CN109951813B - 一种能源计量网络的组网方法及抄表方法 - Google Patents

Abstract

一种能源计量网络的组网方法及抄表方法，主节点在组网或抄表过程中触发特定的超帧结构，组网时主节点在组网超帧的主节点信令时隙上向从节点发送入网邀请信令，从节点在组网超帧中属于自己的信令时隙上接收/发送信令，主节点逐跳引导未入网从节点快速入网并进行短地址分配，实现了大量节点的短时密集入网和网络拓扑快速建立。抄表时主节点在抄表超帧的主节点信令时隙上发送全网抄表信令；从节点在本抄表超帧的属于自己的时隙上接收/发送信令以及接收/发送抄表数据，抄表过程结合了从节点短地址的分配特征，通过对时隙资源分布式和集中式的联合按需分配，可以快速实现全网抄表命令的下行全网广播和各从节点计量数据的上行高效传输。

Description

一种能源计量网络的组网方法及抄表方法

技术领域

本发明属于通信技术领域，尤指涉及一种能源计量网络的组网方法及抄表方法。

背景技术

为更好实现节能降耗，(水电气)能源计量管理的科学化、规范化、自动化越来越受到各方的重视。对于能源供应和管理部门来说，用户多元化的需求和自身管理的发展也要求能够对能源消费实现高效精细的管理，例如实现能耗的分时计费，使系统可以在规定的时间内记录用户用量，实现管理到户、及时收费，可以及时检测系统的资源利用情况并进行峰值控制，以及利用全面、科学的技术手段进行能源使用的业务分析和业务预测等。

能源计量网络的通信区域范围较大，网络结构一般为多跳无线网络，许多业务数据需要中继多跳传输。而大部分能源计量网络的工作频段不是严格的专用保护通信频段，能源计量网络的部署环境又比较复杂恶劣，网络周围可能部署了大量其它使用相同频段的通信设备，因此整个网络的通信过程面临着电磁环境复杂、链路干扰严重、通信链路质量变化剧烈、多跳不可靠传输、网络节点数量众多网络业务会在短时爆发且单向流动等诸多挑战。

针对计量数据的全网抄表是能源计量网络的一种特有的业务需求，和其它类型的多跳网络相比，该类型的业务具备如下特征：

1、突发性：用户随时可能触发该业务需求；

2、业务负荷高时变性：未触发该业务时，网络业务负荷一般很低，基本处于空闲状态，触发后，在短时间内网络中每一个节点都会产生各自的业务发送需求，网络业务负荷瞬间变成重负荷状态；

3、业务目的节点唯一性：所有从节点上报的业务数据的目的节点都是主节点，会导致产生局部堵塞情况。

从以上业务特征可知，能源计量网络和传统的分布式多跳网络存在较大的差别，再加上业务的独特性，常规的分布式多跳无线网络的通信协议在能源计量网络的通信效果不佳，如适合于轻网络业务负荷模型的CSMA类信道接入协议在能源计量网络的通信效果很差。因此，有必要针对性地设计一套和能源计量网络的网络特性匹配的组网通信方法，以更好地满足用户需求，提高网络的通信性能。

发明内容

本发明的目的在于提供一种简单高效的适用于能源计量网络的组网方法。

本发明的另一目的在于提供一种通信效率高的能源计量网络的抄表方法。

为了实现上述第一目的，本发明采取如下的技术解决方案：

一种能源计量网络的组网方法，所述能源计量网络包括主节点和附属于所述主节点的从节点，主节点和从节点在网络中都具有唯一性的短地址，网络触发组网需求后，组网过程包括以下步骤：

主节点被触发并执行一个组网超帧，所述组网超帧依次包括主节点信令时隙区、第一已入网从节点信令时隙区、未入网从节点信令时隙区和第二已入网从节点信令时隙区，组网超帧中的主节点信令时隙区包含M个信令时隙，第一已入网从节点信令时隙区和第二已入网节点信令时隙区均包含X个信令时隙，未入网从节点信令时隙区包含Y个信令时隙，M、X、Y均为整数，X为本组网超帧触发时已入网节点的数量，Y为本组网超帧触发时未入网从节点信令时隙区的时隙数量，所述主节点信令时隙区分配给主节点使用，所述第一已入网从节点信令时隙区基于已入网从节点的短地址，按顺序依次分配给本组网超帧触发时已经入网的从节点使用，所述第二已入网从节点信令时隙区基于已入网从节点的短地址，按逆序依次分配给本组网超帧触发时的已经入网的从节点使用，未入网从节点信令时隙区分配给未入网从节点使用；

主节点在组网超帧的主节点信令时隙上向从节点发送入网邀请信令，入网邀请信令中包含有本组网超帧的时隙构成信息；

从节点在组网超帧中属于自己的信令时隙上接收/发送信令：对于已入网从节点，在本组网超帧的第一已入网从节点信令时隙区中属于自己的信令时隙上中继转发入网邀请信令，并在入网邀请信令中添加自身的短地址信息，在第二已入网从节点信令时隙区中属于自己的信令时隙上中继转发其它从节点的入网申请信令；对于未入网的从节点，在接收到入网邀请信令后，从本组网超帧的未入网从节点信令时隙区中选择一个信令时隙，在该信令时隙上发送包含自身设备ID信息的入网申请信令；

主节点收到某个从节点的入网申请信令后，为该从节点分配短地址，并以入网同意信令形式在下一组网超帧中属于自己的信令时隙上将分配信息沿着该入网申请信令的上行路径逆向发送给该申请入网的从节点，从节点收到入网同意信令后，入网成功，停止发送入网申请信令；

一个组网超帧执行完成后，主节点判断是否所有的从节点都已入网，如果所有从节点都已经入网，则组网完成，否则主节点进一步判断是否已经连续数个组网超帧都没有收到新的入网申请信号，如果是则认为所有从节点已经入网，组网完成，如果不是，则主节点触发执行下一个组网超帧，重复以上步骤，直至组网结束，主节点在执行新的组网超帧时，都根据该组网超帧触发时已入网节点数量重新确定超帧中未入网从节点信令时隙区的时隙数量。

进一步的，一个组网超帧中未入网从节点信令时隙区的时隙数量Y的取值为本组网超帧触发时未入网节点数量的倍数。

进一步的，主节点在连续两个组网超帧中都没有收到新的入网申请信号时，在下一个组网超帧中将未入网从节点信令时隙区的时隙数量Y取值的变小。

进一步的，网络中的从节点按照以下规则确定自身的上一级中继节点：如果该从节点可以接收到主节点的信号，则将主节点指定为自己的上一级中继节点；如果只能接收到从节点的信号，则从中选出一个信令信号跳数最小且接收信号质量最好的从节点作为自己的上一级中继节点，并将中继节点信息添加至所发送的信令中。

进一步的，已入网从节点接收到入网申请信令后，如果自己不是该入网申请信令指定的中继节点，则丢弃该入网申请信令，如果是该入网申请信令指定的中继节点，则在本组网超帧属于自己的信令时隙上中继转发该入网申请信令，转发时将自己的短地址添加至入该网申请信令中。

进一步的，已入网从节点在收到上一级中继节点的隐性答复或转发数次到达上限后，停止入网申请信令的转发。

进一步的，主节点按以下规则为从节点分配短地址：将未分配短地址集合中的最小值分配给本次申请入网的从节点，每分配出一个短地址后，都对未分配短地址集合进行更新。

进一步的，未入网从节点接收到入网邀请信令后，按以下规则在组网超帧的未入网从节点信令时隙区中挑选自己的信令时隙：y＝mod(ID,Y)+1，y表示在未入网从节点的时隙编号，mod表示取模运算，ID表示该未入网从节点的设备十进制ID值。

由以上技术方案可知，本发明针对能源计量自动抄表网络的电磁环境恶劣、干扰强、链路时变强、拓扑结构不稳定、网络节点数量众多等特性，提出了一种新的组网方法，在组网阶段，主节点发起一定数量的动态超帧结构，逐跳引导未入网从节点快速入网并进行短地址分配，短地址分配将呈现离主节点跳数越大的从节点的短地址越大的特征，在组网阶段基于网络从节点数量的超帧结构按需预留适量的信道资源，降低了网络组网过程的信令信号的碰撞概率，从而实现了大量节点的短时密集入网和网络拓扑快速建立。

为了实现上述第二目的，本发明采取如下的技术解决方案：

采用前述能源计量网络的组网方法进行组网的网络，抄表方法包括以下步骤：

主节点被触发并执行一个抄表超帧，所述抄表超帧依次包括主节点信令时隙区、已入网从节点信令时隙区、第一已入网从节点数据时隙区和第二已入网从节点数据时隙区，抄表超帧中的主节点信令时隙区包含M’个信令时隙，已入网从节点信令时隙区、第一已入网从节点数据时隙区和第二已入网从节点数据时隙区均分别包含N个时隙，M’和N均为整数，N为全网抄表时入网节点的数量，所述主节点信令时隙区分配给主节点使用，所述已入网从节点信令时隙区基于已入网从节点的短地址，按顺序分配给本抄表超帧触发时已经入网的从节点使用，所述第一已入网从节点数据时隙区基于已入网从节点的短地址，按顺序平均预分配给本抄表超帧触发时已经入网的从节点使用，所述第二已入网从节点数据时隙区基于已入网从节点的短地址，按逆序平均预分配给本抄表超帧触发时已经入网的从节点使用；

主节点在抄表超帧的主节点信令时隙上向全网发送全网抄表信令；

所有收到抄表信令的从节点在本抄表超帧的已入网从节点信令时隙区中属于自己的信令时隙上中继发送抄表信令，如果从节点在上一抄表超帧中发送了抄表数据，则在本抄表超帧中自己的信令时隙上接收自己在上一抄表超帧中所发送的抄表数据的数据接收确认信令；

接收到抄表信令的从节点在本抄表超帧的第一已入网从节点数据时隙区和第二已入网从节点数据时隙区中属于自己的数据时隙上发送/接收抄表数据，所发送的抄表数据包括自身的数据和其它节点的中继数据，并在下一个抄表超帧的已入网从节点信令时隙区中属于自己的信令时隙上等待数据接收确认信令，从节点正确接收到其它节点的抄表数据后，在下一个抄表超帧的已入网从节点信令时隙区中属于自己的信令时隙上发送数据接收确认信令；

主节点接收到某个从节点的抄表数据后，沿着该抄表数据的逆向路由向成功上报抄表数据的从节点发送数接收确认信令；

一个抄表超帧执行完成后，主节点判断是否已经接收到所有从节点的抄表数据，如果是，则本次抄表结束；否则主节点进一步判断是否已经连续数个抄表超帧都没有收到新的抄表数据，如果是则认为本次全网抄表结束，如果不是，则主节点触发执行下一个抄表超帧，重复以上步骤，直至收到所有从节点的上报数据，抄表完成。

进一步的，从节点在本抄表超帧自身的信令时隙上接收到自己在上一抄表超帧中所发送的自身抄表数据的数据接收确认信令后，如果该数据接收确认信令来主节点，则认为抄表数据上报完成，如果该数据接收确认信令来自从节点，则从中选择一个跳数最小且短地址最小的从节点作为自己抄表数据的上一级中继节点，当上一级中继节点的短地址小于从节点自身的短地址时，从节点在本抄表超帧自身的信令时隙上通过信令方式通知上一级中继节点对自己的数据进行上行中继，当上一级中继节点的短地址大于从节点自身的短地址时，从节点在下一个抄表超帧自身的信令时隙上通过信令方式通知上一级中继节点对自己的数据进行上行中继；如果从节点在本超帧自身的信令时隙上没有收到数据接收确认信令，则认为本次数据发送失败，并在后续的抄表超帧中属于自己的数据时隙上重新发送抄表数据，直至抄表数据的发送次数达到上限后丢弃或者直至收到邻居节点的数据接收确认信令。

进一步的，从节点接收到其它从节点发送的抄表数据，且自己是这些抄表数据指定的上一级中继节点时，则将收到的抄表数据进行中继发送，并将自己的短地址信息添加进抄表数据中。

进一步的，从节点接收到自身发送的抄表数据的数据接收确认信令后，则认为自己已完成本次上报任务，不再发送自身的抄表数据，如果还有其他从节点的中继数据则继续中继转发其他从节点的抄表数据，直至收到一次新的抄表命令。

进一步的，从节点在指定自己的上一级中继节点后，在信令时隙上通过信令方式将本抄表超帧中属于自己的数据时隙的使用权转让给自己的上一级中继节点，直至自己收到来自主节点的数据接收确认信令或者等待超时后，从节点不再转让自己数据时隙的使用权，并重新在自己的数据时隙上发送抄表数据，同时更换上一级中继节点。

进一步的，主节点收到某个从节点的抄表数据后，在向该从节点发送数据接收确认信令的同时，通过信令方式回收该从节点的数据时隙的使用权和调度权。

进一步的，如果从节点可以直接接收到来自主节点的数据接收确认信令，则将自己定义为上行数据业务的1跳节点，1跳节点在自己的信令时隙上公告自身的业务负荷情况，主节点根据1跳节点的业务负荷情况，将回收到的已完成上报的从节点的数据时隙资源在主节点信令时隙上通过信令方式分配给1跳节点使用。

进一步的，主节点按以下规则调度时隙：将1跳节点按短地址从小到大排序，依次为1跳节点根据数据传输所需要的数据时隙进行数据时隙的分配，直至时隙资源用尽或所有1跳节点的要求都获得满足，如果所有1跳节点的要求都获得满足后还有剩余时隙，则分配给短地址最小的节点。

进一步的，主节点的时隙调度的有效期为1个抄表超帧。

进一步的，从节点在一个抄表超帧中收到的信令内容冲突时，优先采纳执行来自主节点的信令。

由以上技术方案可知，本发明的抄表方法，结合组网阶段从节点短地址的分配特征，由网络主台发起的动态超帧结构可以通过对时隙资源分布式和集中式的联合按需分配，快速实现全网抄表命令的下行全网广播和各从节点计量数据的上行高效传输。和传统分布式多跳网络相比，本发明的组网和抄表基于能源计量网络特殊通信业务模型，抄表时先获取上行抄表数据的实际接收效果，再采用短时逐跳决策的策略，无需进行传统的周期性网络同步维持和路由维护，简单且鲁棒性强，可以更好地适应时变性强的物理层通信链路。本发明的抄表方法在信道接入层通过对时隙资源的高效按需调度，实现了网络信令和抄表数据信号的定向和有序传输，可以更好满足用户对能源计量网络的自动组网和业务数据通信需求。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做简单介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例组网阶段的超帧时隙结构的示意图；

图2为本发明组网方法的流程图；

图3为本发明实施例抄表阶段的超帧时隙结构的示意图；

图4为本发明抄表方法的流程图；

图5为一个3跳网络的拓扑结构图；

图6为3跳网络组网时各阶段组网超帧的结构图；

图7为3跳网络组网完成后各节点的短地址分配示意图；

图8为3跳网络抄表时各阶段组网超帧的结构图；

图9为3跳网络抄表过程中第1个抄表超帧的结构图；

图10为3跳网络抄表过程中第2个抄表超帧的结构图。

具体实施方式

为了让本发明的上述和其它目的、特征及优点能更明显，下文特举本发明实施例，并配合所附图示，做详细说明如下。

能源计量网络中一般包括主节点和N个附属于该主节点的从节点，本发明网络中的主节点和从节点基于超帧结构进行通信，组网时主节点通过直接要求或多跳中继间接要求网络中从属于该主节点的从节点加入网络，并在收到从节点入网申请后为其分配一个在该网络中具有唯一性的短地址，网络中主节点的短地址默认为0，其它从节点的短地址的取值范围为[1,N]。

图1为组网阶段主节点触发的超帧的时隙结构示意图。如图1所示，组网阶段的超帧包括4个用途不同的信令时隙，依次为：主节点信令时隙区(S)、第一已入网从节点信令时隙区(S，顺序)、未入网从节点信令时隙区(S)和第二已入网从节点信令时隙区(S，逆序)，组网节点所使用的时隙全部为长度相同的信令时隙。本发明的组网阶段的超帧为动态超帧，随着超帧结构的推进，从节点的不断入网，第一已入网从节点信令时隙区、未入网从节点信令时隙区、第二已入网从节点信令时隙区的时隙数量和组成比例会发生变化。

组网阶段的超帧中，主节点信令时隙区分配给主节点使用，主节点在主节点信令时隙上发送或接收信令，主节点信令时隙区包含有M个信令时隙，M为整数，后面实施例的说明中以主节点信令时隙区包含有5个信令时隙为例进行说明，5个时隙可以承载数量较多的不同用途的下行信令内容，还可以在不同时隙上重复发送相同内容的信令，提高可靠性，M还可以取其它整数。第一已入网从节点信令时隙区和第二已入网从节点信令时隙区分配给已入网从节点使用，供已入网从节点发送或接收信令。第一已入网从节点信令时隙区和第二已入网节点信令时隙区均包含有X个时隙，X为已入网从节点的数量，第一已入网从节点信令时隙区基于已入网从节点的短地址，按顺序依次分配给此超帧触发时已经入网的X个从节点使用，例如X个信令时隙按编号从小到大排序，将从节点按短地址从小到大排序，将信令时隙按时隙编号对应分配给短地址排序相同的入网节点；第二已入网从节点信令时隙区基于已入网从节点的短地址，按逆序依次分配给此超帧触发时的已经入网的X个从节点使用，例如X个信令时隙按编号从小到大排序，将从节点按短地址从大到小排序，将信令时隙按时隙编号对应分配给短地址排序相同的入网节点。未入网从节点信令时隙区包含有Y个时隙，未入网从节点信令时隙区分配给未入网从节点使用，用于未入网从节点发送入网申请信号。

组网过程中，X和Y值是动态变化的，主节点按以下公式决策各组网超帧中未入网从节点信令时隙区的时隙数量Y：Y＝[本组网超帧触发时未入网节点数量的1.5倍]，即Y＝[1.5×(N-X)]，符号[·]表示取整(如果非整数则上取整)。进一步的，如果主节点在连续两个组网超帧中都没有收到新的入网申请信号，为避免入网申请信号在相同时隙上重复碰撞的情况发生，则在下一个组网超帧中将未入网从节点信令时隙区的时隙数量Y调整为上一个超帧中未入网从节点信令时隙区的时隙数量的0.9倍(如果非整数则上取整)。

下面结合图2，对本发明的组网方法进行说明，本发明的组网方法包括以下步骤：

网络触发组网需求后，主节点被触发并开始执行一个组网超帧，主节点在每个组网超帧的主节点信令时隙上向从节点发送入网邀请信令，入网邀请信令中携带了本组网超帧的时隙构成情况信息，即X和Y的具体值。

从节点在组网超帧中属于自己的信令时隙上接收/发送信令；对于已入网从节点来说，其在第一已入网从节点时隙区中属于自己的信令时隙对入网邀请信令进行中继发送，实现入网邀请信令的多跳扩散，并在第二已入网从节点时隙区中属于自己的信令时隙对来自其他从节点的入网申请信令进行中继发送；已入网从节点在转发入网邀请信令时将携带自己的短地址信息，由此所有从节点(包括已入网和未入网)在一个超帧中收到其它任意一个已入网节点发送的入网申请信令信号时，可以实现这个超帧后续时隙的帧同步。

对于未入网的从节点来说，其在接收到入网邀请信令后，从该超帧的未入网从节点信令时隙区的Y个时隙中挑选1个信令时隙，并在该信令时隙上发送包含自身设备ID信息的入网申请信令；进一步的，如果该未入网从节点所接收的入网邀请信令来自主节点，即在一个超帧中未入网从节点可以直接收到主节点的信令信号，则该未入网从节点直接将主节点指定为其上一级中继节点，并添加至所发送的入网申请信令中，如果未入网从节点接收到的信令信号来自从节点，则在从节点中指定一个信令信号跳数最小、且接收信号质量最好的从节点作为自己入网申请信号的上一级中继节点。

进一步的，已入网从节点接收到入网申请信令后，如果该从节点本身不是该入网申请信令指定的中继节点，则丢弃该入网申请信令，如果是该入网申请信令指定的中继节点，则在本超帧的第一、第二已入网从节点信令时隙区中分配给自己的信令时隙上中继转发该入网申请信令，转发时将自己的短地址添加至入该网申请信令中；更进一步的，已入网从节点在收到上一级中继节点的隐性答复或转发数次到达上限后，如转发5次后，停止入网申请信令的转发；本发明的隐性答复是指针对该入网申请信令的同意入网申请信令，或者上一级中继节点的携带该入网申请信令的中继转发信号。

主节点收到某份入网申请信令后，将未分配短地址集合中的最小值分配给与该入网申请信令对应的从节点，并以入网同意信令形式在下一超帧属于自己的信令时隙上将信息沿着该入网申请信令的上行路径逆向发送给申请入网的从节点。

从节点收到入网同意信令后，即收到自身的短地址分配信令后，意味着已经入网成功，停止发送入网申请信令；进一步的，如果一个从节点发送1次入网申请信令后，为降低入网申请信号的竞争冲突概率，可令该节点在某个时间段内不再发送入网申请信令，该时间段的设定为经验值，可以根据网络实际情况灵活设定，典型值为30秒；从节点等待超时后，将在后续再次接收到的超帧结构中使用相同机制继续发送入网申请信令，直至收到入网同意信令。

主节点和从节点在一个组网超帧中属于自己的时隙上进行信令的发送/接收，当一个组网超帧执行完成后，主节点判断是否所有的从节点都已入网，如果所有从节点已经入网，则组网完成，否则主节点进一步判断是否已经连续数个组网超帧都没有收到新的入网申请信号，例如，连续20个组网超帧都没有收到新的入网申请信号，如果是则认为所有从节点已经入网，组网完成，如果不是，则主节点继续触发执行一个新的组网超帧，在新的组网超帧的主节点信令时隙上向从节点发送入网邀请信令，重复以上步骤，直至组网结束。主节点在触发新的组网超帧时，都根据该组网超帧触发时已入网节点数量重新确定超帧中未入网从节点信令时隙区的时隙数量Y。

本发明的组网步骤中，未入网从节点接收到入网邀请信令后，在组网超帧的未入网从节点信令时隙区中挑选自己的时隙时，可按以下算法进行挑选：y＝mod(ID,Y)+1，y表示在未入网从节点时隙区中所选择的时隙编号，mod表示取模运算，ID表示该未入网从节点的设备十进制ID值，Y表示组网超帧中未入网从节点信令时隙区的时隙数量。

本发明的组网步骤中，已入网从节点对来自其他从节点的入网申请信令进行上行中继转发时，按以下规则选择自身的上一级中继节点：如果在一个超帧中可以收到主节点信号，则上一级中继节点为主节点；如果只能收到从节点信号，则从中挑选出1个节点信令信号跳数最小、且接收信号质量最好的节点作为上一级中继节点，并在转发的信令中指定该从节点作为自己的上行信令内容的上一级中继节点。本发明的节点信令信号跳数的定义如下：主节点的跳数固定为0，一个已入网从节点从其可以收到信令信号的邻居节点集合中找出最小跳数的邻居节点，如果该邻居节点的跳数为H，则该已入网从节点的跳数为H+1，并将该跳数信息添加至自己发送的信令内容中。

本发明在超帧中设置两个排序相反的已入网从节点时隙区，为每个已入网从节点分配两个信令时隙，一个组网超帧中，主节点发送入网邀请信令，其它已入网从节点在第一个已入网从节点时隙区(顺序)下行逐跳扩散该信息；未入网从节点获知该信息后则在未入网从节点信令时隙区上发送入网申请信令，然后在第二个已入网从节点时隙区(逆序)中其指定的中继节点开始上行逐跳将入网申请信令传递给主节点；下一个超帧中主节点发送入网同意信令，其它已入网从节点在第一个已入网从节点时隙区(顺序)下行逐跳扩散该信息，申请节点收到该信息后将完成了入网过程，由此保证了在2个超帧中一个未入网节点就可以实现入网。由于入网节点的短地址分配将呈现离主节点跳数越大，短地址越大的特点，因此顺序和逆序的时隙安排可以保证下行信令和上行信令都可以在一个超帧中完成信源节点和信宿节点之间的多跳传输，有效提升网络信息的传输效率。

组网完成后，网络则可进入业务通信阶段。在抄表阶段，主节点和从节点之间以超帧结构进行通信，主节点向从节点发送抄表命令，要求全网所有入网从节点把命令所指示的自身能源计量抄表数据上报给主节点。本发明抄表阶段的超帧结构与组网阶段的超帧结构不同，组网阶段各超帧中已入网从节点和未入网从节点的信令时隙区的时隙数量和组成比例是动态变化的，而抄表阶段各超帧中的信令时隙区的时序数量所包含的时隙数量是固定不变的。如图3所示，抄表阶段的超帧同样包括4个用途不同的信令时隙，依次是：主节点信令时隙区(S’)、已入网从节点信令时隙区(S’，顺序)、第一已入网从节点数据时隙区(D，顺序)和第二已入网从节点数据时隙区(D，逆序)。抄表超帧中，一个数据时隙只能承载一个从节点的业务数据，而一个信令时隙可以通过信令串行拼凑的方式，在其固定信令长度范围内按需灵活承载一定数量不同类型和用途的信令内容，因此信令时隙的固定信令长度可以根据网络实际情况来进行灵活设，数据时隙区的长度根据本次抄表的数据长度和数据波形通信速率自适应确定。信令时隙和数据时隙的时间长度的确定为本领域的公知方法，此处不再赘叙。

抄表阶段的超帧中，考虑到主节点的信令负荷较重，在一个超帧中主节点有数个信令时隙，从节点只有1个信令时隙。主节点信令时隙区同样分配给主节点使用，主节点信令时隙区包含有M’个时隙，M’为整数，后面实施例的说明中以主节点信令时隙区包含有5个信令时隙为例进行说明。已入网从节点信令时隙区、第一已入网从节点数据时隙区和第二已入网从节点数据时隙区都分配给已入网从节点使用，而且这些时隙区均包含有N个时隙(N为全网抄表时的入网节点数量)。抄表超帧的已入网从节点信令时隙区中的信令时隙按照已入网从节点的短地址进行固定分配，基于已入网从节点的短地址，按顺序平均分配给此超帧触发时已经入网的N个从节点使用，例如N个信令时隙按编号从小到大排序，将从节点按短地址从小到大排序，将信令时隙按时隙编号对应分配给短地址排序相同的入网节点。第一已入网从节点数据时隙区同样基于已入网从节点的短地址，按顺序平均预分配给此超帧触发时已经入网的N个从节点使用，例如将N个数据时隙按编号从小到大排序，从节点按短地址从大到小排序，将数据时隙按时隙编号对应分配给短地址排序相同的入网节点。第二已入网从节点数据时隙区则基于已入网从节点的短地址，按逆序平均预分配给此超帧触发时已经入网的N个从节点使用，如将N个时隙按编号从大到小排序，从节点仍按短地址从小到大排序，将数据时隙按时隙编号对应分配给短地址排序相同的入网节点。由此在每个超帧中，一个从节点都有2个数据时隙，一个在顺序数据时隙区，一个为逆序数据时隙区，保证了在2个超帧时间内完成下行信令(全网抄表信令、数据接收确认信令和时隙调度信令)顺序逐跳扩散，以及上行数据的逆序逐跳中继传输。

在接收到抄表命令后，在短时间内所有从节点都将产生数据业务的发送需求，而且这些业务数据将全部上传给主节点，给网络传输带来瞬时的重度业务负荷，为了保证抄表信令的全网广播和抄表数据的快速上传，本发明抄表方法的步骤如下：

组网完成后，主节点进入业务通信阶段，并保持静默，当主节点接收到全网抄表要求后，主节点被触发并开始执行一个抄表超帧，主节点在抄表超帧的主节点信令时隙上向全网发送全网抄表信令。

全网抄表信令为全网广播信令，所有收到抄表信令的从节点都需要在本抄表超帧的已入网从节点信令时隙区中属于自己的信令时隙上进行中继发送。

从节点接收到全网抄表信令后，在本抄表超帧的第一已入网从节点数据时隙区和第二已入网从节点数据时隙区中属于自己的数据时隙进行抄表数据发送，所发送的抄表数据包括自身的数据以及其它节点的中继数据，并在下一个抄表超帧的已入网从节点信令时隙区中属于自己的信令时隙上等待其它节点发送的数据接收确认信令，从节点同时在本抄表超帧属于自己的数据时隙接收其它节点发送的抄表数据，如果正确接收到其它节点的抄表数据后，则在下一个抄表超帧的已入网从节点信令时隙区中属于自己的信令时隙上发送数据接收确认信令；例如一个从节点在第k个抄表超帧中使用2个数据时隙进行自身抄表数据的发送以及接收其它节点的抄表数据，然后在第k+1个抄表超帧自身的信令时隙上等待其它节点发送的数据接收确认信令，并在正确接收到来自其它节点的抄表数据后，向其它节点发送数据接收确认信令。

从节点在本抄表超帧自身的信令时隙接收自己在上一抄表超帧中所发送的抄表数据的数据接收确认信令，如果接收到来自主节点的数据接收确认信令，则认为抄表数据上报完成，如果接收到来自从节点的数据接收确认信令，则从这些从节点中选择跳数最小、短地址最小的从节点作为自己抄表数据的上一级中继节点，并在本抄表超帧自身的信令时隙上(当中继节点的短地址比自己小时)或下一个抄表超帧自身的信令时隙上(当中继节点的短地址比自己大时)中通过信令方式通知中继节点对自己的数据进行上行中继；如果从节点本超帧自身的信令时隙没有收到数据接收确认信令，例如从节点在第k个抄表超帧中属于自己的数据时隙发送了抄表数据，在第k+1个抄表超帧的信令时隙中没有收到任何一个节点发送的数据接收确认信令，则认为本次数据发送失败，并在后续的抄表超帧中属于自己的数据时隙上重新发送抄表数据，直至抄表数据的发送次数达到上限后丢弃或者直至收到邻居节点的数据接收确认信令。

主节点接收到某个从节点的抄表数据后，沿着该抄表数据的逆向路由向成功上报抄表数据的从节点发送数接收确认信令。

主节点和从节点在一个抄表超帧中属于自己的数据时隙及信令时隙上进行抄表数据和信令信号的发送/接收，当一个抄表超帧完成后，主节点判断是否已接收所有的从节点的抄表数据，如果是，则本次抄表结束；否则主节点进一步判断是否已经连续数个抄表超帧都没有收到新的抄表数据，例如，连续10个抄表超帧都没有收到任何新的上报数据，如果是则认为本次全网抄表结束，网络进入静默，直至产生新的业务通信需求，如果不是，则主节点继续触发执行一个新的抄表超帧，在新的抄表超帧的主节点信令时隙上继续发送全网抄表信令，重复以上步骤，直至抄表完成。

本发明的抄表步骤中，如果一个从节点可以从主节点收到数据接收确认信令，则将自己定义为上行数据业务的1跳节点；如果自己不是1跳节点但可以收到1跳节点的数据接收确认信令，则将自己定义为2跳节点，其它跳数同理类推定义。当一个从节点收到其它从节点发送的抄表数据，且自己是这些抄表数据指定的中继节点，则必须对收到的抄表数据进行中继发送；从节点在进行抄表数据的中继发送时，要将自己的短地址信息添加进数据的路由表中。如果一个从节点收到自己本身上报数据的接收确认信令后，则认为自己已完成本次上报任务，不再发送自身数据，但如果还有其他从节点的中继数据，仍需要继续上报，直至收到一次新的抄表命令。

在某轮全网抄表时，如果一个从节点第一次收到全网抄表信令，则使用本超帧数据时隙区中自己的2个预分配数据时隙发送自身的抄表数据(即相同信号重复2次)，并在下一个超帧信令时隙区中自己的信令时隙等待其它邻居节点所发送的数据接收确认信令；如果在下一个超帧没有收到数据接受确认信令，则继续在自己的2个预分配数据时隙上发送数据，直至收到邻居节点的数据接收确认信令。进一步的，上报数据时，一个从节点在指定自己的上一级数据业务中继节点后(即意味着自己发送的数据已经被上一级节点正确接收)，则在后续的信令时隙区中自身信令时隙上，通过从节点数据时隙调度信令将自己的2个数据时隙(顺序+逆序)的使用权转让给该中继节点，直至自己收到来自主台的抄表数据接收确认信令或者等待超时；如果等待超时，则从节点不再转让自己数据时隙的使用权，将重新在自己的数据时隙上发送抄表数据，并更换一个新的上级中继节点。进一步的，如果主节点收到某个从节点的上报数据，在向该从节点发送数据接收确认信令的同时，将通过主节点数据时隙调度信令回收该从节点的数据时隙的使用和调度权。

优选的，由于上行数据业务的1跳节点是抄表数据中继负荷最高的节点，可令1跳节点在自己的信令时隙上公告自身的业务负荷情况，即当前自身内存中数据业务队列全部完成发送所需的数据时隙数量值，主节点根据1跳节点的业务负荷情况，将回收到的完成上报的从节点的数据时隙资源，在主节点信令时隙上通过时隙调度信令方式分配给这些1跳节点临时使用，时隙调度的规则为：将1跳节点按短地址从小到大排序，依次为1跳节点根据数据传输所需要的数据时隙进行数据时隙的分配，直至时隙资源用尽或所有1跳节点的要求都获得满足，此时如果还有剩余时隙，则额外分配给短地址最小的节点。为简化协议复杂度，上述主节点或从节点的时隙资源调度信令的有效期为1个超帧，即信令内容仅在本超帧的时隙内有效；下一个超帧将按需发送新的信令内容。当信令内容因丢失而导致冲突时，即如果一个从节点在一个超帧中收到的信令内容是冲突的，则优先采纳来自节点的信令内容。

下面以一个含3个从节点的3跳网络为例，对本发明的组网过程和抄表过程进行说明(以下说明中假定通信信道是可靠的，即在通信半径内且无冲突的发送信号都可以被正确接收)。如图5所示，本实施例的网络包括主节点Q和3个从节点A、B、C。图6为本实施例网络组网阶段各组网超帧的结构图，下面结合图6对组网阶段各节点的行为作进一步的说明。

网络触发组网需求后，主节点被触发并执行第1个组网超帧，在第1个组网超帧中，由于从节点都没有入网，第一、第二已入网节点信令时隙区的时隙数量均为0，未入网节点信令时隙区的时隙数量为3。主节点在第1个组网超帧中属于自己的信令时隙上发送入网邀请信令，此时主节点的信令信号只能覆盖到一级节点，从节点A接收到主节点Q发送的入网邀请信令，从节点A接收到入网邀请信令后，在第1个组网超帧的未入网从节点信令时隙区挑选一个信令时隙，并在该信令时隙上发送包含自身设备ID信息的入网申请信令，此时第1个组网超帧完成。

主节点Q继续触发第2个组网超帧，在第2个组网超帧中，主节点Q在自己的主节点信令时隙上继续发送入网邀请信令，并在接收到从节点A的入网申请信令后向从节点A发送入网同意信令，为从节点A分配短地址，从节点A收到分配的短地址即入网成功；从节点A入网后，在第2个组网超帧的第一、第二已入网从节点信令时隙区中都分配到一个属于自己的信令时隙，从节点A在属于自己的信令时隙上向其下一级节点中继转发主节点Q的入网邀请信令；从节点B接收到从节点A转发的入网邀请信令后，在第2个组网超帧的未入网从节点信令时隙区中选择一个信令时隙，并在该信令时隙上发送包含自身设备ID信息的入网申请信令；从节点A接收并转发从节点B的入网申请信令，第2个组网超帧完成。随着从节点的不断入网，每一个超帧的入网邀请信令的覆盖跳数和范围不断扩大。

主节点Q继续触发第3个组网超帧，在第3个组网超帧中，主节点Q在自己的主节点信令时隙上继续发送入网邀请信令，并在接收到从节点A转发的入网申请信令后向从节点B发送入网同意信令，为从节点B分配短地址；从节点A在自己的信令时隙上继续中继转发主节点Q的入网邀请信令和给从节点B的入网同意信令，从节点B收到分配的短地址后入网成功；从节点B入网后，在第3个组网超帧的两个已入网从节点信令时隙区中分配到属于自己的信令时隙，并在自己的信令时隙上向其下一级节点中继转发入网邀请信令；从节点C接收到入网邀请信令后，在第3个组网超帧的未入网从节点信令时隙区中选择一个信令时隙，并在该信令时隙上发送包含自身设备ID信息的入网申请信令；从节点B中继转发从节点C的入网申请信令，从节点A继续中继转发从节点C的入网申请信令，第3个组网超帧完成。

同理，主节点Q继续触发第4个组网超帧，在第4个组网超帧中，主节点Q在自己的主节点信令时隙上继续发送入网邀请信令，并发送从节点C的入网同意信令，为从节点C分配短地址；从节点A和从节点C都继续中继转发主节点Q的入网邀请信令和给从节点C的入网同意信令；从节点C收到分配的短地址后入网成功，从节点C入网后，在第4个组网超帧的两个已入网从节点信令时隙区中分配到属于自己的信令时隙，并在自己的信令时隙上中继转发入网邀请信令，此时，3个从节点都已经全部入网，组网完成，图7为组网完成后各节点的短地址分配示意图。

如图8所示，抄表超帧中，主节点Q分配到5个信令时隙，从节点A、B、C分别在已入网从节点信令时隙区、第一已入网从节点数据时隙区和第二已入网从节点数据时隙区各分配到1个时隙。

主节点Q接收到抄表要求后，触发第1个抄表超帧(图9)，主节点Q在第1个抄表超帧中自己的信令时隙(1～5)上发送全网抄表信令；从节点A、B、C在各自的信令时隙(6～8)上依次中继发送全网抄表信令，并在第一已入网从节点数据时隙区属于自己的数据时隙(9～11)上按顺序依次发送抄表数据，从节点A发送给主节点Q，从节点B发送给从节点A，从节点C发送给从节点B；然后在第二已入网从节点数据时隙区属于自己的数据时隙(12～14)上按逆序再次发送抄表数据，第1个抄表超帧完成。

如图10所示(图10中的m表示该数据时隙的预分配从节点短地址，n表示通过主和从节点数据时隙调度信令后获得该时隙实际使用权的节点编号，从节点资源调度信令中的转让对象就默认是中继节点)，主节点触发第2个抄表超帧，主节点Q在第2个抄表超帧中自己的信令时隙(1～5)上发送全网抄表信令和给从节点A的数据接收确认信令；从节点A在自己的信令时隙(6)上转发全网抄表信令和给从节点B的数据接收确认信令，并将自己定义为上行数据的1跳节点，即从节点A在自己的信令时隙上要发送全网抄表信令、数据接收确认信令和自身为上行数据的1跳节点信令；从节点B在自己的信令时隙(7)上转发全网抄表信令和给从节点A及从节点C的数据接收确认信令(从节点B为从节点A(C)的邻居节点，从节点B可以接收到从节点A(C)在上一抄表超帧中发送的抄表数据，因此从节点B正确接收从节点A(C)的数据后在自身的信令时隙上需向从节点A(C)发送数据接收确认信令，通知从节点A(C)数据已被接收)，并将自己定义为上行数据的2跳节点，同时把自己的数据时隙使用权让给从节点A，即从节点B在自己的信令时隙上要发送全网抄表信令、数据接收确认信令、自身为上行数据的2跳节点信令和数据时隙使用权转让信令；从节点C在自己的信令时隙(8)上转发全网抄表信令和给从节点B的数据接收确认信令，并将自己定义为上行数据的3跳节点，同时把自己的数据时隙使用权让给从节点B，即从节点C在自己的信令时隙上要发送全网抄表信令、数据接收确认信令、自身为上行数据的3跳节点信令和数据时隙使用权转让信令。在第2个抄表超帧的信令时隙结束后，从节点A即获得数据时隙9、10、13、14的使用权，从节点B获得数据时隙11、12的使用权；从节点A在数据时隙9上中继发送源节点为从节点B的抄表数据，并在数据时隙10上再次中继转发源节点为从节点B的抄表数据；从节点B在数据时隙11上中继转发源节点为从节点C的抄表数据，并在数据时隙12上再次中继转发源节点为从节点C的抄表数据；从节点A在数据时隙13上中继转发源节点为从节点C、中继节点为从节点B的抄表数据，并在数据时隙14上再次中继转发源节点为从节点C、中继节点为从节点B的抄表数据；第2个抄表超帧完成后，主节点Q已经全部收到3个从节点的上报数据，因此不再发起新的抄表超帧，从节点B和从节点C虽然没有收到来自主台针对自己上报数据的接收确认信息，但后续已经没有新的超帧，因此等待超时后也就不再有新的行为，抄表结束。

和传统的先决策路由在进行数据传输的路由决策过程不同，本发明抄表过程中，抄表数据的上行路由决策过程是，先在数据时隙上广播发送抄表数据，直至在信令时隙上收到邻居节点的数据接收确认信令；然后再从中挑选出一个离主节点上行跳数最小的从节点充当自己上行数据的中继节点。因此本发明在进行抄表数据上行多跳传输时，是基于数据接收效果来逐跳决策，直至主节点。该决策方法逻辑简单，完全依照数据传输的实际传输结果来决策下一跳的中继节点，可以实现抄表业务数据的定向上行传输；而且无需进行周期性的路由维护，鲁棒性强，传输过程可以得到信道资源的充足保障，更好适应了时变性强的物理层通信链路。本发明在信令传输方时，通过固定的信令时隙分配实现了信令内容的有序无冲突的传输；而在节点抄表数据上行传输过程，联合使用数据时隙资源的分布式预分配和主节点集中调度机制，实现了业务负荷越重的节点得到更多比例的时隙资源的信道资源调度目标，从而快速实现整个全网抄表过程。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽范围。

Claims (18)

1.一种能源计量网络的组网方法，所述能源计量网络包括主节点和附属于所述主节点的从节点，主节点和从节点在网络中都具有唯一性的短地址，其特征在于，网络触发组网需求后，组网过程包括以下步骤：

主节点被触发并执行一个组网超帧，所述组网超帧依次包括主节点信令时隙区、第一已入网从节点信令时隙区、未入网从节点信令时隙区和第二已入网从节点信令时隙区，组网超帧中的主节点信令时隙区包含M个信令时隙，第一已入网从节点信令时隙区和第二已入网节点信令时隙区均包含X个信令时隙，未入网从节点信令时隙区包含Y个信令时隙，M、X、Y均为整数，X为本组网超帧触发时已入网节点的数量，Y为本组网超帧触发时未入网从节点信令时隙区的时隙数量，所述主节点信令时隙区分配给主节点使用，所述第一已入网从节点信令时隙区基于已入网从节点的短地址，按顺序依次分配给本组网超帧触发时已经入网的从节点使用，所述第二已入网从节点信令时隙区基于已入网从节点的短地址，按逆序依次分配给本组网超帧触发时的已经入网的从节点使用，未入网从节点信令时隙区分配给未入网从节点使用；

主节点在组网超帧的主节点信令时隙上向从节点发送入网邀请信令，入网邀请信令中包含有本组网超帧的时隙构成信息；

从节点在组网超帧中属于自己的信令时隙上接收/发送信令：对于已入网从节点，在本组网超帧的第一已入网从节点信令时隙区中属于自己的信令时隙上中继转发入网邀请信令，并在入网邀请信令中添加自身的短地址信息，在第二已入网从节点信令时隙区中属于自己的信令时隙上中继转发其它从节点的入网申请信令；对于未入网的从节点，在接收到入网邀请信令后，从本组网超帧的未入网从节点信令时隙区中选择一个信令时隙，在该信令时隙上发送包含自身设备ID信息的入网申请信令；

主节点收到某个从节点的入网申请信令后，为该从节点分配短地址，并以入网同意信令形式在下一组网超帧中属于自己的信令时隙上将分配信息沿着该入网申请信令的上行路径逆向发送给与该入网申请信令对应的从节点，从节点收到入网同意信令后，入网成功，停止发送入网申请信令；

一个组网超帧执行完成后，主节点判断是否所有的从节点都已入网，如果所有从节点都已经入网，则组网完成，否则主节点进一步判断是否已经连续数个组网超帧都没有收到新的入网申请信号，如果是则认为所有从节点已经入网，组网完成，如果不是，则主节点触发执行下一个组网超帧，重复以上步骤，直至组网结束，主节点在执行新的组网超帧时，都根据该组网超帧触发时已入网节点数量重新确定超帧中未入网从节点信令时隙区的时隙数量。

2.如权利要求1所述的能源计量网络的组网方法，其特征在于：一个组网超帧中未入网从节点信令时隙区的时隙数量Y的取值为本组网超帧触发时未入网节点数量的倍数。

3.如权利要求1或2所述的能源计量网络的组网方法，其特征在于：主节点在连续两个组网超帧中都没有收到新的入网申请信号时，在下一个组网超帧中将未入网从节点信令时隙区的时隙数量Y取值的变小。

4.如权利要求1所述的能源计量网络的组网方法，其特征在于：网络中的从节点按照以下规则确定自身的上一级中继节点：如果该从节点可以接收到主节点的信号，则将主节点指定为自己的上一级中继节点；如果只能接收到从节点的信号，则从中选出一个信令信号跳数最小且接收信号质量最好的从节点作为自己的上一级中继节点，并将中继节点信息添加至所发送的信令中。

5.如权利要求4所述的能源计量网络的组网方法，其特征在于：已入网从节点接收到入网申请信令后，如果自己不是该入网申请信令指定的中继节点，则丢弃该入网申请信令，如果是该入网申请信令指定的中继节点，则在本组网超帧属于自己的信令时隙上中继转发该入网申请信令，转发时将自己的短地址添加至入该网申请信令中。

6.如权利要求5所述的能源计量网络的组网方法，其特征在于：已入网从节点在收到上一级中继节点的隐性答复或转发数次到达上限后，停止入网申请信令的转发。

7.如权利要求1所述的能源计量网络的组网方法，其特征在于：主节点按以下规则为从节点分配短地址：将未分配短地址集合中的最小值分配给本次申请入网的从节点，每分配出一个短地址后，都对未分配短地址集合进行更新。

8.如权利要求1所述的能源计量网络的组网方法，其特征在于：未入网从节点接收到入网邀请信令后，按以下规则在组网超帧的未入网从节点信令时隙区中挑选自己的信令时隙：y＝mod(ID,Y)+1，y表示在未入网从节点的时隙编号，mod表示取模运算，ID表示该未入网从节点的设备十进制ID值。

9.采用权利要求1至8任一项所述的能源计量网络的组网方法进行组网的网络的抄表方法，其特征在于：包括以下步骤：

主节点被触发并执行一个抄表超帧，所述抄表超帧依次包括主节点信令时隙区、已入网从节点信令时隙区、第一已入网从节点数据时隙区和第二已入网从节点数据时隙区，抄表超帧中的主节点信令时隙区包含M’个信令时隙，已入网从节点信令时隙区、第一已入网从节点数据时隙区和第二已入网从节点数据时隙区均分别包含N个时隙，M’和N均为整数，N为全网抄表时入网节点的数量，所述主节点信令时隙区分配给主节点使用，所述已入网从节点信令时隙区基于已入网从节点的短地址，按顺序分配给本抄表超帧触发时已经入网的从节点使用，所述第一已入网从节点数据时隙区基于已入网从节点的短地址，按顺序平均预分配给本抄表超帧触发时已经入网的从节点使用，所述第二已入网从节点数据时隙区基于已入网从节点的短地址，按逆序平均预分配给本抄表超帧触发时已经入网的从节点使用；

主节点在抄表超帧的主节点信令时隙上向全网发送全网抄表信令；

所有收到抄表信令的从节点在本抄表超帧的已入网从节点信令时隙区中属于自己的信令时隙上中继发送抄表信令，如果从节点在上一抄表超帧中发送了抄表数据，则在本抄表超帧中自己的信令时隙上接收自己在上一抄表超帧中所发送的抄表数据的数据接收确认信令；

接收到抄表信令的从节点在本抄表超帧的第一已入网从节点数据时隙区和第二已入网从节点数据时隙区中属于自己的数据时隙上发送/接收抄表数据，所发送的抄表数据包括自身的数据和其它节点的中继数据，并在下一个抄表超帧的已入网从节点信令时隙区中属于自己的信令时隙上等待数据接收确认信令，从节点正确接收到其它节点的抄表数据后，在下一个抄表超帧的已入网从节点信令时隙区中属于自己的信令时隙上发送数据接收确认信令；

主节点接收到某个从节点的抄表数据后，沿着该抄表数据的逆向路由向成功上报抄表数据的从节点发送数接收确认信令；

一个抄表超帧执行完成后，主节点判断是否已经接收到所有从节点的抄表数据，如果是，则本次抄表结束；否则主节点进一步判断是否已经连续数个抄表超帧都没有收到新的抄表数据，如果是则认为本次全网抄表结束，如果不是，则主节点触发执行下一个抄表超帧，重复以上步骤，直至收到所有从节点的上报数据，抄表完成。

10.如权利要求9所述的抄表方法，其特征在于：从节点在本抄表超帧自身的信令时隙上接收到自己在上一抄表超帧中所发送的自身抄表数据的数据接收确认信令后，如果该数据接收确认信令来主节点，则认为抄表数据上报完成，如果该数据接收确认信令来自从节点，则从中选择一个跳数最小且短地址最小的从节点作为自己抄表数据的上一级中继节点，当上一级中继节点的短地址小于从节点自身的短地址时，从节点在本抄表超帧自身的信令时隙上通过信令方式通知上一级中继节点对自己的数据进行上行中继，当上一级中继节点的短地址大于从节点自身的短地址时，从节点在下一个抄表超帧自身的信令时隙上通过信令方式通知上一级中继节点对自己的数据进行上行中继；如果从节点在本超帧自身的信令时隙上没有收到数据接收确认信令，则认为本次数据发送失败，并在后续的抄表超帧中属于自己的数据时隙上重新发送抄表数据，直至抄表数据的发送次数达到上限后丢弃或者直至收到邻居节点的数据接收确认信令。

11.如权利要求9所述的抄表方法，其特征在于：从节点接收到其它从节点发送的抄表数据，且自己是这些抄表数据指定的上一级中继节点时，则将收到的抄表数据进行中继发送，并将自己的短地址信息添加进抄表数据中。

12.如权利要求9所述的抄表方法，其特征在于：从节点接收到自身发送的抄表数据的数据接收确认信令后，则认为自己已完成本次上报任务，不再发送自身的抄表数据，如果还有其他从节点的中继数据则继续中继转发其他从节点的抄表数据，直至收到一次新的抄表命令。

13.如权利要求10所述的抄表方法，其特征在于：从节点在指定自己的上一级中继节点后，在信令时隙上通过信令方式将本抄表超帧中属于自己的数据时隙的使用权转让给自己的上一级中继节点，直至自己收到来自主节点的数据接收确认信令或者等待超时后，从节点不再转让自己数据时隙的使用权，并重新在自己的数据时隙上发送抄表数据，同时更换上一级中继节点。

14.如权利要求10或13所述的抄表方法，其特征在于：主节点收到某个从节点的抄表数据后，在向该从节点发送数据接收确认信令的同时，通过信令方式回收该从节点的数据时隙的使用权和调度权。

15.如权利要求9所述的抄表方法，其特征在于：如果从节点可以直接接收到来自主节点的数据接收确认信令，则将自己定义为上行数据业务的1跳节点，1跳节点在自己的信令时隙上公告自身的业务负荷情况，主节点根据1跳节点的业务负荷情况，将回收到的已完成上报的从节点的数据时隙资源在主节点信令时隙上通过信令方式分配给1跳节点使用。

16.如权利要求15所述的抄表方法，其特征在于：主节点按以下规则调度时隙：将1跳节点按短地址从小到大排序，依次为1跳节点根据数据传输所需要的数据时隙进行数据时隙的分配，直至时隙资源用尽或所有1跳节点的要求都获得满足，如果所有1跳节点的要求都获得满足后还有剩余时隙，则分配给短地址最小的节点。

17.如权利要求15或16所述的抄表方法，其特征在于：主节点的时隙调度的有效期为1个抄表超帧。

18.如权利要求9所述的抄表方法，其特征在于：从节点在一个抄表超帧中收到的信令内容冲突时，优先采纳执行来自主节点的信令。

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