CN103533626B - 基于级联跳转无线通信网络的休眠唤醒方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于级联跳转无线通信网络的休眠唤醒方法，包括：组成无线通信网络的父节点设备和子节点设备定时自启动，建立网络连接；启动后如果没有传输任务执行，则执行后台发送的关闭指令：子节点设备向与其连接的父节点设备发送关闭请求，如果父节点设备允许其关闭，则子节点设备自动关闭，否则不关闭；父节点设备检测是否有与其连接的子节点设备未关闭，如果是则父节点设备不关闭；如果不是，则进一步检测与其连接的父节点设备是否关闭，如果关闭则该父节点设备关闭，否则不关闭。本发明方法使得定时开启的通信设备在执行数据传输任务时才正常运行，否则在开启后却不执行任务时也处于休眠状态，以节省电能，保障通信设备稳定可靠工作。

Description

基于级联跳转无线通信网络的休眠唤醒方法

技术领域

本发明涉及输电线路监测技术领域，特别涉及一种基于级联跳转无线通信网络的休眠唤醒方法。

背景技术

输电线路的工作环境复杂、恶劣，因此需要对输电线路的运行状态和运行环境巡线监测。输电线路智能巡线，就是利用智能监测装置采集结冰厚度、舞动幅度、铁塔倾斜度、周围气象参数等数据，再通过无线通信设备传输至监控后台进行分析，实现输电线路运行状态和环境监测。输电线路的复杂环境要求无线通信设备传输距离远，带宽高，因此要求无线通信设备的功耗大，但是如果要求无线通信设备长期一直处于运行状态，不仅会对设备造成损耗，更重要的是造成大量能源的浪费。因此对于用电量紧张的输电线路而言，能源问题是实现智能监测的重要问题，能源浪费很可能导致在需要传输数据时因无线通信设备电量低而无法实现。因此，节省能源，保障无线通信设备可靠工作显得非常重要。为了节省能源，目前普遍采取的方法是定时启动和关闭通信设备，如果有数据传输任务需要执行，则在通信设备启动的时间里进行，这样就很好地做到了节省能源。其实，在通信设备定时启动后的时间里，也可能是没有需要执行的任务的，启动的通信设备则闲置不用，同样的造成了能源浪费。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中所存在的通信设备定时开启后处于运行状态但不执行任务而造成电能浪费的不足，提供一种基于级联跳转无线通信网络的休眠唤醒方法，通过此方法使得通信设备在执行数据传输任务时才启动运行，在不执行任务时处于休眠状态，以节省电能，保障通信设备能保持稳定可靠工作。

为了实现上述发明目的，本发明提供了以下技术方案：

基于级联跳转无线通信网络的休眠唤醒方法，包括以下步骤：

步骤1：通过授时使组成无线通信网络的父节点设备和子节点设备的内置时钟芯片达到时间同步；

步骤2：在设定的时间点，父节点设备和子节点设备自启动，子节点设备与父节点设备自动建立网络连接，父节点设备与父节点设备自动建立网络连接，父节点设备与后台主站建立网络连接；

步骤3：后台监控系统向父节点设备和子节点设备发送数据采集任务，如果父节点设备或子节点设备有任务正在执行，则后台监控系统任务发送失败，父节点设备和子节点设备继续执行任务；如果父节点设备和子节点设备都没有任务正在执行则进入步骤4；

步骤4：后台监控系统向父节点设备和子节点设备发送关闭指令，子节点设备接收到关闭指令后，向与其连接的父节点设备发送关闭请求，如果父节点设备允许其关闭，则子节点设备自动关闭，否则不关闭；父节点设备接收到关闭命令后，检测是否有与其连接的子节点设备未关闭，如果是则父节点设备不关闭；如果不是，则进一步检测与其连接的父节点设备是否关闭，如果与其连接的父节点设备关闭则该父节点设备关闭，否则不关闭。

进一步的，所述步骤2的实施过程具体包括：

步骤201：父节点设备和子节点设备获取当前时间；

步骤202：将当前时间与设定的自启动时间做比较，如果当前时间与自启动时间不相等，则返回步骤201，如果当前时间与自启动时间相等则进入步骤203；

步骤203：子节点设备和父节点设备自启动，并判断是否处于欠压状态，如果处于欠压状态，则返回步骤201，等待下一次自启动时间，否则进入步骤204；

步骤204：打开实现网络连接的网桥、路由器和交换机的电源，执行ping命令获取后台主站IP地址，使父节点设备和子节点设备与后台主站建立连接；

步骤205：判断网络是否连通，如果连通则完成网络连接，则结束，等待下一次自启动，否则进入步骤206；

步骤206：关闭所有的网桥、路由器和交换机的电源，延时设定时间，返回步骤204。

进一步的，所述步骤203中，判断子节点设备和父节点设备当前是否处于欠压状态的方法是：子节点设备和父节点设备获取当前电压，判断当前电压是否小于设定的保护电压，如果是则处于欠压状态。较优的，所述步骤203中判断子节点设备和父节点设备当前是否处于欠压状态的方法是，子节点设备和父节点设备获取当前电压，判断当前电压是否小于设定的保护电压与裕量值之和，所述裕量值为2.5V，如果是则处于欠压状态。

进一步的，所述步骤4中，后台监控系统向父节点设备和子节点设备发送的关闭指令为带密码验证的关闭指令。

进一步的，所述步骤4的实施过程具体包括：

步骤401：后台监控系统向父节点设备和子节点设备发送带密码验证的关闭指令，父节点设备和子节点设备进行密码验证，如果密码验证成功则进入步骤402，否则发送失败回应；

步骤402：父节点设备和子节点设备判断当前网络的工作模式，所述工作模式包括常开模式和自启动模式，如果是常开模式则结束，不执行关闭指令，如果是自启动模式则进入步骤403；

步骤403：父节点设备和子节点设备接收到关闭指令后，判断是否有通信设备向其发送关闭请求，如果没有则向与其连接的父节点设备发送关闭请求，然后进入步骤404；如果有则直接进入步骤404；

步骤404：父节点设备获取子节点设备的下次自启动时间，并判断子设备的下次自启动时间与自身下次自启动时间是否相同，如果不同则不允许子节点设备关闭，且该父节点设备不关闭，向后台监控系统返回失败；如果相同则允许子节点设备关闭，然后该父节点设备检测与其连接的父节点设备是否关闭，如果与其连接的父节点设备关闭则该父节点设备关闭，否则不关闭，向后台监控系统返回失败。

与现有技术相比，本发明的有益效果：本发明基于级联跳转无线通信网络的休眠唤醒方法，使得通信设备在执行数据传输任务时才启动运行，在不执行任务时处于休眠状态，以节省电能，避免通信设备一直处于运行状态造成电能浪费。电源供给一直是输电线路智能巡线的一个难题，只有通信设备有足够的电能才能正常工作，只有通信设备正常工作才能实现输电电路智能巡线，通过本发明方法，可保障通信设备长期稳定可靠工作，为输电线路智能巡线的可靠实施提供了保障。

附图说明：

图1为实施例中父节点设备和子节点设备建立的无线通信网络的示意图。

图2为本发明休眠换醒方法的流程图。

图3为定时启动所有的父节点设备和子节点设备建立通信网络的流程图。

图4为父节点设备和子节点设备执行关闭指令的流程图。

具体实施方式

下面结合试验例及具体实施方式对本发明作进一步的详细描述。但不应将此理解为本发明上述主题的范围仅限于以下的实施例，凡基于本发明内容所实现的技术均属于本发明的范围。

参考图1，输电线路中的一种基于级联跳转的无线通信网络实施方式，铁塔上设置有用于实现数据传输的通信设备，通信设备包括总电源、电源控制模块、本地控制模块、路由器和交换机，电源控制模块与总电源连接，本地控制模块、路由器和交换机与电源控制模块连接，电源控制模块用于控制是否供给本地控制模块、路由器和交换机电能。较高山顶的铁塔为骨干铁塔(通信网络中也称为骨干节点)，例如图1中的N101、N104、N108、N113，在骨干铁塔上设置的通信设备为父节点设备，骨干铁塔上的父节点设备之间没有山丘等遮挡(即信号传输无障碍)，以保障相邻两个父节点设备之间正常通信。位于山腰或山底的铁塔为终端铁塔(通信网络中也称为子节点)，例如图1中的N102、N103、N105、N110、N112等，在终端铁塔上设置的通信设备为子节点设备，子节点设备与与其相邻且无阻挡的父节点设备无线连接，子节点设备与父节点设备正常通信。由于输电线路地势复杂，传输距离远，利用子节点设备与父节点设备组成“微网”、父节点设备与父节点设备组成骨干网的通信网络，通过级联跳转的方式实现数据传输，即，与父节点设备连接的智能监测设备(如视频摄像机等)采集的数据通过父节点设备传输至后台通信服务器(即主站)，与子节点设备连接的智能监测设备采集的数据通过子节点设备传输至父节点设备，再通过父节点设备传输至后台通信服务器，实现数据传输可靠传输。

参考图2，基于上述级联跳转无线通信网络，对通信设备进行休眠唤醒的方法包括以下步骤：

步骤1：所有的父节点设备和子节点设备中内置时钟芯片，通过授时使父节点设备和子节点设备的时钟芯片达到时间同步。

步骤2：在设定的时间点，所有的父节点设备和子节点设备自启动，子节点设备与父节点设备自动建立网络连接，父节点设备与父节点设备自动建立网络连接，父节点设备与后台主站建立网络连接。

具体的，参考图3，本步骤实施过程包括以下步骤：

步骤201：父节点设备和子节点设备获取当前时间。

步骤202：将当前时间与设定的自启动时间做比较，如果当前时间与自启动时间不相等，则返回步骤201；如果当前时间与自启动时间相等则进入步骤203。只有当时间到达设定的自启动时间时，父节点设备和子节点设备才可能自启动。

步骤203：子节点设备和父节点设备自启动，即子节点设备和父节点设备的总电源打开，判断是否处于欠压状态，即判断当前电压是否能够满足正常工作需要，如果处于欠压状态，则返回步骤201，等待下一次自启动时间；如果子节点设备和父节点设备未处于欠压状态，则进入步骤204。如果自启动时间到达后，子节点设备和/或父节点设备处于欠压状态，则不能进行正常工作，因此需要对处于欠压状态的子节点设备和父节点设备进行充电，当下一次自启动时间达到后，再判断是否欠压，如果仍然欠压，则继续充电，再次等待下一次自启动时间。

本步骤中，判断子节点设备和父节点设备当前是否处于欠压状态的方法是，子节点设备和父节点设备获取当前电压，判断当前电压是否小于保护电压，如果当前电压小于保护电压则处于欠压状态。所述保护电压是设定的一个电压阈值，其数值根据数据传输量而设置。启动子节点设备和父节点设备的目的是用于传输数据，如果子节点设备和父节点设备的当前电压不能满足完成一次数据传输需求，那么数据在传输过程中会因为子节点设备和父节点设备欠压而中断，进而可能导致传输中断的数据丢失。因此应保证子节点设备和父节点设备的当前电压能够满足完成一次数据传输需求，即保护电压为完成一次数据传输的最低电压。为了确保数据能够顺利传输，宜保证当前电压大于保护电压且有一定裕量，因此本实施例中，判断是否欠压时，判断当前电压是否低于保护电压与裕量之和(即保护电压+裕量)，裕量取值为2.5V。子节点设备和/或父节点设备处于启动后的过程中，如果当前电压低于告警电压，告警电压为设备能够工作的最低电压，则子节点设备和/或父节点设备每隔一定时间(例如10s)向主站发送一次当前电压信息，提醒后台主站监控系统设备即将不能正常工作，当设备电压充值到告警电压且有一定裕量(裕量取1.5V)后时停止上报当前电压信息。

步骤204：开启网络通道，即打开实现网络通信的网桥、路由器和交换机的电源，执行ping命令获取主站IP地址，使父节点设备和子节点设备与后台主站建立连接。需要说明的是，父节点设备之间通过网桥实现级联跳转传输，路由器和交换机设置于父节点设备和子节点设备内部，子节点设备与父节点设备通过路由器和交换机接入以太网，实现网络通信。通信设备中设置有本地控制模块，为了尽可能的节省电能，通常的，启动通信设备是先启动通信设备的总电源，然后再由本地控制模块根据情况控制是否打开实现网络通信的路由器、交换机的电源，因此步骤203中父节点设备和子节点设备自启动，即是说打开父节点设备和子节点设备的总电源，启动本地控制模块，路由器和交换机的电源并没有被打开，不能实现网络通信。

步骤205：判断是否连通，如果连通则完成网络连接，则结束，等待下一次自启动，否则进入步骤206。

步骤206：关闭所有的网桥、路由器和交换机的电源，延时设定一段时间，例如30分钟，返回步骤204，再次开启网络通道，使父节点设备和子节点设备与后台主站建立连接。如果网络连接失败，即父节点设备和子节点设备与后台主站不能建立网络连接，那么父节点设备和子节点设备就无法进行数据传输，那么开启网桥、路由器和交换机也会造成电源浪费，因此当连接失败后关闭网桥、路由器和交换机的电源。

步骤3：后台监控系统向父节点设备和子节点设备发送数据采集任务，如果父节点设备或子节点设备有任务正在执行，则后台监控系统任务发送失败，父节点设备和子节点设备继续执行任务；如果父节点设备和子节点设备都没有任务正在执行则进入步骤4。

步骤4：后台监控系统向父节点设备和子节点设备发送带密码验证的关闭指令，子节点设备接收到关闭指令后，向与其连接的父节点设备发送关闭请求，如果父节点设备允许其关闭，则子节点设备自动关闭，否则不关闭；父节点设备接收到关闭命令后，检测是否有与其连接的子节点设备未关闭，如果是则父节点设备不关闭；如果不是，则进一步检测与其连接的父节点设备是否关闭，如果与其连接的父节点设备关闭则该父节点设备关闭，否则不关闭。

具体的，参考图4，本步骤实施过程包括以下步骤：

步骤401：后台监控系统向父节点设备和子节点设备发送带密码验证的关闭指令，父节点设备和子节点设备进行密码验证，如果密码验证成功则进入步骤402，否则发送失败回应。后台监控系统发送的关闭指令带密码，父节点设备和子节点设备必须通过密码验证才能执行关闭指令，确保关闭指令确实由后台监控系统发出，避免接收错误的关闭指令。

步骤402：父节点设备和子节点设备判断当前网络的工作模式，所述工作模式包括常开模式和自启动模式，如果是常开模式则结束，不执行关闭指令，如果是自启动模式则进入步骤403。所述常开模式是指网络一直处于连通状态，所述自启动模式是指当前时间到达设定的定时时间后才连通的状态。为了节省父节点设备和子节点设备的电能，因此设置网络处于自启动模式，即父节点设备和子节点设备定时开启。但是特殊情况下，例如输电线路缺陷多发时期或定点严重监测时，需要对输电线路进行实时监测，那么父节点设备和子节点设备就需要实时进行数据传输，因此，需要设置网络工作模式为常开模式。

步骤403：父节点设备和子节点设备接收到关闭指令后，判断是否连接有子节点设备，如果没有则向与其连接的父节点设备发送关闭请求，然后进入步骤404。如果连接有子节点设备，则进入步骤404。判断是否连接有子节点设备的方法是，判断是否有通信设备向其发送关闭请求，如果没有则该通信设备未连接有子节点设备，如果有则该通信设备为父节点设备，其连接有子节点设备。

需要说明的是，后台监控系统发送带密码验证的关闭指令时，是同时向所有的通信设备发送，因此通信设备接收到关闭指令后要判断其是否有子节点设备，如果没有则说明该节点设备为子节点设备，否则说明该节点设备为父节点设备。

步骤404：父节点设备获取子节点设备的下次自启动时间，并将子设备的下次自启动时间与自身的下次自启动时间比较并判断是否相同，如果不是则不允许子节点设备关闭，且该父节点设备不关闭，向后台监控系统返回失败。如果是则允许子节点设备关闭，并进一步检测与其连接的父节点设备是否关闭，如果与其连接的父节点设备关闭则该父节点设备关闭，否则不关闭，向后台监控系统返回失败。

本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。

本说明书(包括任何附加权利要求、摘要和附图)中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。

Claims (6)

1.基于级联跳转无线通信网络的休眠唤醒方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：通过授时使组成无线通信网络的父节点设备和子节点设备的内置时钟芯片达到时间同步；

步骤2：在设定的时间点，父节点设备和子节点设备自启动，子节点设备与父节点设备自动建立网络连接，父节点设备与父节点设备自动建立网络连接，父节点设备与后台主站建立网络连接；

步骤3：后台监控系统向父节点设备和子节点设备发送数据采集任务，如果父节点设备或子节点设备有任务正在执行，则后台监控系统任务发送失败，父节点设备和子节点设备继续执行任务；如果父节点设备和子节点设备都没有任务正在执行则进入步骤4；

步骤4：后台监控系统向父节点设备和子节点设备发送关闭指令，子节点设备接收到关闭指令后，向与其连接的父节点设备发送关闭请求，如果父节点设备允许其关闭，则子节点设备自动关闭，否则不关闭；父节点设备接收到关闭命令后，检测是否有与其连接的子节点设备未关闭，如果是则父节点设备不关闭；如果不是，则进一步检测与其连接的父节点设备是否关闭，如果与其连接的父节点设备关闭则该父节点设备关闭，否则不关闭。

2.根据权利要求1所述的基于级联跳转无线通信网络的休眠唤醒方法，其特征在于，所述步骤2的实施过程具体包括：

步骤201：父节点设备和子节点设备获取当前时间；

步骤202：将当前时间与设定的自启动时间做比较，如果当前时间与自启动时间不相等，则返回步骤201，如果当前时间与自启动时间相等则进入步骤203；

步骤203：子节点设备和父节点设备自启动，并判断是否处于欠压状态，如果处于欠压状态，则返回步骤201，等待下一次自启动时间，否则进入步骤204；

步骤204：打开实现网络连接的网桥、路由器和交换机的电源，执行ping命令使父节点设备和子节点设备与后台主站建立连接，获取内网主站IP地址；

步骤205：判断网络是否连通，如果连通则完成网络连接，则结束等待下一次自启动，否则进入步骤206；

步骤206：关闭所有的网桥、路由器和交换机的电源，延时设定时间，返回步骤204。

3.根据权利要求2所述的基于级联跳转无线通信网络的休眠唤醒方法，其特征在于，所述步骤203中，判断子节点设备和父节点设备当前是否处于欠压状态的方法是，子节点设备和父节点设备获取当前电压，判断当前电压是否小于设定的保护电压，如果是则处于欠压状态。

4.根据权利要求2所述的基于级联跳转无线通信网络的休眠唤醒方法，其特征在于，所述步骤203中，判断子节点设备和父节点设备当前是否处于欠压状态的方法是，子节点设备和父节点设备获取当前电压，判断当前电压是否小于设定的保护电压与裕量值之和，所述裕量值为2.5V，如果是则处于欠压状态。

5.根据权利要求1所述的基于级联跳转无线通信网络的休眠唤醒方法，其特征在于，所述步骤4中，后台监控系统向父节点设备和子节点设备发送的关闭指令为带密码验证的关闭指令。

6.根据权利要求4所述的基于级联跳转无线通信网络的休眠唤醒方法，其特征在于，所述步骤4的实施过程具体包括：

步骤401：后台监控系统向父节点设备和子节点设备发送带密码验证的关闭指令，父节点设备和子节点设备进行密码验证，如果密码验证成功则进入步骤402，否则发送失败回应；

步骤402：父节点设备和子节点设备判断当前网络的工作模式，所述工作模式包括常开模式和自启动模式，如果是常开模式则结束，不执行关闭指令，如果是自启动模式则进入步骤403；

步骤403：父节点设备和子节点设备接收到关闭指令后，判断是否有通信设备向其发送关闭请求，如果没有则向与其连接的父节点设备发送关闭请求，然后进入步骤404；如果有则直接进入步骤404；

步骤404：父节点设备获取子节点设备的下次自启动时间，并判断子设备的下次自启动时间与自身下次自启动时间是否相同，如果不同则不允许子节点设备关闭，且该父节点设备不关闭，向后台监控系统返回失败；如果相同则允许子节点设备关闭，然后该父节点设备检测与其连接的父节点设备是否关闭，如果与其连接的父节点设备关闭则该父节点设备关闭，否则不关闭，向后台监控系统返回失败。