[發(fā)明專利]一種基于融合通信體系的異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的構(gòu)建方法及其抄表方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202111457313.6
• 申請日: 2021-12-02
• 公開（公告）號: CN114143250B
• 公開（公告）日: 2023-06-06
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王升亮;張國軍;鄭德官
• 申請（專利權(quán)）人: 蘇州卓智創(chuàng)芯電子科技有限公司
• 主分類號: H04L45/12
• 分類號: H04L45/12;H04L47/12;H04W28/02
• 代理公司: 蘇州通途佳捷專利代理事務(wù)所(普通合伙) 32367
• 代理人: 翁德億

1.一種基于融合通信體系的異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的構(gòu)建方法，其特征在于：所述異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)以寬帶載波協(xié)議棧為主，微功率無線協(xié)議棧為輔，并加以混合Mesh路由協(xié)議構(gòu)建而成；所述異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)在寬帶載波方式未能成功入網(wǎng)，或者在代理變更未完成時，通過寬帶載波與無線形成的混合拓?fù)渎窂竭M(jìn)行通信，在節(jié)點以載波方式重新入網(wǎng)或者代理變更完成后，繼續(xù)使用寬帶載波路徑進(jìn)行通信；所述混合拓?fù)渎窂降亩鄰铰酚蓸涞慕⑦^程如下：

1）首先由配置為網(wǎng)關(guān)的IGW周期性地廣播IGW_?N，目的地址為全網(wǎng)廣播地址，其級別為0，路由權(quán)值也為0；

2）當(dāng)中間節(jié)點收到多個IGW_N?后，計算到IGW的路由開銷，選取路由開銷最小的節(jié)點作為默認(rèn)父節(jié)點，并且其級別值+1；

如果收到的IGW_N中存在與默認(rèn)父節(jié)點同一級別的節(jié)點，則將該節(jié)點設(shè)置為備份父節(jié)點；如果不存在，則將其他IGW_N忽略；

根據(jù)選擇的父節(jié)點建立到達(dá)IGW的一條或多條路由；

3）中間節(jié)點單播P_N消息給父節(jié)點，包括默認(rèn)父節(jié)點與備份父節(jié)點，父節(jié)點收到P_?N后，將中間節(jié)點注冊在子節(jié)點列表中，并建立到達(dá)該子節(jié)點的路由；

4）父節(jié)點單播C_N消息給自己的父節(jié)點，包括默認(rèn)父節(jié)點與備份父節(jié)點，通知到達(dá)子節(jié)點的路由；

5）重復(fù)步驟?4，直到到達(dá)IGW?，這樣就建立了網(wǎng)關(guān)IGW?到網(wǎng)內(nèi)節(jié)點的多條路由；

所述IGW_N表示網(wǎng)關(guān)通告，結(jié)構(gòu)如下表：

，

PK_Type：報文類型，

IGW_Addr：網(wǎng)關(guān)地址，

Broadcast?Addr：廣播地址，

Sequence?ID：序列?ID，

Level：級別，

TTL：生存時間，

Metric：路由權(quán)值，

所述P_N表示父節(jié)點通告，結(jié)構(gòu)如下表：

，

Dest?Addr：父節(jié)點地址，

Src?Addr：在此為子節(jié)點地址，

所述C_N表示子節(jié)點通告，結(jié)構(gòu)如下表：

，

Dest?Addr：父節(jié)點地址，

Child?Addr：發(fā)送節(jié)點地址，

Src?Addr：源節(jié)點地址。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于融合通信體系的異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的構(gòu)建方法，其特征在于：所述無線協(xié)議棧優(yōu)化，包括以下物理層參數(shù)的調(diào)整：

1）提高無線通信速率：20Kbps—50Kbps；

2）不再進(jìn)行跳頻，縮短前導(dǎo)字符到25字節(jié)；

3）增加支持的包長度：512字節(jié)—1k字節(jié)；

4）提高CSMA性能。

3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的基于融合通信體系的異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的構(gòu)建方法，其特征在于，所述混合Mesh路由協(xié)議的策略如下：

當(dāng)源節(jié)點需要向目的節(jié)點發(fā)送數(shù)據(jù)時，它首先查找自己的路由表，如果存在到目的節(jié)點的路由，則進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)；否則，源節(jié)點首先把數(shù)據(jù)發(fā)送到根節(jié)點；

由于根節(jié)點掌握整個?Mesh?網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的所有節(jié)點信息，故在根節(jié)點處，根節(jié)點通過查找路由表和橋接表判斷是發(fā)往網(wǎng)內(nèi)還是發(fā)往網(wǎng)外的節(jié)點，并根據(jù)不同的情況選擇發(fā)送回網(wǎng)絡(luò)還是發(fā)往鄰居網(wǎng)絡(luò)；

當(dāng)根節(jié)點發(fā)現(xiàn)目的節(jié)點在網(wǎng)絡(luò)內(nèi)，則打上個標(biāo)記，然后通過下行路由把數(shù)據(jù)發(fā)送給目的節(jié)點；

目的節(jié)點收到數(shù)據(jù)后，知道源節(jié)點在網(wǎng)絡(luò)內(nèi)，向源節(jié)點發(fā)起?PREQ?路由請求，從而建立雙向路由，然后兩節(jié)點將按這一路由進(jìn)行傳輸。

4.一種基于融合通信體系的異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的抄表方法，其特征在于，包括以下步驟：

1）首先CCO上電后根據(jù)集中器下發(fā)的白名單管理模塊入網(wǎng)，當(dāng)CCO完成組網(wǎng)后，集中器啟動抄表任務(wù)；所述CCO有三類抄表方式，分別為單純PLC抄表、歷史泛洪路徑抄表和載波無線泛洪抄表；

2）CCO收到集中器抄表數(shù)據(jù)幀，查詢數(shù)據(jù)庫發(fā)現(xiàn)節(jié)點PLC在網(wǎng)，則通過單純PLC抄表，成功則上報集中器，如果任務(wù)失敗或者節(jié)點當(dāng)前不在網(wǎng)，查詢記錄是否存在歷史洪泛路徑抄表，如果有，則通過歷史洪泛路徑抄表，如果通過歷史洪泛路徑抄表再次抄讀失敗，則繼續(xù)通過載波無線泛洪抄表抄讀；如果沒通過歷史洪泛路徑抄表抄讀過，則啟動歷史洪泛路徑抄表任務(wù)；

?3）CCO發(fā)起自定義擴(kuò)展幀格式的洪泛廣播抄表命令，網(wǎng)內(nèi)所有節(jié)點根據(jù)CCO的廣播命令進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)，節(jié)點在轉(zhuǎn)發(fā)過程中對自擴(kuò)展的幀格式追加轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點的地址還有轉(zhuǎn)發(fā)的方式和接收報文的方式以及信號強(qiáng)度值，并對轉(zhuǎn)發(fā)次數(shù)-1，直到報文傳遞到目標(biāo)節(jié)點或者轉(zhuǎn)發(fā)次數(shù)耗盡；

4）如果目標(biāo)節(jié)點收到廣播命令幀，并繼續(xù)等待一定的時間，繼續(xù)收集其它節(jié)點轉(zhuǎn)發(fā)來的廣播報文，根據(jù)收到的廣播報文，通過混合Mesh路由協(xié)議進(jìn)行排序，選擇最優(yōu)路徑，對路徑進(jìn)行逆轉(zhuǎn)，啟動單播回復(fù)，從節(jié)點存儲此路徑，以便事件上報時使用；

5）CCO根據(jù)收到的單播報文，回復(fù)集中器數(shù)據(jù)，并更新路徑及抄表策略權(quán)重，對三個抄表方式進(jìn)行排序，以便下次進(jìn)行再次抄表；

PLC為Power?Line?Communication的簡寫，表示電力線通信；

CCO為Central?Coordinator的簡寫，表示中央?yún)f(xié)調(diào)器。