CN116192565B - 一种电力线通信多局域网融合方法及装置 - Google Patents

一种电力线通信多局域网融合方法及装置 Download PDF

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CN116192565B CN202310458004.3A CN202310458004A CN116192565B CN 116192565 B CN116192565 B CN 116192565B CN 202310458004 A CN202310458004 A CN 202310458004A CN 116192565 B CN116192565 B CN 116192565B
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Abstract

本发明公开了一种电力线通信多局域网融合方法及装置，当第一局域网的第一节点接收到第二局域网的第二节点发出的维护帧时，获取第一聚类系数值和第二聚类系数值并与预设阈值条件进行比对，生成解散数据帧，采用解散数据帧对第二局域网执行频偏复位操作，得到多个复位节点，对复位节点进行频偏调整，生成请求帧，根据请求帧和通信成功率对复位节点执行值函数学习操作输出逻辑地址值并发送至复位节点，复位节点采用反向路径数据更新第一局域网，生成单一局域网；解决了现有技术没有考虑当前融合基准网络的复杂网络性能，导致多局域网融合后得到的单一网络的稳健性低的技术问题。

Description

一种电力线通信多局域网融合方法及装置
技术领域
本发明涉及电力线通信网络技术领域，尤其涉及一种电力线通信多局域网融合方法及装置。
背景技术
近年来，泛在电力物联网作为新型电力系统发展的重点对象，其建设离不开低压配电网。低压配电网的通信技术是建设泛在电力物联网的关键技术之一，也是配电业务应用的重要支撑。
电力线作为低压配电网的通信信道，由于信道环境复杂，通信过程会产生较多问题，如网络主节点选取时间较长、网络融合过程的时间较长、组网稳定性和健壮性较差等。而目前的多网络融合方法研究较多的是某个特定区域内的单一网络的自组网方法或采用现有的融合方法实现子网间的网络融合等。
但这些方法在节点在不同区域内分布不均匀的情况下，仅考虑了以网络MAC地址最小为融合方向或者以网络规模相对较大的网络为融合方向，并没有充分考虑当前融合基准网络的复杂网络基础性能，导致多个局域网进行融合后，得到的单一网络的稳健性低。
发明内容
本发明提供了一种电力线通信多局域网融合方法及装置，解决了现有技术在节点在不同区域内分布不均匀的情况下，并没有充分考虑当前融合基准网络的复杂网络基础性能，导致多个局域网进行融合后，得到的单一网络的稳健性低的技术问题。
本发明第一方面提供的一种电力线通信多局域网融合方法，包括：
当第一局域网的第一节点接收到第二局域网的第二节点发出的网络维护帧时，所述第一节点获取所述第一节点对应的第一聚类系数值和所述第二节点对应的第二聚类系数值；
所述第一节点采用所述第一聚类系数值、所述第二聚类系数值和预设阈值条件进行比对，生成网络解散数据帧；
所述第二节点采用所述网络解散数据帧对所述第二局域网执行频偏复位操作，得到多个复位节点；
当所述第一局域网对应的通信成功率大于预设上下行阈值时，所述第一节点采用预设组网信标帧对第二复位节点进行频偏调整，使得所述第二复位节点生成对应的注册请求帧，其中，所述第二复位节点为处于所述第一节点通信范围内的所述复位节点；
所述第一局域网的主节点根据所述注册请求帧和所述通信成功率对对应的所述第二复位节点执行值函数学习操作输出第一逻辑地址值，并发送至所述第二复位节点；
所述第二复位节点采用所述主节点对应的反向路径数据更新所述第一局域网，生成单一局域网。
在所述当第一局域网的第一节点接收到第二局域网的第二节点发出的网络维护帧时，所述第一节点获取所述第一节点对应的第一聚类系数值和所述第二节点对应的第二聚类系数值的步骤之前，采用电力线通信网络内的节点构建局域网，，还包括：
当接收到选取主节点请求时，初始化所述电力线通信网络内多个区域的全部所述节点，确定全部所述节点对应的初始节点；
对各所述初始节点进行延时，分别将各所述区域中延时最短的初始节点作为各所述区域对应的中间节点，并实时统计所述中间节点的延时最短次数；
基于载波侦听多路访问机制，分别对处于所述中间节点通信范围内的多个初始节点执行频偏纠正操作，确定对应的多个子节点；
当所述延时最短次数等于预设次数阈值时，将所述延时最短次数对应的中间节点作为所属区域对应的主节点；
通过所述主节点将与各所述主节点关联的全部子节点进行组网，得到所述主节点对应的局域网。
可选地，所述基于载波侦听多路访问机制，分别对处于所述中间节点通信范围内的多个初始节点执行频偏纠正操作，确定对应的多个子节点的步骤，包括：
当所述中间节点按照载波侦听多路访问机制抢占到电力线通信信道时，通过所述中间节点生成纠正数据帧；
采用所述中间节点通信范围内的多个初始节点的第一频偏值与所述纠正数据帧内的第二频偏值分别进行差值运算，得到多个第一频偏差；
当所述第一频偏差大于预设频偏阈值时，采用预设纠正公式对全部所述第一频偏值进行纠正，确定多个新的第一频偏值；
跳转至所述当所述延时最短次数等于预设次数阈值时，将所述延时最短次数对应的中间节点作为所属区域对应的主节点的步骤，直至任一所述第一频偏差小于所述预设频偏阈值；
将全部满足所述第一频偏差小于所述预设频偏阈值对应的初始节点作为子节点。
可选地，所述第一聚类系数值包括第一全局聚类系数和第一平均聚类系数；所述第二聚类系数值包括第二全局聚类系数和第二平均聚类系数；所述所述第一节点采用所述第一聚类系数值、所述第二聚类系数值和预设阈值条件进行比对，生成网络解散数据帧的步骤，包括：
所述第一节点采用所述第一全局聚类系数和所述第二全局聚类系数进行比对，确定第一比对结果；
所述第一节点采用所述第一平均聚类系数和所述第二平均聚类系数进行比对，确定第二比对结果；
当所述第一比对结果和所述第二比对结果均满足预设阈值条件时，所述第一节点创建网络解散数据帧。
可选地，所述网络解散数据帧包括所述第一节点对应的第一节点频偏值、第一帧控制信息和第一有效载荷信息；所述所述第二节点采用所述网络解散数据帧对所述第二局域网执行频偏复位操作，得到多个复位节点的步骤，包括：
所述第二节点采用所述第一节点频偏值和所述第二节点的第二节点频偏值进行差值运算，得到第二频偏差；
当所述第二频偏差小于或等于预设差值阈值时，所述第二节点对所述第一帧控制信息和所述第一有效载荷信息进行解析，确定纠正节点；
当处于所述纠正节点的通信范围内的第二节点接收到所述网络解散数据帧时，初始化各所述第二节点并进行复位，得到多个复位节点。
可选地，所述当所述第一局域网对应的通信成功率大于预设上下行阈值时，所述第一节点采用预设组网信标帧对第二复位节点进行频偏调整，使得所述第二复位节点生成对应的注册请求帧，其中，所述第二复位节点为处于所述第一节点通信范围内的所述复位节点的步骤，包括：
当所述第一局域网对应的通信成功率大于预设上下行阈值时，所述第一节点采用所述预设组网信标帧内的帧频偏值和所述第二复位节点的复位节点频偏值进行差值运算，得到第三频偏差；
当所述第三频偏差小于或等于预设差值阈值时，所述第二复位节点对所述预设组网信标帧内的有效载荷信息和帧控制信息进行解析，生成注册请求帧。
可选地，所述注册请求帧包括复位节点链路权值、第一节点链路权值、跳数、初始动作和初始状态；所述通信成功率包括上行通信成功率和下行通信成功率；所述所述第一局域网的主节点根据所述注册请求帧和所述通信成功率对对应的所述第二复位节点执行值函数学习操作输出第一逻辑地址值，并发送至所述第二复位节点的步骤，包括：
所述主节点采用所述第一节点链路权值和所述复位节点链路权值进行比值运算，得到第一链路比值；
所述主节点采用所述第一链路比值和所述跳数进行乘积值运算，得到第一即时奖励；
所述主节点将所述第一即时奖励、所述初始动作、所述初始状态和所述上行通信成功率代入预设第一值函数进行运算，输出所述第一逻辑地址数值并发送至所述第二复位节点；
所述预设第一值函数具体为：
Figure SMS_1
；
式中，
Figure SMS_3
为第一节点在已注册节点状态
Figure SMS_5
下执行接收应答帧动作
Figure SMS_6
在t+1时刻的第一逻辑地址数值；
Figure SMS_9
为在t+1时刻第一节点的已注册节点状态；
Figure SMS_11
为上行通信成功率；
Figure SMS_12
为第二复位节点发送注册请求帧动作；
Figure SMS_13
为第二复位节点动作集合；
Figure SMS_2
为第一节点通信范围内的邻居节点集合；
Figure SMS_4
为在第一节点通信范围内的复位节点；
Figure SMS_7
为第二复位节点在未注册节点状态
Figure SMS_8
下执行发送注册请求帧动作
Figure SMS_10
在t时刻的逻辑地址数值。
可选地，所述反向路径数据包括目标状态和目标动作；所述所述第二复位节点采用所述主节点对应的反向路径数据更新所述第一局域网，生成单一局域网的步骤，包括：
所述第二复位节点采用所述第一链路比值的倒数和所述跳数进行乘积值运算，得到第二即时奖励；
所述第二复位节点将所述第二即时奖励、所述目标动作、所述目标状态和所述下行通信成功率代入预设第二值函数进行运算，确定第二逻辑地址数值；
所述第二复位节点采用所述第二逻辑地址数值更新所述第一局域网对应的预设路由表，生成单一局域网；
所述预设第二值函数具体为：
Figure SMS_14
；
式中，
Figure SMS_16
为第二复位节点在未注册节点状态
Figure SMS_17
下执行接收应答帧动作
Figure SMS_20
在t+1时刻的第二逻辑地址数值；
Figure SMS_21
为在t+1时刻第二复位节点的未注册节点状态；
Figure SMS_23
为下行通信成功率；
Figure SMS_25
为第一节点发送关联指示帧动作;
Figure SMS_26
为第一节点动作集合；
Figure SMS_15
为第二复位节点通信范围内的邻居节点集合；
Figure SMS_18
为在第二复位节点通信范围内的第一节点；
Figure SMS_19
为第一节点在已注册节点状态
Figure SMS_22
下执行发送关联指示帧动作
Figure SMS_24
在t时刻的逻辑地址数值。
本发明第二方面提供的一种电力线通信多局域网融合装置，包括：
接收模块，用于当第一局域网的第一节点接收到第二局域网的第二节点发出的网络维护帧时，所述第一节点获取所述第一节点对应的第一聚类系数值和所述第二节点对应的第二聚类系数值；
比对模块，用于所述第一节点采用所述第一聚类系数值、所述第二聚类系数值和预设阈值条件进行比对，生成网络解散数据帧；
复位模块，用于所述第二节点采用所述网络解散数据帧对所述第二局域网执行频偏复位操作，得到多个复位节点；
频偏模块，用于当所述第一局域网对应的通信成功率大于预设上下行阈值时，所述第一节点采用预设组网信标帧对第二复位节点进行频偏调整，使得所述第二复位节点生成对应的注册请求帧，其中，所述第二复位节点为处于所述第一节点通信范围内的所述复位节点；
学习模块，用于所述第一局域网的主节点根据所述注册请求帧和所述通信成功率对对应的所述第二复位节点执行值函数学习操作输出第一逻辑地址值，并发送至所述第二复位节点；
更新模块，用于所述第二复位节点采用所述主节点对应的反向路径数据更新所述第一局域网，生成单一局域网。
本发明第三方面提供了一种电力线通信多局域网融合方法，应用于第一局域网的第一节点，所述方法包括：
当接收到第二局域网的第二节点发出的网络维护帧时，获取所述第一节点对应的第一聚类系数值和所述第二节点对应的第二聚类系数值；
将所述第一聚类系数值、所述第二聚类系数值和预设阈值条件进行比对，生成携带网络解散数据帧的第一指令并发送至所述第二节点，获得所述第二局域网中的复位节点；
当所述第一局域网对应的通信成功率大于预设上下行阈值时，发送频偏调整指令到第二复位节点，接收所述第二复位节点生成的携带注册请求帧的第二指令，其中，第二复位节点为处于所述第一节点通信范围内的复位节点；
响应于接收的所述第二指令，发送注册请求帧到第一局域网的主节点，使得所述主节点根据所述注册请求帧和所述通信成功率对所述第二复位节点执行值函数学习操作输出第一逻辑地址值，并发送至所述第二复位节点。
本发明第四方面提供了一种电力线通信多局域网融合方法，应用于第二局域网的第二节点，所述方法包括：
发送网络维护帧至第一局域网的第一节点，并获取所述第一节点返回的携带网络解散数据帧的第一指令；
响应于所述第一指令，采用所述网络解散数据帧对所述第二局域网执行频偏复位操作，得到多个复位节点，并使得多个所述复位节点进行组网融合，其中多个所述复位节点包括第二节点；
所述组网融合具体包括：当接收到所述第一节点发送的频偏调整指令时，发送携带注册请求帧的第二指令到所述第一节点，并获取所述第一局域网的主节点输出的携带第一逻辑地址值的第三指令；响应于所述第三指令，采用所述主节点对应的反向路径数据更新所述第一局域网，生成单一局域网。
从以上技术方案可以看出，本发明具有以下优点：
1、通过对低压电力线通信网络的各个节点进行自适应纠偏选主，提高了节点间在多网络融合的选主过程的通信效率，解决通信不上的问题，使得多网络融合的组网过程能正常组网，间接性促进了节点间的数据通信。
2、在节点数量较大条件下，在融合过程中利用聚类系数作为网络健壮性的评价指标，充分考虑当前融合基准网络的稳健性，使得网络融合后整体性能（如健壮性）得到有效加强，且在多网络融合过程中，使得部分节点会接收到多个频偏纠正帧而造成冲突概率得到降低，提高了节点间频偏纠正效率，直接提高了网络融合单一主节点选取的效率。
3、在信道环境突然变坏或部分节点间频偏差值过大的条件下，通过对网络中各个节点进行自适应纠偏，提高网间节点间的通信效率，使得节点间通信成功率降大大提高，缩短了节点群的频偏纠正时间以及网络融合选主的时间。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，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性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
图1为本发明实施例一提供的一种电力线通信多局域网融合方法的步骤流程图；
图2为本发明实施例二提供的一种电力线通信多局域网融合方法的步骤流程图；
图3为本发明实施例二提供的多局域网融合过程的路由学习机制的示意图；
图4为本发明实施例二提供的数据帧转发过程的示意图；
图5为本发明实施例三提供的一种电力线通信多局域网融合装置的结构框图；
图6为本发明另一实施例提供的应用于第一局域网的第一节点的电力线通信多局域网融合方法的步骤流程图；
图7为本发明另一实施例提供的应用于第二局域网的第二节点的电力线通信多局域网融合方法的步骤流程图。
具体实施方式
本发明实施例提供了一种电力线通信多局域网融合方法及装置，用于解决现有技术在节点在不同区域内分布不均匀的情况下，没有充分考虑当前融合基准网络的复杂网络基础性能，导致多个局域网进行融合后，得到的单一网络的稳健性低的技术问题。
为使得本发明的发明目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，下面所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而非全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1，图1为本发明实施例一提供的一种电力线通信多局域网融合方法的步骤流程图。
本发明提供的一种电力线通信多局域网融合方法，包括：
步骤101、当第一局域网的第一节点接收到第二局域网的第二节点发出的网络维护帧时，第一节点获取第一节点对应的第一聚类系数值和第二节点对应的第二聚类系数值。
聚类系数值包括全局聚类系数和平均聚类系数。
第一局域网指的是全局聚类系数大的且平均聚类系数小的网络。
第二局域网指的是全局聚类系数小的且平均聚类系数大的网络。
第一节点指的是已经注册至第一局域网中的节点。
值得一提的是，在网关（主节点）的控制下节点会周期性的发送网络维护帧，即网络维护信标帧，当第一局域网的第一节点接收到第二局域网的第二节点发出的网络维护帧时，即在某一时刻，区域内的网络正在组建过程中，或者组网完成后每个网络在维护过程中，一个区域内的节点在接收到另一个区域内的节点的组网帧或者网络维护帧时，则获取两者的聚类系数值。
在本实施例中，当第一局域网的第一节点接收到第二局域网的第二节点发出的网络维护帧时，第一节点获取第一节点对应的第一聚类系数值和第二节点对应的第二聚类系数值。
步骤102、第一节点采用第一聚类系数值、第二聚类系数值和预设阈值条件进行比对，生成网络解散数据帧。
需要说明的是，采用第一聚类系数值、第二聚类系数值和预设阈值条件进行比对，解散全局聚类系数小的且平均聚类系数大的网络。其中，全局聚类系数是基于节点三元组的，一个三元组是其中有两条（开三元组）或三条（闭三元组）无向边连接的三个节点。一个三角由三个封闭的三元组构成，三角集中在每一个节点上。全局聚类系数是所有三元组（包括开三元组和闭三元组）中封闭三元组的数目。全局聚类系数C的数学定义为：
Figure SMS_27
；
平均聚类系数
Figure SMS_28
定义为所有节点聚类系数的算数平均值。为此，需要先说明节点
Figure SMS_29
的聚类系数
Figure SMS_30
为与其相邻的
Figure SMS_31
个节点之间实际存在的边数
Figure SMS_32
与总的可能边数
Figure SMS_33
的比值，即
Figure SMS_34
；
Figure SMS_35
；
式中：
Figure SMS_36
为网络节点总数。ki为节点i的邻居节点的数目，可以通过每个节点自身存储的邻居表中获取。Ei表示的是节点i的邻居节点相连接的边数。
需要是说明是，全局聚类系数和平均聚类系数是网关通过整个网络的拓扑表获取的，在同一个网络中，网关在网络稳定后均会自主的计算出本地网络的聚类系数值，并将该信息通过代理发送给网络内的子节点，其中，网络拓扑表示包含整个网络内节点与节点之间连接关系的一张表，本质上是一个二维矩阵，存储的信息是0或者1。网关通过这个拓扑表，可以清楚获取任意两节点之间是否存在连接关系。
在本实施例中，第一节点采用第一聚类系数值、第二聚类系数值和预设阈值条件进行比对，生成网络解散数据帧。
步骤103、第二节点采用网络解散数据帧对第二局域网执行频偏复位操作，得到多个复位节点。
需要说明的是，通过第一节点自主创建网络解散数据帧后，第一节点以广播方式发向第二局域网的第二节点。
在本实施例中，第二节点采用网络解散数据帧对第二局域网执行频偏复位操作，得到多个复位节点。
步骤104、当第一局域网对应的通信成功率大于预设上下行阈值时，第一节点采用预设组网信标帧对第二复位节点进行频偏调整，使得第二复位节点生成对应的注册请求帧，其中，第二复位节点为处于第一节点通信范围内的复位节点。
第二复位节点指的是为处于第一节点通信范围内的复位节点。
需要说明的是，以通信成功率（communication success ration, CSR）为指标，定义信道状态是信道状况良好，较差还是恶劣。根据IEEE 1901标准，在组网帧的某一个特定区域，用于记录当前信道的通信质量，即记录当前通信成功率的数值。具体数值获取，在低压电力线通信网络中，可以采用专门的信道感知技术。
节点在当前的信道状态下通过控制策略
Figure SMS_37
可选择某一种组网动作
Figure SMS_38
（
Figure SMS_39
）接入信道，如发送信标帧、接收应答帧（acknowledgment, ACK）等，将组网动作定义为集合A。集合A的行动
Figure SMS_40
(决策时刻t时)分为发送A send 和不发送A no_send 。
预设上下行CSR阈值为
Figure SMS_41
，采取动作时需先判断当前信道状况是否满足上/下行CSR阈值要求：
Figure SMS_42
；
在满足通信阈值要求后，组网帧能成功传输至目的节点，目的节点回复ACK，避免帧的冗余重传。
在本实施例中，当第一局域网对应的通信成功率大于预设上下行阈值时，第一节点采用预设组网信标帧对第二复位节点进行频偏调整，使得第二复位节点生成对应的注册请求帧，其中，第二复位节点为处于第一节点通信范围内的复位节点。
步骤105、第一局域网的主节点根据注册请求帧和通信成功率对对应的第二复位节点执行值函数学习操作输出第一逻辑地址值，并发送至第二复位节点。
在本实施例中，第一局域网的主节点根据注册请求帧和通信成功率对对应的第二复位节点执行值函数学习操作输出第一逻辑地址值，并发送至第二复位节点。
步骤106、第二复位节点采用主节点对应的反向路径数据更新第一局域网，生成单一局域网。
在本实施例中，第二复位节点采用主节点对应的反向路径数据更新第一局域网，生成单一局域网。
在本发明中，当第一局域网的第一节点接收到第二局域网的第二节点发出的网络维护帧时，第一节点获取第一节点对应的第一聚类系数值和第二节点对应的第二聚类系数值，第一节点获取第一节点对应的第一聚类系数值和第二节点对应的第二聚类系数值，第二节点采用网络解散数据帧对第二局域网执行频偏复位操作，得到多个复位节点，当第一局域网对应的通信成功率大于预设上下行阈值时，第一节点采用预设组网信标帧对处于第一节点的通信范围内的复位节点进行频偏调整，使得该复位节点生成对应的注册请求帧，第一局域网的主节点根据注册请求帧和通信成功率对对应的复位节点执行值函数学习操作输出第一逻辑地址值，最后采用主节点对应的反向路径数据更新第一局域网，生成单一局域网。解决了现有技术在节点在不同区域内分布不均匀的情况下，没有充分考虑当前融合基准网络的复杂网络基础性能，导致多个局域网进行融合后，得到的单一网络的稳健性低的技术问题，从而提高了单一网络的稳健性。
请参阅图2，图2为本发明实施例二提供的一种电力线通信多局域网融合方法的步骤流程图。
本发明提供的一种电力线通信多局域网融合方法，包括：
步骤201、当接收到选取主节点请求时，初始化电力线通信网络内多个区域的全部节点，确定全部节点对应的初始节点。
值得一提的是，在进行多局域融合之前，需要选取出多个主节点，主节点进行组网，从而出现多个局域网；当接收到选取主节点请求时，即电力线通信网络内多个区域的全部节点统一上电后，初始化电力线通信网络内多个区域的全部节点，每个节点设定自己的数据发送频偏值为1~10的随机整数值。
在本实施例中，当接收到选取主节点请求时，初始化电力线通信网络内多个区域的全部节点，确定全部节点对应的初始节点。
步骤202、对各初始节点进行延时，分别将各区域中延时最短的初始节点作为各区域对应的中间节点，并实时统计中间节点的延时最短次数。
值得一提的是，每个初始节点根据各自的MAC地址（媒体存取控制位址）映射的延时，延时最短的初始节点以CSMA/CA机制抢占到空闲信道，并作为各区域对应的中间节点。
在本实施例中，对各初始节点进行延时，分别将各区域中延时最短的初始节点作为各区域对应的中间节点，并实时统计中间节点的延时最短次数。
步骤203、基于载波侦听多路访问机制，分别对处于中间节点通信范围内的多个初始节点执行频偏纠正操作，确定对应的多个子节点。
进一步地，步骤203可以包括以下子步骤：
步骤S31、当中间节点按照载波侦听多路访问机制抢占到电力线通信信道时，通过中间节点生成纠正数据帧。
值得一提的是，延时最短的初始节点以CSMA/CA机制抢占到空闲信道后，该节点向其通信范围内的其他所有初始节点发送频偏纠正数据帧，即纠正数据帧。
在本实施例中，当中间节点按照载波侦听多路访问机制抢占到电力线通信信道时，通过中间节点生成纠正数据帧。
步骤S32、采用中间节点通信范围内的多个初始节点的第一频偏值与纠正数据帧内的第二频偏值分别进行差值运算，得到多个第一频偏差。
值得一提的是，处于中间节点范围内的初始节点侦听到纠正数据帧后，通过纠正数据帧获取中间节点的频偏值并与自身的频偏值作差值运算，得到第一频偏差。
第一频偏差的具体计算公式为：
Figure SMS_43
；
式中，Δf为第一频偏差；f 1为第二频偏值；f 0为第一频偏值。
在本实施例中，采用中间节点通信范围内的多个初始节点的第一频偏值与纠正数据帧内的第二频偏值分别进行差值运算，得到多个第一频偏差。
步骤S33、当第一频偏差大于预设频偏阈值时，采用对全部第一频偏值进行纠正，确定多个新的第一频偏值。
值得一提的是，若第一频偏差大于预设频偏阈值，收到纠正数据帧的节点采用预设纠正公式纠正一次自己的频率。预设纠正公式具体为：f 0=f 0-rand(1,5)，其中，rand(1,5)指的是1~5的随机数。若第一频偏差小于预设频偏阈值，则说明两者是可以正常通信，收到频偏纠正帧的节点不需要纠正自己的频率，仅监听当前信道状态，不需要再次抢占信道，此时的这类节点也会直接退出竞争选主过程。
在本实施例中，当第一频偏差大于预设频偏阈值时，采用对全部第一频偏值进行纠正，确定多个新的第一频偏值。
步骤S34、跳转至当延时最短次数等于预设次数阈值时，将延时最短次数对应的中间节点作为所属区域对应的主节点的步骤，直至任一第一频偏差小于预设频偏阈值。
值得一提的是，收到纠正数据帧的节点采用预设纠正公式纠正一次自己的频率后，该节点会重新进入抢占信道发送频偏纠正帧的过程，直至所有节点都能正常通信。
在本实施例中，跳转至当延时最短次数等于预设次数阈值时，将延时最短次数对应的中间节点作为所属区域对应的主节点的步骤，直至任一第一频偏差小于预设频偏阈值。
步骤S35、将全部满足第一频偏差小于预设频偏阈值对应的初始节点作为子节点。
在本实施例中，将全部满足第一频偏差小于预设频偏阈值对应的初始节点作为子节点。
步骤204、当延时最短次数等于预设次数阈值时，将延时最短次数对应的中间节点作为所属区域对应的主节点。
值得一提的是，当延时最短次数等于预设次数阈值时，即某个中间节点连续m次延时最短以CSMA/CA机制抢占到空闲信道并发送纠正数据帧，则该连续发送频偏纠正帧的节点成为该区域内的主节点，从而完成频偏纠正及多区域主节点的选取。
在本实施例中，当延时最短次数等于预设次数阈值时，将延时最短次数对应的中间节点作为所属区域对应的主节点。
步骤205、通过主节点将与各主节点关联的全部子节点进行组网，得到主节点对应的局域网。
值得一提的是，当区域1与区域2内的节点采用组网方法后，整个区域会出现两个区域或多个区域内的局域网。在网络维护过程中，节点需要定期地通过代理转发心跳帧与网关双向握手，通过握手机制，网关可判断出在线节点的数量，此外，网关定期的发送信标帧，可以判断整个本地网络外是否存在其他网络。
在本实施例中，通过主节点将与各主节点关联的全部子节点进行组网，得到主节点对应的局域网。
步骤206、当第一局域网的第一节点接收到第二局域网的第二节点发出的网络维护帧时，第一节点获取第一节点对应的第一聚类系数值和第二节点对应的第二聚类系数值。
在本实施例中，当第一局域网的第一节点接收到第二局域网的第二节点发出的网络维护帧时，第一节点获取第一节点对应的第一聚类系数值和第二节点对应的第二聚类系数值。
步骤207、第一节点采用第一聚类系数值、第二聚类系数值和预设阈值条件进行比对，生成网络解散数据帧。
第一聚类系数值包括第一全局聚类系数和第一平均聚类系数；第二聚类系数值包括第二全局聚类系数和第二平均聚类系数。
网络解散数据帧包括第一节点对应的第一节点频偏值、第一帧控制信息和第一有效载荷信息。
进一步地，步骤207可以包括以下子步骤：
步骤S71、第一节点采用第一全局聚类系数和第二全局聚类系数进行比对，确定第一比对结果。
在本实施例中，第一节点采用第一全局聚类系数和第二全局聚类系数进行比对，确定第一比对结果。
步骤S72、第一节点采用第一平均聚类系数和第二平均聚类系数进行比对，确定第二比对结果。
在本实施例中，第一节点采用第一平均聚类系数和第二平均聚类系数进行比对，确定第二比对结果。
步骤S73、当第一比对结果和第二比对结果均满足预设阈值条件时，第一节点创建网络解散数据帧。
值得一提的是，若第一比对结果为第一平均聚类系数比第二平均系数小，而第二比对结果为第一全局聚类系数比第二全局聚类系数大，则表明第一比对结果和第二比对结果均满足预设阈值条件，第一节点就会获取到区域中是存在两个（或两个以上）网络的信息，并通过第一节点自主创建网络解散数据帧。
在本实施例中，当第一比对结果和第二比对结果均满足预设阈值条件时，第一节点创建网络解散数据帧。
步骤208、第二节点采用网络解散数据帧对第二局域网执行频偏复位操作，得到多个复位节点。
进一步地，步骤208可以包括以下子步骤：
步骤S81、第二节点采用第一节点频偏值和第二节点的第二节点频偏值进行差值运算，得到第二频偏差。
值得一提的是，由于频率偏移的影响因素存在，第二局域网的其他第二节点将较难正确解析网络解散的数据帧信息。基于此，为了能够正确解析该帧，第二节点需要先采用自身的频偏值和要根据收到的网络解散数据帧对应的第一节点的前导序列信息的频偏值进行差值运算，从而得到第二频偏差。
在本实施例中，第二节点采用第一节点频偏值和第二节点的第二节点频偏值进行差值运算，得到第二频偏差。
步骤S82、当第二频偏差小于或等于预设差值阈值时，第二节点对第一帧控制信息和第一有效载荷信息进行解析，确定纠正节点。
值得一提的是，若第二频偏差小于或等于预设差值阈值，则继续解析第一帧控制信息（FC）和第一有效载荷信息。若均能正确解析出，则表明该第二节点接收到了网络解散数据帧，从而断开了与第二局域网中其他节点之间的逻辑链路连接，将其作为纠正节点，否则，将会在下一个信标周期中继续解析。
在本实施例中，当第二频偏差小于或等于预设差值阈值时，第二节点对第一帧控制信息和第一有效载荷信息进行解析，确定纠正节点。
步骤S83、当处于纠正节点的通信范围内的第二节点接收到网络解散数据帧时，初始化各第二节点并进行复位，得到多个复位节点。
值得一提的是，第二节点接收到了网络解散数据帧后，将其作为纠正节点，然后以随机延时自调度的方式将该帧发向通信范围内的其他第二节点，其他第二节点在收到该数据帧后，采用初始化并进行复位操作，断开节点之间的逻辑链路连接，通过这个操作将第二局域网的网络完成解散操作，从而获得多个复位节点。其中，纠正节点指的是接收到网络解散数据帧后，以随机延时自调度的方式将解散数据帧帧发向通信范围内的其他节点的节点。
在本实施例中，当处于纠正节点的通信范围内的第二节点接收到网络解散数据帧时，初始化各第二节点并进行复位，得到多个复位节点。
步骤209、当第一局域网对应的通信成功率大于预设上下行阈值时，第一节点采用预设组网信标帧对第二复位节点进行频偏调整，使得第二复位节点生成对应的注册请求帧，其中，第二复位节点为处于第一节点通信范围内的复位节点。
值得一提的是，在满足第一局域的通信成功率大于预设上下行阈值时，第一节点收到主节点分配信标时隙后，信标时隙包括第一信标时隙和第二信标时隙，第一节点在第一信标时隙会向通信范围内的所有节点发出预设组网信标帧，若是已入网节点，即本身就存在于第一局域网的其他第一节点接收到该帧，则将预设组网信标帧内的第一节点的节点信息更新邻居表，完成两者的连接；若是第二复位节点，即处于第一节点通信范围内的复位节点接收到该帧，则该复位节点基于预设组网信标帧进行频偏调整后，向第一节点发送注册请求帧，第一节点接收到后，向复位节点回复应答帧，并在第二信标时隙内以及通信范围内接收到的全部注册请求帧发送至主节点。
进一步地，步骤209可以包括以下子步骤：
步骤S901、当第一局域网对应的通信成功率大于预设上下行阈值时，第一节点采用预设组网信标帧内的帧频偏值和第二复位节点的复位节点频偏值进行差值运算，得到第三频偏差。
在本实施例中，当第一局域网对应的通信成功率大于预设上下行阈值时，第一节点采用预设组网信标帧内的帧频偏值和第二复位节点的复位节点频偏值进行差值运算，得到第三频偏差。
步骤S902、当第三频偏差小于或等于预设差值阈值时，第二复位节点对预设组网信标帧内的有效载荷信息和帧控制信息进行解析，生成注册请求帧。
值得一提的是，若第三频偏差小于或等于预设差值阈值，第二复位节点继续对预设组网信标帧内的有效载荷信息和帧控制信息进行解析，若能正确解析出，则表明两者可以正常通信，第二复位节点已经接收到了预设组网信标帧，从而向第一节点发送注册请求帧。
在本实施例中，当第三频偏差小于或等于预设差值阈值时，第二复位节点对预设组网信标帧内的有效载荷信息和帧控制信息进行解析，生成注册请求帧。
步骤210、第一局域网的主节点根据注册请求帧和通信成功率对对应的第二复位节点执行值函数学习操作输出第一逻辑地址值，并发送至第二复位节点。
注册请求帧包括复位节点链路权值、第一节点链路权值、跳数、初始动作和初始状态。
通信成功率包括上行通信成功率和下行通信成功率。
值得一提的是，节点i和节点j之间的跳数数值是通过数据帧中含有跳数计数器这部分帧信息进行提现的。节点i通过中继节点与节点j进行通信，接收数据帧的中继节点会将发送数据帧的节点j作为起始点（即第0跳）以及节点j的信息开始记录，然后按照指定的路由进行转发本数据帧，转发过程中需要记录出不同的中继节点信息以及对应的跳数信息，直至节点i收到数据帧为止。节点i在收到数据帧后，解析从节点j至节点i的整条路由信息，可以获取不同跳数的中继节点信息，同时也能获取总跳数信息。
进一步地，步骤210可以包括以下子步骤：
步骤S101、主节点采用第一节点链路权值和复位节点链路权值进行比值运算，得到第一链路比值。
在本实施例中，主节点采用第一节点链路权值和复位节点链路权值进行比值运算，得到第一链路比值。
步骤S102、主节点采用第一链路比值和跳数进行乘积值运算，得到第一即时奖励。
值得一提的是，第一即时奖励的具体计算公式为：
Figure SMS_44
；
式中，
Figure SMS_45
为第一即时奖励；
Figure SMS_46
为第一节点链路权值；
Figure SMS_47
为复位节点链路权值；
Figure SMS_48
为复位节点与第一节点之间的跳数。
在本实施例中，主节点采用第一链路比值和跳数进行乘积值运算，得到第一即时奖励。
步骤S103、主节点将第一即时奖励、初始动作、初始状态和上行通信成功率代入预设第一值函数进行运算，输出第一逻辑地址数值并发送至第二复位节点。
值得一提的是，用状态机表示节点在网络融合过程中的不同状态，包括初状态、未注册网关状态、未注册节点状态、已注册网关状态，已注册节点状态；初始状态包括复位节点未注册状态（未注册节点状态）和第一节点入网状态（已注册节点状态），初始动作包括复位节点发送注册请求帧（发送信标帧）和第一节点回复接收应答帧（接收应答帧）。
进一步地，将计算得到的第一逻辑地址数值存入预设路由表，完成第一节点至第二复位节点的前向学习后，主节点向第一节点发送注册确认汇总帧，第一节点收到后回复接收应答帧，通过创建关联指示帧以广播方式为各个第二复位节点分配对应的第一逻辑地址数值，当第二复位节点接收到后，则表明复位节点和第一节点完成连接。
预设第一值函数具体为：
Figure SMS_49
；
式中，
Figure SMS_51
为第一节点在已注册节点状态
Figure SMS_52
下执行接收应答帧动作
Figure SMS_54
在t+1时刻的第一逻辑地址数值；
Figure SMS_56
为在t+1时刻第一节点的已注册节点状态；
Figure SMS_59
为上行通信成功率；
Figure SMS_60
为第二复位节点发送注册请求帧动作；
Figure SMS_61
为第二复位节点动作集合；
Figure SMS_50
为第一节点通信范围内的邻居节点集合；
Figure SMS_53
为在第一节点通信范围内的复位节点；
Figure SMS_55
为第二复位节点在未注册节点状态
Figure SMS_57
下执行发送注册请求帧动作
Figure SMS_58
在t时刻的逻辑地址数值。
例如，在表1中，hop 0 至hop n ，分别表示第0跳至第n跳。表中的列sta 1 至sta m 表示共有m个节点；假定初始值均为0xFFFF，网关节点编号是E（TEI为1），新节点D（TEI为4）的代理节点是B（TEI为3），B的代理节点是F（TEI为2），则通过网关前向学习的路由为E-F-B-D.在表1中对应节点D这一行，网关存储的逻辑分配地址为1-2-3-4。
Figure SMS_62
在本实施例中，主节点将第一即时奖励、初始动作、初始状态和上行通信成功率代入预设第一值函数进行运算，输出第一逻辑地址数值并发送至第二复位节点。
步骤211、第二复位节点采用主节点对应的反向路径数据更新第一局域网，生成单一局域网。
反向路径数据包括目标状态和目标动作。
进一步地，步骤211可以包括以下子步骤：
步骤S111、第二复位节点采用第一链路比值的倒数和跳数进行乘积值运算，得到第二即时奖励。
值得一提的是，第二即时奖励的具体计算公式为：
Figure SMS_63
；
式中，
Figure SMS_64
为第二即时奖励；
Figure SMS_65
为第一链路比值的倒数；
Figure SMS_66
为复位节点与第一节点之间的跳数。
步骤S112、第二复位节点将第二即时奖励、目标动作、目标状态和下行通信成功率代入预设第二值函数进行运算，确定第二逻辑地址数值。
值得一提的是，第一节点通过创建关联指示帧以广播方式为各个第二复位节点分配对应的第一逻辑地址数值，当第二复位节点接收到后，再将第二即时奖励、目标动作、目标状态和下行通信成功率代入预设第二值函数进行运算，确定第二逻辑地址数值。其中，目标动作包括第一节点发送关联指示帧和第二复位节点接收应答帧，目标状态包括第二复位节点未注册状态和第一节点已注册状态。
预设第二值函数具体为：
Figure SMS_67
；
式中，
Figure SMS_69
为第二复位节点在未注册节点状态
Figure SMS_71
下执行接收应答帧动作
Figure SMS_73
在t+1时刻的第二逻辑地址数值；
Figure SMS_74
为在t+1时刻第二复位节点的未注册节点状态；
Figure SMS_77
为下行通信成功率；
Figure SMS_78
为第一节点发送关联指示帧动作;
Figure SMS_79
为第一节点动作集合；
Figure SMS_68
为第二复位节点通信范围内的邻居节点集合；
Figure SMS_70
为在第二复位节点通信范围内的第一节点；
Figure SMS_72
为第一节点在已注册节点状态
Figure SMS_75
下执行发送关联指示帧动作
Figure SMS_76
在t时刻的逻辑地址数值。
在本实施例中，第二复位节点将第二即时奖励、目标动作、目标状态和下行通信成功率代入预设第二值函数进行运算，确定第二逻辑地址数值。
步骤S113、第二复位节点采用第二逻辑地址数值更新第一局域网对应的预设路由表，生成单一局域网。
值得一提的是，通过第二复位节点采用第二逻辑地址数值更新预设路由表，完成反向学习，至此组网完毕；通过上述处理，第一节点升级为代理，第二复位节点由未入网节点均变为已入网节点节点，第二局域网的其他复位节点也会以上述方式加入到第一局域网中，最终融合成为单易的网络规模更大的单一局域网。
例如，在表2中，hop 0 至hop n ，分别表示第0跳至第n跳。表中的列sta 1 至sta m 表示共有m个节点；以新节点为对象进行存储，进行的是反向学习，存储的信息就为4-3-2-1。
Figure SMS_80
在本实施例中，第二复位节点采用第二逻辑地址数值更新第一局域网对应的预设路由表，生成单一局域网。
请参阅图3~4，上述采用预设第一、第二值函数更新预设路由表本质上是一种路由学习机制，路由学习机制主要用来建立和维护路由表信息，存在于整个通信过程。在网络融合过程中，网内每个节点均可进行路由学习。只要本地节点收到网络中其他节点发来的报文（具体为组网帧或数据帧，这块先简称报文）都要进行路由学习。
路由学习分为以下几种情况：情况1：新节点入网创建关联请求报文（即注册请求帧）时，在路由表中ODTEI和next_hop均设为中继节点（即代理）的TEI；情况2：主节点（即网关）收到某节点的关联请求报文时，判断关联请求报文中的中继是否是CCO，如果是，在路由表中ODTEI和next_hop均设该节点的TEI；情况3：主节点收到某节点的关联请求报文时，判断关联请求报文中的中继是否是CCO，若不是，在路由表中ODTEI设该节点的TEI，next_hop设为关联请求报文中的STEI；情况4：中继节点（即代理）收到关联确认报文时，在路由表中ODTEI和next_hop均设为新节点的TEI；情况5：新入网的节点收到关联指示报文时，在路由表中ODTEI设为主节点CCO的TEI，next_hop设为关联指示报文中的STEI；情况6：本地节点收到其他节点的信标帧时，在路由表中ODTEI和next_hop均设为该节点的TEI；情况7：本地节点转发报文时，在路由表中ODTEI设为转发报文OSTEI，next_hop设为转发报文中的STEI；情况8：基于邻居节点的邻居表创建路由，在路由表中ODTEI设为邻居节点的邻居表中节点TEI，next_hop设为邻居节点的TEI。
情况(1)至情况(5)属于直接和间接注册过程中的路由学习，如图3所示。图中源逻辑地址（Source TEI，STEI）、目的逻辑地址（Destination TEI，DTEI）、起始源逻辑地址（Original Source TEI，OSTEI）以及最终目的逻辑地址（Original Destination TEI，ODTEI）指示数据包传输的方向，路由表信息的存储主要依赖这四个条目。
情况（6）属于信标发送过程中的路由学习，只要本地节点收到其他节点的信标帧，并且通过路由仲裁机制判断这两个节点之间的通信链路是双通且信道状态良好，就进行路由学习；情况（7）属于报文转发过程中的路由学习，以图3中的四个节点当前存在的路由表为例，节点C发送报文给主节点过程中各个节点的路由学习过程如图4所示。
本申请将组网及维护阶段的路由学习细化为以上8种情况，并且通过图3与图4中的信息可知：在组网过程信道条件变化时，节点按照上述机制，直接/间接注册入网的节点信息也会发生变化，直接影响到源节点到目的节点之间路由表的存储信息。节点根据路由表的信息，将待发送信息逐跳的发送给指定的目的节点。
源节点向目的节点（最终是网络的终端节点）的组网过程，实际上是不断填充路由表信息的过程。一旦信道条件发生变化，将直接影响到当前节点的下一跳节点的选取，最终也是直接影响到网络的拓扑结构。
在本发明中，在本发明中，当第一局域网的第一节点接收到第二局域网的第二节点发出的网络维护帧时，第一节点获取第一节点对应的第一聚类系数值和第二节点对应的第二聚类系数值，第一节点获取第一节点对应的第一聚类系数值和第二节点对应的第二聚类系数值，第二节点采用网络解散数据帧对第二局域网执行频偏复位操作，得到多个复位节点，当第一局域网对应的通信成功率大于预设上下行阈值时，第一节点采用预设组网信标帧对处于第一节点的通信范围内的复位节点进行频偏调整，使得该复位节点生成对应的注册请求帧，第一局域网的主节点根据注册请求帧和通信成功率对对应的复位节点执行值函数学习操作输出第一逻辑地址值，最后采用主节点对应的反向路径数据更新第一局域网，生成单一局域网。解决了现有技术在节点在不同区域内分布不均匀的情况下，没有充分考虑当前融合基准网络的复杂网络基础性能，导致多个局域网进行融合后，得到的单一网络的稳健性低的技术问题，从而提高了单一网络的稳健性。
请参阅图5，图5为本发明实施例三提供的一种电力线通信多局域网融合装置的结构框图。
接收模块501，用于当第一局域网的第一节点接收到第二局域网的第二节点发出的网络维护帧时，第一节点获取第一节点对应的第一聚类系数值和第二节点对应的第二聚类系数值。
比对模块502，用于第一节点采用第一聚类系数值、第二聚类系数值和预设阈值条件进行比对，生成网络解散数据帧。
复位模块503，用于第二节点采用网络解散数据帧对第二局域网执行频偏复位操作，得到多个复位节点。
频偏模块504，用于当第一局域网对应的通信成功率大于预设上下行阈值时，第一节点采用预设组网信标帧对第二复位节点进行频偏调整，使得第二复位节点生成对应的注册请求帧，其中，第二复位节点为处于第一节点通信范围内的复位节点。
学习模块505，用于第一局域网的主节点根据注册请求帧和通信成功率对对应的第二复位节点执行值函数学习操作输出第一逻辑地址值，并发送至第二复位节点。
更新模块506，用于第二复位节点采用主节点对应的反向路径数据更新第一局域网，生成单一局域网。
进一步地，还包括：
确定初始节点模块，用于当接收到选取主节点请求时，初始化电力线通信网络内多个区域的全部节点，确定全部节点对应的初始节点。
统计次数模块，用于对各初始节点进行延时，分别将各区域中延时最短的初始节点作为各区域对应的中间节点，并实时统计中间节点的延时最短次数。
执行频偏模块，用于基于载波侦听多路访问机制，分别对处于中间节点通信范围内的多个初始节点执行频偏纠正操作，确定对应的多个子节点。
确定主节点模块，用于当延时最短次数等于预设次数阈值时，将延时最短次数对应的中间节点作为所属区域对应的主节点。
确定局域网模块，用于通过主节点将与各主节点关联的全部子节点进行组网，得到主节点对应的局域网。
进一步地，确定子节点模块包括：
生成纠正帧子模块，用于当中间节点按照载波侦听多路访问机制抢占到电力线通信信道时，通过中间节点生成纠正数据帧。
确定第一频偏差子模块，用于采用中间节点通信范围内的多个初始节点的第一频偏值与纠正数据帧内的第二频偏值分别进行差值运算，得到多个第一频偏差。
比对阈值子模块，用于当第一频偏差大于预设频偏阈值时，采用预设纠正公式对全部第一频偏值进行纠正，确定多个新的第一频偏值。
跳转子模块，用于跳转至当延时最短次数等于预设次数阈值时，将延时最短次数对应的中间节点作为所属区域对应的主节点的步骤，直至任一第一频偏差小于预设频偏阈值。
确定子节点子模块，用于将全部满足第一频偏差小于预设频偏阈值对应的初始节点作为子节点。
进一步地，比对模块502包括：
第一比对子模块，用于第一节点采用第一全局聚类系数和第二全局聚类系数进行比对，确定第一比对结果。
第二比对子模块，用于第一节点采用第一平均聚类系数和第二平均聚类系数进行比对，确定第二比对结果。
创建解散帧子模块，用于当第一比对结果和第二比对结果均满足预设阈值条件时，第一节点创建网络解散数据帧。
进一步地，复位模块503包括：
计算第二频偏差子模块，用于第二节点采用第一节点频偏值和第二节点的第二节点频偏值进行差值运算，得到第二频偏差。
确定就诊节点子模块，用于当第二频偏差小于或等于预设差值阈值时，第二节点对第一帧控制信息和第一有效载荷信息进行解析，确定纠正节点。
确定复位节点子模块，用于当处于纠正节点的通信范围内的第二节点接收到网络解散数据帧时，初始化各第二节点并进行复位，得到多个复位节点。
进一步地，频偏模块504包括：
计算第三频偏差子模块，用于当第一局域网对应的通信成功率大于预设上下行阈值时，第一节点采用预设组网信标帧内的帧频偏值和第二复位节点的复位节点频偏值进行差值运算，得到第三频偏差。
生成注册帧子模块，用于当第三频偏差小于或等于预设差值阈值时，第二复位节点对预设组网信标帧内的有效载荷信息和帧控制信息进行解析，生成注册请求帧。
进一步地，学习模块505包括：
计算第一比值子模块，用于主节点采用第一节点链路权值和复位节点链路权值进行比值运算，得到第一链路比值。
计算第一奖励子模块，用于主节点采用第一链路比值和跳数进行乘积值运算，得到第一即时奖励。
确定第一地址值子模块，用于主节点将第一即时奖励、初始动作、初始状态和上行通信成功率代入预设第一值函数进行运算，输出第一逻辑地址数值并发送至第二复位节点。
预设第一值函数具体为：
Figure SMS_81
；
式中，
Figure SMS_83
为第一节点在已注册节点状态
Figure SMS_84
下执行接收应答帧动作
Figure SMS_86
在t+1时刻的第一逻辑地址数值；
Figure SMS_88
为在t+1时刻第一节点的已注册节点状态；
Figure SMS_90
为上行通信成功率；
Figure SMS_92
为第二复位节点发送注册请求帧动作；
Figure SMS_93
为第二复位节点动作集合；
Figure SMS_82
为第一节点通信范围内的邻居节点集合；
Figure SMS_85
为在第一节点通信范围内的复位节点；
Figure SMS_87
为第二复位节点在未注册节点状态
Figure SMS_89
下执行发送注册请求帧动作
Figure SMS_91
在t时刻的逻辑地址数值。
进一步地，更新模块506包括：
计算第二奖励子模块，用于第二复位节点采用第一链路比值的倒数和跳数进行乘积值运算，得到第二即时奖励。
确定第二地址值子模块，用于第二复位节点将第二即时奖励、目标动作、目标状态和下行通信成功率代入预设第二值函数进行运算，确定第二逻辑地址数值。
生成单一网络子模块，用于第二复位节点采用第二逻辑地址数值更新第一局域网对应的预设路由表，生成单一局域网。
预设第二值函数具体为：
Figure SMS_94
；
式中，
Figure SMS_96
为第二复位节点在未注册节点状态
Figure SMS_97
下执行接收应答帧动作
Figure SMS_98
在t+1时刻的第二逻辑地址数值；
Figure SMS_101
为在t+1时刻第二复位节点的未注册节点状态；
Figure SMS_102
为下行通信成功率；
Figure SMS_105
为第一节点发送关联指示帧动作;
Figure SMS_106
为第一节点动作集合；
Figure SMS_95
为第二复位节点通信范围内的邻居节点集合；
Figure SMS_99
为在第二复位节点通信范围内的第一节点；
Figure SMS_100
为第一节点在已注册节点状态
Figure SMS_103
下执行发送关联指示帧动作
Figure SMS_104
在t时刻的逻辑地址数值。
在本发明中，在本发明中，当第一局域网的第一节点接收到第二局域网的第二节点发出的网络维护帧时，第一节点获取第一节点对应的第一聚类系数值和第二节点对应的第二聚类系数值，第一节点获取第一节点对应的第一聚类系数值和第二节点对应的第二聚类系数值，第二节点采用网络解散数据帧对第二局域网执行频偏复位操作，得到多个复位节点，当第一局域网对应的通信成功率大于预设上下行阈值时，第一节点采用预设组网信标帧对处于第一节点的通信范围内的复位节点进行频偏调整，使得该复位节点生成对应的注册请求帧，第一局域网的主节点根据注册请求帧和通信成功率对对应的复位节点执行值函数学习操作输出第一逻辑地址值，最后采用主节点对应的反向路径数据更新第一局域网，生成单一局域网。解决了现有技术在节点在不同区域内分布不均匀的情况下，没有充分考虑当前融合基准网络的复杂网络基础性能，导致多个局域网进行融合后，得到的单一网络的稳健性低的技术问题，从而提高了单一网络的稳健性。
请参阅图6，本发明还提供了应用于第一局域网的第一节点的电力线通信多局域网融合方法的一个实施例包括：
步骤601、当接收到第二局域网的第二节点发出的网络维护帧时，获取第一节点对应的第一聚类系数值和第二节点对应的第二聚类系数值。
步骤602、将第一聚类系数值、第二聚类系数值和预设阈值条件进行比对，生成携带网络解散数据帧的第一指令并发送至第二节点，获得第二局域网中的复位节点。
第一指令指的是第一节点自主创建网络解散数据帧的指令。
步骤603、当第一局域网对应的通信成功率大于预设上下行阈值时，发送频偏调整指令到第二复位节点，接收第二复位节点生成的携带注册请求帧的第二指令，其中，第二复位节点为处于第一节点通信范围内的复位节点。
频偏调整指令指的是第一节点将预设组网信标帧发送至处于第一节点的通信范围内的复位节点，该通信范围内的复位节点再根据预设组网信标帧进行频偏调整。
采用组网信标帧对处于第一节点通信范围内的复位节点进行频偏调整的指令
步骤604、响应于接收的第二指令，发送注册请求帧到第一局域网的主节点，使得主节点根据注册请求帧和第二复位节点执行值函数学习操作输出第一逻辑地址值，并发送至第二复位节点。
第二指令指的是第一节点收到注册请求帧后，再将注册请求帧发送到第一局域网的主节点。
需要说明的是，第二复位节点接收到第一逻辑地址值，就表明该第二复位节点与第一节点完成连接，然后再采用主节点对应的反向路径数据更新第一局域网的路由表，从而生成更大规模的单一局域网。
在本实施例中，当接收到第二局域网的第二节点发出的网络维护帧时，获取第一节点对应的第一聚类系数值和第二节点对应的第二聚类系数值；将第一聚类系数值、第二聚类系数值和预设阈值条件进行比对，生成携带网络解散数据帧的第一指令并发送至第二节点，获得第二局域网中的复位节点；当第一局域网对应的通信成功率大于预设上下行阈值时，发送频偏调整指令到第二复位节点，接收第二复位节点生成的携带注册请求帧的第二指令，其中，第二复位节点为处于第一节点通信范围内的复位节点；响应于接收的第二指令，发送注册请求帧到第一局域网的主节点，使得主节点根据注册请求帧和通信成功率对第二复位节点执行值函数学习操作输出第一逻辑地址值，并发送至第二复位节点。解决了现有技术在节点在不同区域内分布不均匀的情况下，没有充分考虑当前融合基准网络的复杂网络基础性能，导致多个局域网进行融合后，得到的单一网络的稳健性低的技术问题，从而提高了单一网络的稳健性。
请参阅图7，本发明还提供了应用于第二局域网的第二节点的电力线通信多局域网融合方法的一个实施例包括：
步骤701、发送网络维护帧至第一局域网的第一节点，并获取第一节点返回的携带网络解散数据帧的第一指令。
步骤702、响应于第一指令，采用网络解散数据帧对第二局域网执行频偏复位操作，得到多个复位节点，并使得多个复位节点进行组网融合，其中多个复位节点包括第二节点。
步骤703、组网融合具体包括：当接收到第一节点发送的频偏调整指令时，发送携带注册请求帧的第二指令到第一节点，并获取第一局域网的主节点输出的携带第一逻辑地址值的第三指令，响应于第三指令，采用主节点对应的反向路径数据更新第一局域网，生成单一局域网。
第三指令指的是第二复位节点接收到第一逻辑地址值时对第一局域网进行更新的指令。
值得一提的是，当接收到第一节点发送的频偏调整指令时，即在满足第一局域的通信成功率大于预设上下行阈值时，第一节点在第一信标时隙会向通信范围内的所有节点发出预设组网信标帧，若是复位节点，则该节点基于预设组网信标帧进行频偏调整后，向第一节点发送注册请求帧。
在本实施例中，发送网络维护帧至第一局域网的第一节点，并获取第一节点返回的携带网络解散数据帧的第一指令；响应于第一指令，采用网络解散数据帧对第二局域网执行频偏复位操作，得到多个复位节点，并使得多个复位节点进行组网融合，其中多个复位节点包括第二节点；组网融合具体包括：当接收到第一节点发送的频偏调整指令时，发送携带注册请求帧的第二指令到第一节点，并获取第一局域网的主节点输出的携带第一逻辑地址值的第三指令；响应于第三指令，采用主节点对应的反向路径数据更新第一局域网，生成单一局域网。解决了现有技术在节点在不同区域内分布不均匀的情况下，没有充分考虑当前融合基准网络的复杂网络基础性能，导致多个局域网进行融合后，得到的单一网络的稳健性低的技术问题，从而提高了单一网络的稳健性。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的装置、模块和子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。
在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，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信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，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，在本发明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。
以上所述，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，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发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (11)

1.一种电力线通信多局域网融合方法，其特征在于，包括：
当第一局域网的第一节点接收到第二局域网的第二节点发出的网络维护帧时，所述第一节点获取所述第一节点对应的第一聚类系数值和所述第二节点对应的第二聚类系数值；
所述第一节点采用所述第一聚类系数值、所述第二聚类系数值和预设阈值条件进行比对，生成网络解散数据帧；
所述第二节点采用所述网络解散数据帧对所述第二局域网执行频偏复位操作，得到多个复位节点；
当所述第一局域网对应的通信成功率大于预设上下行阈值时，所述第一节点采用预设组网信标帧对第二复位节点进行频偏调整，使得所述第二复位节点生成对应的注册请求帧，其中，所述第二复位节点为处于所述第一节点通信范围内的所述复位节点；
所述第一局域网的主节点根据所述注册请求帧和所述通信成功率对对应的所述第二复位节点执行值函数学习操作输出第一逻辑地址值，并发送至所述第二复位节点；
所述第二复位节点采用所述主节点对应的反向路径数据更新所述第一局域网，生成单一局域网。
2.根据权利要求1所述的电力线通信多局域网融合方法，其特征在于，在所述当第一局域网的第一节点接收到第二局域网的第二节点发出的网络维护帧时，所述第一节点获取所述第一节点对应的第一聚类系数值和所述第二节点对应的第二聚类系数值的步骤之前，采用电力线通信网络内的节点构建局域网，包括：
当接收到选取主节点请求时，初始化所述电力线通信网络内多个区域的全部所述节点，确定全部所述节点对应的初始节点；
对各所述初始节点进行延时，分别将各所述区域中延时最短的初始节点作为各所述区域对应的中间节点，并实时统计所述中间节点的延时最短次数；
基于载波侦听多路访问机制，分别对处于所述中间节点通信范围内的多个初始节点执行频偏纠正操作，确定对应的多个子节点；
当所述延时最短次数等于预设次数阈值时，将所述延时最短次数对应的中间节点作为所属区域对应的主节点；
通过所述主节点将与各所述主节点关联的全部子节点进行组网，得到所述主节点对应的局域网。
3.根据权利要求2所述的电力线通信多局域网融合方法，其特征在于，所述基于载波侦听多路访问机制，分别对处于所述中间节点通信范围内的多个初始节点执行频偏纠正操作，确定对应的多个子节点的步骤，包括：
当所述中间节点按照载波侦听多路访问机制抢占到电力线通信信道时，通过所述中间节点生成纠正数据帧；
采用所述中间节点通信范围内的多个初始节点的第一频偏值与所述纠正数据帧内的第二频偏值分别进行差值运算，得到多个第一频偏差；
当所述第一频偏差大于预设频偏阈值时，采用预设纠正公式对全部所述第一频偏值进行纠正，确定多个新的第一频偏值；
跳转至所述当所述延时最短次数等于预设次数阈值时，将所述延时最短次数对应的中间节点作为所属区域对应的主节点的步骤，直至任一所述第一频偏差小于所述预设频偏阈值；
将全部满足所述第一频偏差小于所述预设频偏阈值对应的初始节点作为子节点。
4.根据权利要求1所述的电力线通信多局域网融合方法，其特征在于，所述第一聚类系数值包括第一全局聚类系数和第一平均聚类系数；所述第二聚类系数值包括第二全局聚类系数和第二平均聚类系数；所述第一节点采用所述第一聚类系数值、所述第二聚类系数值和预设阈值条件进行比对，生成网络解散数据帧的步骤，包括：
所述第一节点采用所述第一全局聚类系数和所述第二全局聚类系数进行比对，确定第一比对结果；
所述第一节点采用所述第一平均聚类系数和所述第二平均聚类系数进行比对，确定第二比对结果；
当所述第一比对结果和所述第二比对结果均满足预设阈值条件时，所述第一节点创建网络解散数据帧。
5.根据权利要求1所述的电力线通信多局域网融合方法，其特征在于，所述网络解散数据帧包括所述第一节点对应的第一节点频偏值、第一帧控制信息和第一有效载荷信息；所述第二节点采用所述网络解散数据帧对所述第二局域网执行频偏复位操作，得到多个复位节点的步骤，包括：
所述第二节点采用所述第一节点频偏值和所述第二节点的第二节点频偏值进行差值运算，得到第二频偏差；
当所述第二频偏差小于或等于预设差值阈值时，所述第二节点对所述第一帧控制信息和所述第一有效载荷信息进行解析，确定纠正节点；
当处于所述纠正节点的通信范围内的第二节点接收到所述网络解散数据帧时，初始化各所述第二节点并进行复位，得到多个复位节点。
6.根据权利要求1所述的电力线通信多局域网融合方法，其特征在于，所述当所述第一局域网对应的通信成功率大于预设上下行阈值时，所述第一节点采用预设组网信标帧对第二复位节点进行频偏调整，使得所述第二复位节点生成对应的注册请求帧，其中，所述第二复位节点为处于所述第一节点通信范围内的所述复位节点的步骤，包括：
当所述第一局域网对应的通信成功率大于预设上下行阈值时，所述第一节点采用所述预设组网信标帧内的帧频偏值和所述第二复位节点的复位节点频偏值进行差值运算，得到第三频偏差；
当所述第三频偏差小于或等于预设差值阈值时，所述第二复位节点对所述预设组网信标帧内的有效载荷信息和帧控制信息进行解析，生成注册请求帧。
7.根据权利要求1所述的电力线通信多局域网融合方法，其特征在于，所述注册请求帧包括复位节点链路权值、第一节点链路权值、跳数、初始动作和初始状态；所述通信成功率包括上行通信成功率和下行通信成功率；所述第一局域网的主节点根据所述注册请求帧和所述通信成功率对对应的所述第二复位节点执行值函数学习操作输出第一逻辑地址值，并发送至所述第二复位节点的步骤，包括：
所述主节点采用所述第一节点链路权值和所述复位节点链路权值进行比值运算，得到第一链路比值；
所述主节点采用所述第一链路比值和所述跳数进行乘积值运算，得到第一即时奖励；
所述主节点将所述第一即时奖励、所述初始动作、所述初始状态和所述上行通信成功率代入预设第一值函数进行运算，输出所述第一逻辑地址数值并发送至所述第二复位节点；
所述预设第一值函数具体为：
Figure QLYQS_1
；
式中，
Figure QLYQS_3
为第一节点在已注册节点状态
Figure QLYQS_6
下执行接收应答帧动作
Figure QLYQS_9
在t+1时刻的第一逻辑地址数值；
Figure QLYQS_5
为在t+1时刻第一节点的已注册节点状态；
Figure QLYQS_8
为上行通信成功率；
Figure QLYQS_10
为第二复位节点发送注册请求帧动作；
Figure QLYQS_13
为第二复位节点动作集合；
Figure QLYQS_2
为第一节点通信范围内的邻居节点集合；
Figure QLYQS_7
为在第一节点通信范围内的复位节点；
Figure QLYQS_11
为第二复位节点在未注册节点状态
Figure QLYQS_12
下执行发送注册请求帧动作
Figure QLYQS_4
在t时刻的逻辑地址数值。
8.根据权利要求7所述的电力线通信多局域网融合方法，其特征在于，所述反向路径数据包括目标状态和目标动作；所述第二复位节点采用所述主节点对应的反向路径数据更新所述第一局域网，生成单一局域网的步骤，包括：
所述第二复位节点采用所述第一链路比值的倒数和所述跳数进行乘积值运算，得到第二即时奖励；
所述第二复位节点将所述第二即时奖励、所述目标动作、所述目标状态和所述下行通信成功率代入预设第二值函数进行运算，确定第二逻辑地址数值；
所述第二复位节点采用所述第二逻辑地址数值更新所述第一局域网对应的预设路由表，生成单一局域网；
所述预设第二值函数具体为：
Figure QLYQS_14
；
式中，
Figure QLYQS_17
为第二复位节点在未注册节点状态
Figure QLYQS_21
下执行接收应答帧动作
Figure QLYQS_23
在t+1时刻的第二逻辑地址数值；
Figure QLYQS_18
为在t+1时刻第二复位节点的未注册节点状态；
Figure QLYQS_20
为下行通信成功率；
Figure QLYQS_24
为第一节点发送关联指示帧动作;
Figure QLYQS_26
为第一节点动作集合；
Figure QLYQS_15
为第二复位节点通信范围内的邻居节点集合；
Figure QLYQS_19
为在第二复位节点通信范围内的第一节点；
Figure QLYQS_22
为第一节点在已注册节点状态
Figure QLYQS_25
下执行发送关联指示帧动作
Figure QLYQS_16
在t时刻的逻辑地址数值。
9.一种电力线通信多局域网融合装置，其特征在于，包括：
接收模块，用于当第一局域网的第一节点接收到第二局域网的第二节点发出的网络维护帧时，所述第一节点获取所述第一节点对应的第一聚类系数值和所述第二节点对应的第二聚类系数值；
比对模块，用于所述第一节点采用所述第一聚类系数值、所述第二聚类系数值和预设阈值条件进行比对，生成网络解散数据帧；
复位模块，用于所述第二节点采用所述网络解散数据帧对所述第二局域网执行频偏复位操作，得到多个复位节点；
频偏模块，用于当所述第一局域网对应的通信成功率大于预设上下行阈值时，所述第一节点采用预设组网信标帧对第二复位节点进行频偏调整，使得所述第二复位节点生成对应的注册请求帧，其中，所述第二复位节点为处于所述第一节点通信范围内的所述复位节点；
学习模块，用于所述第一局域网的主节点根据所述注册请求帧和所述通信成功率对对应的所述第二复位节点执行值函数学习操作输出第一逻辑地址值，并发送至所述第二复位节点；
更新模块，用于所述第二复位节点采用所述主节点对应的反向路径数据更新所述第一局域网，生成单一局域网。
10.一种电力线通信多局域网融合方法，应用于第一局域网的第一节点，其特征在于，所述方法包括：
当接收到第二局域网的第二节点发出的网络维护帧时，获取所述第一节点对应的第一聚类系数值和所述第二节点对应的第二聚类系数值；
将所述第一聚类系数值、所述第二聚类系数值和预设阈值条件进行比对，生成携带网络解散数据帧的第一指令并发送至所述第二节点，获得所述第二局域网中的复位节点；
当所述第一局域网对应的通信成功率大于预设上下行阈值时，发送频偏调整指令到第二复位节点，接收所述第二复位节点生成的携带注册请求帧的第二指令，其中，第二复位节点为处于所述第一节点通信范围内的复位节点；
响应于接收的所述第二指令，发送注册请求帧到第一局域网的主节点，使得所述主节点根据所述注册请求帧和所述通信成功率对所述第二复位节点执行值函数学习操作输出第一逻辑地址值，并发送至所述第二复位节点。
11.一种电力线通信多局域网融合方法，应用于第二局域网的第二节点，其特征在于，所述方法包括：
发送网络维护帧至第一局域网的第一节点，并获取所述第一节点返回的携带网络解散数据帧的第一指令；
响应于所述第一指令，采用所述网络解散数据帧对所述第二局域网执行频偏复位操作，得到多个复位节点，并使得多个所述复位节点进行组网融合，其中多个所述复位节点包括第二节点；
所述组网融合具体包括：当接收到所述第一节点发送的频偏调整指令时，发送携带注册请求帧的第二指令到所述第一节点，并获取所述第一局域网的主节点输出的携带第一逻辑地址值的第三指令；响应于所述第三指令，采用所述主节点对应的反向路径数据更新所述第一局域网，生成单一局域网。
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