专利名称：一种电力用户用电信息采集系统的组网方法、站点和系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及电力通信领域，特别是涉及一种电力用户用电信息采集系统的组网方法、站点和系统。
背景技术：
电力用户用电信息采集系统是低压电力线载波通信技术的应用之一，所述电力用户用电信息采集系统是对电力用户的用电信息进行采集、处理和实时监控的系统，实现用电信息的自动采集、计量异常监测、电能质量监测、用电分析和管理、相关信息发布、分布式能源监控、智能用电设备的信息交互等功能。参考图1，图I为电力用户用电信息采集系统的网络结构图。其中集中器位于小区变压器附近，通过电力线与中继器和采集器通信；所述中继器负责数据转发；所述采集器位于电表箱，通过RS-485线与电表通信，采集数据；所述电表将用电信息发送到电力线上，数据被转发最终到达集中器，所述电表可承当中继器的角色。现有技术中，上述网络的组网方法为当前站点向未加入网络的新站点发送信标，所述新站点通过当前站点转发关联请求报文给集中器，所述集中器通过当前站点转发关联请求回复报文给所述新站点，所述新站点加入网络。在实际网络中，新站点个数很多，组网形成后网络中继级数可以达十级以上，新站点每发送一次关联请求报文，各级中继站点就转发关联请求报文给集中器，所述集中器通过各级中继站点转发关联请求回复报文给所述新站点，所以报文传输效率低，导致了所述网络的组网效率低的问题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是实现电力用户用电信息采集系统快速组网方法，提供一种电力用户用电信息采集系统的组网方法、站点和系统，以解决现有技术中因网络设备多和报文传输效率低导致组网效率低的技术问题。为解决上述技术问题，本发明提供一种电力用户用电信息采集系统的组网方法、站点和系统，本发明提供如下技术方案一种电力用户用电信息采集系统的组网方法，该方法包括当前站点在当前时隙内，以广播形式向当前网络中的下级新站点发送信标，所述当前时隙是在当前安排周期内由集中器在信标周期中安排的所述当前站点对应的时隙，所述新站点为待组网的站点；所述当前站点根据存储的所述当前站点的身份信息判断在预设周期内是否收到至少两个新站点的关联请求报文，如果收到，则将汇总后的关联请求报文发送给集中器；将所述集中器发送的汇总后的关联请求回复报文转发给所述至少两个新站点，以实现所述至少两个新站点的组网。优选的，将所述集中器发送的关联回复报文转发给所述至少两个新站点之后，还包括
所述集中器在所述当前安排周期后的第一个安排周期内根据记录的当前网络中除下级新站点以外的所有站点的身份信息，判断是否收到所述当前站点发送的关联请求报文，如果是，则在所述当前安排周期后的第二个安排周期内的信标周期中安排所述当前站点的信标帧时隙，如果否，则在所述当前安排周期后的第二个安排周期内的信标周期中安排所述至少两个新站点对应的信标帧时隙。优选的，所述集中器安排的信标周期，具体包括集中器信标帧时隙、至少两个末梢信标帧时隙和CSMA时隙。优选的，还包括所述至少两个新站点根据接收的与当前站点同一级别的其他站点发送的多个不同的信标中的信道信息和网络属性信息在所述多个不同的信标中选择一个作为匹配信标。优选的，还包括所述至少两个新站点向发送所述匹配信标的站点发送关联请求报文。一种电力用户用电信息采集系统的组网站点，包括第一发送单元，用于当前站点在当前时隙内，以广播形式向当前网络中的下级新站点发送信标，所述当前时隙是在当前安排周期内由集中器在信标周期中安排的所述当前站点对应的时隙，所述新站点为待组网的站点；第一接收单元，用于接收至少两个新站点发送的关联请求报文；存储单元，用于存储当前站点的身份信息；判断单元，用于根据存储的身份信息判断在预设周期内是否收到至少两个新站点回复的关联请求报文；汇总单元，用于汇总接收的至少两个新站点发送的关联请求报文；第二发送单元，用于向集中器发送所述汇总后的关联请求报文；第二接收单元，用于接收所述集中器发送的汇总后的关联请求回复报文；第三发送单元，用于向所述至少两个新站点转发所述关联请求回复报文，以实现所述至少两个新站点的组网。一种电力用户用电信息采集系统的组网系统，包括站点、新站点单元和集中器；所述站点包括第一发送单元，用于当前站点在当前时隙内，以广播形式向当前网络中的下级新站点发送信标，所述当前时隙是在当前安排周期内由集中器在信标周期中安排的所述当前站点对应的时隙，所述新站点为待组网的站点；第一接收单元，用于接收至少两个新站点发送的关联请求报文；存储单元，用于存储当前站点的身份信息；判断单元，用于根据存储的身份信息判断在预设周期内是否收到至少两个新站点回复的关联请求报文；汇总单元，用于汇总接收的至少两个新站点发送的关联请求报文；第二发送单元，用于向集中器发送所述汇总后的关联请求报文；第二接收单元，用于接收所述集中器发送的汇总后的关联请求回复报文；第三发送单元，用于向所述至少两个新站点转发所述关联请求回复报文，以实现所述至少两个新站点的组网；所述新站点单元包括至少两个新站点，每个新站点包括第三接收单元，用于接收所述站点发送的信标；第四接收单元，用于接收所述站点转发的集中器发送的汇总的关联请求回复报文；第四发送单元，用于向所述站点发送关联、请求报文；所述集中器包括第五接收单元，用于接收当前站点发送的汇总的关联请求报文；第五发送单元，用于向所述至少两个新站点发送汇总的关联请求回复报文。优选的，还包括末梢站点，所述末梢站点包括发送单元，用于向所述至少两个新站点发送信标，其中所述末梢站点是与当前站点同一级别的其他站点。优选的，所述集中器还包括记录单元，用于记录当前网络中除下级新站点以外的所有站点的身份信息；判断单元，用于在所述当前安排周期后的第一个安排周期内，根据记录的当前网络中所有站点的身份信息，判断是否收到所述当前站点发送的关联请求报文；时隙安排单元，用于所述判断单元结果为是时，在所述当前安排周期后的第二个安排周期内的信标周期中安排所述当前站点的信标帧时隙，所述判断单元结果为否时，在所述当前安排周期后的第二个安排周期内的信标周期中安排所述至少两个新站点对应的信标帧时隙。优选的,所述新站点还包括选择单元，用于根据接收的与当前站点同一级别的其他站点发送的多个不同的信标中的信道信息和网络属性信息在所述多个不同的信标中选择一个作为匹配信标。从上述的技术方案可以看出，本发明实施例中，通过当前站点在当前时隙内，以广播形式向当前网络中下级新站点发送信标，所述当前时隙是在当前安排周期内由集中器在信标周期中安排的所述当前站点对应的时隙，所述新站点为待组网的站点；所述当前站点根据存储的所述当前站点的身份信息判断在预设周期内是否收到至少两个新站点回复的关联请求报文，如果收到，则将汇总后的关联请求报文发送给集中器；将所述集中器发送的汇总后的关联请求回复报文转发给所述至少两个新站点，以实现所述至少两个新站点的组网。所述当前站点将接收到的至少两个新站点的关联请求汇总在一个报文里发送给集中器，提高了报文传输效率，进而提高了组网效率。其中所述至少两个新站点接收到多个不同的信标，则所述至少两个新站点根据接收的不同的信标中的信道信息和网络属性信息在多个不同的信标中选择一个作为匹配信标，有利于所述网络的后期优化；在所述将所述集中器发送的关联回复报文转发给所述至少两个新站点之后，集中器在所述当前安排周期后的第一个安排周期内，根据记录的当前网络中除下级新站点以外的所有站点的身份信息，判断是否收到所述当前站点发送的关联请求报文，如果是，则在所述当前安排周期后的第二个安排周期内的信标周期中安排所述当前站点的信标帧时隙，如果否，则在所述当前安排周期后的第二个安排周期内的信标周期中安排所述至少两个新站点对应的信标帧时隙。集中器优先安排至少两个新站点的信标帧时隙，有利于所述至少两个新站点的下级新站点的快速组网。
为了更清楚地说明本申请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申请中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，、还可以根据这些附图获得其他的附图。图I为电力用户用电信息采集系统的网络结构图；图2为本发明一种电力用户用电信息采集系统的组网方法实施例I的流程图；图3为本发明一种电力用户用电信息采集系统的组网方法实施例2的流程图；图4为电力用户用电信息采集系统的网络拓扑图；图5为本发明一种电力用户用电信息采集系统的组网方法中报文汇总时的网络拓扑图；图6为本发明一种电力用户用电信息采集系统的组网站点实施例3的结构示意图； 图7为本发明一种电力用户用电信息采集系统的组网系统实施例4的结构示意具体实施例方式为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，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，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。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他实施例，都属于本发明保护的范围。参考图2所示，为本发明提供一种电力用户用电信息采集系统的组网方法实施例I的流程图，本实施例具体可以包括步骤201 :当前站点在当前时隙内，以广播形式向当前网络中的下级新站点发送 目标。其中所述当前时隙是在当前安排周期内由集中器在信标周期中安排的所述当前站点对应的时隙，当前站点根据存储的本身的身份信息在接收的集中器安排的信标帧时隙中查找所述当前站点对应的信标巾贞时隙，所述当前站点在对应的信标巾贞内加入信标，所述当前站点向下级新站点发送信标，所述新站点为待组网的站点，所述信标用于下级新站点选择加入网络需要的中继站点。步骤202 :所述当前站点根据存储的所述当前节点的身份信息判断在预设周期内是否收到至少两个新站点回复的关联请求报文，如果收到，则将汇总后的关联请求报文发送给集中器；所述新站点接收到信标后向所述当前站点发送关联请求报文，所述当前站点内存储了本身的身份信息，所述的身份信息可以是ID (Identity，身份标识号码)号，所述关联请求报文中记录了所述当前站点的ID信息，在预设周期内，所述当前站点根据本身存储的ID信息和收到的关联请求中的ID信息来判断是否收到了至少两个新站点的关联请求报文，如果收到，则所述当前站点将收到的所述至少两个新站点的关联请求报文汇总，所述汇总就是将所述至少两个新站点的关联请求报文记录在一个报文里，所述当前站点将汇总后的关联请求报文发送给集中器；步骤203 :将所述集中器发送的汇总后的关联请求回复报文转发给所述至少两个新站点，以实现所述至少两个新站点的组网。所述集中器在收到所述的至少两个新站点的汇总后的关联请求报文后，将向至少两个新站点发送汇总后的关联请求回复报文，汇总关联请求回复报文就是将至少两个新站点的关联请求回复报文记录在一个回复报文中，所述至少两个新站点收到所述关联请求回复报文后，根据所述回复报文的信息加入网络；本发明实施例中，通过当前站点在当前时隙内，以广播形式向当前网络中下级新站点发送信标，所述当前站点根据存储的所述当前站点的身份信息判断在预设周期内是否收到至少两个新站点回复的关联请求报文，如果收到，则将汇总后的关联请求报文发送给集中器，将所述集中器发送的汇总后的关联请求回复报文转发给所述至少两个新站点，以实现所述至少两个新站点的组网。所述当前站点将接收到的至少两个新站点的关联请求汇总在一个报文里发送给集中器，提高了报文传输效率，进而提高了组网效率。参考图3所示，图3为本发明一种电力用户用电信息采集系统的组网方法实施例2的流程图，本实施例可以认为是实施例I的一个具体实现，本实施例的描述要借助图4所示电力用户用电信息采集系统的网络拓扑图来进行说明，参考图4，图4为电力用户用电信息采集系统的网络拓扑图，在本发明中，将除集中器以外的所有网络设备统称为站点，其中所述站点分为多级，站点I能直接接收到集中器发送的信标帧，属于一级站点，站点2、站点 3只能接收一级站点发送的信标巾贞，属于二级站点，站点4、站点5、站点6只能接收二级站点发送的信标帧，属于三级站点，站点4、站点5、站点6能接收到站点3发送的信标帧，准备通过站点3申请加入网络。图4所示站点有限，仅用来对本发明的示意说明，在实际应用中所述站点数量多达上千个，组网形成后中继级数达十级以上。针对电力网拓扑的特点，集中器需要逐级安排信标帧发送，让下级站点接收到所述信标帧，所述站点接收到信标帧后，根据所述信标帧解析出信道分配信息，根据所述信道分配信息在指定的时隙上发送数据。所述信标帧是指某种特定的报文类型，携带信道分配信息；所述信标帧分为集中器信标帧、代理站点信标帧和末梢站点信标帧，所述代理站点指具有上级和下级站点的站点；所述末梢站点指没有下级站点的站点。在每个信标周期里，需要安排集中器信标巾贞时隙和每个代理站点信标巾贞时隙，至少安排一个末梢站点信标巾贞时隙。本实施例参考图4所示的拓扑图,所述站点I也称作代理站点,所述站点2和站点3称为末梢站点，所述站点4、站点5和站点6称为下级新站点，以站点3为当前站点为例进行说明，本实施例具体可以包括步骤301 :末梢站点2和末梢站点3接收站点I转发的集中器在当前安排周期内安排的信标中贞。安排周期是指集中器安排信标周期的周期，即集中器安排相邻两个信标周期的时间间隔，集中器统一控制安排网络的信标周期，每个信标周期包括集中器信标帧时隙、代理站点I信标帧时隙、末梢站点2信标帧时隙、末梢站点3信标帧时隙和CSMA时隙，每个信标帧占用一个信标帧时隙，时隙的分配是指从一个时间点到另一个时间点的范围内进行分配，一次分配的总时长称为一个信标周期，参考表1，表I为所述集中器安排的时隙分配，其中CSMA (Carrier Sense Multiple Access)时隙是站点的公用时隙,在信标周期内，所有站点在所述CSMA时隙内采用CSMA/CA算法进行数据传输，所述CSMA/CA (Carrier SenseMultiple Access with Collision Avoidance)算法指待发送数据的站点首先检测所述CSMA时隙是否空闲，如果所述时隙空闲，则所述站点等待一个任意时间再发送数据，所述任意时间根据信道信息确定，由于每个站点等待的任意时间不同，可以减少发送报文冲突的机会。所述站点发送数据前，先发送一段请求传送报文(RTS: Request to Send)给目标站点，所述站点等待目标站点回应CTS:Clear to Send报文后开始传送数据。表I当前安排周期内集中器安排的时隙分配
权利要求
1.一种电力用户用电信息采集系统的组网方法，其特征在于，包括 当前站点在当前时隙内，以广播形式向当前网络中的下级新站点发送信标，所述当前时隙是在当前安排周期内由集中器在信标周期中安排的所述当前站点对应的时隙，所述新站点为待组网的站点； 所述当前站点根据存储的所述当前站点的身份信息判断在预设周期内是否收到至少两个新站点的关联请求报文，如果收到，则将汇总后的关联请求报文发送给集中器； 将所述集中器发送的汇总后的关联请求回复报文转发给所述至少两个新站点，以实现所述至少两个新站点的组网。
2.根据权利要求I所述的方法，其特征在于，将所述集中器发送的关联回复报文转发给所述至少两个新站点之后，还包括 所述集中器在所述当前安排周期后的第一个安排周期内根据记录的当前网络中除下级新站点以外的所有站点的身份信息，判断是否收到所述当前站点发送的关联请求报文，如果是，则在所述当前安排周期后的第二个安排周期内的信标周期中安排所述当前站点的信标帧时隙，如果否，则在所述当前安排周期后的第二个安排周期内的信标周期中安排所述至少两个新站点对应的信标帧时隙。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述集中器安排的信标周期，具体包括集中器信标帧时隙、至少两个末梢信标帧时隙和CSMA时隙。
4.根据权利要求I所述的方法，其特征在于，还包括 所述至少两个新站点根据接收的与当前站点同一级别的其他站点发送的多个不同的信标中的信道信息和网络属性信息在所述多个不同的信标中选择一个作为匹配信标。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，还包括 所述至少两个新站点向发送所述匹配信标的站点发送关联请求报文。
6.一种电力用户用电信息采集系统的组网站点，其特征在于，包括 第一发送单元，用于当前站点在当前时隙内，以广播形式向当前网络中的下级新站点发送信标，所述当前时隙是在当前安排周期内由集中器在信标周期中安排的所述当前站点对应的时隙，所述新站点为待组网的站点； 第一接收单元，用于接收至少两个新站点发送的关联请求报文； 存储单元，用于存储当前站点的身份信息； 判断单元，用于根据存储的身份信息判断在预设周期内是否收到至少两个新站点回复的关联请求报文； 汇总单元，用于汇总接收的至少两个新站点发送的关联请求报文； 第二发送单元，用于向集中器发送所述汇总后的关联请求报文； 第二接收单元，用于接收所述集中器发送的汇总后的关联请求回复报文； 第三发送单元，用于向所述至少两个新站点转发所述关联请求回复报文，以实现所述至少两个新站点的组网。
7.一种电力用户用电信息采集系统的组网系统，其特征在于，包括站点、新站点单元和集中器； 所述站点包括第一发送单元，用于当前站点在当前时隙内，以广播形式向当前网络中的下级新站点发送信标，所述当前时隙是在当前安排周期内由集中器在信标周期中安排的所述当前站点对应的时隙，所述新站点为待组网的站点；第一接收单元，用于接收至少两个新站点发送的关联请求报文；存储单元，用于存储当前站点的身份信息；判断单元，用于根据存储的身份信息判断在预设周期内是否收到至少两个新站点回复的关联请求报文；汇总单元，用于汇总接收的至少两个新站点发送的关联请求报文；第二发送单元，用于向集中器发送所述汇总后的关联请求报文；第二接收单元，用于接收所述集中器发送的汇总后的关联请求回复报文；第三发送单元，用于向所述至少两个新站点转发所述关联请求回复报文，以实现所述至少两个新站点的组网； 所述新站点单元包括至少两个新站点，每个新站点包括 第三接收单元，用于接收所述站点发送的信标；第四接收单元，用于接收所述站点转发的集中器发送的汇总的关联请求回复报文；第四发送单元，用于向所述站点发送关联请求报文； 所述集中器包括 第五接收单元，用于接收当前站点发送的汇总的关联请求报文； 第五发送单元，用于向所述至少两个新站点发送汇总的关联请求回复报文。
8.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，还包括末梢站点，所述末梢站点包括发送单元，用于向所述至少两个新站点发送信标，其中所述末梢站点是与当前站点同一级别的其他站点。
9.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，所述集中器还包括 记录单元，用于记录当前网络中除下级新站点以外的所有站点的身份信息； 判断单元，用于在所述当前安排周期后的第一个安排周期内，根据记录的当前网络中所有站点的身份信息，判断是否收到所述当前站点发送的关联请求报文； 时隙安排单元，用于所述判断单元结果为是时，在所述当前安排周期后的第二个安排周期内的信标周期中安排所述当前站点的信标帧时隙，所述判断单元结果为否时，在所述当前安排周期后的第二个安排周期内的信标周期中安排所述至少两个新站点对应的信标帧时隙。
10.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，所述新站点还包括 选择单元，用于根据接收的与当前站点同一级别的其他站点发送的多个不同的信标中的信道信息和网络属性信息在所述多个不同的信标中选择一个作为匹配信标。
全文摘要
本发明公开了一种电力用户用电信息采集系统的组网方法，所述方法包括当前站点在当前时隙内，以广播形式向当前网络中的下级新站点发送信标，所述当前站点根据存储的所述当前站点的身份信息判断在预设周期内是否收到至少两个新站点的关联请求报文，如果收到，则将汇总后的关联请求报文发送给集中器；将所述集中器发送的汇总后的关联请求回复报文转发给所述至少两个新站点，以实现所述至少两个新站点的组网。相应的，本发明还公开了一种电力用户用电信息采集系统的组网站点和组网系统。本发明当前站点将接收的至少两个新站点的关联请求报文汇总后发送给集中器，提高了报文传输效率，进而提高了组网效率。
文档编号H04B3/54GK102752227SQ20121027406
公开日2012年10月24日 申请日期2012年8月2日 优先权日2012年8月2日
发明者刘庆扬, 刘建明, 耿亮, 赵丙镇 申请人:北京中电飞华通信股份有限公司, 北京国电通网络技术有限公司, 国家电网公司, 国网信息通信有限公司