【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于智能抄表，尤其涉及一种集中器动态路由方法与系统。
技术介绍
1、随着物联网和智能电网技术的快速发展，大规模分布式设备的通信需求日益增长。在智能抄表系统、工业自动化和环境监测等应用场景中，集中器与采集器的高效通信是实现数据采集、传输和处理的重要环节。然而，当前的通信网络在实际部署中面临以下技术挑战：采集器的数量和分布在不同应用场景中差异巨大，且采集器设备可能随时新增、移动或移除。由于环境干扰（如建筑物阻隔、信号衰减）和设备状态变化（如断电或故障），网络的通信路径和拓扑结构需要频繁调整。传统的固定路由方法难以应对动态变化的网络拓扑。一旦通信路径因设备故障或干扰中断，恢复通信需要人工干预，效率低下。固定中继或仅基于单一参数（如信号强度）的中继选择方法无法保证最优通信路径，可能导致单点过载或网络效率下降。
2、针对上述问题，已有研究提出了一些动态路由方法，但仍存在诸多局限：采用预定义的分层结构，无法适应采集器数量和位置的动态变化；以最小跳数路径或信号强度最大化作为优化目标，忽视了通信延迟和误码率等关键因素；多数现有方法在网络拓扑变化时需手动重构，难以实现全自动化的动态调整。
3、在智能抄表、工业控制和环境监测等应用中，集中器与采集器之间的高效通信是保证系统稳定运行的核心。然而，随着设备数量和分布的动态变化，传统路由方法暴露出的问题愈专利技术显。这些问题直接影响数据采集的准确性、通信的实时性以及系统的整体效率。
技术实现思路
1、为解决上述问题，本专利技
2、本专利技术提供的技术方案具体如下：
3、一种集中器动态路由方法，包括步骤：
4、s1、将每个采集器的设备编码存储至远程监控终端；
5、s2、集中器从远程监控终端获取其管辖范围内所有采集器的设备编码信息；
6、s3、集中器通过广播消息并根据采集器的应答情况构建分层路由网络；
7、s4、根据与上层采集器的通信质量评估得分，为下层采集器动态选择中继节点。
8、进一步地，步骤s3包括：
9、s301、集中器向所有采集器发送包含设备编码的广播消息，根据采集器的应答信息识别出能够直接通信的采集器，并将其定义为第一层节点；
10、s302、对于未能直接通信的采集器，通过第一层节点发送广播消息，识别能够通过第一层节点与集中器通信的采集器，并将其定义为第二层节点；
11、s303、集中器利用已识别的层级节点，逐层向未连接采集器发送广播消息，直至将所有采集器纳入分层网络。
12、进一步地，步骤s4中，对于分层网络中的下层采集器，根据与上层节点之间的通信质量选择最佳中继节点：
13、s401、下层采集器广播心跳包，与上层节点进行通信；
14、s402、上层节点根据接收到的心跳包返回应答消息，反馈通信参数；
15、s403、下层采集器根据通信参数计算通信质量得分，选择得分最高的上层节点作为中继节点。
16、进一步地，所述通信参数包括带宽、延迟、误码率、信号强度，所述通信质量得分的计算公式为：
17、，
18、式中，为第 i个上层采集器的通信质量得分；为带宽，指下层采集器与第 i个上层采集器之间每秒最大传输数据量；为延迟，指包从下层节点传输到第 i个上层采集器的平均时间；为误码率，指在下层节点和第 i个上层采集器之间传输数据时出错的比例；为信号强度，指下层采集器接收到第 i个上层采集器的信号强度；、、、分别为下层采集器获取到相应参数的最大值，、、、为权重系数。
19、进一步地，当添加新的采集器时，首先将新添加采集器的设备编码存储到远程监控终端，然后由该新添加采集器广播包含自身设备编码的心跳包，分层路由网络中的采集器或集中器若收到该心跳包后则回复包含自身设备编码的应答消息，新添加采集器根据应答消息获取与各采集器或集中器之间的通信参数，计算通信质量得分，将通信质量得分最高的采集器作为中继节点，若与集中器之间的通信质量得分最高则直接与集中器建立通讯；新添加采集器根据选择的中继节点确定自身在分层路由网络中的层级并同步信息到分层路由网络。
20、优选地，对于下层采集器，若通信质量得分最高的多个上层采集器之间的得分偏差小于设定的容许阈值，则从该多个上层采集器中优先选择已连接下层采集器数目最少的作为中继节点。
21、进一步地，若某一下层采集器与上层采集器的通信质量得分的最大值小于设定的重构阈值，则触发分层路由网络进行重构，再次执行步骤s3~s4，重构过程中会重新确定分层路由网络的分层结构和中继节点的选择。
22、进一步地，当弃用已有采集器时，首先在远程监控终端删除该弃用采集器的设备编码并同步到集中器；同时，若该弃用采集器为中间层节点，则会触发中继节点动态选择或分层路由网络重构。
23、进一步地，当采集器发生故障时，集中器由于长时间无法接收到故障采集器的数据，则会主动报警并同步到远程监控终端；同时，若该故障采集器为中间层节点，则会触发中继节点动态选择或分层路由网络重构。
24、一种基于上述方法的动态路由系统，包括通信连接的远程监控终端和集中器，以及若干采集器，还包括：
25、采集器注册模块，用于向远程监控终端注册采集器并将注册信息同步到集中器，注册信息包括设备编码；
26、分层网络构建模块，用于根据集中器与采集器之间的通信情况构建分层路由网络，通过逐层构建的方式将集中器管辖范围内的采集器划分为多层节点；
27、中继节点动态选择模块，用于实时遍历下层采集器，通过采集通信参数计算通信质量得分，为下层采集器动态选择最佳的上层中继节点；
28、网络重构模块，用于实时监测下层采集器与上层采集器的通信状况，若某一下层采集器与上层采集器的通信质量得分的最大值小于设定的重构阈值，则触发分层网路构建模块进行网络重构；
29、弃用/故障自适应模块，用于在弃用已有采集器时，在远程监控终端删除该弃用采集器的设备编码并同步到集中器，同时若该弃用采集器为中间层节点，则会触发中继节点动态选择模块进行中继节点动态选择或触发分层网路构建模块进行网络重构；还用于在采集器发生故障时，主动报警并同步到远程监控终端，同时若该故障采集器为中间层节点，则会触发中继节点动态选择模块进行中继节点动态选择或触发分层网路构建模块进行网络重构。
30、相比于现有技术，本专利技术至少具备以下有益效果：
31、动态分层路由网络：自动识别并分层所有采集器节点，构建灵活可调的网络拓扑。多参数综合评估：采用多维通信质本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种集中器动态路由方法，其特征在于，包括步骤：
2.如权利要求1所述的一种集中器动态路由方法，其特征在于，步骤S3包括：
3.如权利要求1所述的一种集中器动态路由方法，其特征在于，步骤S4中，对于分层网络中的下层采集器，根据与上层节点之间的通信质量选择最佳中继节点：
4.如权利要求3所述的一种集中器动态路由方法，其特征在于，所述通信参数包括带宽、延迟、误码率、信号强度，所述通信质量得分的计算公式为：
5.如权利要求3所述的一种集中器动态路由方法，其特征在于，当添加新的采集器时，首先将新添加采集器的设备编码存储到远程监控终端，然后由该新添加采集器广播包含自身设备编码的心跳包，分层路由网络中的采集器或集中器若收到该心跳包后则回复包含自身设备编码的应答消息，新添加采集器根据应答消息获取与各采集器或集中器之间的通信参数，计算通信质量得分，将通信质量得分最高的采集器作为中继节点，若与集中器之间的通信质量得分最高则直接与集中器建立通讯；新添加采集器根据选择的中继节点确定自身在分层路由网络中的层级并同步信息到分层路由网络。
6.如
7.如权利要求3所述的一种集中器动态路由方法，其特征在于，若某一下层采集器与上层采集器的通信质量得分的最大值小于设定的重构阈值，则触发分层路由网络进行重构，再次执行步骤S3~S4，重构过程中会重新确定分层路由网络的分层结构和中继节点的选择。
8.如权利要求7所述的一种集中器动态路由方法，其特征在于，当弃用已有采集器时，首先在远程监控终端删除该弃用采集器的设备编码并同步到集中器；同时，若该弃用采集器为中间层节点，则会触发中继节点动态选择或分层路由网络重构。
9.如权利要求7所述的一种集中器动态路由方法，其特征在于，当采集器发生故障时，集中器由于长时间无法接收到故障采集器的数据，则会主动报警并同步到远程监控终端；同时，若该故障采集器为中间层节点，则会触发中继节点动态选择或分层路由网络重构。
10.一种基于权利要求1~9任一项所述方法的动态路由系统，包括通信连接的远程监控终端和集中器，以及若干采集器，其特征在于，还包括：
...【技术特征摘要】
1.一种集中器动态路由方法，其特征在于，包括步骤：
2.如权利要求1所述的一种集中器动态路由方法，其特征在于，步骤s3包括：
3.如权利要求1所述的一种集中器动态路由方法，其特征在于，步骤s4中，对于分层网络中的下层采集器，根据与上层节点之间的通信质量选择最佳中继节点：
4.如权利要求3所述的一种集中器动态路由方法，其特征在于，所述通信参数包括带宽、延迟、误码率、信号强度，所述通信质量得分的计算公式为：
5.如权利要求3所述的一种集中器动态路由方法，其特征在于，当添加新的采集器时，首先将新添加采集器的设备编码存储到远程监控终端，然后由该新添加采集器广播包含自身设备编码的心跳包，分层路由网络中的采集器或集中器若收到该心跳包后则回复包含自身设备编码的应答消息，新添加采集器根据应答消息获取与各采集器或集中器之间的通信参数，计算通信质量得分，将通信质量得分最高的采集器作为中继节点，若与集中器之间的通信质量得分最高则直接与集中器建立通讯；新添加采集器根据选择的中继节点确定自身在分层路由网络中的层级并同步信息到分层路由网络。
6.如权利要求5所述的一种集中器动态路由方法，其特...
【专利技术属性】
技术研发人员：独胜，郭贤，潘海龙，张少华，李德军，
申请(专利权)人：江苏思行达信息技术股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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