CN103532844A - 一种微功率无线组网、通信方法、主节点及系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种微功率无线组网、通信方法、主节点及系统，其中，所述方法应用于主节点与至少两个从节点组成的通信系统中，包括以下步骤：所述主节点获得所述至少两个从节点的邻居场强信息表；根据所述邻居场强信息表，遍历所述主节点到每个所述从节点的所有路径；根据公式

计算出所述主节点到所述从节点每个路径的路由权重值W；将所述主节点到所述从节点的所有路径与所述路径的路由权重值W作为所述从节点的路由信息保存在路由表中，并将所述从节点的路由信息作为配置参数发送给所述从节点。通过上述方式，能够既保证通信实时性，又能提高通信成功率。

Description

一种微功率无线组网、通信方法、主节点及系统

技术领域

本发明涉及无线通信领域，特别是涉及一种微功率无线组网、通信方法、主节点及系统。

背景技术

根据国家电网坚强智能电网建设的总体要求，逐步实现电力用户用电信息采集系统建设“全覆盖、全采集、全费控”的总体目标，微功率无线自组织网络可以实现低压电力用户用电信息汇聚、传输、交互，且终端设备位置固定，通信链路相对稳定，有效解决节点之间无法通信的问题，安全、稳定、可靠，大大提高抄表的成功率，降低工作人员到现场维护的几率，节省了大量的人力与物力。

在现有微功率无线网络组网时，主节点根据路由算法遍历主节点与从节点间的所有路径，并寻找出最优路径。然而，现有的路由算法仅基于“场强优先”或“层级优先”原则，如依赖于“场强优先”则可能通过该方法选择的路径层级无法达到最简，虽然能够保证通信可靠性，但可能存在因层级较为繁冗而产生数据传递时间较长，无法满足实际采集系统采集数据实时性的要求；如依赖于“层级优先”则可能通过该方法选择的路径为最简，但因未考虑场强的稳定性，可能会出现因场强不稳定导致通信成功率较低的现象出现，无法满足实际集采系统采集数据成功率的要求。

发明内容

本发明主要解决的技术问题是提供一种微功率无线组网、通信方法、主节点及系统，能够既保证通信实时性，又能提高通信成功率。

为解决上述技术问题，本发明采用一种技术方案：提供一种微功率无线组网方法，所述方法应用于主节点与至少两个从节点组成的通信系统中，包括以下步骤：所述主节点获得所述至少两个从节点的邻居场强信息表，所述从节点的邻居场强信息表用于记录邻居节点对所述从节点的场强信息；根据所述邻居场强信息表，遍历所述主节点到每个所述从节点的所有路径；根据公式

计算出所述主节点到所述从节点每个路径的路由权重值W，其中，所述K_n表示所述路径中第n级从节点的权重，所述X_n表示所述路径中第n-1级节点对第n级从节点的场强信息，所述N为所述路径的目标从节点的级数；将所述主节点到所述从节点的所有路径与所述路径的路由权重值W作为所述从节点的路由信息保存在路由表中，并将所述从节点的路由信息作为配置参数发送给所述从节点，其中，所述路径的路由权重值W正比于所述路径在所述主节点到所述从节点的所有路径中的优选度。

其中，所述通信系统在组网时采用的信道频率与在网通信时采用的信道频率为不同的通信频率。

其中，所述主节点根据所述邻居场强信息，遍历所述主节点到每个所述从节点的所有路径的步骤具体包括：以所述主节点作为起点开始遍历，先将所述主节点作为路径的上一级节点，重复执行根据所述至少两个从节点的邻居场强信息表，搜索出能与所述上一级节点建立双向链路、且所述双向链路的场强信息满足第一预设条件的下一级节点，将所述下一级节点作为上一级节点的步骤，直至所述上一级节点不具有子链路或所述上一级节点的子链路的场强信息不满足第二预设条件，则完成遍历所述主节点到每个所述从节点的所有路径。

其中，所述组网系统具体为用电信息采集系统。

为了解决上述技术问题，本发明采用再一技术方案为：提供一种微功率无线通信方法，所述方法应用于主节点与至少两个从节点组成的通信系统中，包括以下步骤：所述主节点在需要与所述从节点通信时，获取路由表中所述从节点的路由权重值最大的路径作为所述从节点的最优路径，并按照所述最优路径将数据帧传输给所述从节点；所述从节点在需要与所述主节点通信时，获取配置参数中路由权重值最大的路径作为所述从节点的最优路径，并按照所述最优路径将数据帧传输给所述主节点；其中，所述路径的路由权重值W根据公式

计算得到，其中，所述K_n表示所述路径中第n级从节点的权重，所述X_n表示所述路径中第n-1级从节点对第n级从节点的场强信息，所述N为所述路径的目标从节点的级数。

其中，所述主节点定时侦测从节点的在网状态，并对侦测到不处于在网状态的从节点重新进行组网；和/或所述从节点定时查询自身的在网状态，并在查询到不处于在网状态时，通知所述主节点对所述从节点进行重新组网。

为了解决上述技术问题，本发明采用再一技术方案：提供一种主节点，所述主节点用于微功率无线通信系统，包括获得模块、遍历模块、计算模块及保存模块；所述获得模块用于在组网时，获得所述至少两个从节点的邻居场强信息表，并发送给所述遍历模块，所述从节点的邻居场强信息表用于记录所述通信系统中的邻居节点对所述从节点的场强信息；所述遍历模块用于根据所述邻居场强信息表，遍历所述主节点到每个所述从节点的所有路径，并将所述主节点到所述从节点的所有路径发送给所述计算模块和保存模块；所述计算模块用于根据公式

计算出所述主节点到所述从节点每个路径的路由权重值W，并发送给所述保存模块，其中，所述K_n表示所述路径中第n级从节点的权重，所述X_n表示所述路径中第n-1级从节点对第n级从节点的场强信息，所述N为所述路径的目标从节点的级数；所述保存模块用于将所述主节点到所述从节点的所有路径与所述路径的路由权重值作为所述从节点的路由信息保存在路由表中，并将所述从节点的路由信息作为配置参数发送给所述从节点，其中，所述路径的路由权重值W正比于所述路径在所述主节点到所述从节点的所有路径中的优选度。

其中，还包括侦测模块；所述侦测模块用于定时侦测从节点的在网状态，并对侦测到不处于在网状态的从节点重新进行组网，或者在获取到从节点的组网请求时，对所述从节点进行重新组网。

为解决上述技术问题，本发明采用又再一技术方案：提供一种微功率无线通信系统，包括上述主节点及至少两个从节点。

其中，所述通信系统在组网时采用的信道频率与在网通信时采用的信道频率为不同的通信频率。

区别于现有技术，本发明中采用公式

获得表示该路径优选度的权重值W，综合层级和场强两者进行运算，故保证了最优路径的层级的简单度，即保证了通信的实时性，同时，由于本算法能够同时考虑到场强的影响，故能够保证通信的可靠性，提高了通信的成功率。另外，本路由权重值的算法运算简单，在一定程度上减少了组网时间。

附图说明

图1是本发明微功率无线通信系统一实施方式的结构示意图；

图2是本发明微功率无线组网方法一实施方式的流程图；

图3是本发明微功率无线通信方法一实施方式的流程图；

图4是本发明主节点一实施方式的结构示意图；

图5是本发明主节点另一实施方式的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体的实施方式进行说明。

请参阅图1，图1是本发明微功率无线通信系统一实施方式的结构示意图。本实施方式中，微功率无线通信系统包括主节点110和至少两个从节点120。其中，主节点110作为路由器能够与所述从节点120实现自组网，且主节点110与从节点120间能够实现双向通信，在从节点120能够作为中继节点为主节点110转发数据帧，以实现主节点110与处于主节点110直接无线通信距离之外的从节点120间的通信，一般，根据与主节点110间的距离，将从节点120划分层级，距离主节点110从近到远，从节点120层级为从上到下。具体地，本实施方式的微功率无线通信系统为用电信息采集系统，由集中器、电能表和采集器组成，其中，所述集中器可用于收集系统中所有电能表和采集器中的数据，采集器用于收集电能表的数据。集中器中设置有集中器通信模块以作为本通信系统的主节点110，电能表、采集器中对应设置有电能表通信模块、采集器通信模块以作为本通信系统的从节点120。

本发明通信系统能够实现自组网。具体地，在需要组网时，集中器向集中器通信模块即主节点110发送电能表档案和组网命令，其中，电能表档案中包括此次组网的从节点120的地址标识。主节点110接收到组网命令和电能表档案后，进入组网状态，并广播组网信标，其中，组网信标中包括电能表档案中的从节点120地址标识。

所述通信系统中的从节点120接收到主节点110发送的组网信标后，判断组网信标中是否包括本节点地址标识，如果包括，则进行邻居发现和场强测量。即从节点120作为中继节点向邻居节点转发所述组网信标，其中，所述邻居节点为在所述从节点120传输范围内的其他从节点120。同时，从节点120侦听其他从节点120作为中继节点转发的组网信标，测量所述其他从节点120转发的组网信标的场强信息，并作为其他从节点120对所述从节点120的场强信息保存在所述从节点120的邻居场强信息表中，并把转发的组网信标的其他从节点记录在邻居节点表中。

主节点110在广播组网信标后，等待预设组网周期后，收集所述从节点120的邻居场强信息表，获得组网网络中所有节点120的邻居场强信息，其中，预设组网周期是按照组网网络的规模计算出来的。

主节点110在收集到从节点120的邻居场强信息表后，根据从节点120的邻居场强信息表中，遍历主节点110到组网网络中每一个从节点120的所有路径。

进一步具体地，以所述主节点作为起点开始遍历，根据所述至少两个从节点的邻居场强信息表，搜索出能与所述主节点建立双向链路、且所述双向链路的场强信息满足第一预设条件的下一级节点，并将所述下一级节点作为上一级节点。

继续试探路径，主节点根据所述至少两个从节点的邻居场强信息表，从搜索出能与所述上一级节点建立双向链路、且所述双向链路的场强信息满足第一预设条件的下一级节点，并将所述下一级节点作为上一级节点，重复本段上述步骤，直至所述上一级节点不具有子链路或所述上一级节点的子链路的场强信息不满足第二预设条件，则完成遍历所述主节点到每个所述从节点的所有路径。

本实施方式中，判断能够建立双向链路的方式为：如果上一级节点的邻居节点表中包括所述下一级节点，且下一级节点的邻居节点表中包括所述上一级节点，则判断为能够建立双向链路。所述双向链路的场强信息满足第一预设条件具体为：如果查询下一级节点的邻居场强信息表，所述双向链路中上一级节点对下一级节点的场强信息大于第一预设值，且查询上一级节点的邻居场强信息表，下一级节点对上一级节点的场强信息大于第二预设值，则满足第一预设条件。所述子链路的场强信息满足第二预设条件具体为：所述子链路中上一级节点对下一级节点的场强信息大于第三预设值，则满足第二预设条件。当然，所述第一、第二预设条件可进行设置，例如，在集中器中设置有设置第一、第预设条件的接口，用户通过所述接口实现对第一、第预设条件的设置，如，修改第一、第二、第三预设值的大小。

主节点110遍历主节点110到每个从节点120的所有路径后，根据公式

计算出所述主节点110到所述从节点120每个路径的路由权重值W，其中，所述K_n表示所述路径中第n级从节点120的权重，所述X_n表示所述路径中第n-1级节点对第n级从节点120的场强信息，所述N为所述路径的目标从节点120的级数。例如，对一个由三级路径（主节点—第一从节点—第二从节点的），则该路径的路由权重值W为K₁X₁-K₂X₂，K₁、K₂分别为第一从节点、第二从节点的权重，X₁为主节点（第0级节点）对第一从节点的场强信息，X₂为第一从节点对第二从节点的场强信息。

所述主节点110将所述主节点110到所述从节点120的所有路径与所述路径的路由权重值W作为所述从节点120的路由信息保存在路由表中，并将所述从节点120的路由信息作为配置参数发送给所述从节点120，其中，所述路径的路由权重值W正比于所述路径在所述主节点110到所述从节点120的所有路径中的优选度，即可比较从节点120路由信息中的所有路径的路由权重值，获得最大的路由权重值，最大的路由权重值对应的路径即为主节点110到该从节点120的最优路径。

本发明路由权重值的算法是基于“层级最简，场强排序”原则相对优化的方式。由于本发明综合层级和场强两者进行运算，故保证了最优路径的层级的简单度，即保证了通信的实时性，同时，由于本算法能够同时考虑到场强的影响，故能够保证通信的可靠性，提高了通信的成功率。另外，本路由权重值的算法运算简单，在一定程度上减少了组网时间。

有鉴本发明路由权重值算法综合考虑了场强与层级的关系，促使在选择路径达到最优的目的。从而达到以下效果：

1.一次组网成功率较高，同时组网时间相对较短；

2.组网后网络通信效果好，便于维护；

3.通信路径最优，通信实时性较好。

进一步优化地，在本发明微功率无线通信系统的另一实施方式中，在完成如上一实施方式的组网后，主节点与从节点间进入在网通信状态，即能够根据路由表选择路径实现通信。例如，所述主节点在需要与所述从节点通信时，获取路由表中所述从节点的路由权重值最大的路径作为所述从节点的最优路径，并按照所述最优路径将数据帧传输给所述从节点；所述从节点在需要与所述主节点通信时，获取组网时主节点发送的配置参数中路由权重值最大的路径作为所述从节点的最优路径，并按照所述最优路径将数据帧传输给所述主节点。

更进一步地，在本通信系统所述通信系统在组网时采用的信道频率与在网通信时采用的信道频率为不同的通信频率，避免组网的数据和在网通信的数据间发生冲突。例如，通信系统配置有多组信道组，每组信道组有两种信道频率，本通信系统则将其中一组信道组固定用作组网信道，剩余的信道则用于在网通信的信道。

需要说明的是，本发明通信系统也能包括多个主节点，每个主节点分别组网形成多个组网网络，其中，每个组网网络的组网与在网通信方式与上述实施方式一致，在此不再赘述。

请参阅图2，图2是本发明微功率无线组网方法的一实施方式的流程图。本实施方式中，所述方法应用于主节点与至少两个从节点组成的通信系统中，包括以下步骤:

步骤S201：所述主节点获得所述至少两个从节点的邻居场强信息表，所述从节点的邻居场强信息表用于记录邻居节点对所述从节点的场强信息。

本实施方式中，微功率无线通信系统包括主节点和至少两个从节点。其中，主节点作为路由器能够与所述从节点实现自组网，且主节点与从节点间能够实现双向通信，在从节点能够作为中继节点为主节点转发数据帧，以实现主节点与处于主节点直接无线通信距离之外的从节点间的通信，一般，根据与主节点间的距离，将从节点划分层级，距离主节点从近到远，从节点层级为从上到下。

在组网时，主节点广播组网信标，其中，组网信标中包括电能表档案中的从节点地址标识。

所述通信系统中的从节点接收到主节点发送的组网信标后，判断组网信标中是否包括本节点地址标识，如果包括，则进行邻居发现和场强测量。即从节点作为中继节点向邻居节点转发所述组网信标，其中，所述邻居节点为在所述从节点传输范围内的其他从节点。同时，从节点侦听其他从节点作为中继节点转发的组网信标，测量所述其他从节点转发的组网信标的场强信息，并作为其他从节点对所述从节点的场强信息保存在所述从节点的邻居场强信息表中，并把转发的组网信标的其他从节点记录在邻居节点表中。

主节点在广播组网信标后，等待预设组网周期后，收集所述从节点的邻居场强信息表，获得组网网络中所有节点的邻居场强信息，其中，预设组网周期是按照组网网络的规模计算出来的。

步骤S202：主节点根据所述邻居场强信息表，遍历所述主节点到每个所述从节点的所有路径。

主节点在收集到从节点的邻居场强信息表后，根据从节点的邻居场强信息表中，遍历主节点到组网网络中每一个从节点的所有路径。

步骤S203：主节点根据公式

计算出所述主节点到所述从节点每个路径的路由权重值W。

主节点遍历主节点到每个从节点的所有路径后，根据公式

计算出所述主节点到所述从节点每个路径的路由权重值W，其中，所述K_n表示所述路径中第n级从节点的权重，所述X_n表示所述路径中第n-1级节点对第n级从节点的场强信息，所述N为所述路径的目标从节点的级数。例如，对一个由三级路径（主节点—第一从节点—第二从节点的），则该路径的路由权重值W为K₁X₁-K₂X₂，K₁、K₂分别为第一从节点、第二从节点的权重，X₁为主节点（第0级节点）对第一从节点的场强信息，X₂为第一从节点对第二从节点的场强信息。

步骤S204：主节点将所述主节点到所述从节点的所有路径与所述路径的路由权重值W作为所述从节点的路由信息保存在路由表中，并将所述从节点的路由信息作为配置参数发送给所述从节点。

所述主节点将所述主节点到所述从节点的所有路径与所述路径的路由权重值W作为所述从节点的路由信息保存在路由表中，并将所述从节点的路由信息作为配置参数发送给所述从节点，其中，所述路径的路由权重值W正比于所述路径在所述主节点到所述从节点的所有路径中的优选度，即可比较从节点路由信息中的所有路径的路由权重值，获得最大的路由权重值，最大的路由权重值对应的路径即为主节点到该从节点的最优路径。

进一步优化地，在本发明微功率无线通信方法另一实施方式中，所述微功率无线通信方法应用在用电信息采集系统中，所述用电信息采集系统的集中器通信模块作为本通信系统的主节点，电能表通信模块、采集器通信模块作为本通信系统的从节点。

而且，在如上一实施方式进行组网时，所采用的组网信道的频率与组网后的在网通信时所采用的信道频率不相同，以避免数据的冲突。

更具体地，本实施方式中，主节点进行遍历主节点到组网网络中每一个从节点的所有路径的具体过程为：以所述主节点作为起点开始遍历，先将所述主节点作为路径的上一级节点，重复执行根据所述至少两个从节点的邻居场强信息表，搜索出能与所述上一级节点建立双向链路、且所述双向链路的场强信息满足第一预设条件的下一级节点，将所述下一级节点作为上一级节点的步骤，直至所述上一级节点不具有子链路或所述上一级节点的子链路的场强信息不满足第二预设条件，则完成遍历所述主节点到每个所述从节点的所有路径。

即先搜索出能与所述主节点建立双向链路、且所述双向链路的场强信息满足第一预设条件的下一级节点，并将所述下一级节点作为上一级节点，并进行注册。

继续试探路径，主节点根据所述至少两个从节点的邻居场强信息表，从搜索出能与所述上一级节点建立双向链路、且所述双向链路的场强信息满足第一预设条件的下一级节点，并将所述下一级节点作为上一级节点，并进行注册，重复本段上述步骤，直至所述上一级节点不具有子链路或所述上一级节点的子链路的场强信息不满足第二预设条件，则完成遍历所述主节点到每个所述从节点的所有路径。其中，已进行注册的从节点不能再次作为下一级从节点，即路径中不允许有相同的节点，防止形成回路。上述过程可以理解为主节点根据场强信息，对从节点进行路径试探，并在所述上一级节点不具有子链路（即下一级收集场强信息的节点为空）、或者下一级节点场强较低、又或者在网内所有节点已全部注册时，完成路径试探。

本实施方式中，判断能够建立双向链路的方式为：如果上一级节点的邻居节点表中包括所述下一级节点，且下一级节点的邻居节点表中包括所述上一级节点，则判断为能够建立双向链路。所述双向链路的场强信息满足第一预设条件具体为：如果查询下一级节点的邻居场强信息表，所述双向链路中上一级节点对下一级节点的场强信息大于第一预设值，且查询上一级节点的邻居场强信息表，下一级节点对上一级节点的场强信息大于第二预设值，则满足第一预设条件。所述子链路的场强信息满足第二预设条件具体为：所述子链路中上一级节点对下一级节点的场强信息大于第三预设值，则满足第二预设条件。当然，所述第一、第二预设条件可进行设置，例如，在集中器中设置有设置第一、第预设条件的接口，用户通过所述接口实现对第一、第预设条件的设置，如，修改第一、第二、第三预设值的大小。

请参阅图3，图3是本发明微功率无线通信方法一实施方式的流程图。本实施方式中，所述方法应用于主节点与至少两个从节点组成的通信系统中，例如用电信息采集系统，包括以下步骤，其中，下述四个步骤为通信系统组网后进图在网通信状态的同步执行的。

步骤S301：所述主节点在需要与所述从节点通信时，获取路由表中所述从节点的路由权重值最大的路径作为所述从节点的最优路径，并按照所述最优路径将数据帧传输给所述从节点。

所述通信系统的组网方式如上实施方式，主节点根据遍历主节点到每个从节点的所有路径后，根据公式

综合层级和场强关系，计算出所述主节点到所述从节点每个路径的路由权重值W，并将主节点到所述从节点的所有路径与所述路径的路由权重值W作为所述从节点的路由信息保存在路由表中。其中，所述路径的路由权重值W正比于所述路径在所述主节点到所述从节点的所有路径中的优选度。即路径的路由权重值W越大，所述路径在所述主节点到所述从节点的所有路径中的优选度就越高。

主节点在需要与所述从节点通信时，获取路由表中所述从节点的路由权重值最大的路径作为所述从节点的最优路径，并按照所述最优路径将数据帧传输给所述从节点。当然，在其他实施方式中，主节点也可根据路由器中的各路径的路由权重值情况，选择其他适当的路径进行通信。

进一步地，本实施方式中，每个从节点最大的侦听信息量为预设值，如16个，即每个从节点仅能够作为16个路径的中继节点，故在获得最优路径后如果路径中存在从节点的侦听信息量已达到16个时，则此时不能采用该最优路径作为传输，主节点选择其他适当路径进行通信。

更进一步地，在主节点按照该路径传输数据帧给目标从节点失败后，主节点继续根据路由表中的路由信息，选择第二优路径传输数据帧，如此类推，若传输仍然失败，则选择第三优路径进行传输，直到路由表中目标从节点的所有路径均失败时，则按上实施方式对该目标节点进行重新组网。

步骤S302：所述从节点在需要与所述主节点通信时，获取配置参数中路由权重值最大的路径作为所述从节点的最优路径，并按照所述最优路径将数据帧传输给所述主节点。

主节点在组网时，同时将从节点的路由信息作为配置参数发送给对应的从节点。从节点在需要与所述主节点通信时，获取配置参数中路由权重值最大的路径作为所述从节点的最优路径，并按照所述最优路径将数据帧传输给所述主节点。当然，在其他实施方式中，从节点也可根据配置参数中的各路径的路由权重值情况，选择其他适当的路径进行通信。

进一步地，在从节点按照该路径传输数据帧给主节点失败后，主节点继续根据配置参数中的路由信息，选择第二优路径传输数据帧，如此类推，若传输仍然失败，则选择第三优路径进行传输，直到配置参数中所有路径均失败时，则通知主节点按上实施方式对该从节点进行重新组网。

步骤S303：所述主节点定时侦测从节点的在网状态，并对侦测到不处于在网状态的从节点重新进行组网。

在在网通信阶段下，为保证主节点与从节点间的信息交互，主节点定时侦测从节点的在网状态，并对侦测到不处于在网状态的从节点重新进行组网。

例如，在组网成功后，通信系统作为用电信息采集系统，进入到正常集抄状态，此时主节点会定时对从节点进行数据抄读操作，需要能够识别从节点是否正常在网并能够正常完成主节点与从节点的信息交互。故对从节点进行侦测，具体：

（1）主节点启动定时任务管理，根据设定时间定时启动从节点侦测任务，对在网的所有从节点根据路由表发送在网侦测命令，此命令需使用与正常抄表不同的频率以防干扰正常通信。

（2）主节点发出在网侦测命令后，一条链路上的从节点并不会全部对命令进行应答，而是该条链路上最多中继级数的从节点进行应答，应答路径经过路由表中制定节点。

（3）路由主节点在规定时间内进行重复在网侦测命令的发送，多次尝试后，对仍然失败的路径进行解除，发起局部组网命令，寻找失散的从节点。

步骤S304：所述从节点定时查询自身的在网状态，并在查询到不处于在网状态时，通知所述主节点对所述从节点进行重新组网。

在在网通信阶段下，为保证主节点与从节点间的信息交互，从节点定时查询自身的在网状态，并在查询到不处于在网状态时，通知所述主节点对所述从节点进行重新组网。

本实施方式对从节点进行的在网状态进行监测，以保证在从节点不处于在网状态时，进行局部组网，以自动实现路由修复，保证了网络的可靠性。

需要说明的是，在其他实施方式中，也可执行步骤S303或者步骤S304，以实现自动路由修复，或者在其他对网络本身可靠度较高的实施方式中，也可仅执行步骤S301、S302，不进行自动路由修复，故在此不作限定。

请参阅图4，图4是本发明主节点一实施方式的结构示意图。主节点包括用于微功率无线通信系统，包括获得模块410、遍历模块420、计算模块430及保存模块440。

获得模块410用于在组网时，获得所述至少两个从节点的邻居场强信息表，并发送给所述遍历模块420，所述从节点的邻居场强信息表用于记录所述通信系统中的邻居节点对所述从节点的场强信息。

遍历模块420用于根据所述邻居场强信息表，遍历所述主节点到每个所述从节点的所有路径，并将所述主节点到所述从节点的所有路径发送给所述计算模块430和保存模块440。

计算模块430用于根据公式计算出所述主节点到所述从节点每个路径的路由权重值W，并发送给所述保存模块440，其中，所述K_n表示所述路径中第n级从节点的权重，所述X_n表示所述路径中第n-1级从节点对第n级从节点的场强信息，所述N为所述路径的目标从节点的级数。

保存模块440用于将所述主节点到所述从节点的所有路径与所述路径的路由权重值作为所述从节点的路由信息保存在路由表中，并将所述从节点的路由信息作为配置参数发送给所述从节点，其中，所述路径的路由权重值W正比于所述路径在所述主节点到所述从节点的所有路径中的优选度。

请参阅图5，图5是本发明主节点另一实施方式的结构示意图。基于在上一实施方式的结构下，主节点还包括侦测模块550。

侦测模块550用于定时侦测从节点的在网状态，并对侦测到不处于在网状态的从节点重新进行组网，或者在获取到从节点的组网请求时，对所述从节点进行重新组网。

在本实施方式中，遍历模块540具体用于以所述主节点作为起点开始遍历，先将所述主节点作为路径的上一级节点，重复执行根据所述至少两个从节点的邻居场强信息表，搜索出能与所述上一级节点建立双向链路、且所述双向链路的场强信息满足第一预设条件的下一级节点，将所述下一级节点作为上一级节点的步骤，直至所述上一级节点不具有子链路或所述上一级节点的子链路的场强信息不满足第二预设条件，则完成遍历所述主节点到每个所述从节点的所有路径。

具体，遍历模块540根据所述至少两个从节点的邻居场强信息表，搜索出能与所述主节点建立双向链路、且所述双向链路的场强信息满足第一预设条件的下一级节点，并将所述下一级节点作为上一级节点。

继续试探路径，遍历模块540根据所述至少两个从节点的邻居场强信息表，从搜索出能与所述上一级节点建立双向链路、且所述双向链路的场强信息满足第一预设条件的下一级节点，并将所述下一级节点作为上一级节点，重复本段上述步骤，直至所述上一级节点不具有子链路或所述上一级节点的子链路的场强信息不满足第二预设条件，则完成遍历所述主节点到每个所述从节点的所有路径。

本发明主节点为上面实施方式中的主节点，具体描述，请对应参阅上述实施方式，不再赘述。

通过上述方案，本发明中采用公式获得表示该路径优选度的权重值W，综合层级和场强两者进行运算，故保证了最优路径的层级的简单度，即保证了通信的实时性，同时，由于本算法能够同时考虑到场强的影响，故能够保证通信的可靠性，提高了通信的成功率。另外，本路由权重值的算法运算简单，在一定程度上减少了组网时间。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种微功率无线组网方法，其特征在于，所述方法应用于主节点与至少两个从节点组成的通信系统中，包括以下步骤：

所述主节点获得所述至少两个从节点的邻居场强信息表，所述从节点的邻居场强信息表用于记录邻居节点对所述从节点的场强信息；

根据所述邻居场强信息表，遍历所述主节点到每个所述从节点的所有路径；

根据公式

计算出所述主节点到所述从节点每个路径的路由权重值W，其中，所述K_n表示所述路径中第n级从节点的权重，所述X_n表示所述路径中第n-1级节点对第n级从节点的场强信息，所述N为所述路径的目标从节点的级数；

将所述主节点到所述从节点的所有路径与所述路径的路由权重值W作为所述从节点的路由信息保存在路由表中，并将所述从节点的路由信息作为配置参数发送给所述从节点，其中，所述路径的路由权重值W正比于所述路径在所述主节点到所述从节点的所有路径中的优选度。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，

所述通信系统在组网时采用的信道频率与在网通信时采用的信道频率为不同的通信频率。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述主节点根据所述邻居场强信息，遍历所述主节点到每个所述从节点的所有路径的步骤具体包括：

以所述主节点作为起点开始遍历，先将所述主节点作为路径的上一级节点，重复执行根据所述至少两个从节点的邻居场强信息表，搜索出能与所述上一级节点建立双向链路、且所述双向链路的场强信息满足第一预设条件的下一级节点，将所述下一级节点作为上一级节点的步骤，直至所述上一级节点不具有子链路或所述上一级节点的子链路的场强信息不满足第二预设条件，则完成遍历所述主节点到每个所述从节点的所有路径。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述组网系统具体为用电信息采集系统。

5.一种微功率无线通信方法，其特征在于，所述方法应用于主节点与至少两个从节点组成的通信系统中，包括以下步骤：

所述主节点在需要与所述从节点通信时，获取路由表中所述从节点的路由权重值最大的路径作为所述从节点的最优路径，并按照所述最优路径将数据帧传输给所述从节点；

所述从节点在需要与所述主节点通信时，获取配置参数中路由权重值最大的路径作为所述从节点的最优路径，并按照所述最优路径将数据帧传输给所述主节点；

其中，所述路径的路由权重值W根据公式

计算得到，其中，所述K_n表示所述路径中第n级从节点的权重，所述X_n表示所述路径中第n-1级从节点对第n级从节点的场强信息，所述N为所述路径的目标从节点的级数。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，

所述主节点定时侦测从节点的在网状态，并对侦测到不处于在网状态的从节点重新进行组网；

和/或所述从节点定时查询自身的在网状态，并在查询到不处于在网状态时，通知所述主节点对所述从节点进行重新组网。

7.一种主节点，其特征在于，所述主节点用于微功率无线通信系统，包括获得模块、遍历模块、计算模块及保存模块；

所述获得模块用于在组网时，获得所述至少两个从节点的邻居场强信息表，并发送给所述遍历模块，所述从节点的邻居场强信息表用于记录所述通信系统中的邻居节点对所述从节点的场强信息；

所述遍历模块用于根据所述邻居场强信息表，遍历所述主节点到每个所述从节点的所有路径，并将所述主节点到所述从节点的所有路径发送给所述计算模块和保存模块；

所述计算模块用于根据公式计算出所述主节点到所述从节点每个路径的路由权重值W，并发送给所述保存模块，其中，所述K_n表示所述路径中第n级从节点的权重，所述X_n表示所述路径中第n-1级从节点对第n级从节点的场强信息，所述N为所述路径的目标从节点的级数；

所述保存模块用于将所述主节点到所述从节点的所有路径与所述路径的路由权重值作为所述从节点的路由信息保存在路由表中，并将所述从节点的路由信息作为配置参数发送给所述从节点，其中，所述路径的路由权重值W正比于所述路径在所述主节点到所述从节点的所有路径中的优选度。

8.根据权利要求7所述的主节点，其特征在于，还包括侦测模块；

所述侦测模块用于定时侦测从节点的在网状态，并对侦测到不处于在网状态的从节点重新进行组网，或者在获取到从节点的组网请求时，对所述从节点进行重新组网。

9.一种微功率无线通信系统，其特征在于，包括权利要求6至9任一项所述的主节点及至少两个从节点。

10.根据权利要求9所述的系统，其特征在于，

所述通信系统在组网时采用的信道频率与在网通信时采用的信道频率为不同的通信频率。

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