一种基于微功率无线互联互通技术的数据传输方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及无线通信网络技术，特别设及低压抄表系统中基于微功率无线互联互 通技术的一种数据传输方法。
【背景技术】
[0002] 随着能源的日趋紧张和用电需求的迅速增长，许多国家都在积极发展智能用电技 术，就我国目前的形势而言，建立安全可靠的用电信息采集系统就是建立智能电网不可或 缺的一部分。
[0003] 目前的用电信息采集系统中，本地通信方式大都采用RS485总线和电力线载波方 式，但是该两种通信方式都存在诸多缺点和不足，RS485总线通信方式安装调试复杂，易遭 到人为破坏，电力线载波方式存在信号衰减大、噪声源多且干扰强W及受负载特性影响大 等问题，对通信的可靠性形成一定的技术障碍。而通过微功率无线通信技术可W克服其他 通信方式在某些抄表应用场合的不足，施工方便，不需要额外铺设电缆，一般工人都可W方 便的进行安装；通信不受限于电网特性，可方便的对跨台区、复杂用电环境快速实施抄表方 案；通信速率快，实时性高，方便实施远程预付费，远程拉合闽等应用。
[0004] 微功率无线通信技术是采用频率调制方式把信息加载在470~510MHz高频电磁 波上，利用空间传播来进行数据通信的方法；其通信特点在于自组网，采用分簇的Adhoc 分级网络结构，按照集中器模块内部的智能电能表地址信息，模块自动组网，电能表模块不 仅可W传输自身的用电信息，还可为其相邻的电能表模块转发数据，该使得从电能表到集 中器存在多条有效路由，当某条路由中断时，无线自组织网络中可立即启用另一路由继续 进行数据传输。但在微功率无线通信中，由于无线信号易受环境的影响，若发送端和接收端 直接进行数据传输，数据传输容易发生错误，严重影响抄表成功率；在抄表系统中，往往一 个主节点接入几百个子节点，所W对单个电表来说抄表频率很低，在如此低的抄表频率下 若因为环境影响导致单次抄表失败，则会造成整体的抄表成功率低下。
【发明内容】
[0005] 本发明针对现有技术中的不足，提供了一种基于微功率无线互联互通技术的数据 传输方法，对每条数据转发路径进行权值计算，在每次数据发送过程中进行路径效率统计 更新路径效率权值。使用该种数据传输方法，使每次抄表的数据传输路径都是成功率最高 并且时间最短，从而达到整体抄表成功率的显著提高。
[0006] 本发明通过W下技术方案实现；一种基于微功率无线互联互通技术的数据传输 方法，网络中包括若干个节点，所述的节点包括互相通信的一个中屯、节点和若干个子节点， 所述的子节点分布在若干个不同层次的中继层内，所述的中继层W所述中屯、节点为中屯、依 次从低位到高位排列，不同所述中继层内所述的子节点只与相邻所述中继层内所述的子节 点或者同层内所述的子节点连通，处于最低位所述中继层内所述的子节点与所述的中屯、节 点连通，还包括W下几个步骤，步骤A);组网时先组建通信的信道组，所述的信道组包括组 网信道组和若干个工作信道组，每个所述的组网信道组和所述的工作信道组具有若干个通 信频率，再确定各个所述子节点在不同所述中继层的归属，然后通过所述的组网信道组收 集各个子节点之间的RF信号场强，并把所述的RF信号场强数据传输回中屯、节点编制成子 节点邻居场强表；步骤B):所述中屯、节点与任一所述子节点首次通信前，所述中屯、节点遍 历与此所述子节点的所有路径，遍历规则是处于高位的所述子节点需要处于低位的或者同 层的任意一个所述子节点作为所述路径中的中继点进行通信，处于最低位的所述的子节点 直接与所述中屯、节点通信或者通过同层的所述子节点作为所述路径中的中继点进行通信， 获得所述路径后根据所述路径中中继点的个数W及所述子节点邻居场强表计算出所述路 径的权值，所述的中屯、节点根据此所述子节点的通信路径W及相对应的所述权值编制子节 点路由表；步骤C):所述中屯、节点与任一所述子节点通信时，确认所述子节点路由表内是 否有此所述子节点的路径，如果没有则重新执行步骤B，如果有则根据所述子节点路由表 内记载的此所述子节点的最优权值选择相对应的所述路径进行通信，如果此所述子节点的 应答数据返回所述中屯、节点则通信完成，如果此所述子节点的应答数据超时未返回所述中 屯、节点则此次通信失败进入步骤D;步骤D):通信失败后则所述中屯、节点用同一所述工作 信道组内的其他所述通信频率仍按当前通信路径重新进行沟通，并对当前路径的权值进行 修改，如果此所述子节点的应答数据返回所述中屯、节点则通信完成并恢复当前路径的原权 值，如果经过若干个其他所述通信频率进行通信后此所述子节点的应答数据仍超时未返回 所述中屯、节点则此次通信失败进入步骤E;步骤巧：通信失败后则所述中屯、节点把当前路 径修改后的所述权值记录到所述子节点路由表并从所述子节点路由表重新选取此所述子 节点的最优权值并选择相对应的所述路径进行通信，如果此所述子节点的应答数据返回所 述中屯、节点则通信完成，如果此所述子节点的应答数据仍超时未返回所述中屯、节点则此次 通信失败进入步骤D;步骤巧：在所述中屯、节点与任一所述子节点的通信过程中如果步骤D 被执行若干次后所述中屯、节点与此所述子节点的通信仍失败则取消此次通信，所述中屯、节 点记录此所述子节点的通信故障标示。
[0007] 优选的，所述中继层最多有^；：层。
[0008] 优选的，所述步骤B中，所述的路径中作为中继点的所述子节点最多为六个。
[0009] 优选的，所述的步骤A中，所述的信道组包括一个所述的组网信道组和=十=个 所述的工作信道组，每个所述的组网信道组和所述的工作信道组具有两个通信频率，所述 的通信频率在471MHz~486MHz频段之间。优选的，所述的步骤B中，所述权值计算公式 为；！：（200-RSSI测量值）/E(中继点个数+4)*100;当所述路径中相邻通信中的所述子 节点的所述RF信号场强小于等于-120地m时，RSSI值为120 ;当所述路径中相邻通信所述 子节点的所述RF信号场强大于-120地m且小于-40地m时，RSSI值为此所述RF信号场强 值的绝对值；当所述路径中相邻通信中的所述子节点的所述RF信号场强大于等于-40地m 时，RSSI值为40。
[0010] 优选的，所述的步骤B中，所述的子节点路由表对同一所述子节点只保存至多5 个所述的路径及相对应的所述权值，当所述子节点路由表内此所述子节点记录的所述路径 满额后，所述中屯、节点仍继续遍历与此所述子节点的其他路径，遍历出新路径后所述新路 径的权值与被记录的所述路径的权值进行比较，若所述新路径的权值比任意一个被记录的 所述路径的权值大，则新路径取代权值最小的被记录的所述路径记录到所述子节点路由表 中，若新路径的权值比所有被记录的所述路径的权值小，则所述中屯、节点继续遍历与此所 述子节点的其他路径。
[0011] 优选的，在所述步骤的B中，定义所述子节点与所述中屯、节点之间通信的预估时 间Ti及最短时间T2,根据所述子节点路由表估算出每个所述子节点与所述中屯、节点之间通 信预估时间Ti并记录；在所述的步骤C中，如果此所述子节点的应答数据返回所述中屯、节 点则通信完成，记录实际通信时间T。;如果T。大于此所述子节点当前通信路径的T1，则为此 当前通信路径的权值减少1 % ;如果T。小于此所述子节点当前通信路径的T1且所述子节点 路由表无此当前通信路径的T,信息，则更新所述T2为T。同时为此当前通信路径的权值增 加1 % ;如果T。不小于此所述子节点当前通信路径的T2且不大于T1，则为此当前通信路径 的权值增加1% ;如果T。小于此所述子节点当前通信路径的T2,则更新所述T2为T。同时为 此当前通信路径的权值增加2% ;任一所述路径相对应的所述权值在被记录到所述的子节 点路由表后对此所述权值上限的增加不得超过其本身的20%。
[0012] 优选的，在所述步骤D中，修改当前路径的权值是让当前路径的权值减少10% ;在 所述步骤E中，通信失败后把当前路径修改后的所述权值记录到所述子节点路由表，如果 所述中屯、节点没有此所述子节点的路径回收表，则所述中屯、节点建立所述的路径回收表， 同时让所述的路径回收表记录当时所述子节点路由表内此所述子节点的所有路径及相应 权值，如果所述中屯、节点具有此所述子节点的路径回收表，则对比所述子节点路由表和所 述路径回收表，把所述子节点路由表内新增的此所述子节点的路径添加到所述的路径回收 表内，然后根据所述子节点邻居场强表和所述步骤B中的遍历规则重新遍历此所述子节点 与所述中屯、节点的路径及计算出相应的权值，如果遍历出的所述路径与原先存储在所述子 节点路由表内的任一路径相同则所述中屯、节点继续遍历与此所述子节点的其他路径，如果 遍历出的所述路径与原先存储在所述子节点路由表内的任一路径不同但与存储在所述路 径回收表内任一路径相同则所述中屯、节点继续遍历与此所述子节点的其他路径