CN107483560B - 一种面向共享用电的多模组网通信和选择方法 - Google Patents

Abstract

本发明提出了一种面向共享用电的多模组网通信和选择方法，包括：构建设备网络、用户网络和共享用电平台网络；当收到用户的共享用电请求，与服务器进行通信时，采用多跳路由转发机制与预设节点建立连接，进而与服务器建立连接；供电终端与服务器的通信线路选择，按照以下优先级：通过域内可进行移动公网通信的G节点；通过多跳转发至邻域G节点；通过多跳转发至可以与用户端直接通信的B节点，由用户网络将数据转发至服务器；由用户终端主动向服务器上传数据，终端记录所选通信线路的QoS指标并进行线路评价，对优先级重新排序，但由用户主动上传的通信线路优先级保持最低。本发明实现共享用电终端多模组网通信与选择，充分发挥共享模式优势。

Description

一种面向共享用电的多模组网通信和选择方法

技术领域

本发明涉及多模组网技术领域，特别涉及一种面向共享用电的多模组网通信和选择方法。

背景技术

共享经济是源于实践的全新经济模式。共享的理念一经获得共识，就迅速在美国、欧洲等信息技术发达的国家演变成了声势浩大的社会实践。目前，共享经济的发展规模和体量尚未有明确的量化指标。在"互联网+"背景下孕育而生的共享经济显示出了强大的发展趋势和潜力。共享经济的发展还拉动了IT软硬件生产、无线网络和信息终端等产业的发展。共享经济带来了全新的生产模式、消费模式和企业运营模式，已成为不可忽视的未来全球经济发展趋势。

基于共享经济理念下的共享用电也蓬勃发展起来，目前的共享用电终端普遍采用的是单一的通信方式，如传统的窄带载波、微功率无线或RS-485通信，或者组建ZigBee无线网络与服务器通信，或者每个供电终端内置通信模块通过移动公网与服务器建立连接。

单一模式下的设备通信网络存在很大的局限性，其环境适应能力比较差，系统建设成本高，运维费用高，且没有充分利用共享经济模式下用户网络的资源。

发明内容

本发明的目的旨在至少解决所述技术缺陷之一。

为此，本发明的目的在于提出一种面向共享用电的多模组网通信和选择方法。

为了实现上述目的，本发明的实施例提供一种面向共享用电的多模组网通信和选择方法，包括如下步骤：

步骤S1，构建设备网络、用户网络和共享用电平台网络，其中，所述设备网络包括多个供电终端内置的通信模块构成，每个所述供电终端内置的通信模块至少对应一种通信模式，经过多模组网构成所述设备网络；所述用户网络包括用户终端的通信模块构成，可进行实时共享的网络；所述共享用电平台网络用于通过服务器连通所述设备网络和用户网络；

步骤S2，当所述供电终端接收到用户终端的共享用电请求，需要与服务器进行通信时，采用多跳路由转发机制与预设节点建立连接，进而与所述服务器建立连接；所述预设节点为能够进行移动公网通信的G节点和能够与用户终端直接通信的B节点；

步骤S3，所述供电终端初始按照以下优先级，之后通过对通信线路的评价对优先级进行重新排序，通过所述预设节点与所述服务器建立连接：

(1)所述供电终端通过所在区域内的G节点与所述服务器通过移动公网进行通信；

(2)通过多跳转发至邻域G节点，并由该G节点将数据转发至服务器；

(3)则由所述供电终端通过有线或无线通信转发至所述B节点，与用户网络建立连接后由用户网络将数据转发至所述服务器；

(4)所述用户终端主动读取所述供电终端的用电数据上传服务器并在用户网络内共享用电终端信息。

其中终端会根据每次通信情况对经由节点转发的通信线路进行评价，终端记录每次通信时所选通信线路的QoS指标并对该条通信线路进行线路评价，根据评价来修正线路优先级，从而对通信线路的优先级进行重新排序，而由用户主动上传的通信线路的优先级则保持在最低状态作为应急通信线路。

进一步，所述供电终端通过用户网络与服务器通信包括以下两种方式之一：

(1)所述供电终端与用户终端通过无线或有线通讯建立连接；

(2)所述用户终端主动读取所述供电终端的用电数据上传服务器并在用户网络内共享用电终端信息。

进一步，在所述步骤S2中，

将所述供电终端按照距离分为不同的区域，每个区域设有一个可进行移动公网(GPRS/3G/4G)通信的中心G节点，终端选择所属域需要向中心G节点发送一级接入请求，G节点根据自己是否有足够的资源以及安全策略决定是否响应终端接入请求，终端实现一级接入即确定所属域后向周围G节点广播二级接入请求确定二级接入G节点即邻域G节点，所述G节点为外增节点或由含移动公网通信的供电终端担任，若其为供电终端则其可直接与所述服务器通信，域内其他终端则需以所述G节点为中转节点与所述服务器进行通信。

进一步，所述多跳路由转发机制包括如下步骤：

步骤1，将每一个供电终端和外加的G节点均视为一个节点，设置通信距离上限，每个节点只会与通信上限内的节点通信，将符合上述条件的节点保存在本地邻居列表；

步骤2，每个所述节点开始向预设节点通讯录上的节点发送请求帧，根据应答时间计算到每个节点的路由开销；

步骤3，所述供电终端向所述服务器传输数据，判断所述供电终端与预设节点之间是否存在通路；

步骤4，建立所述供电终端与所述预设节点的最短通信路径；

步骤5，根据得到的所述最短通信路径，以此路径向所述服务器发送数据。

进一步，所述判断所述供电终端与预设节点之间是否存在通路，包括如下步骤：

利用无向图寻找节点之间的通路。

当一个节点需要同一个其无线覆盖范围之外的节点进行通信时，可以借助该节点对之间的一个或多个转发节点(相当于路由器)进行接力传输，即进行多跳接力传输。因此可用无向图作为无线网络的抽象模型。

将无线网络抽象化为无向图G＝<V,E>,其中：

1.V是非空集合，称为顶点集。

2.E是V中元素构成的无序二元组的集合，称为边集。其具体含义就是网络节点对间的关系(边)集合。在简单应用中，边集E可作为无向图的邻接矩阵，一般用二维数组表示。

G中节点数为N分别为P₁-P_N，,一共有M种通信模式分别为J₁-J_M。

考虑在模式J_i下，无线网络的无向图为G_i，根据各节点之间的连接关系写出邻接矩阵A_i，此实对称矩阵的主对角元素为0，其余元素根据对应点的连通情况，相连时取1，否则取0.A_i未考虑模式最大无线传输距离因素，而节点对直接通信时，节点对必须在相互无线网络覆盖范围内，因此需进一步对网络模式邻接矩阵进行处理。如果两节点的距离小于等于模式最大无线传输距离，A_i中相应(i，j)元素不变，否则相应元素置为0。处理后得到的邻接矩阵即为单模网络节点邻接矩阵，记为A_I。

在求出每种模式下的邻接矩阵后，将所有矩阵相加，即可得到多模融合网络的邻接矩阵：

如果节点对(i，j)一跳可达，那么A(G)中的(i,j)元即为一跳可达的通路数；如果一跳不可达，则相应元素为0。

上述分析中由邻接矩阵求出的可达矩阵可以判断任意两节点间是否存在通路，即判断终端与预设节点间是否存在通路。

进一步，所述建立所述供电终端与所述预设节点的最短通信路径，包括如下步骤：

定义集合，初始时，集合S只包含源节点，即S＝{8}，8的距离为0，U包含除8之外其他顶点，即U＝{2，5，7，9}，若1与U中顶点m有边且含同种模式，则<8，m>正常有权值；若m不是8的有边连接点或不含同种模式，则<8，m>权值为∞，例如<8，11>＝∞；

从U中选取一个距离8最小的顶点k，将k加入S；若从源节点8到顶点r的距离比原来距离短，则修改顶点r的距离值，修改后的距离值的顶点9的距离加上边上的权；

重复以上直至所有顶点均在集合S中，记录终端至预设节点的通信最短路径。

进一步，采用QoS综合服务模型，在每一个通信节点上设置策略控制模块、接纳控制模块和分组分类模块。

进一步，所述策略控制模块用于确定请求预留的应用是否有许可做资源预留，检查其他节点发来的包是否满足连接请求中的流特性来确定是否禁止该预留行为；

所述接纳控制模块用于确定在本节点中是否有足够的本地资源来支持请求预留的带宽，如果没有足够的资源，则接纳控制将拒绝该预留请求；

所述分组分类模块用于确定QoS级别，对应用程序送来的每一个分组进行检查，对属于不同数据流的分组进行分类，对于一个新的资源预留请求，在同时通过接纳控制和策略控制后，分组分类器将确定该数据流的传输优先级参数，在共享用电系统中赋予较高的QoS级别，具体的用电设备信息赋予较低的QoS级别。

根据本发明实施例的面向共享用电的多模组网通信和选择方法，主要包括供电终端通信选择方法和多跳路由转发机制，以实现共享用电终端的多模组网通信与选择，融合了多种通信模式，打破了单一通信模式的局限，通过多模多跳组网的方式可以扩大通信范围，增加了终端与服务器的通路数。通过将不同通信模式的供电终端组合到同一个网络中并按照一定的转发机和选择方法来解决不同架构和硬件下终端的组网和通信问题，打破了单模组网通信的局限性，具有很强的实用性。

本发明公开的通信方法除了能够通过共享用电设备自身通信网络与服务器建立连接外，还可以通过用户的通信网络与服务器进行通信。本发明不仅可以通过传统的设备通信网络与服务器建立通信，对一些无法通过多跳转发与服务器建立连接的点或者通信线路状态较差无法满足通信要求时，还可以通过用户网络来与服务器进行通信，实现了对用户网络资源的共享。

本发明具有兼容性好，建设成本低和可拓展性强的特点，可有效满足各类复杂环境下共享用电的通信需求。

本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1为根据本发明实施例的面向共享用电的多模组网通信和选择方法的流程图；

图2为根据本发明实施例的面向共享用电的多模组网通信和选择方法的架构图；

图3为根据本发明实施例的多跳路由转发示意图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

本发明提出一种面向共享用电的多模组网通信和选择方法，使终端与服务器可以通过多种通信线路连接，所述通信线路主要分为设备网络和用户网络，当通过传统的设备通信线路受阻或无法通过设备网络通信时，终端还可以通过与用户建立通信连接或者直接由用户主动上传和共享数据来与服务器建立通信连接。对不同的供电终端进行多模组网通信以保证在通信模式不一的网络环境下终端与服务器的通信，其主要包括供电终端通信选择方法和多跳路由转发机制。

(1)多模组网主要是指多跳路由转发机制，终端节点可以通过多跳的方式与预设节点建立连接，进而与服务器建立连接。预设节点是指能够进行移动公网通信(GPRS/3G/4G等)的G节点和能够与用户端直接通信的B节点。

其中，G节点可以直接与服务器通过移动公网进行通信，而B节点则是终端通过有线或无线通信与用户网络建立连接后由用户网络将数据转发至服务器，在确定转发路径的过程中首先使用了无向图网络模型分析节点对的可达矩阵，结合Dijkstra算法和QoS综合服务模型设计出一种路径最短，时延低的信息传播方法，最短通信路径是指综合了通信的物理长度、链路速度等参数的代价最低路径。

(2)供电终端通信选择方法主要是指节点与服务器通信由多种不同的通信线路可以选择，本发明针对不同通信状况可以选择适合的通信线路，其主要分为设备网络通信和用户网络通信两种。其中，设备网络通信指的是由供电终端通过多模组网组建起来的通信网络，用户网络是指用户终端的通信模块构成的通信网络。供电终端通过用户网络向服务器上报共享用电信息主要有两种情况：一是供电终端与用户终端通过有线或无线(蓝牙、现场总线等)通信方式建立连接；二是通过用电终端主动读取供电终端的用电信息，自主上报和共享本次用电信息。

下面参考图1至图3对本发明的面向共享用电的多模组网通信和选择方法进行详细说明。

如图1所示，本发明实施例的面向共享用电的多模组网通信和选择方法，包括如下步骤：

步骤S1，构建设备网络、用户网络和共享用电平台网络，其中，设备网络包括多个供电终端内置的通信模块构成，每个供电终端内置的通信模块至少对应一种通信模式，经过多模组网构成设备网络；用户网络包括用户终端的通信模块构成，可进行实时共享的网络；共享用电平台网络用于服务器与设备网络和用户网络相连通。

如图2所示，本发明主要由设备网络、用户网络和共享用电平台网络三部分组成。

设备网络是有智能用电终端内置的通信模块组成，当前主要的通信模块有电力载波、微功率无线、RS485总线、蓝牙、WIFI，以及移动公网(GPRS/3G/4G等)等，每个智能用电终端至少拥有一种通信接口。

多模组网是通过异网异构的路由算法来实现系统中不同通信模式的节点之间可以通过一跳或多跳的方式进行通信，其中多跳转发时的每一跳均可采用不同的通信模式；在进行通信线路的选择时，系统可以通过设备网络与用户网络两种方式实现与服务器的连接。

用户网络是由用户的智能终端(智能手机等)的通信功能组成，一般是智能终端一般能连接移动公网，或还具备蓝牙、WIFI和二维码识读能力。

共享用电平台网络是设备网络和用户网络连通的服务端，通过网络管理用户和设备，并提供全方位的业务服务。

步骤S2，当所述供电终端需要与服务器进行通信时，采用多跳路由转发机制与预设节点建立连接，进而与服务器建立连接；预设节点为能够进行移动公网通信的G节点和能够与用户终端直接通信的B节点。

具体地，将所述供电终端按照距离分为不同的区域，每个区域设有一个可进行移动公网(GPRS/3G/4G)通信的中心G节点，终端选择所属域需要向中心G节点发送一级接入请求，G节点根据自己是否有足够的资源以及安全策略决定是否响应终端接入请求，终端实现一级接入即确定所属域后向周围G节点广播二级接入请求确定二级接入G节点即邻域G节点，所述G节点为外增节点或由含移动公网通信的供电终端担任，若其为供电终端则其可直接与所述服务器通信，域内其他终端则需以所述G节点为中转节点与所述服务器进行通信。

如图2所示，将供电终端按距离分为不同的区域，每个区域设有一个可进行移动公网通信的中心节点G(以下简称G节点)，G节点为外增节点或由含移动公网通信模式的供电终端担任，若为供电终端则其可直接与服务器通信，域内其他终端则需以G节点为中转节点与服务器进行通信。

例如，供电终端1可通过信道7将数据发送至G节点，由G节点转发至服务器，而供电终端G可直接将数据发送至服务器。

步骤S3，供电终端初始按照以下优先级，之后通过对通信线路的评价对优先级进行重新排序，通过所述预设节点与所述服务器建立连接：

(1)供电终端通过所在区域内的G节点与服务器通过移动公网进行通信；

将供电终端按距离分为不同的区域，每个区域设有一个可进行移动公网通信的中心节点G(以下简称G节点)，G节点为外增节点或由含移动公网通信的供电终端担任，若为供电终端则其可直接与服务器通信，域内其他终端则需以G节点为中转节点与服务器进行通信。

例如，供电终端1可通过信道7将数据发送至G节点，由G节点转发至服务器，而供电终端G可直接将数据发送至服务器。

(2)通过多跳转发至邻域G节点，并由该G节点将数据转发至服务器；

具体地，终端可通过多跳转发至邻域G节点，并由该G节点将数据转发至服务器。

例如，终端6可以依次通过信道3经由终端3、信道4、终端7、信道5至邻域(域2)G节点，由各终端转发并最终由邻域G节点将数据发送至服务器。

(3)供电终端通过多跳转发至B节点，与用户网络建立连接后由用户网络将数据转发至服务器；

具体地，终端可通过多跳路由转发至可与用户端直接通信的终端(以下简称B节点)，并提醒用户连接终端开始用电，终端由其他终端包括B节点进行转发，并通过用户网络与服务器进行通信并报告故障节点信息。例如，终端5可以与能与用户端直接通信的B节点进行通信，提示用户与B节点建立通信连接，于是终端5的数据由终端1和B节点转发与用户网络相连，最终由用户网络将数据发送至服务器。

(4)对于无法直接或通过多跳与服务器建立连接且附近无B节点建立连接的情况，用户终端主动读取所述供电终端的用电数据上传服务器并在用户网络内共享用电终端信息。

其中终端会根据每次通信情况对经由节点转发的通信线路进行评价，终端记录每次通信时所选通信线路的QoS指标对该条通信线路进行线路评价，根据评价来修正线路优先级，从而对通信线路的优先级进行重新排序，而由用户主动上传的通信线路的优先级则保持在最低状态作为应急通信线路。

在本发明的一个实施例中，供电终端通过用户网络与服务器通信包括以下两种情况之一：

(1)供电终端与用户终端通过有线或无线(蓝牙、现场总线等)通信方式建立连接；

(2)通过用电终端主动读取供电终端的用电信息，自主上报和共享本次用电信息。

具体地，供电终端通过有线或无线通信转发至B节点，与用户网络建立连接后由用户网络将数据转发至服务器；而对于无法直接或通过多跳与服务器建立连接且附近无B节点可直接或通过多跳建立连接，即无法通过节点转发的方式与服务器建立连接的点，将由用户通过用户网络主动上传用电数据。

例如，终端5可以与能与用户端直接通信的B节点通过多跳进行通信，提示用户与B节点建立通信连接，于是终端5的数据由终端1和B节点转发与用户网络相连，最终由用户网络将数据发送至服务器，而终端4无法通过节点转发的方式与服务器或用户网络建立连接，此时，将由用户主动将设备用电数据上传服务器。

下面对多跳路由转发机制进行说明，包括如下步骤：

步骤1，将每一个供电终端和外加的G节点都视为一个节点，设置通信距离上限，每个节点只会与通信上限内的节点通信，将符合条件的节点保存在本地邻居列表。

步骤2，每个节点开始给节点通讯录上的节点发送请求帧，根据应答时间计算到每个节点的路由开销。

步骤3，供电终端向服务器传输数据，判断供电终端与预设节点之间是否存在通路。

具体地，如图3所示，终端向服务器传输数据，首先需要判断终端与预设节点(G节点和B节点等)之间是否存在通路。

利用无向图寻找节点之间的通路。

当一个节点需要同一个其无线覆盖范围之外的节点进行通信时，可以借助该节点对之间的一个或多个转发节点(相当于路由器)进行接力传输，即进行多跳接力传输。因此可用无向图作为无线网络的抽象模型。

将无线网络抽象化为无向图G＝<V,E>,其中：

1.V是非空集合，称为顶点集。

2.E是V中元素构成的无序二元组的集合，称为边集。其具体含义就是网络节点对间的关系(边)集合。在简单应用中，边集E可作为无向图的邻接矩阵，一般用二维数组表示。

G中节点数为N分别为P₁-P_N，,一共有M种通信模式分别为J₁-J_M。

考虑在模式J_i下，无线网络的无向图为G_i，根据各节点之间的连接关系写出邻接矩阵A_i，此实对称矩阵的主对角元素为0，其余元素根据对应点的连通情况，相连时取1，否则取0.A_i未考虑模式最大无线传输距离因素，而节点对直接通信时，节点对必须在相互无线网络覆盖范围内，因此需进一步对网络模式邻接矩阵进行处理。如果两节点的距离小于等于模式最大无线传输距离，A_i中相应(i，j)元素不变，否则相应元素置为0。处理后得到的邻接矩阵即为单模网络节点邻接矩阵，记为A_I。

在求出每种模式下的邻接矩阵后，将所有矩阵相加，即可得到多模融合网络的邻接矩阵：

如果节点对(i，j)一跳可达，那么A(G)中的(i,j)元即为一跳可达的通路数；如果一跳不可达，则相应元素为0。

上述分析中由邻接矩阵求出的可达矩阵可以判断任意两节点间是否存在通路，即判断终端与特殊节点间是否存在通路。

步骤4，建立供电终端与预设节点的最短通信路径。对于通信模式不一的终端节点可以通过多跳路由转发与目标节点建立连接，并通过路由算法选择一条最短路径进行通信。

具体地，建立供电终端与预设节点的最短通信路径，包括如下步骤：

定义集合,初始时，集合S只包含源节点，即S＝{8}，8的距离为0,U包含除8之外其他顶点，即U＝{2,5,7,9},若1与U中顶点m有边且含同种模式，则<8,m>正常有权值，例如<8,2>＝4,若m不是8的有边连接点或不含同种模式，则<8,m>权值为∞，例如<8,11>＝∞,<8,5>＝∞。

从U中选取一个距离8最小的顶点k，把k加入S(该选定的距离就是A到k的最短路径长度)，例如选择9点加入集合S；以9为新考虑的中间点，修改U中各顶点的距离；若从源节点8到顶点r的距离(经过顶点9)比原来距离(不经过顶点9)短，则修改顶点r的距离值，修改后的距离值的顶点9的距离加上边上的权，例如原来2-8的路由开销为6，但2-9-8的路由开销为4，则将此路径记录下来并更改2点的数值。

重复以上直至所有顶点均在集合S中，记录终端至预设节点的通信最短路径。

步骤5，根据得到的最短通信路径，以此路径向服务器发送数据。

具体地，根据得到的供电终端到达预设节点最短可达路径，并将路径记录下来，根据此路径向服务器发送数据。即，在完成了寻找终端到所属域G节点，邻域G节点和附近B节点最短可达路径的步骤，并记录下了此最短路径，可以根据此路径向服务中心传播信息。

此外，为了保证延时大小，本发明还采用QoS综合服务模型，在每一个通信节点上设置策略控制模块、接纳控制模块和分组分类模块。

策略控制模块用于确定请求预留的应用是否有许可做资源预留。它需要检查其他节点发来的包是否满足连接请求中的流特性来确定是否禁止该预留行为。同时,它还对每一数据流进行监控,确定它们是否遵守预留的带宽并采取措施在数据流“违规”时使其重新符合规定。它能提供对数据流进行平滑控制、拥塞控制等。

接纳控制模块也称为容许控制,用于确定在本节点中是否有足够的本地资源来支持请求预留的带宽。如果没有足够的资源,则接纳控制将拒绝该预留请求。接纳控制算法的核心,是通过预定的QoS参数计算出信道的最大容量。

分组分类模块用于确定QoS的级别,对应用程序送来的每一个分组进行检查,对属于不同数据流的分组进行分类。对于一个新的资源预留请求,在同时通过接纳控制和策略控制后,分组分类器将确定该数据流的传输优先级参数，在共享用电系统中，可以赋予用户名，用电量，用电时间等赋予较高的QoS级别，而具体的用电设备信息可以赋予比较低的QoS级别，这样可以保证在网络局部出现故障时，最关键的信息仍然能够在正常延时内传送到服务器。

根据本发明实施例的面向共享用电的多模组网通信和选择方法，主要包括供电终端通信选择方法和多跳路由转发机制，以实现共享用电终端的多模组网通信与选择，融合了多种通信模式，打破了单一通信模式的局限，通过多模多跳组网的方式可以扩大通信范围，增加了终端与服务器的通路数。通过将不同通信模式的供电终端组合到同一个网络中并按照一定的转发机和选择方法来解决不同架构和硬件下终端的组网和通信问题，打破了单模组网通信的局限性，具有很强的实用性。

本发明公开的通信方法除了能够通过共享用电设备自身通信网络与服务器建立连接外，还可以通过用户的通信网络与服务器进行通信。本发明不仅可以通过传统的设备通信网络与服务器建立通信，对一些无法通过多跳转发与服务器建立连接的点或者通信线路状态较差无法满足通信要求时，还可以通过用户网络来与服务器进行通信，实现了对用户网络资源的共享。

本发明具有兼容性好，建设成本低和可拓展性强的特点，可有效满足各类复杂环境下共享用电的通信需求。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。本发明的范围由所附权利要求及其等同限定。

Claims (8)

1.一种面向共享用电的多模组网通信和选择方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤S1，构建设备网络、用户网络和共享用电平台网络，其中，所述设备网络包括多个供电终端内置的通信模块构成，每个所述供电终端内置的通信模块至少对应一种通信模式，经过多模组网构成所述设备网络；所述用户网络包括用户终端的通信模块构成，进行实时共享的网络；所述共享用电平台网络用于服务器与所述设备网络和用户网络相连通；

步骤S2，当所述供电终端接收到用户终端的共享用电请求，需要与服务器进行通信时，采用多跳路由转发机制与预设节点建立连接，进而与所述服务器建立连接；所述预设节点为能够进行移动公网通信的G节点和能够与用户端直接通信的B节点；

步骤S3，所述供电终端初始按照以下优先级，之后通过对通信线路的评价对优先级进行重新排序，通过所述预设节点与所述服务器建立连接：

(1)所述供电终端通过所在区域内的G节点与所述服务器通过移动公网进行通信；

(2)通过多跳转发至邻域G节点，并由该G节点将数据转发至服务器；

(3)则由所述供电终端通过多跳转发至所述B节点，与用户网络建立连接后由用户网络将数据转发至所述服务器；

(4)所述用户终端主动读取所述供电终端的用电数据上传服务器并在用户网络内共享用电终端信息；

其中终端会根据每次通信情况对经由节点转发的通信线路进行评价，终端记录每次通信时所选通信线路的QoS指标并对该条通信线路进行线路评价，根据评价来修正线路优先级，从而对通信线路的优先级进行重新排序，而由用户终端主动上传的通信线路的优先级则保持在最低状态作为应急通信线路。

2.如权利要求1所述的面向共享用电的多模组网通信和选择方法，其特征在于，所述供电终端通过用户网络与服务器通信包括以下两种情况之一：

(1)所述供电终端与用户终端通过无线或有线通讯建立连接；

(2)所述用户终端主动读取所述供电终端的用电数据上传服务器并在用户网络内共享用电终端信息。

3.如权利要求1所述的面向共享用电的多模组网通信和选择方法，其特征在于，在所述步骤S2中，

将所述供电终端按照距离分为不同的区域，每个区域设有一个可进行移动公网通信的中心G节点，所述G节点为外增节点或由含移动公网通信功能的供电终端担任，若其为供电终端则其可直接与所述服务器通信，域内其他终端则需以所述G节点为中转节点与所述服务器进行通信。

4.如权利要求1所述的面向共享用电的多模组网通信和选择方法，其特征在于，所述多跳路由转发机制包括如下步骤：

步骤1，将每一个供电终端和外加的G节点均视为一个节点，设置通信距离上限，每个节点只会与通信上限内的节点通信，将符合条件的节点保存在本地邻居列表；

步骤2，每个所述节点开始向预设节点通讯录上的节点发送请求帧，根据应答时间计算到每个节点的路由开销；

步骤3，所述供电终端向所述服务器传输数据，判断所述供电终端与预设节点之间是否存在通路；

步骤4，建立所述供电终端与所述预设节点的最短通信路径；

步骤5，根据得到的所述最短通信路径，以此路径向所述服务器发送数据。

5.如权利要求4所述的面向共享用电的多模组网通信和选择方法，其特征在于，所述判断所述供电终端与预设节点之间是否存在通路，包括如下步骤：

利用无向图寻找节点之间的通路；

当一个节点需要同一个其无线覆盖范围之外的节点进行通信时，借助该节点对之间的一个或多个转发节点(相当于路由器)进行接力传输，即进行多跳接力传输；因此可用无向图作为无线网络的抽象模型；

将无线网络抽象化为无向图G＝<V,E>,其中：

1.V是非空集合，称为顶点集；

2.E是V中元素构成的无序二元组的集合，称为边集， 其具体含义就是网络节点对间的关系(边)集合；在简单应用中，边集E可作为无向图的邻接矩阵，一般用二维数组表示；

G中节点数为N分别为P₁-P_N，一共有M种通信模式分别为J₁-J_M；

考虑在模式J_i下，网络的无向图为G_i，根据各节点之间的连接关系写出邻接矩阵A_i，此实对称矩阵的主对角元素为0，其余元素根据对应点的连通情况，相连时取1，否则取0；A_i未考虑模式最大无线传输距离因素，而节点对直接通信时，节点对必须在相互无线网络覆盖范围内，因此需进一步对网络模式邻接矩阵进行处理，如果两节点的距离小于等于模式最大无线传输距离，A_i中相应(i,j)元素不变，否则相应元素置为0，处理后得到的邻接矩阵即为单模网络节点邻接矩阵，记为A_I；

在求出每种模式下的邻接矩阵后，将所有矩阵相加，即可得到多模融合网络的邻接矩阵：

如果节点对(i，j)一跳可达，那么A(G)中的(i,j)元即为一跳可达的通路数；如果一跳不可达，则相应元素为0；

上述分析中由邻接矩阵求出的可达矩阵可以判断任意两节点间是否存在通路，即判断终端与预设节点间是否存在通路。

6.如权利要求4所述的面向共享用电的多模组网通信和选择方法，其特征在于，所述建立所述供电终端与所述预设节点的最短通信路径，包括如下步骤：

S10：定义集合S，初始时，集合S只包含源节点，即S＝{8}，8的距离为0，U包含除8之外其他顶点，即U＝{2，5，7，9}，若1与U中顶点m有边且含同种模式，则<8，m>正常有权值；若m不是8的有边连接点或不含同种模式，则<8，m>权值为∞，例如<8，11>＝∞；

S20：从U中选取一个距离8最小的顶点k，将k加入S；若从源节点8到顶点r的距离比原来距离短，则修改顶点r的距离值，修改后的距离值的顶点9的距离加上边上的权；

重复步骤S10和S20直至所有顶点均在集合S中，记录终端至预设节点的通信最短路径。

7.如权利要求1所述的面向共享用电的多模组网通信和选择方法，其特征在于，采用QoS综合服务模型，在每一个通信节点上设置策略控制模块、接纳控制模块和分组分类模块。

8.如权利要求7所述的面向共享用电的多模组网通信和选择方法，其特征在于，

所述策略控制模块用于确定请求预留的应用是否有许可做资源预留，检查其他节点发来的包是否满足连接请求中的流特性来确定是否禁止该预留行为；

所述接纳控制模块用于确定在本节点中是否有足够的本地资源来支持请求预留的带宽，如果没有足够的资源，则接纳控制将拒绝该预留请求；

所述分组分类模块用于确定QoS级别，对应用程序送来的每一个分组进行检查，对属于不同数据流的分组进行分类，对于一个新的资源预留请求，在同时通过接纳控制和策略控制后，分组分类器将确定该数据流的传输优先级参数，在共享用电系统中赋予较高的QoS级别，具体的用电设备信息赋予较低的QoS级别。

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