一种实现无线射频网络节点同步发送的方法技术

本发明专利技术涉及一种实现无线射频网络节点同步发送的方法，依此划分或设定各节点的发送时间窗口，各节点的发送时间窗口宽度相同，各节点只能在自己的发送时间窗口发送信息且从节点只有在与主节点同步的情形下才能够发送信息。本发明专利技术避免了多节点的发送冲突，且解决了由于发送竞争而导致的重发或丢包问题。由于发送竞争而导致的重发或丢包问题。由于发送竞争而导致的重发或丢包问题。

【技术实现步骤摘要】
一种实现无线射频网络节点同步发送的方法


[0001]本专利技术涉及涉及多节点无线射频网络提高发送效率、降低发送冲突概率的方法，尤其是一种实现无线射频网络节点同步发送的方法，属通信


技术介绍

[0002]在多节点无线射频网络及其他类似场合，存在节点间信息发送冲突的可能性，在多个节点同时发送信息时产生相互干扰。例如，在我国10kV的配电网系统中，故障指示器主要用于线路的故障识别和定位，对于故障后缩短停电时间有重要的作用。故障指示器通常安装在具有分支的架空线路上，通常由采集单元和汇集单元组成，采集单元悬挂于高压电线上，当发生故障时，采集单元通过无线射频发送故障信息到汇集单元，汇集单元接收后将故障位置、故障相位和故障时间等信息转发给主站服务器，通知运维人员及时抢修。在发生相间短路故障时，至少有2个采集单元会同时检测到故障电流，因此至少有两个采集单元会同时发送故障信息给汇集单元，在这种情况下，容易发生采集单元数据发送互相干扰的情况。目前通常的方案是通过采集单元的重发机制确保故障信息能被汇集单元收到，也就是说，如果采集单元没有收到汇集单元的应答报文，则会重新发送故障信息，直到确认汇集单元收到报文为止。上述方案存在的主要缺陷是：汇集单元发送应答报文时也容易收到来自其它采集单元发送报文的干扰，进而导致采集单元无法收到相应的应答报文；另外，这种解决方案的效率较低，采集单元可能需要重发多次，汇集单元才能收到故障信息。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的是避免多个节点收发系统/网络中出现发送冲突。
>[0004]本专利技术的技术方案是：一种实现无线射频网络节点同步发送的方法，其依此划分或设定各节点的发送时间窗口，各节点只能在自己的发送时间窗口发送信息。
[0005]优选的，各节点的发送时间窗口宽度相同。
[0006]通常，所述节点中（或者说所述网络中，或系统中）包含一个主节点和若干从节点。
[0007]优选的，所述主节点以广播方式等时间间隔（或者说周期性）发送对时报文，所述从节点依据所接收的对时报文与主节点同步。
[0008]优选的，从节点接收同步报文后，调整内部定时器中断间隔，以实现与主节点同步。
[0009]优选的，从节点只有在与主节点同步的情形下，才能发送报文。
[0010]例如，从节点只有在与主节点完成同步过程后，才能发送报文。
[0011]又如，从节点定时检测与主节点的同步状态，若从节点检测出与主节点不满足同步条件，则闭锁发送功能，只保留接收功能。
[0012]通常，主节点和从节点工作在同一个频段。
[0013]优选的，节点发送前监听频段，如果监听到的RSSI值大于预先设定的阈值，则不能发送。
[0014]本专利技术的有益效果是：由于按照一定的宽度划分各节点的发送时间窗口，每个节点只有在属于自己的时间窗口才能发送数据，由此消除了多个节点同时发送信息的可能性，避免了因多个节点同时发送信息产生的发送冲突；由于主节点定时发送同步对时报文，从节点接收同步对时报文，实现与主节点的同步，保证了时间上的一致性。由于各节点只能按照统一划分的发送窗口发送信息，解决各节点由于发送竞争而导致的重发或丢包问题。
附图说明
[0015]图1是本专利技术涉及的一种多节点网络的示意图，由1个主节点和3个从节点组成，可用于10kV配电网系统中的故障指示器系统；图2是节点内射频通讯芯片与处理器接口框图；图3是各节点发送时间窗口的分布图，对应于图1所示的多节点网络；图4是从节点与主节点实现发送窗口同步的流程示意图。
具体实施方式
[0016]下面主要以图1所示的多节点网络（射频网络或其他形式的收发系统）为例对本专利技术的实施方式做具体说明。可以理解的是，本专利技术可用于相应的各种多节点射频网络及其他形式的多节点收发系统，不限于图1所示的多节点网络，亦不限于配电网系统中的故障指示器系统。
[0017]参见图1，该多节点网络的实施例中包括一个主节点和3个从节点（主节点和从节点统称为节点），这是一种用于10kV配电网系统的故障指示器系统的网络架构，其中主节点为一台通讯汇集装置，可称为汇集单元，主要作用是接收从节点数据，并将信息转发至主站服务器，通常可以安装在电线杆上，从节点为分别悬挂在各高压电线上的采集单元，在线路发生故障时，采集单元检测到故障并将故障信息通过无线射频发送至通讯汇集装置（参见图1）。
[0018]参见图2，节点内设有射频通讯芯片（或称射频模块）和处理器（节点处理器），所述处理器通过同步串口与射频芯片实现数据交换。同步串口是一种具有4位数据信号的标准串行接口，通过同步串口，处理器可以对射频芯片内部的寄存器进行读写操作，从而控制射频芯片按照一定工作模式实现无线射频数据的收发功能。IRQ为射频模块输出给处理器的中断信号，具体实施方式可以为：当射频芯片收到并正确解码报文数据后，IRQ引脚电平从低电平变为高电平，当存在FIFO中的数据被清空后，IRQ引脚电平恢复成低电平。
[0019]IRQ信号与CPU时钟模块的信号捕获引脚相连，该捕获引脚实施检测信号电平，当外部信号电平发生变化时，触发时钟模块的内部触发电路，将信号发生变化时对应的时钟计数器的值保存在捕获寄存器里，捕获寄存器的内容会一直保持直到信号发生下一次变化。在本专利技术涉及的用于配电网系统的故障指示器系统中或其他相应系统中，主节点发送的对时报文到达各从节点的路径距离的差异可以忽略，各从节点产生中断信号的时间差异主要由射频模块完成对时报文解码时间决定，如射频传输报文的波特率为100kbps，则各节点收到同一帧对时报文产生的捕获时间偏差不超过10us。
[0020]参见图3，各个节点发送窗口的宽度为t，将时间窗口根据节点地址依次编号为0，1，2，3，0，1等（依据具体的节点数），窗口0是主节点的发送窗口，窗口1是地址为1的节点（从
节点）的发送窗口，以此类推。
[0021]发送窗口的宽度应满足发送报文的需要，可依据发送报文的最长持续时间（或称必要长度）确定。在配电网系统的故障指示器系统等网络中，射频通讯波特率可为100kbps，单帧报文最大发送长度为60个字节，据此可以估算得到发送窗口的必要长度约为4.8ms，因此可以将窗口宽度设为5ms。
[0022]在配电网系统的故障指示器系统等网络中，主节点可以按照1次/秒（s
‑1）的频率（或设定的其他频率）发送对时广播报文，从节点收到对时报文后，定时器外部信号捕获模块寄存器（捕获寄存器）值（或称捕获计数器值）即为对时报文的接收时间T，假设从节点收到的第一帧对时报文捕获计数器值为T1，第二帧捕获计数器值为T2，则T2
‑
T1表示相邻两帧对时报文的时间间隔（例如，1秒）。考虑对时报文在空中传输时间以及主节点发送对时报文的时间，主节点实际的发送时间可为T
‑
ΔT，ΔT为固定的报文传输延时，可通过测量发送节点和接收节点的方法得到。
[0023]参见图4，主节点和从节点之间发送窗口的同本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种实现无线射频网络节点同步发送的方法，其依此划分或设定各节点的发送时间窗口，各节点只能在自己的发送时间窗口发送信息。2.如权利要求1所述的实现无线射频网络节点同步发送的方法，其特征在于各节点的发送时间窗口宽度相同。3.如权利要求1所述的实现无线射频网络节点同步发送的方法，其特征在于所述节点中包含一个主节点和若干从节点，所述主节点以广播方式等时间间隔发...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈未远，赵佩珍，
申请(专利权)人：北京恒源利通电力技术有限公司，
类型：发明
国别省市：