一种微功率无线网络自组网方法和微功率无线网络的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及微功率无线网络技术领域，具体地，涉及一种微功率无线网络自组网方法和微功率无线网络。
【背景技术】
[0002]随着低压电网建设的壮大，独立电能表数量增加，传统的人工抄表方式，耗费大量的人力，准确性和实时性也得不到保障，现场使用数量较大的电力线载波通讯抄表方式，也因受到噪声干扰和线路质量不佳等情况，通信的可靠性也面临巨大的挑战。通过微功率无线通信技术进行抄表，为低压集抄提供了一种更好的解决办法，但点对点、点对多点的微功率无线的路由、组网方式，效率低下，可靠性差等情况，需要基于自动跳频机制的微功率无线自组网方法，跳频是最常用的扩频方式之一，系统将整个频段分成若干个子频段，不同的通信链路采用不同的子频段进行通信，从而用来满足高效的组网效率及频谱资源共享的抄表需求，也能有效地防止同一通信网间的干扰。
[0003]现有的微功率无线自组网方法，组网效率低，造成了频谱资源浪费，会干扰其它设备的正常运行，组网技术不成熟，缺乏链路控制机制，对异常节点的入网请求，不能做到很好的控制，会对整个网络的组网带来干扰。
【发明内容】
[0004]本发明是为了克服现有技术中微功率无线自组网方法组网效率低的缺陷，根据本发明的一个方面，提出一种微功率无线网络自组网方法。
[0005]本发明实施例提供的一种微功率无线网络自组网方法，包括:主节点在公共信道组逐跳发起广播组网命令，在私有信道组与子节点进行数据交互，同时通知不同层级的子节点分组转发广播组网命令；主节点收到集中器发送的组网信标后，获取节点标识、主节点传递消息到其1跳范围子节点的时间成本，同时进行信道扫描，场强收集；在预定时间内，主节点等待子节点上报数据，收集并存储所有子节点的拓扑数据，根据集中器的配置要求，结合场强信息，计算并存储时间成本，动态进行组网；拓扑数据包括所有子节点的标识、中心节点至子节点的时间成本、场强信息；主节点对预设的编号进行扫描，判断编号是否存在冲突，当编号有冲突，主节点随机生成一个编号，再判断编号是否冲突；当编号没有冲突时，组网成功。
[0006]在上述技术方案中，在主节点在公共信道组逐跳发起广播组网命令步骤之前，还包括:初始化主节点；初始化主节点包括:对主节点分配地址、网络编号及多个信道进行初始化。
[0007]在上述技术方案中，结合场强信息，计算并存储时间成本，包括:按照主节点传递消息到其1跳范围子节点的时间成本的大小，对同级子节点的拓扑数据进行排序，并存储数据；存储的数据为节点标识、主节点传送消息到子节点的时间成本，以及节点标识与主节点传送消息到子节点的时间成本的对应关系。
[0008]在上述技术方案中，该方法还包括:子节点入网步骤，子节点入网步骤包括:待入网子节点提交入网申请，申请入网的子节点携带有拓扑信息；上一级节点将子节点的入网请求转发给主节点；在接收主节点发送的入网确认信息后，获取主节点传送消息到子节点的时间成本及叶节点所在的层级；判断是否允许待入网子节点入网；在允许待入网子节点入网时，为待入网子节点分配网络地址，并返回同意入网信息。
[0009]在上述技术方案中，子节点入网步骤还包括:当子节点无法接收网络数据时，子节点在多个接收信道中一次循环切换信道；当节点切换到一个接收信道时，启动定时器，如果在一个时间段内未检测到信号存在，则切换至下一个接收信道；如果在一个时间段内能够检测到有信号的存在，则将定时器增加一个固定的时间。
[0010]在上述技术方案中，公共信道与私有信道具有多个频点，且各自形成信道组；当需要进行通信时，各组中选择信噪比较高的频点作为优先工作频点。
[0011]本发明是为了克服现有技术中微功率无线组网效率低的缺陷，根据本发明的一个方面，提出一种微功率无线网络。
[0012]本发明实施例提供的一种微功率无线网络，包括:主节点和子节点；
[0013]主节点用于在公共信道组逐跳发起广播组网命令，在私有信道组与子节点进行数据交互，同时通知不同层级的子节点分组转发广播组网命令；
[0014]主节点收到集中器发送的组网信标后，获取节点标识、主节点传递消息到其1跳范围子节点的时间成本，同时进行信道扫描，场强收集；
[0015]在预定时间内，主节点等待子节点上报数据，收集并存储所有子节点的拓扑数据，根据集中器的配置要求，结合场强信息，计算并存储时间成本，动态进行组网；拓扑数据包括所有子节点的标识、中心节点至子节点的时间成本、场强信息；
[0016]主节点对预设的编号进行扫描，判断编号是否存在冲突，当编号有冲突，主节点随机生成一个编号，再判断编号是否冲突；当编号没有冲突时，组网成功；
[0017]子节点用于转发广播组网命令，并在预设时间内将拓扑数据上报至主节点。
[0018]在上述技术方案中，主节点在公共信道组逐跳发起广播组网命令步骤之前还执行初始化主节点步骤；初始化主节点包括:对主节点分配地址、网络编号及多个信道进行初始化。
[0019]在上述技术方案中，结合场强信息，计算并存储时间成本，包括:按照主节点传递消息到其1跳范围子节点的时间成本的大小，对同级子节点的拓扑数据进行排序，并存储数据；存储的数据为节点标识、主节点传送消息到子节点的时间成本，以及节点标识与主节点传送消息到子节点的时间成本的对应关系。
[0020]在上述技术方案中，当子节点为待入网子节点时，子节点还用于:待入网子节点提交入网申请，申请入网的子节点携带有拓扑信息；在上一级节点将子节点的入网请求转发给主节点之后，接收主节点发送的入网确认信息，并获取主节点传送消息到子节点的时间成本及叶节点所在的层级；判断是否允许待入网子节点入网；在允许待入网子节点入网时，为待入网子节点分配网络地址，并返回同意入网信息。
[0021]在上述技术方案中，子节点还用于:当子节点无法接收网络数据时，子节点在多个接收信道中一次循环切换信道；当节点切换到一个接收信道时，启动定时器，如果在一个时间段内未检测到信号存在，则切换至下一个接收信道；如果在一个时间段内能够检测到有信号的存在，则将定时器增加一个固定的时间。
[0022]在上述技术方案中，公共信道与私有信道具有多个频点，且各自形成信道组；当需要进行通信时，各组中选择信噪比较高的频点作为优先工作频点。
[0023]本发明实施例提供的一种微功率无线网络自组网方法和微功率无线网络，通过自动切换信道扫描，场强收集，获取到达各子节点的时间成本，通过多方面的数据进行收集计算，来综合考虑实现快速自组网，很大程度上提高组网的效率，能够节约组网时间，提高网络通信的稳定性。
[0024]本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书、