CN114580824A - 用于从一组电表收集信息的方法 - Google Patents

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Abstract

一种数据集中器(10)在电力线通信网络(1)中从电表(200，301，400)进行收集。所述电表(200，301，400)分布在多个类别中并且根据在所述电力线通信网络中引发冲突的整体风险在每个类别中进行排序。当所述数据集中器(10)寻求(315)寻址要与当前正在寻址的电表并行寻址的另一个电表时，所述数据集中器(10)寻求使并行寻址的电表数量最大化，从而按照对所述类别的排序以及根据整体冲突风险进行的排序对所述电表进行优先级排序。这个其它电表必须表现出与当前正在寻址的所述电表中的每个电表的冲突风险低于预定义阈值。

Description

用于从一组电表收集信息的方法
技术领域
本发明涉及一种用于收集由通过供电网络与数据集中器连接的一组电表保存的信息的方法，所述电表借助于电力线通信(PLC)与所述数据集中器进行通信。
背景技术
正在开发电力线通信，特别是在供电网络中的自动仪表管理AMM(automaticmanagement of meters AMM)(代表“自动仪表管理(automated meter management)”)的背景下。因此在供电网络的顶端实施了通信网络以从智能电表中自动收集电能消耗读取数据。电力线通信使用例如PLC类型的通信协议如G3-PLC协议(代表根据ITU-T标准G.9903的“第三代PLC”)或PRIME协议(代表“电力线智能计量演进”)。
电力线通信的一个原则在于在交流供电信号(被称为载波信号或载波)上叠加频率较高且能量较低的表示要传输的数据的信息信号。
随着供电网络上的自动仪表管理AMM的开发，带来了新的问题。具体地，此类通信网络包括大量必须在短时间内对其进行信息(例如，负载)读取的电表。然而，此类通信网络会在介质访问控制MAC层级处使用一种用于对CSMA/CA类型(代表“避免冲突的载波侦听多路访问(Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance)”)的介质进行访问的方法，所述MAC层级会引起数据传输冲突和大量的冲突时间，从而使得从电表收集信息减速。这是因为在这种类型的介质访问控制中，希望传输数据的每个装置首先会对介质进行侦听以便确定此介质是否空闲，以使所述装置可以传输其数据。如果所述装置检测到所述介质是空闲的，则所述装置会传输其数据。如果另一个装置在同一时刻正在通过所述介质发送数据，则所述数据彼此冲突。在这种情况下，所述两个装置会在它们在所述介质上再次侦听结束时确定随机时间段，并且如果所述介质是空闲的，会再次尝试传输。这个随机时间段被称为冲突时间(或时间段)。优选的是，使装置花费在冲突时间段中的时间最小化，以限制从这些装置收集数据的时延。事实上，应当容易理解，不经过冲突时间直接发生的数据通信更迅速。
存在时分多路复用TDM方法，其中为了避免电表在同一时刻传输信息，引入了预建立的发言时间周期的循环。然而，这些方法具有需要使所有电表彼此同步的缺点并且已知在占用通信介质方面无效。
期望克服现有技术的这些缺点。特别期望提出一种使在最小量时间内读取最大数量电表成为可能的方法。特别期望这种方法使电力线通信网络上的冲突时间最小化。还期望提供一种易于以低成本实施的解决方案。
发明内容
出于这个目的，提出了一种用于在电力线通信网络中通过数据集中器从电表收集信息的方法，所述方法由所述数据集中器实施并且包括：获得所述电表分成多个类别的分布，第一类别包括在所述方法的前一次实施期间没有收集到针对其的任何信息的电表，并且在至少第二类别和第三类别中，其余的所述电表是根据对由所述数据集中器传输的信息请求的响应的级别分布的，所述类别依照从所述第二类别开始按照所述响应级别的递减值进行的排序；根据每个电表在所述电力线通信网络中引发冲突的整体风险获得所述电表在每个类别中的排序；形成由所述数据集中器并行寻址以收集信息的最大数量M个电表的列表L；向所述列表L中的每个电表发送针对所述收集的信息请求；对于所述列表L中的每个电表，当接收到来自所述电表对针对所述收集的信息请求的响应时或当自从向所述电表发送所述信息请求以来的预定义的最大等待时间到期时，将所述电表从所述列表L中移除并从所述列表L中的其余电表寻找要并行寻址的另一个电表。所述方法使得所述数据集中器寻求通过根据对所述类别的所述排序并且然后根据基于所述整体冲突风险对所述电表进行的所述排序对所述电表进行优先级排序来使所述列表L中的电表数量最大化，并且只有在表示新的电表与具体地所述列表L中存在的所述电表中的每个电表之间的冲突风险的评分低于预定义阈值STH时，所述数据集中器才将所述新的电表添加到所述列表L。因此，收集信息使在最小量时间内读取最大数量电表成为可能。电力线通信网络上的冲突时间最小化，同时并行寻址的电表数量最大化。
根据特定实施例，表示两个电表之间的冲突风险的所述评分取决于由所讨论的所述电表使用以在所述电力线通信网络中与所述数据集中器进行通信的路径中的公共节点的数量以及所述路径中的每个公共节点的位置的差异。
根据特定实施例，表示两个电表m与k之间的冲突风险的所述评分定义如下：
Figure BDA0003374306820000021
其中
Figure BDA0003374306820000022
是表示所述两个电表m与k之间的冲突风险的所述评分，Q是所述公共节点数量，j是所述公共节点的指针，E是由所述指针j所指向的所述公共节点的所述位置差异，C是在所述差异E为零的情况下每个公共节点的默认冲突成本，并且w是位于区间[0；1[中的衰减系数。
根据特定实施例，所述电表m的所述整体冲突风险通过以下来定义：
Figure BDA0003374306820000031
根据特定实施例，每个电表的所述整体冲突风险R与所述电表的网络邻域中的邻居数量成比例。
根据特定实施例，每个电表的所述整体冲突风险R与所述电力线通信网络的所讨论的所述电表所分配到的分区的就存在的电表而言的密度成比例。
根据特定实施例，所述数据集中器：标识每个孤儿电表，所述孤儿电表是在触发所述信息收集的时刻时所述数据集中器不知道其要使用以与所述数据集中器进行通信的路径的电表；将所述孤儿电表从所述类别中排除；并且独立地寻址每个孤儿电表以收集信息。
还提出了一种计算机程序，其可以由处理器执行。这种计算机程序包括指令，所述指令用于当由所述处理器执行这些指令时实施上文在本发明实施例中任一项中所提到的方法。本发明还涉及一种信息存储介质，所述信息存储介质存储此种计算机程序并且旨在由所述处理器进行读取以便实施上文在本发明实施例中任一项中所提到的方法。
还提出了一种数据集中器，其被配置成用于在电力线通信网络中从电表进行信息收集，所述数据集中器包括电子电路系统，所述电子电路系统被配置成用于：获得所述电表在多个类别中的分布，第一类别包括在所述方法的前一次实施期间没有收集到针对其的任何信息的电表，并且在至少第二类别和第三类别中，其余的所述电表是根据对由所述数据集中器传输的信息请求的响应的级别分布的，所述类别依照从所述第二类别开始按照所述响应级别的递减值进行的排序；根据每个电表在所述电力线通信网络中引发冲突的整体风险获得所述电表在每个类别中的排序；形成由所述数据集中器并行寻址以收集信息的最大M个电表的列表L；向所述列表L中的每个电表发送针对所述收集的信息请求；对于所述列表L中的每个电表，当接收到来自所述电表对针对所述收集的信息请求的响应时或当自从向所述电表发送所述信息请求以来的预定义的最大等待时间到期时，将所述电表从所述列表L中移除并从所述列表L中的其余电表寻找要并行寻址的另一个电表。所述电子电路系统被配置成使得所述数据集中器寻求通过根据对所述类别的所述排序并且然后根据基于所述整体冲突风险对所述电表进行的所述排序对所述电表进行优先级排序来使所述列表L中的电表数量最大化，并且使得只有在表示新的电表与具体地所述列表L中存在的所述电表中的每个电表之间的冲突风险的评分低于预定义阈值STH时，所述数据集中器才将所述新的电表添加到所述列表L。
还提出了一种供电网络，其包括电表和负责从所述电表进行信息收集的数据集中器，所述数据集中器如上文所述的进行配置。
根据特定实施例，所述收集所涉及的所述信息是负载曲线读数。
附图说明
在阅读以下对至少一个示例实施例的描述之后，将更加清楚地呈现上文所提及的本发明的特征以及其它方面，所述描述是参考附图做出的，在附图中：
[图1]示意性地展示了供电网络的实例，其中可以实施根据本发明的AMM类型的自动仪表管理；
[图2]示意性地展示了可以用于实施本发明的装置的硬件架构的实例；
[图3]示意性地展示了在本发明的特定实施例中的一种用于从电表收集信息的方法；并且
[图4]示意性地展示了在本发明的特定实施例中的一种用于寻找要寻址的新的电表的方法。
具体实施方式
在下文中，在所使用的电力线通信协议是G3-PLC协议的背景下对本发明的实施例进行了描述。然而，本发明可以通过应用依赖于CSMA/CA类型的介质访问控制的其它协议，例如PRIME协议来实施。
图1示意性地展示了供电网络的实例，其中可以实施根据本发明的AMM类型的自动仪表管理。所述供电网络包括K个智能电表(在下文中简称为“电表”)。所述电表通过电力线通信网络(在下文中简称为“PLC网络”)互连。
图1示出了PLC网络1，所述PLC网络包括一组电表直接或间接连接到其的数据集中器DC 10。所述电表总共被分组成三个分组。包括电表200到206的第一组20对应于PLC网络1的密集分区。密集分区包括在电表的网络邻域中具有许多邻居，即具有大于或等于第一阈值的邻居数量的所述电表。电表的网络邻域全部都是PLC网络1的装置，所讨论的所述电表直接从所述装置接收通信信号(通常是帧)。包括电表300到302的第二组30对应于PLC网络1的适度密集分区。适度密集分区包括在电表的网络邻近中具有适度数量的邻居，即具有小于第一阈值且大于或等于第二阈值的邻居数量的所述电表。包括电表400到401的第三组40对应于PLC网络1的低密度分区。低密度分区包括在电表的网络邻域中具有适度数量的邻居，即具有小于第二阈值的邻居数量的所述电表。
数据集中器10包括实施根据本发明的方法的处理模块100。处理模块100可以是本身集成在数据集中器10中的硬件模块，或者可以例如在所述数据集中器10的USB(代表“通用串行总线”)端口上连接到数据集中器10。处理模块100在变体中可以是通过处理器实施和通过数据集中器10的存储器实施的软件模块。在下文中关于图2对这个方面进行详述。
图2示意性展示了处理模块100的硬件架构的实例。处理模块100然后包括通过通信总线1000连接的：处理器或CPU(代表“中央处理单元”)1001；随机存取存储器RAM 1002；只读存储器ROM 1003；数据存储装置，如硬盘HDD(代表“硬盘驱动器”)，或存储介质读取器，如SD(代表“安全数字”)卡读取器1004；一组通信接口1005，其使得处理模块100能够与数据集中器10的其它模块进行通信并且能够直接或通过数据集中器10的这些其它模块在PLC网络1中进行通信。
处理器1001能够从ROM 1003、从外部存储器(未示出)、从如SD卡等存储介质或从通信网络执行加载在RAM 1002中的指令。当数据集中器10加电时，处理器1001能够从RAM1002读取指令并执行所述指令。这些指令形成使处理器1001实施此处关于数据集中器10并且更具体地关于处理模块100所描述的步骤和算法的计算机程序。
因此，此处所描述的步骤和算法中的所有或一些步骤和算法可以通过由如DSP(数字信号处理器)或微控制器等可编程机器执行一组指令以软件形式实施，或者可以通过机器或如FPGA(代表“现场可编程门阵列”)或ASIC(代表“专用集成电路”)等专用组件(芯片)以硬件形式实施。一般而言，处理模块100，并且更一般地说，数据集中器10包括被布置和配置成用于实施此处所描述的步骤和算法的电子电路系统。
图3示意性地展示了在本发明的特定实施例中的一种用于从电表收集信息的方法。关于图3所描述的方法由数据集中器10，并且更精确地，由处理模块100执行。图3的方法周期性地实施或应请求例如来自外部服务器(例如，来自供电网络的运营商的服务器)的请求实施。
这种方法在被称为收集时间段TCOL的预定义时间段内实施，所述预定义时间固定了分配给数据集中器10用于从PLC网络1的电表进行所请求信息(例如，负载曲线读数)的收集的时间。因此，数据集中器10尝试在所述收集时间段TCOL期间从PLC网络1的最大数量的电表收集信息。为此，数据集中器10将特别使用与PLC网络1的拓扑有关的信息以减少冲突时间。数据集中器10可以集中地了解PLC网络1的拓扑。数据集中器10也可以询问电表以便从所述电表获得所述电表的邻居的列表和/或路由表。为此，也可以使用DLMS/COSEM协议(代表根据IEC 62056的“装置语言消息规范(Device Language Message Specification)/电能计量配套技术规范(Companion Specification for Energy Metering)”)的命令。也可以使用低层级命令。例如，根据G3-PLC技术，可以使用路由搜索功能来确定PLC网络1中的数据集中器10与任何电表之间的路径。根据PRIME技术，数据集中器实施基本节点功能，并且在这方面，所述数据集中器是PLC网络1的逻辑拓扑的管理器。因此，数据集中器在任何时候都知道用于将信息从PLC网络1中的任何电表传递到数据集中器的开关列表。
在步骤310中，处理模块100获得对收集信息所涉及的所有电表的描述(例如，与补充信息相关联的标识符列表)。这可以仅是PLC网络1中的电表的子集。在特定实施例中，PLC网络1中的所有电表连接。在特定实施例中，要收集的信息是电表的负载曲线读数。
这些电表被分类成预定总数N个类别。在特定实施例中，N＝3。被称为“类别A”的第一类别包括在所述方法的当前实施之前的实施期间没有收集到针对其的任何信息的电表。被称为“类别B”的第二类别包括其对由所述数据集中器10传输的信息请求的响应级别高于预定参考级别REF的电表。被称为“类别C”的第三类别包括其对由所述数据集中器10传输的密信息请求的响应级别高于所述预定参考级别REF的电表。在特定实施例中，所述预定参考级别REF等于50％(因此，其对应于两次中有一次进行响应的电表)。可以定义更高的参考级别，并且因此增加类别数量。然后，第二类别(类别B)与第三类别(类别C)的界限由参考级别REF 1固定，第三类别(类别C)与第四类别(类别D)的界限由参考级别REF 2固定，等等。因此，所述电表在N个类别中的分布使得第一类别包括在所述方法的前一次实施期间没有收集到针对其的任何信息的电表，并且至少第二类别和第三类别包括其余的电表，所述其余的电表是根据所述其余的电表对由数据集中器10传输的信息请求的响应级别分布的，所述类别从所述第二类别开始按照所述响应级别的递减值进行排序。
对于每个电表，对收集信息所涉及的所有电表的描述指示这个电表在执行图3的算法期间所属的类别。在步骤310处获得的描述最新与所述电表关于所述方法的已经能够发生的前一次实施在类别之间的分布有关。要么处理模块100在每次开始执行图3中的算法时确定在类别之间的分布，要么处理模块100在背景中确定在类别之间的分布，并且在步骤310处，处理模块100在存储器中恢复最新的在类别之间的分布。因此，类别的分布可能会从图3中的算法的一次执行到另一次执行有所变化。在最先执行图3中的算法时，在类别之间的分布是例如任意的或随机的。
收集信息将包含在三个类别之间并行寻址电表，但会根据电表的类别在电表之间赋予优先级：数据集中器10优先在类别A中寻址电表，但是如果数据集中器10确定类别A中没有可以与当前正在询问的电表并行寻址的另一个电表，则数据集中器10在类别B中寻找至少一个候选者。数据集中器10优选在类别B中寻址电表，优先于类别C中的那些电表，但是如果数据集中器10确定类别B中没有可以与当前正在询问的电表并行寻址的另一个电表，则数据集中器10在类别C中寻找至少一个候选者。并且以此类推。
通过如此进行，处理模块100给予在图3中的方法的最近一次实施期间没有寻址的电表特权，然后所述电表会具有整体良好的响应级别并且最终所述电表会具有整体较差的响应级别。然而，处理模块100会按照需要从一个或多个优先级较低的类别中进行提取，以优化从PLC网络1中的电表进行收集的并行性。
另外，以这种方式，电表具有较差响应级别从而使得从其它电表收集信息减慢的风险降低。这是因为对先前的信息请求的响应级别较差的电表是对向其发送的新的信息请求没有响应的概率较高的电表。然而，没有响应的电表会引起数据集中器10处的时延，因为所述数据集中器必须在能够考虑到电表没有响应并且转到PLC网络1中的另一个电表之前等待预定义的最大超时MAXTO。这种限制与以下约束有关：数据集中器10仅能够并行寻址或使得仅能够并行寻址数量M个电表。预定义的最大超时MAXTO旨在使得所寻址的电表能够具有理论上(关于例如设计规范)足够的时间用于提供数据集中器10所请求的信息，所述理论上足够的时间包含用于在PLC网络1中路由通信的时间。另一方面，具有良好响应级别的电表对信息请求几乎立即响应的概率较高，并且因此，数据集中器10不必等待预定义的最大超时MAXTO就能够转到PLC网络1中的另一个电表。因此，与随机或任意考虑电表相比，按照类别对电表进行的这种处理已经使得加速信息收集成为可能。
下文对图3中的算法的描述通过说明的方式考虑了上文提到的三个类别A、B和C(N＝3)，但是可以容易地进行推导以支持大量类别。
在步骤311中，处理模块100关于PLC网络1的拓扑根据从电表到数据集中器10进行的传输的整体冲突风险R按照类别建立所讨论的电表的排序。所述排序使得电表按照所述电表的整体冲突风险R的递减值呈现。这种排序随后使得在某些条件(参见图4)下优先寻址在由数据集中器10对其进行寻址时发生冲突的风险较低的电表成为可能。
应当注意，所述风险R是整体冲突风险，要与下文在图4的上下文中使用且表示在由数据集中器10并行寻址两个电表时这两个电表之间的冲突风险的冲突评分S区分开来。然而，如图4的描述的其余部分中所解释的，在特定实施例中，与电表m相关联的整体冲突风险Rm可以计算为这个电表m与PLC网络1的所有K-1个其它电表k(k≠m)之间的冲突评分
Figure BDA0003374306820000071
之和。
在另一个特定实施例中，电表的整体冲突风险R与所述电表的网络邻域中的邻居数量成比例。这是因为，就邻居数量而言，电表的网络邻域越大，则所述电表的传输的冲突风险越高。
在又另一个特定实施例中，电表的整体冲突风险R与PLC网络1的所讨论的所述电表所分配到的分区的就存在的电表而言的密度成比例。这是因为，就存在的电表而言，分区越密集，则这些电表的传输的冲突风险越高。PLC网络1的分区和所述分区的密度的定义可以对应于预定义的地理区域，所述预定义的地理区域的群体密度是已知的。PLC网络1的用于所连接的电表的分配的分区和所述分区的密度的定义例如预先安装在数据集中器10的存储器中。
当两个电表的整体冲突风险R相同时，处理模块100通过应用附加标准、或任意地、或随机地选择这两个电表之间的顺序。
在步骤312中，处理模块100添加在列表L中选择的电表的标识符。列表L指示哪些电表是并行寻址的。在步骤312的第一次发生时，列表L为空，并且处理模块100在所述列表中放置最初根据在步骤311处建立的排序指示属于类别A的电表的标识符。
在步骤313中，处理模块100向添加到列表L的电表发送信息请求。所述信息请求以单播模式，例如以DLMS/COSEM命令的形式传输。
在步骤314中，处理模块100检查列表L中是否存在M个电表。如已经指示的，这是因为数据集中器10仅能够并行寻址或使得仅能够并行寻址M个电表。如果列表L含有M个电表，则执行步骤317；否则，执行步骤315。
在步骤315中，处理模块100寻找是否会可以有另一个电表来补充列表L。处理模块100寻求使列表L中实际上的电表数量最大化(并且因此并行寻址所述电表)，从而根据类别的排序并且然后根据对电表根据整体冲突风险进行的排序对电表进行优先级排序。只有在新的电表与具体地列表L中存在的电表中的每个电表之间的冲突评分S低于预定义(固定)阈值STH时，处理模块100才将所述新的电表添加到列表L。下文中关于图4对特定实施例进行详述。
在步骤316中，处理模块100确定在步骤315处是否已经找到电表。如果情况如此，则重复步骤312，以便向列表L添加找到的电表并向所述电表发送步骤313中的信息请求。如果尚未找到任何电表，则这意指列表L不含M个电表，但其余的候选者发生冲突的风险极高。通过以下来解决这种情形：将电表从列表L中移除；或接收到来自所述电表对在步骤313处由数据集中器10向所述电表发送的信息请求的响应；或预定义的最大超时MAXTO到期。然后，执行步骤317。
在步骤317中，处理模块100确定数据集中器10是否已经接收到来自在列表L中标识的电表的响应或自从向在列表L中标识的电表发送信息请求以来是否已经达到或超过预定义的最大超时MAXTO。如果情况如此，则执行步骤318；否则，执行步骤319。
在步骤318中，处理模块100将满足以下的电表从列表L中移除：已经接收到所述电表的响应(并且因此已经收集到针对所述电表的信息寻求)；或针对所述电表的自从向所述电表发送信息请求以来已经达到或超过预定义的最大超时MAXTO。因此，列表L中的位置得以释放，并且处理模块100可以考虑与那些已经存在于列表L中的电表并行寻址另一个电表。因此，执行步骤315。
在步骤319中，处理模块100检查自从开始实施图3中的方法以来经过的时间小于收集时间TCOL。如果达到或超过收集时间TCOL，则重复步骤317。否则，处理模块100在步骤320中结束方法。
图4示意性地展示了在本发明的特定实施例中的一种用于寻找要寻址的新的电表的方法。图4中的算法提到了步骤315的实施例。
在步骤410中，处理模块100将变量n初始化为1。变量n用于按递增顺序遍历类别，即，在已经处理了三个类别的实例中，从第一类别(类别A，n＝1)到第三类别(类别C，n＝3)。
在步骤411中，处理模块100将变量i初始化为1。变量i用于在类别内根据在步骤311处建立的排序遍历电表。
在步骤412中，处理模块100确定在当前的信息收集中是否已经考虑了电表i。如果情况如此，处理模块100必须评价另一个电表是否可以加入列表L，并且执行步骤415。否则，执行步骤413。
在步骤413中，处理模块100获得电表i相对于列表L中的每个电表的冲突评分。所述冲突评分因此表示所讨论的一对电表(其可以在不同的类别中)的冲突风险，即，起源于所述一对电表中的一个电表的信息传输与起源于所述一对电表中的另一个电表的同时信息传输在通往数据集中器10的路径上的任何点处发生冲突的风险，或由这两个电表在同一时刻发送的消息迫使履行继电器角色的节点将这些消息中的一条消息置于待命状态的风险。冲突评分越高，则在同时寻址所讨论的电表期间发生冲突的风险越高。
在特定实施例中，冲突评分S取决于将一对电表中的两个电表与数据集中器10连接的路径上的公共节点的数量Q，并且在适用的情况下，取决于从一对电表中的一个电表到达公共节点所需的跳跃数与从一对电表中的另一个电表到达公共节点所需的跳跃数之间的差E。优选地，电表m与电表k之间的冲突评分
Figure BDA0003374306820000101
定义如下：
Figure BDA0003374306820000102
其中参数C是归因于定位于距两个电表m和k相等距离(以跳跃数计)处的公共的每个节点的默认冲突成本。参数C是正数并且例如是实验式地获得的。参数w是预定义的衰减系数，当公共节点在两个路径上具有非零差E(以跳跃差计)，即，当所述公共节点不在两个路径上的相同位置处时，所述预定义的衰减系数使预定义成本C对计算冲突评分S的影响衰减。因此，当差E为零时(两个路径上的相同位置)，应用默认冲突成本C。参数w是位于区间[0；1[中的正数值。这个差E越大，则所讨论的公共节点对计算冲突评分S的贡献越相似。
在这个示例实施例中，C＝0.75并且w＝0.5。根据图1考虑了以下：
-将电表200连接到数据集中器10的路径通过履行继电器角色的电表206；
-将电表201连接到数据集中器10的路径通过履行继电器角色的电表206；
-将电表204连接到数据集中器10的路径通过电表203并且然后通过履行继电器角色的电表206；
-电表302直接连接到数据集中器10(在没有继电器的情况下)。
因此，所有路径至少具有公共的数据集中器10。
由电表200和201组成的一对电表具有定位在两个路径上的相等位置处(因此E＝0)的公共的两个节点。在这种情况下，这一对电表的表示为
Figure BDA0003374306820000103
的冲突评分S为：
Figure BDA0003374306820000104
由电表200和204组成的一对电表具有其位置在两个路径之间偏移一个跳跃(因此E＝1)的公共的两个节点。在这种情况下，这一对电表的表示为
Figure BDA0003374306820000105
的冲突评分S为：
Figure BDA0003374306820000106
由电表200和302组成的一对电表具有定位在两个路径上的相等位置处(因此E＝0)的公共的一个节点。在这种情况下，这一对电表的表示为
Figure BDA0003374306820000107
的冲突评分S为：
Figure BDA0003374306820000108
通过将冲突评分与已经提到的预定义阈值STH(例如，预定义阈值STH是实验式地固定的)进行比较，处理模块100可以评价，如果所讨论的电表要由数据集中器10并行寻址，所述电表是否会具有过高的冲突风险。
因此，在步骤414中，处理模块100检查电表i相对于列表L中的至少一个电表的冲突评分是否大于预定义阈值STH。例如，在以上数值实例中，预定义阈值STH固定为1。
如果电表i相对于列表L中的至少一个电表的冲突评分已经达到或超过预定义阈值STH，则处理模块100会考虑电表i与列表L中存在的至少一个电表冲突的风险过高。然后，处理模块100必须评价另一个电表是否可以加入列表L，并且执行步骤415。如果电表i相对于列表L中的任何电表的冲突评分已经达到或超过预定义阈值STH，则处理模块100会考虑电表i可以与列表L中存在的任何电表并行寻址并且可以向列表L添加电表i。然后，执行步骤419，其中处理模块100选择要添加到列表L的电表i，并且图4中的算法结束。
在步骤415中，处理模块100检查是否已经遍历由变量n指定的全部类别。如果情况如此，则执行步骤417；否则，执行步骤416。
在步骤416中，处理模块100将变量i递增一个单位，以便根据在步骤311处建立的排序在类别n中考虑下一个电表。然后，重复步骤412，以便检查当前的信息收集中是否已经考虑了由变量i新近表示的电表。
在步骤417中，处理模块100检查是否仍有要遍历的至少一个类别，如果n＜N，则会出现此情况。如果情况如此，则执行步骤418。
在步骤418中，处理模块100将变量n递增一个单位，以便以固定的优先级顺序考虑下一个类别。然后，重复步骤411以将变量i重设为1，以便根据在步骤311处建立的排序开始遍历新近选择的类别。
在步骤419中，处理模块100选择要添加到列表L的电表i。电表i将因此与已经存在于列表L中的电表并行寻址。图4中的算法结束。
在步骤420中，处理模块100在没有找到能够与存在于列表L中的电表并行寻址的电表的情况下结束图4中的算法。如已经关于图3所解释的，处理模块100然后必须等待直到至少一个电表离开列表L为止，以尝试再次寻找以补充所述列表L。图4中的算法结束。
在特定实施例中，在图3的上下文中公开的整体冲突风险R可以是PLC网络1的包括应用了整体冲突风险R的电表的所有可能的电表对的冲突评分之和。采用表示如下的用于计算冲突评分S的优先公式：
Figure BDA0003374306820000111
其中Rm表示电表m的整体冲突风险，
Figure BDA0003374306820000112
表示由电表m和电表k(k≠m)形成的电表对的冲突评分。不考虑数据集中器10。
以图1中的电表200为例：
Figure BDA0003374306820000121
使用这些用于计算整体冲突风险的冲突评分的方式得出的结果从一个电表到另一个电表是相同的。
在特定实施例中，处理模块100单独处理在触发信息收集的时刻时数据集中器10完全不知道其要使用以与数据集中器10进行通信的路径的每个电表。提到了“孤儿”电表。在这种情况下，处理模块100标识每个孤儿电表并且不将所述孤儿电表从类别中排除。可以在电表分类之前(在触发信息收集的时刻时数据集中器10不知道所述电表要使用以与数据集中器10进行通信的路径)或之后对每个孤儿电表进行寻址。可以根据预定标准在之前与之后之间分布孤儿电表的寻址。当存在多个孤儿电表时，所述多个孤儿电表由数据集中器10不并行地寻址。

Claims (12)

1.一种用于在电力线通信网络(1)中通过数据集中器(10)从电表(200，301，400)收集信息的方法，所述方法由所述数据集中器(10)实施并且包括：
-获得(310)所述电表(200，301，400)分成多个类别的分布，第一类别包括在所述方法的前一次实施期间没有收集到针对其的任何信息的电表(200，301，400)，并且在至少第二类别和第三类别中，其余的所述电表(200，301，400)是根据对由所述数据集中器(10)传输的信息请求的响应的级别分布的，所述类别依照从所述第二类别开始按照所述响应级别的递减值进行的排序；
-形成(312)由所述数据集中器(10)并行寻址以收集信息的最大数量M个电表的列表L；
-向所述列表L中的每个电表发送(313)针对所述收集的信息请求；
-对于所述列表L中的每个电表，当接收到(317)来自所述电表对针对所述收集的信息请求的响应时或当自从向所述电表发送(313)所述信息请求以来的预定义的最大等待时间到期(317)时，将所述电表从所述列表L中移除(318)并从所述列表L中的其余电表寻找(315)要并行寻址的另一个电表；
所述方法使得只有在表示新电表与具体地所述列表L中存在的所述电表中的每个电表之间的冲突风险的评分低于预定义阈值STH时，所述数据集中器(10)才将所述新电表添加(312)到所述列表L中，
所述方法的特征在于，所述方法进一步包括：
-根据每个电表(200，301，400)在所述电力线通信网络(1)中引发冲突的整体风险建立(311)所述电表(200，301，400)在每个类别中的排序；
并且使得所述数据集中器(10)寻求通过根据对所述类别的所述排序并且然后根据基于所述整体冲突风险对所述电表(200，301，400)进行的所述排序对所述电表(200，301，400)进行优先级排序来使并行类别中所述列表L中的电表数量最大化。
2.根据权利要求1所述的方法，其中表示两个电表(200，201)之间的冲突风险的所述评分取决于由所讨论的所述电表(200，201)使用以在所述电力线通信网络(1)中与所述数据集中器(10)进行通信的路径中的公共节点(206，10)的数量以及所述路径中的每个公共节点(206，10)的位置的差异。
3.根据权利要求2所述的方法，其中表示两个电表m与k之间的冲突风险的所述评分定义如下：
Figure FDA0003374306810000021
其中
Figure FDA0003374306810000022
是表示所述两个电表m与k之间的冲突风险的所述评分，Q是所述公共节点数量，j是所述公共节点的指针，E是由所述指针j所指向的所述公共节点的所述位置差异，C是在所述差异E为零的情况下每个公共节点的默认冲突成本，并且w是位于区间[0；1[中的衰减系数。
4.根据权利要求3所述的方法，其中所述电表m的所述整体冲突风险通过以下来定义：
Figure FDA0003374306810000023
5.根据权利要求1到3中任一项所述的方法，其中每个电表(200，301，400)的所述整体冲突风险R与所述电表(200，301，400)的网络邻域中的邻居数量成比例。
6.根据权利要求1到3中任一项所述的方法，其中每个电表(200，301，400)的所述整体冲突风险R与所述电力线通信网络(1)的所讨论的所述电表(200，301，400)所分配到的分区的就存在的电表而言的密度成比例。
7.根据权利要求1和2中一项所述的方法，其中所述数据集中器(10)：标识每个孤儿电表，所述孤儿电表是在触发所述信息收集的时刻时所述数据集中器(10)不知道其要使用以与所述数据集中器(10)进行通信的路径的电表；将所述孤儿电表从所述类别中排除；并且独立地寻址每个孤儿电表以收集信息。
8.一种计算机程序产品，其包括指令，所述指令用于当由处理器(1001)执行所述指令时实施根据权利要求1到7中任一项所述的方法。
9.一种存储计算机程序的信息存储介质，所述计算机程序包括指令，所述指令用于当从所述信息存储介质读取并由处理器(1001)执行所述指令时实施根据权利要求1到7中任一项所述的方法。
10.一种数据集中器(10)，其被配置成用于在电力线通信网络(1)中从电表(200，301，400)进行收集，所述数据集中器(10)包括电子电路系统，所述电子电路系统被配置成用于：
-获得(310)所述电表(200，301，400)在多个类别中的分布，第一类别包括在所述方法的前一次实施期间没有收集到针对其的任何信息的电表，并且在至少第二类别和第三类别中，其余的所述电表是根据对由所述数据集中器(10)传输的信息请求的响应的级别分布的，所述类别依照从所述第二类别开始按照所述响应级别的递减值进行的排序；
-形成(312)由所述数据集中器(10)并行寻址以收集信息的最大M个电表的列表L；
-向所述列表L中的每个电表发送(313)针对所述收集的信息请求；
-对于所述列表L中的每个电表，当接收到(317)来自所述电表对针对所述收集的信息请求的响应时或当自从向所述电表发送所述信息请求以来的预定义的最大等待时间到期(317)时，将所述电表从所述列表L中移除(318)并从所述列表L中的其余电表寻找(315)要并行寻址的另一个电表；
-所述电子电路系统被配置成使得只有在表示新电表与具体地所述列表L中存在的所述电表中的每个电表之间的冲突风险的评分低于预定义阈值STH时，所述数据集中器(10)才将所述新电表添加到所述列表L中，
所述电子电路系统的特征在于，所述电子电路系统被进一步配置成用于：
-根据每个电表(200，301，400)在所述电力线通信网络(1)中引发冲突的整体风险建立(311)所述电表(200，301，400)在每个类别中的排序；
并且使得所述数据集中器(10)寻求通过根据对所述类别的所述排序并且然后根据基于所述整体冲突风险对所述电表进行的所述排序对所述电表进行优先级排序来使并行类别中所述列表L中的电表数量最大化。
11.一种供电网络，其包括电表(200，301，400)和负责从所述电表(200，301，400)进行信息收集的数据集中器(10)，所述数据集中器(10)根据权利要求10所述的进行配置。
12.根据权利要求11所述的供电网络，其中所述收集所涉及的所述信息是负载曲线读数。
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