本發(fā)明涉及電力載波自動(dòng)抄表技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種電力載波網(wǎng)絡(luò)的路由協(xié)議。

背景技術(shù)：

電力載波通信具有噪聲干擾強(qiáng)且具有時(shí)變性、信號(hào)衰減大、信道容量小等固有特點(diǎn)，其在具體應(yīng)用中還存在很多不足；而在低壓配電網(wǎng)中，除了具有上述載波通信固有特點(diǎn)外，其還具有物理拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)未知的特點(diǎn)。因而，為了提高電力線通信可靠性，一方面可以從物理層的信道估計(jì)與選擇、信道編碼、濾波設(shè)計(jì)、功率分配、調(diào)制/解調(diào)方式等方面來(lái)考慮之外，另一方面也可以從電力線通信的組網(wǎng)方式、網(wǎng)絡(luò)模型等角度來(lái)考慮，提高網(wǎng)絡(luò)通信效率，抗干擾能力和可靠性，這樣才能適應(yīng)在相對(duì)惡劣的環(huán)境中進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。

目前經(jīng)典的路由協(xié)議是輪詢(xún)和鄰居節(jié)點(diǎn)中繼輪詢(xún)（nrp），這兩種協(xié)議無(wú)法很好的解決plc網(wǎng)絡(luò)中寂靜節(jié)點(diǎn)的問(wèn)題，在大規(guī)模網(wǎng)絡(luò)和高通信可靠性要求的應(yīng)用中，效果不理想。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種能夠提高電力載波網(wǎng)絡(luò)的有效帶寬、降低通信延遲的電力載波網(wǎng)絡(luò)的路由協(xié)議。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用了以下技術(shù)方案：一種電力載波網(wǎng)絡(luò)的路由協(xié)議，該協(xié)議采用可達(dá)性網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?，所述可達(dá)性網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浒ㄈ龑幼泳W(wǎng)絡(luò)，分別為第一層子網(wǎng)絡(luò)level1，第二層子網(wǎng)絡(luò)level2和第三層子網(wǎng)絡(luò)level3，每一層子網(wǎng)絡(luò)中均包含多個(gè)相互之間直接通訊的電表，電表采集器dc與第一層子網(wǎng)絡(luò)level1中的第一通訊電表雙向通訊，所述第一通訊電表與第二層子網(wǎng)絡(luò)level2中的第二通訊電表雙向通訊，所述第二通訊電表與第三層子網(wǎng)絡(luò)level3中的第三通訊電表雙向通訊。

所述協(xié)議的報(bào)文包括原地址、目標(biāo)地址、請(qǐng)求標(biāo)志和數(shù)據(jù)。

所述協(xié)議包括兩種幀：請(qǐng)求幀和數(shù)據(jù)幀，電表采集器dc通過(guò)發(fā)送請(qǐng)求幀，通知電表將計(jì)量數(shù)據(jù)上送給電表采集器dc；電表收到請(qǐng)求幀后，發(fā)送數(shù)據(jù)幀給電表采集器dc，并且將請(qǐng)求幀再次廣播。

所述廣播出去的幀稱(chēng)為廣播幀，廣播幀中包括相對(duì)于廣播源的轉(zhuǎn)發(fā)次數(shù)即hoplevel，在hoplevel大于4的時(shí)候，停止廣播；在初始時(shí)，所有電表的hoplevel都標(biāo)記為4；當(dāng)轉(zhuǎn)發(fā)廣播幀時(shí)，將請(qǐng)求標(biāo)志的hoplevel加1后轉(zhuǎn)發(fā)，并且將電表的hoplevel標(biāo)記為此幀的hoplevel；當(dāng)電表的hoplevel等于幀的hoplevel時(shí)，停止轉(zhuǎn)發(fā)；當(dāng)電表的hoplevel小于幀的hoplevel時(shí)，轉(zhuǎn)發(fā)；當(dāng)電表的hopleve大于幀的hoplevel時(shí)，將請(qǐng)求標(biāo)志的hoplevel加1，并且將電表的hoplevel標(biāo)記為此幀的hoplevel，然后追加電表數(shù)據(jù)，轉(zhuǎn)發(fā)。

由上述技術(shù)方案可知，在本協(xié)議下，包括“數(shù)據(jù)”幀和“請(qǐng)求”幀兩種報(bào)文，電表在向電表采集器dc返回計(jì)量數(shù)據(jù)的同時(shí)，再次將廣播幀向鄰近的節(jié)點(diǎn)廣播出去；根據(jù)數(shù)據(jù)的可達(dá)性，建立了與實(shí)際網(wǎng)絡(luò)拓?fù)錈o(wú)關(guān)的可達(dá)性網(wǎng)絡(luò)模型，因此，本發(fā)明可以應(yīng)用于拓?fù)湮粗木W(wǎng)絡(luò)。在干擾較大的環(huán)境中，大于60臺(tái)電表的網(wǎng)絡(luò)里，本協(xié)議可以有效利用75%的帶寬，比起電力載波nrp協(xié)議，本發(fā)明大大降低了數(shù)據(jù)采集的延遲。

附圖說(shuō)明

圖1是廣播幀結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是可達(dá)性網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)示意圖；

圖3、圖4均是本協(xié)議的廣播路由示意圖。

具體實(shí)施方式

如圖2所示，一種電力載波網(wǎng)絡(luò)的路由協(xié)議，該協(xié)議采用可達(dá)性網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?，所述可達(dá)性網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浒ㄈ龑幼泳W(wǎng)絡(luò)，分別為第一層子網(wǎng)絡(luò)level1，第二層子網(wǎng)絡(luò)level2和第三層子網(wǎng)絡(luò)level3，每一層子網(wǎng)絡(luò)中均包含多個(gè)相互之間直接通訊的電表，電表采集器dc與第一層子網(wǎng)絡(luò)level1中的第一通訊電表雙向通訊，所述第一通訊電表與第二層子網(wǎng)絡(luò)level2中的第二通訊電表雙向通訊，所述第二通訊電表與第三層子網(wǎng)絡(luò)level3中的第三通訊電表雙向通訊。電表采集器dc如圖2中所示的dataconcentrator。

所述協(xié)議的報(bào)文包括原地址、目標(biāo)地址、請(qǐng)求標(biāo)志和數(shù)據(jù)。

如圖1所示，所述協(xié)議包括兩種幀：請(qǐng)求幀和數(shù)據(jù)幀，電表采集器dc通過(guò)發(fā)送請(qǐng)求幀，通知電表將計(jì)量數(shù)據(jù)上送給電表采集器dc；電表收到請(qǐng)求幀后，發(fā)送數(shù)據(jù)幀給電表采集器dc，并且將請(qǐng)求幀再次廣播。

如圖4所示，所述廣播出去的幀稱(chēng)為廣播幀，廣播幀中包括相對(duì)于廣播源的轉(zhuǎn)發(fā)次數(shù)即hoplevel，在hoplevel大于4的時(shí)候，停止廣播；在初始時(shí)，所有電表的hoplevel都標(biāo)記為4；當(dāng)轉(zhuǎn)發(fā)廣播幀時(shí)，將請(qǐng)求標(biāo)志的hoplevel加1后轉(zhuǎn)發(fā)，并且將電表的hoplevel標(biāo)記為此幀的hoplevel；當(dāng)電表的hoplevel等于幀的hoplevel時(shí)，停止轉(zhuǎn)發(fā)；當(dāng)電表的hoplevel小于幀的hoplevel時(shí)，轉(zhuǎn)發(fā)；當(dāng)電表的hopleve大于幀的hoplevel時(shí)，將請(qǐng)求標(biāo)志的hoplevel加1，并且將電表的hoplevel標(biāo)記為此幀的hoplevel，然后追加電表數(shù)據(jù)，轉(zhuǎn)發(fā)。

以下結(jié)合圖1至4對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說(shuō)明。

在新一輪計(jì)量數(shù)據(jù)收集初始時(shí)，所有電表的跳躍數(shù)hopnumber都標(biāo)記為4；

hop1可以達(dá)到level1中的“好的”電表，hop2可以到達(dá)level1中“壞的”電表，以及l(fā)evel2中“好的”電表，hop3可以到達(dá)level3中“好的”電表以及l(fā)evel2中“壞的”電表，hop4可以到達(dá)level3中“壞的”電表；在這里，所述“好的”是指第一通訊電表，或第二通訊電表，或第三通訊電表；所述“壞的”是指除第一通訊電表之外的電表，或除第二通訊電表之外的電表，或除第三通訊電表之外的電表；

當(dāng)電表采集器dc開(kāi)始計(jì)量數(shù)據(jù)收集時(shí)，電表采集器dc廣播帶有請(qǐng)求標(biāo)志為0的請(qǐng)求幀；由于信號(hào)衰減，該請(qǐng)求幀僅僅被level1中靠近電表采集器dc的“好的”的電表收到，這些電表被標(biāo)記為h1；

當(dāng)h1電表收到請(qǐng)求幀時(shí)，發(fā)現(xiàn)源地址為dc，h1電表將計(jì)量數(shù)據(jù)插入到地址域中，修改源地址為電表地址，將請(qǐng)求標(biāo)志加1，然后重新廣播，然后將本機(jī)的hopnumber設(shè)為1；

h1發(fā)送的廣播幀會(huì)被電表采集器dc、level1中的所有電表、level2中好的電表收到；

當(dāng)level1中其他h1收到來(lái)源于h1的廣播幀時(shí)，直接丟棄，即當(dāng)電表的hopnumber等于請(qǐng)求標(biāo)志的hoplevel時(shí)，丟棄該幀；

當(dāng)h1的廣播幀被h2電表收到時(shí)，因?yàn)閔2的hopnumber大于廣播幀中請(qǐng)求標(biāo)志的hoplevel，所以該幀被h2電表處理，即添加計(jì)量數(shù)據(jù)，更改源地址和目的地址，將請(qǐng)求標(biāo)志中的hoplevel加1，重新廣播；

當(dāng)h1收到h2的廣播幀時(shí)，由于廣播幀中的hoplevel大于h1的hopnumber，所以不做處理，直接廣播；

當(dāng)h3收到h2的廣播幀時(shí)，因?yàn)閔3的hopnumber（4）大于廣播幀中期請(qǐng)求標(biāo)志的hoplevel，所以該幀被h3電表處理，即添加數(shù)據(jù)，更改源地址和目的地址，將請(qǐng)求標(biāo)志中的hoplevel加1，重新廣播；

當(dāng)其他h3收到該廣播幀時(shí)，由于廣播幀中的hoplevel等于hopnumber，直接丟棄；

當(dāng)h4收到該廣播幀時(shí)，由于h4的hopnumber（4）大于廣播幀中請(qǐng)求標(biāo)志的hoplevel（3），所以該幀被處理，即添加計(jì)量數(shù)據(jù)，更改源地址和目的地址，將請(qǐng)求標(biāo)志加1，然后重新廣播，將本機(jī)的hopnumber設(shè)置為3。

本發(fā)明適用于復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的低壓電力線路載波通信，該協(xié)議與載波偵聽(tīng)多路訪問(wèn)（csma/ca）的數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議，寬帶或者窄帶載波的物理層協(xié)議，一起組成的協(xié)議棧適用于300至600個(gè)終端的電力線路網(wǎng)絡(luò)。

該協(xié)議的適用場(chǎng)景包括1個(gè)或多個(gè)電表采集器dc和多個(gè)電力終端，比如電表。單個(gè)電表采集器dc可以和多個(gè)電力終端組成子網(wǎng)絡(luò)，各個(gè)子網(wǎng)絡(luò)之間可以使用同樣的電力載波通訊或者其他通訊方式。

當(dāng)一個(gè)抄表周期開(kāi)始時(shí)，首先由電表采集器dc發(fā)出抄表初始化的廣播幀，各個(gè)電力終端，收到初試化廣播幀后，將本節(jié)點(diǎn)的hopnumber設(shè)置為4，初試化廣播幀的轉(zhuǎn)發(fā)或者丟棄的判斷條件和后續(xù)的數(shù)據(jù)廣播幀相同。在轉(zhuǎn)發(fā)時(shí)，修改請(qǐng)求標(biāo)志，源地址和目的地址，并不修改數(shù)據(jù)域。

然后按照?qǐng)D4的轉(zhuǎn)發(fā)廣播判斷條件，開(kāi)始廣播抄表報(bào)文。