一種無(wú)線路由方法和無(wú)線抄表系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于測(cè)量系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種無(wú)線路由方法和無(wú)線抄表系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，在水表、電表、天然氣表等智能集抄領(lǐng)域，自動(dòng)抄表系統(tǒng)大量采用有線抄表技術(shù)，包括:(1)利用電力載波技術(shù)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)抄表。這種技術(shù)抄表速度較慢，電力線易受雜波影響，抄表的成功率不高，適應(yīng)性較差，容易形成“通信孤島”，不能滿足抄表的實(shí)時(shí)性、可靠性等要求。(2 )基于RS232或RS485等技術(shù)構(gòu)建的有線通信網(wǎng)絡(luò)存在構(gòu)網(wǎng)復(fù)雜、難以部署、可維護(hù)性差等問(wèn)題。而無(wú)線局域網(wǎng)、個(gè)域網(wǎng)等通信技術(shù)，包括:WiF1、Zigbee、WirelessHart等，雖然設(shè)備與運(yùn)營(yíng)費(fèi)能滿足要求，且具有組網(wǎng)能力；但存在點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信距離近、為了實(shí)現(xiàn)組網(wǎng)而必需的中繼節(jié)點(diǎn)無(wú)法部署(通信節(jié)點(diǎn)只能部署在表計(jì)設(shè)備中)等問(wèn)題。無(wú)線射頻頻段在1GHz以下的短距離無(wú)線數(shù)傳模塊點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信距離遠(yuǎn)，且速率能滿足要求，但本身不具備組網(wǎng)能力，必須在控制該類模塊的嵌入式軟件中實(shí)現(xiàn)合適的路由組網(wǎng)協(xié)議。這是本發(fā)明將要解決的問(wèn)題。在集抄領(lǐng)域，表計(jì)設(shè)備的部署位置通常不是均勻分布或圓環(huán)狀分布的，很多情況下是“帶狀”分布的，這些特點(diǎn)對(duì)無(wú)線路由方式提出了特殊要求。
[0003]同時(shí)，該路由組網(wǎng)協(xié)議仍需要兼顧并兼容原有的各種有線通信網(wǎng)絡(luò)。而其中部分有線通信網(wǎng)絡(luò)(例如基于RS232或者RS485等構(gòu)建的網(wǎng)絡(luò))通常采用級(jí)聯(lián)方式，即下行命令數(shù)據(jù)是從中心節(jié)點(diǎn)一級(jí)一級(jí)向下傳遞的，而底層節(jié)點(diǎn)的上行響應(yīng)數(shù)據(jù)則按照相反的方向，一級(jí)一級(jí)向上傳遞。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種用于抄表系統(tǒng)的無(wú)線路由方法和無(wú)線抄表系統(tǒng)，本發(fā)明避免了現(xiàn)有有線抄表技術(shù)和無(wú)線局域網(wǎng)、個(gè)域網(wǎng)等通信技術(shù)存在的問(wèn)題，同時(shí)有效解決了 1GHz以下的短距離無(wú)線數(shù)傳模塊無(wú)法組網(wǎng)的技術(shù)問(wèn)題，還充分考慮了集抄領(lǐng)域表計(jì)設(shè)備部署時(shí)物理位置成“帶狀”分布的特點(diǎn)，以及兼容現(xiàn)有有線通信網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)交互特點(diǎn)。本發(fā)明的目的是以下述方式實(shí)現(xiàn)的:
一種無(wú)線路由方法，包括如下步驟:
步驟一:根節(jié)點(diǎn)根據(jù)當(dāng)前配置的分支節(jié)點(diǎn)數(shù)，逐個(gè)向分支節(jié)點(diǎn)發(fā)送請(qǐng)求數(shù)據(jù)包，并設(shè)置一無(wú)轉(zhuǎn)發(fā)超時(shí)時(shí)間間隔等待分支節(jié)點(diǎn)返回應(yīng)答數(shù)據(jù)包，如果在所述無(wú)轉(zhuǎn)發(fā)超時(shí)時(shí)間間隔內(nèi)，分支節(jié)點(diǎn)返回應(yīng)答數(shù)據(jù)包，則標(biāo)記為一次可達(dá)節(jié)點(diǎn)；
步驟二:根節(jié)點(diǎn)查找根節(jié)點(diǎn)尚未到達(dá)的分支節(jié)點(diǎn)，若尚未到達(dá)分支節(jié)點(diǎn)數(shù)為0，轉(zhuǎn)到步驟十一；若尚未到達(dá)分支節(jié)點(diǎn)數(shù)不為0，設(shè)置一次可達(dá)節(jié)點(diǎn)列表中第一個(gè)一次可達(dá)節(jié)點(diǎn)為一級(jí)轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)，轉(zhuǎn)到步驟三；
步驟三:根節(jié)點(diǎn)向第一個(gè)一次可達(dá)節(jié)點(diǎn)發(fā)送轉(zhuǎn)發(fā)請(qǐng)求數(shù)據(jù)包到所有尚未到達(dá)的分支節(jié)點(diǎn)，并設(shè)置一一次轉(zhuǎn)發(fā)超時(shí)時(shí)間間隔等待應(yīng)答；
步驟四:在所述一次轉(zhuǎn)發(fā)超時(shí)時(shí)間間隔內(nèi)，當(dāng)根節(jié)點(diǎn)收到第一個(gè)一次可達(dá)節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)發(fā)的分支節(jié)點(diǎn)的應(yīng)答數(shù)據(jù)包時(shí)，記錄該可達(dá)分支節(jié)點(diǎn)并將該一次可達(dá)節(jié)點(diǎn)的可達(dá)分支節(jié)點(diǎn)數(shù)加1;
步驟五:對(duì)其余的一次可達(dá)節(jié)點(diǎn)，依次執(zhí)行步驟三和四，若當(dāng)前一次可達(dá)節(jié)點(diǎn)的可達(dá)分支節(jié)點(diǎn)數(shù)大于當(dāng)前一級(jí)轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)的可達(dá)分支節(jié)點(diǎn)數(shù)，設(shè)置當(dāng)前一次可達(dá)節(jié)點(diǎn)為一級(jí)轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)，設(shè)置一級(jí)轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)可達(dá)的分支節(jié)點(diǎn)為二次可達(dá)節(jié)點(diǎn)；
步驟六:根節(jié)點(diǎn)查找根節(jié)點(diǎn)、一級(jí)轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)尚未到達(dá)的分支節(jié)點(diǎn)，若尚未到達(dá)分支節(jié)點(diǎn)數(shù)為0，轉(zhuǎn)到步驟十一；若尚未到達(dá)分支節(jié)點(diǎn)數(shù)不為0，設(shè)置二次可達(dá)節(jié)點(diǎn)列表中第一個(gè)二次可達(dá)節(jié)點(diǎn)為二級(jí)轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)，轉(zhuǎn)到步驟七；
步驟七:根節(jié)點(diǎn)通過(guò)一級(jí)轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)向第一個(gè)二次可達(dá)節(jié)點(diǎn)發(fā)送轉(zhuǎn)發(fā)請(qǐng)求數(shù)據(jù)包到所有尚未到達(dá)的分支節(jié)點(diǎn)，并設(shè)置一二次轉(zhuǎn)發(fā)超時(shí)時(shí)間間隔等待應(yīng)答；
步驟八:在所述二次轉(zhuǎn)發(fā)超時(shí)時(shí)間間隔內(nèi)，當(dāng)根節(jié)點(diǎn)收到第一個(gè)二次可達(dá)節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)發(fā)的分支節(jié)點(diǎn)的應(yīng)答數(shù)據(jù)包時(shí)，記錄該可達(dá)分支節(jié)點(diǎn)并將該二次可達(dá)節(jié)點(diǎn)的可達(dá)分支節(jié)點(diǎn)數(shù)加1;
步驟九:對(duì)其余的二次可達(dá)節(jié)點(diǎn)，依次執(zhí)行步驟七和八，若當(dāng)前二次可達(dá)節(jié)點(diǎn)的可達(dá)分支節(jié)點(diǎn)數(shù)大于當(dāng)前二級(jí)轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)的可達(dá)分支節(jié)點(diǎn)數(shù)，設(shè)置當(dāng)前二次可達(dá)節(jié)點(diǎn)為二級(jí)轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)，設(shè)置二級(jí)轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)可達(dá)的分支節(jié)點(diǎn)為三次可達(dá)節(jié)點(diǎn)；
步驟十:按照上述步驟依次執(zhí)行直至尚未到達(dá)分支節(jié)點(diǎn)數(shù)為0或轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)數(shù)到達(dá)最大轉(zhuǎn)發(fā)級(jí)數(shù)N ；
步驟十一:根節(jié)點(diǎn)設(shè)置當(dāng)前路由為最佳路由，記錄轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)數(shù)和尚未到達(dá)分支節(jié)點(diǎn)數(shù)。
[0005]根節(jié)點(diǎn)根據(jù)路由更新時(shí)間間隔，重復(fù)執(zhí)行步驟一至十，并按照下述方法判斷是否使用當(dāng)前路由更新最佳路由:
A)判斷先前路由的轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)數(shù)是否少于等于當(dāng)前路由的轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)數(shù)，若是，設(shè)置當(dāng)前路由為最佳路由，并更新轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)數(shù)和尚未到達(dá)分支節(jié)點(diǎn)數(shù)；若否，轉(zhuǎn)到步驟B);
B)嘗試使用先前最佳路由是否可以到達(dá)所有的節(jié)點(diǎn)，若是，不更新最佳路由；若否，設(shè)置當(dāng)前路由為最佳路由，并更新轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)數(shù)和尚未到達(dá)分支節(jié)點(diǎn)數(shù)。
[0006]當(dāng)根節(jié)點(diǎn)嘗試使用先前最佳路由是否可以到達(dá)所有的節(jié)點(diǎn)時(shí)，根節(jié)點(diǎn)向一次可達(dá)節(jié)點(diǎn)發(fā)送請(qǐng)求數(shù)據(jù)包，通過(guò)η級(jí)轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)向η+1次可達(dá)節(jié)點(diǎn)發(fā)送轉(zhuǎn)發(fā)請(qǐng)求數(shù)據(jù)包，通過(guò)根節(jié)點(diǎn)向不可達(dá)節(jié)點(diǎn)發(fā)送請(qǐng)求數(shù)據(jù)包，通過(guò)一級(jí)至η級(jí)轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)向不可達(dá)節(jié)點(diǎn)發(fā)送轉(zhuǎn)發(fā)請(qǐng)求數(shù)據(jù)包，并設(shè)置相應(yīng)的時(shí)間間隔等待應(yīng)答數(shù)據(jù)包，η為轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)數(shù)。
[0007]當(dāng)根節(jié)點(diǎn)在所述超時(shí)時(shí)間間隔內(nèi)，沒(méi)有收到尚未到達(dá)的分支節(jié)點(diǎn)的應(yīng)答數(shù)據(jù)包時(shí)，根節(jié)點(diǎn)向該分支節(jié)點(diǎn)再次嘗試發(fā)送。
[0008]優(yōu)選地，根節(jié)點(diǎn)向尚未到達(dá)的分支節(jié)點(diǎn)發(fā)送請(qǐng)求數(shù)據(jù)包的最大嘗試次數(shù)為3次。
[0009]當(dāng)轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)數(shù)η=0時(shí)，每個(gè)一次可達(dá)節(jié)點(diǎn)記錄根節(jié)點(diǎn)作為上級(jí)轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)；當(dāng)η>0時(shí)，每個(gè)η+1次可達(dá)節(jié)點(diǎn)記錄η級(jí)轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)作為上級(jí)轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)。
[0010]當(dāng)轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)數(shù)η=1時(shí)，每個(gè)一級(jí)轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)記錄二級(jí)可達(dá)節(jié)點(diǎn)列表，并記錄根節(jié)點(diǎn)作為上級(jí)轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)；當(dāng)11>1時(shí)，每個(gè)η級(jí)轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)記錄η+1級(jí)可達(dá)分支節(jié)點(diǎn)列表，并記錄η_1級(jí)轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)作為上級(jí)轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)。
[0011]優(yōu)選地，最大轉(zhuǎn)發(fā)級(jí)數(shù)N < 6。
[0012]—種采用上述的路由方法的無(wú)線抄表系統(tǒng)，包括抄表中心、根節(jié)點(diǎn)和分支節(jié)點(diǎn)，所述抄表中心和根節(jié)點(diǎn)間通過(guò)GPRS網(wǎng)絡(luò)通信，所述根節(jié)點(diǎn)和分支節(jié)點(diǎn)通過(guò)上述的路由方法建立最佳路由，所述抄表中心負(fù)責(zé)向根節(jié)點(diǎn)發(fā)出抄表指令，并接收并管理從根節(jié)點(diǎn)傳來(lái)的數(shù)據(jù)；所述根節(jié)點(diǎn)為設(shè)置在一定空間位置的數(shù)據(jù)集中器，負(fù)責(zé)接收抄表中心的抄表指令，通過(guò)最佳路由發(fā)送給各分支節(jié)點(diǎn)，接收各分支節(jié)點(diǎn)的表端數(shù)據(jù)并上傳給抄表中心；所述分支節(jié)點(diǎn)為設(shè)置數(shù)據(jù)采集模塊和無(wú)線通信模塊的電表端，所述分支節(jié)點(diǎn)負(fù)責(zé)接收抄表指令并向根節(jié)點(diǎn)上傳表端數(shù)據(jù)。
[0013]所述根節(jié)點(diǎn)和分支節(jié)點(diǎn)間通過(guò)無(wú)線射頻頻段在1GHz以下的短距離無(wú)線數(shù)傳模塊通信。
[0014]相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明的有益效果為:
本發(fā)明的方法和系統(tǒng)可用于電表、水表、氣表等多種住宅表的抄表操作。本發(fā)明提供了一種用于抄表系統(tǒng)的無(wú)線路由方法，可以迅速的建立多個(gè)電表與集中器的路由連接，而且，每個(gè)電表都可以維護(hù)針對(duì)集中器的上一跳轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)的上行路由，集中器維護(hù)針對(duì)所有分支節(jié)點(diǎn)的唯一的通路，應(yīng)用本發(fā)明無(wú)線路由方法的抄表系統(tǒng)，抄表速度快，抄表的成功率高，適應(yīng)性強(qiáng)，能夠滿足抄表的實(shí)時(shí)性等要求。
【附圖說(shuō)明】
[0015]圖1是本發(fā)明的各節(jié)點(diǎn)的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涫纠龍D。
[0016]圖2是根據(jù)本發(fā)明的無(wú)線路由方法得出的當(dāng)前最佳路由。
【具體實(shí)施方式】
[0017]本發(fā)明的各節(jié)點(diǎn)的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涫纠龍D如圖1所示，一種無(wú)線抄表系統(tǒng)，包括抄表中心、根節(jié)點(diǎn)和分支節(jié)點(diǎn)，所述抄表中心和根節(jié)點(diǎn)間通過(guò)GPRS網(wǎng)絡(luò)通信，所述根節(jié)點(diǎn)和分支節(jié)點(diǎn)通過(guò)上述路由方法建立最佳路由，所述抄表中心負(fù)責(zé)向根節(jié)點(diǎn)發(fā)出抄表指令，并接收并管理從根節(jié)點(diǎn)傳來(lái)的數(shù)據(jù)；所述根節(jié)點(diǎn)為設(shè)置在一定空間位置的數(shù)據(jù)集中器，負(fù)責(zé)接收抄表中心的抄表指令，通過(guò)最佳路由發(fā)送給各分支節(jié)點(diǎn)，接收各分支節(jié)點(diǎn)的表端數(shù)據(jù)并上傳給抄表中心；所述分支節(jié)點(diǎn)為設(shè)置數(shù)據(jù)采集模塊和無(wú)線通信模塊的電表端，所述分支節(jié)點(diǎn)負(fù)責(zé)接收抄表指令并向根節(jié)點(diǎn)上傳表端數(shù)據(jù)。
[0018]根節(jié)點(diǎn)和分支節(jié)點(diǎn)間通過(guò)無(wú)線射頻頻段在1GHz以下的短距離無(wú)線數(shù)傳模塊通
?目Ο
[0019]一種無(wú)線路由方法，包括如下步驟:
步驟一:根節(jié)點(diǎn)(節(jié)點(diǎn)0 )根據(jù)當(dāng)前配置的分支節(jié)點(diǎn)數(shù)(節(jié)點(diǎn)1至8 )，逐個(gè)向分支節(jié)點(diǎn)(節(jié)點(diǎn)1至8)發(fā)送請(qǐng)求數(shù)據(jù)包，并設(shè)置一無(wú)轉(zhuǎn)發(fā)超時(shí)時(shí)間間隔等待分支節(jié)點(diǎn)(節(jié)點(diǎn)1至8)返回應(yīng)答數(shù)據(jù)包，如果在所述無(wú)轉(zhuǎn)發(fā)超時(shí)時(shí)間間隔內(nèi)，分支節(jié)點(diǎn)返回應(yīng)答數(shù)據(jù)包，則標(biāo)記為一次可達(dá)節(jié)點(diǎn)(節(jié)點(diǎn)1、2、3為一次可達(dá)節(jié)點(diǎn))；
步驟二:根節(jié)點(diǎn)(節(jié)點(diǎn)0)查找根節(jié)點(diǎn)尚未到達(dá)的分支節(jié)點(diǎn)(節(jié)點(diǎn)4至8)，若尚未到達(dá)分支節(jié)點(diǎn)數(shù)為0，轉(zhuǎn)到步驟十一；若尚未到達(dá)分支節(jié)點(diǎn)數(shù)不為0，設(shè)置一次可達(dá)節(jié)點(diǎn)列表中第一個(gè)一次可達(dá)節(jié)點(diǎn)為一級(jí)轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)，轉(zhuǎn)到步驟三；
步驟三:根節(jié)點(diǎn)向第一個(gè)一次可達(dá)節(jié)點(diǎn)(節(jié)點(diǎn)1)發(fā)送轉(zhuǎn)發(fā)請(qǐng)求數(shù)據(jù)包到所有尚未到達(dá)的分支節(jié)點(diǎn)(節(jié)點(diǎn)4至8)，并設(shè)置一一次轉(zhuǎn)發(fā)超時(shí)時(shí)間間隔等待應(yīng)答； 步驟四:在所述一次轉(zhuǎn)發(fā)超時(shí)時(shí)間間隔內(nèi)，當(dāng)根節(jié)點(diǎn)收到第一個(gè)一次可達(dá)節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)發(fā)的分支節(jié)點(diǎn)的應(yīng)答數(shù)據(jù)包時(shí)，記錄該可達(dá)分支節(jié)點(diǎn)并將該一次可達(dá)節(jié)點(diǎn)的可達(dá)分支節(jié)點(diǎn)數(shù)加1 (節(jié)點(diǎn)1的可達(dá)分支節(jié)點(diǎn)數(shù)為0，可達(dá)分支節(jié)點(diǎn)列表為空)；
步驟五:對(duì)其余的一次可達(dá)節(jié)點(diǎn)，依次執(zhí)行步驟三和四，若當(dāng)前一次可達(dá)節(jié)點(diǎn)的可達(dá)分支節(jié)點(diǎn)數(shù)大于當(dāng)前一級(jí)轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)的可達(dá)分支節(jié)點(diǎn)數(shù)時(shí)，設(shè)置當(dāng)前一次可達(dá)節(jié)點(diǎn)為一級(jí)轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)，(節(jié)點(diǎn)2的可達(dá)分支節(jié)點(diǎn)數(shù)為2，節(jié)點(diǎn)3的可達(dá)分支節(jié)點(diǎn)數(shù)為1，因此設(shè)置節(jié)點(diǎn)2為最終一級(jí)轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn))，設(shè)置一級(jí)轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)可達(dá)的分支節(jié)點(diǎn)為二次可達(dá)節(jié)點(diǎn)(節(jié)點(diǎn)4和5);
步驟六:根節(jié)點(diǎn)(節(jié)點(diǎn)0)查找根節(jié)點(diǎn)、一級(jí)轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)尚未到達(dá)的分支節(jié)點(diǎn)(6至8)，若尚未到達(dá)分支節(jié)點(diǎn)數(shù)為0，轉(zhuǎn)到步驟十一；若尚未到達(dá)分支節(jié)點(diǎn)數(shù)不為0，設(shè)置二次可達(dá)節(jié)點(diǎn)列表中第一個(gè)二次可達(dá)節(jié)點(diǎn)為二級(jí)轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)，轉(zhuǎn)到步驟七；
步驟七:根節(jié)點(diǎn)通過(guò)一級(jí)轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)向第一個(gè)二次可達(dá)節(jié)點(diǎn)(節(jié)點(diǎn)4)發(fā)送轉(zhuǎn)發(fā)請(qǐng)求數(shù)據(jù)包到所有尚未到達(dá)的分支節(jié)點(diǎn)(節(jié)點(diǎn)6至8)，并設(shè)置一二次轉(zhuǎn)發(fā)超時(shí)時(shí)間間隔等待應(yīng)答；步驟八:在所述二次轉(zhuǎn)發(fā)超時(shí)時(shí)間間隔內(nèi)，當(dāng)根節(jié)點(diǎn)收到第一個(gè)二次可達(dá)節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)發(fā)的分支節(jié)點(diǎn)的應(yīng)答