CN114945202B - 一种低压台区微功率无线通信网络的信道切换方法与装置 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种低压台区微功率无线通信网络的信道切换方法与装置。所述通信网络包括头端路由节点和末端路由节点。应用于目标末端路由节点：响应于头端路由节点发送的剔除指令，发送第一广播帧，指示相邻台区反馈该目标末端路由节点是否与该相邻台区相匹配的第一反馈信息；选取与目标末端路由节点相匹配的相邻台区，并切换到该相邻台区对应的信道。应用于头端路由节点：若对应台区端设备的电力拓扑信息和台区通信网络的路由拓扑信息存在不一致，则向目标末端路由节点发送剔除指令，以使其重新选择适配台区的通信网络。本申请无须人工配置，实现了电力设备切换台区时通信信道随之切换的目的，从而避免了台区切换时对电力数据采集及营销计量的影响。

Description

一种低压台区微功率无线通信网络的信道切换方法与装置

技术领域

本申请涉及低压配电台区通信信道技术领域，尤其涉及一种低压台区微功率无线通信网络的信道切换方法与装置。

背景技术

电力系统从最初的智能电网到泛在电力物联网再到现在的新型配电网概念，对整个系统的智能化程度要求越来越高，而且在实现“双碳”目标的过程中，电力系统中的光伏以及汽车充电桩等新能源设备会逐渐增加，无论是设备的数量还是种类，相对于传统的电力系统都是质的增长，现场的安装和运维难度也不可同日而语。信息通信系统是电力系统的核心，上行传送各种电力设备收集的数据信息，下行发送控制中心发出的控制指令。

低压配电台区的线路并不是一成不变的，有些重要供电目标会采取双台区电力保障，当一个台区的电力不能供应时供电目标会自动切换到另一个台区，此种情况下电力设备的通信如果不能随着电力线的切换而重新选择台区通信信道上报数据，则会对数据采集以及营销等方面造成影响。

发明内容

本申请提供了一种低压台区微功率无线通信网络的信道切换方法与装置，以解决上述电力设备切换台区时原通信信道未能随之切换而影响电力数据采集及营销计量的问题。

第一方面，本申请提供了一种低压台区微功率无线通信网络的信道切换方法，所述通信网络包括头端路由节点和末端路由节点，应用于目标末端路由节点，所述方法包括：

响应于头端路由节点发送的剔除指令，发送第一广播帧，所述第一广播帧用于指示相邻台区的头端路由节点反馈所述目标末端路由节点是否与该相邻台区相匹配的第一反馈信息，其中，所述剔除指令为头端路由节点在发现目标末端路由节点与当前台区不匹配时发出；其中，某末端路由节点对应的端设备不属于某台区的电力拓扑时，该末端路由节点与该台区不匹配，某末端路由节点对应的端设备属于某台区的电力拓扑时，该末端路由节点与该台区相匹配；

接收所述第一广播帧的第一反馈信息；

根据第一反馈信息选取与目标末端路由节点相匹配的相邻台区，并切换到该相邻台区对应的信道。

在一种可能的实现方式中，所述响应于头端路由节点发送的剔除指令，发送第一广播帧包括：

选择预存信道表中的一个未被询问过的待询信道，其中所述预存信道表预先存储了低压配电网内可供所有台区使用的无线传输信道频点的集合；

通过待询信道持续发送第一广播帧；

若第一预设时长内未接收到第一反馈信息，则从所述预存信道表中重新选取一个未被询问过的待询信道，执行所述通过待询信道持续发送第一广播帧的步骤，直到接收到第一反馈信息。

第二方面，本申请提供了一种低压台区微功率无线通信网络的信道切换方法，所述通信网络包括头端路由节点和末端路由节点，应用于头端路由节点，所述方法包括：

获取对应台区端设备的电力拓扑信息和台区通信网络的路由拓扑信息；

若对应台区端设备的电力拓扑信息和台区通信网络的路由拓扑信息存在不一致，则向目标末端路由节点发送剔除指令，以使目标末端路由节点响应于所述剔除指令重新选择适配台区的通信网络；其中，目标末端路由节点为不属于本台区电力拓扑的端设备对应的末端路由节点。

在一种可能的实现方式中，所述方法还包括：

接收第一广播帧，所述第一广播帧用于指示相邻台区的头端路由节点反馈所述目标末端路由节点是否与该相邻台区相匹配的第一反馈信息；

若发送该第一广播帧的目标末端路由节点与当前台区相匹配，则发送第一反馈信息；其中，某末端路由节点对应的端设备不属于某台区的电力拓扑时，该末端路由节点与该台区不匹配，某末端路由节点对应的端设备属于某台区的电力拓扑时，该末端路由节点与该台区相匹配。

在一种可能的实现方式中，所述方法还包括：

响应于信道切换指令，选择预存信道表中的一个待询信道作为目标信道，并基于所述目标信道发送第二广播帧，其中，所述第二广播帧用于指示相邻台区的头端路由节点反馈所述目标信道是否被占用的第二反馈信息；

若在第二预设时长内未接收到第二反馈信息，则使用所述目标信道；

向当前台区通信网络的末端路由节点发送信道切换指令，以使当前台区通信网络的末端路由节点均切换至所述目标信道。

在一种可能的实现方式中，所述选择预存信道表中的一个待询信道作为目标信道包括：

优先选择预存信道表中与相邻台区通信网络的频点间隔大于预设间隔的一个待询信道作为目标信道。

第三方面，本申请提供了一种低压台区微功率无线通信网络的信道切换装置，所述通信网络包括头端路由节点和末端路由节点，应用于目标末端路由节点，所述装置包括：

第一广播帧发送模块，用于响应于头端路由节点发送的剔除指令，发送第一广播帧，所述第一广播帧用于指示相邻台区的头端路由节点反馈所述目标末端路由节点是否与该相邻台区相匹配的第一反馈信息，其中，所述剔除指令为头端路由节点在发现目标末端路由节点与当前台区不匹配时发出；其中，某末端路由节点对应的端设备不属于某台区的电力拓扑时，该末端路由节点与该台区不匹配，某末端路由节点对应的端设备属于某台区的电力拓扑时，该末端路由节点与该台区相匹配；

第一反馈信息接收模块，用于接收所述第一广播帧的第一反馈信息；

台区选择模块，用于根据第一反馈信息选取与目标末端路由节点相匹配的相邻台区，并切换到该相邻台区对应的信道。

在一种可能的实现方式中，上述第一广播帧发送模块具体用于：

选择预存信道表中的一个未被询问过的待询信道，其中所述预存信道表预先存储了低压配电网内可供所有台区使用的无线传输信道频点的集合；

通过待询信道持续发送第一广播帧；

若第一预设时长内未接收到第一反馈信息，则从所述预存信道表中重新选取一个未被询问过的待询信道，执行所述通过待询信道持续发送第一广播帧的步骤，直到接收到第一反馈信息。

第四方面，本申请提供了一种低压台区微功率无线通信网络的信道切换装置，所述通信网络包括头端路由节点和末端路由节点，应用于头端路由节点，所述装置包括：

拓扑信息获取模块，用于获取对应台区端设备的电力拓扑信息和台区通信网络的路由拓扑信息；

剔除指令发送模块，用于若对应台区端设备的电力拓扑信息和台区通信网络的路由拓扑信息存在不一致，则向目标末端路由节点发送剔除指令，以使目标末端路由节点响应于所述剔除指令重新选择适配台区的通信网络；其中，目标末端路由节点为不属于本台区电力拓扑的端设备对应的末端路由节点。

在一种可能的实现方式中，所述方法还包括：

接收第一广播帧，所述第一广播帧用于指示相邻台区的头端路由节点反馈所述目标末端路由节点是否与该相邻台区相匹配的第一反馈信息；

若发送该第一广播帧的目标末端路由节点与当前台区相匹配，则发送第一反馈信息；其中，某末端路由节点对应的端设备不属于某台区的电力拓扑时，该末端路由节点与该台区不匹配，某末端路由节点对应的端设备属于某台区的电力拓扑时，该末端路由节点与该台区相匹配。

相应的，上述信道切换装置还包括：

第一广播帧接收模块，用于接收第一广播帧，所述第一广播帧用于指示相邻台区的头端路由节点反馈所述目标末端路由节点是否与该相邻台区相匹配的第一反馈信息；

第一反馈信息发送模块，用于若发送该第一广播帧的目标末端路由节点与当前台区相匹配，则发送第一反馈信息；其中，某末端路由节点对应的端设备不属于某台区的电力拓扑时，该末端路由节点与该台区不匹配，某末端路由节点对应的端设备属于某台区的电力拓扑时，该末端路由节点与该台区相匹配。

在一种可能的实现方式中，所述方法还包括：

响应于信道切换指令，选择预存信道表中的一个待询信道作为目标信道，并基于所述目标信道发送第二广播帧，其中，所述第二广播帧用于指示相邻台区的头端路由节点反馈所述目标信道是否被占用的第二反馈信息；

若在第二预设时长内未接收到第二反馈信息，则使用所述目标信道；

向当前台区通信网络的末端路由节点发送信道切换指令，以使当前台区通信网络的末端路由节点均切换至所述目标信道。

相应的，上述信道切换装置还包括：

第二广播帧发送模块，用于响应于信道切换指令，选择预存信道表中的一个待询信道作为目标信道，并基于所述目标信道发送第二广播帧，其中，所述第二广播帧用于指示相邻台区的头端路由节点反馈所述目标信道是否被占用的第二反馈信息；

信道切换模块，用于若在第二预设时长内未接收到第二反馈信息，则使用所述目标信道；

信道切换指令发送模块，用于向当前台区通信网络的末端路由节点发送信道切换指令，以使当前台区通信网络的末端路由节点均切换至所述目标信道。

在一种可能的实现方式中，所述选择预存信道表中的一个待询信道作为目标信道包括：

优先选择预存信道表中与相邻台区通信网络的频点间隔大于预设间隔的一个待询信道作为目标信道。

相应的，上述信道切换装置还包括：

目标信道选择模块，用于优先选择预存信道表中与相邻台区通信网络的频点间隔大于预设间隔的一个待询信道作为目标信道。

第五方面，本申请提供了一种终端，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如上第一、二方面或第一、二方面的任一种可能的实现方式所述方法的步骤。

第六方面，本申请提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上第一、二方面或第一、二方面的任一种可能的实现方式所述方法的步骤。

本申请提供一种低压台区微功率无线通信网络的信道切换方法与装置，低压配电台区基于微功率无线的通信网络包括头端路由节点与末端路由节点，头端路由节点获取其对应台区的端设备电力拓扑信息和台区通信网络的路由拓扑信息，若发现上述两者拓扑信息存在不一致，表明端设备电力拓扑脱离了该台区，则向不属于本台区的端设备对应的目标末端路由节点发送剔除指令，促使目标末端路由节点进行信道切换。目标末端路由节点响应于该剔除指令，选择一个待询信道，发送第一广播帧。相邻台区接收上述第一广播帧，如果目标末端路由节点与所述相邻台区相匹配，则发送第一反馈信息。目标末端路由节点使用该信道接入上述第一反馈信息的相邻台区的通信网络，结束信道切换。本申请通过监测端设备电力拓扑信息和台区通信网络的路由拓扑信息，实时获取端设备电力拓扑信息的变化情况，发起信道切换任务。在无需人为配置的情况下，通过与相邻台区的无线通信，在相邻台区中寻找端设备切换后的目标台区，找到后切换信道重新入网。本申请实现了电力设备切换台区时其路由节点随之切换到新的通信信道的目的，从而保证了电力数据的采集及营销的计量，在减少数据丢失的同时实现了通信切换的自动化。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本申请实施例提供的一种对应于目标末端路由节点的信道切换方法的流程图；

图2是本申请实施例提供的一种对应于头端路由节点的信道切换方法的流程图；

图3是本申请实施例提供的一种低压台区微功率无线通信网络的信道切换的应用场景图；

图4是本申请实施例提供的一种低压台区微功率无线通信网络的信道切换方法的流程图；

图5是本申请实施例提供的低压配电台区的“相邻台区”的架构示意图；

图6是本申请实施例提供的低压配电台区的“非相邻台区”的架构示意图；

图7本申请实施例提供的一种末端路由节点跟随头端路由节点切换信道的流程图；

图8是本申请实施例提供的一种对应于目标末端路由节点的信道切换装置的结构示意图；

图9是本申请实施例提供的一种对应于头端路由节点的信道切换装置的结构示意图；

图10是本申请实施例提供的一种低压台区微功率无线通信网络的信道切换终端的示意图。

具体实施方式

以下描述中，为了说明而不是为了限定，提出了诸如特定系统结构、技术之类的具体细节，以便透彻理解本申请实施例。然而，本领域的技术人员应当清楚，在没有这些具体细节的其它实施例中也可以实现本申请。在其它情况中，省略对众所周知的系统、装置、电路以及方法的详细说明，以免不必要的细节妨碍本申请的描述。

为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图通过具体实施例来进行说明。

低压配电台区的线路并不是一成不变的，有些重要供电目标会采取双台区电力保障，还有线路改造、台区故障等其他原因，都会导致供电目标从一个台区自动切换到另一个台区，此种情况下电力设备的通信必须随着电力线的切换而重新选择台区通信信道上报数据。

在本申请实施例中，低压配电台区通信网络使用MESH微功率无线网络，包括头端路由节点与末端路由节点。该网络的链路层拓扑是一个树状网络，路由节点之间可以互联互通，任一路由节点具备自动发现和路由的功能。头端路由节点为一个台区通信网络的根节点，为该台区的网络提供路由支持和维护。末端路由节点对接入的端侧配电设备进行智能识别，完成端设备的入网注册与数据传输。每个台区的无线通信网络由一个头端和/或多个末端组成。

图1示出了本申请实施例提供的一种对应于目标末端路由节点的信道切换方法的流程图：

步骤101、响应于头端路由节点发送的剔除指令，发送第一广播帧，所述第一广播帧用于指示相邻台区的头端路由节点反馈所述目标末端路由节点是否与该相邻台区相匹配的第一反馈信息，其中，所述剔除指令为头端路由节点在发现目标末端路由节点与当前台区不匹配时发出；其中，某末端路由节点对应的端设备不属于某台区的电力拓扑时，该末端路由节点与该台区不匹配，某末端路由节点对应的端设备属于某台区的电力拓扑时，该末端路由节点与该台区相匹配。

步骤102、接收所述第一广播帧的第一反馈信息。

步骤103、根据第一反馈信息选取与目标末端路由节点相匹配的相邻台区，并切换到该相邻台区对应的信道。

本申请实施例的执行主体为末端路由节点。本申请实施例中，目标末端路由节点为不属于本台区电力拓扑的端设备对应的末端路由节点。该末端路由节点通过发送广播帧的方式与相邻台区建立通信，询问相邻台区是否匹配上述端设备电力拓扑信息。如果匹配，则切换至该台区，结束广播。本申请实施例的目标末端路由节点无须人为配置，启动信道切换任务后可自行完成发送广播、问询相邻台区、接收反馈信息、判断反馈信息、执行判断结果等全部过程。不仅大大节省了人力，使切换通信网络过程自动化，同时降低了数据丢失率，保障了数据传输的稳定性。

图2示出了本申请实施例提供的一种对应于头端路由节点的信道切换方法的流程图：

步骤201、获取对应台区端设备的电力拓扑信息和台区通信网络的路由拓扑信息。

步骤202、若对应台区端设备的电力拓扑信息和台区通信网络的路由拓扑信息存在不一致，则向目标末端路由节点发送剔除指令，以使目标末端路由节点响应于所述剔除指令重新选择适配台区的通信网络；其中，目标末端路由节点为不属于本台区电力拓扑的端设备对应的末端路由节点。

本申请实施例的执行主体为头端路由节点。本申请实施例中目标末端路由节点切换信道是由监测到其对应端设备电力拓扑信息发生改变的头端路由节点发起的。头端路由节点不仅可以发起本台区中末端路由节点切换信道，也可以对其他相邻台区末端路由节点发送的第一广播帧做出响应。自主判断第一广播帧中端设备电力拓扑信息是否与本台区匹配，并且将匹配结果反馈给相邻台区的末端路由节点。本申请实施例通过头端路由节点对内发起本台区末端路由节点切换通信信道，对外回复其他台区发送的广播帧，实现了低压配电台区微功率无线通信网络中信道切换全过程的自动化与自主化。

图3是本申请实施例提供的一种低压台区微功率无线通信网络的信道切换的应用场景图。如图3所示：

步骤301、台区1的云主站或者台区边缘设备使用拓扑识别手段实时获取当前台区内末端路由节点对应端设备的电力拓扑信息和台区通信网络的路由拓扑信息。

步骤302、若发现端设备的电力拓扑信息和台区通信网络的路由拓扑信息存在不一致，则通过台区1的头端路由节点向不属于本台区的端设备对应的目标末端路由节点发送剔除指令。

步骤303、目标末端路由节点响应于上述切换指令，通过发送包含对应端设备电力拓扑信息的广播帧问询相邻台区，是否为该端设备切换后的台区。台区2的头端路由节点无法接收到该广播帧，则不会向目标末端路由节点的广播帧反馈信息。

步骤304、直到台区N接收到目标末端路由节点的广播帧，可以反馈信息。该反馈信息表明台区N包含目标末端路由节点对应的端设备的电力拓扑信息，则台区N为目标末端路由节点对应端设备切换后的台区。目标路由节点切换为台区N的通信信道，结束广播帧，信道切换完成。

图4为本申请实施例提供的一种低压台区微功率无线通信网络的信道切换方法的流程图。

在本申请实施例中，低压配电台区通信网络使用MESH无线网络，包括头端路由节点与末端路由节点，头端路由节点为一个台区通信网络的根节点，为该台区的网络提供路由支持和维护。末端路由节点对接入的端侧配电设备进行智能识别，完成端设备的入网注册与数据传输。每个台区的无线通信网络由一个头端和/或多个末端组成。

如图4所示：

步骤401、获取对应台区端设备的电力拓扑信息和台区通信网络的路由拓扑信息。

示例性的，头端路由节点获取其对应台区所有端设备的电力拓扑信息和台区通信网络的路由拓扑信息的方式可以是，头端路由节点间隔一定的时间询问端设备其拓扑信息，例如每间隔5分钟发送一次询问帧。另外一种可能的方式是，通信网络中所有的端设备间隔一定的时间主动向所属的头端路由节点发送包含其自身拓扑信息的通知帧。上述方式中，间隔时间设置的越短，头端路由节点越能及时获取端设备的电力拓扑信息的变化情况。

步骤402、若对应台区端设备的电力拓扑信息和台区通信网络的路由拓扑信息存在不一致，则向目标末端路由节点发送剔除指令。

端设备的电力拓扑不是固定不变的，由于台区电力供应无法满足需求，或者线路改造、台区故障等原因，导致端设备由一个台区切换到另外一个台区。切换台区后的端设备必须重新注册进入切换后台区的通信网络，通过该网络传输/接收数据。

在本申请实施例中，头端路由节点通过步骤401检测到端设备电力拓扑信息与台区通信网络的路由拓扑信息不一致，即端设备电力拓扑信息与台区通信网络的路由拓扑信息对应关系发生了改变，表明端设备电力拓扑不再属于本台区，但是此时该端设备依然通过本台区通信网络通信。头端路由节点向该端设备对应的目标末端路由节点发送剔除指令。该剔除指令，可以是将目标末端路由节点剔除台区通信网络的剔除指令。

步骤403、响应于头端路由节点发送的剔除指令，发送第一广播帧。

切换台区的端设备，无法自主获取其切换后台区的通信网络信息。

原台区头端路由节点发送的剔除指令，同样不包含端设备切换后台区的通信网络信息。因此切换台区的端设备对应的目标末端路由节点接收原台区的剔除指令后，通过发送广播帧的方式自行寻找切换后台区的通信网络。

在本申请实施例中，上述步骤403可以通过以下方式实现：

目标末端路由节点随机选择预存信道表中的一个未被询问过的待询信道。

预存信道表预先存储了低压配电网内可供所有台区使用的无线传输信道频点的集合，信道频点为中心频点。

目标末端路由节点基于该待询信道在预设时间内循环发送第一广播帧，第一广播帧包含目标末端路由节点对应端设备的电力拓扑信息。

示例性的，目标末端路由节点接收原台区的剔除指令后，可以将原台区的信道频点加入黑名单。目标末端路由节点随机选取预存信道表中的一个待询信道，并且该待询信道不属于黑名单。基于所选的待询信道，在预设时间内循环发送第一广播帧。

示例性的，目标末端路由节点在符合IEEE802.15.4g标准的MAC层，按照预设的时间周期，循环发送以私有协议为负载的MAC广播帧，发送时长为预设时长。例如，每30秒发送一次第一广播帧，共发送5分钟。所述第一广播帧用于指示相邻台区的头端路由节点反馈所述目标末端路由节点是否与该相邻台区相匹配的第一反馈信息。如果某末端路由节点对应的端设备不属于某台区的电力拓扑时，则该末端路由节点与该台区不匹配，如果某末端路由节点对应的端设备属于某台区的电力拓扑时，则该末端路由节点与该台区相匹配。MESH无线网络中，广播帧可以通过末端路由节点中继，从而扩大通信范围，使得广播帧的通信范围覆盖头端路由节点路由的整个网络通信范围。末端路由节点越多的通信网络，则中继范围越广，广播帧的传播范围越广，从而扩大了问询的相邻台区的范围。

步骤404、接收第一广播帧。

即使通过末端中继扩大了广播帧的传播范围，广播帧的传播距离也是有限的。只有相邻台区有可能接收到第一广播帧。在一个台区无线通信覆盖范围内出现另一个台区的无线通信，即可认为两个台区互为相邻台区。

参见图5，其示出了本申请实施例提供的一种基于微功率无线通信网络的低压配电台区“相邻台区”的架构示意图，详述如下：

图5中51为头端路由节点，52为该头端路由节点所在台区的无线通信覆盖范围，53为另一头端路由节点，54为其所在台区的无线通信覆盖范围，55为两个台区无线通信覆盖重叠的部分。即在台区无线覆盖范围52内出现了另一个台区的无线通信网络54，即使只是部分重叠，上述两个无线网络所在的台区依然被认定为相邻台区。

为了更好的理解相邻台区，作为对比图6示出了本申请实施例提供的一种基于微功率无线通信网络的低压配电台区“非相邻台区”的架构示意图。由于在头端路由节点61所在台区的无线通信覆盖范围62内未出现与另一头端路由节点63所在台区的无线通信网络64，即两个台区的无线通信覆盖范围无重叠，所以图中两个头端路由节点所在的台区不是相邻台区。

需要说明的是，只有相邻台区的头端路由节点使用与待询信道相同的频点通信，该头端路由节点才能接收到基于所述待询信道的第一广播帧。也就是说，即使是相邻台区，但是如果不使用待询信道作为通信信道，该相邻台区也无法接收到第一广播帧。

步骤405、若发送该第一广播帧的目标末端路由节点与当前台区相匹配，则发送第一反馈信息。

接收到第一广播帧的相邻台区的头端路由节点根据其本身台区的端设备的电力拓扑信息，与第一广播帧中目标末端路由节点对应端设备的电力拓扑信息相比较，如果上述电力拓扑信息一致，则表明该目标末端路由节点对应的端设备切换到了上述相邻台区。上述相邻台区的头端路由节点发送第一反馈信息，将匹配结果反馈给目标末端路由节点。如果比较结果显示，目标末端路由节点对应的端设备电力拓扑信息不属于上述相邻台区，则表明该目标末端路由节点对应的端设备未切换到上述相邻台区，则上述相邻台区不发送第一反馈信息。

步骤406、接收所述第一广播帧的第一反馈信息。

对于目标末端路由节点发送的第一广播帧，可以有两种情况出现：

预设时长内，目标末端路由节点接收到相邻台区的第一反馈信息；

预设时长内，目标末端路由节点未接收到任一相邻台区的第一反馈信息。

步骤407、根据第一反馈信息选取与目标末端路由节点相匹配的相邻台区，并切换到该相邻台区对应的信道。

根据步骤406所述的两种情况，步骤407可以通过以下方式实现：

预设时长内，如果目标末端路由节点接收到相邻台区的第一反馈信息，显示目标末端路由节点对应的端设备电力拓扑信息属于上述第一反馈信息的台区，则该待询信道为切换后台区的目标信道。目标末端路由节点使用该目标信道通信，结束广播，信道切换完成。

预设时长内，如果目标末端路由节点未接收到任一相邻台区的第一反馈信息，表明目标末端路由节点对应的端设备电力拓扑信息不属于任一相邻台区，则重新选择下一个未被询问过的待询信道，循环发送第一广播帧，直到找到与端设备电力拓扑信息相匹配的台区。

如果预设时长结束，目标末端路由节点依然未找到与端设备电力拓扑信息相匹配的台区，则继续使用原台区通信信道传输数据。

本申请实施例通过头端路由节点监测端设备的电力拓扑信息与台区通信网络的路由拓扑信息，促使端设备切换台区时，其对应的目标末端路由节点随之切换通信信道。由于头端路由节点监测其通信网络内的电力拓扑与台区通信网络的路由拓扑，使得无须人为干预，即可及时获取端设备台区切换信息，并且通过头端路由节点发送的剔除指令，主动发起目标末端路由节点切换信道的任务。接到指令后，目标末端路由节点通过发送广播帧的方式与相邻台区建立通信。相邻台区接受广播帧后与本台区的电力拓扑信息进行对比，判断该目标末端路由节点对应的端设备是否与本台区相匹配，匹配则发送反馈信息。根据相邻台区的反馈信息目标末端路由节点选择新的信道重新入网。

图7示出了本申请实施例提供的一种末端路由节点跟随头端路由节点切换信道的流程图。

除了端设备切换台区其对应的末端路由节点需要随之寻找切换后台区的通信信道重新入网，头端路由节点也有可能更换已有的通信信道。这种情况下，头端路由节点会携带已经入网的末端路由节点共同更换通信信道，保持和末端路由节点的通信连接，

与末端路由节点切换通信信道必须通过问询相邻台区找到切换后台区所属的通信网络的信道不同的是，头端路由节点切换通信信道没有固定的目标信道，头端路由节点仅需找到一个未被相邻台区使用的信道，即可达到切换信道并且与相邻台区信道避让，互不干扰的目的。

步骤701、响应于信道切换指令，选择预存信道表中的一个待询信道作为目标信道，并基于所述目标信道发送第二广播帧，其中，所述第二广播帧用于指示相邻台区的头端路由节点反馈所述目标信道是否被占用的第二反馈信息。

出于网络故障等原因，头端路由节点响应于云主站或者网络控制中心发送的通信信道切换指令，发起自身的信道切换任务。

示例性的，头端路由节点可以从同一个预存信道表中选取一个未被询问过的待询信道。

头端路由节点可以优先选择预存信道表中与相邻台区通信网络的频点间隔大于预设间隔的一个待询信道作为目标信道。例如原信道为400MHz，预存信道中备选信道可以为401MHz、402MHz、430MHz等，则可以选择430MHz信道作为目标信道，优于选择与原信道频点相距较近的401MHz、402MHz，造成与原信道的频率干扰。

预设间隔的定义，可以根据通信网络自身的信道抗干扰性自行定义。

头端路由节点在第二预设时长内，使用该目标信道循环发送第二广播帧。

示例性的，可以每30秒发送一次第二广播帧，持续发送5分钟。

步骤702、若在第二预设时长内未接收到第二反馈信息，则使用所述目标信道。

只有使用同一信道通信的相邻台区，才会接收到第二广播帧，并且发送第二反馈信息回复该第二广播帧。接收到第二反馈信息表明该目标信道已被其他相邻台区占用，头端路由节点可将该目标信道标记为“非可用”或者“已询”，避免重复询问已被占用的信道。头端路由节点重复上述步骤701，在未被询问过的待询信道中重新选择一个作为目标信道，继续循环发送第二广播帧。

预设时长内未收到任一相邻台区的回复，表明该信道未被任一相邻台区占用，则确定使用该信道为目标信道，结束广播。

步骤703、向当前台区通信网络的末端路由节点发送信道切换指令，以使当前台区通信网络的末端路由节点均切换至所述目标信道。

作为通信网络的根节点，头端路由节点更换了通信信道之后，与其通信连接的所有末端路由节点须更新到同一通信信道，才能与头端路由节点保持通信，传输数据。

由于头端路由节点仅仅是更换了通信信道，未改变台区，所以头端路由节点仅须通知末端路由节点目标信道的频点，即可使末端路由节点根据目标信道更换通信网络。

示例性的，该指令可通过无线MESH网络中的物理层通信传输给末端路由节点。

由于切换指令中已包含切换后的信道频点，接收该指令的目标末端路由节点可以直接使用该信道替换原信道，完成信道切换。

本申请实施例通过头端路由节点发送广播帧的方式与相邻台区建立通信连接，未收到回复则该信道未被占用，可供切换使用。并且头端路由节点可以直接告知末端路由节点切换后目标信道的频点，实现了头端路由节点更换信道后，同一网络内所有末端路由节点跟随其更换信道的目的，且由于头端路由节点仅需找到一个未被占用的信道，可直接通知末端路由节点新信道频点，使得上述信道切换过程简单，对相邻台区的回复无须做判断，末端路由节点无须自行寻找信道，大大提高了末端路由节点跟随头端路由节点切换信道的效率。

应理解，上述实施例中各步骤的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本申请实施例的实施过程构成任何限定。

以下为本申请的装置实施例，对于其中未详尽描述的细节，可以参考上述对应的方法实施例。

图8示出了本申请实施例提供的一种对应于目标末端路由节点的信道切换装置的结构示意图，为了便于说明，仅示出了与本申请实施例相关的部分，详述如下：

如图8所示，一种对应于目标末端路由节点的低压台区微功率无线通信网络的信道切换装置包括：第一广播帧发送模块81、第一反馈信息接收模块82、台区选择模块83。

第一广播帧发送模块81，用于响应于头端路由节点发送的剔除指令，发送第一广播帧，所述第一广播帧用于指示相邻台区的头端路由节点反馈所述目标末端路由节点是否与该相邻台区相匹配的第一反馈信息，其中，所述剔除指令为头端路由节点在发现目标末端路由节点与当前台区不匹配时发出；其中，某末端路由节点对应的端设备不属于某台区的电力拓扑时，该末端路由节点与该台区不匹配，某末端路由节点对应的端设备属于某台区的电力拓扑时，该末端路由节点与该台区相匹配。

反馈信息接收模块82，用于接收所述第一广播帧的第一反馈信息。

台区选择模块83，用于根据反馈信息选取与目标末端路由节点相匹配的相邻台区，并切换到该相邻台区对应的信道。

在一种可能的实现方式中，上述第一广播帧发送模块81具体用于：

选择预存信道表中的一个未被询问过的待询信道，其中所述预存信道表预先存储了低压配电网内可供所有台区使用的无线传输信道频点的集合；

通过待询信道持续发送第一广播帧；

若第一预设时长内未接收到第一反馈信息，则从所述预存信道表中重新选取一个未被询问过的待询信道，执行所述通过待询信道持续发送第一广播帧的步骤，直到接收到第一反馈信息。

如图9所示，一种对应于头端路由节点的信道切换装置包括：拓扑信息获取模块91、切换指令发送模块92。

拓扑信息获取模块91，用于获取对应台区端设备的电力拓扑信息和台区通信网络的路由拓扑信息。

剔除指令发送模块92，用于若对应台区端设备的电力拓扑信息和台区通信网络的路由拓扑信息存在不一致，则向目标末端路由节点发送剔除指令，以使目标末端路由节点响应于所述剔除指令重新选择适配台区的通信网络；其中，目标末端路由节点为不属于本台区电力拓扑的端设备对应的末端路由节点。

在一种可能的实现方式中，所述方法还包括：

接收第一广播帧，所述第一广播帧用于指示相邻台区的头端路由节点反馈所述目标末端路由节点是否与该相邻台区相匹配的第一反馈信息；

若发送该第一广播帧的目标末端路由节点与当前台区相匹配，则发送第一反馈信息；其中，某末端路由节点对应的端设备不属于某台区的电力拓扑时，该末端路由节点与该台区不匹配，某末端路由节点对应的端设备属于某台区的电力拓扑时，该末端路由节点与该台区相匹配。

相应的，上述信道切换装置还包括：

第一广播帧接收模块，用于接收第一广播帧，所述第一广播帧用于指示相邻台区的头端路由节点反馈所述目标末端路由节点是否与该相邻台区相匹配的第一反馈信息；

第一反馈信息发送模块，用于若发送该第一广播帧的目标末端路由节点与当前台区相匹配，则发送第一反馈信息；其中，某末端路由节点对应的端设备不属于某台区的电力拓扑时，该末端路由节点与该台区不匹配，某末端路由节点对应的端设备属于某台区的电力拓扑时，该末端路由节点与该台区相匹配。

在一种可能的实现方式中，所述方法还包括：

响应于信道切换指令，选择预存信道表中的一个待询信道作为目标信道，并基于所述目标信道发送第二广播帧，其中，所述第二广播帧用于指示相邻台区的头端路由节点反馈所述目标信道是否被占用的第二反馈信息；

若在第二预设时长内未接收到第二反馈信息，则使用所述目标信道；

向当前台区通信网络的末端路由节点发送信道切换指令，以使当前台区通信网络的末端路由节点均切换至所述目标信道。

相应的，上述信道切换装置还包括：

第二广播帧发送模块，用于响应于信道切换指令，选择预存信道表中的一个待询信道作为目标信道，并基于所述目标信道发送第二广播帧，其中，所述第二广播帧用于指示相邻台区的头端路由节点反馈所述目标信道是否被占用的第二反馈信息；

信道切换模块，用于若在第二预设时长内未接收到第二反馈信息，则使用所述目标信道；

信道切换指令发送模块，用于向当前台区通信网络的末端路由节点发送信道切换指令，以使当前台区通信网络的末端路由节点均切换至所述目标信道。

在一种可能的实现方式中，所述选择预存信道表中的一个待询信道作为目标信道包括：

优先选择预存信道表中与相邻台区通信网络的频点间隔大于预设间隔的一个待询信道作为目标信道。

相应的，上述信道切换装置还包括：

目标信道选择模块，用于优先选择预存信道表中与相邻台区通信网络的频点间隔大于预设间隔的一个待询信道作为目标信道。

本申请实施例通过一种低压台区微功率无线通信网络的信道切换方法与装置，获取台区中端设备电力拓扑信息与其对应末端路由节点的路由信息不一致的情况，发起通信信道切换指令，该指令用于末端路由节点问询相邻台区，是否包含匹配的电力拓扑信息与路由信息，得到肯定的反馈后实现信道切换。本申请实施例在不增加硬件设备与无人为干预的前提下，通过一种低压台区微功率无线通信网络的信道切换方法，使得上述通信信道切换过程完全自动化，无须人为启动与操作，不仅节省了人力，同时避免了数据的丢失。

图10是本申请实施例提供的终端的示意图。如图10所示，该实施例的终端10包括：处理器13、存储器11以及存储在所述存储器11中并可在所述处理器13上运行的计算机程序12。所述处理器13执行所述计算机程序12时实现上述各个一种低压台区微功率无线通信网络的信道切换方法与装置实施例中的步骤，例如图1所示的步骤101至步骤103，或者例如图2所示的步骤201至步骤202。或者，所述处理器13执行所述计算机程序12时实现上述各装置实施例中各模块的功能，例如图8所示模块81至83的功能，或者例如图9所示模块91至92的功能。

示例性的，所述计算机程序12可以被分割成一个或多个模块，所述一个或者多个模块被存储在所述存储器11中，并由所述处理器13执行，以完成本申请。所述一个或多模块可以是能够完成特定功能的一系列计算机程序指令段，该指令段用于描述所述计算机程序12在所述终端10中的执行过程。例如，所述计算机程序12可以被分割成图8所示的模块81至83或者例如图9所示模块91至92的功能。

所述终端10可以是桌上型计算机、笔记本、掌上电脑及云端服务器等计算设备。所述终端10可包括，但不仅限于，处理器13、存储器11。本领域技术人员可以理解，图10仅仅是终端10的示例，并不构成对终端10的限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件，例如所述终端还可以包括输入输出设备、网络接入设备、总线等。

所称处理器13可以是中央处理单元(Central Processing Unit，CPU)，还可以是其他通用处理器、数字信号处理器 (Digital Signal Processor，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现场可编程门阵列 (Field-Programmable Gate Array，FPGA) 或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。

所述存储器11可以是所述终端10的内部存储单元，例如终端10的硬盘或内存。所述存储器11也可以是所述终端10的外部存储设备，例如所述终端10上配备的插接式硬盘，智能存储卡（Smart Media Card，SMC），安全数字（Secure Digital，SD）卡，闪存卡（FlashCard）等。进一步地，所述存储器11还可以既包括所述终端10的内部存储单元也包括外部存储设备。所述存储器11用于存储所述计算机程序以及所述终端所需的其他程序和数据。所述存储器11还可以用于暂时地存储已经输出或者将要输出的数据。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为了描述的方便和简洁，仅以上述各功能模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能模块完成，即将所述装置的内部结构划分成不同的功能模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。实施例中的各功能模块可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中，上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。另外，各功能模块的具体名称也只是为了便于相互区分，并不用于限制本申请的保护范围。上述系统中模块的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述或记载的部分，可以参见其它实施例的相关描述。

本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本申请的范围。

在本申请所提供的实施例中，应该理解到，所揭露的装置/终端和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置/终端实施例仅仅是示意性的，例如，所述模块的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通讯连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通讯连接，可以是电性，机械或其它的形式。

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单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。

所述集成的模块如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请实现上述实施例方法中的全部或部分流程，也可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一计算机可读存储介质中，该计算机程序在被处理器执行时，可实现上述各个一种低压台区微功率无线通信网络的信道切换方法与装置实施例的步骤。其中，所述计算机程序包括计算机程序代码，所述计算机程序代码可以为源代码形式、对象代码形式、可执行文件或某些中间形式等。所述计算机可读介质可以包括：能够携带所述计算机程序代码的任何实体或装置、记录介质、U盘、移动硬盘、磁碟、光盘、计算机存储器、只读存储器（Read-Only Memory，ROM）、随机存取存储器（Random Access Memory，RAM）、电载波信号、电信信号以及软件分发介质等。

以上所述实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的精神和范围，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种低压台区微功率无线通信网络的信道切换方法，其特征在于，所述通信网络包括头端路由节点和末端路由节点，应用于目标末端路由节点，所述方法包括：

响应于头端路由节点发送的剔除指令，发送第一广播帧，所述第一广播帧用于指示相邻台区的头端路由节点反馈所述目标末端路由节点是否与该相邻台区相匹配的第一反馈信息，其中，所述剔除指令为头端路由节点在发现目标末端路由节点与当前台区不匹配时发出；其中，某末端路由节点对应的端设备不属于某台区的电力拓扑时，该末端路由节点与该台区不匹配，某末端路由节点对应的端设备属于某台区的电力拓扑时，该末端路由节点与该台区相匹配；

接收所述第一广播帧的第一反馈信息；

根据第一反馈信息选取与目标末端路由节点相匹配的相邻台区，并切换到该相邻台区对应的信道。

2.根据权利要求1所述的一种低压台区微功率无线通信网络的信道切换方法，其特征在于，所述响应于头端路由节点发送的剔除指令，发送第一广播帧包括：

选择预存信道表中的一个未被询问过的待询信道，其中所述预存信道表预先存储了低压配电网内可供所有台区使用的无线传输信道频点的集合；

通过待询信道持续发送第一广播帧；

若第一预设时长内未接收到第一反馈信息，则从所述预存信道表中重新选取一个未被询问过的待询信道，执行所述通过待询信道持续发送第一广播帧的步骤，直到接收到第一反馈信息。

3.一种低压台区微功率无线通信网络的信道切换方法，其特征在于，所述通信网络包括头端路由节点和末端路由节点，应用于头端路由节点，所述方法包括：

获取对应台区端设备的电力拓扑信息和台区通信网络的路由拓扑信息；

若对应台区端设备的电力拓扑信息和台区通信网络的路由拓扑信息存在不一致，则向目标末端路由节点发送剔除指令，以使目标末端路由节点响应于所述剔除指令重新选择适配台区的通信网络；其中，目标末端路由节点为不属于本台区电力拓扑的端设备对应的末端路由节点。

4.根据权利要求3所述的一种低压台区微功率无线通信网络的信道切换方法，其特征在于，以所述头端路由节点所在台区为当前台区，与当前台区相邻的台区为相邻台区，所述方法还包括：

接收第一广播帧，所述第一广播帧由相邻台区的指定末端路由节点发送，用于指示当前台区的头端路由节点反馈第一反馈信息，所述第一反馈信息用于指示所述指定末端路由节点是否与当前台区相匹配；

若所述指定末端路由节点与当前台区相匹配，则发送第一反馈信息；其中，某末端路由节点对应的端设备不属于某台区的电力拓扑时，该末端路由节点与该台区不匹配，某末端路由节点对应的端设备属于某台区的电力拓扑时，该末端路由节点与该台区相匹配。

5.根据权利要求4所述的一种低压台区微功率无线通信网络的信道切换方法，其特征在于，所述方法还包括：

响应于信道切换指令，选择预存信道表中的一个待询信道作为目标信道，并基于所述目标信道发送第二广播帧，其中，所述第二广播帧用于指示相邻台区的头端路由节点反馈所述目标信道是否被占用的第二反馈信息；

若在第二预设时长内未接收到第二反馈信息，则使用所述目标信道；

向当前台区通信网络的末端路由节点发送信道切换指令，以使当前台区通信网络的末端路由节点均切换至所述目标信道。

6.根据权利要求5所述的一种低压台区微功率无线通信网络的信道切换方法，其特征在于，所述选择预存信道表中的一个待询信道作为目标信道包括：

优先选择预存信道表中与相邻台区通信网络的频点间隔大于预设间隔的一个待询信道作为目标信道。

7.一种低压台区微功率无线通信网络的信道切换装置，其特征在于，所述通信网络包括头端路由节点和末端路由节点，应用于目标末端路由节点，所述装置包括：

第一广播帧发送模块，用于响应于头端路由节点发送的剔除指令，发送第一广播帧，所述第一广播帧用于指示相邻台区的头端路由节点反馈所述目标末端路由节点是否与该相邻台区相匹配的第一反馈信息，其中，所述剔除指令为头端路由节点在发现目标末端路由节点与当前台区不匹配时发出；其中，某末端路由节点对应的端设备不属于某台区的电力拓扑时，该末端路由节点与该台区不匹配，某末端路由节点对应的端设备属于某台区的电力拓扑时，该末端路由节点与该台区相匹配；

第一反馈信息接收模块，用于接收所述第一广播帧的第一反馈信息；

台区选择模块，用于根据第一反馈信息选取与目标末端路由节点相匹配的相邻台区，并切换到该相邻台区对应的信道。

8.一种低压台区微功率无线通信网络的信道切换装置，其特征在于，所述通信网络包括头端路由节点和末端路由节点，应用于头端路由节点，所述装置包括：

拓扑信息获取模块，用于获取对应台区端设备的电力拓扑信息和台区通信网络的路由拓扑信息；

剔除指令发送模块，用于若对应台区端设备的电力拓扑信息和台区通信网络的路由拓扑信息存在不一致，则向目标末端路由节点发送剔除指令，以使目标末端路由节点响应于所述剔除指令重新选择适配台区的通信网络；其中，目标末端路由节点为不属于本台区电力拓扑的端设备对应的末端路由节点。

9.一种终端，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现如上的权利要求1至2或3至6中任一项所述一种低压台区微功率无线通信网络的信道切换方法的步骤。

10.一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如上的权利要求1至2或3至6中任一项所述一种低压台区微功率无线通信网络的信道切换方法的步骤。

Images