一种适应多变因素的集中器主动抄表路由方法技术

技术编号:15269542 阅读:112 留言:0更新日期:2017-05-04 06:33
本发明专利技术提供了一种适应多变因素的集中器主动抄表路由方法。路由通过组网过程收集所有从节点的邻居场强,并将从节点配置到特定的私有信道组。路由为每个从节点设置每次抄表的抄表属性,根据各项抄表属性的不同,按照不同的策略选择中继路径和通讯信道发送无线抄表数据帧。优先选用组网过程中的可用路径,补充使用最短路径算法获取的理论路径,理论与实际相结合。本发明专利技术充分考虑了实际应用中各种偶然因素对抄表造成的影响,通过不同的中继路径,通讯信道多次尝试抄表,在减少对相邻台区造成干扰的同时,极大地保证了每个抄表任务的成功率和网络稳定性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及微功率无线通信技术、路由
,具体地说是一种适应多变因素的集中器主动抄表路由方法
技术介绍
当前,智能电网建设正在规范有序的进行,在电力用户用电信息采集系统的通讯方式方面,微功率无线自组织网络早已超过千万的应用节点,目前已经升级为微功率无线互联互通标准。基于微功率无线的路由抄表效率是影响这一网络成败的重要因素。实际长期应用中,路由抄表效率受各种环境因素的影响:影响范围小的如个别电表故障、个别位置地物变化;影响范围大的如阶段性天气变化、特定频率的无线电磁干扰、现场环境多台区互干扰等;还有一些软件程序相关因素,如信标帧转发不充分、表端模块异常离网、采集器模块地址变化等。一种特定因素对抄表的产生影响可能是小概率事件,但是总有某种因素影响正常抄表却是大概率事件。现有的路由算法,主要基于组网路径,或图论相关的算法路径,循环进行抄表尝试。这类算法应对多变因素缺乏灵活性,并且往往忽略了中继路径和通讯信道的关联性,不能迅速的适应环境的突然变化,容易丢弃因偶然因素失败的有效路径,过于频繁的替换本来有效的路径,导致抄表链路越来越长,效率越来越低。随着微功率无线网络应用范围越来越大,对抄表的效率和稳定性要求不断增强。
技术实现思路
本专利技术旨在针对现场环境中易发生影响抄表的各种偶然因素的特点,为保证网络的稳定性,抄表效率的高可持续性,提供了一种适应多变因素的集中器主动抄表路由方法。本专利技术采用的技术方案如下:一种适应多变因素的集中器主动抄表路由方法,包括以下步骤:a、路由通过组网阶段获取所有从节点的邻居表信息;b、集中器通过本地接口协议下发抄表任务给路由,并给定一个预设时间;当集中器收到成功数据、上报失败或超时信息后,重新下发新的抄表任务;c、在任务的预设时间内,路由发送无线抄表数据帧,然后上报成功数据或上报失败状态;步骤a中,组网的过程包括:转发信标帧、收集邻居场强、配置子节点。进一步的,所述组网的过程还包括:路由将所有从节点配置到特定的私有信道组;将配置子节点帧的路径作为相应目标从节点的主路径,设置主父节点;选择多个信号优良的邻居节点做为备用父节点。(选择备用父节点要考虑的因素包括:目标节点与邻居节点的双向场强,邻居节点的深度层次,邻居节点是否配置成功等)进一步的,所述步骤c中抄表的过程包括;路由为每个从节点设置每次抄表的抄表属性;所述抄表属性包括抄表轮次、抄表阶段、抄表次数和抄表信道;针对一个目标从节点,路由每一次发送无线抄表数据帧,都依据抄表属性的不同,选择特定的链路和通讯信道。(抄表成功后,路由记录从节点的成功属性,包括:成功路径、成功信道、成功次数等。)所述抄表轮次是指,路由设定一个预设时间的抄表动作为一个轮次。例如30秒为一轮,则一分钟为2轮。轮次是一个不断累加的过程,轮次结束抄表失败,则轮次加1,抄表成功则轮次清零。所述抄表阶段是指,在每个轮次内,抄表策略分为多个阶段,最多包括5个阶段。每个阶段按照不同的策略选择链路,选择的无线通讯信道和抄表次数也各不相同。这些都可以根据经验值进行调整。抄表阶段也是一个不断累加的过程,并且可跨越不同轮次,相当于第二轮可以接着第一轮的阶段继续抄表。抄表成功,阶段清零。超过阶段5,也清零重新开始。所述抄表次数是指,在当前抄表阶段,重复抄表的次数。每个抄表阶段都从零开始计数,重复抄表则累加,抄表成功则清零。进一步的,所述抄表阶段包括五个阶段:阶段一,主父节点阶段:以目标从节点的主父节点为末端中继节点,再选择中继节点的主父节点,依次递归至中心节点,得到完整链路;在当前信道组每个信道发送无线抄表数据帧,允许重复特定的次数;阶段二,上次成功路径阶段:依据从节点的成功属性,使用成功路径、成功信道,发送无线抄表数据帧,允许重复特定的次数;阶段三,备用父节点阶段:以目标从节点的备用父节点为末端中继节点,再选择中继节点的主父节点,依次递归至中心节点,得到完整链路;在当前信道组每个信道发送无线抄表数据帧,允许重复特定的次数;当目标从节点有多个备用父节点时,依次轮循这些节点,按照上述方法抄表;阶段四,主父节点的最短路径阶段:以目标节点的主父节点为末端中继节点,中心节点为源点,采用单源最短路径算法,得到完整链路;在当前信道组每个信道发送无线抄表数据帧,允许重复特定的次数;阶段五,备用父节点的最短路径阶段:以目标节点的备用父节点为末端中继节点,中心节点为源点,采用单源最短路径算法,得到完整链路;在当前信道组每个信道发送无线抄表数据帧,允许重复特定的次数;当目标从节点有多个备用父节点时,依次轮循这些节点,按照上述方法抄表。进一步地,上述的单源最短路径算法具体包括以下步骤:1)以Dijkstra(迪杰斯特拉)算法为原型,建立无向图G=(V,E),中心节点为源点,各从节点为顶点;2)各边的长度通过从节点的双向邻居场强按照特定的方法换算得来;3)计算中心节点至各从节点的最短路径,形成一个最短路径的数组,记录各从节点的最短路径父节点序号;后续读取路径时,通过递归的方法得到中心节点至各从节点的整条链路。以上各个抄表阶段,允许重复的特定次数,可以根据经验值进行调整。为了避免偶然因素造成的抄表失败,一般重试不少于2次。当主父节点阶段失败时,不立即更换主父节点,而是记录当前成功路径的成功次数,如果连续成功3次,则将该路径末端中继节点设置为主父节点。按照以上多个阶段的方案,既通过多次尝试排除了偶然因素的影响,保证了链路的稳定性;又通过不同的中继路径,排除了存在故障节点造成的影响;并且优先选用组网过程中的可用路径,补充使用路径算法获取的理论路径,理论与实际相结合,极大地提高了抄表成功率和及时性。进一步的,所述抄表信道是指路由发送无线抄表数据帧时使用的通讯信道。(微功率无线互联互通标准的通讯信道包括一个公共信道组,32个私有信道组。每个信道组又分为高频点和低频点共2个信道,二者之间相差了8MHz的频率带宽。所以,即使同一个信道组,不同的频点抄表效率也可能大不相同。)进一步的,所述抄表信道的选择包括如下步骤:1)首先判断抄表阶段是否为上次成功路径阶段,如果是,就采用上次成功信道;否则进入下一步;2)如果抄表轮次为0时,有两种情况,如果存在上次成功路径,采用成功信道;从未成功的,采用私有信道组;3)抄表轮次大于0,且为6的倍数时,采用公共信道组;否则采用私有信道组;以此基本保持私有信道与公共信道次数5:1;4)在当前轮次的各个抄表阶段,重复尝试信道组的高、低频点。如此,在现场环境较好时,路由基本只在私有信道抄表,减少在公共信道对其他台区的干扰,保证了相邻台区的网络稳定性;当环境不稳定时,包括从节点异常离网、信道组高低频点背景干扰不同等情况时,路由也能在较短时间内抄回数据,保证了抄表效率。附图说明本专利技术将通过例子并参照附图的方式说明,其中:图1为本专利技术抄表阶段的流程图;图2为本专利技术抄表信道的流程图;图3为模拟环境中抄表过程可用路径选择的示意图。具体实施方式本说明书中公开的所有特征,或公开的所有方法或过程中的步骤,除了互相排斥的特征和/或步骤以外,均可以以任何方式组合。本说明书(包括任何附加权利要求、摘要)中公开的任一特征,除非特别叙述,均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即,除非特别叙述,每个本文档来自技高网...
一种适应多变因素的集中器主动抄表路由方法

【技术保护点】
一种适应多变因素的集中器主动抄表路由方法,其特征在于,包括以下步骤:a、路由通过组网阶段获取所有从节点的邻居表信息;b、集中器通过本地接口协议下发抄表任务给路由,并给定一个预设时间;当集中器收到成功数据、上报失败或超时信息后,重新下发新的抄表任务;c、在任务的预设时间内,路由发送无线抄表数据帧,然后上报成功数据或上报失败状态;步骤a中,组网的过程包括:转发信标帧、收集邻居场强、配置子节点。

【技术特征摘要】
1.一种适应多变因素的集中器主动抄表路由方法,其特征在于,包括以下步骤:a、路由通过组网阶段获取所有从节点的邻居表信息;b、集中器通过本地接口协议下发抄表任务给路由,并给定一个预设时间;当集中器收到成功数据、上报失败或超时信息后,重新下发新的抄表任务;c、在任务的预设时间内,路由发送无线抄表数据帧,然后上报成功数据或上报失败状态;步骤a中,组网的过程包括:转发信标帧、收集邻居场强、配置子节点。2.如权利要求1所述的集中器主动抄表路由方法,其特征在于,所述组网的过程还包括:路由将所有从节点配置到特定的私有信道组;将配置子节点帧的路径做为相应目标从节点的主路径,设置主父节点;选择多个邻居节点做为备用父节点。3.如权利要求1或2所述的集中器主动抄表路由方法,其特征在于,所述步骤c中抄表的过程包括;路由为每个从节点设置每次抄表的抄表属性;所述抄表属性包括抄表轮次、抄表阶段、抄表次数和抄表信道;针对一个目标从节点,路由每一次发送无线抄表数据帧,都依据抄表属性的不同,选择特定的链路和通讯信道。4.如权利要求3所述的集中器主动抄表路由方法,其特征在于:所述抄表阶段是指在每个轮次内,抄表策略分为多个阶段,每个阶段按照不同的策略选择链路、无线通讯信道和抄表次数。5.如权利要求4所述的集中器主动抄表路由方法,其特征在于,所述抄表阶段包括五个阶段:阶段一,主父节点阶段:以目标从节点的主父节点为末端中继节点,再选择中继节点的主父节点,依次递归至中心节点,得到完整链路;在当前信道组每个信道发送无线抄表数据帧,允许重复特定的次数;阶段二,上次成功路径阶段:...

【专利技术属性】
技术研发人员:胡波李宏文赵晓娜
申请(专利权)人:珠海中慧微电子股份有限公司
类型:发明
国别省市:广东;44

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