CN104579424A - 电力载波通信方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种电力载波通信方法，应用于电力载波网络的远程抄表，所述电力载波网络包括集中器、采集器和载波表，所述集中器是位于所述电力载波网络最上层的主节点，所述采集器和载波表是位于所述电力载波网络其它各层的子节点，本发明通过分布式组网及抄读数据使电力载波通信在不可靠的载波媒介上实现了可靠、稳定的通信，实现了快速电能信息采集，提高了载波抄表成功率，解决了电力载波远程集中抄表系统中抄表成功率差和抄表不稳定的问题。
Description
技术领域
本发明涉及电力载波通信技术，尤其涉及一种应用于远程抄表的电力载波通信方法。
背景技术
目前，电力载波通信技术主要应用于远程抄表系统中，其具有集中且减少人力消耗的优点。现有的载波抄表方案中的路由算法，一般采用集中式组网方法，组网和抄表效率较低，且由于现有的路由算法考虑到满足各个领域的需求，算法较为复杂，难以在较低成本的MCU实现。
综上可知，现有的电力载波通信技术，在实际使用上显然存在不便与缺陷，所以有必要加以改进。
发明内容
针对上述的缺陷，本发明的目的在于提供一种电力载波通信方法，其可以在不可靠的载波媒介上实现可靠、稳定的通信，为整个抄表系统提供可靠和完整的数据。
为了实现上述目的，本发明提供一种电力载波通信方法，应用于电力载波网络的远程抄表，所述电力载波网络包括集中器、采集器和载波表，所述集中器是位于所述电力载波网络最上层的主节点，所述采集器和载波表是位于所述电力载波网络其它各层的子节点，所述方法包括：
分布式组网：主节点发送组网命令，其下级子节点分时主动上报其自身的网络信息，主节点储存各子节点上报的网络信息；主节点对已上报自身网络信息的子节点发送确认报文，收到所述确认报文的子节点与主节点形成第一级电力载波通信网络；
每隔预定时间后，重复所述分布式组网步骤，直至组网过程结束；
数据抄读：主节点发送数据抄读命令，其下级子节点分时上报数据内容，主节点储存各子节点上报的数据内容，并在最大超时后，对子节点上报的数据内容进行一一应答；
每隔预定时间后，重复所述数据抄读步骤，直至完成各节点的数据抄读。
根据本发的电力载波通信方法，所述分布式组网步骤中，主节点发送的组网命令为第一组网命令，收到此命令的子节点上报自身的网络信息后将所述第一组网命令转发到与该子节点具有物理连接关系的下层子节点，所述下层的子节点上报自身的网络信息，且上报自身网络信息成功的子节点与其上层节点形成第二级电力载波通信网络。
根据本发的电力载波通信方法，所述数据抄读步骤中，主结点发送的数据抄读命令为第一数据抄读命令，收到此命令的子节点上报自身的抄读数据后向与该子节点具有物理连接关系的下层子节点发送数据抄读命令，所述下层的子节点向上层子节点上报抄读数据。
根据本发明的电力载波通信方法，收到主结点抄读命令的子结点将该子结点的下层子结点发送的抄读数据上报到主结点。
根据本发明的电力载波通信方法，子节点主动上报网络信息采用散列算法，散列算法的输入参数为下发的组网命令中所带的随机数R与子节点自身的网络信息，子节点从收到上层节点最近一次下发的组网命令到上报子节点网络信息的延时为T=f(R，ID)。
根据本发的电力载波通信方法，所述网络信息为网络ID。
本发明通过分布式组网在通信不可靠的载波媒介上实现了可靠、稳定的通信，实现了快速电能信息采集，提高了载波抄表成功率，解决了电力载波远程集中抄表系统中抄表成功率差和抄表不稳定的问题，为整个抄表系统提供可靠和完整的数据，为上层的主站系统能更好的监测用电数据提供可靠的保障，从而实现电力能源的合理利用和达到节能的目的。
附图说明
图1是本发明一实施例提供的电力载波通信网络结构示意图；
图2是本发明一实施例的电力载波通信网络拓扑结构示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
图1是本发明一实施例的电力载波通信网络的组成结构图，其包括集中器10、若干采集器20及载波表30。再结合图2，集中器10是位于电力载波通信网络最上层的主结点，采集器20和载波表30是位于电力载波通信网络其它各层的子结点。
本发明的电子载波通信方法包括分布式组网步骤和抄读数据步骤。其中：
分布式组网中具有两种组网命令：第一组网命令和第二组网命令。对于第一组网命令，收到此类命令的子节点，需要将该命令转发到与之相应的下层子节点，即收到第一组网命令的子结点需要对自身及其对应的上层结点及下层子结点进行组网；对于第二组网命令，收到此类命令的节点，不允许将该命令转发到下层子节点，即收到第二组网命令的子结点仅对自身及其对应的上层结点进行组网。
结合图2，本发明的一实施例中，主节点发送第一组网命令，收到此命令的子节点分时主动上报其自身的网络信息即网络ID，主节点将收到的节点信息进行存储，等待最大超时后，对已主动上报网络ID的子节点依次发送确认报文，并间隔一预定时间后重复此过程，收到所述确认报文的子节点与主节点形成第一级电力载波通信网络，如图中的主结点及子结点A～F。
当子节点收到主节点对其主动上报网络ID的应答命令后，不再对主节点的第一组网命令进行上报网络ID，同时，该子节点将第一组网命令转发到与该子节点具有物理连接关系的下层子节点，下层的子节点上报自身的网络ID，且上报自身网络ID成功的子节点与其上层节点形成第二级电力载波通信网络。以图2为例，子节点A已上报自身网络ID，再收到主节点的组网命令时，其将组网命令发送至其子节点A1～An，借此，子节点A1～An上报自身的网络ID至子节点A，子节点A再次收到组网命令时，将上报成功的网络ID上报至主结点，借此，主结点、子结点A及子结点A相关的部分或全部下层子结点形成电力载波通信网络。
需要说明的是，本发明的上报或下发命令均采用分时复用的方法，所以其它各子节点的网络组建均有相同的流程。
优选的是，子节点主动上报网络ID采用散列算法，实现分时复用载波信道。散列算法的输入参数为下发的组网命令中所带的随机数R与子节点自身的网络ID，即子节点从收到其上层节点最近一次下发的组网命令到上报子节点网络ID的延时为T=f(R，ID)，借此可减小通信过程中出现的冲突。若出现冲突，则此子节点组网失败，当收到下次的组网命令时，因下发的随机数不同，重新算出的延时T不同，借此可在此次降低冲突的机率，当进行多次组网命令通信时，则可将此子节点网络ID成功上报，进而提高组网的成功率。
更好的，若仅需对主节点及其下层子结点进行组网，则在组网时仅需主结点发送第二组网命令即可。同时，本发明的通信方法中，各结点协同工作，分布组网，且具有主动上报功能，可大大提高组网和抄表效率。
本发明的通信方法中，抄读数据的中包括两种命令：第一数据抄读命令和第二数据抄读命令。对于第一数据抄读命令，收到此类命令的子节点，需要将该命令转发到与之相应的下层子节点，即收到第一数据抄读命令的子结点需要将自身的抄读数据及其子节点的抄读数据上报至其相应的上层结点；对于第二数据抄读命令，收到此类命令的节点，不允许将该命令转发到下层子节点，即收到第二数据抄读命令的子结点仅需上报自身的抄读数据即可。
在本发明的一实施例中，当集中器10需要采集某个数据时，主节点通过发送第一数据采集命令发起数据采集任务，相应的子节点收到此命令后，分时复用载波信道上报对应的数据采集内容。主节点将收到的节点数据信息进行存储，当等待最大超时后，对子节点上报的数据内容进行一一应答，并间隔一预定时间后重复此过程。
当子节点上报数据内容成功后，如果再收到其上层节点的数据抄读命令，则该子结点将已经成功上报到此子节点的下级子节点数据进行主动上报。其中报冲突处理与前述组网冲突处理相同，在此不再赘述。
再结合图2，以子结点E为例，子节点E成功上报数据内容后，对其子节点E1～En发起数据抄读命令。已经上报成功的兄弟子节点收到此命令时忽略此命令。同样的，其它各级子节点可采用上述同样的第一数据抄读命令实现数据主动上报。当同一个网络下，若两个区域的通信不可达，通过上述方法可实现两个区域独立的分布式数据主动上报。当只需抄读当前节点下的一级节点的数据时，发送第二数据抄读命令，当子节点完成上报数据主动上报后，不对其下层子节点做任何处理。优选的，上层节点已经收集到所有与之建立相关联的子节点的数据后，则不再发送抄读子节点数据的命令。
需要说明的是，本发明的通信方法中，分布组网过程与数据抄读过程可交替运行，在组网的过程中可以对已经组网成功的节点进行数据采集。
综上所述，本发明在通信不可靠的载波媒介上实现了可靠、稳定的通信。并实现了自动搜寻下挂的载波节点，实现了快速电能信息采集，提高了载波抄表成功率，解决了电力载波远程集中抄表系统中抄表成功率差和抄表不稳定的问题，为整个抄表系统提供可靠和完整的数据，为上层的主站系统能更好的监测用电数据提供可靠的保障，从而实现电力能源的合理利用和达到节能的目的。
当然，本发明还可有其它多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。
Claims (3)
1.一种电力载波通信方法，应用于电力载波网络的远程抄表，所述电力载波网络包括集中器、采集器和载波表，所述集中器是位于所述电力载波网络最上层的主节点，所述采集器和载波表是位于所述电力载波网络其它各层的子节点，其特征在于，所述方法包括：
分布式组网：主节点发送组网命令，其下级子节点分时主动上报其自身的网络信息，主节点储存各子节点上报的网络信息；主节点对已上报自身网络信息的子节点发送确认报文，收到所述确认报文的子节点与主节点形成第一级电力载波通信网络；
每隔预定时间后，重复所述分布式组网步骤，直至组网过程结束；
数据抄读：主结点发送数据抄读命令，其下级子节点分时上报数据内容，主节点储存各子节点上报的数据内容，并在最大超时后，对子节点上报的数据内容进行一一应答；
每隔预定时间后，重复所述数据抄读步骤，直至完成各结点的数据抄读。
2.根据权利要求1所述的电力载波通信方法，其特征在于，所述分布式组网步骤中，主节点发送的组网命令为第一组网命令，收到此命令的子节点上报自身的网络信息后将所述第一组网命令转发到与该子节点具有物理连接关系的下层子节点，所述下层的子节点上报自身的网络信息，且上报自身网络信息成功的子节点与其上层节点形成第二级电力载波通信网络。
3.根据权利要求1所述的电力载波通信方法，其特征在于，所述数据抄读步骤中，主结点发送的数据抄读命令为第一数据抄读命令，收到此命令的子节点上报自身的抄读数据后向与该子节点具有物理连接关系的下层子节点发送数据抄读命令，所述下层的子节点向上层子节点上报抄读数据。
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