一种针对双模通信网络的数据抄读方法与流程

本发明属于电表台区数据管理，尤指涉及一种针对双模通信网络的数据抄读方法。

背景技术：

1、全网节点的数据抄读是能源计量网络的一种特有业务通信类型。随着智能电表和各种监测设备端所采用的通信技术的不断迭代更新，目前用电信息采集系统所采用的最新一代技术是电力线宽带载波(hplc)+无线(rf)的双模通信技术。基于电力线宽带载波+无线的双模通信技术在物理层采用ofdm调制方式、turbo编码及拷贝交织技术等技术，链路层上网络支持连接节点数由1000节点增加至2000节点，且在hplc的链路层协议基础上，增加rf信道的组网路由机制，支持两种信道可以互为路由，组成网络。双模通信技术兼具hplc和rf这两种通信技术的优点，在配电台区的通信和深化应用功能上具有比传统hplc单模通信技术更大的优势，两个信道既可独立并行工作，也可互为备选路径，因此可以充分利用不同信道特点，保障通信过程的可靠性。但是现有双模通信网络的标准在链路层协议的设计理念仍采用原来hplc单模通信标准的协议内容，对双模的物理层通信能力的利用效率仍存在较大不足。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种可以使hplc+rf双通道有效互补和高效配合、实现更高频度电表数据抄读的针对双模通信网络的数据抄读方法。

2、为了实现上述目的，本发明采取如下的技术解决方案：

3、一种针对双模通信网络的数据抄读方法，所述双模通信网路包括主节点和从节点，所述从节点至少包括电表节点和线路终端单元节点，一个电表箱内设置有至少一个所述电表节点，所述线路终端单元节点安装在电表箱的表箱线路入口处；所述数据抄读方法包括以下步骤：

4、步骤s1、所述主节点下发命令，要求网络中的入网从节点进行簇首节点申请；

5、步骤s2、所述从节点收到所述主节点下发的命令后，判断自身是否能成为一个簇首节点，如果是，则向所述主节点发送簇首申请报文；

6、s3、所述主节点收到某个从节点的簇首申请报文后，向所述从节点发送簇首申请同意报文，所述簇首申请同意报文中包含有x个簇内节点的信息，x个簇内节点均为所述从节点的电力线宽带载波信道和无线信道的邻居节点，x个簇内节点的集合为所述从节点的分簇；

7、s4、所述从节点收到簇首申请同意报文后成为簇首节点，并分别在电力线宽带载波信道和无线信道上向x个簇内节点广播发送簇首申请同意报文；

8、s5、某个簇首节点在网络运行过程中，如果发现新的节点满足加入本簇的条件，或本簇内的部分节点已不再满足本簇的条件，则向所述主节点再次发送簇首申请报文，所述主节点根据簇首申请报文进行簇内节点的更新；

9、s6、当网络产生全网抄表需求后，所述主节点通知全网节点进入全网抄表模式，所述主节点执行全网抄表的策略如下：

10、a.所述主节点发送抄表下行报文和接收确认报文；

11、b.对于每个簇首节点，所述主节点记录所述簇首节点最近m次的抄表时间并计算m次抄表时间的均值作为所述簇首节点的抄表平均时间；

12、c.基于各所述簇首节点的抄表平均时间，从小到大对k个所述簇首节点进行排序，排序后的节点序列记为y＝[y1,y2,…,yk]，所述主节点使用传统抄表流程抄读节点序列y中第1个簇首节点y1的数据；

13、d.如果所述主节点在预设时间内成功抄读第一簇首节点y1的数据，则以第一簇首节点y1为中继点，继续抄读第一簇首节点y1所在簇的其它x-1个节点的数据；否则，所述主节点将第一簇首节点y1从节点序列y中剔除，并将该簇内的其它x-1节点搬移至全网抄表节点序列的末端，后续再进行抄读；

14、e.所述主节点完成对第1个簇首节点y1所在分簇的数据抄读后，以相同方式对其余剩下的k-1个分簇进行数据抄读；

15、f.完成以分簇为基本单位的抄表过程后，如果全网中存在未抄读成功的节点，则所述主节点采用传统抄表流程向这些节点进行数据抄读。

16、可选的，所述步骤s2中，簇首申请报文的发送方式是以上行单播方式进行中继传输，最终目的节点为所述主节点。

17、可选的，所述步骤d中，所述主节点通过以下步骤进行各节点的数据抄读：

18、d1、所述主节点以第一簇首节点y1的组播地址为报文目的节点，向第一簇首节点y1发送下行抄表报文；

19、d2、第一簇首节点y1收到下行抄表报文后，分别在电力线宽带载波信道和无线信道上进行中继广播；

20、d3、第一簇首节点y1所在分簇的所有节点根据分簇内的节点排序在电力线宽带载波信道和无线信道上进行自身上行抄表报文的发送；

21、d4、第一簇首节点y1依次收到簇内节点的上行抄表报文后，将这些报文上行中继发送给所述主节点；

22、d5、所述主节点正确收到第一簇首节点y1所在簇内的所有节点的上行抄表报文后，以第一簇首节点y1的组播地址为目的节点，向第一簇首节点y1发送接收确认报文；

23、d6、第一簇首节点y1收到接收确认报文后，以自身的组播地址为信号发送地址，在电力线宽带载波信道和无线信道上分别中继广播发送接收确认报文；

24、d7、簇内的所有节点收到接收确认报文后，不再进行重复发送。

25、可选的，所述步骤d5中，如果所述主节点只正确接收了部分簇内节点的上行抄表报文，则所述主节点以传统单点抄表方式向这些抄读失败的簇内节点再次尝试抄表，如果全部抄表成功，则以第一簇首节点y1的组播地址为目的节点，向第一簇首节点y1发送接收确认报文；如果无法全部抄表成功，则逐个向抄读成功的节点发送接收确认报文，并把抄表失败的节点搬移至全网抄表节点序列的末端，后续再进行数据抄读。

26、可选的，所述步骤s2中，所述从节点根据以下2个条件来判断自身是否能成为一个簇首节点：

27、条件1)自身是具有三相监测能力的节点；

28、条件2)自身可以找到一个同时满足如下条件的邻居节点集合：

29、2-1)这个集合所含的节点数量≥6个，且均是电表节点；

30、2-2)自身和这个集合内的所有节点之间在无线侧都存在强双向通信链路；

31、2-3)这个集合中至少存在一个和自身相同线路相位的节点，且自身和这些同相节点之间在电力线宽带载波侧存在强双向通信链路；

32、2-4)这个集合中任意两个相同线路相位的节点之间在电力线宽带载波侧都存在强双向通信链路；

33、2-5)这个集合中任何两个节点之间在无线侧都存在强双向通信链路。

34、可选的，所述步骤s5中，所述簇首节点如果发现新的节点满足以下四个条件，则将该节点加入本簇：

35、1)该新的节点和所述簇首节点所在簇的所有节点之间在无线侧都存在强双向通信链路；

36、2)所述簇首节点所在簇中至少存在一个和该新的节点相同线路相位的节点，且该新的节点和这些同相节点之间在电力线宽带载波侧都存在强双向通信链路；

37、3)所述簇首节点所在簇中任意两个相同线路相位的节点之间在电力线宽带载波侧都存在强双向通信链路；

38、4)所述簇首节点所在簇中任何两个节点之间在无线侧都存在强双向通信链路。

39、可选的，所述步骤s3中的x个簇内节点均满足以下五个条件：

40、1)x个簇内节点所在簇所含的节点数量≥6个，且均是电表节点；

41、2)各簇内节点和所在簇内的所有节点之间在无线侧都存在强双向通信链路；

42、3)x个簇内节点所在簇中至少存在一个和自身相同线路相位的节点，且自身和这些同相节点之间在电力线宽带载波侧存在强双向通信链路；

43、4)x个簇内节点所在簇中任意两个相同线路相位的节点之间在电力线宽带载波侧都存在强双向通信链路；

44、5)x个簇内节点所在簇中任何两个节点之间在无线侧都存在强双向通信链路。

45、由以上技术方案可知，本发明为进一步提升双模通信网络针对全网节点数据的抄读效率，在现有的双模通信标准的链路层通信协议内容的基础上，充分利用低压配电台区内的“变压器-分配箱-表箱-电表”的拓扑结构，引入分簇通信的思想来优化网络拓扑结构，通过组播抄表地址简化数据抄读过程的信息交互流程，从而提升整个网络的综合通信性能。现场台区的全网抄表测试结果表明，本发明方法有效提升了抄表效率，在抄表成功率和节点平均抄表时间等关键指标上获得明显性能提升。