CN103345836B - 基于低压电力线载波的自组网抄表方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种基于低压电力线载波的自组网抄表方法，该方法执行之前预先将抄表装置定义为载波主节点，将载波表和载波采集器定义为载波从节点，将485表定义为载波附属节点，该方法包括：载波从节点组网步骤：将载波主节点与当前低压电力线上的所有载波从节点之间建立网络连接关系；载波附属节点主动组网步骤：载波主节点与其已建立网络连接的各载波从节点下的所有载波附属节点建立网络连接关系；载波附属节点被动组网步骤：载波主节点通过与其已建立网络连接的各载波从节点与这些载波从节点的附属线路上的载波附属节点建立网络连接关系。该方法可以提高抄表效率和稳定性，增加电力线载波有效通信距离，降低低压电力线通信的维护量和维护成本。

Description

基于低压电力线载波的自组网抄表方法

技术领域

本发明涉及工业自动化应用技术领域，尤其涉及一种基于低压电力线载波的自组网抄表方法。

背景技术

低压电力线载波通信技术有着其他通信方式无法比拟的优点，特别是在电力系统领域，电力线分布范围广、密度大，不需要重新布线，投资成本低；另一方面，电力线的物理强度高，不易被破坏，后期维护量小。然而，现有的利用电力线载波进行通信也有许多缺点，如通信方式只能是半双工通信，噪声影响严重、信号衰减大、多径效应和反射，这些因素导致信号在低压电力线上传输的距离过短，通信可靠性不高。

现有基于低压电力线载波的抄表方法基本上都是采用半手工的主从式结构，即由抄表装置主动给每一个节点通信，若通信成功，则继续下一节点，若不成功，则采用人工配置载波从节点固定路径的方式通信，这种方式通信效率低、信道资源浪费严重、人力维护成本高，而且人工配置的固定路径存在失效的问题。

发明内容

为解决现有的低压电力线载波的抄表方法通信效率低、信道资源浪费严重、人力维护成本高，而且人工配置的固定路径存在失效的问题，本发明提供一种基于低压电力线载波的自组网抄表方法，该方法可以提高抄表效率和稳定性，增加电力线载波有效通信距离，降低低压电力线通信的维护量和维护成本。

为解决上述技术问题，本发明的实施例提供一种基于低压电力线载波的自组网抄表方法，该方法执行之前需要预先将抄表装置定义为载波主节点，将载波表和载波采集器定义为载波从节点，将485表定义为载波附属节点，该方法包括步骤：

载波从节点组网步骤：将载波主节点与当前低压电力线上的所有载波从节点之间建立网络连接关系；

载波附属节点主动组网步骤：所述载波主节点通过与其已建立网络连接的各载波从节点与这些载波从节点下的所有载波附属节点建立网络连接关系；

载波附属节点被动组网步骤：所述载波主节点通过与其已建立网络连接的各载波从节点与这些载波从节点的附属线路上的载波附属节点建立网络连接关系。

优选地，所述载波从节点组网步骤包括：

步骤11：载波主节点指定任意一个第N层节点广播找相邻载波从节点；

步骤12：当前被载波主节点所指定的第N层节点发起找相邻载波从节点的广播；

步骤13：收到该找相邻载波从节点的广播的所有载波从节点通过预先设定的竞争上报机制向发出该广播的第N层节点竞争上报自身信息；

步骤14：该第N层节点将当前收到的信息对应的载波从节点作为自身的相邻载波从节点，并将该相邻载波从节点的信息依次通过其上行节点实时转发给所述载波主节点；

步骤15：载波主节点接收到该第N层节点的该相邻载波从节点的信息后，为该第N层节点的该相邻载波从节点分配MAC地址，将该第N层节点的该相邻载波从节点记录为第N+1层节点，并将该MAC地址通过原路下发至该第N层节点；

步骤16：该第N层节点将该MAC地址转发给其所对应的载波从节点，该载波从节点退出本轮竞争上报，并记录自己的上行节点是该第N层节点；同时，其他未获得MAC地址且已收到该找相邻载波从节点的广播的载波从节点侦听到该第N层节点将该MAC地址转发给其所对应的载波从节点的命令帧后继续通过预先设定的竞争上报机制向发出该广播的第N层节点竞争上报自身信息；

步骤17：若该第N层节点在上一次收到某一载波从节点竞争上报的信息的时刻之后的预定延时时长T内再次收到其他载波从节点竞争上报的信息，则返回执行步骤14；若该第N层节点在上一次收到某一载波从节点竞争上报的信息的时刻之后的预定延时时长T内未检测到其他载波从节点竞争上报的信息，则首先判断该第N层节点是否已发起过两次找相邻载波从节点的广播？若是则跳至执行步骤18,否则，该第N层节点第二次发起找相邻载波从节点的广播，随后，若第N层节点第二次发起找相邻载波从节点的广播后的预定延时时长T内仍未检测到其他载波从节点竞争上报的信息，则结束当前该第N层节点找相邻载波从节点的过程，并执行步骤18，若该第N层节点第二次发起找相邻载波从节点的广播后的预定延时时长T内收到其他载波从节点竞争上报的信息，则返回执行步骤14；

步骤18：判断是否还有未被载波主节点指定广播找相邻载波从节点的第N层节点？若是，则载波主节点指定任意一个未被指定过的第N层节点广播找相邻载波从节点，并返回执行步骤12；否则，执行步骤19；

步骤19：判断是否还有载波从节点未加入到步骤11至步骤18所建立的网络中？若是，则令N=N+1并返回执行步骤11，否则结束所述载波从节点组网流程；

其中，N的初始值为0；当N=0时，所述第0层节点为所述载波主节点；当N为正整数时，所述第N层节点为所述载波从节点。

优选地，所述步骤15中，载波主节点还保存所有第N+1层节点的MAC地址、物理地址、路由信息和层级信息；其中，第N+1层节点的层级信息为第N+1层。

优选地，所述竞争上报机制为：符合上报条件的各载波从节点预先准备好自身信息，随机延时，然后侦听上报线路是否忙？若是，则重新随机延时后重新侦听上报线路是否忙；否则，该载波从节点上报自身信息；其中，所述载波从节点以接收到帧头为线路忙的依据。

优选地，所述步骤16和步骤17之间还可包括步骤：当前该第N层节点判断自身已经收到的竞争上报信息的次数是否达预定上报次数，若是，则直接结束当前该第N层节点找相邻载波从节点的过程，并跳至执行步骤18，否则继续执行步骤17。

优选地，第N层节点发起的找相邻载波从节点的广播中设置有允许参与竞争上报的载波从节点的地址掩码。

优选地，上述任一种基于低压电力线载波的自组网抄表方法中，所述预定延时时长T＝P×T_detect，其中，P为正整数，T_detect为随机延时时间片，通过下式确定：

T_detect＞T_front+T_delay

其中，T_front为接收前导帧和帧头的时间，T_delay为线路延时时间。

优选地，所述载波附属节点主动组网步骤包括：

步骤21：载波主节点向任一第K层的载波从节点发送载波附属节点主动组网命令；其中，所述K的初始值为1，所述第K层载波从节点为所述载波从节点组网步骤完成后的第K层节点；

步骤22：当前收到载波附属节点主动组网命令的载波从节点读取其下的任一载波附属节点，并上报给载波主节点；

步骤23：载波主节点收到当前载波从节点上报的载波附属节点后向该载波从节点发送确认命令；

步骤24：判断当前载波从节点是否已将其下的所有载波附属节点上报完毕？若是，则执行步骤25；否则当前载波从节点继续将其下未上报过的另一载波附属节点上报给载波主节点，并返回执行步骤23；

步骤25：判断是否还有未收到过载波附属节点主动组网命令的第K层载波从节点？若是，则载波主节点向未收到过载波附属节点主动组网命令的任一第K层载波从节点发送载波附属节点主动组网命令，并返回执行步骤22；否则，结束第K层载波从节点的载波附属节点主动组网流程并执行步骤26；

步骤26：判断当前K值是否等于权利要求2中所述载波从节点组网步骤结束时的N值，若是，则结束所述载波附属节点主动组网步骤；否则，令K=K+1并返回执行步骤21。

优选地，步骤24中所述判断当前载波从节点是否已将其下的所有载波附属节点上报完毕，包括：若载波主节点最近一次向当前载波从节点发送确认命令后预定延时时长T内没有收到当前载波从节点的上报，则载波主节点向当前载波从节点重发载波附属节点主动组网命令，若载波主节点向当前载波从节点第A次重发载波附属节点主动组网命令后预定延时时长T内收到当前载波从节点的响应，则证明当前载波从节点还未将其下的所有载波附属节点上报完毕，若重发L次后当前载波从节点都没有响应，则证明当前载波从节点已将其下的所有载波附属节点上报完毕；其中，L为大于等于2的正整数，2≤A≤L，且A为正整数。

优选地，所述载波附属节点被动组网步骤包括：

步骤31：载波主节点针对第M层载波从节点广播第M层载波从节点下的任一载波附属节点被动组网命令；其中，所述M的初始值为1，所述第M层载波从节点为所述载波从节点组网完成后的第M层节点；

步骤32：第M层载波从节点收到所述第M层载波从节点下的任一载波附属节点被动组网命令后，将该命令转发到第M层载波从节点的附属线路上；

步骤33：判断载波主节点发送载波附属节点被动组网命令后预定延时时长T内是否有针对当前载波附属节点被动组网命令的应答信息返回？若是，则该第M层载波从节点将该应答信息返回给载波主节点，载波主节点通过该第M层载波从节点向发起该应答信息的载波附属节点返回确认信息，该载波附属节点被动组网完成；否则执行步骤34；

步骤34：判断是否还有第M层载波从节点下的其他载波附属节点未参加被动组网？若是，则载波主节点针对第M层载波从节点广播第M层载波从节点下的任一未参加被动组网的载波附属节点被动组网命令，返回执行步骤32；否则，结束第M层载波从节点下的载波附属节点被动组网流程并执行步骤35；

步骤35：判断当前M值是否等于权利要求2中所述载波从节点组网流程结束时的N值，若是，则结束所述载波附属节点被动组网步骤；否则，令M=M+1并返回执行步骤31。

本发明的上述技术方案采用基于时间片的冲突避让机制建立载波主节点、载波从节点以及载波附属节点的网络拓扑结构，实现这些节点的信息采集。该方法可以提高抄表效率和稳定性，增加电力线载波有效通信距离，降低低压电力线通信的维护量和维护成本。

附图说明

图1为本发明的实施例提供的基于低压电力线载波的自组网抄表方法流程图；

图2为图1中步骤S1的具体实施方法流程图；

图3为图2所示的载波从节点组网流程示意图；

图4为图2中步骤S2的具体实施流程图；

图5为图4所示的载波附属节点主动组网流程示意图；

图6为图2中步骤S2的具体实施流程图；

图7为图6所示的载波附属节点被动组网流程示意图。

具体实施方式

为使本发明要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。

图1所示为本发明实施例提供的基于低压电力线载波的自组网抄表方法流程图，在该方法执行之前，预先将抄表装置定义为载波主节点，将载波表和载波采集器定义为载波从节点，将485表定义为载波附属节点，该方法包括步骤：

S1：载波从节点组网：将载波主节点与当前低压电力线上的所有载波从节点之间建立网络连接关系；

S2：载波附属节点主动组网：载波主节点通过与其已建立网络连接的各载波从节点与这些载波从节点下的所有载波附属节点建立网络连接关系；

S3：载波附属节点被动组网：载波主节点通过与其已建立网络连接的各载波从节点与这些载波从节点的附属线路上的载波附属节点建立网络连接关系。

图2所示为图1中步骤S1的具体实施方法流程图，即载波从节点组网流程包括如下步骤：

S11：载波主节点指定任意一个第N层节点广播找相邻载波从节点。其中，N的初始值设置为0；当N=0时，第0层节点为载波主节点；当N为正整数时，第N层节点为载波从节点。

S12：当前被载波主节点所指定的第N层节点发起找相邻载波从节点的广播。

S13：收到该找相邻载波从节点的广播的所有载波从节点通过预先设定的竞争上报机制向发出该广播的第N层节点竞争上报自身信息。优选地，预先设定的竞争上报机制为：符合上报条件的各载波从节点预先准备好自身信息，随机延时，然后侦听上报线路是否忙？若是，则重新随机延时后重新侦听上报线路是否忙；否则，该载波从节点上报自身信息；其中，载波从节点以接收到帧头为线路忙的依据。

S14：该第N层节点将当前收到的信息对应的载波从节点作为自身的相邻载波从节点，并将该相邻载波从节点的信息依次通过其上行节点实时转发给载波主节点，此时其他收到该找相邻载波从节点的广播的所有载波从节点侦听到这一上报动作后暂停竞争上报以免影响载波主节点的通信。

S15：载波主节点接收到该第N层节点的该相邻载波从节点的信息后，为该第N层节点的该相邻载波从节点分配MAC地址，将该第N层节点的该相邻载波从节点记录为第N+1层节点，并将该MAC地址通过原路下发至该第N层节点。优选地，此步骤中，载波主节点还保存所有第N+1层节点的MAC地址、物理地址、路由信息和层级信息；其中，第N+1层节点的层级信息为第N+1层。

S16：该第N层节点将该MAC地址转发给其所对应的载波从节点，该载波从节点退出本轮竞争上报，并记录自己的上行节点是该第N层节点；同时，其他未获得MAC地址且已收到该找相邻载波从节点的广播的载波从节点侦听到该第N层节点将该MAC地址转发给其所对应的载波从节点的命令帧后继续通过预先设定的竞争上报机制向发出该广播的第N层节点竞争上报自身信息。

S17：判断该第N层节点的相邻载波从节点是否都已找到，若是，则执行S18，否则，继续检测其他载波从节点竞争上报的信息，检测到则返回执行S14。具体地，若该第N层节点在上一次收到某一载波从节点竞争上报的信息的时刻之后的预定延时时长T内再次收到其他载波从节点竞争上报的信息，则返回执行S14；若该第N层节点在上一次收到某一载波从节点竞争上报的信息的时刻之后的预定延时时长T内未检测到其他载波从节点竞争上报的信息，则首先判断该第N层节点是否已发起过两次找相邻载波从节点的广播？若是则跳至执行S18,否则，该第N层节点第二次发起找相邻载波从节点的广播，随后，若第N层节点第二次发起找相邻载波从节点的广播后的预定延时时长T内仍未检测到其他载波从节点竞争上报的信息，则结束当前该第N层节点找相邻载波从节点的过程，并执行S18，若第N层节点第二次发起找相邻载波从节点的广播后的预定延时时长T内收到其他载波从节点竞争上报的信息，则返回执行S14。

S18：判断是否还有未被载波主节点指定广播找相邻载波从节点的第N层节点？若是，则跳至执行执行S111，否则，执行S19。

S19：判断是否还有载波从节点未加入到S11至S18所建立的网络中？若是，则执行S110，否则结束载波从节点组网流程。

S110：令N=N+1，并返回执行S11。

S111：载波主节点指定任意一个未被指定过的第N层节点广播找相邻载波从节点，并返回执行S12。

优选地，图2所示流程中，S16和S17之间还可包括步骤：当前该第N层节点判断自身已经收到的竞争上报信息的次数是否达预定上报次数，若是，则直接结束当前该第N层节点找相邻载波从节点的过程，并跳至执行S18，否则继续执行S17。

优选地，图2所示流程中，为了限制参与竞争上报的载波从节点（载波表和载波采集器）的数量，在第N层节点发起的找相邻载波从节点的广播中设置有允许参与竞争上报的载波从节点的地址掩码，这样在步骤S13中，收到该找相邻载波从节点的广播的所有载波从节点中，只有符合地址掩码的载波从节点才能参与竞争上报。

优选地，预先定义随机延时时间片为T_detect，且T_detect＞T_front+T_delay，其中，T_front为接收前导帧和帧头的时间，T_delay为线路延时时间。则取P个时间片（P为正整数）的长度为预定延时时长T，即设：T＝M×T_detect。

图3所示为图2所示的载波从节点组网流程示意图，首先，载波主节点1发送广播找相邻载波从节点命令，第一载波从节点2、第二载波从节点3收到命令后竞争上报；首先第二载波从节点3获得竞争上报优先权，进行了竞争上报，此时第一载波从节点2暂时停止上报；随后载波主节点1收到第二载波从节点3的上报信息后，给第二载波从节点3分配MAC地址，并记录第二载波从节点3的MAC地址、物理地址和层级信息（第1层节点），第二载波从节点3收到载波主节点1为其分配的MAC地址后，存储MAC地址，并记录上行节点为载波主节点，并退出竞争上报过程，此时第一载波从节点2继续竞争上报，由于此时无其他载波从节点和第一载波从节点2竞争上报，因此第一载波从节点2直接获得上报优先权后重复上述第二载波从节点3的MAC地址获取过程，直到载波主节点1收不到任何竞争上报信息，则第1层节点（第1层载波从节点）组网完成。然后，载波主节点1给第一载波从节点2（第1层节点）发送“第一载波从节点2发送广播找相邻载波节点”命令，第一载波从节点2收到“第一载波从节点2发送广播找相邻载波节点”命令后，发送找相邻载波从节点的广播，第三载波从节点4和第四载波从节点5收到该广播后竞争上报；首先第三载波从节点4获得上报优先权，将自身信息上报至第一载波从节点2，第一载波从节点2收到第三载波从节点4的上报信息后转发给载波主节点1，载波主节点1给第三载波从节点4分配MAC地址，并记录相关信息；随后第一载波从节点2将载波主节点1当前分配的MAC地址转发给第三载波从节点4，第三载波从节点4收到MAC地址后记录MAC地址并记录上级载波从节点为第一载波从节点2；以此类推，直到遍历所有第2层节点（即第一层载波从节点的所有相邻载波从节点）时，第2层级载波从节点组网完成；最后，依次完成剩余各层载波从节点的组网。

图4所示为图2中步骤S2的具体实施流程图，即载波附属节点主动组网过程包括步骤：

S21：载波主节点向任一第K层载波从节点发送载波附属节点主动组网命令；其中，所述K的初始值为1，所述第K层载波从节点为S1的载波从节点组网步骤完成后的第K层节点。

S22：当前收到载波附属节点主动组网命令的载波从节点读取其下的任一载波附属节点，并上报给载波主节点。

S23：载波主节点收到当前载波从节点上报的载波附属节点后向该载波从节点发送确认命令。

S24：判断当前载波从节点是否已将其下的所有载波附属节点上报完毕？若是，则执行S25；否则执行S28。

S25：判断是否还有未收到过载波附属节点主动组网命令的第K层载波从节点？若是，则执行S29；否则，结束第K层载波从节点的载波附属节点主动组网流程并执行S26。

S26：判断当前K值是否等于图2中载波从节点组网步骤结束时的N值，若是，则结束载波附属节点主动组网流程；否则，执行S27。

S27：令K=K+1并返回执行S21。

S28：当前载波从节点继续将其下未上报过的另一载波附属节点上报给载波主节点，并返回执行S23。

S29：载波主节点向未收到过载波附属节点主动组网命令的任一第K层载波从节点发送载波附属节点主动组网命令，并返回执行S22。

优选地，S24中判断当前载波从节点是否已将其下的所有载波附属节点上报完毕的具体方法为：若载波主节点最近一次向当前载波从节点发送确认命令后预定延时时长T内没有收到当前载波从节点的上报，则载波主节点向当前载波从节点重发载波附属节点主动组网命令，若载波主节点向当前载波从节点第A次重发载波附属节点主动组网命令后预定延时时长T内收到当前载波从节点的响应，则证明当前载波从节点还未将其下的所有载波附属节点上报完毕，若重发L次后当前载波从节点都没有响应，则证明当前载波从节点已将其下的所有载波附属节点上报完毕；其中，L为大于等于2的正整数，2≤A≤L，且A为正整数。

图5为图4所示的载波附属节点主动组网流程示意图，如图5中所示，载波主节点1根据S2建立的载波从节点网络拓扑结构，首先对第1层的第一载波从节点2发送载波附属节点主动组网命令，带有附属节点的第一载波从节点2收到命令后，依次上报其下的第一载波附属节点6、第二载波附属节点7信息，载波主节点1在每次收到上报信息后均向第一载波从节点2回复确认命令；然后载波主节点1向第1层的第二载波从节点3发送载波附属节点主动组网命令，第二载波从节点3依次上报自身的所有载波附属节点——第三载波附属节点8、第四载波附属节点9信息，其中载波主节点1在每次收到上报信息后均向第二载波从节点3回复确认命令；重复上述过程直至第1层的所有载波从节点都已将自身的载波附属节点信息上报完毕。随后载波主节点1依次完成第2层、第3层、…、第N层的载波从节点的附属节点上报过程，完成附属节点的主动组网。

图6为图2中步骤S2的具体实施流程图，即载波附属节点被动组网流程包括步骤：

S31：载波主节点针对第M层载波从节点广播第M层载波从节点下的任一载波附属节点被动组网命令；其中，M的初始值为1，第M层载波从节点为载波从节点组网完成后的第M层节点；

S32：第M层载波从节点收到所述第M层载波从节点下的任一载波附属节点被动组网命令后，将该命令转发到第M层载波从节点的附属线路上；

S33：载波主节点发送载波附属节点被动组网命令后预定延时时长T内是否有针对当前载波附属节点被动组网命令的应答信息返回？若是，则执行S34否则，执行S35。

S34：该第M层载波从节点将该应答信息返回给载波主节点，载波主节点通过该第M层载波从节点向发起该应答信息的载波附属节点返回确认信息，该载波附属节点被动组网完成。

S35：判断是否还有第M层载波从节点下的其他载波附属节点未参加被动组网？若是，则执行S36；否则，结束第M层载波从节点下的载波附属节点被动组网流程并执行S37。

S36：载波主节点针对第M层载波从节点广播第M层载波从节点下的任一未参加被动组网的载波附属节点被动组网命令，并返回执行S32。

S37：判断当前M值是否等于权利要求2中载波从节点组网流程结束时的N值，若是，则结束载波附属节点被动组网流程；否则，执行S38。

S38：令M=M+1并返回执行S31。

图7为图6所示的载波附属节点被动组网流程示意图，如图7中所示，载波主节点1首先针对第1层的第一载波从节点2和第二载波从节点3广播第四载波附属节点9被动组网命令，第1层的第一载波从节点2和第二载波从节点3将该命令转发到第M层的载波从节点的附属线路上，随后第二载波从节点3收到第四载波附属节点9通过附属线路返回的应答信息，则第二载波从节点3将该应答信息返回给载波主节点1，载波主节点1通过第二载波从节点3向第四载波附属节点9发送确认信息，发起该应答信息的第四载波附属节点9的被动组网完成。随后载波主节点1继续针对第1层的第一载波从节点2和第二载波从节点3广播剩余载波附属节点的被动组网命令，直至第1层的载波从节点下的所有载波附属节点都被动组网完成，则载波主节点1依次完成第2层、第3层、…、第N层的载波从节点的所有附属节点的被动组网过程，完成整个载波从节点网络拓扑网络的附属节点的被动组网流程。

本发明的上述技术方案采用基于时间片的冲突避让机制建立载波主节点、载波从节点以及载波附属节点的网络拓扑结构，实现这些节点的信息采集。该方法可以提高抄表效率和稳定性，增加电力线载波有效通信距离，降低低压电力线通信的维护量和维护成本。

以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种基于低压电力线载波的自组网抄表方法，其特征在于，预先将抄表装置定义为载波主节点，将载波表和载波采集器定义为载波从节点，将485表定义为载波附属节点，该方法包括步骤：

载波从节点组网步骤：将载波主节点与当前低压电力线上的所有载波从节点之间建立网络连接关系；

载波附属节点主动组网步骤：所述载波主节点通过与其已建立网络连接的各载波从节点与这些载波从节点下的所有载波附属节点建立网络连接关系；

载波附属节点被动组网步骤：所述载波主节点通过与其已建立网络连接的各载波从节点与这些载波从节点的附属线路上的载波附属节点建立网络连接关系；

其中，所述载波从节点组网步骤包括：

步骤11：载波主节点指定任意一个第N层节点广播找相邻载波从节点；

步骤12：当前被载波主节点所指定的第N层节点发起找相邻载波从节点的广播；

步骤13：收到该找相邻载波从节点的广播的所有载波从节点通过预先设定的竞争上报机制向发出该广播的第N层节点竞争上报自身信息；

步骤14：该第N层节点将当前收到的信息对应的载波从节点作为自身的相邻载波从节点，并将该相邻载波从节点的信息依次通过其上行节点实时转发给所述载波主节点；

步骤15：载波主节点接收到该第N层节点的该相邻载波从节点的信息后，为该第N层节点的该相邻载波从节点分配MAC地址，将该第N层节点的该相邻载波从节点记录为第N+1层节点，并将该MAC地址通过原路下发至该第N层节点；

步骤16：该第N层节点将该MAC地址转发给其所对应的载波从节点，该载波从节点退出本轮竞争上报，并记录自己的上行节点是该第N层节点；同时，其他未获得MAC地址且已收到该找相邻载波从节点的广播的载波从节点侦听到该第N层节点将该MAC地址转发给其所对应的载波从节点的命令帧后继续通过预先设定的竞争上报机制向发出该广播的第N层节点竞争上报自身信息；

步骤17：若该第N层节点在上一次收到某一载波从节点竞争上报的信息的时刻之后的预定延时时长T内再次收到其他载波从节点竞争上报的信息，则返回执行步骤14；若该第N层节点在上一次收到某一载波从节点竞争上报的信息的时刻之后的预定延时时长T内未检测到其他载波从节点竞争上报的信息，则首先判断该第N层节点是否已发起过两次找相邻载波从节点的广播，若是则跳至执行步骤18,否则，该第N层节点第二次发起找相邻载波从节点的广播，随后，若第N层节点第二次发起找相邻载波从节点的广播后的预定延时时长T内仍未检测到其他载波从节点竞争上报的信息，则结束当前该第N层节点找相邻载波从节点的过程，并执行步骤18，若该第N层节点第二次发起找相邻载波从节点的广播后的预定延时时长T内收到其他载波从节点竞争上报的信息，则返回执行步骤14；

步骤18：判断是否还有未被载波主节点指定广播找相邻载波从节点的第N层节点，若是，则载波主节点指定任意一个未被指定过的第N层节点广播找相邻载波从节点，并返回执行步骤12；否则，执行步骤19；

步骤19：判断是否还有载波从节点未加入到步骤11至步骤18所建立的网络中，若是，则令N＝N+1并返回执行步骤11，否则结束所述载波从节点组网流程；

其中，N的初始值为0；当N＝0时，第0层节点为所述载波主节点；当N为正整数时，所述第N层节点为所述载波从节点。

2.如权利要求1所述的一种基于低压电力线载波的自组网抄表方法，其特征在于，所述步骤15中，载波主节点还保存所有第N+1层节点的MAC地址、物理地址、路由信息和层级信息；其中，第N+1层节点的层级信息为第N+1层。

3.如权利要求2所述的一种基于低压电力线载波的自组网抄表方法，其特征在于，所述竞争上报机制为：符合上报条件的各载波从节点预先准备好自身信息，随机延时，然后侦听上报线路是否忙，若是，则重新随机延时后重新侦听上报线路是否忙；否则，该载波从节点上报自身信息；

其中，所述载波从节点以接收到帧头为线路忙的依据。

4.如权利要求3所述的一种基于低压电力线载波的自组网抄表方法，其特征在于，所述步骤16和步骤17之间还可包括步骤：当前该第N层节点判断自身已经收到的竞争上报信息的次数是否达预定上报次数，若是，则直接结束当前该第N层节点找相邻载波从节点的过程，并跳至执行步骤18，否则继续执行步骤17。

5.如权利要求3所述的一种基于低压电力线载波的自组网抄表方法，其特征在于，第N层节点发起的找相邻载波从节点的广播中设置有允许参与竞争上报的载波从节点的地址掩码。

6.如权利要求2至5任一项所述的一种基于低压电力线载波的自组网抄表方法，其特征在于，所述预定延时时长T＝P×T_detect，其中，P为正整数，T_detect为随机延时时间片，通过下式确定：

T_detect＞T_front+T_delay

其中，T_front为接收前导帧和帧头的时间，T_delay为线路延时时间。

7.如权利要求6所述的一种基于低压电力线载波的自组网抄表方法，其特征在于，所述载波附属节点主动组网步骤包括：

步骤21：载波主节点向任一第K层的载波从节点发送载波附属节点主动组网命令；其中，所述K的初始值为1，所述第K层载波从节点为所述载波从节点组网步骤完成后的第K层节点；

步骤22：当前收到载波附属节点主动组网命令的载波从节点读取其下的任一载波附属节点，并上报给载波主节点；

步骤23：载波主节点收到当前载波从节点上报的载波附属节点后向该载波从节点发送确认命令；

步骤24：判断当前载波从节点是否已将其下的所有载波附属节点上报完毕，若是，则执行步骤25；否则当前载波从节点继续将其下未上报过的另一载波附属节点上报给载波主节点，并返回执行步骤23；

步骤25：判断是否还有未收到过载波附属节点主动组网命令的第K层载波从节点，若是，则载波主节点向未收到过载波附属节点主动组网命令的任一第K层载波从节点发送载波附属节点主动组网命令，并返回执行步骤22；否则，结束第K层载波从节点的载波附属节点主动组网流程并执行步骤26；

步骤26：判断当前K值是否等于权利要求2中所述载波从节点组网步骤结束时的N值，若是，则结束所述载波附属节点主动组网步骤；否则，令K＝K+1并返回执行步骤21。

8.如权利要求7所述的一种基于低压电力线载波的自组网抄表方法，其特征在于，步骤24中所述判断当前载波从节点是否已将其下的所有载波附属节点上报完毕，包括：若载波主节点最近一次向当前载波从节点发送确认命令后预定延时时长T内没有收到当前载波从节点的上报，则载波主节点向当前载波从节点重发载波附属节点主动组网命令，若载波主节点向当前载波从节点第A次重发载波附属节点主动组网命令后预定延时时长T内收到当前载波从节点的响应，则证明当前载波从节点还未将其下的所有载波附属节点上报完毕，若重发L次后当前载波从节点都没有响应，则证明当前载波从节点已将其下的所有载波附属节点上报完毕；其中，L为大于等于2的正整数，2≤A≤L，且A为正整数。

9.如权利要求7所述的一种基于低压电力线载波的自组网抄表方法，其特征在于，所述载波附属节点被动组网步骤包括：

步骤31：载波主节点针对第M层载波从节点广播第M层载波从节点下的任一载波附属节点被动组网命令；其中，所述M的初始值为1，所述第M层载波从节点为所述载波从节点组网完成后的第M层节点；

步骤32：第M层载波从节点收到所述第M层载波从节点下的任一载波附属节点被动组网命令后，将该命令转发到第M层载波从节点的附属线路上；

步骤33：判断载波主节点发送载波附属节点被动组网命令后预定延时时长T内是否有针对当前载波附属节点被动组网命令的应答信息返回，若是，则该第M层载波从节点将该应答信息返回给载波主节点，载波主节点通过该第M层载波从节点向发起该应答信息的载波附属节点返回确认信息，该载波附属节点被动组网完成；否则执行步骤34；

步骤34：判断是否还有第M层载波从节点下的其他载波附属节点未参加被动组网，若是，则载波主节点针对第M层载波从节点广播第M层载波从节点下的任一未参加被动组网的载波附属节点被动组网命令，返回执行步骤32；否则，结束第M层载波从节点下的载波附属节点被动组网流程并执行步骤35；

步骤35：判断当前M值是否等于权利要求2中所述载波从节点组网流程结束时的N值，若是，则结束所述载波附属节点被动组网步骤；否则，令M＝M+1并返回执行步骤31。