集器30與電錶的485總線相連，形成485採集器30 ;將CAC安裝在集中器20側，集中器20可以將CAC嵌入到集中器20中，也可以通過485或232接口與集中器20連接。構建好以上的機構之後，即可開通組網，形成CFDA的下行網絡，該網絡可以形成集中器20和電錶之間的透明的通信通道，實現電錶和集中器20之間的透明數據採集，集中器20可以通過645規約，直接讀取網內任意電錶的參數。本實施例中，DAU設置於採集器30，CAC設置於集中器20。安裝在集中·器20的CAC與安裝在採集器30的DAU之間可以通信，而DAU相互之間按照指定路由協議轉發通信。上述集中器20接收主站100的讀表指令後，將該讀表指令發送給下一級的採集器30 ;接收該讀表指令的採集器30通過多跳路由的方式，再進一步轉發其他的採集器30 ;接收到該讀表指令的採集器30可採集與其關聯電錶的電錶參數，該電錶參數至少包括電錶所顯示的用電度數等；一個採集器30可與一個或多個電錶關聯，採集電錶參數；該採集器30在採集到電錶參數後，通過其他採集器30轉發或者直接反饋給集中器20 ;該集中器20在收集到CFDA網絡中電錶參數後，通過GPRS網關發送給主站100，以便主站100完成對電錶進行優化調度、控制或者計費等功能。上述CFDA自組網信息採集平臺，在進行自動化抄表之前，需要先進行CFDA自組網。設置有CAC的集中器20，可從該主站100中下載該ID映射表，並在確定所有的DAU都在線後，指示CAC建路由，組網絡。首先，上述集中器20的CAC發出建立路由信標(組網信標)，由於CFDA中網絡特性，該組網信標只能發送至CAC附近的第一級採集器30中DAU，本實施例中的CFDA為8級7跳(MESH)的網絡結構。因此，該組網信標還需通過接收到該組網信標的DAU繼續轉發，才能使其被CFDA中的所有DAU接收；且該DAU轉發組網信標至其他DAU後，還可收集相應DAU的場強信息；該場強信息可包括採集器30的ID以及信號強度等；該周圍的場強信息可以是該採集器30可以轉發到的其他採集器30的場強信息。上述採集器30可將收集的場強信息以多跳路由的方式進行傳輸，反饋至集中器20。該採集器30與採集器30之間，以及採集器30與集中器20之間通過GPRS方式進行通信。上述DAU(採集器30)還可主動向CAC(集中器20)發起入網請求。該請求入網的過程即為「游離入網」功能，其具體過程詳細描述如下在組網完成後，可能存在漏點(即有DAU未入網)的情況；同時，在已經組網的網絡使用過程中，隨時都可能有新的DAU節點需要加入。上述兩類DAU節點處於游離狀態，需要主動申請入網。上述游離的DAU節點在每個頻道組的最後一個頻道發送主動入網請求，然後進入掃描接收狀態，掃描一定時間(根據時隙號取值約6 10分鐘)後，如果沒有收到應答，將切換頻道再發入網請求，直到所有頻道組發完為止。在網狀態的DAU節點如果收到游離DAU節點的入網請求，會在每個頻道組的第一頻道進行應答。游離的DAU如果接收到其它DAU節點應答，記錄應答DAU節點地址(ID)保存到場強表，記錄的格式和信標場強表一致。直到所有應答時隙完畢，然後從能聯繫上的DAU節點中，選擇一條最優路徑上報CAC。CAC將記錄該DAU的ID，並根據該ID判斷對應的DAU是否屬於其網絡管轄範圍；如是，則對該DAU進行場強收集和配置；否則，不予處理。如果上述游離DAU在偵聽期間，接收到組網信標，則放棄入網申請，進入信標組網過程。 參照圖3，上述步驟SlO可具體包括步驟S100、採集器讀取電錶地址，在讀取成功時，將電錶的長地址替換為短地址。在採集器30以及電錶上電後，該採集器30讀取電錶地址；該電錶地址根據行業標準設定，通常為6個字節。在讀取成功後，則可將該電錶地址替換為短地址，該短地址可為該電錶地址6個字節中的最後2個字節。此時，採集器30的入網準備完成，可進行主頻道組掃描或指定頻道組掃描，進入場強收集階段。該主頻道組掃描包括對17個頻道掃描，該指定頻道組掃描包括對4個頻道掃描。上述步驟Sll可具體包括步驟S111、接收組網信標，判斷是否為指定的信道所發送；步驟S112、如是指定信道所發送，則記錄場強並判斷是否超過轉發的限定值；步驟S113、如未超過轉發的限定值，則轉發所述組網信標。當上述採集器30還未入網時，則該採集器30先進行主頻道組掃描；在接收到集中器20發送的組網信標後，則可判斷是否為指定的信道所發送；如是，則記錄相應場強，並判斷是否超過轉發的限定值。該轉發的限定值可根據具體情況設置，比如在CFDA為8級7跳(MESH)的網絡結構中，該限定值可為7 ;即該網絡中可設置7層採集器30，集中器20發送的指令轉發7圈。進行判斷時，採集器30可根據自身ID號，利用TDMA (TimeDivision Multiple Access,時分多址)協議,計算時隙號以及轉發圈數,然後根據計算結果進行判斷。如果達到最高的轉發圈數(即限定值)，則不再轉發該組網信標；否則可通過CSMA(Carrier Sense Multiple Access,載波偵聽多路訪問)協議進行載波偵聽,在信道空閒時轉發組網信標；如果信道忙，則可等到下一圈再進行轉發。上述步驟Sll可具體包括步驟S114、接收場強收集指令，判斷所述場強收集指令是否合法；步驟S115、如所述場強收集指令合法，則判斷是否為中繼；如是，則進行步驟SI 16 ;否則，進行步驟SI 17 ；步驟S116、轉發所述場強收集指令；步驟S117、根據所述場強收集指令進行反饋。當上述採集器30已入網時，則該採集器30進行指定頻道組掃描；在接收到集中器20發送的場強收集指令後，可判斷該場強收集指令是否合法；如合法，則繼續判斷是否為中繼；如為中繼，則根據中繼地址繼續轉發該場強收集指令；如不為中繼，則判斷其目的地址是否為本集中器30，如是則根據該場強收集指令進行反饋，協助集中器20進行場強收集。該反饋中可包含短地址，給集中器20確認。上述步驟S12可具體包括步驟S120、接收集中器20的配置表以及經集中器20確認的短地址，並發送反饋信息至集中器20。上述採集器30在指定頻道組進行掃描，接收集中器20發送的與該採集器30相對應的配置表以及經集中器20確認的短地址，並發送反饋信息至集中器20，由此完成入網配置。該配置表包括集中器20根據收集的場強信息，針對網絡中每一採集器30計算的多條(比如3條)通信路徑。至此，採集器30的入網完成。通過上述方式可提升組網的效率及
可靠性。參照圖4，本發明提出一種採集器的一實施例。該採集器30可包括·準備入網模塊301，用於採集器30上電後，進行組網準備；場強指令接收模塊302，用於接收集中器20指令，接受場強收集；所述指令包括組網信標以及場強收集指令；配置接收模塊303，用於接收集中器20的配置表，建立路由。上述準備入網模塊301可具體用於採集器讀取電錶地址，在讀取成功時，將電錶的長地址替換為短地址。在採集器30以及電錶上電後，該採集器30可通過準備入網模塊301讀取電錶地址；該電錶地址根據行業標準設定，通常為6個字節。在讀取成功後，則可將該電錶地址替換為短地址，該短地址可為該電錶地址6個字節中的最後2個字節。此時，採集器30的入網準備完成，可進行主頻道組掃描或指定頻道組掃描，進入場強收集階段。該主頻道組掃描包括對17個頻道掃描，該指定頻道組掃描包括對4個頻道掃描。上述場強指令接收模塊302可具體用於接收組網信標，判斷是否為指定的信道所發送；如是指定信道所發送，則記錄場強並判斷是否超過轉發的限定值；如未超過轉發的限定值，則轉發所述組網信標。當上述採集器30還未入網時，則該採集器30通過場強指令接收模塊302先進行主頻道組掃描；在接收到集中器20發送的組網信標後，則可判斷是否為指定的信道所發送；如是，則記錄相應場強，並判斷是否超過轉發的限定值。該轉發的限定值可根據具體情況設置，比如在CFDA為8級7跳(MESH)的網絡結構中，該限定值可為7 ;即該網絡中可設置7層採集器30，集中器20發送的指令轉發7圈。進行判斷時，場強指令接收模塊302可根據自身ID號,利用TDMA (Time Division Multiple Access,時分多址)協議,計算時隙號以及轉發圈數，然後根據計算結果進行判斷。如果達到最高的轉發圈數(即限定值)，則不再轉發該組網信標；否則可通過CSMA (Carrier Sense Multiple Access,載波偵聽多路訪問)協議進行載波偵聽，在信道空閒時轉發組網信標；如果信道忙，則可等到下一圈再進行轉發。上述場強指令接收模塊302還可具體用於接收場強收集指令，判斷所述場強收集指令是否合法；如所述場強收集指令合法，則判斷是否為中繼；如是，則轉發所述場強收集指令；否則，根據所述場強收集指令進行反饋。
當上述採集器30已入網時，則該採集器30通過場強指令接收模塊302進行指定頻道組掃描；在接收到集中器20發送的場強收集指令後，可判斷該場強收集指令是否合法；如合法，則繼續判斷是否為中繼；如為中繼，則根據中繼地址繼續轉發該場強收集指令；如不為中繼，則判斷其目的地址是否為本集中器30，如是則根據該場強收集指令進行反饋，協助集中器20進行場強收集。該反饋中可包含短地址，給集中器20確認。上述配置接收模塊303可具體用於接收集中器的配置表以及經集中器確認的短地址，並發送反饋信息至集中器。 上述採集器30可通過配置接收模塊303在指定頻道組進行掃描，接收集中器20發送的與該採集器30相對應的配置表以及經集中器20確認的短地址，並發送反饋信息至集中器20，由此完成入網配置。該配置表包括集中器20根據收集的場強信息，針對網絡中每一採集器30計算的多條(比如3條)通信路徑。至此，採集器30的入網完成。通過上述方式可提升組網的效率及可靠性。參照圖5，上述採集器30還包括主動入網申請模塊304，用於在不啟用組網信標組網條件下，向集中器20主動發起入網請求，主動申請入網。該主動入網申請模塊304可在採集器30 (DAU)處於游離狀態時，主動向集中器20申請入網。如此，可使得採集器30 (DAU)的入網更具便利性。以上所述僅為本發明的優選實施例，並非因此限制本發明的專利範圍，凡是利用本發明說明書及附圖內容所作的等效結構或等效流程變換，或直接或間接運用在其他相關的技術領域，均同理包括在本發明的專利保護範圍內。
權利要求
1.一種CFDA中採集器自組網的方法，其特徵在於，包括步驟 採集器上電後，進行組網準備； 接收集中器指令，接受場強收集；所述指令包括組網信標以及場強收集指令； 接收集中器的配置表，建立路由。
2.根據權利要求I所述的CFDA中採集器自組網的方法，其特徵在於，所述採集器上電後，進行組網準備的步驟具體包括 採集器讀取電錶地址，在讀取成功時，將電錶的長地址替換為短地址。
3.根據權利要求I或2所述的CFDA中採集器自組網的方法，其特徵在於，所述接收集中器指令，接受場強收集的步驟具體包括 接收組網信標，判斷是否為指定的信道所發送； 如是指定信道所發送，則記錄場強並判斷是否超過轉發的限定值； 如未超過轉發的限定值，則轉發所述組網信標。
4.根據權利要求3所述的CFDA中採集器自組網的方法，其特徵在於，所述接收集中器指令，接受場強收集的步驟具體包括 接收場強收集指令，判斷所述場強收集指令是否合法； 如所述場強收集指令合法，則判斷是否為中繼； 如是，則轉發所述場強收集指令；否則，根據所述場強收集指令進行反饋。
5.根據權利要求I或2所述的CFDA中採集器自組網的方法，其特徵在於，所述接收集中器的配置表，建立路由的步驟具體包括 接收集中器的配置表以及經集中器確認的短地址，並發送反饋信息至集中器。
6.一種米集器，其特徵在於，包括 準備入網模塊，用於採集器上電後，進行組網準備； 場強指令接收模塊，用於接收集中器指令，接受場強收集；所述指令包括組網信標以及場強收集指令； 配置接收模塊，用於接收集中器的配置表，建立路由。
7.根據權利要求6所述的採集器，其特徵在於，所述準備入網模塊具體用於 採集器讀取電錶地址，在讀取成功時，將電錶的長地址替換為短地址。
8.根據權利要求6或7所述的採集器，其特徵在於，所述場強指令接收模塊具體用於 接收組網信標，判斷是否為指定的信道所發送； 如是指定信道所發送，則記錄場強並判斷是否超過轉發的限定值； 如未超過轉發的限定值，則轉發所述組網信標。
9.根據權利要求8所述的採集器，其特徵在於，所述場強指令接收模塊還具體用於 接收場強收集指令，判斷所述場強收集指令是否合法； 如所述場強收集指令合法，則判斷是否為中繼； 如是，則轉發所述場強收集指令；否則，根據所述場強收集指令進行反饋。
10.根據權利要求6或7所述的採集器，其特徵在於，所述配置接收模塊具體用於 接收集中器的配置表以及經集中器確認的短地址，並發送反饋信息至集中器。
11.根據權利要求6或7所述的採集器，其特徵在於，所述採集器還包括 主動入網申請模塊，用於在不啟用組網信標組網條件下，向集中器主動發起入網請求，主動申 請入網。
全文摘要
本發明揭示了一種CFDA中採集器自組網的方法及採集器。該方法可包括步驟採集器上電後，進行組網準備；接收集中器指令，接受場強收集；所述指令包括組網信標以及場強收集指令；接收集中器的配置表，建立路由。本發明的CFDA中採集器自組網的方法及採集器，提升了組網效率及可靠性。
文檔編號H04W74/08GK102761977SQ20111011068
公開日2012年10月31日 申請日期2011年4月29日 優先權日2011年4月29日
發明者崔濤, 舒傑紅 申請人:深圳市友訊達科技發展有限公司