一种多路径微功率无线抄表方法和系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及无线抄表技术领域，具体地，涉及一种多路径微功率无线抄表方法和系统。
【背景技术】
[0002]无线路由协议是无线自组织网络系统中的一个核心技术，一般的，在无线自组织网络系统中，在节点移动或无线通信环境经常发生变化的条件下，无线路由协议能够在任意两个网络节点之间建立一条多跳的数据传输路径，从而尽力保证任意两个网络节点在任意时刻可以相互通信。目前常用的无线路由协议包括树路由、AODV、DSR等等多种。
[0003]微功率无线抄表系统是无线自组织网络的一种典型应用，从硬件角度考量，一般由集中器和智能电表分别加装微功率无线通信模块构成；从软件角度考量，微功率无线通信模块中运行的无线路由协议是软件的核心部分，无线路由协议在无线通信环境不确定的条件下，尽力建立集中器与任意智能电表之间的双向多跳无线通信路径，保证集中器的命令下发和智能电表数据的上报。
[0004]现有的可以应用于微功率无线抄表系统的无线路由协议较少，其中公开的仅有《电力用户用电信息采集系统通信协议:微功率无线通信标准》一种，并且组网后，仅能建立集中器到智能电表的唯一一条通信路径，在无线通信环境变化，该条路径失效时，只能重新执行组网过程以再次获取到达智能电表的路径。
[0005]现有微功率无线抄表系统中应用的无线路由协议，主要有以下两个缺陷:一，无法提供集中器与智能电表之间的备份路径；二，重建路径比较耗时。这两个缺陷导致在无线通信环境多变的条件下，集中器针对所有智能电表执行一次抄读的时间较长。
【发明内容】
[0006]为了解决现有技术中存在的微功率无线抄表过程中，缺乏备份路径的问题，本发明提出了一种多路径微功率无线抄表方法和系统。
[0007]根据本发明的多路径微功率无线抄表方法，包括:
[0008]各节点建立自己的邻居节点表；
[0009]集中器节点获取所述各节点的邻居节点表；
[0010]所述集中器节点根据所述各节点的邻居节点表，建立从自身到任意目的节点的多条路径；
[0011]所述集中器节点根据所述多条路径，确定从自身到目的节点的传输路径，并通过所述传输路径向所述目的节点发送抄表信息。
[0012]本发明的多路径微功率无线抄表方法，通过在每个智能电表节点上建立邻居节点表，在集中器节点上建立全网邻居节点表，并定义了各个邻居节点表的维护方法，实现了集中器与每个智能电表之间的多条互为备份的路径，提高了集中器对智能电表执行抄读的成功率。使得建立通信路径不再需要一个独立的过程，即可以在抄读的同时进行路径建立与维护，从宏观上节约了电表抄读时间。
[0013]根据本发明的多路径微功率无线抄表方系统，包括:
[0014]第一获取模块，用于各节点建立自己的邻居节点表；
[0015]第二获取模块，用于集中器节点获取所述各节点的邻居节点表；
[0016]路径建立模块，用于所述集中器节点根据所述各节点的邻居节点表，建立从自身到任意目的节点的多条路径；
[0017]路径选择模块，用于所述集中器节点根据所述多条路径，确定从自身到目的节点的传输路径，并通过所述传输路径向所述目的节点发送抄表信息。
[0018]本发明的多路径微功率无线抄表系统，通过在每个智能电表节点上建立邻居节点表，在集中器节点上建立全网邻居节点表，并定义了各个邻居节点表的维护方法，实现了集中器与每个智能电表之间的多条互为备份的路径，提高了集中器对智能电表执行抄读的成功率。使得建立通信路径不再需要一个独立的过程，即可以在抄读的同时进行路径建立与维护，从宏观上节约了电表抄读时间。
[0019]本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
[0020]下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
【附图说明】
[0021]附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中:
[0022]图1为本发明集中器节点存储全网节点的邻居节点表的示意图；
[0023]图2为本发明无线传输的数据帧格式的示意图；
[0024]图3为本发明多路径微功率无线抄表方法的流程图；
[0025]图4为本发明多路径微功率无线抄表系统的结构示意图。
【具体实施方式】
[0026]下面结合附图，对本发明的【具体实施方式】进行详细描述，但应当理解本发明的保护范围并不受【具体实施方式】的限制。
[0027]为了解决现有技术中存在的微功率无线抄表过程中，缺乏备份路径的问题，本发明提出了一种多路径微功率无线抄表方法。
[0028]该方法具有以下特点:适用于中等规模的具有集中器的无线抄表系统，如果网络规模较大，每个节点的邻居节点表也会增大，不适合通过无线帧发送给集中器节点；同时，集中器节点用来记录全网邻居节点表的空间也会增大。该方法可以在集中器和网络中任意智能电表之间建立多条互为备份的传输路径，以提高集中器与智能电表之间数据传输的可靠性。
[0029]使用该方法的无线抄表系统应具有以下特性:
[0030]I)网络中只有一个集中器节点及若干个智能电表节点，每个节点都有一次通过无线收发不少于10Byte数据的能力；
[0031]2)网络中的数据传输行为，一般由集中器节点发起，集中器节点将数据经由某条传输路径发送到其他某个节点，接收到数据的节点再经由反向路径将响应数据发回给集中器节点；
[0032]3)网络中的节点具有用于路由寻址的通信地址，该通信地址的长度为IByte ；
[0033]4) 一般的，假设网络规模不超过120个节点，并可以进一步假设集中器节点的地址为0x00(16进制)，其他节点的地址依次为0x01,0x02,…、0x77，共计120个地址。
[0034]5)各节点使用无线通信协议栈的MAC层，应该有能力获知发送出去的数据帧是否正确被MAC层的接收端正确接收(例如应该支持ACK功能)。
[0035]以下对本发明中涉及的邻居节点表以及无线传输的数据帧格式进行详细说明:
[0036](I)邻居节点表
[0037]在该无线网络中，两个节点之间的数据收发如果为一跳可达，而不需要其他节点的转发，则该两个节点互为邻居节点。每个节点上都建立一个邻居节点表，来记录自己的邻居节点。
[0038]例如，假设网络规模最大为120时，每个节点可以用一个15Byte长的邻居节点表数组来记录自己的邻居节点信息，Byte的索引依次为ByteO、Bytel、…、Bytel4,每个Byte中的bit索引依次为bitO、bitl、…、bit7。如果Byte x中的bit y被置位(输出为I),则意味着地址为十进制(8*x+y)的节点是自己的邻居节点；相反的，如果此bit y是清空的，贝1J意味着地址为十进制(8*x