CN103166799B - 一种通知、执行簇头异常处理策略的方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了一种通知、执行簇头异常处理策略的方法和装置。从簇中查找除当前簇头外连通度最高的节点；判断连通度最高的节点与除当前簇头外的所有其它节点之间是否均有一跳路径；如果是，发布第一处理策略，即，连通度最高的节点为备用簇头；否则，判断在除当前簇头外的所有其他节点中，与连通度最高的节点之间有一跳路径的节点个数是否大于或等于预设阈值；如果是，发布第二处理策略，即，连通度最高的节点为备用簇头，与备用簇头之间没有一跳路径的节点为重新入网节点；否则，发布第三处理策略，即，除当前簇头外的所有其它节点为重新入网节点。根据本发明实施例，可以减小因簇头发生异常而对簇中各节点的正常工作所造成的影响。

Description

一种通知、执行簇头异常处理策略的方法和装置

技术领域

本发明涉及电力线通信领域，特别是涉及一种通知、执行簇头异常处理策略的方法和装置。

背景技术

基于宽带电力线通信((BroadbandoverPowerLine，BPL)技术的用户用电采集系统由用电信息采集主站、集中器、采集器以及中继模块等组成，如图1所示，其中，集中器分别与采集器、中继模块和一些分散的电能表之间通过宽带电力线通信技术进行通信。

在基于宽带电力线通信技术的用户用电采集系统，可以采用分簇组网的方式。当网络节点(网络节点可以是集中器、采集器、电能表和中继模块)上电并开始组网时，先小范围的组成多个簇，并且从每个簇的所有节点中确定一个节点为簇头(在每个簇中，簇头与除簇头外的其它节点之间均有一跳通信路径)。如图2所示，其中，实心黑圆点为每个簇的簇头，通过虚线与其相连的空心白圆点为每个簇中的其它节点，虚线表示一跳通信路径。当每个簇的簇头确定了本簇中的其它节点后，再通过寻找上一级簇而将本簇同步到集中器所在的簇中，并向集中器发送注册请求，将本簇中每个节点的节点信息注册到集中器中，进而实现大范围组网过程。如图3所示，其为组网后的网络拓扑结构示意图。

每个簇的簇头会定期在属于本簇的信标时隙中广播信标，用于向本簇中的其它节点广播相关的管理信息，以及与相邻簇之间的协调等。另外，簇头还会调度本簇中的其它节点定期广播节点信息帧，在该节点信息帧中需包含有本簇中各节点、各节点在本簇中的相邻节点和各节点在其它簇的相邻节点(如果在其它簇存在相邻节点的话)的相关信息，以便簇头维护本簇的拓扑信息。例如，针对图4所示的网络拓扑结构而言，簇A中的簇头1所维护的有关簇A的拓扑信息如下表所示：

在实现本发明的过程中，本发明的发明人发现现有技术中至少存在如下问题：在一个簇中，各节点可能由于信道状况改变或模块故障等原因发生异常进而出现离线情况，簇头只需定期检测本簇内各节点的状态，一旦确定某一个节点处于离线状态，就及时上报集中器。但是，如果簇头自身因各种原因发生异常进而出现离线情况，就会影响本簇中其它各节点的正常工作。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明实施例提供了一种通知、处理簇头异常处理策略的方法和装置，以减小因簇头发生异常而对簇中各节点的正常工作所造成的影响。

根据本发明实施例的第一方面，公开了一种通知簇头异常处理策略的方法，包括：

根据簇的拓扑信息，从所述簇中查找除当前簇头外连通度最高的节点；

判断所述连通度最高的节点与除当前簇头外的所有其它节点之间是否均有一跳路径；

如果所述连通度最高的节点与除当前簇头外的所有其它节点之间均有一跳路径，发布第一处理策略，所述第一处理策略为：设置所述连通度最高的节点为备用簇头；

如果所述连通度最高的节点与除当前簇头外的所有其它节点之间不是均有一跳路径，判断在除当前簇头外的所有其他节点中，与所述连通度最高的节点之间有一跳路径的节点个数是否大于或等于预设阈值；

如果在除当前簇头外的所有其它节点中，与所述连通度最高的节点之间有一跳路径的节点个数大于或等于预设阈值，发布第二处理策略，所述第二处理策略为：设置所述连通度最高的节点为备用簇头，并设置与所述备用簇头之间没有一跳路径的节点为重新入网节点；

如果在除当前簇头外的所有其它节点中，与所述连通度最高的节点之间有一跳路径的节点个数小于预设阈值，发布第三处理策略，所述第三处理策略为：设置除当前簇头外的所有其它节点为重新入网节点；

其中，所述备用簇头在当前簇头发生异常时变更为新簇头，所述重新入网节点在当前簇头发生异常时重新入网。

结合本发明的第一方面，本发明还具有第一种可能，即当除当前簇头外的所有其它节点个数为偶数时，所述预设阈值为除当前簇头外的所有其它节点个数的一半，当除当前簇头外的所有其它节点个数为奇数时，所述预设阈值为除当前簇头外的所有其它节点个数减1后的一半。

结合本发明的第一方面，本发明还具有第二种可能，即如果至少两个连通度最高的节点符合成为第二处理策略中的备用簇头的条件，在所述发布第二处理策略之前，还包括：统计在与所述连通度最高的节点之间没有一跳路径的所有节点中，与相邻簇的簇头之间具有一跳路径的节点个数；确定与相邻簇的簇头之间具有一跳路径的节点个数最多的节点为目标节点，选择与目标节点之间没有一跳路径的连通度最高的节点；则发布第二处理策略具体为：发布第二处理策略，所述第二处理策略为：设置所选择的连通度最高的节点为备用簇头，并设置与所述备用簇头之间没有一跳路径的节点为重新入网节点。

结合本发明的第一方面，以及本发明第一方面的第二种可能，本发明还具有第三种可能，即当在与所述连通度最高的节点之间没有一跳路径的所有节点中，与相邻簇的簇头具有一跳路径的节点个数都相同时，在所述发布第二处理策略之前，还包括：选择介质访问控制MAC地址或节点标识最小的连通度最高的节点。

结合本发明的第一方面，本发明还具有第四种可能，即所述第一处理策略还包括：所述备用簇头在变更为新簇头后，通知除当前簇头外的所有其它节点以及集中器当前簇头因异常已变更。

结合本发明的第一方面，本发明还具有第五种可能，即所述第二处理策略还包括：所述备用簇头在变更为新簇头后，通知除当前簇头外的所有其它节点以及集中器当前簇头因异常已变更，并通知集中器重新入网的节点信息。

结合本发明的第一方面，以及本发明第一方面的第四种可能或第五种可能，本发明还具有第六种可能，即所述第一处理策略或第二处理策略还包括：所述备用簇头在通知除当前簇头外的所有其它节点当前簇头因异常已变更之后，通知除当前簇头外的所有其它节点在指定的时间执行确认响应。

结合本发明的第一方面，以及本发明第一方面的第四种可能或第五种可能，本发明还具有第七种可能，即所述第一处理策略或第二处理策略还包括：所述备用簇头在变更为新簇头后，根据自身的MAC地址重新计算所述簇的标识。

结合本发明的第一方面，本发明还具有第八种可能，即所述第三处理策略还包括：设置除当前簇头外的所有其它节点中的任意一个节点为上报节点，所述上报节点在重新入网后通知集中器所述簇因簇头异常已关闭。

根据本发明实施例的第二方面，公开了一种执行簇头异常处理策略的方法，包括：

接收所述通知簇头异常处理策略的方法通知的处理策略；

监测当前簇头的状态，所述状态包括正常状态和异常状态；

如果当前簇头处于异常状态，按照接收的处理策略执行异常处理。

结合本发明的第二方面，本发明还具有第一种可能，即所述监测当前簇头的状态包括：监听当前簇头发送的信标，以及所述簇中的节点发送的传输数据和/或管理消息；判断是否在连续两个属于所述簇的信标时隙没有监测到当前簇发送的信标，且所述簇内的节点在发送的传输数据和/或管理消息中通知未监测到当前簇头发送的信标；如果是，确定当前簇头发生异常，否则，确定当前簇头正常。

根据本发明实施例的第三方面，公开了一种通知簇头异常处理策略的装置，包括：

查找单元，用于根据簇的拓扑信息，从所述簇中查找除当前簇头外连通度最高的节点；

第一判断单元，用于判断所述连通度最高的节点与除当前簇头外的所有其它节点之间是否均有一跳路径；

第一发布单元，用于在所述第一判断单元的判断结果为是时，发布第一处理策略，所述第一处理策略为：设置所述连通度最高的节点为备用簇头；

第二判断单元，用于在所述第一判断单元的判断结果为否时，判断在除当前簇头外的所有其他节点中，与所述连通度最高的节点之间有一跳路径的节点个数是否大于或等于预设阈值；

第二发布单元，用于在所述第二判断单元的判断结果为是时，发布第二处理策略，所述第二处理策略为：设置所述连通度最高的节点为备用簇头，并设置与所述备用簇头之间没有一跳路径的节点为重新入网节点；

第三发布单元，用于在所述第二判断单元的判断结果为否时，发布第三处理策略，所述第三处理策略为：设置除当前簇头外的所有其它节点为重新入网节点；

其中，所述备用簇头在当前簇头发生异常时变更为新簇头，所述重新入网节点在当前簇头发生异常时重新入网。

结合本发明的第三方面，本发明还具有第一种可能，即当除当前簇头外的所有其它节点个数为偶数时，所述预设阈值为除当前簇头外的所有其它节点个数的一半，当除当前簇头外的所有其它节点个数为奇数时，所述预设阈值为除当前簇头外的所有其它节点个数减1后的一半。

结合本发明的第三方面，本发明还具有第二种可能，即如果至少两个连通度最高的节点符合成为第二处理策略中的备用簇头的条件，还包括：统计单元，用于统计在与所述连通度最高的节点之间没有一跳路径的所有节点中，与相邻簇的簇头之间具有一跳路径的节点个数；第一选择单元，用于确定与相邻簇的簇头之间具有一跳路径的节点个数最多的节点为目标节点，选择与目标节点之间没有一跳路径的连通度最高的节点；则所述第二发布单元，用于发布第二处理策略，所述第二处理策略为：设置所选择的连通度最高的节点为备用簇头，并设置与所述备用簇头之间没有一跳路径的节点为重新入网节点。

结合本发明的第三方面，以及本发明第三发明的第二种可能，本发明还具有第三种可能，即当在与所述连通度最高的节点之间没有一跳路径的所有节点中，与相邻簇的簇头具有一跳路径的节点个数都相同时，还包括：第二选择单元，用于选择介质访问控制MAC地址或节点标识最小的连通度最高的节点。

结合本发明的第三方面，本发明还具有第四种可能，即所述第一处理策略还包括：所述备用簇头在变更为新簇头后，通知除当前簇头外的所有其它节点以及集中器当前簇头因异常已变更。

结合本发明的第三方面，本发明还具有第五种可能，即所述第二处理策略还包括：所述备用簇头在变更为新簇头后，通知除当前簇头外的所有其它节点以及集中器当前簇头因异常已变更，并通知集中器重新入网的节点信息。

结合本发明的第三方面，以及本发明第三方面的第四种可能或第五种可能，本发明还具有第六种可能，即所述第一处理策略或第二处理策略还包括：所述备用簇头在通知除当前簇头外的所有其它节点当前簇头因异常已变更之后，通知除当前簇头外的所有其它节点在指定的时间执行确认响应。

结合本发明的第三方面，以及本发明第三方面的第四种可能或第五种可能，本发明还具有第七种可能，即所述第一处理策略或第二处理策略还包括：所述备用簇头在变更为新簇头后，根据自身的MAC地址重新计算所述簇的标识。

结合本发明的第三方面，本发明还具有第八种可能，即所述第三处理策略还包括：设置除当前簇头外的所有其它节点中的任意一个节点为上报节点，所述上报节点在重新入网后通知集中器所述簇因簇头异常已关闭。

根据本发明实施例的第三方面，公开了一种执行簇头异常处理策略的装置，包括：

接收单元，用于接收所述通知簇头异常处理策略的装置所通知的处理策略；

监测单元，用于监测当前簇头的状态，所述状态包括正常状态和异常状态；

执行单元，用于如果当前簇头处于异常状态，按照接收的处理策略执行异常处理。

结合本发明的第四方面，本发明还具有第一种可能，即所述监测单元包括：监听子单元，用于监听当前簇头发送的信标，以及所述簇内的节点发送的传输数据和/或管理消息；判断子单元，用于判断是否在连续两个属于所述簇的信标时隙没有监测到当前簇发送的信标，且所述簇内的节点在发送的传输数据和/或管理消息中通知未监测到当前簇头发送的信标；确定子单元，用于当所述判断子单元的判断结果为是时，确定当前簇头发生异常，否则，确定当前簇头正常。

由上述实施例可以看出，通过分析一个簇的拓扑结构，确定该簇中簇头发生异常时的处理策略，各个节点都能够建立起新的到达集中器的路径，从而实现尽快地恢复正常工作，减小因簇头发生异常而对簇中各节点的正常工作所造成的影响。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为现有技术中用户用电采集系统结构示意图；

图2为现有技术中小范围组网后的簇拓扑结构示意图；

图3为现有技术中大范围组网后的网络拓扑结构示意图；

图4为现有技术中一种网络拓扑结构示意图；

图5为本发明一种通知簇头异常处理策略的方法的第一个实施例的流程图；

图6为本发明中一种网络拓扑结构示意图；

图7为本发明中另一种网络拓扑结构示意图；

图8为本发明一种通知簇头异常处理策略的方法的另一个实施例的流程图；

图9为本发明一种执行簇头异常处理策略的方法的一个实施例的流程图；

图10为本发明一种监测当前簇头的状态的方法流程图；

图11为本发明一种通知簇头异常处理策略的装置的一个实施例的结构图；

图12为本发明一种通知簇头异常处理策略的装置的另一个实施例的结构图；

图13为本发明一种通知簇头异常处理策略的装置的另一个实施例的结构图；

图14为本发明一种执行簇头异常处理策略的装置的一个实施例的结构图；

图15为本发明监测单元的一个结构图。

具体实施方式

本发明实施例提供了通知、执行簇头异常处理策略的方法和装置。通过分析一个簇的拓扑结构，确定该簇中簇头发生异常时的处理策略，各个节点都能够建立起新的到达集中器的路径，从而实现尽快地恢复正常工作，减小因簇头发生异常而对簇中各节点的正常工作所造成的影响。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明实施例进行详细描述。

实施例一

请参阅图5，其为本发明一种通知簇头异常处理策略的方法的一个实施例的流程图，该方法包括以下步骤：

步骤501：根据簇的拓扑信息，从所述簇中查找除当前簇头外连通度最高的节点；

所谓“连通度最高的节点”即具有本簇中的相邻节点最多的节点。例如，如图6所示的簇4，其中，节点9为簇头，其在本簇中的相邻节点为节点6、8和10共3个。除了簇头外，节点6在本簇中的相邻节点最多，分别为8、9和10共3个。因此，节点6为簇4中除当前簇头外连通度最高的节点。

步骤502：判断所述连通度最高的节点与除当前簇头外的所有其它节点之间是否有一跳路径，如果是，进入步骤503，否则，进入步骤504；

仍以图6所示的簇4为例，除了节点9这个簇头外，簇4中的其它所有节点(节点8和节点10)都与节点6之间有一跳路径，因此，通知第一处理策略，即，节点6为簇4的备用簇头，该备用簇头在簇4的当前簇头(节点9)出现异常时变更为簇4的新簇头。

步骤503：发布第一处理策略，所述第一处理策略为：设置所述连通度最高的节点为备用簇头，结束流程；

步骤504：判断在除当前簇头外的所有其它节点中，与所述连通度最高的节点之间有一跳路径的节点个数是否大于或等于预设阈值，如果是，进入步骤505，否则，进入步骤506；

假设在图6所示的簇4中增加一个新节点14，如图7所示，由于增加了新节点14，因此，连通度最高的节点6并不是与簇4中除簇头(节点9)外的所有其它节点都有一跳路径(节点6与节点14之间没有一跳路径)，因此，需要先统计除当前簇头(节点9)之外的所有其它节点(节点6、8、10和14)中，与节点6之间有一跳路径的节点个数，经统计发现个数为2(只有节点8和10与节点6之间有一跳路径)。

如果预设阈值为2，统计个数等于预设阈值，因此，发布第二处理策略，即，节点6为簇4的备用簇头，该备用簇头在簇4的当前簇头(节点9)出现异常时变更为簇4的新簇头，并且，与备用簇头(节点6)之间没有一跳路径的节点14为重新入网节点，该节点14在当前簇头(节点9)出现异常时，按照现有的入网流程直接寻找其它簇加入，如图7所示，节点14与簇3中的节点13之间有一跳路径，节点14通过重新入网可加入到簇3中。如果节点14无法加入其它簇中，节点14通过重新入网自身成为一个新簇的簇头。

如果预设阈值为3，统计个数小于预设阈值，因此，发布第三处理策略，即，除当前簇头(节点9)外的所有其它节点(节点6、8、10和14)为重新入网节点，在当前簇头(节点9)出现异常时，按照现有的入网流程直接寻找其它簇加入，如果无法加入其它簇则成为一个新簇的簇头。

优选的，如果除当前簇头外的所有其它节点个数为N，如果N为偶数值，那么上述预设阈值为N/2，如果N为奇数值，那么上述预设阈值为(N-1)/2。

步骤505：发布第二处理策略，所述第二处理策略为：设置所述连通度最高的节点为备用簇头，并设置与所述备用簇头之间没有一跳路径的节点为重新入网节点，结束流程；

步骤506：发布第三处理策略，所述第三处理策略为：设置与所述备用簇头之间没有一跳路径的节点为重新入网节点。

其中，上述备用簇头在当前簇头发生异常时变更为新簇头，上述重新入网节点在当前簇头发生异常时重新入网。

需要说明的是，以上方法的执行主体可以是该簇的当前簇头，也可以是组网内的集中器，还可以是该簇中专门设置的一个专用于执行上述方法的专用网络节点。本发明对此并不限定。

如果该通知方法的执行主体为该簇的簇头，可以通过在属于本簇的信标时隙中广播信标的方式通知本簇内的其它节点确定的处理策略。对于第一处理策略，需要在广播信标中携带“簇头异常处理策略指示标识”字段，以及“备用簇头指示标识”字段；对于第二处理策略，除了需要携带上述两个字段之外，还需要在广播信标中增加“重新入网节点指示标识”字段；对于第三处理策略，需要在广播信标中携带“簇头异常处理策略指示标识”字段。其中，可将二进制码“00”作为第一处理策略指示标识，将“01”作为第二处理策略指示标识，将“10”作为第三处理策略指示标识，“11”暂作保留。另外，可将备用簇头的地址信息作为备用簇头指示标识，如，备用簇头的MAC地址或节点标识。

当然，如果执行主体是集中器，集中器也可以先将确定的处理策略通知给该簇的簇头，然后再由簇头进一步通过在属于本簇的信标时隙中广播信标的方式通知本簇内的其它节点确定的处理策略。由专用网络节点执行的通知方法也可参考此实现方式。

对于第一处理策略，当备用簇头变更为新簇头后，为了让簇中的其它节点以及集中器获知簇头已经执行变更的信息，以便簇中的其它节点及集中器与变更后的新簇头进行各种工作，优选的实现方式是，第一处理策略还包括：备用簇头在变更为新簇头后，通知除当前簇头外的所有其它节点以及集中器当前簇头因异常已变更。

另外，对于第二处理策略，除了让簇中的其它节点以及集中器获知簇头更新的信息外，也需要让集中器获知有部分节点重新入网的信息。因此，优选的实现方式是，第二处理策略还包括：备用簇头更新为新簇头后，通知除当前簇头外的所有其它节点以及集中器当前簇头因异常已变更，并通知集中器重新入网的节点。

例如，备用簇头可通过在属于本簇的信标时隙发送信标的方式，通知当前簇头外的其它节点当前簇头因异常已变更。备用簇头可继续沿用原来的簇标识向集中器上报当前簇头因异常已变更。

对于第三处理策略，则需要让集中器获知该簇因簇头异常已关闭，因此，优选的实现方式是，第三处理策略还包括：除当前簇头外的所有其它节点中的任意一个节点为上报节点，所述上报节点在重新入网后通知集中器所述簇因簇头异常已关闭。

例如，在当前簇头外的所有其它节点中任意选择一个节点为上报节点，当前簇头可以在广播的信标中携带“上报节点指示标识”字段，其中，可用该上报节点的地址信息作为上报节点指示标识，如，上报节点的MAC地址或将节点标识。

有时因网络问题，备用簇头的通知可能无法送达到某些节点，为了确保各节点都收到了该通知，各节点在收到通知后需要执行相应的确认响应，而对于没有执行确认响应的节点，备用簇头可以再次通知该节点。基于此，进一步的优选方式是，在第一处理策略和第二处理策略中还包括：备用簇头在通知除当前簇头外的所有其它节点当前簇头因异常已变更之后，通知除当前簇头外的所有其它节点在指定的时间执行确认响应。

例如，备用簇头变更为新簇头后，可在广播的信标中加入“簇头变更确认”字段，该字段中可包括的内容如下表所示：

各节点在收到新簇头发送的信标后，按照“簇头变更确认”字段指定的时隙进行确认，发送确认响应消息。

需要说明的是，本发明的通知方法可以是一种动态通知方法，即，可以通过定期判断来定期确定一种异常处理策略。

由上述实施例可以看出，通过分析一个簇的拓扑结构，确定该簇中簇头发生异常时的处理策略，各个节点都能够建立起新的到达集中器的路径，从而实现尽快地恢复正常工作，减小因簇头发生异常而对簇中各节点的正常工作所造成的影响。

实施例二

在执行上述实施例一的步骤504(即，判断在除当前簇头外的所有其他节点中，与所述连通度最高的节点之间有一跳路径的节点个数是否大于或等于预设阈值)时，如果经判断有多个连通度最高的节点符合成为第二处理策略中的备用簇头的条件，就需要从中选择一个连通度最高的节点作为第二处理策略中的备用簇头。本实施例二提供了一种优选的选择方案，可以达到节省系统开销的目的。如图8所示，其为本发明一种通知簇头异常处理策略的另一个实施例的流程图，包括如下步骤：

步骤801：根据簇的拓扑信息，从所述簇中查找除当前簇头外连通度最高的节点；

步骤802：判断所述连通度最高的节点与除当前簇头外的所有其它节点之间是否均有一跳路径，如果是，进入步骤803，否则，进入步骤804；

步骤803：发布第一处理策略，所述第一处理策略为：设置所述连通度最高的节点为备用簇头，结束流程；

步骤804：判断在除当前簇头外的所有其它节点中，与所述连通度最高的节点之间有一跳路径的节点个数是否大于或等于预设阈值，如果是，进入步骤805，否则，进入步骤808；

上述步骤801-804的执行过程可参见实施例一中步骤501-504的相关说明，此处不再赘述。

步骤805：当至少有两个连通度最高的节点符合成为第二处理策略中的备用簇头的条件时，统计在与所述连通度最高的节点没有一跳路径的所有节点中，与相邻簇的簇头之间具有一跳路径的节点个数；

例如，如图4所示的簇A，其中，节点2、3、4、5和6都是连通度最高的节点，在除簇头1之外的簇A各节点中，与节点6之间没有一跳路径的是节点3和4，节点3与相邻簇C有一跳通信路径，即节点10(1个)，所以，在与节点6没有一跳路径的各节点中，与相邻簇的簇头具有一跳路径的节点个数为1；同样，在与节点5没有一跳路径的各节点中，与相邻簇的簇头具有一跳路径的节点个数为1；在与节点2、3、4没有一跳路径的各节点中，与相邻簇的簇头具有一跳路径的节点个数为0。

步骤806：确定与相邻簇的簇头之间具有一跳路径的节点个数最多的节点为目标节点，选择与目标节点之间没有一跳路径的连通度最高的节点；

仍以上为例，经过统计，在与节点5和节点6(连通度最高的节点)之间没有一跳路径的所有未连通节点中，与相邻簇的簇头具有一跳路径的节点个数最多，都为1个，因此，选择节点5或节点6为下面步骤807中的备用簇头。

在某些网络中，可能会出现当在与所述连通度最高的节点之间没有一跳路径的所有节点中，与相邻簇的簇头具有一跳路径的节点个数都相同的情况，如上述示例中的节点5和节点6，优选的，选择MAC(介质访问控制)地址或节点标识最小的节点作为第二处理策略中的备用簇头。

步骤807：发布第二处理策略，所述第二处理策略为：设置所选择的连通度最高的节点为备用簇头，并设置与所述备用簇头之间没有一跳路径的节点为重新入网节点，结束流程；

仍以上为例，如果选择节点5成为备用簇头，与备用簇头没有一跳路径的节点3可以通过入网流程重新入网，直接加入到簇C中，只有节点2需由于无法入网到其他簇中而只能独立成为一个簇的簇头。如果选择节点3成为簇A的备用簇头，与备用簇头没有一跳路径的节点5和节点6，可能由于无法入网到其他簇中而只能独立成为一个簇的簇头，此时，系统会需要再为节点5和节点6所在的簇分配信标时隙，相比于节点5成为备用簇头而言，浪费了网络开销；或者节点5和节点6中，其中一个独立成为一个簇的簇头，而另一个需要等待更多的时间加入这个独立的新簇，时延较大。

步骤808：发布第三处理策略，所述第三处理策略为：设置除当前簇头外的所有其它节点为重新入网节点。

由上述实施例可以看出，通过分析一个簇的拓扑结构，确定该簇中簇头发生异常时的处理策略，各个节点都能够建立起新的到达集中器的路径，从而实现尽快地恢复正常工作，减小因簇头发生异常而对簇中各节点的正常工作所造成的影响。

此外，通过选择合适的备用簇头，还可以减少网络开销。

实施例三

与上述两个实施例中的通知方法相对应，本发明实施例还提供了一种执行方法。如图9所示，其为本发明一种执行簇头异常处理策略的方法的一个实施例的流程图，包括以下步骤：

步骤901：接收按照通知簇头异常处理策略的方法所通知的处理策略；

步骤902：监测当前簇头的状态，所述状态包括正常状态和异常状态；

当接收的处理策略为第一处理策略时，被指定的备用簇头监测当前簇头的状态，一旦发现当前簇头发生异常，按照第一处理策略的指示执行异常处理。

当接收的处理策略为第二处理策略时，被指定的备用簇头和与该备用簇头没有一跳路径的节点都监测当前簇头的状态，一旦发现当前簇头发生异常，按照第二处理策略的指示执行异常处理。

当接收的处理策略为第三处理策略时，除当前簇头外的所有其它节点都监测当前簇头的状态，一旦发现当前簇头发生异常，按照第三处理策略的指示执行异常处理。

如图10所示，一种监测当前簇头的状态的方式为：

步骤1001：监听当前簇头发送的信标，以及所述簇中的节点发送的传输数据和/或管理消息；

步骤1002：判断是否在连续两个属于所述簇的信标时隙没有监测到当前簇发送的信标，且所述簇内节点在发送的传输数据和/或管理消息中通知未监测到当前簇头发送的信标，如果是，进入步骤1003，否则，进入步骤1004；

步骤1003：确定当前簇头发生异常，结束流程；

步骤1004：确定当前簇头正常，结束流程。

步骤903：如果当前簇头处于异常状态，按照接收的处理策略执行异常处理。

在本实施例中，可在一个簇中除簇头外的其它节点上内置有三种处理策略的执行程序，根据当前簇头(或者也可以是其它网络节点)发送的处理策略指示标识，调用相对应的执行程序，按照执行程序执行处理方法。

由上述实施例可以看出，按照处理策略执行异常处理，各个节点都能够建立起新的到达集中器的路径，从而实现尽快地恢复正常工作，减小因簇头发生异常而对簇中各节点的正常工作所造成的影响。

实施例四

与上述一种通知簇头异常处理策略的方法相对应，本发明实施例还提供了一种通知簇头异常处理策略的装置。请参阅图11，其为本发明一种通知簇头异常处理策略的装置的一个实施例的结构图，该装置包括查找单元1101、第一判断单元1102、第一通知单元1103、第二判断单元1104、第二通知单元1105和第三判断单元1106。下面结合该装置的工作原理进一步介绍其内部结构以及连接关系。

查找单元1101，用于根据簇的拓扑信息，从所述簇中查找除当前簇头外连通度最高的节点；

第一判断单元1102，用于判断所述连通度最高的节点与除当前簇头外的所有其它节点之间是否均有一跳路径；

第一发布单元1103，用于在所述第一判断单元的判断结果为是时，发布第一处理策略，所述第一处理策略为：设置所述连通度最高的节点为备用簇头；

第二判断单元1104，用于在所述第一判断单元的判断结果为否时，判断在除当前簇头外的所有其他节点中，与所述连通度最高的节点之间有一跳路径的节点个数是否大于或等于预设阈值；

优选的，当除当前簇头外的所有其它节点个数为偶数时，所述预设阈值为除当前簇头外的所有其它节点个数的一半，当除当前簇头外的所有其它节点个数为奇数时，所述预设阈值为除当前簇头外的所有其它节点个数减1后的一半。

第二发布单元1105，用于在所述第二判断单元的判断结果为是时，发布第二处理策略，所述第二处理策略为：设置所述连通度最高的节点为备用簇头，并设置与所述备用簇头之间没有一跳路径的节点为重新入网节点；

第三发布单元1106，用于在所述第二判断单元的判断结果为否时，发布第三处理策略，所述第三处理策略为：设置除当前簇头外的所有其它节点为重新入网节点；

其中，所述备用簇头在当前簇头发生异常时变更为新簇头，所述重新入网节点在当前簇头发生异常时重新入网。

优选的，如果至少两个连通度最高的节点符合成为第二处理策略中的备用簇头的条件，如图12所示，该装置还包括：

统计单元1107，用于统计在与所述连通度最高的节点之间没有一跳路径的所有节点中，与相邻簇的簇头之间具有一跳路径的节点个数；

第一选择单元1108，用于确定与相邻簇的簇头之间具有一跳路径的节点个数最多的节点为目标节点，选择与目标节点之间没有一跳路径的连通度最高的节点；

则第二发布单元1105，用于发布第二处理策略，所述第二处理策略为：设置所选择的连通度最高的节点为备用簇头，并设置与所述备用簇头之间没有一跳路径的节点为重新入网节点。

进一步优选的，当在与所述连通度最高的节点之间没有一跳路径的所有节点中，与相邻簇的簇头具有一跳路径的节点个数都相同时，如图13所示，该装置还包括：

第二选择单元1109，用于选择介质访问控制MAC地址或节点标识最小的连通度最高的节点。

另外，优选的，所述第一处理策略还包括：所述备用簇头在变更为新簇头后，通知除当前簇头外的所有其它节点以及集中器当前簇头因异常已变更。

或者，优选的，所述第二处理策略还包括：所述备用簇头在变更为新簇头后，通知除当前簇头外的所有其它节点以及集中器当前簇头因异常已变更，并通知集中器重新入网的节点信息。

或者，优选的，所述第三处理策略还包括：设置除当前簇头外的所有其它节点中的任意一个节点为上报节点，所述上报节点在重新入网后通知集中器所述簇因簇头异常已关闭。

进一步优选的，所述第一处理策略或第二处理策略还包括：所述备用簇头在通知除当前簇头外的所有其它节点当前簇头因异常已变更之后，通知除当前簇头外的所有其它节点在指定的时间执行确认响应。

或者，进一步优选的，所述第一处理策略或第二处理策略还包括：

所述备用簇头在变更为新簇头后，根据自身的MAC地址重新计算所述簇的标识。

由上述实施例可以看出，通过分析一个簇的拓扑结构，确定该簇中簇头发生异常时的处理策略，各个节点都能够建立起新的到达集中器的路径，从而实现尽快地恢复正常工作，减小因簇头发生异常而对簇中各节点的正常工作所造成的影响。

实施例五

与上述一种执行簇头异常处理策略的方法相对应，本发明实施例还提供了一种执行簇头异常处理策略的装置。请参阅图14，其为本发明一种执行簇头异常处理策略的装置的一个实施例的结构图，该装置包括接收单元1401、监测单元1402和执行单元1403。下面结合该装置的工作原理进一步介绍其内部结构以及连接关系。

接收单元1401，用于接收通知簇头异常处理策略的装置所通知的处理策略；

监测单元1402，用于监测当前簇头的状态，所述状态包括正常状态和异常状态；

执行单元1403，用于如果当前簇头处于异常状态，按照接收的处理策略执行异常处理。

优选的，如图15所示，监测单元1402包括：

监听子单元14021，用于监听当前簇头发送的信标，以及所述簇内的节点发送的传输数据和/或管理消息；

判断子单元14022，用于判断是否在连续两个属于所述簇的信标时隙没有监测到当前簇发送的信标，且所述簇内的节点在发送的传输数据和/或管理消息中通知未监测到当前簇头发送的信标；

确定子单元14023，用于当所述判断子单元的判断结果为是时，确定当前簇头发生异常，否则，确定当前簇头正常。

由上述实施例可以看出，按照处理策略执行异常处理，各个节点都能够建立起新的到达集中器的路径，从而实现尽快地恢复正常工作，减小因簇头发生异常而对簇中各节点的正常工作所造成的影响。

实施例六

本发明实施例还提供了一种通知簇头异常处理策略的装置。该装置包括一个处理器，该处理器用于根据簇的拓扑信息，从所述簇中查找除当前簇头外连通度最高的节点；判断所述连通度最高的节点与除当前簇头外的所有其它节点之间是否均有一跳路径；如果所述连通度最高的节点与除当前簇头外的所有其它节点之间均有一跳路径，发布第一处理策略，所述第一处理策略为：设置所述连通度最高的节点为备用簇头；如果所述连通度最高的节点与除当前簇头外的所有其它节点之间不是均有一跳路径，判断在除当前簇头外的所有其他节点中，与所述连通度最高的节点之间有一跳路径的节点个数是否大于或等于预设阈值；如果在除当前簇头外的所有其它节点中，与所述连通度最高的节点之间有一跳路径的节点个数大于或等于预设阈值，发布第二处理策略，所述第二处理策略为：设置所述连通度最高的节点为备用簇头，并设置与所述备用簇头之间没有一跳路径的节点为重新入网节点；如果在除当前簇头外的所有其它节点中，与所述连通度最高的节点之间有一跳路径的节点个数小于预设阈值，发布第三处理策略，所述第三处理策略为：设置除当前簇头外的所有其它节点为重新入网节点；其中，所述备用簇头在当前簇头发生异常时变更为新簇头，所述重新入网节点在当前簇头发生异常时重新入网。

优选的，当除当前簇头外的所有其它节点个数为偶数时，所述预设阈值为除当前簇头外的所有其它节点个数的一半，当除当前簇头外的所有其它节点个数为奇数时，所述预设阈值为除当前簇头外的所有其它节点个数减1后的一半。

优选的，如果至少两个连通度最高的节点符合成为第二处理策略中的备用簇头的条件，在所述发布第二处理策略之前，所述处理器还用于：统计在与所述连通度最高的节点之间没有一跳路径的所有节点中，与相邻簇的簇头之间具有一跳路径的节点个数；确定与相邻簇的簇头之间具有一跳路径的节点个数最多的节点为目标节点，选择与目标节点之间没有一跳路径的连通度最高的节点；则发布第二处理策略具体为：发布第二处理策略，所述第二处理策略为：设置所选择的连通度最高的节点为备用簇头，并设置与所述备用簇头之间没有一跳路径的节点为重新入网节点。

优选的，当在与所述连通度最高的节点之间没有一跳路径的所有节点中，与相邻簇的簇头具有一跳路径的节点个数都相同时，在所述发布第二处理策略之前，所述处理器还用于：选择介质访问控制MAC地址或节点标识最小的连通度最高的节点。

优选的，所述第一处理策略还包括：所述备用簇头在变更为新簇头后，通知除当前簇头外的所有其它节点以及集中器当前簇头因异常已变更。

优选的，所述第二处理策略还包括：所述备用簇头在变更为新簇头后，通知除当前簇头外的所有其它节点以及集中器当前簇头因异常已变更，并通知集中器重新入网的节点信息。

优选的，所述第一处理策略或第二处理策略还包括：所述备用簇头在通知除当前簇头外的所有其它节点当前簇头因异常已变更之后，通知除当前簇头外的所有其它节点在指定的时间执行确认响应。

优选的，所述第一处理策略或第二处理策略还包括：所述备用簇头在变更为新簇头后，根据自身的MAC地址重新计算所述簇的标识。

优选的，所述第三处理策略还包括：设置除当前簇头外的所有其它节点中的任意一个节点为上报节点，所述上报节点在重新入网后通知集中器所述簇因簇头异常已关闭。

由上述实施例可以看出，通过分析一个簇的拓扑结构，确定该簇中簇头发生异常时的处理策略，各个节点都能够建立起新的到达集中器的路径，从而实现尽快地恢复正常工作，减小因簇头发生异常而对簇中各节点的正常工作所造成的影响。

实施例七

本发明实施例还提供了一种执行簇头异常处理策略的装置。该装置包括一个处理器，该处理器用于接收通知簇头异常处理策略的方法通知的处理策略；监测当前簇头的状态，所述状态包括正常状态和异常状态；如果当前簇头处于异常状态，按照接收的处理策略执行异常处理。

优选的，所述处理器具体用于，监听当前簇头发送的信标，以及所述簇中的节点发送的传输数据和/或管理消息；判断是否在连续两个属于所述簇的信标时隙没有监测到当前簇发送的信标，且所述簇内的节点在发送的传输数据和/或管理消息中通知未监测到当前簇头发送的信标；如果是，确定当前簇头发生异常，否则，确定当前簇头正常。

由上述实施例可以看出，按照处理策略执行异常处理，各个节点都能够建立起新的到达集中器的路径，从而实现尽快地恢复正常工作，减小因簇头发生异常而对簇中各节点的正常工作所造成的影响。

需要说明的是，本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，所述的存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(Read-OnlyMemory，ROM)或随机存储记忆体(RandomAccessMemory，RAM)等。

以上对本发明所提供的一种通知、执行簇头异常处理策略的方法和装置进行了详细介绍，本文中应用了具体实施例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (22)

1.一种通知簇头异常处理策略的方法，其特征在于，簇头内维护有本簇的拓扑信息，包括：

当前簇头根据簇的拓扑信息，从所述簇中查找除当前簇头外连通度最高的节点；所述连通度最高的节点为具有本簇中的相邻节点最多的节点；

当前簇头判断所述连通度最高的节点与除当前簇头外的所有其它节点之间是否均有一跳路径；

如果所述连通度最高的节点与除当前簇头外的所有其它节点之间均有一跳路径，当前簇头发布第一处理策略，所述第一处理策略为：设置所述连通度最高的节点为备用簇头；

如果所述连通度最高的节点与除当前簇头外的所有其它节点之间不是均有一跳路径，当前簇头判断在除当前簇头外的所有其他节点中，与所述连通度最高的节点之间有一跳路径的节点个数是否大于或等于预设阈值；

如果在除当前簇头外的所有其它节点中，与所述连通度最高的节点之间有一跳路径的节点个数大于或等于预设阈值，当前簇头发布第二处理策略，所述第二处理策略为：设置所述连通度最高的节点为备用簇头，并设置与所述备用簇头之间没有一跳路径的节点为重新入网节点；

如果在除当前簇头外的所有其它节点中，与所述连通度最高的节点之间有一跳路径的节点个数小于预设阈值，当前簇头发布第三处理策略，所述第三处理策略为：设置除当前簇头外的所有其它节点为重新入网节点；

其中，所述备用簇头在当前簇头发生异常时变更为新簇头，所述重新入网节点在当前簇头发生异常时重新入网。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，当除当前簇头外的所有其它节点个数为偶数时，所述预设阈值为除当前簇头外的所有其它节点个数的一半，当除当前簇头外的所有其它节点个数为奇数时，所述预设阈值为除当前簇头外的所有其它节点个数减1后的一半。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，如果至少两个连通度最高的节点符合成为第二处理策略中的备用簇头的条件，在所述发布第二处理策略之前，还包括：

统计在与所述连通度最高的节点之间没有一跳路径的所有节点中，与相邻簇的簇头之间具有一跳路径的节点个数；

确定与相邻簇的簇头之间具有一跳路径的节点个数最多的节点为目标节点，选择与目标节点之间没有一跳路径的连通度最高的节点；

则发布第二处理策略具体为：

发布第二处理策略，所述第二处理策略为：设置所选择的连通度最高的节点为备用簇头，并设置与所述备用簇头之间没有一跳路径的节点为重新入网节点。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，当在与所述连通度最高的节点之间没有一跳路径的所有节点中，与相邻簇的簇头具有一跳路径的节点个数都相同时，在所述发布第二处理策略之前，还包括：

选择介质访问控制MAC地址或节点标识最小的连通度最高的节点。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一处理策略还包括：所述备用簇头在变更为新簇头后，通知除当前簇头外的所有其它节点以及集中器当前簇头因异常已变更。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第二处理策略还包括：

所述备用簇头在变更为新簇头后，通知除当前簇头外的所有其它节点以及集中器当前簇头因异常已变更，并通知集中器重新入网的节点信息。

7.根据权利要求5或6所述的方法，其特征在于，所述第一处理策略或第二处理策略还包括：

所述备用簇头在通知除当前簇头外的所有其它节点当前簇头因异常已变更之后，通知除当前簇头外的所有其它节点在指定的时间执行确认响应。

8.根据权利要求5或6所述的方法，其特征在于，所述第一处理策略或第二处理策略还包括：

所述备用簇头在变更为新簇头后，根据自身的MAC地址重新计算所述簇的标识。

9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第三处理策略还包括：

设置除当前簇头外的所有其它节点中的任意一个节点为上报节点，所述上报节点在重新入网后通知集中器所述簇因簇头异常已关闭。

10.一种执行簇头异常处理策略的方法，其特征在于，包括：

接收按照权利要求1-9中任意一项所述通知簇头异常处理策略的方法通知的处理策略；

监测当前簇头的状态，所述状态包括正常状态和异常状态；

如果当前簇头处于异常状态，按照接收的处理策略执行异常处理。

11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述监测当前簇头的状态包括：

监听当前簇头发送的信标，以及所述簇中的节点发送的传输数据和/或管理消息；

判断是否在连续两个属于所述簇的信标时隙没有监测到当前簇发送的信标，且所述簇内的节点在发送的传输数据和/或管理消息中通知未监测到当前簇头发送的信标；

如果是，确定当前簇头发生异常，否则，确定当前簇头正常。

12.一种通知簇头异常处理策略的装置，其特征在于，所述通知簇头异常处理策略的装置作为当前簇头时，包括：

查找单元，用于根据簇的拓扑信息，从所述簇中查找除当前簇头外连通度最高的节点；所述连通度最高的节点为具有本簇中的相邻节点最多的节点；所述当前簇头内维护有本簇的拓扑信息；

第一判断单元，用于判断所述连通度最高的节点与除当前簇头外的所有其它节点之间是否均有一跳路径；

第一发布单元，用于在所述第一判断单元的判断结果为是时，发布第一处理策略，所述第一处理策略为：设置所述连通度最高的节点为备用簇头；

第二判断单元，用于在所述第一判断单元的判断结果为否时，判断在除当前簇头外的所有其他节点中，与所述连通度最高的节点之间有一跳路径的节点个数是否大于或等于预设阈值；

第二发布单元，用于在所述第二判断单元的判断结果为是时，发布第二处理策略，所述第二处理策略为：设置所述连通度最高的节点为备用簇头，并设置与所述备用簇头之间没有一跳路径的节点为重新入网节点；

第三发布单元，用于在所述第二判断单元的判断结果为否时，发布第三处理策略，所述第三处理策略为：设置除当前簇头外的所有其它节点为重新入网节点；

其中，所述备用簇头在当前簇头发生异常时变更为新簇头，所述重新入网节点在当前簇头发生异常时重新入网。

13.根据权利要求12所述的装置，其特征在于，当除当前簇头外的所有其它节点个数为偶数时，所述预设阈值为除当前簇头外的所有其它节点个数的一半，当除当前簇头外的所有其它节点个数为奇数时，所述预设阈值为除当前簇头外的所有其它节点个数减1后的一半。

14.根据权利要求12所述的装置，其特征在于，如果至少两个连通度最高的节点符合成为第二处理策略中的备用簇头的条件，还包括：

统计单元，用于统计在与所述连通度最高的节点之间没有一跳路径的所有节点中，与相邻簇的簇头之间具有一跳路径的节点个数；

第一选择单元，用于确定与相邻簇的簇头之间具有一跳路径的节点个数最多的节点为目标节点，选择与目标节点之间没有一跳路径的连通度最高的节点；

则所述第二发布单元，用于发布第二处理策略，所述第二处理策略为：设置所选择的连通度最高的节点为备用簇头，并设置与所述备用簇头之间没有一跳路径的节点为重新入网节点。

15.根据权利要求14所述的装置，其特征在于，当在与所述连通度最高的节点之间没有一跳路径的所有节点中，与相邻簇的簇头具有一跳路径的节点个数都相同时，还包括：

第二选择单元，用于选择介质访问控制MAC地址或节点标识最小的连通度最高的节点。

16.根据权利要求12所述的装置，其特征在于，所述第一处理策略还包括：所述备用簇头在变更为新簇头后，通知除当前簇头外的所有其它节点以及集中器当前簇头因异常已变更。

17.根据权利要求12所述的装置，其特征在于，所述第二处理策略还包括：

所述备用簇头在变更为新簇头后，通知除当前簇头外的所有其它节点以及集中器当前簇头因异常已变更，并通知集中器重新入网的节点信息。

18.根据权利要求16或17所述的装置，其特征在于，所述第一处理策略或第二处理策略还包括：

所述备用簇头在通知除当前簇头外的所有其它节点当前簇头因异常已变更之后，通知除当前簇头外的所有其它节点在指定的时间执行确认响应。

19.根据权利要求16或17所述的装置，其特征在于，所述第一处理策略或第二处理策略还包括：

所述备用簇头在变更为新簇头后，根据自身的MAC地址重新计算所述簇的标识。

20.根据权利要求12所述的装置，其特征在于，所述第三处理策略还包括：

设置除当前簇头外的所有其它节点中的任意一个节点为上报节点，所述上报节点在重新入网后通知集中器所述簇因簇头异常已关闭。

21.一种执行簇头异常处理策略的装置，其特征在于，包括：

接收单元，用于接收按照权利12-20中任意一项所述的通知簇头异常处理策略的装置所通知的处理策略；

监测单元，用于监测当前簇头的状态，所述状态包括正常状态和异常状态；

执行单元，用于如果当前簇头处于异常状态，按照接收的处理策略执行异常处理。

22.根据权利要求21所述的装置，其特征在于，所述监测单元包括：

监听子单元，用于监听当前簇头发送的信标，以及所述簇内的节点发送的传输数据和/或管理消息；

判断子单元，用于判断是否在连续两个属于所述簇的信标时隙没有监测到当前簇发送的信标，且所述簇内的节点在发送的传输数据和/或管理消息中通知未监测到当前簇头发送的信标；

确定子单元，用于当所述判断子单元的判断结果为是时，确定当前簇头发生异常，否则，确定当前簇头正常。