CN112258825B - 一种基于螺旋算法的抄表路由寻址方法 - Google Patents

一种基于螺旋算法的抄表路由寻址方法 Download PDF

Info

Publication number
CN112258825B
CN112258825B CN202011185478.8A CN202011185478A CN112258825B CN 112258825 B CN112258825 B CN 112258825B CN 202011185478 A CN202011185478 A CN 202011185478A CN 112258825 B CN112258825 B CN 112258825B
Authority
CN
China
Prior art keywords
communication path
path
node
meter reading
meter
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN202011185478.8A
Other languages
English (en)
Other versions
CN112258825A (zh
Inventor
芦斌
李春海
李源
陈贺
江瑞敬
崔振伟
翟志国
刘海涛
王强
杨松
刘朋飞
刘晓龙
支智勇
袁琳琳
郭殿聪
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shijiazhuang Kelin Internet Of Things Technology Co ltd
Shijiazhuang Kelin Electric Co Ltd
Original Assignee
Shijiazhuang Kelin Internet Of Things Technology Co ltd
Shijiazhuang Kelin Electric Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shijiazhuang Kelin Internet Of Things Technology Co ltd, Shijiazhuang Kelin Electric Co Ltd filed Critical Shijiazhuang Kelin Internet Of Things Technology Co ltd
Priority to CN202011185478.8A priority Critical patent/CN112258825B/zh
Publication of CN112258825A publication Critical patent/CN112258825A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN112258825B publication Critical patent/CN112258825B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G08—SIGNALLING
    • G08C—TRANSMISSION SYSTEMS FOR MEASURED VALUES, CONTROL OR SIMILAR SIGNALS
    • G08C19/00—Electric signal transmission systems
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L45/00—Routing or path finding of packets in data switching networks
    • H04L45/12—Shortest path evaluation
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L45/00—Routing or path finding of packets in data switching networks
    • H04L45/74—Address processing for routing

Abstract

一种基于螺旋算法的抄表路由寻址方法，属于通讯技术领域，基于低压载波抄表系统来实现，用于寻找主站服务器到用户电表的路由，并且通过对路由寻址算法的改进，能够更快的建立网络中心节点到各从节点的路由，提升宽带载波抄表的成功率、缩短抄表的时间，提高载波通信技术的可靠性。

Description

一种基于螺旋算法的抄表路由寻址方法
技术领域
本发明属于通讯技术领域，具体涉及基于螺旋算法的抄表路由寻址方法。
背景技术
低压电力网络具有分布范围广，易接入等优势。低压电力载波是一种以低压电力线为数据通信媒介，集现代先进计量、通讯和网络技术为一体。由于低压配电网中大量负载随机投入与撤出带来电力线输入阻抗不确定、噪声干扰大以及信号选择性衰减等缺点，常会使通信链路中断、通讯范围变小，降低电力载波通信可靠性，进一步影响数据采集的有效性。
基本的路由寻址是由最近的点一点一点往下搜索，这样时间慢，周期长，路由链接也不稳定，很容易发生延迟长和丢包率高等现象。单一的蚁群算法存在收敛速度慢，容易陷入局部极小值的问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种基于螺旋算法的抄表路由寻址方法，通过对路由寻址算法的改进，能够更快的建立网络中心节点到各从节点的路由，提升宽带载波抄表的成功率、缩短抄表的时间，提高载波通信技术的可靠性。
本发明采用的技术方案是：一种基于螺旋算法的抄表路由寻址方法，基于低压载波抄表系统来实现，所述低压载波抄表系统包括主站服务器、集中器、用户电表组，所述集中器用于用户电表组和主站服务器之间数据交互。
基于上述低压载波抄表系统，本发明的抄表路由寻址方法思路为：首先指定一个终点用户电表，再通过起始点向下寻找若干个有效节点(随机用户电表)，直至寻找到终点用户电表；基于上述思路方法，本发明的具体算法如下所述：
前置条件：设定初始通讯路径活性度X0，终止通讯路径活性度Xe，通讯路径衰减系数Xa，S代表目标用户电表节点，D代表目标用户电表节点的合集；
步骤①,系统初始化，设定要寻找的目标用户电表节点S；
步骤②，从D中随机挑选一个节点
Figure GDA0003091634360000011
读取
Figure GDA0003091634360000012
到
Figure GDA0003091634360000013
构成的通讯路径Bi的延迟时间Dei和丢包率pli；
其中，k代表有效记录次数，当k＝1时，
Figure GDA0003091634360000014
表示源节点即主站服务器；i代表读取次数，Dei代表第i次读取的通讯路径Bi的延迟时间，pli代表第i次读取的通讯路径Bi的丢包率；
步骤③，根据通讯路径的误差度公式
Figure GDA0003091634360000021
得出通讯路径Bi的误差度Ti；
再与随机判定阈值Ri比较筛选；当Ti≥Ri时，返回步骤②且k的数值保持不变；当Ti<Ri时，则存储该通讯路径Bi为合理路径Li；
上式中，a代表常数20，Ri代表0-1之间的随机数；w1i代表第i次读取的延迟数值的权重，w2i代表第i次读取的丢包率数值的权重，其中w1i和w1i取0-1之间的随机数且w1i+w2i＝1；
步骤④，判定节点
Figure GDA0003091634360000022
是否是目标用户电表节点S；如是，则存储该合理路径Li为有效通讯路径，返回步骤②且k重新赋值为1；如不是，返回步骤②且k的数值加1；
在执行步骤②-④时，根据通讯路径的活性度公式Xi＝Xi-1*Xa，判定通讯路径的活性度Xi，如果Xi≤Xe,则寻找主站服务器到目标用户电表节点S的最佳有效通讯路径并返回步骤①。
进一步地，所述初始通讯路径活性度X0＝100，终止通讯路径活性度Xe＝0.01，通讯路径衰减系数Xa＝0.99。
进一步地，所述寻找主站服务器到目标用户电表节点S的最佳有效通讯路径的筛选条件：延迟时间最小；
在满足筛选条件下有效通讯路径仅有一条时，选取此条路径；
在满足筛选条件下有效通讯路径存在至少2条时，有如下选择：
①存在多条延迟最小的有效通讯路径，选取其中丢包率最低的路径；
②在满足条件①的情况下存在多条丢包率最低的有效通讯路径，选取其中跳数最小的路径。
进一步地，所述用户电表均设有具有中继功能的宽带载波模块。
采用本发明产生的有益效果：采用本发明的螺旋动态算法收敛速度更快，能够更快的建立网络中心节点到各从节点的路由，提升宽带载波抄表的成功率、缩短抄表的时间，提高载波通信技术的可靠性。
附图说明
图1是本发明的构成示意图；
图2是本发明的流程图；
图3是传统蚁群算法的收敛仿真图；
图4是本发明算法的收敛仿真图。
具体实施方式
参看附图1，一种基于螺旋算法的抄表路由寻址方法，基于低压载波抄表系统来实现，所述低压载波抄表系统包括主站服务器、集中器、用户电表组，所述集中器用于用户电表组和主站服务器之间数据交互；所述宽带载波抄表路由的寻址方法包括以下步骤：前置条件：设定初始通讯路径活性度X0，终止通讯路径活性度Xe，通讯路径衰减系数Xa，S代表目标用户电表节点，D代表目标用户电表节点的合集；
步骤①,系统初始化，设定要寻找的目标用户电表节点S；
步骤②，从D中随机挑选一个节点
Figure GDA0003091634360000031
读取
Figure GDA0003091634360000032
到
Figure GDA0003091634360000033
构成的通讯路径Bi的延迟时间Dei和丢包率pli；
其中，k代表有效记录次数，当k＝1时，
Figure GDA0003091634360000034
表示源节点即主站服务器；i代表读取次数，Dei代表第i次读取的通讯路径Bi的延迟时间，pli代表第i次读取的通讯路径Bi的丢包率；
步骤③，根据通讯路径的误差度公式
Figure GDA0003091634360000035
得出通讯路径Bi的误差度Ti；
再与随机判定阈值Ri比较筛选；当Ti≥Ri时，返回步骤②且k的数值保持不变；当Ti＜Ri时，则存储该通讯路径Bi为合理路径Li；
上式中，a代表常数20，Ri代表0-1之间的随机数；w1i代表第i次读取的延迟数值的权重，w2i代表第i次读取的丢包率数值的权重，其中w1i和w1i取0-1之间的随机数且w1i+w2i＝1；
步骤④，判定节点
Figure GDA0003091634360000041
是否是目标用户电表节点S；如是，则存储该合理路径Li为有效通讯路径，返回步骤②且k重新赋值为1；如不是，返回步骤②且k的数值加1；
在执行步骤②-④时，根据通讯路径的活性度公式Xi＝Xi-1*Xa，判定通讯路径的活性度Xi，如果Xi≤Xe,则寻找主站服务器到目标用户电表节点S的最佳有效通讯路径并返回步骤①。
所述有效合理路径为从主站服务器开始的路径。
所述初始通讯路径活性度X0＝100，终止通讯路径活性度Xe＝0.01，通讯路径衰减系数Xa＝0.99。
所述寻找主站服务器到目标用户电表节点S的最佳有效通讯路径的筛选条件：延迟时间最小；
在满足筛选条件下有效通讯路径仅有一条时，选取此条路径；
在满足筛选条件下有效通讯路径存在至少2条时，有如下选择：
①存在多条延迟最小的有效通讯路径，选取其中丢包率最低的路径；
②在满足条件①的情况下存在多条丢包率最低的有效通讯路径，选取其中跳数最小的路径。
在具体实施时，集中器的载波模块获取主站服务器的抄表命令，开始寻址指定用户电表，具体算法步骤是：随机寻找路由点即随机挑选一个用户电表，由于QoS度量参数较多，为了将QoS路由问题简单化，本发明列举了几个常用的QoS度量参数，如时延、丢包率等作为约束，并在约束条件下寻找最优解。
延迟时间和丢包率有各自的权重值，权重的初始化赋值为非0的较小的随机数，并且两个随机权重赋值相加为1；
然后计算集中器到随机用户电表的通讯路径误差度，
根据公式
Figure GDA0003091634360000042
计算误差度与随机数阈值对比，若满足判定条件则为该通讯路径为合理通讯路径，若不满足则放弃；
若合理通讯路径指向的目标节点即挑选的用户电表为指定用户电表，则存储为有效合理路径；若不是指定用户电表，则以该随机用户电表为基点，挑选下一个随机用户电表，重新计算。
在执行本发明的算法时，要限定每个指定用户电表的计算次数，采用活跃度的方式进行限定，已达到节省资源的效果。
采用本发明的螺旋动态算法收敛速度更快，能够更快的建立网络中心节点到各从节点的路由，提升宽带载波抄表的成功率、缩短抄表的时间，提高载波通信技术的可靠性。
具体参见附图4，采用传统蚁群算法的收敛，附图3是本发明的算法的收敛；图3和图4中横坐标为收敛次数，纵坐标为误差精度；对比两图可以发现，本发明算法比传统传统蚁群算法收敛速度更快，误差精度更小，载波通信更可靠。

Claims (4)

1.一种基于螺旋算法的抄表路由寻址方法，基于低压载波抄表系统来实现，用于寻找主站服务器到用户电表的路由，其特征在于包括以下步骤：
前置条件：设定初始通讯路径活性度X0，终止通讯路径活性度Xe，通讯路径衰减系数Xa，S代表目标用户电表节点，D代表目标用户电表节点的合集；
步骤①,系统初始化，设定要寻找的目标用户电表节点S；
步骤②，从D中随机挑选一个节点
Figure FDA0003091634350000011
读取
Figure FDA0003091634350000012
到
Figure FDA0003091634350000013
构成的通讯路径Bi的延迟时间Dei和丢包率pli；
其中，k代表有效记录次数，当k＝1时，
Figure FDA0003091634350000014
表示主站服务器；i代表读取次数，Dei代表第i次读取的通讯路径Bi的延迟时间，pli代表第i次读取的通讯路径Bi的丢包率；
步骤③，根据通讯路径的误差度公式
Figure FDA0003091634350000015
得出通讯路径Bi的误差度Ti；
再与随机判定阈值Ri比较筛选；当Ti≥Ri时，返回步骤②且k的数值保持不变；当Ti＜Ri时，则存储该通讯路径Bi为合理路径Li；
上式中，a代表常数20，Ri代表0-1之间的随机数；w1i代表第i次读取的延迟数值的权重，w2i代表第i次读取的丢包率数值的权重，其中w1i和w1i取0-1之间的随机数且w1i+w2i＝1；
步骤④，判定节点
Figure FDA0003091634350000016
是否是目标用户电表节点S；如是，则存储该合理路径Li为有效通讯路径，返回步骤②且k重新赋值为1；如不是，返回步骤②且k的数值加1；
在执行步骤②-④时，根据通讯路径的活性度公式Xi＝Xi-1*Xa，判定通讯路径的活性度Xi，如果Xi≤Xe,则寻找主站服务器到目标用户电表节点S的最佳有效通讯路径并返回步骤①。
2.根据权利要求1所述的基于螺旋算法的抄表路由寻址方法，其特征在于：所述初始通讯路径活性度X0＝100，终止通讯路径活性度Xe＝0.01，通讯路径衰减系数Xa＝0.99。
3.根据权利要求1所述的基于螺旋算法的抄表路由寻址方法，其特征在于：所述寻找主站服务器到目标用户电表节点S的最佳有效通讯路径的筛选条件：延迟时间最小；
在满足筛选条件下有效通讯路径仅有一条时，选取此条路径；
在满足筛选条件下有效通讯路径存在至少2条时，有如下选择：
①存在多条延迟最小的有效通讯路径，选取其中丢包率最低的路径；
②在满足条件①的情况下存在多条丢包率最低的有效通讯路径，选取其中跳数最小的路径。
4.根据权利要求1所述的基于螺旋算法的抄表路由寻址方法，其特征在于：所述用户电表均设有具有中继功能的宽带载波模块。
CN202011185478.8A 2020-10-30 2020-10-30 一种基于螺旋算法的抄表路由寻址方法 Active CN112258825B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202011185478.8A CN112258825B (zh) 2020-10-30 2020-10-30 一种基于螺旋算法的抄表路由寻址方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202011185478.8A CN112258825B (zh) 2020-10-30 2020-10-30 一种基于螺旋算法的抄表路由寻址方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN112258825A CN112258825A (zh) 2021-01-22
CN112258825B true CN112258825B (zh) 2021-07-23

Family

ID=74268954

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202011185478.8A Active CN112258825B (zh) 2020-10-30 2020-10-30 一种基于螺旋算法的抄表路由寻址方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN112258825B (zh)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113269955B (zh) * 2021-07-15 2021-11-16 武汉中原电子信息有限公司 一种台区用户电表数据采集方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102647356A (zh) * 2012-04-13 2012-08-22 广西师范大学 一种基于候选集合策略的类蚁群算法的载波集中器中继路由抄表方法
CN103621144A (zh) * 2011-06-27 2014-03-05 三菱电机株式会社 用于在网络中发现路由集合的方法
CN103701702A (zh) * 2013-12-12 2014-04-02 杭州百富电子技术有限公司 一种电力载波通信中的动态路由算法
CN105208622A (zh) * 2015-08-26 2015-12-30 江苏林洋电子股份有限公司 一种高效动态自动维护的路由表结构及路由表管理方法
CN111163442A (zh) * 2019-12-27 2020-05-15 咻享智能(深圳)有限公司 无线物联网路径规划方法及相关装置

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9602394B2 (en) * 2014-03-20 2017-03-21 Texas Instruments Incorporated Routing frame propagation in power line networks

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103621144A (zh) * 2011-06-27 2014-03-05 三菱电机株式会社 用于在网络中发现路由集合的方法
CN102647356A (zh) * 2012-04-13 2012-08-22 广西师范大学 一种基于候选集合策略的类蚁群算法的载波集中器中继路由抄表方法
CN103701702A (zh) * 2013-12-12 2014-04-02 杭州百富电子技术有限公司 一种电力载波通信中的动态路由算法
CN105208622A (zh) * 2015-08-26 2015-12-30 江苏林洋电子股份有限公司 一种高效动态自动维护的路由表结构及路由表管理方法
CN111163442A (zh) * 2019-12-27 2020-05-15 咻享智能(深圳)有限公司 无线物联网路径规划方法及相关装置

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
基于蚁群遗传混合的载波路由方法研究;杨永等;《宁夏电力》;20170831;全文 *

Also Published As

Publication number Publication date
CN112258825A (zh) 2021-01-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Zeng et al. A heterogeneous energy wireless sensor network clustering protocol
Al-Karaki et al. Data aggregation in wireless sensor networks-exact and approximate algorithms
CN109699033B (zh) 面向成本和负载均衡的LoRa电力物联网基站部署方法及装置
CN106357305A (zh) 一种树形结构网络的自动组网方法、装置及系统
Al‐Qurabat et al. Data gathering and aggregation with selective transmission technique to optimize the lifetime of Internet of Things networks
CN109039382B (zh) 电能表抄读方法及装置
CN103379608A (zh) 无线传感器网络多级发射功率配置方法
CN109150712B (zh) 电力线载波与无线融合通信的组网方法及系统
CN108900996A (zh) 一种基于双层模糊算法的无线传感器网络数据传输方法
CN112258825B (zh) 一种基于螺旋算法的抄表路由寻址方法
CN107018549A (zh) 用于变电站的无线测温传感器网络及其组网工作方法
CN114844812B (zh) 一种面向主动网络遥感的低时延低开销路径部署方法
CN103595652B (zh) 一种电力通信网络中QoS能效的分级方法
CN112714397B (zh) 一种基于测距优化和改进麻雀搜索算法的wsn节点定位方法
CN113949412A (zh) 高速电力线载波通信网络的优化方法
CN111935797A (zh) 一种用于低压开关柜无线通信网络的动态路由方法
CN111010214A (zh) 电力线宽带载波通信组网方法
CN115134021B (zh) 双模通信的信道融合的方法及装置、电子设备、存储介质
CN103312603B (zh) 网络拥塞信息传输方法和装置
CN110049465A (zh) 一种基于wsn的水域监测通信方法
CN111954260B (zh) 一种大规模终端分组方法及系统
JP6160964B2 (ja) 電力に基づくネットワークアクセス機構
CN108769944B (zh) 面向桥梁结构健康监测的mp-mr-mc无线传感器网络数据收集方法
CN107294853B (zh) 一种电力通信网络路径优化方法
Shi et al. Research on power line carrier communication channel modeling for power distribution and consumption IoT

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant