本發(fā)明屬于低壓電力線擴頻載波通信技術領域，尤其涉及一種基于數據統(tǒng)計的電力線載波網絡抄表方法。

背景技術：

近年來，低壓電力線擴頻載波通信由于具有投資少、見效快、與電網建設同步等優(yōu)點，已在智能電表抄表領域大量應用，但采用電力線載波通信抄表還存在以下問題：

1、電網內所接入的用電設備的使用情況會影響電網阻抗，從而影響點對點通信距離，不同用電環(huán)境下載波點對點通信距離存在較大偏差；

2、目前的電力線載波抄表網絡中，由載波路由模塊(主節(jié)點)負責從節(jié)點路由的通信資源的分配和管理，從節(jié)點不計算路由路徑，只負責接收和轉發(fā)抄表通信報文，通信方式單一；

3、電力線擴頻載波通信速率較低，通過路徑嘗試組建電力線載波抄表路由網絡需要花費很大的時間代價。

基于以上因素，電力線載波抄表網絡是一種時變的、當環(huán)境變化時難以及時調整的網絡，環(huán)境的變化會影響整個網絡的抄表成功率，而重新適應的時間周期會很長，對于從節(jié)點數量比較大的電力線載波抄表網絡尤其如此。

圖1和圖2所示為環(huán)境良好以及環(huán)境惡劣時的路由網絡的示意圖，下面以從節(jié)點1、2、3為例對網絡通信情況進行說明。環(huán)境良好時，從節(jié)點1、2、3都能與主節(jié)點(路由模塊)直接通信，其中，從節(jié)點3最靠近直抄圈，通過其作為中繼節(jié)點，可以有效的抄回數量最多的需要一級中繼的從節(jié)點，從節(jié)點2次之，從節(jié)點1再次之；但是當環(huán)境惡劣時，從節(jié)點3可能無法與路由模塊直接通信，以其作為中繼節(jié)點的一級中繼從節(jié)點也因此而無法抄讀回來，由于從節(jié)點3及以從節(jié)點3為中繼的一級中繼從節(jié)點無法按原有路徑與主節(jié)點通信，網絡部分節(jié)點的路徑失效，需要重新尋找新的中繼路徑，花費很大的時間代價，從而導致電力線載波抄表網絡的抄表成功率隨環(huán)境變化產生較大的波動。

從節(jié)點1最靠近主節(jié)點，其與路由模塊直接通信的成功率和RSSI值都是最佳的，受環(huán)境變動的影響也最小，因此與主節(jié)點的通信成功率是從節(jié)點1最優(yōu)，從節(jié)點2次之，從節(jié)點3再次之。如果以最靠近主節(jié)點的從節(jié)點1作為中繼節(jié)點，由于其與直抄圈距離較遠，只能中繼抄讀回來一小部分緊挨著直抄圈的一級中繼從節(jié)點，甚至一個從節(jié)點也無法中繼抄讀回來，如果以其作為中繼節(jié)點去探索中繼路徑，可能會損失大量時間，從而影響電力線載波網絡的組建和維系效率。

技術實現要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種可提高抄表穩(wěn)定性和網絡自修復速度的電力線載波網絡抄表方法。

為了實現上述目的，本發(fā)明采取如下的技術解決方案：

電力線載波網絡抄表方法，包括以下步驟：

S100、主節(jié)點與所有從節(jié)點直接通信K次，記錄每個與主節(jié)點直接通信成功的從節(jié)點的RSSI值以及該從節(jié)點與主節(jié)點的通信成功次數，并根據通信成功次數計算出每個通信成功的從節(jié)點的抄表成功率，對各直接通信成功的從節(jié)點的RSSI值及抄表成功率進行加權平均計算，依據計算出來的加權平均值將各直抄從節(jié)點進行分級，并更新RANK[LEVEL_0]＝[r₁,…,r_m,…,r_M]至RANK表，m＝1,…,M；

從RANK表中選取加權平均值等級較高的從節(jié)點作為N級中繼節(jié)點，執(zhí)行下一步，此時N＝1；

S200、N級中繼節(jié)點與所有未與N-1級中繼節(jié)點成功通信的從節(jié)點進行N級中繼通信，記錄每個中繼通信成功的從節(jié)點的RSSI值及該從節(jié)點與N級中繼節(jié)點的通信成功次數，并根據通信成功次數計算出每個通信成功的從節(jié)點的抄表成功率，同時記錄每個中繼通信成功的從節(jié)點作為中繼節(jié)點探索未知路徑上從節(jié)點的中繼成功率，對各通信成功的從節(jié)點的RSSI值、抄表成功率及中繼成功率進行加權平均計算并分級，更新RANK[LEVEL_N]＝[r₁,…,r_m,…,r_M]至RANK表，執(zhí)行下一步；

S300、判斷是否N＞7或者所有從節(jié)點是否都已經納入電力線載波抄表網絡，只要滿足以上任意一個條件，則結束；否則令N＝N+1，從RANK表中選取等級較高的從節(jié)點作為N級中繼節(jié)點，返回步驟S200，繼續(xù)組網抄表。

進一步的，當N-1＝0時N-1級中繼節(jié)點為路由模塊。

進一步的，所述步驟S100中RSSI值和抄表成功率的權重分別為50％、50％。

進一步的，所述步驟S200中中繼成功率、RSSI值及抄表成功率的權重分別為50％、25％、25％。

進一步的，所述步驟S100中選取加權平均值等級為1、2、3級的從節(jié)點作為N級中繼節(jié)點。

進一步的，所述步驟S300中選取加權平均值等級為1、2、3級的從節(jié)點作為N級中繼節(jié)點。

由以上技術方案可知，本發(fā)明的抄表方法通過數據統(tǒng)計，在主節(jié)點尋找中繼路徑抄表時，充分考慮了各從節(jié)點的RSSI值、歷史抄表成功率、歷史中繼成功率，并通過加權平均計算，使得最合適的路由中繼節(jié)點總會被最優(yōu)先的選取，既充分考慮了電力線復雜多變的特點，使得路由模塊組建的電力線載波抄表網絡具有很強的適應性，也充分考慮了過往數據，使得路由模塊運行性能會隨著運行時間的增加而變得越來越優(yōu)異，具有優(yōu)異的學習能力。本發(fā)明的抄表方法解決了目前電力線窄帶載波路由因通信速率慢、只支持點對點主從式通信、易受電網用電設備干擾等缺陷導致的電力線載波網絡穩(wěn)定性差的問題。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實施例，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖做簡單介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為環(huán)境良好時路由網絡的示意圖；

圖2為環(huán)境惡劣時路由網絡的示意圖；

圖3為本發(fā)明方法的流程圖。

具體實施方式

為了讓本發(fā)明的上述和其它目的、特征及優(yōu)點能更明顯，下文特舉本發(fā)明實施例，并配合所附圖示，做詳細說明如下。

本發(fā)明方法的基本思路是：在電力線擴頻載波路由運行的過程中，在選擇中繼節(jié)點時，綜合各從節(jié)點的RSSI值、抄表成功率和中繼成功率這三個因素，通過數據統(tǒng)計出優(yōu)先考慮的中繼節(jié)點，既兼顧到鏈路的穩(wěn)定性，又兼顧到未知路徑探索的效率，從而提高電力線載波抄表網絡的穩(wěn)定性。

以上是本發(fā)明的核心思想，下面將結合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。

在下面的描述中闡述了很多具體細節(jié)以便于充分理解本發(fā)明，但是本發(fā)明還可以采用其它不同于在此描述的其它方式來實施，本領域技術人員可以在不違背本發(fā)明內涵的情況下做類似推廣，因此本發(fā)明不受下面公開的具體實施例的限制。

圖3為本發(fā)明方法的流程圖，下面結合流程圖對本發(fā)明方法進行詳細說明。如圖3所示，本發(fā)明抄表方法的步驟如下：

S100、主節(jié)點與所有從節(jié)點直接通信K次(K可為任意整數)，記錄每個與主節(jié)點直接通信成功的從節(jié)點的RSSI值以及該從節(jié)點與主節(jié)點的通信成功次數(即抄表成功次數)，并根據通信成功次數計算出每個通信成功的從節(jié)點的抄表成功率，對各直接通信成功的從節(jié)點(直抄從節(jié)點)的RSSI值及抄表成功率進行加權平均計算，將各直抄從節(jié)點依據計算出來的加權平均值進行分級，更新RANK[LEVEL_0]＝[r₁,…,r_m,…,r_M]至RANK表，m＝1,…,M，M可為任意整數，本實施例的M＝5，1級為加權平均值最高的級別，5級為加權平均值最低的級別，將節(jié)點進行分級時分為幾級以及每個級別的加權平均值的范圍可根據網絡情況及節(jié)點數量進行調整，步驟S100的RSSI值和抄表成功率的權重分別為50％、50％；本發(fā)明的RSSI值是指從節(jié)點作為目的節(jié)點時的接收信號強度值，加權平均計算時從節(jié)點的RSSI值可為多次通信的平均值；

從RANK表的RANK[LEVEL_N-1]中選取加權平均值等級較高的從節(jié)點作為N級中繼節(jié)點，執(zhí)行下一步，此時N＝1；例如可選取加權平均值等級為1、2、3級的從節(jié)點作為N級中繼節(jié)點，從1級的從節(jié)點開始優(yōu)先嘗試；

S200、N級中繼節(jié)點與所有未與N-1級中繼節(jié)點成功通信的從節(jié)點進行K次N級中繼通信，記錄每個中繼通信成功的從節(jié)點的RSSI值以及該從節(jié)點與N級中繼節(jié)點的通信成功次數，并根據通信成功次數計算出每個通信成功的從節(jié)點的抄表成功率，同時記錄每個中繼通信成功的從節(jié)點作為中繼節(jié)點探索未知路徑上從節(jié)點的中繼成功率，對各通信成功的從節(jié)點的RSSI值、抄表成功率及中繼成功率進行加權平均計算并分級，更新RANK[LEVEL_N]＝[r₁,…,r_m,…,r_M]至RANK表，執(zhí)行下一步；當N-1＝0時，所述N-1級中繼節(jié)點為路由模塊；

例如，當N＝1執(zhí)行步驟S200時，選取步驟S100得到的RANK[LEVEL_0]表中加權平均值等級為1、2、3級的從節(jié)點作為1級中繼節(jié)點，從加權平均值等級為1的從節(jié)點開始優(yōu)先嘗試，1級中繼節(jié)點與所有未和路由模塊直接通信成功的從節(jié)點進行1級中繼通信，記錄下每個與1級中繼節(jié)點通信成功的從節(jié)點作為目的節(jié)點時的RSSI值以及與1級中繼節(jié)點通信成功的次數，計算出抄表成功率，同時以1級中繼通信成功的從節(jié)點作為中繼節(jié)點對未知路徑上的從節(jié)點進行探測，記錄從節(jié)點的中繼成功率，將1級中繼通信成功的從節(jié)點的中繼成功率、RSSI值及抄表成功率進行加權平均計算，并分級，更新RANK[LEVEL_1]＝[r₁,…,r_m,…,r_M]至RANK表，加權平均計算時，中繼成功率、RSSI值及抄表成功率的權重分別為50％、25％、25％；

當N＝2執(zhí)行步驟S200時，從RANK[LEVEL_1]表中選取加權平均值等級為1、2、3級的從節(jié)點作為2級中繼節(jié)點，同樣從等級為1的從節(jié)點開始優(yōu)先嘗試，2級中繼節(jié)點與所有未和1級中繼節(jié)點直接通信成功的從節(jié)點進行2級中繼通信，記錄下每個與2級中繼節(jié)點通信成功的從節(jié)點作為目的節(jié)點時的RSSI值以及與2級中繼節(jié)點通信成功的次數，計算出抄表成功率，同時以2級中繼通信成功的從節(jié)點作為中繼節(jié)點對未知路徑上的從節(jié)點進行探測，記錄從節(jié)點的中繼成功率，將2級中繼通信成功的從節(jié)點的中繼成功率、RSSI值及抄表成功率同樣按50％、25％、25％的權重進行加權平均計算，并分級，更新RANK[LEVEL_2]＝[r₁,…,r_m,…,r_M]至RANK表，以此類推；

S300、判斷是否N＞7或者所有從節(jié)點是否都已經納入電力線載波抄表網絡，只要滿足以上任意一個條件，則結束；否則令N＝N+1，從RANK表的RANK[LEVEL_N-1]中選取等級較高的從節(jié)點作為N級中繼節(jié)點，返回步驟S200，繼續(xù)組網抄表。

本發(fā)明綜合考慮節(jié)點的歷史通信成功率、中繼通信成功率和節(jié)點的RSSI值，對中繼從節(jié)點的選擇更合理，避開了臨界范圍段內的不穩(wěn)定從節(jié)點，使得電力線載波抄表網絡的路由構建更加合理。而且，隨著運行過程的持續(xù)增長，路由模塊對電力線載波環(huán)境的變化的適應能力會得到持續(xù)增強，從而達到提高電力線載波網絡的抄表穩(wěn)定性、網絡故障修復及時性和網絡抄表成功率的目的，同時對于電力線載波抄表網絡的組建與維護也會顯著的縮小耗時，對于從節(jié)點數量較大的網絡尤其明顯。

對所公開的實施例的上述說明，使本領域專業(yè)技術人員能夠實現或使用本發(fā)明。對這些實施例的多種修改對本領域的專業(yè)技術人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本發(fā)明的精神或范圍的情況下，在其它實施例中實現。因此，本發(fā)明將不會被限制于本文所示的實施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點相一致的最寬范圍。