CN104394576A - 无线电表管理系统中游离节点发现邻居及入网的方法 - Google Patents

Abstract

本发明实施例提供一种无线电表管理系统中游离节点入网的方法，包括：游离节点发现邻居节点；游离节点以预定规则向所述邻居节点发送入网申请；所述邻居节点响应入网申请请求；游离节点向中心节点发送游离节点就绪帧，并等待中心节点配置；若游离节点属于本网络，则中心节点接收入网请求；否则拒绝入网。本发明实施例还提供了一种无线电表管理系统中游离节点发现邻居的方法。与现有方法相比，由于邻居发现过程的加入，使得主动入网的尝试是有目的性，非盲目的，可以针对性的采用一些方式，提高一次入网几率。

Description

无线电表管理系统中游离节点发现邻居及入网的方法

技术领域

本发明涉及无线通信领域，具体涉及在无线电表管理系统中游离节点发现邻居及入网的方法。

背景技术

随着网络通信技术的不断发展，无线电表管理系统已经逐渐替代了以往的有线电表接入方式，而无线电表中一个重要的技术在于电表节点如何接入电网管理系统。如图1所示，是目前技术下，游离节点接入网络的流程图，详细如下：

游离节点选择信道k(0<k<33)，在此信道上广播入网请求；

任何已经在网，并且在网信道是k的在网节点(包括：其他从节点或中心节点)，收到入网请求后，给游离节点应答入网申请响应，响应信息里包含本网络的中心节点地址、各自到中心节点的路径等，路径为本节点存储的上行至中心节点的最优路径中的中继节点列表，并包括本节点在内；

游离节点按某种优选级，例如信号强度，选择某个对它进行过入网申请响应的节点，获取该节点到中心节点的路径作为最优上报路径；

游离节点以此路径向中心节点发送游离节点就绪帧，等待中心节点的配置；

中心节点按照路由信息域里的路径序列，逆向向游离节点发送配置子节点帧。若游离节点属于本网络，中心节点接受入网请求，该帧中网络层载荷域命令标识符的在网标识置0；否则中心节点拒绝入网请求，在网标识置1；

游离节点接收到子节点配置帧后，如果在网标识为0，游离节点完成配置入网，转7；否则转1。流程结束。

当前的主动入网流程，由于从节点需要在1～32个信道上轮流进行入网请求尝试，如果某个信道上不存在网络，不会有任何在网节点应答游离节点的入网申请请求，则这个信道上的尝试是无效的，称之为“无效信道”，反之称之为“有效信道”。为了避免错将有效信道当成无效信道，协议规定游离节点需要在无效信道上等待一个180s的入网申请响应等待时间。考虑到现场无线竞争发射、通信成功率等因素，从节点经常无法一次就入网成功，目前从工程现场应用情况来看，主动入网效果并不理想。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例的目的在于弥补现有技术的不足，提高主动入网成功率和入网效果。

本发明实施例提供一种无线电表管理系统中游离节点发现邻居的方法，包括如下步骤：

游离节点在公共信道广播邻居发现请求报文；

所有已入网的从节点收到所述邻居发现请求报文后，向所述游离节点发送邻居发现应答报文；

游离节点收到所述已入网的从节点的邻居发现应答报文，则将该从节点作为游离节点的邻居节点。

进一步地，游离节点记录所述邻居发现应答报文中携带的邻居节点地址、中心节点地址、邻居节点在网信道组号等，并计算此邻居节点到游离节点的无线信号强度。

进一步地，所述邻居发现请求报文的目的地址是广播地址0xFFFFFFFFFFFF，源地址是游离节点自身地址；所述邻居发现应答报文的目的地址是游离节点地址，源地址是节点自身地址。

进一步地，所述邻居发现请求报文和邻居发现应答报文是工作在网络层的报文，并通过网络命令标识和现有网络层命令帧区分。

根据本发明的另一方面，本发明实施例还提供一种无线电表管理系统中游离节点入网的方法，包括：

游离节点发现邻居节点；

游离节点以预定规则向所述邻居节点发送入网申请；

所述邻居节点响应入网申请请求；

游离节点向中心节点发送游离节点就绪帧，并等待中心节点配置；

若游离节点属于本网络，则中心节点接收入网请求；否则拒绝入网。

进一步地，所述游离节点发现邻居节点包括：

游离节点在公共信道广播邻居发现请求报文；

所有已入网的从节点收到所述邻居发现请求报文后，向所述游离节点发送邻居发现应答报文；

游离节点收到所述已入网的从节点的邻居发现应答报文，则将该从节点作为游离节点的邻居节点；

游离节点记录所述邻居发现应答报文中携带的邻居节点地址、中心节点地址、邻居节点在网信道组号等，并计算此邻居节点到游离节点的无线信号强度。

进一步地，所述游离节点以预定规则向所述邻居节点发送入网申请包括：

游离节点根据所述中心节点地址和所述在网信道组号，将所有的邻居节点分为若干个集合，集合里的邻居节点都属于同一个网络；

游离节点对每个集合的邻居节点按照游离节点到该邻居的信号强度优先，或者中继层级优先等策略，从优先级从高到低排列顺序；

游离节点从上一次选择邻居集合的下一个集合，选择以前没有选择过，优先级最高的邻居，点对点的发送入网申请请求。

进一步地，所述邻居节点响应入网申请请求的响应信息包括：本网络的中心节点地址、各自到中心节点的路径，所述路径为本节点存储的上行至中心节点的最优路径中的中继节点列表，并包括本节点在内。

进一步地，所述若游离节点属于本网络，则中心节点接收入网请求；否则拒绝入网的步骤进一步包括：

中心节点按照路由信息域里的路径序列，逆向向游离节点发送配置子节点帧，中心节点查询本网络管辖范围内的从节点档案，若游离节点属于本网络，中心节点接受入网请求，将配置子节点帧中网络层载荷域命令标识符的在网标识置0；否则中心节点拒绝入网请求，在网标识置1。

进一步地，所述方法进一步包括：游离节点接收到配置子节点帧后，如果在网标识为0，游离节点完成配置入网，入网流程结束；否则返回游离节点以预定规则向所述邻居节点发送入网申请的步骤。

根据本发明的如上技术方案：本发明提出了一种新的主动入网方法，与现有方法相比，由于邻居发现过程的加入，使得主动入网的尝试是有目的性，非盲目的，可以针对性的采用一些方式，提高一次入网几率，例如重试；实际工程应用中，同一范围内同时存在多个无线网络的情况一般是比较少的，采用本方法的从节点，主动入网时，只需要尝试有限几个信道，节省了无效尝试，提升了有效尝试的机会和效率；即使是一个区域同时存在32个网络的极限情况下，本方法的主动入网效率也不低于原方法。

附图说明

图1为现有技术下无线电表管理系统游离节点主动入网的流程图；

图2为本发明实施例提供的无线电表管理系统游离节点发现邻居的流程图；

图3为本发明另一实施例提供的无线电表管理系统游离节点发现邻居的流程图；

图4为本发明实施例提供的报文格式图；

图5为本发明实施例提供的无线电表管理系统游离节点主动入网的流程图；

图6为为本发明另一实施例提供的无线电表管理系统游离节点主动入网的流程图；

图7为为本发明另一实施例提供的无线电表管理系统游离节点主动入网的流程图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步的说明。

如图1所示，为本发明实施例提供的一种无线电表管理系统中游离节点发现邻居的方法，包括：

S101，游离节点在公共信道广播邻居发现请求报文；

S102，所有已入网的从节点收到所述邻居发现请求报文后，向所述游离节点发送邻居发现应答报文；

S103，游离节点收到所述已入网的从节点的邻居发现应答报文，则将该从节点作为游离节点的邻居节点。

本发明增加了邻居发现过程。本发明所述的邻居是指：某个节点，如果和目标节点处于无线信号可达范围，它发出的无线信号，能被目标节点接收到，则该节点是目标节点的邻居，则该节点称为邻居节点。

如图2所示，为本发明游离节点邻居发现过程：

游离节点在公共信道广播邻居发现请求报文，报文目的地址是广播地址0xFFFFFFFFFFFF，源地址是游离节点自身地址。

所有收到邻居发现报文的节点，如果它是已经入网的，则必须给游离节点应答邻居发现应答报文，报文目的地址是游离节点地址，源地址是节点自身地址。

游离节点收到从节点的邻居应答报文，则该从节点作为游离节点的邻居。游离节点记录应答报文中携带的邻居节点地址、中心节点地址、邻居节点在网信道组号等，并计算并记录此邻居到游离节点的无线信号强度。

邻居发现过程是为了获取和确定游离节点周围所有邻居信息：邻居节点地址、信号强度、中心节点地址、在网信道组号。这些信息的收集，是本发明主动入网方法的前提。如图4所示为邻居发现请求报文和邻居发现应答报文的具体格式，邻居发现请求报文和邻居发现应答报文是工作在网络层的报文，邻居发现请求报文和邻居发现应答报文严格遵循现有国网互联互通协议规范。邻居发现请求报文和邻居发现应答报文，并通过网络命令标识和现有网络层命令帧区分。协议提供的现有网络命令帧有：入网申请请求，入网申请响应，路由错误，场强收集命令，场强应答，配置子节点，配置子节点应答，游离节点就绪等8种。

根据本发明的另一方面，本发明实施例提供的无线电表管理系统中游离节点入网的方法，如图5所示，具体流程如下：

S201，游离节点发现邻居节点；

S202，游离节点以预定规则向所述邻居节点发送入网申请；

S203，所述邻居节点响应入网申请请求；

S204，游离节点向中心节点发送游离节点就绪帧，并等待中心节点配置；

S205，若游离节点属于本网络，则中心节点接收入网请求；否则拒绝入网。

如图6所示，本发明另一实施例提供如下流程。

1.游离节点通过邻居发现过程，获取周围所有处于在网状态的邻居信息；具体来说，S201具体包括如本发明第一方面所提出的邻居发现的流程。

游离节点在公共信道广播邻居发现请求报文；

所有已入网的从节点收到所述邻居发现请求报文后，向所述游离节点发送邻居发现应答报文；

游离节点收到所述已入网的从节点的邻居发现应答报文，则将该从节点作为游离节点的邻居节点；

游离节点记录所述邻居发现应答报文中携带的邻居节点地址、中心节点地址、邻居节点在网信道组号等，并计算此邻居节点到游离节点的无线信号强度。

2.游离节点根据邻居的中心节点地址和在网信道组号，将所有的邻居分为若干个集合，按此划分后，集合里的邻居都属于同一个网络；游离节点对每个集合的邻居按照游离节点到该邻居的信号强度优先，或者中继层级优先等策略，从优先级从高到低排列顺序。

3.游离节点从上一次选择邻居集合的下一个集合，选择以前没有选择过，优先级最高的邻居，点对点的发送入网申请请求。

4.邻居应答入网申请响应，响应信息里包含本网络的中心节点地址、各自到中心节点的路径等，路径为本节点存储的上行至中心节点的最优路径中的中继节点列表，并包括本节点在内；

5.游离节点以此路径向中心节点发送游离节点就绪帧，等待中心节点的配置；

6.中心节点按照路由信息域里的路径序列，逆向向游离节点发送配置子节点帧。中心节点查询本网络管辖范围内的从节点档案，若游离节点属于本网络，中心节点接受入网请求，将配置子节点帧中网络层载荷域命令标识符的在网标识置0；否则中心节点拒绝入网请求，在网标识置1；

7.游离节点接收到配置子节点帧后，如果在网标识为0，游离节点完成配置入网，转8；否则转2。

8.流程结束。

如图7所述，为本发明另一实施例提供的无线电表管理系统中游离节点入网的流程：

游离节点主动入网过程具体实现如下(图5)，其中N，K皆为非负整数，K初始为0：

1.游离节点查询是否存在邻居信息，如果存在，直接转入6。

2.进行邻居发现过程，邻居发现过程上述已经详细描述过流程；

3.游离节点将所有的邻居，按选择信道和中心节点，划分为N个集合，每个集合都属于同一个网络。

4.K初始化为1。

5.游离节点将每个集合的邻居按照某种策略(例如信号强度从大到小)排列优先级，优先级在前的优先选用。

6.游离节点从第K个集合里选出本轮从未尝试过，优先级最高的的邻居。如果第K个集合里已经不存在这样的邻居，则转入11。

7.游离节点向选择的邻居点对点发送入网请求报文，本发明中，入网请求报文几乎完全同于现有的规范定义，仅将目的地址由广播地址变更为某一个明确的地址。

8.邻居节点应答入网响应。游离节点接收到入网申请响应帧，响应帧至少包含本邻居到中心节点的路径，路径为邻居节点存储的上行至中心节点的最优路径中的中继节点列表，并包括邻居节点在内。游离节点从响应帧获取路径。

9.按此路径，游离节点向中心节点发送游离节点就绪帧。

10.中心节点向游离节点发送配置子节点帧。游离节点接收到中心节点发送的配置子节点帧。如果游离节点属于本网络管辖范围，此配置子节点帧的在网标识将为0，游离节点按此帧进行配置，完成入网，转入12；否则此配置子节点帧的在网标识将为1，游离节点马上转入11。

11.K＝K+1，对下一个集合里的邻居进行尝试(如果已经到了最后一个集合，则回到第一个集合，K＝1)；如果所有集合，所有邻居都已经尝试过，则转入2，否则转入6；

12.结束退出。

由于实际应用中，不会存在同一个区域存在多个网络的情况，因此未在网从节点主动入网过程，完全没有必要在所有32个非公共信道上进行尝试。在无效信道上的尝试，必须等到固定时间超时后，才能结束退出，进入下一个信道，因此，在这些无效信道上耗费了大量的时间，该时间是和信道数量成正比的。正基于此，本发明提出了一种新的主动入网方法，与现有方法相比，具有如下优势：由于邻居发现过程的加入，使得主动入网的尝试是有目的性，非盲目的，可以针对性的采用一些方式，提高一次入网几率，例如重试；实际工程应用中，同一范围内同时存在多个无线网络的情况一般是比较少的，采用本方法的从节点，主动入网时，只需要尝试有限几个信道，节省了无效尝试，提升了有效尝试的机会和效率；即使是一个区域同时存在32个网络的极限情况下，本方法的主动入网效率也不低于现有技术的方法。

以上所述仅为本发明的实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所做的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种无线电表管理系统中游离节点发现邻居的方法，其特征在于，包括：

游离节点在公共信道广播邻居发现请求报文；

所有已入网的从节点收到所述邻居发现请求报文后，向所述游离节点发送邻居发现应答报文；

游离节点收到所述已入网的从节点的邻居发现应答报文，则将该从节点作为游离节点的邻居节点。

2.根据权利要求1所述的无线电表管理系统中游离节点发现邻居的方法，其特征在于，所述方法进一步包括：游离节点记录所述邻居发现应答报文中携带的邻居节点地址、中心节点地址、邻居节点在网信道组号，并计算此邻居节点到游离节点的无线信号强度。

3.根据权利要求1或2所述的无线电表管理系统中游离节点发现邻居的方法，其特征在于，所述邻居发现请求报文的目的地址是广播地址0xFFFFFFFFFFFF，源地址是游离节点自身地址；所述邻居发现应答报文的目的地址是游离节点地址，源地址是节点自身地址。

4.根据权利要求1或2所述的无线电表管理系统中游离节点发现邻居的方法，其特征在于，所述邻居发现请求报文和邻居发现应答报文是工作在网络层的报文，并通过网络命令标识和现有网络层命令帧区分。

5.一种无线电表管理系统中游离节点入网的方法，其特征在于，包括：

游离节点发现邻居节点；

游离节点以预定规则向所述邻居节点发送入网申请；

所述邻居节点响应入网申请请求；

游离节点向中心节点发送游离节点就绪帧，并等待中心节点配置；

若游离节点属于本网络，则中心节点接收入网请求；否则拒绝入网。

6.根据权利要求5所述的无线电表管理系统中游离节点入网的方法，其特征在于，所述游离节点发现邻居节点包括：

游离节点在公共信道广播邻居发现请求报文；

所有已入网的从节点收到所述邻居发现请求报文后，向所述游离节点发送邻居发现应答报文；

游离节点收到所述已入网的从节点的邻居发现应答报文，则将该从节点作为游离节点的邻居节点；

游离节点记录所述邻居发现应答报文中携带的邻居节点地址、中心节点地址、邻居节点在网信道组号，并计算此邻居节点到游离节点的无线信号强度。

7.根据权利要求5或6所述的无线电表管理系统中游离节点入网的方法，其特征在于，所述游离节点以预定规则向所述邻居节点发送入网申请包括：

游离节点根据所述中心节点地址和所述在网信道组号，将所有的邻居节点分为若干个集合，集合里的邻居节点都属于同一个网络；

游离节点对每个集合的邻居节点按照游离节点到该邻居节点的信号强度优先，或者中继层级优先等策略，从优先级从高到低排列顺序；

游离节点从上一次选择邻居集合的下一个集合，选择以前没有选择过，优先级最高的邻居，点对点的发送入网申请请求。

8.根据权利要求5或6所述的无线电表管理系统中游离节点入网的方法，其特征在于，所述邻居节点响应入网申请请求的响应信息包括：本网络的中心节点地址、各自到中心节点的路径，所述路径为本节点存储的上行至中心节点的最优路径中的中继节点列表，并包括本节点在内。

9.根据权利要求8所述的无线电表管理系统中游离节点入网的方法，其特征在于，所述若游离节点属于本网络，则中心节点接收入网请求；否则拒绝入网的步骤进一步包括：

中心节点按照路由信息域里的路径序列，逆向向游离节点发送配置子节点帧，中心节点查询本网络管辖范围内的从节点档案，若游离节点属于本网络，中心节点接受入网请求，将所述配置子节点帧中网络层载荷域命令标识符的在网标识置0；否则中心节点拒绝入网请求，在网标识置1。

10.根据权利要求9所述的无线电表管理系统中游离节点入网的方法，其特征在于，所述方法进一步包括：游离节点接收到所述配置子节点帧后，如果在网标识为0，游离节点完成配置入网，入网流程结束；否则返回游离节点以预定规则向所述邻居节点发送入网申请的步骤。