本發(fā)明涉及通信技術領域，尤其涉及一種電力線通信的組網(wǎng)方法及裝置。

背景技術：

高級量測系統(tǒng)(Advanced Metering Infrastructure，AMI)是一個用來測量、收集、儲存、分析、運行和傳送用戶用電數(shù)據(jù)、電價信息和系統(tǒng)運行狀況的完整網(wǎng)絡和系統(tǒng)，主要由智能電表、集中器和用電信息采集主站系統(tǒng)構成。AMI測量參數(shù)可通過智能電表和集中器獲取，包括電壓、電流、功率、相位、需量等測量參數(shù)。圖1示出當前國內(nèi)AMI系統(tǒng)結構示意圖。如圖1所示，集中器一般安裝于小區(qū)配電室，上行與用電信息采集主站通過GPRS或光纖通信，下行與各智能電表普遍采用電力線通信，同時具有電力參數(shù)采集功能。智能電表安裝于小區(qū)各樓宇單元或用戶附近位置，通過電力線與集中器通信，同時實現(xiàn)用戶電壓、電流、功率、電能等參數(shù)采集功能。集中器和智能電表均內(nèi)置了載波模塊，且其結構、功能、性能和接口均按照相關標準進行設計。

電力線載波是當前集中器和智能電表之間通信的主要通信方式，當前的電力線通信組網(wǎng)普遍采用通信成功、信噪比、誤碼率等指標來選擇和優(yōu)化路徑，如Prime標準、G3標準等。

但是，基于此，由于通信成功率、信噪比、誤碼率等指標僅能定性判定路徑是否可用，不能量化判定通信節(jié)點之間信號強弱和相對距離，從而導致路徑選擇困難，耗時長且路徑難以優(yōu)化。

公開于該背景技術部分的信息僅僅旨在增加對本發(fā)明的總體背景的理解，而不應當被視為承認或以任何形式暗示該信息構成已為本領域一般技術人員所公知的現(xiàn)有技術。

技術實現(xiàn)要素：

技術問題

有鑒于此，本發(fā)明要解決的技術問題是，如何提供一種電力線通信的組網(wǎng)方法及裝置，以解決現(xiàn)有的通信參數(shù)不能量化判定通信節(jié)點之間信號強弱和相對距離，從而導致路徑選擇困難，耗時長且路徑難以優(yōu)化的問題。

解決方案

為解決以上技術問題，本發(fā)明提供一種電力線的通信組網(wǎng)方法，包括：根據(jù)預設時間，獲取支路上的兩個通信節(jié)點的電參數(shù)，其中所述通信節(jié)點包括智能電表或集中器；根據(jù)所述兩個通信節(jié)點的電參數(shù)計算所述通信節(jié)點的組網(wǎng)參數(shù)，其中，所述組網(wǎng)參數(shù)用于指示所述兩個通信節(jié)點之間的距離；根據(jù)所述組網(wǎng)參數(shù)，進行組網(wǎng)。

在一種可能的實現(xiàn)方式中，所述根據(jù)預設時間，獲取支路上的兩個通信節(jié)點的電參數(shù)之前，還包括：將所述預設時間發(fā)送給所述通信節(jié)點。

在一種可能的實現(xiàn)方式中，所述兩個通信節(jié)點中的一個為集中器，所述兩個通信節(jié)點中的另一個為智能電表；所述根據(jù)所述兩個通信節(jié)點的電參數(shù)計算所述通信節(jié)點的組網(wǎng)參數(shù)，包括：根據(jù)所述智能電表在所述預設時間的電壓值以及所述集中器在所述預設時間的電壓值，計算所述智能電表的載波信號強度En。

在一種可能的實現(xiàn)方式中，所述根據(jù)所述智能電表在所述預設時間的電壓值以及所述集中器在所述預設時間的電壓值，計算所述智能電表的載波信號強度En包括：通過公式一計算所述智能電表的載波信號強度En，所述公式一為：

其中，n＝N0,N1,N2,…Nn；U_N0為集中器在所述預設時間的電壓值，U_n為所述通信節(jié)點在所述預設時間的電壓值，K為轉(zhuǎn)換系數(shù)。

在一種可能的實現(xiàn)方式中，所述兩個通信節(jié)點為相鄰的兩個通信節(jié)點，所述通信節(jié)點的組網(wǎng)參數(shù)包括：相鄰的所述兩個通信節(jié)點之間的距離Ln；所述根據(jù)所述兩個通信節(jié)點的電參數(shù)計算所述通信節(jié)點的組網(wǎng)參數(shù)，包括：根據(jù)所述第n個通信節(jié)點在所述預設時間的電壓值、第n-1個通信節(jié)點在所述預設時間的電壓值、第n個通信節(jié)點在所述預設時間的電流值、導線橫截面積以及導線電阻率計算所述第n個通信節(jié)點與第n-1個通信節(jié)點之間的距離Ln。

在一種可能的實現(xiàn)方式中，根據(jù)所述第n個通信節(jié)點在所述預設時間的電壓值、第n-1個通信節(jié)點在所述預設時間的電壓值、第n個通信節(jié)點在所述預設時間的電流值、導線橫截面積以及導線電阻率計算所述第n個通信節(jié)點與第n-1個通信節(jié)點之間的距離Ln包括：

根據(jù)公式二計算所述第n個通信節(jié)點與第n-1個通信節(jié)點之間的距離Ln，所述公式二為：

其中，n＝N0,N1,N2,…Nn-1；Ln為第n個通信節(jié)點與第n-1個通信節(jié)點之間的距離，U_n-1為第n-1個通信節(jié)點在預設時間的電壓值，U_n為第n個通信節(jié)點在預設時間的電壓值，為第k個通信節(jié)點在預設時間的電流值，S為導線橫截面積，ρ為導線電阻率。

在一種可能的實現(xiàn)方式中，所述根據(jù)所述組網(wǎng)參數(shù)，進行組網(wǎng)包括：當組網(wǎng)方式為動態(tài)組網(wǎng)時，根據(jù)所述第n個通信節(jié)點的載波信號強度En計算所述第n個通信節(jié)點的退避時間；根據(jù)所述退避時間進行組網(wǎng)。

在一種可能的實現(xiàn)方式中，所述根據(jù)所述第n個通信節(jié)點的載波信號強度En計算所述第n個通信節(jié)點的退避時間包括：根據(jù)公式三計算所述退避時間，所述公式三為：

Tmean＝T1+rand(1/(K1*En))*T2；

其中，Tmean為退避時間，T1是發(fā)送數(shù)據(jù)包后的固定延遲傳輸間隔；T2是沖突檢測最小區(qū)間的長度，En是通信節(jié)點的載波信號強度，K1是第一修正值。

在一種可能的實現(xiàn)方式中，所述根據(jù)所述組網(wǎng)參數(shù)，進行組網(wǎng)包括：當組網(wǎng)方式為動態(tài)組網(wǎng)時，根據(jù)所述第n個通信節(jié)點與第n-1個通信節(jié)點之間的距離Ln計算所述第n個通信節(jié)點的退避時間；根據(jù)所述退避時間進行組網(wǎng)。

在一種可能的實現(xiàn)方式中，所述根據(jù)所述第n個通信節(jié)點與第n-1個通信節(jié)點之間的距離Ln計算所述第n個通信節(jié)點的退避時間包括：根據(jù)公式四計算所述退避時間，所述公式四為：

Tmean＝T1+rand(1/(K2*Ln))*T2；

其中，Tmean為退避時間，T1是發(fā)送數(shù)據(jù)包后的固定延遲傳輸間隔；T2是沖突檢測最小區(qū)間的長度，Ln是第n個通信節(jié)點與第n-1個通信節(jié)點之間的距離，K2是第二修正值。

為解決以上技術問題，本發(fā)明還提供一種電力線通信的組網(wǎng)裝置，包括：獲取模塊，用于根據(jù)預設時間，獲取支路上的兩個通信節(jié)點的電參數(shù)，其中所述通信節(jié)點包括智能電表或集中器；計算模塊，用于根據(jù)所述兩個通信節(jié)點的電參數(shù)計算所述通信節(jié)點的組網(wǎng)參數(shù)，其中，所述組網(wǎng)參數(shù)用于指示所述兩個通信節(jié)點之間的距離；組網(wǎng)模塊，用于根據(jù)所述組網(wǎng)參數(shù)，進行組網(wǎng)。

有益效果

本發(fā)明提供的電力線通信的組網(wǎng)方法及裝置，通過根據(jù)預設時間，獲取支路上的兩個通信節(jié)點的電參數(shù)，其中所述通信節(jié)點包括智能電表或集中器，根據(jù)所述兩個通信節(jié)點的電參數(shù)計算所述通信節(jié)點的組網(wǎng)參數(shù)，其中，所述組網(wǎng)參數(shù)用于指示所述兩個通信節(jié)點之間的距離，根據(jù)所述組網(wǎng)參數(shù)，進行組網(wǎng)，可以實現(xiàn)在同一級別的通信節(jié)點中選擇距離較遠的進行組網(wǎng)，可以減少數(shù)據(jù)傳輸時的轉(zhuǎn)發(fā)跳數(shù)，路徑選擇快。

根據(jù)下面參考附圖對示例性實施例的詳細說明，本發(fā)明的其它特征及方面將變得清楚。

附圖說明

包含在說明書中并且構成說明書的一部分的附圖與說明書一起示出了本發(fā)明的示例性實施例、特征和方面，并且用于解釋本發(fā)明的原理。

圖1示出當前國內(nèi)AMI系統(tǒng)結構示意圖；

圖2示出本發(fā)明一實施例提供的電力線通信的組網(wǎng)方法的流程圖；

圖3示出本發(fā)明另一實施例提供的電力線通信的組網(wǎng)方法的流程圖；

圖4示出智能電表的位置關系結構示意圖；

圖5示出本發(fā)明另一實施例提供的電力線通信的組網(wǎng)方法的流程圖；

圖6示出智能電表的位置關系對應的等效電路的結構示意圖；

圖7示出本發(fā)明另一實施例提供的電力線通信的組網(wǎng)方法的流程圖；

圖8示出本發(fā)明另一實施例提供的電力線通信的組網(wǎng)方法的流程圖；

圖9示出本發(fā)明另一實施例提供的電力線通信的組網(wǎng)方法的流程圖；

圖10示出本發(fā)明一實施例提供的電力線通信的組網(wǎng)裝置的結構示意圖。

具體實施方式

下面結合附圖，對本發(fā)明的具體實施方式進行詳細描述，但應當理解本發(fā)明的保護范圍并不受具體實施方式的限制。

為使本發(fā)明實施例的目的、技術方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本發(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作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。除非另有其它明確表示，否則在整個說明書和權利要求書中，術語“包括”或其變換如“包含”或“包括有”等等將被理解為包括所陳述的元件或組成部分，而并未排除其它元件或其它組成部分。

在這里專用的詞“示例性”意為“用作例子、實施例或說明性”。這里作為“示例性”所說明的任何實施例不必解釋為優(yōu)于或好于其它實施例。

另外，為了更好的說明本發(fā)明，在下文的具體實施方式中給出了眾多的具體細節(jié)。本領域技術人員應當理解，沒有某些具體細節(jié)，本發(fā)明同樣可以實施。在一些實例中，對于本領域技術人員熟知的方法、手段、元件未作詳細描述，以便于凸顯本發(fā)明的主旨。

實施例1

圖2示出本發(fā)明一實施例提供的電力線通信的組網(wǎng)方法的流程圖，如圖1所示，該方法包括：

步驟S1，根據(jù)預設時間，獲取支路上的兩個通信節(jié)點的電參數(shù)，其中所述通信節(jié)點包括智能電表或集中器。

其中，支路為包括至少一個集中器以及多個電表的支路。其中，電參數(shù)可以包括電壓值、電流值等參數(shù)?？梢酝ㄟ^發(fā)送抄收請求的方式獲取通信節(jié)點在所述預設時間的電參數(shù)。

具體地，預設時間為根據(jù)經(jīng)驗值設定的。在實現(xiàn)的時候，為了確保AMI的電參數(shù)，優(yōu)先選擇低壓通信網(wǎng)絡負荷或需量大的時段讀取電參數(shù)，目的是在較大電壓損失時，可取得更精確有損失遞減的電壓測量參數(shù)，以有利于載波信號強度的間接測量。預設時間的設置可以通過主站或本地進行配置，選取每日最大需量或負荷時段的時刻，例如每日中午11:30～13:00、晚上18:00～20:00的時間段。

步驟S2，根據(jù)所述兩個通信節(jié)點的電參數(shù)計算所述通信節(jié)點的組網(wǎng)參數(shù)，其中，所述組網(wǎng)參數(shù)用于指示所述兩個通信節(jié)點之間的距離。

步驟S3，根據(jù)所述組網(wǎng)參數(shù)，進行組網(wǎng)。

具體地，組網(wǎng)參數(shù)用于指示所述兩個通信節(jié)點之間的距離，在組網(wǎng)的過程中，在同一級別的通信節(jié)點中選擇距離較遠的進行組網(wǎng)，可以減少數(shù)據(jù)傳輸時的轉(zhuǎn)發(fā)跳數(shù)。

由此，本實施例通過根據(jù)預設時間，獲取支路上的兩個通信節(jié)點的電參數(shù)，其中所述通信節(jié)點包括智能電表或集中器，根據(jù)所述兩個通信節(jié)點的電參數(shù)計算所述通信節(jié)點的組網(wǎng)參數(shù)，其中，所述組網(wǎng)參數(shù)用于指示所述兩個通信節(jié)點之間的距離，根據(jù)所述組網(wǎng)參數(shù)，進行組網(wǎng)，可以實現(xiàn)在同一級別的通信節(jié)點中選擇距離較遠的進行組網(wǎng)，可以減少數(shù)據(jù)傳輸時的轉(zhuǎn)發(fā)跳數(shù)，路徑選擇快。

實施例2

本實施例對實施例一進行進一步限定。請參閱圖3，圖3示出本發(fā)明另一實施例提供的電力線通信的組網(wǎng)方法的流程圖，在圖3中與圖2采用相同附圖標記的步驟均與圖1適用于相同的文字說明，在此不再贅述。本實施例中，集中器也就相當于通信網(wǎng)絡中的中心節(jié)點。

本實施例中，智能電表通信節(jié)點的組網(wǎng)參數(shù)可以包括：所述通信節(jié)點的載波信號強度En，此時，兩個通信節(jié)點中的一個為集中器，所述兩個通信節(jié)點中的另一個為智能電表。相應的，圖1中的步驟S2可以包括：

步驟S201，根據(jù)所述智能電表在所述預設時間的電壓值以及所述集中器在所述預設時間的電壓值，計算所述智能電表的載波信號強度En。

更為具體地，智能電表也就是第n個通信節(jié)點?？梢酝ㄟ^公式一計算所述智能電表通信節(jié)點的載波信號強度；所述公式一為：

其中，n＝N0,N1,N2,…Nn；U_N0為集中器在預設時間的電壓值，U_n為智能電表在預設時間的電壓值，K為轉(zhuǎn)換系數(shù)，K的值可依據(jù)通信系統(tǒng)實際情況選取值，默認為1；若出現(xiàn)U_n/U_N0大于1時，En＝K。

請參閱圖4，圖4示出智能電表的位置關系結構示意圖，集中器所在的是N0位置，在預設時間的電壓值記為U_N0。智能電表包括N1，N2，…Nn，智能電表設置有電參數(shù)采集和處理單元，智能電表從其電參數(shù)采集和處理單元讀取在預設時間的電壓值，記為Un,(n＝N1,N2,…Nn)。從圖5可知，U₀＞U₁＞U₂＞…＞U_N-1＞U_N。由于E_n是由電壓值計算得出的，而電壓值又表示的智能電表的位置關系，因此，E_n可以直接體現(xiàn)出智能電表距離集中器的遠近關系，也就是智能電表所在通信節(jié)點與中心節(jié)點間的位置關系。

由此，本實施例通過根據(jù)所述智能電表在所述預設時間的電壓值以及所述集中器在所述預設時間的電壓值，計算所述智能電表的載波信號強度En，根據(jù)所述載波信號強度，進行組網(wǎng)，可以實現(xiàn)在同一級別的通信節(jié)點中選擇距離集中器距離較遠的進行組網(wǎng)，可以減少數(shù)據(jù)傳輸時的轉(zhuǎn)發(fā)跳數(shù)，路徑選擇快。

實施例3

請參閱圖5，圖5示出本發(fā)明另一實施例提供的電力線通信的組網(wǎng)方法的流程圖，本實施例在實施例2的基礎上，給出另一個組網(wǎng)參數(shù)的實現(xiàn)方法。在圖5中與圖2采用相同附圖標記的步驟均與圖2適用于相同的文字說明，在此不再贅述。

本實施例中，所述兩個通信節(jié)點為相鄰的兩個通信節(jié)點，所述智能電表通信節(jié)點的組網(wǎng)參數(shù)還可以包括：相鄰的所述兩個通信節(jié)點之間的距離Ln。

相鄰的所述兩個通信節(jié)點可以為集中器或智能電表。當相鄰的兩個通信節(jié)點中，一個為集中器時，另一個為與集中器相鄰的智能電表；當相鄰的兩個通信節(jié)點均為智能電表時，其為相鄰的兩個智能電表。

相應的，步驟S2，可以包括：步驟S202，根據(jù)所述第n個通信節(jié)點在所述預設時間的電壓值、第n-1個通信節(jié)點在所述預設時間的電壓值、第n個通信節(jié)點在所述預設時間的電流值、導線橫截面積以及導線電阻率計算所述第n個通信節(jié)點與第n-1個通信節(jié)點之間的距離Ln。

更為具體地，可以通過公式二計算所述第n個通信節(jié)點與第n-1個通信節(jié)點之間的距離Ln，所述公式二為：

其中，n＝N0,N1,N2,…Nn-1；Ln為第n個通信節(jié)點與第n-1個通信節(jié)點之間的距離，U_n-1為第n-1個通信節(jié)點在預設時間的電壓值，U_n為第n個通信節(jié)點在預設時間的電壓值，為第k個通信節(jié)點在預設時間的電流值，S為導線橫截面積，ρ為導線電阻率。

在此種情況下，忽略了智能電表計量箱連接處與連接至該智能電表計量箱連接處的智能電表間的距離。一個智能電表計量箱可以并聯(lián)有多個智能電表。當一個智能電表計量箱并聯(lián)有多個智能電表時，為連接在第k個智能電表計量箱處智能電表上的電流總和。U_n-1可以通過在預設時間，連接第n-1個智能電表計量箱連接處的智能電表中直接獲取。U_n可以在預設時間通過連接第n個智能電表計量箱連接處的智能電表中直接獲取。

請參閱圖6，圖6示出智能電表的位置關系對應的等效電路的結構示意圖，分支線路各段電流可以通過公式五獲得，公式五為：

其中，為經(jīng)過第n個智能電表計量箱連接處至所述集中器的距離L_n的電流值，n表示智能電表計量箱連接處的位置。

L_n上的阻值R_Ln可以通過公式六計算得到，公式六為：

其中，為在L_n上的電壓變化。

n個智能電表計量箱連接處至所述集中器的距離L_n還可以通過公式七計算得到，公式七為：

L_n＝R_Ln×s/ρ (7)

S是導線截面積、ρ是導線電阻率。由此，推導出公式二。

具體地，S是導線截面積、ρ是導線電阻率可以通過已有的通信網(wǎng)絡從主站或手持設備可配置集中器和智能電表連接線路的材質(zhì)參數(shù)，且工程實施后線路材質(zhì)是不變的。

由此，本實施例通過根據(jù)所述第n個通信節(jié)點在所述預設時間的電壓值、第n-1個通信節(jié)點在所述預設時間的電壓值、第n個通信節(jié)點在所述預設時間的電流值、導線橫截面積以及導線電阻率計算所述第n個通信節(jié)點與第n-1個通信節(jié)點之間的距離，根據(jù)所述第n個通信節(jié)點與第n-1個通信節(jié)點之間的距離，進行組網(wǎng)，可以實現(xiàn)在同一級別的通信節(jié)點中選擇距離較遠的通信節(jié)點進行組網(wǎng)，可以減少數(shù)據(jù)傳輸時的轉(zhuǎn)發(fā)跳數(shù)，路徑選擇快。

需要說明的是，本實施例提供的組網(wǎng)參數(shù)通信節(jié)點的載波信號強度En以及第n個通信節(jié)點與第n-1個通信節(jié)點之間的距離Ln，可以應用在任一種AMI組網(wǎng)方式中，本實施例對此不做限定。

本實施例，通過電力線路從變壓器到線路末端有較大的電壓降，分布在線路上的各個通信節(jié)點獲取電壓后，通過比較計算即可推算出具有集中器相對位置先后，因此解決了載波通信不能準確測量信號強度或測量值不可用問題。

實施例4

圖7示出本發(fā)明另一實施例提供的電力線通信的組網(wǎng)方法的流程圖，在圖7中與圖3采用相同附圖標記的步驟均與圖3適用于相同的文字說明，在此不再贅述。本實施例對上述實施例進行進一步限定。本實施例中的組網(wǎng)方式為靜態(tài)組網(wǎng)，以下根據(jù)靜態(tài)組網(wǎng)，對通信節(jié)點的載波信號強度En以及通信節(jié)點至所述集中器的距離Ln的應用以及步驟S1、S2、S3進行詳細說明。

本實施例中，在步驟S1之前，還可以包括：

步驟S101，將所述預設時間發(fā)送給所述通信節(jié)點。

具體地，通信節(jié)點可以為集中器或智能電表。集中器可以通過主站或本地配置集中器的預設時間。當組網(wǎng)方式為靜態(tài)組網(wǎng)時，在將所述預設時間發(fā)送給智能電表前，需要進行初始組網(wǎng)。在初始組網(wǎng)之后，將所述預設時間發(fā)送給智能電表。可以通過以下方式，進行初始組網(wǎng)。

首先，集中器創(chuàng)建空路由表，啟動組網(wǎng)，智能電表的載波通信單元讀取當前電壓值；集中器建立0級路由表。依據(jù)預存的電表地址，以遍歷方式發(fā)送數(shù)據(jù)抄讀請求，抄讀請求可以請求電壓數(shù)據(jù)，如果需要通過計算En選擇路徑，則發(fā)送電壓數(shù)據(jù)抄讀請求。抄讀請求還可以請求電壓以及電流數(shù)據(jù)，如果需要通過計算Ln選擇路徑，則發(fā)送電壓以及電流數(shù)據(jù)抄讀請求。

收到抄讀請求的智能電表返回當前的電壓數(shù)據(jù)和相位數(shù)據(jù)或者電壓數(shù)據(jù)、電流數(shù)據(jù)和相位數(shù)據(jù)。當集中器成功收到智能電表發(fā)送的數(shù)據(jù)后，則計算該智能電表的En或Ln并存儲，同時集中器把抄收成功的智能電表的En或Ln以及相位數(shù)據(jù)錄入0級路由表中。將返回當前的電壓數(shù)據(jù)和相位數(shù)據(jù)或者電壓數(shù)據(jù)、電流數(shù)據(jù)和相位數(shù)據(jù)的智能電表，按照上述流程依次錄入0級路由表中。

集中器建立1級路由表。選擇在建立0級路由表過程中，沒有收到智能電表數(shù)據(jù)的智能電表的地址，將0級路由表中En或Ln較小(距離集中器也就是中心節(jié)點較遠)的作為中繼通信節(jié)點，發(fā)送數(shù)據(jù)抄讀請求。逐次遍歷剩余未抄收到的智能電表通信節(jié)點，一旦抄收成功，則計算成功抄收智能電表的間接載波信號強度En或Ln,將En或Ln和相位信息錄入路由表，以及存儲當前智能電表與0級路由表中使用中繼節(jié)點間的聯(lián)系，作為訪問當前智能電表的路徑。

依次建立路由表，直至智能電表全部抄收完成。完成所有電表路徑的創(chuàng)建，即完成初始網(wǎng)絡的建立。

在初始網(wǎng)絡建立之后，集中器向智能電表發(fā)送預設時間。

步驟S1可以通過以下方式實現(xiàn)：當預設時間到達時，智能電表保存當前的電壓參數(shù)、電流參數(shù)、相位參數(shù)、功率因數(shù)等電參數(shù)，集中器在預設時間到達時，保存自己的電壓參數(shù)、電流參數(shù)、相位參數(shù)、功率因數(shù)等電參數(shù)，并且根據(jù)路由表中存儲的路徑信息向智能電表再次發(fā)送數(shù)據(jù)抄讀請求，用于請求獲取預設時間的參數(shù)值。

步驟S2可以通過以下方式實現(xiàn)：集中器根據(jù)接收到的智能電表返回的參數(shù)值，根據(jù)公式一重新計算En或者根據(jù)公式二重新計算Ln，使用新的En或Ln以及智能電表返回的預設時間的參數(shù)值更新路由表。

步驟S3可以通過以下方式實現(xiàn)：集中器根據(jù)新的En或Ln重新發(fā)送抄表數(shù)據(jù)幀驗證，若收到反饋消息，則說明路徑驗證成功，將路徑地址進行更新，完成初始路由表的優(yōu)化。

由此，通過在靜態(tài)組網(wǎng)中，在初始組網(wǎng)之后將所述預設時間發(fā)送給通信節(jié)點，獲取支路上的兩個通信節(jié)點的電參數(shù)，其中所述通信節(jié)點包括智能電表或集中器，根據(jù)所述兩個通信節(jié)點的電參數(shù)計算所述通信節(jié)點的組網(wǎng)參數(shù)，根據(jù)所述組網(wǎng)參數(shù)，對初始網(wǎng)絡進行優(yōu)化，可以優(yōu)化通信網(wǎng)絡的傳輸。

實施例5

圖8示出本發(fā)明另一實施例提供的電力線通信的組網(wǎng)方法的流程圖，在圖8中與圖3采用相同附圖標記的步驟均與圖3適用于相同的文字說明，在此不再贅述。本實施例對實施例2以及實施例3進行進一步限定。本實施例中的組網(wǎng)方式為組網(wǎng)方式為等概率洪泛組網(wǎng)，以下根據(jù)等概率洪泛組網(wǎng)，對第n個通信節(jié)點的載波信號強度En的應用以及步驟S1、S201、S3進行詳細說明。

本實施例中，在步驟S1之前，還可以包括：

步驟S101，將所述預設時間發(fā)送給通信節(jié)點。

當組網(wǎng)方式為動態(tài)組網(wǎng)且需要進行初始組網(wǎng)時，等概率洪泛組網(wǎng)方法分為兩個階段：第一階段按等概率洪泛算法，建立初始組網(wǎng)；第二階段按依據(jù)AMI測量參數(shù)完成網(wǎng)絡優(yōu)化。

概率洪泛算法是一種保證最小沖突概率的沖突避免技術，為全轉(zhuǎn)發(fā)提供了良好的沖突避免的機制。當多個節(jié)點同時收到1個包準備轉(zhuǎn)發(fā)時，利用概率p持續(xù)產(chǎn)生的隨機時延,使多個節(jié)點發(fā)送的時隙錯開以避免沖突。

集中器設定通信節(jié)點轉(zhuǎn)移概率初始值，初始概率值p是1/N(N優(yōu)先選取20～60內(nèi)的數(shù)值)。集中器發(fā)起廣播數(shù)據(jù)幀，廣播數(shù)據(jù)幀中存儲有目的節(jié)點地址以及預設時間，當各通信節(jié)點也就是智能電表，接收到該廣播數(shù)據(jù)幀時，首先判斷目的節(jié)點的地址是否為本節(jié)點，若是則存儲預設時間并返回確認幀，若否則存儲預設時間，并且計算隨機時間并退避，退避時間到且線路閑時則轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)幀。集中器將所有智能電表的地址作為目的節(jié)點地址，完成各智能電表的預設時間的設置。

可以通過公式八來計算退避時間Tmean也就是相鄰數(shù)據(jù)包之間的隨機時延，公式八為：

Tmean＝T1+rand(1/p)*T2 (8)

其中：Tmean是相鄰數(shù)據(jù)包之間的隨機時延，T1是發(fā)送數(shù)據(jù)包后的固定延遲傳輸間隔；T2是沖突檢測最小區(qū)間的長度。則Tmean＝T1+n*T2，n是一個(0,N)之間的隨機數(shù)，N是一次廣播可聽到的最大節(jié)點數(shù)。在對等網(wǎng)絡中，n的取值符合均勻分布，通信節(jié)點的轉(zhuǎn)移概率p不大于1/N。

在預設時間配置完成后，已經(jīng)完成了預設時間的配置。

當組網(wǎng)參數(shù)為第n個通信節(jié)點的載波信號強度En時，

步驟S1可以通過以下方式實現(xiàn)：當預設時間到達時，智能電表保存當前的電壓參數(shù)、電流參數(shù)、相位參數(shù)、功率因數(shù)等電參數(shù)，集中器在預設時間到達時，保存自己的電壓參數(shù)、電流參數(shù)、相位參數(shù)、功率因數(shù)等電參數(shù)。

步驟S201可以通過以下方式實現(xiàn)：集中器再次發(fā)送數(shù)據(jù)抄讀請求，數(shù)據(jù)抄讀請求中包括集中器在預設時間的參數(shù)值、請求參數(shù)以及目的節(jié)點地址。當各通信節(jié)點接收到數(shù)據(jù)抄讀請求時，首先判斷目的節(jié)點的地址是否為本節(jié)點，若是則返回與請求參數(shù)對應的參數(shù)，完成抄表，若否則根據(jù)數(shù)據(jù)抄讀請求中的集中器的參數(shù)值，計算重新計算En。

步驟S3可以通過以下方式實現(xiàn)：

步驟S301，當組網(wǎng)方式為動態(tài)組網(wǎng)時，根據(jù)所述第n個通信節(jié)點的載波信號強度En計算所述第n個通信節(jié)點的退避時間；

步驟S302，根據(jù)所述退避時間進行組網(wǎng)。

具體地，當使用En作為組網(wǎng)參數(shù)時，接收到數(shù)據(jù)抄讀請求的通信節(jié)點的退避時間可以通過公式三計算，公式三為：

Tmean＝T1+rand(1/(K1*En))*T2 (3)；

其中，Tmean為退避時間，發(fā)送數(shù)據(jù)包后的固定延遲傳輸間隔；T2是沖突檢測最小區(qū)間的長度，En是通信節(jié)點的載波信號強度，K1是第一修正值。具體地，通信節(jié)點要發(fā)送數(shù)據(jù)，首先要檢測線路是否忙，檢測到忙的最小時間就是最小沖突檢測最小區(qū)間T2，例如檢測到物理層位同步的最小時間或檢測到幀同步(或幀頭)的最小時間。換句話說，T1是讓別人把位同步或幀同步數(shù)據(jù)后面內(nèi)容發(fā)完的時間，可以為固定值。

接收到數(shù)據(jù)抄讀請求的通信節(jié)點根據(jù)計算得到的退避時間進行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)，避免沖突，使更遠的節(jié)點先進行轉(zhuǎn)發(fā)，使用少的轉(zhuǎn)發(fā)次數(shù)完成數(shù)據(jù)的發(fā)送，從而實現(xiàn)對初始網(wǎng)絡進行的優(yōu)化。直至目的節(jié)點接收到數(shù)據(jù)抄讀請求，向集中器發(fā)送數(shù)據(jù)，其他節(jié)點監(jiān)聽到后停止轉(zhuǎn)發(fā)。

當然，本實施例中，也可以不進行預設時間的配置，在集中器預設時間到達時，向各通信節(jié)點發(fā)送廣播數(shù)據(jù)幀，獲取數(shù)據(jù)。各通信節(jié)點由于不知道什么時間需要存儲數(shù)據(jù)，可以在接收到廣播數(shù)據(jù)幀后，將當前時刻的數(shù)據(jù)發(fā)送給集中器。

由此，通過在動態(tài)組網(wǎng)中，通過集中器發(fā)送廣播數(shù)據(jù)幀進行預設時間的配置，通過根據(jù)預設時間，獲取集中器在所述預設時間的電參數(shù)以及智能電表在所述預設時間的電參數(shù)，根據(jù)集中器在所述預設時間的電參數(shù)以及智能電表在所述預設時間的電參數(shù)計算所述智能表所在的通信節(jié)點的載波信號強度，根據(jù)通信節(jié)點的載波信號強度，對退避時間進行優(yōu)化，可以優(yōu)化通信網(wǎng)絡的傳輸。

實施例6

圖9示出本發(fā)明另一實施例提供的電力線通信的組網(wǎng)方法的流程圖，本實施例對實施例5進行進一步限定。在圖9中與圖8采用相同附圖標記的步驟均與圖8適用于相同的文字說明，在此不再贅述。

本實施例中的組網(wǎng)方式為組網(wǎng)方式為等概率洪泛組網(wǎng)，以下根據(jù)等概率洪泛組網(wǎng)，對所述第n個通信節(jié)點與第n-1個通信節(jié)點之間的距離Ln的應用以及步驟S1、S202、S3進行詳細說明。

當組網(wǎng)參數(shù)為第n個通信節(jié)點與第n-1個通信節(jié)點之間的距離Ln時，

步驟S1可以通過以下方式實現(xiàn)：當預設時間到達時，智能電表保存當前的電壓參數(shù)、電流參數(shù)、相位參數(shù)、功率因數(shù)等電參數(shù)，集中器在預設時間到達時，保存自己的電壓參數(shù)、電流參數(shù)、相位參數(shù)、功率因數(shù)等電參數(shù)。

步驟S202可以通過以下方式實現(xiàn)：集中器再次發(fā)送數(shù)據(jù)抄讀請求，數(shù)據(jù)抄讀請求中包括集中器在預設時間的參數(shù)值、請求參數(shù)以及目的節(jié)點地址。當各通信節(jié)點接收到數(shù)據(jù)抄讀請求時，首先判斷目的節(jié)點的地址是否為本節(jié)點，若是則返回與請求參數(shù)對應的參數(shù)，完成抄表，若否則根據(jù)數(shù)據(jù)抄讀請求中的集中器的參數(shù)值，計算重新計算Ln。

步驟S3可以通過以下方式實現(xiàn)：

步驟S303，當組網(wǎng)方式為動態(tài)組網(wǎng)時，根據(jù)所述第n個通信節(jié)點與第n-1個通信節(jié)點之間的距離Ln計算所述第n個通信節(jié)點的退避時間；

步驟S304，根據(jù)所述退避時間進行組網(wǎng)。

具體地，當接收到數(shù)據(jù)抄讀請求時，通信節(jié)點的退避時間可以通過公式八計算，公式八為：

Tmean＝T1+rand(1/(K2*Ln))*T2 (4)；

其中，Tmean為退避時間，T1是發(fā)送數(shù)據(jù)包后的固定延遲傳輸間隔；T2是沖突檢測最小區(qū)間的長度，Ln是第n個通信節(jié)點與第n-1個通信節(jié)點之間的距離，K2是第二修正值。

接收到數(shù)據(jù)抄讀請求的通信節(jié)點根據(jù)計算得到的退避時間進行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)，避免沖突，使更遠的節(jié)點先進行轉(zhuǎn)發(fā)，使用少的轉(zhuǎn)發(fā)次數(shù)完成數(shù)據(jù)的發(fā)送，從而實現(xiàn)對初始網(wǎng)絡進行的優(yōu)化。直至目的節(jié)點接收到數(shù)據(jù)抄讀請求，向集中器發(fā)送數(shù)據(jù)，其他節(jié)點監(jiān)聽到后停止轉(zhuǎn)發(fā)。

當然，本實施例中，也可以不進行預設時間的配置，在集中器預設時間到達時，向各通信節(jié)點發(fā)送廣播數(shù)據(jù)幀，獲取數(shù)據(jù)。各通信節(jié)點由于不知道什么時間需要存儲數(shù)據(jù)，可以在接收到廣播數(shù)據(jù)幀后，將當前時刻的數(shù)據(jù)發(fā)送給集中器。

由此，通過在動態(tài)組網(wǎng)中，通過集中器發(fā)送廣播數(shù)據(jù)幀進行預設時間的配置，通過根據(jù)預設時間，獲取相鄰通信節(jié)點的電參數(shù)，根據(jù)相鄰通信節(jié)點在所述預設時間的電參數(shù)計算所述相鄰通信節(jié)點之間的距離，根據(jù)所述相鄰通信節(jié)點之間的距離，對退避時間進行優(yōu)化，可以優(yōu)化通信網(wǎng)絡的傳輸。

實施例7

圖10示出本發(fā)明一實施例提供的電力線通信的組網(wǎng)裝置的結構示意圖，請參閱圖7，本實施例提供的電力線通信的組網(wǎng)裝置10，包括：獲取模塊1、計算模塊2以及組網(wǎng)模塊3。

獲取模塊1，用于根據(jù)預設時間，獲取支路上的兩個通信節(jié)點的電參數(shù)，其中所述通信節(jié)點包括智能電表或集中器。

計算模塊2，用于根據(jù)所述兩個通信節(jié)點的電參數(shù)計算所述通信節(jié)點的組網(wǎng)參數(shù)，其中，所述組網(wǎng)參數(shù)用于指示所述兩個通信節(jié)點之間的距離。

組網(wǎng)模塊3，用于根據(jù)所述組網(wǎng)參數(shù)，進行組網(wǎng)。

由此，本實施例通過根據(jù)預設時間，獲取支路上的兩個通信節(jié)點的電參數(shù)，其中所述通信節(jié)點包括智能電表或集中器，根據(jù)所述兩個通信節(jié)點的電參數(shù)計算所述通信節(jié)點的組網(wǎng)參數(shù)，其中，所述組網(wǎng)參數(shù)用于指示所述兩個通信節(jié)點之間的距離，根據(jù)所述組網(wǎng)參數(shù)，進行組網(wǎng)，可以實現(xiàn)在同一級別的通信節(jié)點中選擇距離較遠的進行組網(wǎng)，可以減少數(shù)據(jù)傳輸時的轉(zhuǎn)發(fā)跳數(shù)，路徑選擇快。

在一種可能的實現(xiàn)方式中，所述獲取模塊1，還用于在根據(jù)預設時間，獲取支路上的兩個通信節(jié)點的電參數(shù)之前，將所述預設時間發(fā)送給所述通信節(jié)點。

在一種可能的實現(xiàn)方式中，所述兩個通信節(jié)點中的一個為集中器，所述兩個通信節(jié)點中的另一個為智能電表；所述計算模塊2用于根據(jù)所述智能電表在所述預設時間的電壓值以及所述集中器在所述預設時間的電壓值，計算所述智能電表的載波信號強度En。

在一種可能的實現(xiàn)方式中，所述計算模塊2用于通過公式一計算所述智能電表的載波信號強度En，

所述公式一為：

其中，n＝N0,N1,N2,…Nn；U_N0為集中器在所述預設時間的電壓值，U_n為所述通信節(jié)點在所述預設時間的電壓值，K為轉(zhuǎn)換系數(shù)。

由此，本實施例通過根據(jù)所述智能電表在所述預設時間的電壓值以及所述集中器在所述預設時間的電壓值，計算所述智能電表的載波信號強度En，根據(jù)所述載波信號強度，進行組網(wǎng)，可以實現(xiàn)在同一級別的通信節(jié)點中選擇距離集中器距離較遠的進行組網(wǎng)，可以減少數(shù)據(jù)傳輸時的轉(zhuǎn)發(fā)跳數(shù)，路徑選擇快。

在一種可能的實現(xiàn)方式中，所述兩個通信節(jié)點為相鄰的兩個通信節(jié)點，所述通信節(jié)點的組網(wǎng)參數(shù)包括：相鄰的所述兩個通信節(jié)點之間的距離Ln；

所述計算模塊2用于根據(jù)所述第n個通信節(jié)點在所述預設時間的電壓值、第n-1個通信節(jié)點在所述預設時間的電壓值、第n個通信節(jié)點在所述預設時間的電流值、導線橫截面積以及導線電阻率計算所述第n個通信節(jié)點與第n-1個通信節(jié)點之間的距離Ln。

在一種可能的實現(xiàn)方式中，所述計算模塊2用于：根據(jù)公式二計算所述第n個通信節(jié)點與第n-1個通信節(jié)點之間的距離Ln，所述公式二為：

其中，n＝N0,N1,N2,…Nn-1；Ln為第n個通信節(jié)點與第n-1個通信節(jié)點之間的距離，U_n-1為第n-1個通信節(jié)點在預設時間的電壓值，U_n為第n個通信節(jié)點在預設時間的電壓值，為第k個通信節(jié)點在預設時間的電流值，S為導線橫截面積，ρ為導線電阻率。

由此，本實施例通過根據(jù)所述第n個通信節(jié)點在所述預設時間的電壓值、第n-1個通信節(jié)點在所述預設時間的電壓值、第n個通信節(jié)點在所述預設時間的電流值、導線橫截面積以及導線電阻率計算所述第n個通信節(jié)點與第n-1個通信節(jié)點之間的距離，根據(jù)所述第n個通信節(jié)點與第n-1個通信節(jié)點之間的距離，進行組網(wǎng)，可以實現(xiàn)在同一級別的通信節(jié)點中選擇距離較遠的通信節(jié)點進行組網(wǎng)，可以減少數(shù)據(jù)傳輸時的轉(zhuǎn)發(fā)跳數(shù)，路徑選擇快。

在一種可能的實現(xiàn)方式中，所述組網(wǎng)模塊3用于當組網(wǎng)方式為動態(tài)組網(wǎng)時，根據(jù)所述第n個通信節(jié)點的載波信號強度En計算所述第n個通信節(jié)點的退避時間；根據(jù)所述退避時間進行組網(wǎng)。

在一種可能的實現(xiàn)方式中，所述組網(wǎng)模塊3用于：根據(jù)公式三計算所述退避時間，所述公式三為：

Tmean＝T1+rand(1/(K1*En))*T2 (3)；

其中，Tmean為退避時間，T1是發(fā)送數(shù)據(jù)包后的固定延遲傳輸間隔；T2是沖突檢測最小區(qū)間的長度，En是所述通信節(jié)點的載波信號強度，K1是第一修正值。

在一種可能的實現(xiàn)方式中，所述組網(wǎng)模塊3用于當組網(wǎng)方式為動態(tài)組網(wǎng)時，根據(jù)所述第n個通信節(jié)點與第n-1個通信節(jié)點之間的距離Ln計算所述第n個通信節(jié)點的退避時間；根據(jù)所述退避時間進行組網(wǎng)。

在一種可能的實現(xiàn)方式中，所述組網(wǎng)模塊3用于所述根據(jù)所述第n個通信節(jié)點與第n-1個通信節(jié)點之間的距離Ln計算所述第n個通信節(jié)點的退避時間包括：

根據(jù)公式四計算所述退避時間，所述公式四為：

Tmean＝T1+rand(1/(K2*Ln))*T2 (4)；

其中，Tmean為退避時間，T1是發(fā)送數(shù)據(jù)包后的固定延遲傳輸間隔；T2是沖突檢測最小區(qū)間的長度，Ln是第n個通信節(jié)點與第n-1個通信節(jié)點之間的距離，K2是第二修正值。

由此，通過在動態(tài)組網(wǎng)中，通過集中器發(fā)送廣播數(shù)據(jù)幀進行預設時間的配置，通過根據(jù)預設時間，獲取集中器在所述預設時間的電參數(shù)以及智能電表在所述預設時間的電參數(shù)，根據(jù)集中器在所述預設時間的電參數(shù)以及智能電表在所述預設時間的電參數(shù)計算所述智能表所在的通信節(jié)點的載波信號強度，根據(jù)通信節(jié)點的載波信號強度，對退避時間進行優(yōu)化，可以優(yōu)化通信網(wǎng)絡的傳輸。

前述對本發(fā)明的具體示例性實施方案的描述是為了說明和例證的目的。這些描述并非想將本發(fā)明限定為所公開的精確形式，并且很顯然，根據(jù)上述教導，可以進行很多改變和變化。對示例性實施例進行選擇和描述的目的在于解釋本發(fā)明的特定原理及其實際應用，從而使得本領域的技術人員能夠?qū)崿F(xiàn)并利用本發(fā)明的各種不同的示例性實施方案以及各種不同的選擇和改變。本發(fā)明的范圍意在由權利要求書及其等同形式所限定。

以上所描述的裝置實施例僅僅是示意性的，其中所述作為分離部件說明的單元可以是或者也可以不是物理上分開的，作為單元顯示的部件可以是或者也可以不是物理單元，即可以位于一個地方，或者也可以分布到多個網(wǎng)絡單元上?？梢愿鶕?jù)實際的需要選擇其中的部分或者全部模塊來實現(xiàn)本實施例方案的目的。本領域普通技術人員在不付出創(chuàng)造性的勞動的情況下，即可以理解并實施。