CN101009037A - 低压载波集中式网络及其组网、发送和接收方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种低压载波集中式网络及其组网、发送和接收方法。该组网方法包括检测集中器和与其直接相连通的节点之间的通信质量；根据检测结果，将第一子网中通信质量优于或等于第一预定值并且最接近所述第一预定值的一节点配置为第2子网的路由节点；将通信质量优于或等于第一预定值的其它所述节点配置为第1子网的普通节点；当且仅当J＞1执行检测第j子网的路由节点和与其直接相连通的、尚未被配置的节点之间的通信质量；根据检测结果，将第j子网的普通节点中通信质量优于或等于第一预定值并且最接近所述第一预定值的尚未被配置的节点配置为第j+1子网的路由节点，将通信质量优于或等于第一预定值的其它尚未被配置的节点配置为第j子网的普通节点。

Description

低压载波集中式网络及其组网、发送和接收方法

技术领域

本发明涉及低压载波集中式网络及其组网、发送和接收方法，具体地说，涉及利用下行信道(低压电力线媒介)的低压电力载波抄表系统及其组网、发送和接收方法。

背景技术

低压电力载波抄表系统是利用现有的低压电力网作为通信媒介来进行自动抄收电表数据的系统，电力线网络是一种分布范围最广作为一种通信媒介，构建抄表系统简洁，成本低廉，是电表抄表系统的最佳通信资源。图1示出一个典型的低压电力载波抄表系统电力网侧的基本结构，并且图2是集中器管辖每家每户的低压电器的示意图，其中低压电器可以是：计算机、洗衣机、电冰箱和空调等等。一个典型的低压电力载波抄表系统电力网侧的基本结构如下：

●集中器(LV-C)为三相供电(三相四线制)，电力线载波通信信号可以分别在三相A-J、B-J、C-J上传输(A、B、C代表三相火线，J代表零线)。集中器一般安装在配电变压器的低压侧，从配电变压器低压侧发散出来的三相四线进入到其管辖的每家每户；单相供电的载波表在其所在相位进行载波信号传输，三相供电的载波表一般选取某一相作为载波信号传输的通道。

●整个低压电力网拓扑结构为无固定规律的发散状的星形结构或树状结构。

大量的电表企业和从事自动抄表系统的企业都研发了低压电力载波抄表系统并且在许多省市试用，但到目前为止仍然没有达到成熟的可大规模成功推广的程度，主要表现就是系统抄收很不可靠，未能达自动抄表实用化的要求。出现这种现状的原因主要是因为低压电力线网络是非常恶劣的通信媒介，各种电气设备都挂在电网上，会对电网造成污染，主要表现为：

●高能量的随机噪音。

●随机且不可预测的电力线负载变化。

●电力线负载变化具有很大的动态范围。

这些因素决定了低压电力线通信信道的严重噪音、载波信号的高衰减和高失真的特点，以及载波信号的衰减、失真和噪音强度具有时变的特点。低压电力线网络的这些特点导致了低压电力载波抄表系统以下情况的发生，使得整个系统的抄收很不可靠：

●某些电表不能被集中器直接访问到，或者有时能被集中器直接访问到，有时又不能被集中器直接访问。

●低压电力网时变的特性导致了采用专门的固定位置的中继器不能很好解决系统通信的问题。

●低压载波抄表系统的通信物理媒介(集中器和电表(节点)构成的网络)是单一的总线型的低压电力网，因此整个网络上存在回传信号和冲突及相撞的问题。

目前很多低压电力载波抄表系统采用改善物理层通信性能的办法来延长通信距离，这需要载波通信芯片的不断改进和完善，但物理层的点对点通信性能总是有限度的，而低压电力网通信信道又是动态的、及其复杂的，仅仅靠改善物理层通信的性能不足以彻底解决载波抄表的可靠性问题。多数低压电力载波抄表系统还采用固定中继的方法来提高通信可靠性，即在某些固定位置安装物理中继器，但由于电力网时变的特点，固定位置的中继器随着时段的变化又变得不稳定了，从而使得系统的自动抄收还是很不可靠。也有些厂家采用了自动中继技术，但由于是完全主从的一问一答方式，所采用协议的MAC层(媒介访问控制层)不具备CSMA(多访问载波侦听)机制，不能支持广播应答，随着系统安装电表的增加，集中器自动中继算法过程的工作量呈几何级数的增加，使得集中器的自动中继消耗大量的时间和空间资源，达不到实用的要求。

发明内容

鉴于这些情况，本发明的目的是提供一种智能化的低压载波集中式网络及其组网、发送和接收方法，使得：第一，系统所有电表(节点)安装后，集中器能够启动系统初始化过程，在系统初始化完成后，集中器能够访问系统中的所有电表(节点)；第二，系统正常运行时增加一个新的电表(节点)，集中器可以自动搜索并配置该新的电表(节点)；第三，当低压电力线网络通信状态改变时，集中器可以启动系统自适应功能进行网络的自动调整以保证整个系统的通信顺畅。

根据本发明的一个方面，提供一种将集中式低压载波通信网络配置为至少J级子网的组网方法，所述网络包括集中器和至少一个节点，包括步骤：(a)检测集中器和与其直接相连通的节点之间的通信质量；(b)根据检测结果，将第一子网中通信质量优于或等于第一预定值并且最接近所述第一预定值的一节点配置为第2子网的路由节点；(c)将通信质量优于或等于第一预定值的其它所述节点配置为第1子网的普通节点；(d)当且仅当J＞1，对于j依次从2至J中取值，执行步骤(e)：检测第j子网的路由节点和与其直接相连通的、尚未被配置的节点之间的通信质量；根据检测结果，将第j子网的普通节点中通信质量优于或等于第一预定值并且最接近所述第一预定值的尚未被配置的节点配置为第j+1子网的路由节点，将通信质量优于或等于第一预定值的其它尚未被配置的节点配置为第j子网的普通节点。

根据本发明的另一个方面，提供一种利用所述方法组网的集中式低压载波通信网络的路由数据包的发送方法，包括步骤：集中器/源节点在网络层协议数据单元中加上路由表，其中该路由表由包括源子网号和目的子网号的子网号组成；以及把带有路由表的路由数据包递交网络层的下层以便发送给目的节点/集中器。

根据本发明的另一个方面，提供一种利用所述方法组网的集中式低压载波通信网络的路由数据包的接收方法，包括步骤：集中器/节点接收到一数据包；如果该数据包的目的地址是该集中器/节点或者包括该节点的广播命令，则该集中器/节点的网络层处理该数据包并递交网络层的上层；否则如果该节点是普通节点，则该节点网络层丢弃该数据包；如果该节点是路由节点，则该节点网络层解析网络层协议数据单元中的路由表，如果该路由表中不存在该节点的子网，则该节点网络层丢弃该数据包，否则，把数据包递交网络层的下层转发该数据包。

根据本发明的另一个方面，提供一种被配置为至少J级子网的低压载波集中式网络，包括：至少一个节点，每个所述节点包括接收器和发送器；和集中器，包括接收器、发送器以及包括通信质量检测单元和节点配置单元的网络管理模块，该通信质量检测单元通过该集中器的发送器和接收器第一检测所述集中器和与其直接相连通的节点之间的通信质量，并且当且仅当J＞1，对于j依次从2至J中取值，还第二检测第j子网的路由节点和与其直接相连通的尚未被配置的节点之间的通信质量，该节点配置单元根据第一检测结果通过所述集中器的发送器将第一子网中通信质量优于或等于第一预定值并且最接近所述第一预定值的一节点配置为第2子网的路由节点并且将通信质量优于或等于第一预定值的其它所述节点配置为第1子网的普通节点，并且当且仅当J＞1，对于j依次从2至J中取值，还根据第二检测结果通过所述集中器的发送器将第j子网的普通节点中通信质量优于或等于第一预定值并且最接近所述第一预定值的尚未被配置的节点配置为第j+1子网的路由节点，将通信质量优于或等于第一预定值的其它尚未被配置的节点配置为第j子网的普通节点。

根据本发明的另一个方面，提供一种属于被配置为至少J级子网的低压载波集中式网络的集中器，该网络还包括至少一个节点，该集中器包括：接收器；发送器；包括通信质量检测单元和节点配置单元的网络管理模块，该通信质量检测单元通过该集中器的发送器和接收器第一检测所述集中器和与其直接相连通的节点之间的通信质量，并且当且仅当J＞1，对于j依次从2至J中取值，还第二检测第j子网的路由节点和与其直接相连通的尚未被配置的节点之间的通信质量，该节点配置单元根据第一检测结果通过所述集中器的发送器将第一子网中通信质量优于或等于第一预定值并且最接近所述第一预定值的一节点配置为第2子网的路由节点并且将通信质量优于或等于第一预定值的其它所述节点配置为第1子网的普通节点，并且当且仅当J＞1，对于j依次从2至J中取值，还根据第二检测结果通过所述集中器的发送器将第j子网的普通节点中通信质量优于或等于第一预定值并且最接近所述第一预定值的尚未被配置的节点配置为第j+1子网的路由节点，将通信质量优于或等于第一预定值的其它尚未被配置的节点配置为第j子网的普通节点。

根据本发明的另一个方面，提供一种由所述的低压载波集中式网络中的集中器所配置的路由节点，包括：接收器，用于接收一数据包；发送器；路由表存储单元，用于存储该路由节点所在子网络到集中器的路由表，该路由表由包括源子网号和目的子网号的子网号组成；和网络层模块，如果该数据包的目的地址是该路由节点则该网络层模块处理该数据包并递交网络层的上层，否则该网络层模块解析所述路由表，如果在该路由表中不存在该路由节点的子网则所述网络层丢弃该数据包、否则把数据包递交所述网络层的下层通过所述发送器转发该数据包。

根据本发明的另一个方面，提供一种由所述的低压载波集中式网络中的集中器所配置的普通节点，包括：接收器，用于接收一数据包；发送器；路由表存储单元，用于存储该普通节点所在子网到集中器的路由表；和网络层模块，当该普通节点接收数据时，如果通过所述接收器接收的数据包的目的地址是该普通节点则处理该数据包并递交网络层的上层，否则弃该数据包；当该普通节点发送数据时，所述网络层模块在该网络层协议数据单元中加上该路由表，该路由表由包括源子网号和目的子网号的子网号组成，并且把带有路由表的路由数据包递交网络层的下层以便通过所述发送器发送给目的节点/集中器。

通过采用本发明的智能化的低压载波集中式网络及其组网、发送和接收方法，普通的电表节点可以同时被动态配置成为路由节点，集中器可以智能地学习网络拓扑，动态地自适应低压电力线网络，协议栈支持CSMA下的广播应答机制，有效避免通信冲突，大大降低系统初始化和自适应所要消耗的时间和空间资源。采用本发明方案，就可以做到可靠地延长通信距离，并且真正做到“以变应变”，从整个系统的网络性能来彻底解决以前长期困扰低压电力线载波抄表系统的抄收可靠性问题，同时大大地降低了载波抄表系统的维护工作量和维护成本。

附图说明

图1示出一个典型的低压电力载波抄表系统电力网侧的基本结构；

图2是集中器管辖每家每户的低压电器的示意图；

图3示出根据本发明优选实施例的、将集中式低压载波通信网络配置为至少一级子网的组网方法的流程图；

图4示出在初始化过程结束后LV-C和电表节点所构网络拓扑结构示意图；

图5示出根据本发明优选实施例的单相寻找丢失节点的流程图；

图6示出在寻找丢失节点组网后LV-C和电表节点所构网络拓扑结构示意图；

图7示出子网间的自适应子过程的流程图；

图8示出在子网间的自适应子过程之后LV-C和电表节点所构网络拓扑结构示意图；

图9示出子网内部的自适应的流程图；

图10示出在子网间的自适应子过程之后LV-C和电表节点所构网络拓扑结构示意图；

图11示出本发明的低压载波集中式网络的集中器的方框图；

图12示出本发明的低压载波集中式网络的路由节点的方框图；和

图13示出本发明的低压载波集中式网络的普通节点的方框图。

具体实施方式

下面将结合附图详细描述本发明的优选实施例。本发明的优选实施例将电表作为节点来说明，但是本领域的技术人员应当了解其它低压电器，比如图2所示的计算机、洗衣机、电冰箱和空调等等也可以作为本发明的节点。在下面的描述中，现有低压载波集中式网络中公知的单元将不再详细描述，以免不必要的细节混淆本发明。

1.给出与本发明有关的定义和缩略语和网络管理命令：

1.1与本发明有关的定义和缩略语

● LV-C：集中器。

●Domain：网络域，48位(bit)，Domain[i]，i为域号，一个LV-C所辖范围就是一个域，不同的LV-C所辖范围分属不同的域，i＝0表示未配置。

●Subnet：子网，8bit，Subnet[j]，j为子网号，j＝0表示未配置。

●Node：节点，8bit，Node[k]，k为节点号，本方案中最高位固定为1，实际用到低7位，k＝1～127，k＝0表示未配置。

●Unique_Node_ID：节点唯一的48位物理标识符(ID)，简写为U_ID。

●Q：节点通信质量参数，表示节点间的通信质量，Q越高表示节点间的通信质量越好。

Qd，D3D2D1D0：0-15，表示发起方到接收方的通信信号质量。

Qu，D7D6D5D4：0-15，表示接收方到发起方的通信信号质量。

两个节点之间完整的通信质量Q值取Qd和Qu中更小的。

●Q_Thres：系统初始化时Q的阈值，当Q＞＝Q_Thres时，认为系统初始化时两个节点之间的通信是可靠的。

●Q_RThres：系统自适应时Q的阈值，Q_RThres＜Q_Thres。当Q＞＝Q_RThres时，认为系统自适应时两个节点之间的通信是可靠的。

●R_Tab：路由表，由子网号Subnet[j]组成。

●R_Node：某个子网中的路由节点，R_Node[x]，x为路由节点所在子网号。

●Phase：表示节点所处的载波工作相位。

系统自动路由方案前提

●LV-C发送命令/消息是分别依次向三相线路A、B、C发送(可以容易地通过硬件电路控制实现)。

●LV-C已知其所辖所有节点的U_ID。

●LV-C网络地址固定为Doma in[i]\Subnet[1]\Node[1]，实际LV-C就是Subnet[1]的R_Node[1]。

●当节点的网络地址Doma in[i]\Subnet[j]\Node[k]i＝0或j＝0或k＝0时，表示此节点未配置。

●同一个域中某个子网中的路由节点的网络地址固定为Subnet[j]\Node[1](即路由节点的节点号固定为1)，每个子网有一个路由节点。

1.2网络管理命令

电力载波芯片能够提供定量的接收信号的信噪比，把接收信号的质量(Q值)量化为0-1516个等级，等级越高说明两个节点间的通信质量越好。

集中器是整个低压载波抄表系统的核心，由集中器执行一套系统自动路由及自适应的算法，同时发起一些专用的网络管理命令来实现整个系统的网络管理功能，本发明所用到的网络管理命令如下：

1)MQ

功能：检测通信信号质量，要求所有收到此命令的未知相位或者同相位的节点向发起方回送包含Q值的应答。

2)FUMQ

功能：由集中器发出，要求接收到此命令的节点x向集中器所指定的节点y发送MQ命令，并将所获得的x相对于y的Q值和y的相位信息上传到集中器。

3)FBMQ

功能：由集中器发出，要求接收到此命令的节点x向某个子网(Subnet)或全网络域(Domain)发送MQ广播命令，并将所获得的x相对于Subnet或者Domain中的各节点的Q值和各节点的相位信息上传到集中器。

4)CF_N

功能：由集中器发出，配置某个节点的网络地址和相位以及集中器到该节点所在子网的路由表。

2.将集中式低压载波通信网络配置为至少一级子网的组网方法

2.1单相初始化组网方法

当集中器和各电表安装完成后，集中器存储各个节点的物理地址，并且将所述集中器的网络地址配置为Domain[i]\Subnet[1]\Node[1]，和将各个尚未被配置的节点的网络地址配置为Subnet[0]\Node[0]。集中器定时或接收到某个触发命令，启动整个载波系统的初始化，系统的初始化是分相进行的(A、B、C三相)，集中器首先发送MQ广播命令，然后等待接收各节点的应答，可进行多次MQ广播命令的发送，以统计每个节点的平均Q值。可以设定一个Q值和成功次数的阈值，根据阈值选取某个最适合的节点，集中器向该节点发送CF_N命令配置该节点为下一级子网的路由节点，向其他满足阈值的节点发送CF_N命令配置这些节点为本子网的普通节点。集中器这样一步一步进行系统的逐步组网和网络拓扑结构的学习，选取每个子网最佳的路由节点，配置每个子网的普通节点。Q值的阈值可根据现场实际网络情况灵活设置，保证系统所组子网的健壮性(即：既防止组网过密，又防止组网过疏)。初始化过程结束后，低压载波系统将自动将整个系统划分为数个子网，每个子网中至少有一个路由节点，每个子网的每个节点会配置一个网络地址。集中器则会保存其到每个子网的路由表，每个子网中的路由节点和普通节点会保存该子网到集中器的路由表。系统初始化完成后，每一个节点将隶属于一个子网，集中器通过到每个子网的路由表就能访问到任意一个节点(电表)。同样，每个节点也可以主动与集中器通信。

图3是根据本发明优选实施例的、将集中式低压载波通信网络配置为至少一级子网的组网方法的流程图。如图3所示，当集中器和各电表安装完成后，首先，检测集中器和与其直接相连通的节点之间的通信质量：在步骤S301，LV-C发送MQ域广播命令，在步骤S302，全域范围的直接收到MQ广播命令的节点应答，向LV-C返回包含Qd值的应答包，并且在步骤S303，对于LV-C接收到每个节点的应答数据包，分别计算和每个节点之间的通信Qu值。比如，根据本实施例LV-C和子网1的每个普通节点之间的通信质量Q值取Qd的平均值和Qu的平均值中更小的作为所述通信质量(Q值)，但是其它反映集中器和与其直接相连通的节点之间的通信质量的方式也是可以考虑的，比如：综合考虑可根据现场实际网络情况灵活设置的Q值和通信成功次数的阈值，以便保证系统所组子网的健壮性(即：既防止组网过密，又防止组网过疏)。然后，根据检测结果，将第一子网中通信质量优于或等于第一预定值(Q_Thres)并且最接近所述第一预定值的一节点配置为第2子网的路由节点(这样有利于配置更多的节点，这样是为了避免组网组成太多不必要的子网：在步骤S304，从应答节点中选择一个Q＞＝Q_Thres且最接近Q_Thres的节点，发送CF_N命令将其配置为子网2的路由节点(记为R_Node[2])。R_Node[2]记录其所在子网到LV-C的路由表。比如说，将某一节点配置成第2子网的路由节点，则将该节点的网络地址由Subnet[0]\Node[0]配置为Subnet[2]\Node[1]，并且该路由节点记录其到集中器的、由子网号所构成的路由表Subnet[1]\Subnet[2]。接着，将通信质量优于或等于第一预定值的其它所述节点配置为第1子网的普通节点：在步骤S305，LV-C向其他Q＞＝Q_Thres的节点一个一个(单播)发送CF_N命令，将它们配置成为子网1的普通节点，LV-C记录LV-C和子网1的每个普通节点之间的Q值，LV-C和R_Node[2]之间的Q值，LV-C到子网2之间的路由表。比如，将某一节点配置为第2子网的普通节点，则将该节点的网络地址由Subnet[0]\Node[0]配置为Subnet[2]\Node[k]，k＞＝2(k为该普通节点在第1子网中的序号)，同时集中器记录R_Node[2]和各Subnet[2]\Node[k]，k＞＝2普通节点之间的Q值并且存储由子网号所构成的路由表Subnet[1]\Subnet[2]。同一个子网内部所有节点网络地址的子网号都是相等的，同一个子网内部不存在路由表，只有不同的子网间才存在路由表的概念。

本发明的优选实施例采用5级子网，所以对于j依次从2至5中取值，检测第j子网的路由节点和与其直接相连通的、尚未被配置的节点之间的通信质量；根据检测结果，将第j子网的普通节点中通信质量优于或等于第一预定值、并且最接近所述第一预定值的尚未被配置的节点配置为第j+1子网的路由节点，将通信质量优于或等于第一预定值的其它尚未被配置的节点配置为第j子网的普通节点；具体来讲，在步骤S306，LV-C向R_Node[2]发送FBMQ命令，要求R_Node[2]发送MQ域广播命令，R_Node[2]把R_Node[2]相对于各应答节点的Q值返回给LV-C。比如，在尚未被分配的节点接收路由节点R_Node[2]所发送的至少一个单播或广播命令之后，所述尚未被分配的节点向路由节点R_Node[2]返回相应的至少一个包括信噪比的应答包，由此，取Qd的平均值和Qu的平均值中更小的值作为R_Node[2]与该应答节点的通信质量(Q值)，与计算本实施例LV-C和子网1的每个普通节点之间的通信质量Q值的方法类似，其它反映R_Node[2]与该应答节点的通信质量的方式也是可以考虑的，比如：综合考虑可根据现场实际网络情况灵活设置的Q值和通信成功次数的阈值，以便保证系统所组子网的健壮性(即：既防止组网过密，又防止组网过疏)。在步骤S307，LV-C选择应答节点中未配置且Q＞＝Q_Thres且最接近Q_Thres的一个节点，向其发送CF_N命令，将其配置为子网3的路由节点(记为R_Node[3])，R_Node[3]记录其所在子网到LV-C的路由表。比如，将某一节点配置成第3子网的路由节点，则将该节点的网络地址由Subnet[0]\Node[0]配置为Subnet[3]\Node[1]，并且该路由节点记录其到集中器的、由子网号所构成的路由表Subnet[1]\Subnet[2]\Subnet[3]。在步骤S308，LV-C向其他Q＞＝Q_Thres的节点一个一个发送CF_N命令，将它们配置成为子网2的普通节点，LV-C记录R_Node[2]和子网2的每个普通节点之间的Q值、R_Node[2]和R_Node[3]之间的Q值、LV-C到子网3之间的路由表。并且在步骤S309，LV-C通过发送FBMQ命令组建子网和配置节点，直到组建和配置好子网5，子网[5]的路由节点记为R_Node[5]。比如，将某一节点配置为第3子网的普通节点，则将该节点的网络地址由Subnet[0]\Node[0]配置为Subnet[3]\Node[k]，k＞＝2(k为该普通节点在第3子网中的序号)，并且集中器存储由子网号所构成的路由表Subnet[1]\Subnet[2]\Subnet[3]。本领域的技术人员应当了解在上述优选实施例中的5级路由并非对本发明进行限制，路由的级数可视网络的具体情况，比如健壮性或节点的疏密等，来确定。

2.2多相初始化组网方法

另外两相的初始化建网子过程同图3。

图4示出在初始化过程结束后LV-C和电表节点所构网络拓扑结构示意图，其中，“●”表示路由节点(R_Node)，LV-C本身即为子网1的路由节点，“○”表示普通节点，“◇”表示丢失节点(Missing Node)。

3.寻找丢失节点组网方法

3.1单相寻找丢失节点组网方法

系统初始化组网结束后，集中器启动进入寻找丢失节点建网子过程，寻找丢失节点建网子过程也是分相进行的(A、B、C三相)。系统的初始化一般在整个抄表系统现场安装完成后启动执行一次，初始化过程结束后，LV-C内存中将保存每一个节点的U_ID、网络地址、相位，LV_C到每一个子网的路由表，每一个子网中的路由节点和普通节点之间的Q值，任意两个有邻近路由关系的路由节点之间的Q值。每一个子网中的路由节点和普通节点应保存其所在子网到LV-C之间的路由表。初始化过程结束后，整个系统划分为数个子网，每个子网中至少有一个路由节点，每个子网的每个节点会配置一个网络地址。集中器则会保存其到每个子网的路由表，每个子网中的路由节点和普通节点会保存该子网到集中器的路由表。每一个节点将隶属于一个子网，集中器通过到每个子网的路由表就能访问到任意一个节点(电表或其它低压电器)。

按照本系统的初始化方法，在初始化过程结束后，每相的网络虚拟拓扑结构为发散的树状结构，不会构成闭合的环型，且每一条下行路由表中的任一子网号一定大于它前边的子网号，图4示出在初始化过程结束后LV-C和电表节点所构网络拓扑结构示意图，其中，“●”表示路由节点(R_Node)，LV-C本身即为子网1的路由节点，“○”表示普通节点，“◇”表示丢失节点(Missing Node)。这为系统自适应方法提供了网络拓扑的基础。对于初始化过程结束后的丢失节点(Missing Nodes)，也可以在后续的系统自适应中按照寻找Missing Nodes的方法再去寻找。

图5示出根据本发明优选实施例的单相寻找丢失节点组网的流程图。首先，在步骤S501判断是否还存在丢失节点(未配置节点)。比如，可以检查某一节点的网络地址Subnet[x]\Node[y]中的x和y是否有一个为“0”，如果是，则该节点是丢失节点。如果不存在，则结束单相寻找丢失节点组网的过程；否则，如果存在，则检测集中器、各级子网的路由节点中的每一个和与其直接连通的一丢失节点之间的通信质量：在步骤S502，LV-C向某个丢失节点发送MQ命令，计算LV-C和该丢失节点之间的Q值，并且在步骤S503，LV-C向已有的每个子网的路由节点发送FUMQ命令，要求子网路由节点向该丢失节点发送MQ命令，并向LV-C返回路由节点和该丢失节点之间的Q值。然后，根据检测结果，对于该另外尚未被配置的节点，在所述集中器和所述J级子网的路由节点中选择与该另外尚未被配置的节点具有最佳通信质量的集中器/路由节点：在步骤S504，LV-C选择和该丢失节点最大Q值的子网路由节点(记为R_Node[x])，判断R_Node[x]和该丢失节点之间的Q值。然后，判断最佳通信质量是否优于或等于一预定值：在步骤S505，判断Q＞＝Q_Thres？如果判断结果为“是”，则将所述另外尚未被配置的节点配置为该具有最佳通信质量的集中器/路由节点所属子网中的普通节点，具体来讲执行步骤S506，LV-C向该丢失节点发送CF_N命令，配置该丢失节点为R_Node[x]所在子网的普通节点，LV-C记录R_Node[x]与该丢失节点之间的Q值，否则，检测该具有最佳通信质量的路由节点所属子网中的每一个普通节点和该另外尚未被配置的节点之间的通信质量，根据检测结果将在所述普通节点中具有最佳通信质量的普通节点配置为路由节点，检测该路由节点和与其直接相连通的、该另外尚未被配置的节点之间的通信质量，根据检测结果将通信质量优于或等于第一预定值的另外尚未被配置的节点配置为该路由节点所属子网的普通节点。具体来说，执行步骤S507，LV-C向该丢失节点发送FBMQ命令，要求该丢失节点向R_Node[x]所在子网发送MQ子网广播命令，该丢失节点把它相对于R_Node[x]所在子网的各应答节点的Q值返回给LV-C，接照执行步骤S508，LV-C从应答节点中选取Q值最大的一个普通节点，向其发送CF_N命令，把它配置成一个新子网的路由节点(记为R_Node[y])，R_Node[y]记录所在子网到LV-C之间的路由表，然后至步骤S509，LV-C向R_Node[y]发送FBMQ命令，要求R_Node[y]发送MQ全域广播命令，R_Node[y]把它相对于各应答节点的Q值返回LV-C，并且执行步骤S510，LV-C选择应答节点中未配置且Q＞＝Q_Thres的节点，向它们一个一个发送CF_N命令，把它们配置成为R_Node[y]所在子网的普通节点.LV-C记录LV-C到R_Node[y]所在子网的路由表，R_Node[y]和其子网的普通节点之间的Q值。最后，在步骤S511，判断所有丢失节点是否已经遍历？如果是，则结束单相寻找丢失节点组网的过程，否则，在步骤S512，LV-C选择下一个丢失节点并且返回步骤S502。

图6示出在寻找丢失节点组网后LV-C和电表节点所构网络拓扑结构示意图，与图4不同之处在于表示丢失节点(Missing Node)的“◇”不存在，即加入了某级子网。按照本发明的初始化方法，在初始化过程结束后，每相的网络虚拟拓扑结构为发散的树状结构，不会构成闭合的环型，且每一条下行路由表中的任一子网号一定大于它前边的子网号，示意图见图6。这为系统自适应方法提供了网络拓扑的基础。因为子网m+1在子网m的直接后级，故它的子网号要大1。而n，m，x，y，z是在寻找Missing Nodes建网子过程中衍生出来的子网络。(初始化建网子过程是建立1-5号子网)，所以n，m，x，y，z都一定是大于5的。但n，m，x，y，z的建立先后顺序是未知的(从1-5号子网的哪一个分离出来通信质量最好而定)，所以n，m，x，y，z的谁大谁小按照具体情况而定。

3.2多相寻找丢失节点组网方法

另外两相寻找丢失节点组网方法同图5。

4.系统自适应流程

由于低压电力网的时变性，经过一段时间后，原来组建的子网结构及分布可能会不再是最佳的系统设置，所以还需要系统具有动态的自适应功能。集中器可定时或根据实际需要启动系统的自适应过程，系统的自适应又包括子网间的自适应和子网内部的自适应两个子过程，子网间的自适应主要是各子网路由节点之间的通信维护，通过本发明用到的网络管理命令，集中器根据设定的系统自适应时路由节点Q值和成功次数的阈值来判断现有的各个子网的路由节点是否仍然适合做路由节点，如果仍然适合则继续保留该路由节点，如果不适合则选取该子网内部的一个更适合的普通节点，把它配置成该子网的路由节点。子网内部的自适应是子网内部路由节点和普通节点之间的通信维护，通过本发明用到的网络管理命令，集中器根据设定的系统自适应时普通节点Q值和成功次数的阈值来判断现有的该子网内部的普通节点是否仍然适合做该子网的普通节点，如果仍然适合则继续在该子网内保留该普通节点，如果不适合则把该普通节点配置到另外一个更适合的子网中。通过子网间的自适应和子网内部的自适应两个子过程，系统自适应完成子网的合并、拆分、路由节点和普通节点的调整等动态过程，从而保证了整个载波系统的动态的自适应性，保证了整个系统的通信顺畅。

4.1子网间的自适应子过程

子网间的自适应子过程是各子网路由节点之间的通信维护，其流程图见图7。首先，检测集中器与第2子网的路由节点之间的通信质量，具体来讲，在步骤S701，LV-C根据内存中储存的路由表，向其相邻的第2级路由的路由节点R_Node[x]发送MQ命令，测量LV-C和R_Node[x]之间的Q值。然后，判断所述通信质量是否优于或等于第二预定值(Q_Rthres)，即步骤S702，判断Q＞＝Q_Rthres？如果“是”，则前进到步骤S706，否则，检测集中器和与第2子网的各个普通节点之间的通信质量，如果根据检测结果集中器和与第2子网的一普通节点之间的通信质量优于或等于第二预定值，则将第2子网的当前路由节点配置为2子网的普通节点同时将通信质量优于或等于第二预定值的普通节点配置为2子网的路由节点，具体来讲，在步骤S703，LV-C选取R_Node[x]所在子网中和R_Node[x]最好Q值的一个普通节点，向该普通节点发送MQ命令，测量LV-C和该普通节点之间的Q值，在步骤S704，判断Q＞＝Q_RThres？如果“否”，则判断R_Node[x]所在子网的普通节点都遍历完了吗(步骤S705)？如果步骤S705的判断结果为“是”，则结束子网间的自适应子过程，如果步骤S705的判断结果为“否”，则转到步骤S712判断R_Node[x]所在子网的普通节点是否都遍历完了？如果S712的判断结果为“是”则结束该相子网间自适应子过程，否则回到步骤S703；否则，如果步骤S704的判断结果为“是”，则前进到步骤S705，LV-C向原R_Node[x]发送CF_N命令，把原R_Node[x]配置成为普通节点，向选中的普通节点发送CF_N命令，把选中的普通节点配置成为子网的新路由节点(新R_Node[x])。比如，如果根据检测结果集中器和网络地址为Subnet[2]\Node[k](k＞1)的、属于第2子网的一普通节点之间的通信质量优于或等于第二预定值，则将第2子网的当前路由节点的网络地址Subnet[2]\Node[1]的配置为B的网络地址Subnet[2]\Node[k]，同时，将第2子网的当前普通节点B的网络地址Subnet[2]\Node[k]配置为该子网路由节点的网络地址Subnet[2]\Node[1]。然后，检测各个路由节点与下一级j子网的路由节点之间的通信质量：步骤S706，LV-C根据内存中储存的路由表，向第n级(n＞＝2)路由节点R_Node[x]发送FUMQ命令，要求R_Node[x]向其相邻的第n+1级路由节点发送MQ命令，测量R_Node[x]和R_Node[y]之间的Q值，并把R_Node[x]相对于R_Node[y]之间的Q值回传给LV-C。接着，在步骤S707，判断Q＞＝Q_RThres？如果“是”，则判断5级路由遍历完了吗(步骤S713)？如果步骤S708的判断结果为“是”，则结束子网间的自适应子过程，如果步骤S708的判断结果为“否”则对于下一级子网(步骤S709)回到步骤S706；否则，如果步骤S707的判断结果为“否”，则前进到步骤S708，LV-C选取R_Node[y]所在子网中和R_Node[y]最好Q值的一个普通节点，向R_Node[x]发送FUMQ命令，要求R_Node[x]向该普通节点发送MQ命令，测量R_Node[x]和该普通节点之间的Q值，并把R_Node[x]相对于该普通节点之间的Q值回传给LV-C。然后，在步骤S709判断Q＞＝Q_RThres？如果步骤S709判断结果为“是”，则执行步骤S710LV-C向原R_Node[y]发送CF_N命令，把原R_Node[y]配置成为普通节点，向选中的普通节点发送CF_N命令，把选中的普通节点配置成为子网的新路由节点(新R_Node[y])，并返回步骤S708，否则，如果步骤S709判断结果为“否”，则执行步骤S711，判断R_Node[y]所在子网的普通节点都遍历完了吗？如果步骤S711的判断结果为“否”，则返回步骤S708，否则，如果步骤S711的判断结果为“是”，则结束子网间的自适应子过程。

另外两相的子网间自适应子过程同图7。

图8示出在子网间的自适应子过程之后LV-C和电表节点所构网络拓扑结构示意图，其中相对于在子网间的自适应子过程之前的图6，原路由节点A被配置为普通节点，而原普通节点B被配置为路由节点。

4.2子网内部自适应子过程

在子网间自适应子过程结束后，集中器紧接着启动子网内部自适应子过程，子网内部的自适应是子网内部路由节点和普通节点之间的通信维护，其流程图见图9。检测集中器/路由节点和其所属子网中的各个普通节点之间的通信质量，如果所述通信质量低于一预定值，则将该普通节点配置为所述另外尚未配置的节点：首先，执行步骤S901，LV-C向其所在子网(子网1)发送MQ子网广播命令，选取Q＜Q_Rthres的节点，把这些节点标记为丢失节点(MissingNodes)；其次，执行步骤S902，LV-C向其他子网的路由节点发送FBMQ命令，要求这些路由节点向其所在子网发送MQ子网广播命令，并把各子网路由节点和所在子网普通节点之间的Q值回传给LV-C，LV-C选取Q＜Q_Rthres的节点，把这些节点标记为丢失节点(Missing Nodes)，比如，如果根据检测结果第2子网的路由节点和网络地址为Subnet[2]\Node[k](k＞1)的、属于第2子网的一普通节点C之间的通信质量差于第二预定值，则将该第2子网的普通节点的网络地址由Subnet[2]\Node[k]配置为Subnet[0]\Node[0]，使之成为丢失节点。最后，执行步骤S903，LV-C按照图2中寻找丢失节点的方法，寻找和重新配置这些丢失节点。比如，将该丢失节点的网络地址Subnet[0]\Node[0]配置成第3子网的普通节点Subnet[3]\Node[j](j＞1)。

图10示出在子网间的自适应子过程之后LV-C和电表节点所构网络拓扑结构示意图，其中弧线D表示节点C在不同子网间的位置变换。

另外两相的子网内部自适应子过程同图9。

通过子网间的自适应和子网内部的自适应两个子过程，系统自适应完成子网的拆分、路由节点和普通节点的调整等动态过程，从而保证了整个载波系统的动态的自适应性，保证了整个系统的通信顺畅。系统的自适应可以多次进行，可以由集中器定时循环启动或者由集中器接收到某触发命令后实时启动。

5.路由处理

网络层完成地址解析和路由处理任务，NPDU(网络层协议数据单元)的关键要素之一是包括源地址和目的地址。源地址为发送节点的子网\节点号。当目的地址为子网号时，表示是源对目的子网的广播；当目的地址为子网\节点号时或者当目的地址为U_ID号时，表示源对目的节点的单播。

5.1路由数据包发送

需要发送路由数据包的节点在NPDU中某位置加上路由表，路由表最多5级，固定5个字节，由子网号组成(包括源子网号和目的子网号)，如果路由不到5级，则路由表后面填0。如：路由只有3级别，则路由表的第4、第5字节填0。源发送节点把带有路由表的路由数据包送交下层发送出去。

5.2路由数据包接收

集中式低压载波通信网络的路由数据包的接收方法，包括步骤：集中器/节点接收到一数据包；如果该数据包的目的地址是该集中器/节点或者包括该节点的广播命令，则该集中器/节点的网络层处理该数据包并递交网络层的上层；否则

如果该节点是普通节点，则该节点网络层丢弃该数据包；

如果该节点是路由节点，则该节点网络层解析网络层协议数据单元中的路由表，如果该路由表中不存在该节点的子网，则该节点网络层丢弃该数据包，如果该路由表中存在该节点的子网，但路由表中该子网前面的子网号不为0，则该节点网络层丢弃该数据包；如果该路由表中存在该节点的子网且路由表中该子网前面的子网号都为0，则该节点把路由表中自己的子网号清0，再把数据包递交网络层的下层转发该数据包。

下面给出路包接收的伪码：

节点接收到一个数据包

If目的地址是自己or目的地址是包括自己的广播命令

节点网络层处理数据包，递交上层。

Else If节点是普通节点

节点网络层丢弃该数据包。

Else(节点是路由节点)

节点网络层解析NPDU中的路由表(R_Tab)。

If R_Tab中不存在自己的子网(Subnet[x])

节点网络层丢弃该数据包。

Else(R_Tab中存在自己的子网(Subnet[x]))

If R_Tab中自己子网号前边的字节都为0

节点网络层把R_Tab中自己的子网号变为0，把数据包递交下层转发该数据包。

Else(R_Tab中自己子网号前边的字节有不为0的)

节点网络层丢弃该数据包。

6.被配置为至少J级子网的低压载波集中式网络

图4、图6和图8分别示出在初始化过程结束后、在寻找丢失节点组网后和在子网间的自适应子过程之后本发明的低压载波集中式网络拓扑结构示意图。下面分别对本发明的低压载波集中式网络中的集中器、路由节点和普通节点进行说明。

6.1集中器

图11示出本发明的低压载波集中式网络的集中器的方框图。如图11所示，结合由集中器所完成的、已于本说明书第1至5部分中所描述的相应的步骤，在此基于集中器的内部结构对集中器再次说明。

根据本发明优选实施例的被配置为至少J级子网的低压载波集中式网络的集中器，包括发送器1101、接收器1102以及包括通信质量检测单元1104和节点配置单元1105的网络管理模块1103，该通信质量检测单元1104通过该集中器的发送器1101和接收器1102第一检测所述集中器和与其直接相连通的节点之间的通信质量，并且当且仅当J＞1，对于j依次从2至J中取值，还第二检测第j子网的路由节点和与其直接相连通的尚未被配置的节点之间的通信质量，节点配置单元1105根据第一检测结果通过所述集中器的发送器将第一子网中通信质量优于或等于第一预定值并且最接近所述第一预定值的一节点配置为第2子网的路由节点并且将通信质量优于或等于第一预定值的其它所述节点配置为第1子网的普通节点，并且当且仅当J＞1，对于j依次从2至J中取值，还根据第二检测结果通过发送器1101将第j子网的普通节点中通信质量优于或等于第一预定值并且最接近所述第一预定值的尚未被配置的节点配置为第j+1子网的路由节点，将通信质量优于或等于第一预定值的其它尚未被配置的节点配置为第j子网的普通节点。

如果还存在另外尚未配置的节点，则所述通信质量检测单元1104还通过所述集中器的发送器1101和接收器1102第三检测所述集中器、所述J级子网的路由节点中的每一个和一与其直接连通的所述另外尚未被配置的节点之间的通信质量，如果所述最佳通信质量差于第一预定值则通过所述集中器的发送器1101和接收器1102第四检测该具有最佳通信质量的路由节点所属子网中的每一个普通节点和该另外尚未被配置的节点之间的通信质量；所述节点配置单元1105还根据第三检测结果对于该另外尚未被配置的节点在所述集中器和所述J级子网的路由节点中选择与该另外尚未被配置的节点具有最佳通信质量的集中器/路由节点，如果所述最佳通信质量优于或等于第一预定值，则还通过所述集中器的发送器1101将所述另外尚未被配置的节点配置为该具有最佳通信质量的集中器/路由节点所属子网中的普通节点，否则还根据第四检测结果通过所述集中器的发送器1101将在所述普通节点中具有最佳通信质量的普通节点配置为路由节点，其中，如果所述最佳通信质量差于第一预定值，则通信质量检测单元1104还第五检测节点配置单元1105根据第四检测结果所配置的路由节点和与其直接相连通的、第二尚未被配置的节点之间的通信质量，并且节点配置单元1105还根据第五检测结果通过所述集中器的发送器将通信质量优于或等于第一预定值的另外尚未被配置的节点配置为该路由节点所属子网的普通节点。

所述通信质量检测单元1104当且仅当J＞1，j依次从2至J中取值，还通过所述集中器的发送器1101和接收器1102第六检测集中器\路由节点与下一级j子网的路由节点之间的通信质量，如果所述通信质量优于或等于第二预定值则继续第六检测，否则通过所述集中器的发送器1101和接收器1102第七检测集中器\路由节点和与第j子网的各个普通节点之间的通信质量；

根据第七检测结果，如果集中器和与j子网的一普通节点之间的通信质量优于或等于第二预定值，则所述节点配置单元还通过所述集中器的发送器1101将j子网的当前路由节点配置为j子网的普通节点同时将通信质量优于或等于第二预定值的普通节点配置为j子网的路由节点。

所述通信质量检测单元1104还通过所述集中器的接收器1102和发送器1101第八检测集中器/路由节点和其所属子网中的各个普通节点之间的通信质量；如果根据第八检测结果所述通信质量低于第二预定值，则所述网络管理模块1103通过所述集中器的发送器1101将该普通节点配置为所述另外尚未配置的节点。

6.2路由节点

图12示出本发明的低压载波集中式网络的路由节点的方框图。如图12所示，结合由路由节点所完成的、已于本说明书第1至5部分中所描述的相应的步骤，在此基于路由节点的内部结构对其再次说明。

如图12所示，根据本发明优选实施例的低压载波集中式网络中的集中器所配置的路由节点，包括：接收器1201，用于接收一数据包；发送器1202；路由表存储单元1203，用于存储关于该路由节点到集中器的路由表，该路由表由包括源子网号和目的子网号的子网号组成；和网络层模块1204，如果所接收的数据包的目的地址是该路由节点则该网络层模块1204处理该数据包并递交网络层的上层，否则该网络层模块1204解析所述路由表，如果在该路由表中不存在该路由节点的子网则所述网络层丢弃该数据包、否则把数据包递交所述网络层的下层通过所述发送器1202转发该数据包。

6.3普通节点

图13示出本发明的低压载波集中式网络的普通节点的方框图。如图13所示，结合由普通节点所完成的、已于本说明书第1至5部分中所描述的相应的步骤，在此基于普通的内部结构对其再次说明。

根据图13所示，低压载波集中式网络中的集中器所配置的普通节点，包括：接收器1301，用于接收一数据包；发送器1302；网络层模块1303，和路由表存储单元1304，用于存储该普通节点所在子网到集中器的路由表。当该普通节点接收数据时，如果通过所述接收器1301接收的数据包的目的地址是该普通节点则处理该数据包并递交网络层的上层，否则弃该数据包；当该普通节点发送数据时，所述网络层模块1303在该网络层协议数据单元中加上路由表，该路由表由包括源子网号和目的子网号的子网号组成，并且把带有路由表的路由数据包递交网络层的下层以便通过所述发送器1302发送给目的节点/集中器。

尽管参考本发明的优选实施例具体展示和描述了本发明，但是本领域一般技术人员应该明白，该发明不局限于电力网的应用，在不脱离所附权利要求限定的本发明的精神和范围的情况下，可以对其进行形式和细节上的各种修改并可应用于其他场合。

Claims (23)

1.一种将集中式低压载波通信网络配置为至少J级子网的组网方法，所述网络包括集中器和至少一个节点，包括步骤：

(a)检测集中器和与其直接相连通的节点之间的通信质量；

(b)根据检测结果，将第一子网中通信质量优于或等于第一预定值并且最接近所述第一预定值的一节点配置为第2子网的路由节点；

(c)将通信质量优于或等于第一预定值的其它所述节点配置为第1子网的普通节点；

(d)当且仅当J＞1，对于j依次从2至J中取值，执行步骤(e)：

(e)检测第j子网的路由节点和与其直接相连通的、尚未被配置的节点之间的通信质量；根据检测结果，将第j子网的普通节点中通信质量优于或等于第一预定值并且最接近所述第一预定值的尚未被配置的节点配置为第j+1子网的路由节点，将通信质量优于或等于第一预定值的其它尚未被配置的节点配置为第j子网的普通节点。

2.如权利要求1所述的组网方法，其中如果在所述步骤(e)之后还存在另外尚未配置的节点，则还包括步骤：

(f)检测所述集中器、所述J级子网的路由节点中的每一个和与其直接连通的一所述另外尚未被配置的节点之间的通信质量；

(g)根据检测结果，对于该另外尚未被配置的节点，在所述集中器和所述J级子网的路由节点中选择与该另外尚未被配置的节点具有最佳通信质量的集中器/路由节点；

(h)如果所述最佳通信质量优于或等于第一预定值，则执行步骤(i)，否则执行步骤(j)；

(i)将所述另外尚未被配置的节点配置为该具有最佳通信质量的集中器/路由节点所属子网中的普通节点；

(j)检测该具有最佳通信质量的路由节点所属子网中的每一个普通节点和该另外尚未被配置的节点之间的通信质量；根据检测结果，将在所述普通节点中具有最佳通信质量的普通节点配置为路由节点；检测该路由节点和与其直接相连通的、另外尚未被配置的节点之间的通信质量；根据检测结果，将通信质量优于或等于第一预定值的另外尚未被配置的节点配置为该路由节点所属子网的普通节点。

3.如权利要求2所述的组网方法，还包括步骤：

(k)当且仅当J＞1，j依次从2至J中取值，检测集中器\路由节点与下一级j子网的路由节点之间的通信质量；

(1)如果所述通信质量优于或等于第二预定值，则继续执行步骤(k)，否则执行步骤(m)；

(m)检测集中器\路由节点和与第j子网的各个普通节点之间的通信质量，如果根据检测结果集中器和与j子网的一普通节点之间的通信质量优于或等于第二预定值，则将j子网的当前路由节点配置为j子网的普通节点同时将通信质量优于或等于第二预定值的普通节点配置为j子网的路由节点。

4.如权利要求2所述的组网方法，在步骤(f)之前还包括步骤：

检测集中器/路由节点和其所属子网中的各个普通节点之间的通信质量，如果所述通信质量低于第二预定值，则将该普通节点配置为所述另外尚未配置的节点。

5.如权利要求1-4中任何一项所述的组网方法，其中

所述节点为电表或低压电器，所述集中器在配电变压器的低压侧，所述低压载波通信信号在从配电变压器低压侧引出的三相火线上传输，所述各个步骤是分相进行的，所述集中式低压载波通信网络发散状的星形结构或树状结构，并且两个节点之间的通信质量取该两个节点之间的前向/反向通道的通信质量中较差的那个。

6.如权利要求1-4中任何一项所述的组网方法，检测所述集中器和与其直接相连通的节点之间的通信质量还包括：

在所述节点接收所述集中器所发送的至少一个单播或广播命令之后，所述节点向所述集中器返回相应的至少一个包括信噪比的应答包，所述集中器统计每个节点和与其直接相连通的节点之间的平均信噪比和通信成功次数作为所述通信质量。

7.如权利要求1-4中任何一项所述的组网方法，所述检测第一节点和第二节点之间的通信质量还包括：

在第一节点接收第二节点所发送的至少一个单播或广播命令之后，第一节点向第二节点返回相应的至少一个包括信噪比的应答包，第二节点统计其自身和与第一节点之间的平均信噪比和通信成功次数作为所述通信质量并且将其返回给所述集中器。

8.如权利要求1-4中任何一项所述的组网方法，

在所述步骤(a)之前还包括步骤：所述集中器存储各个节点的物理地址；将所述集中器的网络地址配置为Domain[i]\Subnet[1]\Node[1]，和将各个尚未被配置的节点的网络地址配置为Subnet[0]\Node[0]；

其中，所述将节点配置为第j子网的路由节点的步骤还包括将该节点的网络地址配置为Subnet[j]\Node[1]，所述将节点配置为第j子网的普通节点的步骤还包括将该节点的网络地址配置为Subnet[j]\Node[k]，k＞＝2，表示节点号，所述将节点配置为尚未被分配的节点的步骤还包括将该节点的网络地址配置为Subnet[x]\Node[y]，x或y等于0，配置集中器/路由节点的步骤还包括在网络层协议数据单元中加上路由表，其中该路由表由包括源子网号和目的子网号的子网号组成。

9.一种利用权利要求1-4中任何一项所述方法组网的集中式低压载波通信网络的路由数据包的发送方法，包括步骤：

集中器/源节点在网络层协议数据单元中加上路由表，其中该路由表由包括源子网号和目的子网号的子网号组成；以及

把带有路由表的路由数据包递交网络层的下层以便发送给目的节点/集中器。

10.如权利要求9所述的组网方法，其中如果该路由数据包的路由的级数小于该网络所配置的级数，则在路由表后面填0。

11.一种利用权利要求1-4中任何一项所述方法组网的集中式低压载波通信网络的路由数据包的接收方法，包括步骤：

集中器/节点接收到一数据包；

如果该数据包的目的地址是该集中器/节点或者包括该节点的广播命令，则该集中器/节点的网络层处理该数据包并递交网络层的上层；否则

如果该节点是普通节点，则该节点网络层丢弃该数据包；

如果该节点是路由节点，则该节点网络层解析网络层协议数据单元中的路由表，如果该路由表中不存在该节点的子网，则该节点网络层丢弃该数据包，否则，把数据包递交网络层的下层转发该数据包。

12.如权利要求11所述的组网方法，其中在所述转发步骤之前还包括：

如果该路由表中存在该节点的子网，但路由表中该子网前面的子网号不为0，则该节点网络层丢弃该数据包；如果该路由表中存在该节点的子网，且路由表中该子网前面的子网号都为0，则该节点把路由表中自己的子网号清0。

13.一种被配置为至少J级子网的低压载波集中式网络，包括：

至少一个节点，每个所述节点包括接收器和发送器；和

集中器，包括接收器、发送器以及包括通信质量检测单元和节点配置单元的网络管理模块，该通信质量检测单元通过该集中器的发送器和接收器第一检测所述集中器和与其直接相连通的节点之间的通信质量，并且当且仅当J＞1，对于j依次从2至J中取值，还第二检测第j子网的路由节点和与其直接相连通的尚未被配置的节点之间的通信质量，该节点配置单元根据第一检测结果通过所述集中器的发送器将第一子网中通信质量优于或等于第一预定值并且最接近所述第一预定值的一节点配置为第2子网的路由节点并且将通信质量优于或等于第一预定值的其它所述节点配置为第1子网的普通节点，并且当且仅当J＞1，对于j依次从2至J中取值，还根据第二检测结果通过所述集中器的发送器将第j子网的普通节点中通信质量优于或等于第一预定值并且最接近所述第一预定值的尚未被配置的节点配置为第j+1子网的路由节点，将通信质量优于或等于第一预定值的其它尚未被配置的节点配置为第j子网的普通节点。

14.如权利要求13所述的低压载波集中式网络，其中：

如果还存在另外尚未配置的节点，则：

所述通信质量检测单元还通过所述集中器的发送器和接收器第三检测所述集中器、所述J级子网的路由节点中的每一个和一与其直接连通的所述另外尚未被配置的节点之间的通信质量，如果所述最佳通信质量差于第一预定值则通过所述集中器的发送器和接收器第四检测该具有最佳通信质量的路由节点所属子网中的每一个普通节点和该另外尚未被配置的节点之间的通信质量；

所述节点配置单元还根据第三检测结果对于该另外尚未被配置的节点在所述集中器和所述J级子网的路由节点中选择与该另外尚未被配置的节点具有最佳通信质量的集中器/路由节点，如果所述最佳通信质量优于或等于第一预定值，则还通过所述集中器的发送器将所述另外尚未被配置的节点配置为该具有最佳通信质量的集中器/路由节点所属子网中的普通节点，否则还根据第四检测结果通过所述集中器的发送器将在所述普通节点中具有最佳通信质量的普通节点配置为路由节点；

其中，如果所述最佳通信质量差于第一预定值，则所述通信质量检测单元还第五检测所述节点配置单元根据第四检测结果所配置的路由节点和与其直接相连通的、第二尚未被配置的节点之间的通信质量，并且所述节点配置单元还根据第五检测结果通过所述集中器的发送器将通信质量优于或等于第一预定值的另外尚未被配置的节点配置为该路由节点所属子网的普通节点。

15.如权利要求14所述的低压载波集中式网络，其中

所述通信质量检测单元当且仅当J＞1，j依次从2至J中取值，还通过所述集中器的发送器和接收器第六检测集中器\路由节点与下一级j子网的路由节点之间的通信质量，如果所述通信质量优于或等于第二预定值则继续第六检测，否则通过所述集中器的发送器和接收器第七检测集中器\路由节点和与第j子网的各个普通节点之间的通信质量；

根据第七检测结果，如果集中器和与j子网的一普通节点之间的通信质量优于或等于第二预定值，则所述节点配置单元还通过所述集中器的发送器将j子网的当前路由节点配置为j子网的普通节点同时将通信质量优于或等于第二预定值的普通节点配置为j子网的路由节点。

16.如权利要求15所述的低压载波集中式网络，其中：

所述通信质量检测单元还通过所述集中器的接收器和发送器第八检测集中器/路由节点和其所属子网中的各个普通节点之间的通信质量；

如果根据第八检测结果所述通信质量低于第二预定值，则所述节点配置单元通过所述集中器的发送器将该普通节点配置为所述另外尚未配置的节点。

17.一种属于被配置为至少J级子网的低压载波集中式网络的集中器，该网络还包括至少一个节点，该集中器包括：

接收器；

发送器；和

包括通信质量检测单元和节点配置单元的网络管理模块，该通信质量检测单元通过该集中器的发送器和接收器第一检测所述集中器和与其直接相连通的节点之间的通信质量，并且当且仅当J＞1，对于j依次从2至J中取值，还第二检测第j子网的路由节点和与其直接相连通的尚未被配置的节点之间的通信质量，该节点配置单元根据第一检测结果通过所述集中器的发送器将第一子网中通信质量优于或等于第一预定值并且最接近所述第一预定值的一节点配置为第2子网的路由节点并且将通信质量优于或等于第一预定值的其它所述节点配置为第1子网的普通节点，并且当且仅当J＞1，对于j依次从2至J中取值，还根据第二检测结果通过所述集中器的发送器将第j子网的普通节点中通信质量优于或等于第一预定值并且最接近所述第一预定值的尚未被配置的节点配置为第j+1子网的路由节点，将通信质量优于或等于第一预定值的其它尚未被配置的节点配置为第j子网的普通节点。

18.如权利要求17所述的集中器，还包括：

路由表存储单元，用于存储关于集中器到各子网的路由表，该路由表由包括源子网号和目的子网号的子网号组成；和

网络层模块，当该集中器发送数据时，该网络层模块从所述路由表存储单元读取所述路由表并且把带有路由表的路由数据包递交网络层的下层以便通过所述发送器发送给目的节点，当该集中器接收数据时，如果所述接收器所接收的数据包的目的地址是该集中器，则该集中器网络层处理该数据包并递交网络层的上层。

19.如权利要求17所述的集中器，其中：

如果还存在另外尚未配置的节点，则：

所述通信质量检测单元还通过所述集中器的发送器和接收器第三检测所述集中器、所述J级子网的路由节点中的每一个和一与其直接连通的所述另外尚未被配置的节点之间的通信质量，如果所述最佳通信质量差于第一预定值则通过所述集中器的发送器和接收器第四检测该具有最佳通信质量的路由节点所属子网中的每一个普通节点和该另外尚未被配置的节点之间的通信质量；

所述节点配置单元还根据第三检测结果对于该另外尚未被配置的节点在所述集中器和所述J级子网的路由节点中选择与该另外尚未被配置的节点具有最佳通信质量的集中器/路由节点，如果所述最佳通信质量优于或等于第一预定值，则还通过所述集中器的发送器将所述另外尚未被配置的节点配置为该具有最佳通信质量的集中器/路由节点所属子网中的普通节点，否则还根据第四检测结果通过所述集中器的发送器将在所述普通节点中具有最佳通信质量的普通节点配置为路由节点；

其中，如果所述最佳通信质量差于第一预定值，则所述通信质量检测单元还第五检测所述节点配置单元根据第四检测结果所配置的路由节点和与其直接相连通的、第二尚未被配置的节点之间的通信质量，并且所述节点配置单元还根据第五检测结果通过所述集中器的发送器将通信质量优于或等于第一预定值的另外尚未被配置的节点配置为该路由节点所属子网的普通节点。

20.如权利要求19所述的集中器，其中

所述通信质量检测单元当且仅当J＞1，j依次从2至J中取值，还通过所述集中器的发送器和接收器第六检测集中器\路由节点与下一级j子网的路由节点之间的通信质量，如果所述通信质量优于或等于第二预定值则继续第六检测，否则通过所述集中器的发送器和接收器第七检测集中器\路由节点和与第j子网的各个普通节点之间的通信质量；

根据第七检测结果，如果集中器和与j子网的一普通节点之间的通信质量优于或等于第二预定值，则所述节点配置单元还通过所述集中器的发送器将j子网的当前路由节点配置为j子网的普通节点同时将通信质量优于或等于第二预定值的普通节点配置为j子网的路由节点。

21.如权利要求19所述的集中器，其中：

所述通信质量检测单元还通过所述集中器的接收器和发送器第八检测集中器/路由节点和其所属子网中的各个普通节点之间的通信质量；

如果根据第八检测结果所述通信质量低于第二预定值，则所述节点配置单元通过所述集中器的发送器将该普通节点配置为所述另外尚未配置的节点。

22.一种由权利要求13-16中任何一项所述的低压载波集中式网络中的集中器所配置的路由节点，包括：

接收器，用于接收一数据包；

发送器；

路由表存储单元，用于存储该路由节点所在子网到集中器的路由表，该路由表由包括源子网号和目的子网号的子网号组成；和

网络层模块，如果该数据包的目的地址是该路由节点则该网络层模块处理该数据包并递交网络层的上层，否则该网络层模块解析所述路由表，如果在该路由表中不存在该路由节点的子网则所述网络层丢弃该数据包、否则把数据包递交所述网络层的下层通过所述发送器转发该数据包。

23.一种由权利要求13-16中任何一项所述的低压载波集中式网络中的集中器所配置的普通节点，包括：

接收器，用于接收一数据包；

发送器；

路由表存储单元，用于存储该普通节点所在子网到集中器的路由表；和

网络层模块，当该普通节点接收数据时，如果通过所述接收器接收的数据包的目的地址是该普通节点则处理该数据包并递交网络层的上层，否则丢弃该数据包；当该普通节点发送数据时，所述网络层模块在该网络层协议数据单元中加上该路由表，该路由表由包括源子网号和目的子网号的子网号组成，并且把带有路由表的路由数据包递交网络层的下层以便通过所述发送器发送给目的节点/集中器。

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