一种提高用电信息采集成功率的方法技术

本发明专利技术涉及一种提高用电信息采集成功率的方法，属于信息化领域。本发明专利技术中上级节点对下级STA采用批量确认的方式，且批量确认帧中只标记未抄读成功的节点，减少了确认帧的报文数量，进一步减少在大量数据上报时的报文冲突。最后在CCO处，对整个网络进行响应数据接收的确认，保证了所有节点响应数据传输的成功率。本发明专利技术采用多种备用手段，首传失败后，采用对备用PCO传输，若仍失败，采取路由修复措施，不仅实现在哪丢包，在哪重传的机制，且可保证为该节点找到与CCO的通路，成功地将数据传输给CCO，相较于原方法，提高了信息采集的成功率。率。率。

【技术实现步骤摘要】
一种提高用电信息采集成功率的方法


[0001]本专利技术属于信息化领域，涉及一种提高用电信息采集成功率的方法。

技术介绍

[0002]用户用电信息采集系统是对电力用户的用电信息进行采集、处理和实时监控的系统，可实现计量异地监测、电能质量监测、用电分析和管理、相关信息发布、分布式能源管理、智能用电设备的信息交互等功能，为提高工作效率，为“量价费损、电网改造”等提供基础数据与依据。
[0003]用户用电信息采集系统的架构如图1所示。用户用电信息采集系统主要由主站、本地通信系统和连接各个设备的通信网络组成，是实现用户用电信息采集的基础。
[0004]参见图2和图3，本地通信系统通常为树状结构(如图2所示)或网状结构(如图3所示)，包括一个集中器，多个电能表和通信模块，通信模块分别设置在集中器和各电能表中作为节点，构成用电信息采集系统通信网络。集中器中设置的通信模块为通信网络的中央协调器(简称CCO)，在用电信息收集过程中负责启动信息采集业务，发送信息采集条目，接收用电信息数据并发送给集中器。各电能表中设置的通信模块根据在网络中的角色分为通信网络的代理协调器(简称PCO)和站点(简称STA)，在用电信息收集过程中，PCO负责接收或转发CCO的信息采集命令，STA将数据发送至电能表，获取该电能表的用电信息并发送给CCO。
[0005]如图2和图3所示，本地通信系统网络中包括一个CCO和多个STA，STA和CCO之间通过预先设定的路由来进行通信，对于一个具体的STA，其到CCO的路由中的上一级节点即为该STA的PCO，一个PCO下可以有多个STA。最上级的，即第一层STA直接和CCO通信，无需经PCO转发。由于网络拓扑结构的变化，PCO和STA的角色可以互相转换。
[0006]每个通信模块中又具体包含应用层(简称APP层)，数据链路层(简称DATA层)，物理层(简称PHY层)。其中数据链路层包含NWK层和MAC层。信息采集的数据是沿着图4所示的虚线方向进行传输的。
[0007]智能电网中，采集流程为集中器通过CCO向指定的STA发送信息采集命令帧；STA接收到CCO发送的信息采集命令帧后，从该STA对应的电能表依次获取信息采集条目所指定的用电信息数据项，并汇总，构造信息采集响应帧上传给CCO，完成一次数据采集，CCO接收到STA发送的信息采集响应帧后，上报给集中器。
[0008]通过对电力行业发展与应用的分析，无论是为用电用户提供用电耗能分析、负荷预测预警、电费余额预警等基础服务，还是为电力工作者提供台区异常监测预警、线损治理、设备运维等辅助管理工作，都存在某个时间段内需要采集相同数据项的情况，在此背景下，主站可控制集中器规划一个周期性信息采集任务，CCO和PCO通过信标的方式广播采集任务，所有节点周期性地在自身上报时间到时根据信息采集任务自动上报电能表的相关数据，由PCO汇集下级节点的响应数据后层层上报。这种快速采集方法的示意图如图5所示。
[0009]为了保证数据采集的可靠性，在通信模块处设置会设置确认与重传机制。传统的
确认与重传机制为CCO在接收到集中器的采集命令时，首先由CCO的APP层进行处理，APP层在将传输数据给DATA层之前将构造好的采集命令添加至重传列表并设置一个重传定时器，若在规定时间内接收到指定STA的响应数据，则删除重传定时器和重传列表相应数据；若在规定时间内未接收到指定STA的响应帧，则从APP层重新下发该条命令。若超过最大重传次数后仍未收到指定STA的响应数据，则判定对该节点抄读失败，并放弃本轮对该节点的信息采集。
[0010]对于通信模块与通信模块之间，DATA层在发送数据之前，会将构造好的数据帧添加至重传列表并设置一个重传定时器，若在规定时间内接收到目的节点发送的确认帧(ACK帧)，则删除重传定时器并和重传列表相应数据；若在规定时间内未接收到目的节点的ACK帧，则重传该条数据帧。若超过最大重传次数后都未收到目的节点的ACK帧，则放弃此次传输。
[0011]由此可见，每相邻两个节点之间的通信就有一次确认机制，若所抄读节点的层级越高，经过PCO转发的次数就越多，每增加1跳，就需要增加4条确认报文，也增加了传输失败的概率，可能导致更多的重传报文，这种重复发送报文的开销就越大，且存在重传仍然失败的情况，并不能保证100％采集成功。因此需要进一步解决重传与确认报文开销大、效率低的问题。

技术实现思路

[0012]有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种提高用电信息采集成功率的方法。在节点周期性上报响应数据时，采用批量确认机制及采用主/备中继节点、路由切换和路由修复等方式保证上行报文上传成功。
[0013]为达到上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
[0014]一种提高用电信息采集成功率的方法，该方法包括以下步骤：
[0015]S1：所有节点将响应数据帧发送给上级节点之前都在APP层将其添加至重传列表；上报节点包括下级STA节点和下级PCO节点；
[0016]S2：上级节点对下级PCO采用点对点的确认方式，即接收到下级PCO的数据帧后立即向其回复ACK帧；
[0017]其中，ACK帧需要传输到APP层，AAP层需要对重传列表做进一步处理；
[0018]S3：下级PCO节点若接收到ACK帧，则释放重传列表中相应数据，完成本次传输任务；若未接收到ACK帧，则向备用上级PCO上报本次响应数据；
[0019]其中，下级PCO节点将响应数据传输给备用上级PCO后，若收到备用上级PCO的ACK帧，则释放重传列表，完成本次传输任务；
[0020]若未收到备用上级PCO的ACK帧，则启动路由修复流程，即为此节点寻找一条与CCO的通路，通过此路由成功地将相应数据传输到CCO；
[0021]其中，在网络中每个节点都存在邻居节点，能够获取本节点与邻居节点的通信成功率，邻居节点是CCO或者PCO或者STA；通过通信成功率和路径的因素选择备用上级PCO；
[0022]S4：上级节点在自身上报时间到时将汇集的数据上报后，构造批量确认报文发送给下级STA节点，批量确认报文中对没有接收到采集响应数据的下级STA节点进行标记，并对标记的下级STA节点的上报数据处于继续接收状态；
[0023]S5：下级STA节点接收并解析确认帧，若自己没有被标记，则将重传列表中的相应数据转移至备份列表，并释放重传列表中的相应数据；若自己被标记，则重传本次数据；
[0024]其中，若重传仍然失败，则等待CCO的补点命令；
[0025]其中，备份列表是为防止在后续的传输中，节点上报的响应数据丢失；以确保CCO补点时还存有原始数据；备份列表中保留近3次的响应数据；
[0026]S6：CCO将汇集的数据上报给集中器后，对网络中所有节点的响应数据进行完整性的检查；
[0027]其中，CCO在接收到响应数据后，不对下级直连的STA进行批量确认，直接对全网络未抄读成功的节点进行补点。
[0028本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种提高用电信息采集成功率的方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：S1：所有节点将响应数据帧发送给上级节点之前都在APP层将其添加至重传列表；上报节点包括下级STA节点和下级PCO节点；S2：上级节点对下级PCO采用点对点的确认方式，即接收到下级PCO的数据帧后立即向其回复ACK帧；其中，ACK帧需要传输到APP层，AAP层需要对重传列表做进一步处理；S3：下级PCO节点若接收到ACK帧，则释放重传列表中相应数据，完成本次传输任务；若未接收到ACK帧，则向备用上级PCO上报本次响应数据；其中，下级PCO节点将响应数据传输给备用上级PCO后，若收到备用上级PCO的ACK帧，则释放重传列表，完成本次传输任务；若未收到备用上级PCO的ACK帧，则启动路由修复流程，即为此节点寻找一条与CCO的通路，通过此路由成功地将相应数据传输到CCO；其中，在网络中每个节点都存在邻居节点，能够获取本节点与邻居节点的通信成功率，邻居节点是CCO或者PCO或者STA；通过通信成功率和路径的因素选择备用上级PCO；S4：上级节点在自身上报时间到时将汇集的数据上报后，构造批量确认报文发送给下级STA节点，批量确认报文中对没有接收到采集响应数据的下级STA节点进行标记，并对标记的下级STA节点的上报数据处于继续接收状态；S5：下级STA节点接收并解析确认帧，若自己没有被标记，则将重传列表中的相应数据转移至备份列表，并释放重传列表中的相应数据；若自己被标记，则重传本次数据；其中，若重传仍然失败，则等待CCO的补点命令；其中，备份列表是为防止在后续的传输中，节点上报的响应数据丢失；以确保CCO补点时还存有原始数据；备份列表中保留近3次的响应数据；S6：CCO将汇集的数据上报给集中器后，对网络中所有节点的响应数据进行完整性的检查；其中，CCO在接收到响应...

【专利技术属性】
技术研发人员：陶功平，李建明，李旭，张洋，
申请(专利权)人：重庆邮电大学，
类型：发明
国别省市：