CN106788598A - 一种电力线通信的组网方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种电力线通信的组网方法及装置，方法包括：根据预设时间，获取支路上的两个通信节点的电参数，其中所述通信节点包括智能电表或集中器；根据所述两个通信节点的电参数计算所述通信节点的组网参数，其中，所述组网参数用于指示所述两个通信节点之间的距离；根据所述组网参数，进行组网，可以实现在同一级别的通信节点中选择距离较远的进行组网，可以减少数据传输时的转发跳数，路径选择快。

Description

一种电力线通信的组网方法及装置

技术领域

本发明涉及通信技术领域，尤其涉及一种电力线通信的组网方法及装置。

背景技术

高级量测系统(Advanced Metering Infrastructure，AMI)是一个用来测量、收集、储存、分析、运行和传送用户用电数据、电价信息和系统运行状况的完整网络和系统，主要由智能电表、集中器和用电信息采集主站系统构成。AMI测量参数可通过智能电表和集中器获取，包括电压、电流、功率、相位、需量等测量参数。图1示出当前国内AMI系统结构示意图。如图1所示，集中器一般安装于小区配电室，上行与用电信息采集主站通过GPRS或光纤通信，下行与各智能电表普遍采用电力线通信，同时具有电力参数采集功能。智能电表安装于小区各楼宇单元或用户附近位置，通过电力线与集中器通信，同时实现用户电压、电流、功率、电能等参数采集功能。集中器和智能电表均内置了载波模块，且其结构、功能、性能和接口均按照相关标准进行设计。

电力线载波是当前集中器和智能电表之间通信的主要通信方式，当前的电力线通信组网普遍采用通信成功、信噪比、误码率等指标来选择和优化路径，如Prime标准、G3标准等。

但是，基于此，由于通信成功率、信噪比、误码率等指标仅能定性判定路径是否可用，不能量化判定通信节点之间信号强弱和相对距离，从而导致路径选择困难，耗时长且路径难以优化。

公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

发明内容

技术问题

有鉴于此，本发明要解决的技术问题是，如何提供一种电力线通信的组网方法及装置，以解决现有的通信参数不能量化判定通信节点之间信号强弱和相对距离，从而导致路径选择困难，耗时长且路径难以优化的问题。

解决方案

为解决以上技术问题，本发明提供一种电力线的通信组网方法，包括：根据预设时间，获取支路上的两个通信节点的电参数，其中所述通信节点包括智能电表或集中器；根据所述两个通信节点的电参数计算所述通信节点的组网参数，其中，所述组网参数用于指示所述两个通信节点之间的距离；根据所述组网参数，进行组网。

在一种可能的实现方式中，所述根据预设时间，获取支路上的两个通信节点的电参数之前，还包括：将所述预设时间发送给所述通信节点。

在一种可能的实现方式中，所述两个通信节点中的一个为集中器，所述两个通信节点中的另一个为智能电表；所述根据所述两个通信节点的电参数计算所述通信节点的组网参数，包括：根据所述智能电表在所述预设时间的电压值以及所述集中器在所述预设时间的电压值，计算所述智能电表的载波信号强度En。

在一种可能的实现方式中，所述根据所述智能电表在所述预设时间的电压值以及所述集中器在所述预设时间的电压值，计算所述智能电表的载波信号强度En包括：通过公式一计算所述智能电表的载波信号强度En，所述公式一为：

其中，n＝N0,N1,N2,…Nn；U_N0为集中器在所述预设时间的电压值，U_n为所述通信节点在所述预设时间的电压值，K为转换系数。

在一种可能的实现方式中，所述两个通信节点为相邻的两个通信节点，所述通信节点的组网参数包括：相邻的所述两个通信节点之间的距离Ln；所述根据所述两个通信节点的电参数计算所述通信节点的组网参数，包括：根据所述第n个通信节点在所述预设时间的电压值、第n-1个通信节点在所述预设时间的电压值、第n个通信节点在所述预设时间的电流值、导线横截面积以及导线电阻率计算所述第n个通信节点与第n-1个通信节点之间的距离Ln。

在一种可能的实现方式中，根据所述第n个通信节点在所述预设时间的电压值、第n-1个通信节点在所述预设时间的电压值、第n个通信节点在所述预设时间的电流值、导线横截面积以及导线电阻率计算所述第n个通信节点与第n-1个通信节点之间的距离Ln包括：

根据公式二计算所述第n个通信节点与第n-1个通信节点之间的距离Ln，所述公式二为：

其中，n＝N0,N1,N2,…Nn-1；Ln为第n个通信节点与第n-1个通信节点之间的距离，U_n-1为第n-1个通信节点在预设时间的电压值，U_n为第n个通信节点在预设时间的电压值，为第k个通信节点在预设时间的电流值，S为导线横截面积，ρ为导线电阻率。

在一种可能的实现方式中，所述根据所述组网参数，进行组网包括：当组网方式为动态组网时，根据所述第n个通信节点的载波信号强度En计算所述第n个通信节点的退避时间；根据所述退避时间进行组网。

在一种可能的实现方式中，所述根据所述第n个通信节点的载波信号强度En计算所述第n个通信节点的退避时间包括：根据公式三计算所述退避时间，所述公式三为：

Tmean＝T1+rand(1/(K1*En))*T2；

其中，Tmean为退避时间，T1是发送数据包后的固定延迟传输间隔；T2是冲突检测最小区间的长度，En是通信节点的载波信号强度，K1是第一修正值。

在一种可能的实现方式中，所述根据所述组网参数，进行组网包括：当组网方式为动态组网时，根据所述第n个通信节点与第n-1个通信节点之间的距离Ln计算所述第n个通信节点的退避时间；根据所述退避时间进行组网。

在一种可能的实现方式中，所述根据所述第n个通信节点与第n-1个通信节点之间的距离Ln计算所述第n个通信节点的退避时间包括：根据公式四计算所述退避时间，所述公式四为：

Tmean＝T1+rand(1/(K2*Ln))*T2；

其中，Tmean为退避时间，T1是发送数据包后的固定延迟传输间隔；T2是冲突检测最小区间的长度，Ln是第n个通信节点与第n-1个通信节点之间的距离，K2是第二修正值。

为解决以上技术问题，本发明还提供一种电力线通信的组网装置，包括：获取模块，用于根据预设时间，获取支路上的两个通信节点的电参数，其中所述通信节点包括智能电表或集中器；计算模块，用于根据所述两个通信节点的电参数计算所述通信节点的组网参数，其中，所述组网参数用于指示所述两个通信节点之间的距离；组网模块，用于根据所述组网参数，进行组网。

有益效果

本发明提供的电力线通信的组网方法及装置，通过根据预设时间，获取支路上的两个通信节点的电参数，其中所述通信节点包括智能电表或集中器，根据所述两个通信节点的电参数计算所述通信节点的组网参数，其中，所述组网参数用于指示所述两个通信节点之间的距离，根据所述组网参数，进行组网，可以实现在同一级别的通信节点中选择距离较远的进行组网，可以减少数据传输时的转发跳数，路径选择快。

根据下面参考附图对示例性实施例的详细说明，本发明的其它特征及方面将变得清楚。

附图说明

包含在说明书中并且构成说明书的一部分的附图与说明书一起示出了本发明的示例性实施例、特征和方面，并且用于解释本发明的原理。

图1示出当前国内AMI系统结构示意图；

图2示出本发明一实施例提供的电力线通信的组网方法的流程图；

图3示出本发明另一实施例提供的电力线通信的组网方法的流程图；

图4示出智能电表的位置关系结构示意图；

图5示出本发明另一实施例提供的电力线通信的组网方法的流程图；

图6示出智能电表的位置关系对应的等效电路的结构示意图；

图7示出本发明另一实施例提供的电力线通信的组网方法的流程图；

图8示出本发明另一实施例提供的电力线通信的组网方法的流程图；

图9示出本发明另一实施例提供的电力线通信的组网方法的流程图；

图10示出本发明一实施例提供的电力线通信的组网装置的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明的具体实施方式进行详细描述，但应当理解本发明的保护范围并不受具体实施方式的限制。

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。除非另有其它明确表示，否则在整个说明书和权利要求书中，术语“包括”或其变换如“包含”或“包括有”等等将被理解为包括所陈述的元件或组成部分，而并未排除其它元件或其它组成部分。

在这里专用的词“示例性”意为“用作例子、实施例或说明性”。这里作为“示例性”所说明的任何实施例不必解释为优于或好于其它实施例。

另外，为了更好的说明本发明，在下文的具体实施方式中给出了众多的具体细节。本领域技术人员应当理解，没有某些具体细节，本发明同样可以实施。在一些实例中，对于本领域技术人员熟知的方法、手段、元件未作详细描述，以便于凸显本发明的主旨。

实施例1

图2示出本发明一实施例提供的电力线通信的组网方法的流程图，如图1所示，该方法包括：

步骤S1，根据预设时间，获取支路上的两个通信节点的电参数，其中所述通信节点包括智能电表或集中器。

其中，支路为包括至少一个集中器以及多个电表的支路。其中，电参数可以包括电压值、电流值等参数。可以通过发送抄收请求的方式获取通信节点在所述预设时间的电参数。

具体地，预设时间为根据经验值设定的。在实现的时候，为了确保AMI的电参数，优先选择低压通信网络负荷或需量大的时段读取电参数，目的是在较大电压损失时，可取得更精确有损失递减的电压测量参数，以有利于载波信号强度的间接测量。预设时间的设置可以通过主站或本地进行配置，选取每日最大需量或负荷时段的时刻，例如每日中午11:30～13:00、晚上18:00～20:00的时间段。

步骤S2，根据所述两个通信节点的电参数计算所述通信节点的组网参数，其中，所述组网参数用于指示所述两个通信节点之间的距离。

步骤S3，根据所述组网参数，进行组网。

具体地，组网参数用于指示所述两个通信节点之间的距离，在组网的过程中，在同一级别的通信节点中选择距离较远的进行组网，可以减少数据传输时的转发跳数。

由此，本实施例通过根据预设时间，获取支路上的两个通信节点的电参数，其中所述通信节点包括智能电表或集中器，根据所述两个通信节点的电参数计算所述通信节点的组网参数，其中，所述组网参数用于指示所述两个通信节点之间的距离，根据所述组网参数，进行组网，可以实现在同一级别的通信节点中选择距离较远的进行组网，可以减少数据传输时的转发跳数，路径选择快。

实施例2

本实施例对实施例一进行进一步限定。请参阅图3，图3示出本发明另一实施例提供的电力线通信的组网方法的流程图，在图3中与图2采用相同附图标记的步骤均与图1适用于相同的文字说明，在此不再赘述。本实施例中，集中器也就相当于通信网络中的中心节点。

本实施例中，智能电表通信节点的组网参数可以包括：所述通信节点的载波信号强度En，此时，两个通信节点中的一个为集中器，所述两个通信节点中的另一个为智能电表。相应的，图1中的步骤S2可以包括：

步骤S201，根据所述智能电表在所述预设时间的电压值以及所述集中器在所述预设时间的电压值，计算所述智能电表的载波信号强度En。

更为具体地，智能电表也就是第n个通信节点。可以通过公式一计算所述智能电表通信节点的载波信号强度；所述公式一为：

其中，n＝N0,N1,N2,…Nn；U_N0为集中器在预设时间的电压值，U_n为智能电表在预设时间的电压值，K为转换系数，K的值可依据通信系统实际情况选取值，默认为1；若出现U_n/U_N0大于1时，En＝K。

请参阅图4，图4示出智能电表的位置关系结构示意图，集中器所在的是N0位置，在预设时间的电压值记为U_N0。智能电表包括N1，N2，…Nn，智能电表设置有电参数采集和处理单元，智能电表从其电参数采集和处理单元读取在预设时间的电压值，记为Un,(n＝N1,N2,…Nn)。从图5可知，U₀＞U₁＞U₂＞…＞U_N-1＞U_N。由于E_n是由电压值计算得出的，而电压值又表示的智能电表的位置关系，因此，E_n可以直接体现出智能电表距离集中器的远近关系，也就是智能电表所在通信节点与中心节点间的位置关系。

由此，本实施例通过根据所述智能电表在所述预设时间的电压值以及所述集中器在所述预设时间的电压值，计算所述智能电表的载波信号强度En，根据所述载波信号强度，进行组网，可以实现在同一级别的通信节点中选择距离集中器距离较远的进行组网，可以减少数据传输时的转发跳数，路径选择快。

实施例3

请参阅图5，图5示出本发明另一实施例提供的电力线通信的组网方法的流程图，本实施例在实施例2的基础上，给出另一个组网参数的实现方法。在图5中与图2采用相同附图标记的步骤均与图2适用于相同的文字说明，在此不再赘述。

本实施例中，所述两个通信节点为相邻的两个通信节点，所述智能电表通信节点的组网参数还可以包括：相邻的所述两个通信节点之间的距离Ln。

相邻的所述两个通信节点可以为集中器或智能电表。当相邻的两个通信节点中，一个为集中器时，另一个为与集中器相邻的智能电表；当相邻的两个通信节点均为智能电表时，其为相邻的两个智能电表。

相应的，步骤S2，可以包括：步骤S202，根据所述第n个通信节点在所述预设时间的电压值、第n-1个通信节点在所述预设时间的电压值、第n个通信节点在所述预设时间的电流值、导线横截面积以及导线电阻率计算所述第n个通信节点与第n-1个通信节点之间的距离Ln。

更为具体地，可以通过公式二计算所述第n个通信节点与第n-1个通信节点之间的距离Ln，所述公式二为：

其中，n＝N0,N1,N2,…Nn-1；Ln为第n个通信节点与第n-1个通信节点之间的距离，U_n-1为第n-1个通信节点在预设时间的电压值，U_n为第n个通信节点在预设时间的电压值，为第k个通信节点在预设时间的电流值，S为导线横截面积，ρ为导线电阻率。

在此种情况下，忽略了智能电表计量箱连接处与连接至该智能电表计量箱连接处的智能电表间的距离。一个智能电表计量箱可以并联有多个智能电表。当一个智能电表计量箱并联有多个智能电表时，为连接在第k个智能电表计量箱处智能电表上的电流总和。U_n-1可以通过在预设时间，连接第n-1个智能电表计量箱连接处的智能电表中直接获取。U_n可以在预设时间通过连接第n个智能电表计量箱连接处的智能电表中直接获取。

请参阅图6，图6示出智能电表的位置关系对应的等效电路的结构示意图，分支线路各段电流可以通过公式五获得，公式五为：

其中，为经过第n个智能电表计量箱连接处至所述集中器的距离L_n的电流值，n表示智能电表计量箱连接处的位置。

L_n上的阻值R_Ln可以通过公式六计算得到，公式六为：

其中，为在L_n上的电压变化。

n个智能电表计量箱连接处至所述集中器的距离L_n还可以通过公式七计算得到，公式七为：

L_n＝R_Ln×s/ρ (7)

S是导线截面积、ρ是导线电阻率。由此，推导出公式二。

具体地，S是导线截面积、ρ是导线电阻率可以通过已有的通信网络从主站或手持设备可配置集中器和智能电表连接线路的材质参数，且工程实施后线路材质是不变的。

由此，本实施例通过根据所述第n个通信节点在所述预设时间的电压值、第n-1个通信节点在所述预设时间的电压值、第n个通信节点在所述预设时间的电流值、导线横截面积以及导线电阻率计算所述第n个通信节点与第n-1个通信节点之间的距离，根据所述第n个通信节点与第n-1个通信节点之间的距离，进行组网，可以实现在同一级别的通信节点中选择距离较远的通信节点进行组网，可以减少数据传输时的转发跳数，路径选择快。

需要说明的是，本实施例提供的组网参数通信节点的载波信号强度En以及第n个通信节点与第n-1个通信节点之间的距离Ln，可以应用在任一种AMI组网方式中，本实施例对此不做限定。

本实施例，通过电力线路从变压器到线路末端有较大的电压降，分布在线路上的各个通信节点获取电压后，通过比较计算即可推算出具有集中器相对位置先后，因此解决了载波通信不能准确测量信号强度或测量值不可用问题。

实施例4

图7示出本发明另一实施例提供的电力线通信的组网方法的流程图，在图7中与图3采用相同附图标记的步骤均与图3适用于相同的文字说明，在此不再赘述。本实施例对上述实施例进行进一步限定。本实施例中的组网方式为静态组网，以下根据静态组网，对通信节点的载波信号强度En以及通信节点至所述集中器的距离Ln的应用以及步骤S1、S2、S3进行详细说明。

本实施例中，在步骤S1之前，还可以包括：

步骤S101，将所述预设时间发送给所述通信节点。

具体地，通信节点可以为集中器或智能电表。集中器可以通过主站或本地配置集中器的预设时间。当组网方式为静态组网时，在将所述预设时间发送给智能电表前，需要进行初始组网。在初始组网之后，将所述预设时间发送给智能电表。可以通过以下方式，进行初始组网。

首先，集中器创建空路由表，启动组网，智能电表的载波通信单元读取当前电压值；集中器建立0级路由表。依据预存的电表地址，以遍历方式发送数据抄读请求，抄读请求可以请求电压数据，如果需要通过计算En选择路径，则发送电压数据抄读请求。抄读请求还可以请求电压以及电流数据，如果需要通过计算Ln选择路径，则发送电压以及电流数据抄读请求。

收到抄读请求的智能电表返回当前的电压数据和相位数据或者电压数据、电流数据和相位数据。当集中器成功收到智能电表发送的数据后，则计算该智能电表的En或Ln并存储，同时集中器把抄收成功的智能电表的En或Ln以及相位数据录入0级路由表中。将返回当前的电压数据和相位数据或者电压数据、电流数据和相位数据的智能电表，按照上述流程依次录入0级路由表中。

集中器建立1级路由表。选择在建立0级路由表过程中，没有收到智能电表数据的智能电表的地址，将0级路由表中En或Ln较小(距离集中器也就是中心节点较远)的作为中继通信节点，发送数据抄读请求。逐次遍历剩余未抄收到的智能电表通信节点，一旦抄收成功，则计算成功抄收智能电表的间接载波信号强度En或Ln,将En或Ln和相位信息录入路由表，以及存储当前智能电表与0级路由表中使用中继节点间的联系，作为访问当前智能电表的路径。

依次建立路由表，直至智能电表全部抄收完成。完成所有电表路径的创建，即完成初始网络的建立。

在初始网络建立之后，集中器向智能电表发送预设时间。

步骤S1可以通过以下方式实现：当预设时间到达时，智能电表保存当前的电压参数、电流参数、相位参数、功率因数等电参数，集中器在预设时间到达时，保存自己的电压参数、电流参数、相位参数、功率因数等电参数，并且根据路由表中存储的路径信息向智能电表再次发送数据抄读请求，用于请求获取预设时间的参数值。

步骤S2可以通过以下方式实现：集中器根据接收到的智能电表返回的参数值，根据公式一重新计算En或者根据公式二重新计算Ln，使用新的En或Ln以及智能电表返回的预设时间的参数值更新路由表。

步骤S3可以通过以下方式实现：集中器根据新的En或Ln重新发送抄表数据帧验证，若收到反馈消息，则说明路径验证成功，将路径地址进行更新，完成初始路由表的优化。

由此，通过在静态组网中，在初始组网之后将所述预设时间发送给通信节点，获取支路上的两个通信节点的电参数，其中所述通信节点包括智能电表或集中器，根据所述两个通信节点的电参数计算所述通信节点的组网参数，根据所述组网参数，对初始网络进行优化，可以优化通信网络的传输。

实施例5

图8示出本发明另一实施例提供的电力线通信的组网方法的流程图，在图8中与图3采用相同附图标记的步骤均与图3适用于相同的文字说明，在此不再赘述。本实施例对实施例2以及实施例3进行进一步限定。本实施例中的组网方式为组网方式为等概率洪泛组网，以下根据等概率洪泛组网，对第n个通信节点的载波信号强度En的应用以及步骤S1、S201、S3进行详细说明。

本实施例中，在步骤S1之前，还可以包括：

步骤S101，将所述预设时间发送给通信节点。

当组网方式为动态组网且需要进行初始组网时，等概率洪泛组网方法分为两个阶段：第一阶段按等概率洪泛算法，建立初始组网；第二阶段按依据AMI测量参数完成网络优化。

概率洪泛算法是一种保证最小冲突概率的冲突避免技术，为全转发提供了良好的冲突避免的机制。当多个节点同时收到1个包准备转发时，利用概率p持续产生的随机时延,使多个节点发送的时隙错开以避免冲突。

集中器设定通信节点转移概率初始值，初始概率值p是1/N(N优先选取20～60内的数值)。集中器发起广播数据帧，广播数据帧中存储有目的节点地址以及预设时间，当各通信节点也就是智能电表，接收到该广播数据帧时，首先判断目的节点的地址是否为本节点，若是则存储预设时间并返回确认帧，若否则存储预设时间，并且计算随机时间并退避，退避时间到且线路闲时则转发数据帧。集中器将所有智能电表的地址作为目的节点地址，完成各智能电表的预设时间的设置。

可以通过公式八来计算退避时间Tmean也就是相邻数据包之间的随机时延，公式八为：

Tmean＝T1+rand(1/p)*T2 (8)

其中：Tmean是相邻数据包之间的随机时延，T1是发送数据包后的固定延迟传输间隔；T2是冲突检测最小区间的长度。则Tmean＝T1+n*T2，n是一个(0,N)之间的随机数，N是一次广播可听到的最大节点数。在对等网络中，n的取值符合均匀分布，通信节点的转移概率p不大于1/N。

在预设时间配置完成后，已经完成了预设时间的配置。

当组网参数为第n个通信节点的载波信号强度En时，

步骤S1可以通过以下方式实现：当预设时间到达时，智能电表保存当前的电压参数、电流参数、相位参数、功率因数等电参数，集中器在预设时间到达时，保存自己的电压参数、电流参数、相位参数、功率因数等电参数。

步骤S201可以通过以下方式实现：集中器再次发送数据抄读请求，数据抄读请求中包括集中器在预设时间的参数值、请求参数以及目的节点地址。当各通信节点接收到数据抄读请求时，首先判断目的节点的地址是否为本节点，若是则返回与请求参数对应的参数，完成抄表，若否则根据数据抄读请求中的集中器的参数值，计算重新计算En。

步骤S3可以通过以下方式实现：

步骤S301，当组网方式为动态组网时，根据所述第n个通信节点的载波信号强度En计算所述第n个通信节点的退避时间；

步骤S302，根据所述退避时间进行组网。

具体地，当使用En作为组网参数时，接收到数据抄读请求的通信节点的退避时间可以通过公式三计算，公式三为：

Tmean＝T1+rand(1/(K1*En))*T2 (3)；

其中，Tmean为退避时间，发送数据包后的固定延迟传输间隔；T2是冲突检测最小区间的长度，En是通信节点的载波信号强度，K1是第一修正值。具体地，通信节点要发送数据，首先要检测线路是否忙，检测到忙的最小时间就是最小冲突检测最小区间T2，例如检测到物理层位同步的最小时间或检测到帧同步(或帧头)的最小时间。换句话说，T1是让别人把位同步或帧同步数据后面内容发完的时间，可以为固定值。

接收到数据抄读请求的通信节点根据计算得到的退避时间进行数据转发，避免冲突，使更远的节点先进行转发，使用少的转发次数完成数据的发送，从而实现对初始网络进行的优化。直至目的节点接收到数据抄读请求，向集中器发送数据，其他节点监听到后停止转发。

当然，本实施例中，也可以不进行预设时间的配置，在集中器预设时间到达时，向各通信节点发送广播数据帧，获取数据。各通信节点由于不知道什么时间需要存储数据，可以在接收到广播数据帧后，将当前时刻的数据发送给集中器。

由此，通过在动态组网中，通过集中器发送广播数据帧进行预设时间的配置，通过根据预设时间，获取集中器在所述预设时间的电参数以及智能电表在所述预设时间的电参数，根据集中器在所述预设时间的电参数以及智能电表在所述预设时间的电参数计算所述智能表所在的通信节点的载波信号强度，根据通信节点的载波信号强度，对退避时间进行优化，可以优化通信网络的传输。

实施例6

图9示出本发明另一实施例提供的电力线通信的组网方法的流程图，本实施例对实施例5进行进一步限定。在图9中与图8采用相同附图标记的步骤均与图8适用于相同的文字说明，在此不再赘述。

本实施例中的组网方式为组网方式为等概率洪泛组网，以下根据等概率洪泛组网，对所述第n个通信节点与第n-1个通信节点之间的距离Ln的应用以及步骤S1、S202、S3进行详细说明。

当组网参数为第n个通信节点与第n-1个通信节点之间的距离Ln时，

步骤S1可以通过以下方式实现：当预设时间到达时，智能电表保存当前的电压参数、电流参数、相位参数、功率因数等电参数，集中器在预设时间到达时，保存自己的电压参数、电流参数、相位参数、功率因数等电参数。

步骤S202可以通过以下方式实现：集中器再次发送数据抄读请求，数据抄读请求中包括集中器在预设时间的参数值、请求参数以及目的节点地址。当各通信节点接收到数据抄读请求时，首先判断目的节点的地址是否为本节点，若是则返回与请求参数对应的参数，完成抄表，若否则根据数据抄读请求中的集中器的参数值，计算重新计算Ln。

步骤S3可以通过以下方式实现：

步骤S303，当组网方式为动态组网时，根据所述第n个通信节点与第n-1个通信节点之间的距离Ln计算所述第n个通信节点的退避时间；

步骤S304，根据所述退避时间进行组网。

具体地，当接收到数据抄读请求时，通信节点的退避时间可以通过公式八计算，公式八为：

Tmean＝T1+rand(1/(K2*Ln))*T2 (4)；

其中，Tmean为退避时间，T1是发送数据包后的固定延迟传输间隔；T2是冲突检测最小区间的长度，Ln是第n个通信节点与第n-1个通信节点之间的距离，K2是第二修正值。

接收到数据抄读请求的通信节点根据计算得到的退避时间进行数据转发，避免冲突，使更远的节点先进行转发，使用少的转发次数完成数据的发送，从而实现对初始网络进行的优化。直至目的节点接收到数据抄读请求，向集中器发送数据，其他节点监听到后停止转发。

当然，本实施例中，也可以不进行预设时间的配置，在集中器预设时间到达时，向各通信节点发送广播数据帧，获取数据。各通信节点由于不知道什么时间需要存储数据，可以在接收到广播数据帧后，将当前时刻的数据发送给集中器。

由此，通过在动态组网中，通过集中器发送广播数据帧进行预设时间的配置，通过根据预设时间，获取相邻通信节点的电参数，根据相邻通信节点在所述预设时间的电参数计算所述相邻通信节点之间的距离，根据所述相邻通信节点之间的距离，对退避时间进行优化，可以优化通信网络的传输。

实施例7

图10示出本发明一实施例提供的电力线通信的组网装置的结构示意图，请参阅图7，本实施例提供的电力线通信的组网装置10，包括：获取模块1、计算模块2以及组网模块3。

获取模块1，用于根据预设时间，获取支路上的两个通信节点的电参数，其中所述通信节点包括智能电表或集中器。

计算模块2，用于根据所述两个通信节点的电参数计算所述通信节点的组网参数，其中，所述组网参数用于指示所述两个通信节点之间的距离。

组网模块3，用于根据所述组网参数，进行组网。

由此，本实施例通过根据预设时间，获取支路上的两个通信节点的电参数，其中所述通信节点包括智能电表或集中器，根据所述两个通信节点的电参数计算所述通信节点的组网参数，其中，所述组网参数用于指示所述两个通信节点之间的距离，根据所述组网参数，进行组网，可以实现在同一级别的通信节点中选择距离较远的进行组网，可以减少数据传输时的转发跳数，路径选择快。

在一种可能的实现方式中，所述获取模块1，还用于在根据预设时间，获取支路上的两个通信节点的电参数之前，将所述预设时间发送给所述通信节点。

在一种可能的实现方式中，所述两个通信节点中的一个为集中器，所述两个通信节点中的另一个为智能电表；所述计算模块2用于根据所述智能电表在所述预设时间的电压值以及所述集中器在所述预设时间的电压值，计算所述智能电表的载波信号强度En。

在一种可能的实现方式中，所述计算模块2用于通过公式一计算所述智能电表的载波信号强度En，

所述公式一为：

其中，n＝N0,N1,N2,…Nn；U_N0为集中器在所述预设时间的电压值，U_n为所述通信节点在所述预设时间的电压值，K为转换系数。

由此，本实施例通过根据所述智能电表在所述预设时间的电压值以及所述集中器在所述预设时间的电压值，计算所述智能电表的载波信号强度En，根据所述载波信号强度，进行组网，可以实现在同一级别的通信节点中选择距离集中器距离较远的进行组网，可以减少数据传输时的转发跳数，路径选择快。

在一种可能的实现方式中，所述两个通信节点为相邻的两个通信节点，所述通信节点的组网参数包括：相邻的所述两个通信节点之间的距离Ln；

所述计算模块2用于根据所述第n个通信节点在所述预设时间的电压值、第n-1个通信节点在所述预设时间的电压值、第n个通信节点在所述预设时间的电流值、导线横截面积以及导线电阻率计算所述第n个通信节点与第n-1个通信节点之间的距离Ln。

在一种可能的实现方式中，所述计算模块2用于：根据公式二计算所述第n个通信节点与第n-1个通信节点之间的距离Ln，所述公式二为：

其中，n＝N0,N1,N2,…Nn-1；Ln为第n个通信节点与第n-1个通信节点之间的距离，U_n-1为第n-1个通信节点在预设时间的电压值，U_n为第n个通信节点在预设时间的电压值，为第k个通信节点在预设时间的电流值，S为导线横截面积，ρ为导线电阻率。

由此，本实施例通过根据所述第n个通信节点在所述预设时间的电压值、第n-1个通信节点在所述预设时间的电压值、第n个通信节点在所述预设时间的电流值、导线横截面积以及导线电阻率计算所述第n个通信节点与第n-1个通信节点之间的距离，根据所述第n个通信节点与第n-1个通信节点之间的距离，进行组网，可以实现在同一级别的通信节点中选择距离较远的通信节点进行组网，可以减少数据传输时的转发跳数，路径选择快。

在一种可能的实现方式中，所述组网模块3用于当组网方式为动态组网时，根据所述第n个通信节点的载波信号强度En计算所述第n个通信节点的退避时间；根据所述退避时间进行组网。

在一种可能的实现方式中，所述组网模块3用于：根据公式三计算所述退避时间，所述公式三为：

Tmean＝T1+rand(1/(K1*En))*T2 (3)；

其中，Tmean为退避时间，T1是发送数据包后的固定延迟传输间隔；T2是冲突检测最小区间的长度，En是所述通信节点的载波信号强度，K1是第一修正值。

在一种可能的实现方式中，所述组网模块3用于当组网方式为动态组网时，根据所述第n个通信节点与第n-1个通信节点之间的距离Ln计算所述第n个通信节点的退避时间；根据所述退避时间进行组网。

在一种可能的实现方式中，所述组网模块3用于所述根据所述第n个通信节点与第n-1个通信节点之间的距离Ln计算所述第n个通信节点的退避时间包括：

根据公式四计算所述退避时间，所述公式四为：

Tmean＝T1+rand(1/(K2*Ln))*T2 (4)；

其中，Tmean为退避时间，T1是发送数据包后的固定延迟传输间隔；T2是冲突检测最小区间的长度，Ln是第n个通信节点与第n-1个通信节点之间的距离，K2是第二修正值。

由此，通过在动态组网中，通过集中器发送广播数据帧进行预设时间的配置，通过根据预设时间，获取集中器在所述预设时间的电参数以及智能电表在所述预设时间的电参数，根据集中器在所述预设时间的电参数以及智能电表在所述预设时间的电参数计算所述智能表所在的通信节点的载波信号强度，根据通信节点的载波信号强度，对退避时间进行优化，可以优化通信网络的传输。

前述对本发明的具体示例性实施方案的描述是为了说明和例证的目的。这些描述并非想将本发明限定为所公开的精确形式，并且很显然，根据上述教导，可以进行很多改变和变化。对示例性实施例进行选择和描述的目的在于解释本发明的特定原理及其实际应用，从而使得本领域的技术人员能够实现并利用本发明的各种不同的示例性实施方案以及各种不同的选择和改变。本发明的范围意在由权利要求书及其等同形式所限定。

以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下，即可以理解并实施。

Claims (11)

1.一种电力线通信的组网方法，其特征在于，包括：

根据预设时间，获取支路上的两个通信节点的电参数，其中所述通信节点包括智能电表或集中器；

根据所述两个通信节点的电参数计算所述通信节点的组网参数，其中，所述组网参数用于指示所述两个通信节点之间的距离；

根据所述组网参数，进行组网。

2.根据权利要求1所述的组网方法，其特征在于，所述根据预设时间，获取支路上的两个通信节点的电参数之前，还包括：

将所述预设时间发送给所述通信节点。

3.根据权利要求1所述的组网方法，其特征在于，所述两个通信节点中的一个为集中器，所述两个通信节点中的另一个为智能电表；

所述根据所述两个通信节点的电参数计算所述通信节点的组网参数，包括：

根据所述智能电表在所述预设时间的电压值以及所述集中器在所述预设时间的电压值，计算所述智能电表的载波信号强度En。

4.根据权利要求3所述的组网方法，其特征在于，所述根据所述智能电表在所述预设时间的电压值以及所述集中器在所述预设时间的电压值，计算所述智能电表的载波信号强度En包括：通过公式一计算所述智能电表的载波信号强度En，

所述公式一为：

$E_n=K\·(1-\frac{U_{N0}-U_n}{U_{N0}})==K\·\frac{U_n}{U_{N0}};$

其中，n＝N0,N1,N2,…Nn；U_N0为集中器在所述预设时间的电压值，U_n为所述通信节点在所述预设时间的电压值，K为转换系数。

5.根据权利要求1所述的组网方法，其特征在于，所述两个通信节点为相邻的两个通信节点，所述通信节点的组网参数包括：相邻的所述两个通信节点之间的距离Ln；

所述根据所述两个通信节点的电参数计算所述通信节点的组网参数，包括：

根据所述第n个通信节点在所述预设时间的电压值、第n-1个通信节点在所述预设时间的电压值、第n个通信节点在所述预设时间的电流值、导线横截面积以及导线电阻率计算所述第n个通信节点与第n-1个通信节点之间的距离Ln。

6.根据权利要求5所述的组网方法，其特征在于，根据所述第n个通信节点在所述预设时间的电压值、第n-1个通信节点在所述预设时间的电压值、第n个通信节点在所述预设时间的电流值、导线横截面积以及导线电阻率计算所述第n个通信节点与第n-1个通信节点之间的距离Ln包括：

根据公式二计算所述第n个通信节点与第n-1个通信节点之间的距离Ln，所述公式二为：

$L_n=\mathrm{Re}\left(\frac{U_{n-1}-U_n}{\underset{k=n}{\overset{N}{\Σ}}\left(I_{Z_k}\right)}\right)\×S/\mathrm{\ρ};$

其中，n＝N0,N1,N2,…Nn-1；Ln为第n个通信节点与第n-1个通信节点之间的距离，U_n-1为第n-1个通信节点在预设时间的电压值，U_n为第n个通信节点在预设时间的电压值，为第k个通信节点在预设时间的电流值，S为导线横截面积，ρ为导线电阻率。

7.根据权利要求4所述的组网方法，其特征在于，所述根据所述组网参数，进行组网包括：

当组网方式为动态组网时，根据所述第n个通信节点的载波信号强度En计算所述第n个通信节点的退避时间；

根据所述退避时间进行组网。

8.根据权利要求7所述的组网方法，其特征在于，所述根据所述第n个通信节点的载波信号强度En计算所述第n个通信节点的退避时间包括：

根据公式三计算所述退避时间，所述公式三为：

Tmean＝T1+rand(1/(K1*En))*T2；

其中，Tmean为退避时间，T1是发送数据包后的固定延迟传输间隔；T2是冲突检测最小区间的长度，En是所述通信节点的载波信号强度，K1是第一修正值。

9.根据权利要求6所述的组网方法，其特征在于，所述根据所述组网参数，进行组网包括：

当组网方式为动态组网时，根据所述第n个通信节点与第n-1个通信节点之间的距离Ln计算所述第n个通信节点的退避时间；

根据所述退避时间进行组网。

10.根据权利要求9所述的组网方法，其特征在于，所述根据所述第n个通信节点与第n-1个通信节点之间的距离Ln计算所述第n个通信节点的退避时间包括：

根据公式四计算所述退避时间，所述公式四为：

Tmean＝T1+rand(1/(K2*Ln))*T2；

其中，Tmean为退避时间，T1是发送数据包后的固定延迟传输间隔；T2是冲突检测最小区间的长度，Ln是第n个通信节点与第n-1个通信节点之间的距离，K2是第二修正值。

11.一种电力线通信的组网装置，其特征在于，包括：

获取模块，用于根据预设时间，获取支路上的两个通信节点的电参数，其中所述通信节点包括智能电表或集中器；

计算模块，用于根据所述两个通信节点的电参数计算所述通信节点的组网参数，其中，所述组网参数用于指示所述两个通信节点之间的距离；

组网模块，用于根据所述组网参数，进行组网。