用电信息采集网络中的信息上报方法、装置及设备与流程

1.本发明涉及电力通信技术领域，具体地涉及一种用电信息采集网络中的信息上报方法、一种用电信息采集网络中的信息上报装置、一种用电信息采集网络中的信息上报设备以及一种计算机可读存储介质。


背景技术：

2.现有用电信息采集系统中的数据主动上报采用的是csma时隙竞争上报的形式，同一个冲突域内的每个sta节点在主动上报检测到冲突后需要进行退避，在多个节点同一时间段需要频繁主动上报数据的应用场景中，较深组网层级的sta节点需要通过上级的代理节点逐级上报，将当前sta节点上报的数据报文传输至cco主节点。在此过程中，每个层级的代理节点需要逐级将原始数据报文转发至上一级节点，直至cco接收到原始数据报文，每个sta节点对cco的单播上报报文需要通过多轮竞争上报才能送达cco，单播报文的接收端还需要回复确认帧以确保通信可靠性。这样，在网络内有多个节点进行高实时性小数据量主动数据上报时，会造成大量的csma时隙竞争，产生大量冲突，降低网络整体传输效率。
3.在现有主动上报方式下，本级代理节点需要分别将下级节点的数据通过csma竞争的方式转发至上一级代理节点，分为多个上报帧进行，每一个上行帧都需要与同一级的sta节点进行竞争，若存在冲突则需要进行避让才能确保上级节点接收正确。极端情况下，层级最深的节点主动上报数据时，在树形结构网络的每一个分支都需要进行一轮csma竞争上报，并且由于高速电力线载波通信的单个物理层帧载荷数据量固定，导致每一个数据帧内都需要包含无效的填充数据，通信效率极低。


技术实现要素：

4.本发明实施例的目的是提供一种用电信息采集网络中的信息上报方法、装置及设备，可以在多个sta节点高频度主动上报数据的应用场景下，通过通信网络的时隙分配、数据报文的汇总上报，减少报文传输过程中的冲突退避，提高用电信息采集网络传输效率，优化网络服务质量及数据上报的实时性。
5.为了实现上述目的，本发明的第一方面提供了一种用电信息采集网络中的信息上报方法，包括：根据下级节点的上报模式配置自身的上报策略；所述上报策略包括：根据自身状况在一个上报周期内分配下级节点的上报时隙；接收下级节点的上报数据帧；根据接收结果生成对应的位图信息，发送给下级节点，所述位图信息包括所述上报数据帧是否被成功接收的信息以使所述下级节点在所述上报数据帧未被成功接收时将所述上报数据帧重新发送；提取所述上报数据帧中的有效数据生成本级的上报数据帧；根据上级节点分配的上报时隙发送本级的上报数据帧。
6.优选的，所述方法还包括：识别下级节点的通信状态，在满足预设条件时通知中央协调器节点发起网络优化。
7.优选的，所述方法还包括：在接收上报数据帧之后，判断所述上报数据帧的优先
级；当所述上报数据帧的优先级为“高”时，将所述上报数据帧封装为本级的上报数据帧；或者当所述上报数据帧的优先级为“高”，且满足上报超时条件时，将所述上报数据帧加入最近一个本级的上报数据帧。
8.优选的，根据接收结果生成对应的位图信息，包括：以所述位图信息中的每位数值作为位图标识位，用于标识其对应的子节点所发送的上报数据帧是否被成功接收。
9.优选的，提取上报数据帧中的有效数据生成本级的上报数据帧，包括：根据在预设时长内接收的上报数据帧的帧数、上报数据帧的字节长度、本级的上报数据帧的字节长度，确定所述预设时长内本级的上报数据帧的最小发送帧数；根据在预设时长内接收的上报数据帧的帧数和所述最小发送帧数确定预设帧数；提取所述预设帧数个上报数据帧中的有效数据生成本级的上报数据帧。
10.优选的，所述本级的上报数据帧的上报时隙通过以下步骤确定：根据所述预设时长内的冲突数据帧帧数和上报信道的忙时时长，确定最优时隙分配策略；根据所述最优时隙分配策略确定所述本级的上报数据帧的上报时隙。
11.在本发明的第二方面，还提供了一种用电信息采集网络中的信息上报装置，应用于用电信息采集网络中的代理节点，该装置包括：策略生成模块，用于根据下级节点的上报模式配置自身的上报策略；其包括以下子模块：下级时隙分配子模块，用于根据自身状况在一个上报周期内分配下级节点的上报时隙；数据接收子模块，用于接收下级节点的上报数据帧；位图指示子模块，用于根据接收结果生成对应的位图信息，发送给下级节点，下级节点在位图信息指示发送不成功时将上报数据帧重新发送；数据组装子模块，用于提取上报数据帧中的有效数据生成本级的上报数据帧；以及数据发送子模块，用于根据确定出的上报时隙发送所述本级的上报数据帧。
12.优选的，所述装置还包括：识别下级节点的通信状态，在满足预设条件时通知中央协调器节点发起网络优化。
13.优选的，所述装置还包括：在接收上报数据帧之后，判断所述上报数据帧的优先级；当所述上报数据帧的优先级为“高”时，将所述上报数据帧封装为本级的上报数据帧；或者当所述上报数据帧的优先级为“高”，且满足上报超时条件时，将所述上报数据帧加入最近一个本级的上报数据帧。
14.优选的，根据接收结果生成对应的位图信息，包括：以所述位图信息中的每位数值作为位图标识位，用于标识其对应的子节点所发送的上报数据帧是否被成功接收。
15.优选的，提取上报数据帧中的有效数据生成本级的上报数据帧，包括：根据在预设时长内接收的上报数据帧的帧数、上报数据帧的字节长度、本级的上报数据帧的字节长度，确定所述预设时长内本级的上报数据帧的最小发送帧数；根据在预设时长内接收的上报数据帧的帧数和所述最小发送帧数确定预设帧数；提取所述预设帧数个上报数据帧中的有效数据生成本级的上报数据帧。
16.优选的，所述本级的上报数据帧的上报时隙通过以下步骤确定：根据所述预设时长内的冲突数据帧帧数和上报信道的忙时时长，确定最优时隙分配策略；根据所述最优时隙分配策略确定所述本级的上报数据帧的上报时隙。
17.在本发明的第三方面，还提供了一种用电信息采集网络中的信息上报设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的程序，所述处理器执
行所述程序时实现前述的用电信息采集网络中的信息上报方法的步骤。
18.在本发明的第四方面，还提供了一种计算机可读存储介质，所述存储介质中存储有指令，当其在计算机上运行时，使得计算机执行前述的用电信息采集网络中的信息上报方法的步骤。
19.本发明的第五方面提供一种计算机程序产品，包括计算机程序，该计算机程序在被处理器执行时实现前述的用电信息采集网络中的信息上报方法。
20.上述技术方案至少具有以下有益效果：（1）代理节点可自主学习下级节点的上报模式，配置自身的上报策略，此过程无需cco干预，降低cco的负担。
21.（2）代理节点在一个上报周期内收集下级节点的上报数据后进行组合，将组合后的数据帧上报至上级节点，而不是每个上报数据帧都进行转发，能够减少无效的填充数据，降低了网络带宽开销，提升了网络通信效率。
22.（3）代理节点可根据自身状况在一个上报周期内分配下级节点的上报时隙，尽量减少下级节点在上报数据时的冲突退避，可留出更多带宽用于其他业务。
23.（4）代理节点能够识别下级节点的通信状态，在必要时能够通知cco节点发起网络优化以提升通信效率。
附图说明
24.附图是用来提供对本发明实施例的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明实施例，但并不构成对本发明实施例的限制。在附图中：图1示意性示出了根据本发明实施方式的用电信息采集网络中的信息上报方法的实施示意图；图2示意性示出了根据本发明实施方式的一个典型的用电信息采集通信网络架构；图3示意性示出了根据本发明实施方式中优化前的上报数据帧的帧结构；图4示意性示出了根据本发明实施方式中优化后的上报数据帧的帧结构；图5示意性示出了根据本发明实施方式中用电信息采集网络中的信息上报的正常过程示意图；图6示意性示出了根据本发明实施方式中用电信息采集网络中的信息上报中的重传场景示意图；图7示意性示出了根据本发明实施方式中用电信息采集网络中的信息上报中的另一重传场景示意图；图8示意性示出了根据本发明实施方式中的另一用电信息采集网络架构示意图；图9示意性示出了根据本发明实施方式中优化前的原始网络数据流示意图；图10示意性示出了根据本发明实施方式中优化后的网络数据流示意图；图11示意性示出了根据本发明实施方式中一代理节点优化前的信道占用示意图；图12示意性示出了根据本发明实施方式中一代理节点优化后的信道占用示意图；图13示意性示出了根据本发明实施方式中用电信息采集网络中的信息上报装置
的结构示意图。
具体实施方式
25.以下结合附图对本发明实施例的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明实施例，并不用于限制本发明实施例。
26.图1示意性示出了根据本发明实施方式的用电信息采集网络中的信息上报方法的实施示意图。如图1所示。该方法包括：根据下级节点的上报模式配置自身的上报策略；所述上报策略包括：s01、根据自身状况在一个上报周期内分配下级节点的上报时隙；s02、接收下级节点的上报数据帧；s03、根据接收结果生成对应的位图信息，发送给下级节点，所述位图信息包括所述上报数据帧是否被成功接收的信息以使所述下级节点在所述上报数据帧未被成功接收时将所述上报数据帧重新发送；s04、提取上报数据帧中的有效数据生成本级的上报数据帧；s05、根据上级节点分配的上报时隙发送本级的上报数据帧。
27.图2示意性示出了根据本发明实施方式的一个典型的用电信息采集本地通信网络架构。如图2所示，主节点cco作为中央协调器维护整个载波网络，sta节点接入网络，只有相邻层级的节点能够直接通信，例如层级1的sta节点可以直接与cco通信，层级较高的sta节点通过上一层级的sta代理节点与cco通信，其中同一个代理节点下的同层级节点处于一个冲突域中。
28.图3示意性示出了根据本发明实施方式中优化前的上报数据帧的帧结构。假设有n个数据需要上报，原始上报帧如图3所示，若不进行优化，代理节点接收到下级节点的上报帧后直接向上级节点进行转发，由于高速电力线载波通信的单个物理层帧载荷数据量固定，需要连带无效的填充数据一起向上级节点发送。
29.图4示意性示出了根据本发明实施方式中优化后的上报数据帧的帧结构。经过优化后由代理节点组装后的数据帧格式如图4所示，其示意了单个物理层帧载荷能够承载n个上报数据的情况，将原先上报的n个数据帧中包含的有效数据组合在一起，填充至物理层帧载荷，包括当前代理节点自身需要传输的有效数据，将组合后的数据帧向上级节点发送，可减小通信时的协议开销，减少每一个物理层帧的无效的填充数据，提高传输效率。
30.在本发明的一些实施方式中，所述预设帧数通过以下方式确定：根据在预设时长内接收的上报数据帧的帧数、上报数据帧的字节长度、本级的上报数据帧的字节长度，确定所述预设时长内本级的上报数据帧的最小发送帧数；根据在预设时长内接收的上报数据帧的帧数和所述最小发送帧数确定所述预设帧数。具体的，该sta代理节点根据对数据上报模式的学习对上报方案进行调整，其优化过程如下所述：sta代理节点统计一个上报轮次时间ts内接收到上报数据帧的总数num(f
total
)、单个节点一次事件上报数据字节长度l
sd
，以用于确定预设帧数num(f
data
)。还统计冲突数据帧的总数num(f
collision
)、信道工作忙的总时间σt
busy ，以用于下级节点的数据的上报冲突优化。
31.根据数据帧总数num(f
total
)、单个节点一次事件上报数据字节长度l
sd
以及当前通
信模式下物理层帧载荷数据固定长度为l
phy
，可计算出正常上报状态下，本级代理节点经过数据组合打包优化后应当向上级节点上报的最小帧数量num(f
upload
)。
32.num(f
upload
) = ⌈ l
sd
×
(num(f
total
)+1)/ l
phy
⌉
式中的
⌈ ⌉
为向上取整运算。经过优化后，当前代理节点需要在一个上报轮次时间ts内上报num(f
upload
)帧数据至上级节点，每一上报帧至少搭载的单个节点上报数据的数量为num(f
data
)，即为前述的预设帧数。
33.num(f
data
) =
⌈ num(f
upload
)/ (num(f
total
)+1) ⌉
因此，代理节点需要在接收到num(f
data
)帧下级节点的上报数据帧后即进行一次数据组合打包，在最后一帧加入本节点需要上报的数据，可以确保一个轮次上报时间内能够将全部下级节点上报的数据与自身需要上报的数据通过num(f
upload
) 帧上行数据全部发送至上级节点，并能够最大限度的降低上行带宽占用，实现数据上报的组合优化。
34.在本发明的一些实施方式中，所述上报时隙通过以下步骤确定：根据所述预设时长内的冲突数据帧帧数和上报信道的忙时时长，确定最优时隙分配策略；根据所述最优时隙分配策略确定所述本级的上报数据帧的上报时隙。具体的，代理节点根据当前上报轮次时间ts内检测到冲突数据帧的总数num(f
collision
)、信道工作忙的总时间σt
busy
，对下级节点上报数据的时隙进行微调，通过代理信标广播给每个下级节点进行节点分组，在一个上报周期中为每个节点分组尽量分配不同的主动上报时隙，以避免下级节点主动上报时发生竞争冲突，通过优化反馈控制的方法，调整时隙分配，同时进行统计，检测调整效果是否得到改善，逐渐使num(f
collision
)收敛至最小程度，降低信道工作忙的总时间σt
busy
。
35.在本发明的一些实施方式中，所述方法还包括：在接收上报数据帧之后，判断所述上报数据帧的优先级；当所述上报数据帧的优先级为“高”时，将所述上报数据帧封装为本级的上报数据帧；或者在满足上报超时条件时，将所述上报数据帧加入最近一个本级的上报数据帧。本实施方式提供了数据优先级管理策略。由于不同事件有不同的优先级，上文所述正常采集并按轮次上报的数据为低优先级数据；当节点有特殊突发事件发生时，需要尽快将数据上报至主节点处，此时上报的数据帧优先级较高，可不受一般数据上报策略的限制进行等待。
36.按照一般的上报优化策略，在一个上报周期内，代理节点接收到下级sta节点上报的低优先级数据后将按照上报策略等待其他数据组合成一个物理层数据帧一起上报，当代理节点收集的下级sta节点上报数据量达到单个物理层帧承载极限或预定数据大小时，或者接收上报数据间隔时间超过预设的时间限制时，代理节点会将数据打包继续上报给上级代理sta节点。在此过程中，若接收到优先级高的数据帧，代理节点将立即将此数据向上级节点转发上报；或者在满足高优先级数据上报超时条件下，跟随最近的一个数据组合上报帧向上级节点上报，以保证高优先级数据上报的实时性。
37.在本发明的一些实施方式中，所述方法还包括：在接收到所述上报数据帧之后，根据接收结果生成对应的位图信息；所述位图信息中的每位数值作为位图标识位，用于标识其对应的子节点所发送的上报数据帧是否被成功接收。本实施方式提供了上报成功率保障策略，以保障上吧成功率。具体的，代理sta节点以一定的周期，将上报数据结果信息汇总打包，以位图方式向所有下级sta节点广播数据接收结果信息，下级sta节点用以确认数据上报的结果信息，由下级节点自行判断上级节点是否正确接收上报信息，确定是否需要重复
上报，不需要每一帧发送一个ack回应；下级sta节点根据接收到的数据上报结果位图信息判断本节点发送的数据是否被上级节点正确接收，如果上报失败，则可根据对上报数据的实时性要求判断如何处理，可选择立即重发当前上报数据，或在下一个周期数据上报时在上报帧中携带上次失败的上报数据一起上报，由上级节点再进行转发，以补充缺失的数据。若某sta节点在多轮上报完成后均未接收到上级节点发出的结果广播报文，则表明上报流程或载波网络出现异常，数据已无法正常上报，此时该节点应当主动离线并重新发起关联请求进行入网，优化网络传输状态，以确保数据上报成功率。
38.图5示意性示出了根据本发明实施方式用电信息采集网络中的信息上报的正常过程示意图。如图5所示，例如已知sta0下辖4个节点，sta1、sta2、sta3、sta4，在一个上报周期内，sta0在预定超时时间t
timeout
内接收到4个节点的正确上报数据后置相应位图标志位为“1”，接收到全部预期的上报帧后即向全部下级节点广播接收确认位图“1111”，下级sta接收后检测对应自身的位图标志位，即可得知上报帧是否被上级节点正确接收。
39.在本发明的一些实施方式中，所述方法还包括：若未在预设时长内接收到父节点的位图信息，或解析接收到的位图信息得到“未被成功接收”的结果，则将所述本级的上报数据帧重新发送。
40.图6示意性示出了根据本发明实施方式用电信息采集网络中的信息上报中的重传场景示意图。如图6所示，若sta0未在预定超时时间t
timeout
内正确接收全部数据，则会在t
timeout
时间点到达后广播当前接收情况，下级sta节点接收后即可得知上报帧是否被上级节点正确接收，决定是否进行重传。特别的，若下级sta节点未在预定时间内接收到上级节点广播的接收结果报文，则默认自身上报报文未被成功接收，也将进行重传。有重传状况发生的上报过程如图6所示，sta3上报数据未被sta0正确接收，超时时间t
timeout
到达后，sta0向下级节点广播“1011”的位图数据，表明sta3的数据未被正确接收。sta3接收位图数据后即得知上次的上报报文未成功送达，会主动发起重传，sta0正确接收全部数据后将接收结果广播，完成此轮次上报。
41.图7示意性示出了根据本发明实施方式用电信息采集网络中的信息上报中的另一重传场景示意图。图7示出的另一种发生重传的状况如下：sta0接收全部节点的上报数据后，向下级节点广播“1111”的位图数据。此时sta1、sta3、sta4正确接收了广播报文，sta2由于干扰等原因未正确接收，sta2在预定时间内未检测到接收结果报文时，也会认为上次的报文未成功送达，并主动发起重传，sta0接收到sta2的重传报文且一段时间内无新数据上报时，会重新发起广播，向下级节点广播接收状态，全部节点均正确接收后即完成此轮次上报。
42.典型的情况下，在一个上报周期内，上级节点允许最多3次上报重传，最多向下级sta节点广播三次上报接收结果，总超时时间最大为（3
×
t
timeout
）。若3次重传均失败，则判定该节点此轮上报失败。若下级某个节点在第n轮上报周期内发出的上报数据未能成功被上级节点接收，则在下个上报周期内应将未成功上报的数据与新一轮上报数据进行组合后上报，即将第n轮与第（n+1）轮上报数据进行组合打包后上传，若此上报轮次仍未成功上报，则以此类推继续进行组包上传。若经过连续5个上报周期，此节点均未能成功完成上报，则可认为对应节点出现异常，需要重新进行网络优化，并将异常以高优先级事件上报的型式通知主节点进行处理。
43.在满足预设条件时通知中央协调器节点发起网络优化，还包括：在有新节点入网时，响应于接收到新节点的关联请求，重新计算所述预设时长内的最小发送帧数；若重新计算的最小发送帧数大于原最小发送帧数，则根据所述重新计算的最小发送帧数重新确定所述预设帧数。本实施方式中提供了数据上报方案调整策略。在该策略中考虑了新从节点入网时对整个用电信息采集网络中的信息上报方法的影响。在有新的从节点入网时，相应的sta代理节点能够感知新节点的入网事件，动态调整数据收集方案，使新入网节点也能够按照此机制将无序的竞争上报转化为有计划的上报，防止整个网络受到影响，其具体方法如下。
44.在一个已经优化稳定的数据上报策略网络中，有需要入网的新节点接收到代理节点发出的代理信标后，该节点向代理节点发起关联请求。在原先的上报策略中，设原有节点数量为n
org
，单节点数据上报长度l
sd
，物理层帧固定长度为l
phy
，全部下级节点一轮上报数据需要向上级节点发送物理层帧数量fn
phyorg = ⌈norg
×
l
sd
⌉
。新节点加入后，下级节点数量变为n
new
，fn
phynew = ⌈nnew
×
l
sd
⌉
，若fn
phynew
= fn
phyorg
，则向上级节点分包上报数据的策略不需要改变，只需要调整本级代理信标，为新入网节点分配一个冲突概率较低的上报时隙即可。若新节点入网后，本级代理节点需要向上级节点发送物理层帧数量fn
phynew 》 fn
phyorg
，则需要重新优化数据组合策略，将下级节点上报的数据组合分配到数量为fn
phynew
的物理层帧中向上发送，上级节点也需要根据增加的数据包数量逐级进行调整优化，重新将整个网络的上报策略收敛至效率最优的状态。
45.本领域技术人员可以理解的是：以上实施方式中的代理节点与其子节点之间的步骤同样可以适用于代理节点的父节点与该代理节点之间，反之亦然。
46.下面以具体的实施例描述本发明中的技术方案。图8示意性示出了根据本发明实施方式中的另一用电信息采集网络架构示意图。如图8所示，全网一个cco主节点，共15个sta从节点，分为3个网络层级。全网共4个代理节点，其中sta11为sta21、sta22的代理节点，sta12为sta23、sta24、sta25、sta26的代理节点，sta22为sta31、sta32、sta33的代理节点，sta25为sta34、sta35、sta36的代理节点。
47.用电信息采集通信网络经过拓扑优化稳定后，由cco启动全网的数据主动上报，此时全网络节点均处于竞争上报的状态，以代理节点sta12为例，其接收到的上行上报报文来自sta23、sta24、sta25、sta26、sta34、sta35、sta36这7个从节点，其中sta34、sta35、sta36的上报报文通过sta25转发。有7个节点的上报数据需要经过csma竞争后由sta12接收，然后将数据报文转发至上一级节点，设每个节点数据报文长度为l
sd
，物理层帧载荷数据固定长度为l
phy
，假设在当前通信模式下l
phy
=（l
sd
×
10）。
48.首先sta25节点会统计下级节点sta34、sta35、sta36的上报时间频次，正常上报间隔为ts，初始情况下在ts的时间段内这3个节点会在csma时隙进行竞争上报，并由sta25向上级转发。当前情况下，连同sta25自身数据，sta25在一个轮次上报中需要上报4个长度为l
phy
的数据帧给sta12节点，并需要进行csma竞争。sta25在经过数轮上报后可优化自身的数据收集策略，在ts时间窗口内等待sta34、sta35、sta36的上报数据报文均接收完成后再对数据进行封包，连同自身需要上报的数据一起，将4个长度为l
phy
的物理层帧中包含的数据填充至一个长度为l
phy
的物理层帧，组合成单个数据包上传。sta12节点在此过程中也会学习到sta25节点的上报策略，将sta25上报的组合报文与sta23、sta24、sta26节点总数据长
度为（7
×
l
sd
）的报文组合成一个长度为l
phy
数据包向上级节点上报。sta12在时间周期ts内将sta23、sta24、sta25、sta26、sta34、sta35、sta36上报的数据收集完毕后添加自身需要上报的数据后组合打包，间隔ts时间向cco发送一轮上报数据帧。如此可降低了同一个冲突域中的帧总数，减少了物理层的帧数量，降低了填充数据长度，提高了通信效率。
49.图9示意性示出了根据本发明实施方式中优化前的原始网络数据流示意图，图10示意性示出了根据本发明实施方式中优化后的网络数据流示意图。从图9和图10可以看出，采用本提案提出的优化策略后，用电信息采集网络层级间的帧数量大大的减少了，原先从sta12节点需要8个长度为l
phy
的物理层数据帧才能上报完成的数据，在帧数据域重组后只需一个长度为l
phy
的物理层数据帧即可上报完成，减少了占位的无效数据，大大提高了通信的可靠性，降低了网络通信开销，提高了通信效率。
50.若由于通信干扰等原因，导致一个ts周期内当前代理节点的下级节点未能在规定时间内完成上报，处于上报超时状态，当前代理节点应能够识别通信状况不佳的超时节点，并填充该节点上一上报周期接收到的数据，继续执行原定上报流程，将组合数据发送至上级节点，防止某一节点故障导致整个网络上报时序被打乱，影响上报的实时性。若上报成功率过低时，应主动通知cco节点发起网络优化。
51.同时代理节点还在此过程中对下级节点上报时隙进行优化，调整下级节点的上报延时，尽量将其分配在不同的时隙中，降低网络冲突开销，可让出更多有效带宽用于其他网络业务。
52.以sta25为例，图11示意性示出了根据本发明实施方式中一代理节点优化前的信道占用示意图；图12示意性示出了根据本发明实施方式中一代理节点优化后的信道占用示意图。由图11和图12中可以看出：采用此策略后，通知下级节点需要上报的数据进行延时处理，分配至不同的上报时隙，原本需要数轮冲突所需的竞争退避网络开销可以有效减少，可留出更多带宽用于其他业务，增强了网络的承载能力。
53.基于同一发明构思，本发明还提供了一种用电信息采集网络中的信息上报装置。图13示意性示出了根据本发明实施方式中用电信息采集网络中的信息上报装置的结构示意图，如图13所示。一种用电信息采集网络中的信息上报装置，应用于用电信息采集网络中的代理节点，策略生成模块，用于根据下级节点的上报模式配置自身的上报策略；其包括以下子模块：下级时隙分配子模块，用于根据自身状况在一个上报周期内分配下级节点的上报时隙；数据接收子模块，用于接收下级节点的上报数据帧；位图指示子模块，用于根据接收结果生成对应的位图信息，发送给下级节点，所述位图信息包括所述上报数据帧是否被成功接收的信息以使所述下级节点在所述上报数据帧未被成功接收时将所述上报数据帧重新发送；数据组装子模块，用于提取上报数据帧中的有效数据生成本级的上报数据帧；以及数据发送子模块，用于根据确定出的上报时隙发送所述本级的上报数据帧。
54.在一些可选实施方式中，所述装置还包括：识别下级节点的通信状态，在满足预设条件时通知中央协调器节点发起网络优化。
55.在一些可选实施方式中所述装置还包括：在接收上报数据帧之后，判断所述上报数据帧的优先级；当所述上报数据帧的优先级为“高”时，将所述上报数据帧封装为本级的上报数据帧；或者当所述上报数据帧的优先级为“高”，且满足上报超时条件时，将所述上报数据帧加入最近一个本级的上报数据帧。
56.在一些可选实施方式中，根据接收结果生成对应的位图信息，包括：以所述位图信息中的每位数值作为位图标识位，用于标识其对应的子节点所发送的上报数据帧是否被成功接收。
57.在一些可选实施方式中，提取上报数据帧中的有效数据生成本级的上报数据帧，包括：根据在预设时长内接收的上报数据帧的帧数、上报数据帧的字节长度、本级的上报数据帧的字节长度，确定所述预设时长内本级的上报数据帧的最小发送帧数；根据在预设时长内接收的上报数据帧的帧数和所述最小发送帧数确定预设帧数；提取所述预设帧数个上报数据帧中的有效数据生成本级的上报数据帧。
58.在一些可选实施方式中，所述本级的上报数据帧的上报时隙通过以下步骤确定：根据所述预设时长内的冲突数据帧帧数和上报信道的忙时时长，确定最优时隙分配策略；根据所述最优时隙分配策略确定所述本级的上报数据帧的上报时隙。
59.上述的用电信息采集网络中的信息上报装置中的各个功能模块的具体限定可以参见上文中对于用电信息采集网络中的信息上报方法的限定，在此不再赘述。上述装置中的各个模块可全部或部分通过软件、硬件及其组合来实现。上述各模块可以硬件形式内嵌于或独立于计算机设备中的处理器中，也可以以软件形式存储于计算机设备中的存储器中，以便于处理器调用执行以上各个模块对应的操作。
60.在本发明提供的一些实施方式中，还提供了一种用电信息采集网络中的信息上报设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现前述的用电信息采集网络中的信息上报方法的步骤。此处的处理器具有数值计算和逻辑运算的功能，其至少具有数据处理能力的中央处理器cpu、随机存储器ram、只读存储器rom、多种i/o口和中断系统等。处理器中包含内核，由内核去存储器中调取相应的程序单元。内核可以设置一个或以上，通过调整内核参数来实现前述的方法。存储器可能包括计算机可读介质中的非永久性存储器，随机存取存储器(ram)和/或非易失性内存等形式，如只读存储器(rom)或闪存(flash ram)，存储器包括至少一个存储芯片。
61.在本发明的一种实施方式中，还提供了一种计算机可读存储介质，所述存储介质中存储有指令，当其在计算机上运行时，该指令在被处理器执行时使得处理器被配置成执行上述的用电信息采集网络中的信息上报方法。
62.在本发明提供的一种实施方式中，提供了一种计算机程序产品，包括计算机程序，该计算机程序在被处理器执行时实现上述的用电信息采集网络中的信息上报方法。
63.本领域内的技术人员应明白，本技术的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本技术可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本技术可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质（包括但不限于磁盘存储器、cd-rom、光学存储器等）上实施的计算机程序产品的形式。
64.本技术是参照根据本技术实施例的方法、设备（系统）、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产
生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和／或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
65.这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和／或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
66.这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
67.在一个典型的配置中，计算设备包括一个或多个处理器(cpu)、输入/输出接口、网络接口和内存。
68.存储器可能包括计算机可读介质中的非永久性存储器，随机存取存储器(ram)和/或非易失性内存等形式，如只读存储器(rom)或闪存(flash ram)。存储器是计算机可读介质的示例。
69.计算机可读介质包括永久性和非永久性、可移动和非可移动媒体可以由任何方法或技术来实现信息存储。信息可以是计算机可读指令、数据结构、程序的模块或其他数据。计算机的存储介质的例子包括，但不限于相变内存(pram)、静态随机存取存储器(sram)、动态随机存取存储器(dram)、其他类型的随机存取存储器(ram)、只读存储器(rom)、电可擦除可编程只读存储器(eeprom)、快闪记忆体或其他内存技术、只读光盘只读存储器(cd-rom)、数字多功能光盘 (dvd) 或其他光学存储、磁盒式磁带，磁带磁磁盘存储或其他磁性存储设备或任何其他非传输介质，可用于存储可以被计算设备访问的信息。按照本文中的界定，计算机可读介质不包括暂存电脑可读媒体 (transitory media)，如调制的数据信号和载波。
70.还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、商品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、商品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括要素的过程、方法、商品或者设备中还存在另外的相同要素。
71.以上仅为本技术的实施例而已，并不用于限制本技术。对于本领域技术人员来说，本技术可以有各种更改和变化。凡在本技术的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本技术的权利要求范围之内。