一种利用微功率无线模块的自动抄表方法
【专利摘要】本发明公开了一种利用微功率无线模块的自动抄表方法，根据集中器主抄模块的命令启动微功率无线自动组网，组网完成后，开始抄表，寻找到达目标地址的路由路径；若找到目标地址的路由路径，启动路由抄表抄读电能表的数据，若找不到目标地址的路由路径，即在路由抄表失败时开始启用洪泛抄表。此方法使用的微功率无线模块是安装在智能电能表上，与集中器微功率无线通信模块实现通信联络，进行电能表多项参数自动抄收的专用无线通信设备。主要作为集中器与智能电能表之间的数据传输通道。使用此微功率无线模块，可以实现自动组网，全动态路由，安全性、可靠性高，能安全稳定地抄读电能表中的数据。
【专利说明】一种利用微功率无线模块的自动抄表方法
【技术领域】
[0001]本发明属于微功率无线组网【技术领域】，涉及一种利用微功率无线模块的自动抄表方法。
【背景技术】
[0002]随着工业自动化不断的发展，传统的人工定期抄表费时，费力，已不能满足目前国家电网建设的需要。自动化抄表可节省人力，提高工作效率，实现经济效益最大化。目前所采用的自动化抄表主要包括无线公网GPRS抄表，电力线载波抄表，微功率无线自组网抄表等。微功率无线自组网采用微功率无线通信技术，将电能表与采集器、集中器组成一个抄表网络。使用时，集中器主抄模块通过发送组网信标进行组网，在组网过程中同时建立节点路由表，然后集中器主抄模块根据路由表来选择最优路径抄读终端模块数据。但在实际应用中，因各种原因使有些节点路由失效或通过路由路径无法与该节点进行通信。此种情况下，使用路由抄表是失败的。
【发明内容】
[0003]本发明为了解决上述技术问题，提供一种利用微功率无线模块的自动抄表方法，能够安全稳定地抄读电能表中的数据,安全性、可靠性比较高。
[0004]本发明是通过以下技术方案来实现:
[0005]一种利用微功率无线模块的自动抄表方法，包括以下步骤:1)根据集中器主抄模块的命令启动微功率无线自动组网，组网完成后集中器发出抄表命令；
[0006]2)判断是否找到目标地址的路由路径，当找到目标地址的路由路径时，集中器主抄模块根据路由表选择最佳的路径来抄读用户智能电能表的数据并反馈给集中器，即进行路由抄表；
[0007]3)当找不到目标地址的路由路径时，集中器的通信模块构造一个网络层的洪泛抄表下行命令帧，将集中器传来的应用层数据请求帧封装在命令帧中，然后集中器通信模块以广播的形式发出洪泛抄表下行命令帧；
[0008]电能表上的微功率无线模块在收到广播的洪泛抄表的下行命令帧时，将帧序号与其记录的广播帧序号相比，判断此广播的下行命令帧是否已处理，若已处理，就丢弃；若未处理，微功率无线模块将下行命令帧中的目标扩展地址与自己的扩展地址对比，若不匹配，则在每级洪泛生命周期内进行广播转发处理；若匹配，则将下行命令帧中的应用层数据请求帧送到电能表微功率无线模块的应用层抄表，同时微功率无线模块发出终止命令帧；电能表微功率无线模块的应用层收到下行传来的应用层数据请求帧时，将应用层数据请求帧发送到电能表，若超时没收到电能表的响应帧，处理终止；若在超时之前收到电能表的响应数据，则用电能表的微功率无线模块的网络层的洪泛抄表上行命令，将电能表响应数据发送给集中器。
[0009]微功率无线自动组网具体为:TDMA组网预处理；根据集中器主抄模块的命令启动组网发送组网信标帧、启动场强收集处理系统进入场强收集阶段；网络地址是否冲突的检测；网路地址冲突的处理；终端模块参数配置；节点信息配置以及建立节点路由表。
[0010]电能表微功率无线模块在广播转发处理时，将接收到的洪泛抄表命令的值与接收的值和命令中的场强门限值相比较，若都低于场强门限值，则按命令中的延时响应周期时间参数，延时一段时间后去竞争发送此洪泛帧。
[0011]与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果:
[0012]本发明利用微功率无线模块的自动抄表方法，此方法使用的微功率无线模块是安装在智能电能表上，与集中器微功率无线通信模块实现通信联络，进行电能表多项参数自动抄收的专用无线通信设备。主要作为集中器与智能电能表之间的数据传输通道。使用此微功率无线模块，可以实现自动组网，全动态路由，安全性、可靠性高，能安全稳定地抄读电能表中的数据。
[0013]通过使用此种模块，在路由抄表失败的情况下，可以进行洪泛抄表。有效地解决节点之间无法通信的问题，安全，可靠。大幅度提高了抄表的成功率。降低了维修率，节省了成本。
【专利附图】
【附图说明】
[0014]图1为本发明提供的利用微功率无线模块的自动抄表方法的流程示意图；
[0015]图2为本发明提供的利用微功率无线模块的自动抄表方法的抄表流程示意图；
[0016]图3为本发明提供的利用微功率无线模块的自动抄表方法中的微功率无线模块面板示意图。
【具体实施方式】
[0017]下面结合具体的实施例对本发明做进一步的详细说明，所述是对本发明的解释而不是限定。
[0018]参见图1、图2，一种利用微功率无线模块的自动抄表方法，包括以下步骤:1)根据集中器主抄模块的命令启动微功率无线自动组网，组网完成后集中器发出抄表命令。
[0019]微功率无线自动组网具体为:TDMA组网预处理；根据集中器主抄模块的命令启动组网发送组网信标帧、启动场强收集处理系统进入场强收集阶段；网络地址是否冲突的检测；网路地址冲突的处理；终端模块参数配置；节点信息配置以及建立节点路由表。
[0020]2)判断是否找到目标地址的路由路径，当找到目标地址的路由路径时，集中器主抄模块根据路由表选择最佳的路径来抄读用户智能电能表的数据并反馈给集中器，即进行路由抄表；
[0021]3)当找不到目标地址的路由路径时，集中器的通信模块构造一个网络层的洪泛抄表下行命令帧，将集中器传来的应用层数据请求帧封装在命令帧中，然后集中器通信模块以广播的形式发出洪泛抄表下行命令帧；
[0022]电能表上的微功率无线模块在收到广播的洪泛抄表的下行命令帧时，将帧序号与其记录的广播帧序号相比，判断此广播的下行命令帧是否已处理，若已处理，就丢弃；若未处理，微功率无线模块将下行命令帧中的目标扩展地址与自己的扩展地址对比，若匹配，则将下行命令帧中的应用层数据请求帧送到电能表微功率无线模块的应用层抄表，同时微功率无线模块发出终止命令帧；电能表微功率无线模块的应用层收到下行传来的应用层数据请求帧时，将应用层数据请求帧发送到电能表，若超时没收到电能表的响应帧，处理终止；若在超时之前收到电能表的响应数据，则用电能表的微功率无线模块的网络层的洪泛抄表上行命令，将电能表响应数据发送给集中器。若不匹配，则在每级洪泛生命周期内进行广播转发处理；电能表微功率无线模块在广播转发处理时，将接收到的洪泛抄表命令的值与接收的值和命令中的场强门限值相比较，若都低于场强门限值，则按命令中的延时响应周期时间参数，延时一段时间后去竞争发送此洪泛帧。
[0023]本发明中的微功率无线模块是由PCBA，模块盒、指示灯灯柱以及用两颗螺丝固定而成。使用时，将此模块安装在电能表的指定位置，如图3所示此微功率无线模块面板示意图。
[0024]此微功率无线模块是安装在智能电能表上，与集中器微功率无线通信模块实现通信联络，进行电能表多项参数自动抄收的专用无线通信设备。主要作为集中器与智能电能表之间的数据传输通道。使用此微功率无线模块，可以实现自动组网，全动态路由，安全性、可靠性高，能安全稳定地抄读电能表中的数据。
[0025]具体的，使用此种微功率无线模块，可以实现微功率无线组网，用于电网中的通信。集中器是抄表系统的核心，具有上行和下行通道，上行通道是和主站之间进行通信，下行通道采集电能表的数据，使用这种应用于电能表及集抄产品的微功率无线模块是应用于集中器下行通道的电能表数据的采集，将集中器、采集器、电能表组成一个抄表系统，根据集中器主抄模块的组网信标进行动态自动组网，抄读电能表的数据。
[0026]此种洪泛的微功率无线组网方法包含以下步骤:根据集中器主抄模块的命令启动微功率无线自动组网，组网完成后，开始抄表，寻找到达目标地址的路由路径；若找到目标地址的路由路径，启动路由抄表抄读电能表的数据，若找不到目标地址的路由路径，即在路由抄表失败时开始启用洪泛抄表。洪泛抄表成功率高，数据准确。
[0027]微功率无线自动组网包括:TDMA组网预处理；根据集中器主抄模块的命令启动组网发送组网信标帧；启动场强收集处理系统进入场强收集阶段；网络地址是否冲突的检测；网路地址冲突的处理；终端模块参数的配置；节点信息配置以及建立节点路由表等，详见图1。
[0028]在组网完成后，集中器发出抄表命令，主抄模块根据路由表来选择最佳的路径来抄读用户智能电能表的数据并反馈给集中器，即进行路由抄表。当找不到目标地址的路由路径时,则无法进行路由抄表,此时启用洪泛方式抄表。此种抄表方式要求收到信息的节点以广播的形式转发数据包。如:源节点发送一些数据给目标节点，源节点通过广播的方式将数据包发出去，它的相邻节点收到数据包后再以广播的形式发给它的邻居节点，如此重复，直到数据包到达目的节点。此种抄表是对路由抄表的补充。当进行洪泛抄表时，集中器的通信模块构造一个网络层的洪泛抄表下行命令帧，将集中器传来的应用层数据请求帧封装在命令帧中，并以广播的形式发出去。电能表上的微功率无线模块在收到广播洪泛抄表的下行命令帧时，将帧序号与记录的广播帧序号相比，判断此广播帧是否已处理，若已处理，就丢弃；若未处理，将命令中的目标扩展地址与自己的扩展地址对比，若匹配，将命令中的应用层数据请求帧送到应用层抄表，同时发出终止命令帧；电能表微功率无线模块的应用层收到下层传来的应用层数据请求帧时，将请求帧发送到电能表，若超时没收到电能表的响应帧，处理终止；若在超时之前收到电能表的响应数据，则用网络层的洪泛抄表上行命令，将电能表响应数据发送给集中器。若不匹配，则在每级洪泛生命周期内进行广播转发处理。电能表微功率无线模块在广播转发处理时，将接收到的洪泛抄表命令的值与接收的值和命令中的场强门限值相比较，若都低于场强门限值，则按命令中的延时响应周期时间参数，延时一段时间后去竞争发送此洪泛帧，参见图2。
[0029]以上，利用微功率无线模块的自动抄表方法，使用于自动化抄表系统中，通过使用此种模块，在不能进行路由抄表时，则启动洪泛抄表。洪泛抄表安全可靠，稳定性好，不受环境的变化影响，有效地提高了抄表成功率，降低维修率，节省了成本。
[0030]以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
【权利要求】
1.一种利用微功率无线模块的自动抄表方法，其特征在于，包括以下步骤:1)根据集中器主抄模块的命令启动微功率无线自动组网，组网完成后集中器发出抄表命令； 2)判断是否找到目标地址的路由路径，当找到目标地址的路由路径时，集中器主抄模块根据路由表选择最佳的路径来抄读用户智能电能表的数据并反馈给集中器，即进行路由抄表； 3)当找不到目标地址的路由路径时，集中器的通信模块构造一个网络层的洪泛抄表下行命令帧，将集中器传来的应用层数据请求帧封装在命令帧中，然后集中器通信模块以广播的形式发出洪泛抄表下行命令帧； 电能表上的微功率无线模块在收到广播的洪泛抄表的下行命令帧时，将帧序号与其记录的广播帧序号相比，判断此广播的下行命令帧是否已处理，若已处理，就丢弃；若未处理，微功率无线模块将下行命令帧中的目标扩展地址与自己的扩展地址对比，若不匹配，则在每级洪泛生命周期内进行广播转发处理；若匹配，则将下行命令帧中的应用层数据请求帧送到电能表微功率无线模块的应用层抄表，同时微功率无线模块发出终止命令帧；电能表微功率无线模块的应用层收到下行传来的应用层数据请求帧时，将应用层数据请求帧发送到电能表，若超时没收到电能表的响应帧，处理终止；若在超时之前收到电能表的响应数据，则用电能表的微功率无线模块的网络层的洪泛抄表上行命令，将电能表响应数据发送给集中器。
2.根据权利要求1所述的利用微功率无线模块的自动抄表方法，其特征在于，微功率无线自动组网具体为:TDMA组网预处理；根据集中器主抄模块的命令启动组网发送组网信标帧、启动场强收集处理系统进入场强收集阶段；网络地址是否冲突的检测；网路地址冲突的处理；终端模块参数配置；节点信息配置以及建立节点路由表。
3.根据权利要求1所述的利用微功率无线模块的自动抄表方法，其特征在于，电能表微功率无线模块在广播转发处理时，将接收到的洪泛抄表命令的值与接收的值和命令中的场强门限值相比较，若都低于场强门限值，则按命令中的延时响应周期时间参数，延时一段时间后去竞争发送此洪泛帧。
【文档编号】H04L29/08GK103559785SQ201310567403
【公开日】2014年2月5日 申请日期:2013年11月14日 优先权日:2013年11月14日
【发明者】孙晓彤, 答妮, 王国栋, 张维兵, 许元元, 杨吉利 申请人:西安亮丽仪器仪表有限责任公司