一種多路徑微功率無線抄表方法和系統的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及無線抄表技術領域，具體地，涉及一種多路徑微功率無線抄表方法和系統。
【背景技術】
[0002]無線路由協議是無線自組織網絡系統中的一個核心技術，一般的，在無線自組織網絡系統中，在節點移動或無線通信環境經常發生變化的條件下，無線路由協議能夠在任意兩個網絡節點之間建立一條多跳的數據傳輸路徑，從而盡力保證任意兩個網絡節點在任意時刻可以相互通信。目前常用的無線路由協議包括樹路由、AODV、DSR等等多種。
[0003]微功率無線抄表系統是無線自組織網絡的一種典型應用，從硬件角度考量，一般由集中器和智能電表分別加裝微功率無線通信模塊構成；從軟件角度考量，微功率無線通信模塊中運行的無線路由協議是軟件的核心部分，無線路由協議在無線通信環境不確定的條件下，盡力建立集中器與任意智能電表之間的雙向多跳無線通信路徑，保證集中器的命令下發和智能電表數據的上報。
[0004]現有的可以應用于微功率無線抄表系統的無線路由協議較少，其中公開的僅有《電力用戶用電信息采集系統通信協議:微功率無線通信標準》一種，并且組網后，僅能建立集中器到智能電表的唯一一條通信路徑，在無線通信環境變化，該條路徑失效時，只能重新執行組網過程以再次獲取到達智能電表的路徑。
[0005]現有微功率無線抄表系統中應用的無線路由協議，主要有以下兩個缺陷:一，無法提供集中器與智能電表之間的備份路徑；二，重建路徑比較耗時。這兩個缺陷導致在無線通信環境多變的條件下，集中器針對所有智能電表執行一次抄讀的時間較長。
【發明內容】
[0006]為了解決現有技術中存在的微功率無線抄表過程中，缺乏備份路徑的問題，本發明提出了一種多路徑微功率無線抄表方法和系統。
[0007]根據本發明的多路徑微功率無線抄表方法，包括:
[0008]各節點建立自己的鄰居節點表；
[0009]集中器節點獲取所述各節點的鄰居節點表；
[0010]所述集中器節點根據所述各節點的鄰居節點表，建立從自身到任意目的節點的多條路徑；
[0011]所述集中器節點根據所述多條路徑，確定從自身到目的節點的傳輸路徑，并通過所述傳輸路徑向所述目的節點發送抄表信息。
[0012]本發明的多路徑微功率無線抄表方法，通過在每個智能電表節點上建立鄰居節點表，在集中器節點上建立全網鄰居節點表，并定義了各個鄰居節點表的維護方法，實現了集中器與每個智能電表之間的多條互為備份的路徑，提高了集中器對智能電表執行抄讀的成功率。使得建立通信路徑不再需要一個獨立的過程，即可以在抄讀的同時進行路徑建立與維護，從宏觀上節約了電表抄讀時間。
[0013]根據本發明的多路徑微功率無線抄表方系統，包括:
[0014]第一獲取模塊，用于各節點建立自己的鄰居節點表；
[0015]第二獲取模塊，用于集中器節點獲取所述各節點的鄰居節點表；
[0016]路徑建立模塊，用于所述集中器節點根據所述各節點的鄰居節點表，建立從自身到任意目的節點的多條路徑；
[0017]路徑選擇模塊，用于所述集中器節點根據所述多條路徑，確定從自身到目的節點的傳輸路徑，并通過所述傳輸路徑向所述目的節點發送抄表信息。
[0018]本發明的多路徑微功率無線抄表系統，通過在每個智能電表節點上建立鄰居節點表，在集中器節點上建立全網鄰居節點表，并定義了各個鄰居節點表的維護方法，實現了集中器與每個智能電表之間的多條互為備份的路徑，提高了集中器對智能電表執行抄讀的成功率。使得建立通信路徑不再需要一個獨立的過程，即可以在抄讀的同時進行路徑建立與維護，從宏觀上節約了電表抄讀時間。
[0019]本發明的其它特征和優點將在隨后的說明書中闡述，并且，部分地從說明書中變得顯而易見，或者通過實施本發明而了解。本發明的目的和其他優點可通過在所寫的說明書、權利要求書、以及附圖中所特別指出的結構來實現和獲得。
[0020]下面通過附圖和實施例，對本發明的技術方案做進一步的詳細描述。
【附圖說明】
[0021]附圖用來提供對本發明的進一步理解，并且構成說明書的一部分，與本發明的實施例一起用于解釋本發明，并不構成對本發明的限制。在附圖中:
[0022]圖1為本發明集中器節點存儲全網節點的鄰居節點表的示意圖；
[0023]圖2為本發明無線傳輸的數據幀格式的示意圖；
[0024]圖3為本發明多路徑微功率無線抄表方法的流程圖；
[0025]圖4為本發明多路徑微功率無線抄表系統的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0026]下面結合附圖，對本發明的【具體實施方式】進行詳細描述，但應當理解本發明的保護范圍并不受【具體實施方式】的限制。
[0027]為了解決現有技術中存在的微功率無線抄表過程中，缺乏備份路徑的問題，本發明提出了一種多路徑微功率無線抄表方法。
[0028]該方法具有以下特點:適用于中等規模的具有集中器的無線抄表系統，如果網絡規模較大，每個節點的鄰居節點表也會增大，不適合通過無線幀發送給集中器節點；同時，集中器節點用來記錄全網鄰居節點表的空間也會增大。該方法可以在集中器和網絡中任意智能電表之間建立多條互為備份的傳輸路徑，以提高集中器與智能電表之間數據傳輸的可靠性。
[0029]使用該方法的無線抄表系統應具有以下特性:
[0030]I)網絡中只有一個集中器節點及若干個智能電表節點，每個節點都有一次通過無線收發不少于10Byte數據的能力；
[0031]2)網絡中的數據傳輸行為，一般由集中器節點發起，集中器節點將數據經由某條傳輸路徑發送到其他某個節點，接收到數據的節點再經由反向路徑將響應數據發回給集中器節點；
[0032]3)網絡中的節點具有用于路由尋址的通信地址，該通信地址的長度為IByte ；
[0033]4) 一般的，假設網絡規模不超過120個節點，并可以進一步假設集中器節點的地址為0x00(16進制)，其他節點的地址依次為0x01,0x02,…、0x77，共計120個地址。
[0034]5)各節點使用無線通信協議棧的MAC層，應該有能力獲知發送出去的數據幀是否正確被MAC層的接收端正確接收(例如應該支持ACK功能)。
[0035]以下對本發明中涉及的鄰居節點表以及無線傳輸的數據幀格式進行詳細說明:
[0036](I)鄰居節點表
[0037]在該無線網絡中，兩個節點之間的數據收發如果為一跳可達，而不需要其他節點的轉發，則該兩個節點互為鄰居節點。每個節點上都建立一個鄰居節點表，來記錄自己的鄰居節點。
[0038]例如，假設網絡規模最大為120時，每個節點可以用一個15Byte長的鄰居節點表數組來記錄自己的鄰居節點信息，Byte的索引依次為ByteO、Bytel、…、Bytel4,每個Byte中的bit索引依次為bitO、bitl、…、bit7。如果Byte x中的bit y被置位(輸出為I),則意味著地址為十進制(8*x+y)的節點是自己的鄰居節點；相反的，如果此bit y是清空的，貝1J意味著地址為十進制(8*x