CN116828061B - 一种电力线载波与无线融合通讯的配置方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电力线载波与无线融合通讯的配置方法及系统，属于通信传输技术领域，包括步骤S1：构建第一网络和第二网络，第一网络包括第一节点和多个第二节点，第二网络包括第二节点和多个第三节点；步骤S2：第三节点收集第一数据并发送至第二节点，第二节点将第一数据整合为第二数据；步骤S3：设定第一网络的传输模式，传输模式包括单点传输模式和多点传输模式；步骤S4：生成第一网络的传输方案，传输方案包括第一时间段、第二时间段和第三时间段，在第一时间段内第一网络切换为单点传输模式，在第二时间段和第三时间段内第一网络切换为多点传输模式。本发明可以解决现有技术中在电力线叠加较多信号时会发生通信冲突的问题。

Description

一种电力线载波与无线融合通讯的配置方法及系统

技术领域

本发明属于通信传输技术领域，具体涉及一种电力线载波与无线融合通讯的配置方法及系统。

背景技术

电力载波通信技术是指利用现有电力线，通过载波方式将模拟或数字信号高速传输的技术，因此不需要再额外架设网络，被广泛应用于智能抄表领域。然而，在电力线上叠加载波会容易受到周围环境的干扰，因此为了保证传输数据的稳定性，现有技术中一般将电力载波与无线通信技术相互融合互补进行传输数据，从而有效提高配用电终端通信业务的覆盖性和可靠性。

例如中国专利申请“CN109347519A”公开了一种电力线载波与无线融合的多信道传输方法及装置，该方法通过获取源节点至目的节点的电力线载波信道参数，判断电力线载波信道参数的值是否小于或等于预设阈值，当电力线载波信道参数的值小于或等于预设阈值时，根据通过无线信道反馈的第二电力线载波信道参数选择源节点的多个配对节点，通过多个配对节点转发源节点的待发送数据至目的节点，从而在源节点至目的节点的信道质量不佳时，通过多条电力线载波信道转发数据，提高了数据传输的可靠性；又例如中国专利申请“CN113766520A”公开了一种电力物联网的组网方法、装置、存储介质及节点，该方法基于主节点和各个从节点在多个频点上的扫描结果选择无线通信用的频点，可以保证频点避免其他系统占用的频点，通过载波信道和无线信道两种方式组网，可以提高节点入网的成功率，通过选择的多个频点进行无线通信和组网，避免双模节点使用单一频点进行通信噪声的信道衰落。

然而，当组网内存在较多的节点时，就会使得同一条电力线上发送多个频段的信号数据，由于电力载波频段的限制，信号的频段之间难免会出现重叠，此时就会使得信号间发生冲突，致使发送的信号出现数据丢失。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供了一种电力线载波与无线融合通讯的配置方法及系统，以解决现有技术中在电力线叠加较多信号时会发生通信冲突的问题。

为了达到上述的发明目的，本发明提出一种电力线载波与无线融合通讯的配置方法，包括：

步骤S1：设置第一节点、第二节点和第三节点，构建第一网络和第二网络 ，所述第一网络包括所述第一节点和多个所述第二节点，所述第二网络包括所述第二节点和多个所述第三节点；

步骤S2：各个所述第三节点收集用户的第一数据，并将所述第一数据发送至位于同一网络内的所述第二节点，所述第二节点将收集的所述第一数据整合为第二数据；

步骤S3：设定所述第一网络的传输模式，传输模式包括单点传输模式和多点传输模式，所述第一网络在所述单点传输模式下，同一时间段内仅允许一个所述第二节点向所述第一节点传输所述第二数据，在所述多点传输模式下，同一时间段内允许多个所述第二节点向所述第一节点传输所述第二数据；

步骤S4：计算并生成所述第一网络的传输方案，所述传输方案包括第一时间段、第二时间段和第三时间段，其中，所述第一时间段包括多个第一子时间段，所述第二时间段包括多个第二子时间段，在所述第一时间段内所述第一网络切换为所述单点传输模式，且为多个所述第二节点分配对应的所述第一子时间段，在所述第二时间段和所述第三时间段内所述第一网络切换为所述多点传输模式，且为多个所述第二节点分配对应的所述第二子时间段。

进一步的，所述步骤S2中，所述第三节点将所述第一数据发送至所述第二节点包括以下步骤：

步骤S21：将所述第三节点的通信类型划分为电力类型、无线类型和混合类型，获取所述第二网络中所述第三节点的位置和所述通信类型，基于所述第三节点的位置构建第一拓扑图，将所述第一拓扑图中的各个所述第三节点与其相邻的其他节点连接，获得第二拓扑图，其中，若两个节点均为电力类型，则其之间建立电力连接，若两个节点均为无线类型，则建立无线连接，若两个节点均为混合类型，则建立包括电力和无线的混合连接；

步骤S22：选取所述第三节点并定义为目标节点，获取所述第二节点到达所述目标节点的所有通信路径，计算各个所述通信路径的惩罚值，定义其中所述惩罚值最小的所述通信路径为所述第二节点到达所述目标节点的最佳路径，重复本步骤依次获取第二节点至各个所述第三节点的所述最佳路径，所述第三节点通过所述最佳路径将所述第一数据发送至所述第二节点。

进一步的，所述步骤S21中，计算所述通信路径的所述惩罚值包括以下步骤：

定位所述第二拓扑图中通过无线连接的所述第三节点，分别定义为发送端和接收端，所述接收端测量接收到所述发送端的信号强度损失值，将所述通信路径内的各个所述第三节点之间的所述信号强度损失值相加，以获得所述通信路径的所述惩罚值。

进一步的，所述步骤S4中，生成所述第一网络的所述传输方案包括以下步骤：

步骤S41：将位于所述第一网络内的所述第二节点编号为a1～an，其中n为所述第一网络内所述第二节点的数量，控制所述第二节点a1和所述第二节点a2同时向所述第一节点发送所述第二数据，所述第一节点接收所述第二数据并计算所述第二数据的丢失率，判断两个所述第二数据的所述丢失率是否均小于第一阈值，是的情况下，保留所述第二节点a1和所述第二节点a2，否的情况下，保留所述第二节点a1并删除所述第二节点a2；

步骤S42：控制所述第二节点a3与所述步骤S41中保留的所述第二节点再次向所述第一节点发送所述第二数据，所述第一节点计算接收到各个所述第二数据的所述丢失率，并基于所述第一阈值确定是否保留所述第二节点a3，重复执行本步骤，直至完成对所述第二节点an的筛选，将保留的各个所述第二节点设置为第一个传输组合；

步骤S43：获取没有位于所述传输组合内的所述第二节点，重新将其编号b1～bk,其中k为所述第一网络中位于所述传输组合外的所述第二节点数量，基于所述步骤S41和所述步骤S42对所述第二节点b1～bk进行筛选，将筛选后保留的各个所述第二节点设置为第二个所述传输组合；

步骤S44：重复执行所述步骤S43，直至所述第一网络中不再生成所述传输组合，将位于所述传输组合之外的所述第二节点定义为孤立节点，获取每个所述孤立节点和所述传输组合对应的所述第一子时间段和所述第二子时间段，并生成包含所述第三时间段的所述传输方案。

进一步的，所述步骤S44中，基于以下步骤确定所述第三时间段：

获取所述第二节点通过所述最佳路径获取各个所述第三节点所述第一数据的时间，定义为采集时间，将各个所述采集时间相加，获得总采集时间，将所述总采集时间设置为所述第二节点将所述第二数据发送至所述第一节点的传输时间；

若所述第二节点为所述孤立节点，则将其所述传输时间定义该所述第二节点的所述第一子时间段，获取所述传输组合中各个所述第二节点的所述传输时间，将其中数值最大的所述传输时间定义为该所述传输组合的所述第二子时间段；

将所有所述第一子时间段和所述第二子时间段相加获得基础时长，若所述基础时长大于预先设置的第二阈值，则增加所述第二节点每次与所述第三节点的通信数量，以缩短所述基础时长，直至所述基础时长小于所述第二阈值，获取所述基础时长与所述第二阈值的差值，将其设置为所述第三时间段。

本发明还提供了一种电力线载波与无线融合通讯的配置系统，该系统用于实现上述所述的一种电力线载波与无线融合通讯的配置方法，该系统主要包括：

网络构建模块，所述网络构建模块用于构建第一网络和第二网络 ，所述第一网络包括第一节点和多个第二节点，所述第二网络包括所述第二节点和多个第三节点

数据收集模块，用于控制各个所述第三节点收集用户的第一数据，并将所述第一数据发送至位于同一网络内的所述第二节点，所述第二节点将收集的所述第一数据整合为第二数据；

模式设置模块，用于设定所述第一网络的传输模式，传输模式包括单点传输模式和多点传输模式，所述第一网络在所述单点传输模式下，同一时间段内仅允许一个所述第二节点向所述第一节点传输所述第二数据，在所述多点传输模式下，同一时间段内允许多个所述第二节点向所述第一节点传输所述第二数据；

通讯配置模块，用于计算并生成所述第一网络的传输方案，所述传输方案包括第一时间段、第二时间段和第三时间段，其中，所述第一时间段包括多个第一子时间段，所述第二时间段包括多个第二子时间段，在所述第一时间段内所述第一网络切换为所述单点传输模式，且为多个所述第二节点分配对应的所述第一子时间段，在所述第二时间段和所述第三时间段内所述第一网络切换为所述多点传输模式，且为多个所述第二节点分配对应的所述第二子时间段。

与现有技术相比，本发明的有益效果至少如下所述：

本发明首先通过建立第一网络和第二网络，从而构建多层次的网络管理架构，之后针对第一网络，生成第一节点向第二节点传输数据的传输方案，在传输方案内设置了第一时间段和第二时间段，第一时间段又包括多个第一子时间段，从而将会与其它节点发送冲突的第二节点在第一时间段内依次进行传输，之后划定了第二时间段，第二时间段包括多个第二子时间段，将多个同时发送且不会发生通信冲突的第二节点放置在同一个第二子时间段进行传输，因此，通过上述方案使得各个第二节点再向第一节点发送数据时不会发生通信冲突。

本发明还设置了第三时间段，第一节点在第三时间段内统计在第一时间段和第二时间段内，哪些第二节点在向第一节点传输数据时发生了数据丢失，丢失了哪些数据，并命令发生数据丢失的第二节点向第一节点集中发送丢失的数据，从而保证第一节点在一个时间周期内能接受到完整的数据。

本发明还为第一网络设定了单点传输模式和多点传输模式，在单点传输模式下仅允许一个第二节点向第一节点发送数据，当某个节点出现故障时，也能保证各个节点能够按照传输方案进行传输，不会出现在第一时间段内多个节点同时向第一节点发送数据，即不会出现由于节点故障，使得该节点在不属于自己的时间段向第一节点发送数据，从而影响其它节点的情况发生。。

附图说明

图1为本发明一种电力线载波与无线融合通讯的配置的步骤流程图；

图2为本发明第一网络和第二网络的结构示意图；

图3为本发明生成传输组合的原理示意图；

图4为一种电力线载波与无线融合通讯的配置系统的结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

可以理解，本申请所使用的术语“第一”、“第二”等可在本文中用于描述各种元件，但除非特别说明，这些元件不受这些术语限制。这些术语仅用于将第一个元件与另一个元件区分。举例来说，在不脱离本申请的范围的情况下，可以将第一xx脚本称为第二xx脚本，且类似地，可将第二xx脚本称为第一xx脚本。

如图1所示，一种电力线载波与无线融合通讯的配置方法，包括：

步骤S1：设置第一节点、第二节点和第三节点，构建第一网络和第二网络 ，第一网络包括第一节点和多个第二节点，第二网络包括第二节点和多个第三节点。

具体的，第一节点为服务器，用于对收集到的数据进行处理、统计分析以及远程停送电操作；第二节点为集线器，设置在事先划定的区域内，例如居民楼，第二节点用于采集各个第三节点的数据，并将其发送至第一节点；第三节点具体可以为用户的电表、燃气表或水表等，通过采集对应的用户数据并将其发送至第二节点；如图2所示，构建第一网络LAN1和第二网络LAN2.1、LAN2.2和LAN2.3，第一网络包括第一节点P1和多个第二节点P2.1、P2.2和P2.3，第二网络LAN2.1包括第三节点P3.1.1、P3.1.2和P3.1.3，第二网络LAN2.2和第二网络LAN2.3的结构不再赘述。

步骤S2：各个第三节点收集用户的第一数据，并将第一数据发送至位于同一网络内的第二节点，第二节点将收集的第一数据整合为第二数据。

由于在抄表场景下，对于数据的传输时间要求较低，因此各个第三节点收集到用户的第一数据后，将第一数据发送至对应的第二节点，第二节点再将其汇总发送至第一节点，这样使得第二节点可以事先判断收集到到的数据是否完整，若不完整可以直接通知相应的第三节点重新发送数据，相比于从第一节点要求对应第三节点重新发送数据的方式，本方案从而提高数据的发送效率。

步骤S3：设定第一网络的传输模式，传输模式包括单点传输模式和多点传输模式，第一网络在单点传输模式下，同一时间段内仅允许一个第二节点向第一节点传输第二数据，在多点传输模式下，同一时间段内允许多个第二节点向第一节点传输第二数据。

步骤S4：计算并生成第一网络的传输方案，传输方案包括第一时间段、第二时间段和第三时间段，其中，第一时间段包括多个第一子时间段，第二时间段包括多个第二子时间段，在第一时间段内第一网络切换为单点传输模式，且为多个第二节点分配对应的第一子时间段，在第二时间段和第三时间段内第一网络切换为多点传输模式，且为多个第二节点分配对应的第二子时间段。

通过生成上述传输方案，将传输时间划分为多个时间段，例如传输时间为1小时，第一网络存在第二节点P2.1至P2.60，那么第一时间段为其中的0-20分钟，第二时间段为20-50分钟，第三时间段为50-60分钟，第一时间段又分为20个时长为1分钟的第一子时间段，每个第一子时间段分别对应第二节点P2.1至P2.20；第二时间段分为15个时长为2分钟的第二子时间段，每个第二子时间段分别对应第二节点P2.21至P2.60；在第一时间段开始时，第一网络切换为单点传输模式，此时第一网络仅允许一个第二节点向第一节点发送数据，且具体的，在该时间段的第一个1分钟内，第二节点P2.1向第一节点发送数据，在该时间段的第二个1分钟内，第二节点P2.2向第一节点发送数据，该过程直至持续到第二节点P2.20,之后第二网络切换多点传输模式，在第二时间段第一个2分钟，第二节点P2.21至P2.24向第一节点发送第一数据，第二个2分钟，第二节点P2.25至P2.26向第一节点发送第一数据，持续该过程到第二节点P2.60；在最后的第三时间段，第一节点统计在前50分钟内，哪些第二节点的数据出现丢失，并命令此类节点在最后的10分钟集中向第一节点发送缺失的数据。

本发明首先通过建立第一网络和第二网络，从而构建多层次的网络管理架构，之后针对第一网络，生成第一节点向第二节点传输数据的传输方案，在传输方案内设置了第一时间段和第二时间段，第一时间段又包括多个第一子时间段，从而将会与其它节点发送冲突的第二节点在第一时间段内依次进行传输，之后划定了第二时间段，第二时间段包括多个第二子时间段，将多个同时发送且不会发生通信冲突的第二节点放置在同一个第二子时间段进行传输，因此，通过上述方案使得各个第二节点再向第一节点发送数据时不会发生通信冲突。

本发明还设置了第三时间段，第一节点在第三时间段内统计在第一时间段和第二时间段内，哪些第二节点在向第一节点传输数据时发生了数据丢失，丢失了哪些数据，并命令发生数据丢失的第二节点向第一节点集中发送丢失的数据，从而保证第一节点在一个时间周期内能接受到完整的数据。

本发明还为第一网络设定了单点传输模式和多点传输模式，在单点传输模式下仅允许一个第二节点向第一节点发送数据，当某个节点出现故障时，也能保证各个节点能够按照传输方案进行传输，不会出现在第一时间段内多个节点同时向第一节点发送数据，即不会出现由于节点故障，使得该节点在不属于自己的时间段向第一节点发送数据，从而影响其它节点的情况发生。

尤为注意的是，本发明通过上述技术方案，解决了现有技术中在电力线叠加较多信号时会发生通信冲突的问题。

在本实施例的步骤S2中，第三节点将第一数据发送至第二节点包括以下步骤：

步骤S21：将第三节点的通信类型划分为电力类型、无线类型和混合类型，获取第二网络中第三节点的位置和通信类型，基于第三节点的位置构建第一拓扑图，将第一拓扑图中的各个第三节点与其相邻的其他节点连接，获得第二拓扑图，其中，若两个节点均为电力类型，则其之间建立电力连接，若两个节点均为无线类型，则建立无线连接，若两个节点均为混合类型，则建立包括电力和无线的混合连接。

继续参照图2，首先确定各个第二节点和第三节点的物理位置，从而形成第一拓扑图，之后确定各个第三节点的通信类型，从而将各个第三节点连接，以将第一拓扑图转化为第二拓扑图；例如在第二网络LAN2.2中，第三节点P3.2.1为电力类型节点，P3.2.2为混合类型节点，则P3.2.1和P3.2.2之间建立电力连接，即两个节点之间通过电力线载波的方式传输数据；P3.2.3为无线类型的节点，则P3.2.2和P3.2.3之间建立无线连接，P3.2.4为无线类型节点，则P3.2.3与P3.2.4之间建立无线连接，P3.2.5为电力类型节点，P3.2.4与P3.2.5由于类型不同，无法建立连接。特别说明的是，第二节点为混合类型节点，可以建立任意类型的通信。

步骤S22：选取第三节点并定义为目标节点，获取第二节点到达目标节点的所有通信路径，计算各个通信路径的惩罚值，定义其中惩罚值最小的通信路径为第二节点到达目标节点的最佳路径，重复本步骤依次获取第二节点至各个第三节点的最佳路径，第三节点通过最佳路径将第一数据发送至第二节点。

例如现在要确定第二节点P2.2与第三节点P3.2.4的最佳路径，那么首先将第三节点P3.2.4定义为目标节点，之后获取第二节点P2.2到达第三节点P3.2.4所有的通信路径，具体包括P2.2→P3.2.2→P3.2.4，P2.2→P3.2.2→P3.2.3→P3.2.4，P2.2→P3.2.3→P3.2.4，之后计算这三条通信路径的惩罚值，将其中惩罚值最小的通信路径作为最佳路径。

通过上述步骤可以在确定节点位置和类型的情况下，快速建立每个第二网络的拓扑图，并且还可以根据拓扑图快速建立并确定第二节点与第三节点之间的最佳路径。

在本实施例的步骤S21中，计算通信路径的惩罚值包括以下步骤：

定位第二拓扑图中通过无线连接的第三节点，分别定义为发送端和接收端，接收端测量接收到发送端的信号强度损失值，将通信路径内的各个第三节点之间的信号强度损失值相加，以获得通信路径的惩罚值。

继续参照图2，本实施例只测量数据单向流动的信号强度损失值，例如在路径P2.2→P3.2.2→P3.2.3→P3.2.4中，P3.2.2与P3.2.3分别定义为发送端和接收端，P3.2.3与P3.2.4分别定义为发送端和接收端，首先设置基础信号强度，P3.2.3检测其接收到的P3.2.2发送信号的强度，并与基础信号强度比较，从而获得两个节点之间的信号强度的差值，也即信号强度损失值，同理，P3.2.4检测并计算与P3.2.3之间的信号强度损失值，那么该路径的惩罚值就是两个损失值之和；这里因为P2.2与P3.2.2之间是通过电力线载波传输，因此不计算其损失值；另外，这里只测量P3.2.2至P3.2.3的损失值，而不测量P3.2.3至P3.2.2的损失值，也即上述所述的只测量数据单向流动的信号强度损失值，因为在节点硬件配置相同的情况下，发送与接收的损失值不会发生太大变化，这样就减少了整体的计算及测试工作量。

在本实施例的步骤S4中，生成第一网络的传输方案包括以下步骤：

步骤S41：将位于第一网络内的第二节点编号为a1～an，其中n为第一网络内第二节点的数量，控制第二节点a1和第二节点a2同时向第一节点发送第二数据，第一节点接收第二数据并计算第二数据的丢失率，判断两个第二数据的丢失率是否均小于第一阈值，是的情况下，保留第二节点a1和第二节点a2，否的情况下，保留第二节点a1并删除第二节点a2。

如图3所示，本步骤首先将位于第一网络内的所有第二节点依次编号为a1～an,之后先抽取编号为a1和a2的第二节点同时向第一节点P1发送第二数据，第一节点接收到a1和a2发送的第二数据后，检测第二数据的丢失率，例如第二节点a1向P1发送100个数据包，第一节点接收到95个，那么丢失率为5%。本实施例将第一阈值设置为10%，当第一节点接收到节点a1第二数据的丢失率为1%，节点a2第二数据数据的丢失率为2%，则判定即便是节点a1和节点a2同时向第一节点发送数据，也不会发送干扰，因此保留节点a1和节点a2，如图3中左侧所示；对应的，若节点a2第二数据数据的丢失率为30%，超过了第一阈值，表明节点a1和节点a2同时向第一节点发送数据会发生相互干扰，因此将节点a2删除，如图3的右侧所示。特别说明的是，在丢失率较小的情况下，由于丢失的数据量较小，第一节点可以在较短的时间从对应的第二节点重新获得数据，从而保证传输方案的正常进行。而当丢失率过高时，第一节点就无法在短时间内重新获取到数据。

步骤S42：控制第二节点a3与步骤S41中保留的第二节点再次向第一节点发送第二数据，第一节点计算接收到各个第二数据的丢失率，并基于第一阈值确定是否保留第二节点a3，重复执行本步骤，直至完成对第二节点an的筛选，将保留的各个第二节点设置为第一个传输组合。

由于图3的左侧保留了节点a1和节点a2，因此在节点a3加入后，三个节点同时向第一节点发送数据，以检测节点a3是否会与节点a1或节点a2发生冲突，若发生冲突，则删除节点a3；同样的，在图3的右侧筛选过程仅保留了节点a1，因此这里检测节点a3与节点a1是否会发生冲突，若发生冲突，则同样删除节点a3；那么重复执行本步骤，最终会获取到包括节点a1的第一个传输组合，在该传输组合内的第二节点即便同时向第一节点发送数据，也不会出现较多的数据丢失。

步骤S43：获取没有位于传输组合内的第二节点，重新将其编号b1～bk,其中k为第一网络中位于传输组合外的第二节点数量，基于步骤S41和步骤S42对第二节点b1～bk进行筛选，将筛选后保留的各个第二节点设置为第二个传输组合。

步骤S44：重复执行步骤S43，直至第一网络中不再生成传输组合，将位于传输组合之外的第二节点定义为孤立节点，获取每个孤立节点和传输组合对应的第一子时间段和第二子时间段，并生成包含第三时间段的传输方案。

在第一个传输组合生成后，将第一网络中没有位于传输组合中的第二节点再次编号为b1～bk，并基于步骤S41和步骤S42所描述的方式筛选出包含节点b1的第二个传输组合，之后再将剩余的节点编号为c1～ck，继续筛选包括节点c1的第三个传输组合，直至第一网络中不再存在能够同时发送数据的传输组合；在获取传输组合之后，计算各个传输组合中，各个第二节点将数据传输至第一节点所需的时间，选取其中最大的传输时间作为该组合对应的第二子时间段，之后将所有传输组合的第二子时间段累加，从而获得第二时间段；最后获取无法与其它节点同时传输的节点，此种节点只能单独向第一节点传输数据，也即上述记载的孤立节点，计算其将数据传输至第一节点所需的时间，也即第一子时间段，所有孤立节点的第一子时间段累加，从而获得第一时间段。

在本实施例的步骤S44中，基于以下步骤确定第三时间段：

获取第二节点通过最佳路径获取各个第三节点第一数据的时间，定义为采集时间，将各个采集时间相加，获得总采集时间，将总采集时间设置为第二节点将第二数据发送至第一节点的传输时间。

具体的，为了避免第二网络中，第三节点向第二节点发送数据时发生通信冲突，因此本实施例控制第二节点依次采集每个第三节点的第一数据，继续参照图2的LAN2.2，第二节点首先采集第三节点P3.2.1的数据，并获取采集该节点数据所需的时间，即采集时间，之后再采集第三节点P3.2.2的数据，并继续获取其采集时间，之后将所有采集时间相加，从而获得第二节点P2.2总采集时间，也就是第二节点P2.2收集第二网络中所有第三节点的时间，同时将该时间作为第二节点将数据发送至第一节点的时间，在其它实施例中，也可以在该时间的基础上再增加一小段时间作为第二节点将数据发送至第一节点的时间。

若第二节点为孤立节点，则将其传输时间定义该第二节点的第一子时间段，获取传输组合中各个第二节点的传输时间，将其中数值最大的传输时间定义为该传输组合的第二子时间段；

将所有第一子时间段和第二子时间段相加获得基础时长，若基础时长大于预先设置的第二阈值，则增加第二节点每次与第三节点的通信数量，以缩短基础时长，直至基础时长小于第二阈值，获取基础时长与第二阈值的差值，将其设置为第三时间段。

本实施例将第二阈值设置为1小时，若第一网络中的第一时间段为20分钟，第二时间段为50分钟，超过了第二阈值，则选择其中一个第二节点，例如节点P2.2，在之前采集方案中，节点P2.2依次采集节点P3.2.1, 节点P3.2.2等，而在超过第二阈值的情况下，节点P2.2调整采集方案，例如同时采集节点P3.2.1和节点P3.2.2，采集完成后再同时采集节点P3.2.3节点P3.2.4，从而缩短节点P2.2的采集时间，这样就可以缩短第一时间段和第二时间段，当第一时间段和第二时间段之和小于第二阈值时，例如第二时间段缩短为30分钟，那么第一时间段和第二时间段之和为50分钟，与第二阈值的差值为10分钟，那么就将这10分钟作为第三时间段。

采用本步骤的优点在于，在第一时间段和第二时间段之和大于第二阈值的情况下，通过上述步骤又产生了第三时间段，虽然会使得某些第二节点收集到的数据丢失率增加，但是由于又增加了第三时间段，因此，第二节点可以在第三时间段内将丢失的数据找回，并重新发送至第二节点，从而弥补了这一缺陷。

如图4所示，本发明还提供了一种电力线载波与无线融合通讯的配置系统，该系统用于实现上述的一种电力线载波与无线融合通讯的配置方法，该系统主要包括：

网络构建模块，网络构建模块用于构建第一网络和第二网络 ，第一网络包括第一节点和多个第二节点，第二网络包括第二节点和多个第三节点

数据收集模块，用于控制各个第三节点收集用户的第一数据，并将第一数据发送至位于同一网络内的第二节点，第二节点将收集的第一数据整合为第二数据；

模式设置模块，用于设定第一网络的传输模式，传输模式包括单点传输模式和多点传输模式，第一网络在单点传输模式下，同一时间段内仅允许一个第二节点向第一节点传输第二数据，在多点传输模式下，同一时间段内允许多个第二节点向第一节点传输第二数据；

通讯配置模块，用于计算并生成第一网络的传输方案，传输方案包括第一时间段、第二时间段和第三时间段，其中，第一时间段包括多个第一子时间段，第二时间段包括多个第二子时间段，在第一时间段内第一网络切换为单点传输模式，且为多个第二节点分配对应的第一子时间段，在第二时间段和第三时间段内第一网络切换为多点传输模式，且为多个第二节点分配对应的第二子时间段。

应该理解的是，虽然本发明各实施例的流程图中的各个步骤按照箭头的指示依次显示，但是这些步骤并不是必然按照箭头指示的顺序依次执行。除非本文中有明确的说明，这些步骤的执行并没有严格的顺序限制，这些步骤可以以其它的顺序执行。而且，各实施例中的至少一部分步骤可以包括多个子步骤或者多个阶段，这些子步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成，而是可以在不同的时刻执行，这些子步骤或者阶段的执行顺序也不必然是依次进行，而是可以与其它步骤或者其它步骤的子步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，上述的程序可存储于一个非易失性计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，本申请所提供的各实施例中所使用的对存储器、存储、数据库或其它介质的任何引用，均可包括非易失性和/或易失性存储器。非易失性存储器可包括只读存储器（ROM）、可编程ROM（PROM）、电可编程ROM（EPROM）、电可擦除可编程ROM（EEPROM）或闪存。易失性存储器可包括随机存取存储器（RAM）或者外部高速缓冲存储器。作为说明而非局限，RAM以多种形式可得，诸如静态RAM（SRAM）、动态RAM（DRAM）、同步DRAM（SDRAM）、双数据率SDRAM（DDRSDRAM）、增强型SDRAM（ESDRAM）、同步链路（Synchlink）DRAM（SLDRAM）、存储器总线（Rambus）直接RAM（RDRAM）、直接存储器总线动态RAM（DRDRAM）、以及存储器总线动态RAM（RDRAM）等。

上述的实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

上述的实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (6)

1.一种电力线载波与无线融合通讯的配置方法，其特征在于，包括：

步骤S1：设置第一节点、第二节点和第三节点，构建第一网络和第二网络 ，所述第一网络包括所述第一节点和多个所述第二节点，所述第二网络包括所述第二节点和多个所述第三节点；

步骤S2：各个所述第三节点收集用户的第一数据，并将所述第一数据发送至位于同一网络内的所述第二节点，所述第二节点将收集的所述第一数据整合为第二数据；

步骤S3：设定所述第一网络的传输模式，传输模式包括单点传输模式和多点传输模式，所述第一网络在所述单点传输模式下，同一时间段内仅允许一个所述第二节点向所述第一节点传输所述第二数据，在所述多点传输模式下，同一时间段内允许多个所述第二节点向所述第一节点传输所述第二数据；

步骤S4：计算并生成所述第一网络的传输方案，所述传输方案包括第一时间段、第二时间段和第三时间段，其中，所述第一时间段包括多个第一子时间段，所述第二时间段包括多个第二子时间段，在所述第一时间段内所述第一网络切换为所述单点传输模式，且为多个所述第二节点分配对应的所述第一子时间段，在所述第二时间段和所述第三时间段内所述第一网络切换为所述多点传输模式，且为多个所述第二节点分配对应的所述第二子时间段。

2.根据权利要求1所述的一种电力线载波与无线融合通讯的配置方法，其特征在于，所述步骤S2中，所述第三节点将所述第一数据发送至所述第二节点包括以下步骤：

步骤S21：将所述第三节点的通信类型划分为电力类型、无线类型和混合类型，获取所述第二网络中所述第三节点的位置和所述通信类型，基于所述第三节点的位置构建第一拓扑图，将所述第一拓扑图中的各个所述第三节点与其相邻的其他节点连接，获得第二拓扑图，其中，若两个节点均为电力类型，则其之间建立电力连接，若两个节点均为无线类型，则建立无线连接，若两个节点均为混合类型，则建立包括电力和无线的混合连接；

步骤S22：选取所述第三节点并定义为目标节点，获取所述第二节点到达所述目标节点的所有通信路径，计算各个所述通信路径的惩罚值，定义其中所述惩罚值最小的所述通信路径为所述第二节点到达所述目标节点的最佳路径，重复本步骤依次获取第二节点至各个所述第三节点的所述最佳路径，所述第三节点通过所述最佳路径将所述第一数据发送至所述第二节点。

3.根据权利要求2所述的一种电力线载波与无线融合通讯的配置方法，其特征在于，所述步骤S21中，计算所述通信路径的所述惩罚值包括以下步骤：

定位所述第二拓扑图中通过无线连接的所述第三节点，分别定义为发送端和接收端，所述接收端测量接收到所述发送端的信号强度损失值，将所述通信路径内的各个所述第三节点之间的所述信号强度损失值相加，以获得所述通信路径的所述惩罚值。

4.根据权利要求2或3所述的一种电力线载波与无线融合通讯的配置方法，其特征在于，所述步骤S4中，生成所述第一网络的所述传输方案包括以下步骤：

步骤S41：将位于所述第一网络内的所述第二节点编号为a1～an，其中n为所述第一网络内所述第二节点的数量，控制所述第二节点a1和所述第二节点a2同时向所述第一节点发送所述第二数据，所述第一节点接收所述第二数据并计算所述第二数据的丢失率，判断两个所述第二数据的所述丢失率是否均小于第一阈值，是的情况下，保留所述第二节点a1和所述第二节点a2，否的情况下，保留所述第二节点a1并删除所述第二节点a2；

步骤S42：控制所述第二节点a3与所述步骤S41中保留的所述第二节点再次向所述第一节点发送所述第二数据，所述第一节点计算接收到各个所述第二数据的所述丢失率，并基于所述第一阈值确定是否保留所述第二节点a3，重复执行本步骤，直至完成对所述第二节点an的筛选，将保留的各个所述第二节点设置为第一个传输组合；

步骤S43：获取没有位于所述传输组合内的所述第二节点，重新将其编号b1～bk,其中k为所述第一网络中位于所述传输组合外的所述第二节点数量，基于所述步骤S41和所述步骤S42对所述第二节点b1～bk进行筛选，将筛选后保留的各个所述第二节点设置为第二个所述传输组合；

步骤S44：重复执行所述步骤S43，直至所述第一网络中不再生成所述传输组合，将位于所述传输组合之外的所述第二节点定义为孤立节点，获取每个所述孤立节点和所述传输组合对应的所述第一子时间段和所述第二子时间段，并生成包含所述第三时间段的所述传输方案。

5.根据权利要求4所述的一种电力线载波与无线融合通讯的配置方法，其特征在于，所述步骤S44中，基于以下步骤确定所述第三时间段：

获取所述第二节点通过所述最佳路径获取各个所述第三节点所述第一数据的时间，定义为采集时间，将各个所述采集时间相加，获得总采集时间，将所述总采集时间设置为所述第二节点将所述第二数据发送至所述第一节点的传输时间；

若所述第二节点为所述孤立节点，则将其所述传输时间定义该所述第二节点的所述第一子时间段，获取所述传输组合中各个所述第二节点的所述传输时间，将其中数值最大的所述传输时间定义为该所述传输组合的所述第二子时间段；

将所有所述第一子时间段和所述第二子时间段相加获得基础时长，若所述基础时长大于预先设置的第二阈值，则增加所述第二节点每次与所述第三节点的通信数量，以缩短所述基础时长，直至所述基础时长小于所述第二阈值，获取所述基础时长与所述第二阈值的差值，将其设置为所述第三时间段。

6.一种电力线载波与无线融合通讯的配置系统，用于实现如权利要求1-5任一项所述的一种电力线载波与无线融合通讯的配置方法，其特征在于，包括：

网络构建模块，所述网络构建模块用于构建第一网络和第二网络 ，所述第一网络包括第一节点和多个第二节点，所述第二网络包括所述第二节点和多个第三节点

数据收集模块，用于控制各个所述第三节点收集用户的第一数据，并将所述第一数据发送至位于同一网络内的所述第二节点，所述第二节点将收集的所述第一数据整合为第二数据；

模式设置模块，用于设定所述第一网络的传输模式，传输模式包括单点传输模式和多点传输模式，所述第一网络在所述单点传输模式下，同一时间段内仅允许一个所述第二节点向所述第一节点传输所述第二数据，在所述多点传输模式下，同一时间段内允许多个所述第二节点向所述第一节点传输所述第二数据；

通讯配置模块，用于计算并生成所述第一网络的传输方案，所述传输方案包括第一时间段、第二时间段和第三时间段，其中，所述第一时间段包括多个第一子时间段，所述第二时间段包括多个第二子时间段，在所述第一时间段内所述第一网络切换为所述单点传输模式，且为多个所述第二节点分配对应的所述第一子时间段，在所述第二时间段和所述第三时间段内所述第一网络切换为所述多点传输模式，且为多个所述第二节点分配对应的所述第二子时间段。