交换节点的选择方法及装置、基节点、终端节点的制作方法
交换节点的选择方法及装置、基节点、终端节点的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及通信技术领域，尤其设及一种交换节点的选择方法及装置、基节点、终 端节点。
【背景技术】
[0002] 电力线载波通信化Grower line Communications,简称化C)，是利用低压配电线 路传输高速数据、语音、图像等多媒体业务信号的一种通信方式，不同类型的电力线载波通 信使用不同的频段，通过施加调制载波信号来控制不同的频段。电力在变压器中被升高到 几十万伏特的电压后，到达用电端的变压器，在用电端的变压器中降压后输送给消费者。例 如，变压器把电力分为70kv，20kv，220V等等，70kv的电力分配给大型工厂，20kv的电力分配 给中型工厂，220V的电力分配给小区的居民用户。在用电端每个变压器下挂接一个集中器， 用来捜集每个消费者的用电数据，实现远程抄表和远程数据下发的功能。
[0003] 网络在分簇路由协议中通常被划分为簇(英文:cluster)，簇是具有某种关联的网 络节点集合，每个簇由一个簇头（英文：cluste;r head)和多个簇内成员（cluster member) 组成。低一级网络的簇头是高一级网络中的簇内成员，由最高层的簇头与基站（base station,简称BS)通信，运类算法将整个网络划分为相连的区域。
[0004] 首先集中器广播分簇命令，收到广播的终端节点回复响应消息，集中器收到响应 消息后为终端节点分配逻辑地址，然后规定逻辑地址小的终端节点作为簇头，当簇头发现 节点k脱离了组网后，簇头逐层向上级簇头发送异常情况，直至网关发送重构命令，其他节 点转发重构命令，节点k判断接收到的其他节点转发的重构命令中的信号强度，通过公式t = sX(p)^计算并选取信号强度值t最大的节点m作为自己的簇头，其中，t为信号强度值，S 为物理信号强度，j为信息源点的层级信息，P为层级间点对点通信成功率指数。现有技术中 优先选择逻辑地址小的节点做簇头，会导致组网结果并非最优，当发现有节点离网时，会全 网广播寻找离网的节点，造成信息传输不顺杨，网络拥塞，浪费网络流量。
【发明内容】
[0005] 本发明的目的是提供一种交换节点的选择方法及装置、基节点、终端节点，W解决 现有技术中由于交换节点选择不恰当，导致信息传输不顺杨，网络拥塞，网络流量浪费等问 题。
[0006] 为实现上述目的，本发明提供了如下方案：
[0007] -种交换节点的选择方法，所述方法包括：
[000引接收多个第一终端节点发送的第一请求，所述第一请求是第一终端节点升级为交 换节点的请求，所述第一请求是根据所述第一终端节点接收未入网节点发送的数据包触发 的，所述第一请求至少包括所述第一终端节点与基节点之间的链路代价和所述未入网节点 的地址信息;根据所述未入网节点的地址信息和所述第一终端节点的逻辑地址信息，计算 得到所述第一终端节点的覆盖区域;分别对所述多个第一终端节点的覆盖区域、重叠区域、 与基节点之间的链路代价、层级信息，进行检测和加权处理，从所述多个第一终端节点中选 择权值最大的第二终端节点；发送所述第一请求对应的响应信息给所述第二终端节点，所 述响应信息包括交换节点标识SID，用于指示所述第二终端节点升级为交换节点。
[0009] 本发明提供了另外一种交换节点的选择方法，所述方法包括：
[0010] 接收未入网节点发送的数据包，所述数据包是所述未入网节点在时间阔值内未 接收到信标信息时触发的;根据接收所述数据包时的信噪比，向基节点发送第一请求，所述 第一请求是升级为交换节点的请求;接收所述基节点发送的对所述第一请求的响应信息， 并升级为交换节点，所述响应信息包括SID;广播所述信标信息，接收所述未入网节点发送 的第二请求，并将所述第二请求转发给所述基节点，所述第二请求为所述未入网节点根据 所述信标信息触发的；接收所述基节点为所述未入网节点分配的NID，将所述NID转发给所 述未入网节点。
[0011] 相应地，本发明提供了一种交换节点的选择装置，所述装置包括：
[0012] 接收单元，用于接收多个第一终端节点发送的第一请求，所述第一请求是第一终 端节点升级为交换节点的请求，所述第一请求是根据所述第一终端节点接收未入网节点发 送的数据包触发的，所述第一请求至少包括所述第一终端节点与基节点之间的链路代价和 所述未入网节点的地址信息；
[0013] 计算单元，用于根据所述未入网节点的地址信息和所述第一终端节点的逻辑地址 信息，计算得到所述第一终端节点的覆盖区域；
[0014] 加权单元，用于分别对所述多个第一终端节点的覆盖区域、重叠区域、与基节点之 间的链路代价、层级信息，进行检测和加权处理，从所述多个第一终端节点中选择权值最大 的第二终端节点.
[0015] 响应单元，用于发送所述第一请求对应的响应信息给所述第二终端节点，所述响 应信息包括交换节点标识SID，用于指示所述第二终端节点升级为交换节点。
[0016] 本发明还提供了一种基节点，所述基节点包括：
[0017]网络接口，化C接口，处理器和存储器；
[0018] 所述存储器用于存储程序代码；
[0019] 所述网络接口用于集中器与电网后台系统进行通信；
[0020] 所述处理器用于执行W下操作：
[0021] 通过化C接口接收多个第一终端节点发送的第一请求，所述第一请求是第一终端 节点升级为交换节点的请求，所述第一请求是根据所述第一终端节点接收未入网节点发送 的数据包触发的，所述第一请求至少包括所述第一终端节点与基节点之间的链路代价和所 述未入网节点的地址信息;根据所述未入网节点的地址信息和所述第一终端节点的逻辑地 址信息，计算得到所述第一终端节点的覆盖区域;分别对所述多个第一终端节点的覆盖区 域、重叠区域、与基节点之间的链路代价、层级信息，进行检测和加权处理，从所述多个第一 终端节点中选择权值最大的第二终端节点；通过化C接口发送所述第一请求对应的响应信 息给所述第二终端节点，所述响应信息包括交换节点标识SID，用于指示所述第二终端节点 升级为交换节点。
[0022] 本发明还提供了一种终端节点，所述终端节点包括：
[0023] PLC接口，处理器和存储器；
[0024] 所述存储器用于存储程序代码；
[0025] 所述处理器用于执行W下操作：
[0026] 通过化C接口接收未入网节点发送的数据包，所述数据包是所述未入网节点在时 间阔值内未接收到信标信息时触发的；根据接收所述数据包时的信噪比，向基节点发送第 一请求，所述第一请求是升级为交换节点的请求;通过化C接口接收所述基节点发送的对所 述第一请求的响应信息，并升级为交换节点，所述响应信息包括SID;广播所述信标信息，接 收所述未入网节点发送的第二请求，并将所述第二请求转发给所述基节点，所述第二请求 为所述未入网节点根据所述信标信息触发的；通过化C接口接收所述基节点为所述未入网 节点分配的NID，将所述NID转发给所述未入网节点。
[0027] 与现有技术相比，本发明具有如下技术效果：
[0028] 本发明通过分别对所述多个第一终端节点的覆盖区域、重叠区域、与基节点之间 的链路代价、层级信息，进行检测和加权处理，从所述多个第一终端节点中选择权值最大的 第二终端节点，升级为交换节点，W便通过交换节点转发消息，使得基节点与终端节点或未 入网节点之间建立连接，避免了基节点发送消息给距离远的终端节点或未入网节点时由 于干扰通信不顺杨，提高了通信质量，减小了基节点的负担，节省了网络流量。进一步地使 得距离集中器远的电表与集中器进行稳定可靠的数据通信。
[0029] 当然，实施本申请的任一产品并不一定需要同时达到W上所述的所有优点。
【附图说明】
[0030] 为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所 需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施 例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可W根据运些附图获 得其他的附图。
[0031] 图1为本发明实施例提供的电力线载波通讯的网络架构示意图；
[0032] 图2为本发明实施例提供的交换节点的选择方法流程图；
[0033] 图3为本发明实施例提供的组网初始状态示意图；
[0034] 图4为本发明实施例提供的第一终端节点的形成示意图；
[0035] 图5为本发明实施例提供的带有链路代价的组网示意图；
[0036] 图6为本发明实施例提供的节点的覆盖区域和重叠区域示意图；
[0037] 图7为本发明实施例提供的交换节点的选择方法流程图；
[0038] 图8为本发明实施例提供的基节点示意图；
[0039] 图9为本发明实施例提供的终端节点示意图；
[0040] 图10为本发明实施例提供的交换节点的选择装置示意图。
【具体实施方式】
[0041] 为使得本申请的发明目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面将结合本申请 实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行描述，显然，所描述的实施例仅仅是本 申请一部分实施例，而非全部实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没 有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
[0042] 在本申请实施例中，参见图1所示的电力线载波通讯的网络架构示意图。电力在变 压器中被升高到几十万伏特的电压后，到达用电端的变压器，在用电端的变压器中降压后 输送给消费者。例如，变压器把电力分为70kv，20kv，220V等等，70kv的电力分配给大型工 厂，20kv的电力分配给中型工厂，220V的电力分配给小区的居民用户。图1中的T1，T2，T3，D1 等等指的是每户居民的电表，集中器通过广播信标信息的方式，与电表建立连接，W便检测 电表的用电情况，W及发送通知消息给电表。但是对于与集中器距离远的电表，由于距离 远，噪声源的干扰，导致集中器和距离远的电表之间的连接不稳定，收发信息受到干扰，W 致于不能建立良好的通信。因此，本申请要在距离近的电表中选择一个恰当的电表作为交 换电表，成为距离远的电表与基节点之间的枢纽，选择的交换电表为基节点或距离远的电 表转发信息。
[0043] 在树状结构的网络中，电表将数据发送到交换电表，交换电表根据指定路径将数 据传送到集中器。当未入网电表请求入网后，会选择一个离自己近的交换电表并通过交换 电表与集中器建立连接。但受通信距离、链路环境等因素影响，刚入网的电表与交换电表间 的通信成功率可能均较低，需要在已入网的电表中，指定一个合适的电表升级为交换电表。 本申请实施例主要解决如何选取最优的电表作为交换电表。
[0044] 实施例一
[0045] 图2为本申请实施例提供的交换节点的选择方法流程图。该实施例的执行主体可 W是基节点，参见图2,交换节点的选择方法具体包括W下步骤：
[0046] 步骤101、基节点接收多个第一终端节点发送的第一请求，所述第一请求是第一终 端节点升级为交换节点的请求。
[0047] 基节点具体可W是前述中的集中器;第一终端节点可W是前述中的电表。
[004引第一请求是根据第一终端节点接收未入网节点发送的数据包触发的，第一请求至 少包括第一终端节点与基节点之间的链路代价和所述未入网节点的地址信息。
[0049] 步骤1 (Π 在具体的实施例中，例如，参见图巧日图4，图3为组网初始状态示意图，图4 为第一终端节点的形成示意图，在组网初始状态时，第一终端节点未入网，基节点广播信标 信息后，第一终端节点注册入网形成第一终端节点，基节点BS接收多个第一终端节点T2和 T4发送的升级为交换节点的第一请求。
[0050] 在步骤101之前，第一终端节点形成的过程如下：参见图3,组网上电启动时，所有 节点之间没有连接关系且不能收发消息，组网初期基节点将拒绝所有第一终端节点发送的 升级请求，上电完成后基节点广播信标信息，离节点较近且信道较好的未入网节点接收到 信标信息后开始入网，基节点分配节点标识给未入网节点后，未入网节点根据节点标识入 网升级为终端节点。具体如图4所示，图4为第一终端节点的形成示意图，例如，基节点BS广 播信标信息，节点1'1，了2，了3，了4，巧接收到信标信息后开始入网，并升级为第一终端节点，^ 便接收BS发送的信息。
[0051] 可选地，第一终端节点发送第一请求的触发过程具体为，基节点W广播的形式广 播信标信息，由于第一终端节点在W基节点为中屯、的组网内，所W第一终端节点可W接收 到信标信息并请求入网；但是距离基节点远的未入网节点可能不在组网内，所W未入网节 点不能接收到基节点广播的信标信息，当未入网节点在时间阔值内未接收到基节点广播的 信标信息时，便触发发送数据包给距离它（未入网节点）近的第一终端节点。第一终端节点 接收到未入网节点发送的数据包后，通过w下两种情况判断是否发送升级为交换节点的请 求（即第一请求）：第一终端节点接收数据包时的信噪比大于或者等于信噪比阔值;或者第 一终端节点接收数据包时的信噪比小于信噪比阔值，但第一终端节点接收数据包的数量大 于或者等于第二阔值。
[0052] 例如，当未入网节点D4接收信标信息超时时，未入网节点D4会广播数据包，此时第 一终端节点T2接收D4广播的数据包，当检测到第一终端节点T2接收数据包时的信噪比大于 或者等于信噪比阔值;或者T2接收数据包时的信噪比小于信噪比阔值，但T2接收数据包的 数量大于或者等于第二阔值时，T2便发送升级为交换节点的第一请求，此时基节点BS接收 第一终端节点T2发送的第一请求。
[0053] 步骤102、根据所述未入网节点的地址信息和所述第一终端节点的逻辑地址信息， 计算得到所述第一终端节点的覆盖区域。
[0054] 根据所述未入网节点的地址信息和第一终端节点的逻辑地址信息，可W得到通过 第一终端节点发送数据包的未入网节点的数量，进一步的计算得到所述第一终端节点的覆 盖区域。
[0055] 步骤103、分别对所述多个第一终端节点的覆盖区域、重叠区域、与基节点之间的 链路代价、层级信息，进行检测和加权处理，从所述多个第一终端节点中选择权值最大的第 二终端节点。
[0056] 在具体实施例中，从多个第一终端节点中选择权值最大的第二终端节点的触发步 骤包括：当通过第一终端节点发送数据包的未入网节点的数量大于第一阔值时，或者当通 过第一终端节点发送数据包的未入网节点的数量不大于第一阔值，且接收所述第一请求的 时间超时时，触发从多个第一终端节点中选择权值最大的第二终端节点。第一终端节点包 括第二终端节点，第二终端节点是第一终端节点中权值最大的终端节点。
[0057] 可选地，分别对所述多个第一终端节点与基节点之间的链路代价，进行检测和加 权处理具体包括:分别对检测出的所述多个第一终端节点到所述基节点的链路代价的上行 代价的值、所述基节点到所述多个第一终端节点的链路代价的下行代价的值，按从小到大 的顺序排序;分别按顺序对多个第一终端节点赋予权值，得到上行代价的权值、下行代价的 权值，其中赋予排序在前的第一终端节点的权值大。可W将赋予的权值设置在1-10的范围 内，数值10表示最优，数据0表示最差。
[0058] 链路代价包括第一终端节点到基节点的链路代价的上行代价和基节点到第一终 端节点的链路代价的下行代价。具体如图5所示，图5为本申请实施例中带有链路代价的组 网示意图，例如，在D4和D5节点升级的路径上标出了节点的单跳链路代价，链路代价表示方 式为(下行代价，上行代价），D5的链路代价为（1，1) + (2，1) = (3,2)，04的链路代价为（1，1) + (1，1) = (2，2)，所W (BS，T2，D4)的链路状态更优，D4赋予的权值比D5大。控制了各交换节点 的负载匀衡，避免了一个交换节点下挂接的节点非常多，而另一个节点挂接的节点非常少 的情况。
[0059] 可选地，所述分别对多个第一终端节点的覆盖区域、重叠区域进行检测和加权处 理具体包括:覆盖区域为通过第一终端节点发送数据包的未入网节点集合;每两个第一终 端节点的覆盖区域的交集为重叠区域;计算多个第一终端节点中每两个第一终端节点的重 叠区域;通过计算每两个第一终端节点的覆盖区域之间的并集，得到每两个第一终端节点 的覆盖区域;根据每两个第一终端节点的重叠区域，按从小到大的顺序对多个第一终端节 点赋予权值得到重叠区域的权值，其中赋予排序在前的每两个第一终端节点的权值大;根 据每两个第一终端节点的覆盖区域，按从大到小的顺序对多个第一终端节点赋予权值得到 覆盖区域的权值，其中赋予排序在前的每两个第一终端节点的权值大。
[0060] 例如：参见图6所示的节点的覆盖区域和重叠区域示意图，第一终端节点Τ2，Τ3和 Τ4的覆盖区域分别可W表示为：
[0061] T2={D1，D2，D3，D4，D5};
[0062] T3={D3，D4，D5，D6，D7，D8};
[0063] T4={D5，D6，D7，D8};
[0064] Τ2，Τ3和Τ4中每两个第一终端节点的重叠区域分别 可W表示为：
[00化]T2nT3={D3，D4，D5};
[0066] Τ2Γ?Τ4={05}；
[0067] T3nX4={D5,D6,D7}；
[0068] Τ2，Τ3和Τ4中每两个第一终端节点的并集分别可W表示为：
[0069] T2UT3={D1,D2,D3,D4,D5,D6,D7}；
[0070] T2UT4={D1,D2,D3,D4,D5,D6,D7}；
[0071] T3UT4={D3，D4，D5，D6，D7};
[0072] 选取每两个第一终端节点的重叠区域最小，且并集最大的第一终端节点集合做交 换节点：
[0073] Min(T2nT3，T3nT4，T2nT4)且Max(T2UT3，T3UT4，T2UT4)，得到第一终端节点 T2和T4为选择的交集最小，并集最大的第一终端集合做交换节点，即选取每两个第一终端 节点的重叠区域较小，且每两个第一终端节点的覆盖区域最大对应的第一终端节点的赋予 的权值大。
[0074] 可选地，所述分别对多个第一终端节点的层级信息，进行检测和加权处理具体包 括:当选择保证信道利用率时，对多个第一终端节点的层级信息，按从小到大的顺序对多个 第一终端节点赋予权值得到层级信息的权值，其中赋予排序在前的第一终端节点的权值 大;或者当选择保证通信成功率时，对多个第一终端节点的层级信息，按从大到小的顺序对 多个第一终端节点赋予权值得到层级信息的权值，其中赋予排序在前的第一终端节点的权 值大。
[0075] 直接与基节点相连的第一终端节点的层级信息为0级，其它节点的级数为它与连 接的交换节点的级数加1。数据包转发的次数与节点级数成正比，级数越多，信道利用率越 低。当链路代价相同的节点层级不同的情况下，若优先选择层级少的节点，则保证了信道的 利用率，但数据包通信的成功率可能有所下降;若优先选择层级多的节点，则保证了数据包 的成功率，但信道利用率将有所下降。
[0076] 可选地，从多个第一终端节点中选择权值最大的第二终端节点具体包括：
[0077] 通过下面公式计算得到权值最大的第二终端节点：
[007引 Max(t)=(叩costt*UPCOST_WEIGHT+downcostt*DOWNCOST_WEIGTH)*LEWL_ 肥 IGHTieveit+0ver_nodest*OVER_AREA_WEIGHT+over_lai)t*OVER_LAP_WEIGHT
[0079]其中，Max(t)为多个第一终端节点组成的集合中权值最大的第二终端节点，t为第 一终端节点，upcostt为1:至蜡节点的链路代价的上行代价的值，downcostt为基节点到t的链 路代价的下行代价的值，UPC0ST_WE IGHT为上行代价的权值，D0WNC0ST_WE IGTH为下行代价 的权值，level为t的层级信息，LEVEL_WEIGHT为层级信息的权值，over_nodest为t的覆盖区 域，OVER_AREA_WEIGHT为覆盖区域的权值，over_lapt为t的重叠区域，OVER_LAP_WEIGHT为 重叠区域的权值。
[0080] 例如，假设T1的覆盖点数为3,重叠度为3; T2的覆盖点数为4,重叠度为5; T3的覆盖 点数为5，重叠度为8; T4的覆盖点数为4，重叠度为6;巧的覆盖点数为3，重叠度为5，T1、Τ2、 Τ3、Τ4、Τ5加权后的加权系数分别为-18、-10、-12、-12、-26。因此将了2节点升级为交换节点， 01、02、03、04作为终端节点加入了2交换节点。
[0081] 可选地，从多个第一终端节点中选择权值最大的第二终端节点，具体在计算机程 序中的执行过程如下：
[0082] 其中，未入网节点用字母d表示，第一终端节点用字母t表示，设节点d广播数据包 后转发数据包的第一终端节点集合为集合S，t接收数据包的未入网节点集合为集合P，请求 升级的第一终端节点的集合为T，等待入网的节点集合为D，则存在W下关系：
[008；3] (1￡?且1：￡5，皆策仁:7%八戶仁巧
[0084] 201，基节点收到第一终端节点t的第一请求，第一请求中包含未入网节点d的 EUI48地址、t的节点标识NID(Node Identifier，简称NID)和基节点与t之间的链路代价；
[0085] 202，如果d g D，则把d加入集合D;
[0086] 203，如果t《T:，则把t加入集合T并保存当前时间；
[0087] 204，如果(i f P，则把d加入集合P;
[008引 205，如果t g S，则把t加入集合S;
[0089] 206,如果集合P的元素个数大于等于第一阔值时，选择一个最优第一终端节点升 级；
[0090] 207,如果节点d在一段时间内发送数据包的数量达到达到第二阔值时，选择一个 最优第一终端节点升级；
[0091] 208,当206或207的条件满足时，将从集合D中删除集合化（即节点a覆盖区域内的 所有节点）中的所有元素并从集合T中删除元素 a,从集合T的所有元素中，删除元素属性中 含有集合化的成员的属性成员，最后回到201。
[0092] 其中，计算重叠度算法如下：
[0093] 设t为候选升级节点，teT，集合T的成员数为m，可通过节点t升级的节点dl， d2,…，血的集合为P，有(1巧^={(11，(12，。'，血;11为集合成员}，设节点山所对应的集合8的 成员个数为P(P〉= 1)，节点t的重叠度为：
[0094]
[00M]步骤104、发送第一请求对应的响应信息给第二终端节点，响应信息包括交换节点 标识SID，用于指示第二终端节点升级为交换节点。
[0096] 基节点发送包括有SID(Switch Identifier,简称SID)的响应信息给第二终端节 点，SID是一个地址信息，便于后续基节点根据交换节点的SID，为交换节点区域下的未入网 节点分配NID，W便将信标信息通过交换节点转发给未入网节点，NID=(SID，LNID)。例如， BS的NID= (ο，0)，为Τ2分配SID后，Τ2的NID增加了一个NID= (1，0)。
[0097] 可选地，第二终端节点升级为交换节点后，接收交换节点转发的第二请求，其中， 所述第二请求是未入网节点升级为第一终端节点的请求，第二请求为未入网节点根据交换 节点广播的信标信息触发的;根据第二请求为未入网节点分配节点标识NID，将NID发送给 交换节点，W便通过交换节点将NID转发给未入网节点。
[0098] 如前述，当第一终端节点D2升级为交换节点后，周期性的发送信标信息，节点D6收 到信标信息后发送升级为第一终端节点的请求(第二请求），基节点BS接收交换节点D2转发 的节点D6发送的第二请求，基节点根据第二请求为为节点D6分配节点标识NID。
[0099] 实施例二
[0100] 前述实施例一中，主要从基节点的角度，对交换节点的选择方法进行了介绍，与实 施例一相对应的实施例二中，主要从终端节点的角度对交换节点的选择方法进行介绍。参 见图7所示的本申请实施例提供的交换节点的选择方法流程图。该实施例的执行主体可W 是终端节点，该方法可W包括W下步骤：
[0101] 步骤701、接收未入网节点发送的数据包，所述数据包是所述未入网节点在时间阔 值内未接收到信标信息时触发的；
[0102] 具体地，在所述时间阔值内，当所述未入网节点未接收到所述信标信息时，所述第 一终端节点接收所述未入网节点发送的数据包。
[0103] 步骤702、根据接收所述数据包时的信噪比，向基节点发送第一请求，所述第一请 求是升级为交换节点的请求；
[0104] 可选地，所述根据接收所述数据包时的信噪比，向基节点发送第一请求的触发步 骤包括：当第一终端节点接收所述数据包时的信噪比大于或者等于信噪比阔值时；或者当 所述信噪比小于所述信噪比阔值，且所述第一终端节点接收所述数据包的数量大于或者等 于第二阔值时，触发向所述基节点发送所述第一请求。
[0105] 步骤703、接收所述基节点发送的对所述第一请求的响应信息，并升级为交换节 点，所述响应信息包括SID;
[0106] 步骤704、广播所述信标信息，接收所述未入网节点发送的第二请求，并将所述第 二请求转发给所述基节点，所述第二请求为所述未入网节点根据所述信标信息触发的；
[0107] 步骤705、接收所述基节点为所述未入网节点分配的NID，将所述NID转发给所述未 入网节点。
[0108] 由于该实施例二是与实施例一相对应的，只是描述角度有所不同，实施例二中各 个步骤中的实现细节，在实施例一中均有记载，参照执行即可，因此，相关的实现细节可W 参见实施例一中的介绍，在此不再寶述。
[0109] 实施例Ξ
[0110] 与本申请实施例一提供的交换节点的选择方法相对应，本申请实施例还提供了一 种基节点，执行主体可W是基节点，例如，集中器，参见图8所示的基节点示意图，该基节点 具体可W包括:PLC接口 801、处理器802、存储器803和网络接口 804;系统总线805用于连接 PLC接口 801、处理器802、存储器803和网络接口 804。
[0111] 存储器803存储程序代码；
[0112] 网络接口 804用于集中器与电网后台系统进行通信；
[0113] 处理器802用于执行W下操作：
[0114] 通过化C接口 801接收多个第一终端节点发送的第一请求，所述第一请求是第一终 端节点升级为交换节点的请求，所述第一请求是根据所述第一终端节点接收未入网节点发 送的数据包触发的，所述第一请求至少包括所述第一终端节点与基节点之间的链路代价和 所述未入网节点的地址信息；
[0115] 根据所述未入网节点的地址信息和所述第一终端节点的逻辑地址信息，计算得到 所述第一终端节点的覆盖区域；
[0116] 分别对所述多个第一终端节点的覆盖区域、重叠区域、与基节点之间的链路代价、 层级信息，进行检测和加权处理，从所述多个第一终端节点中选择权值最大的第二终端节 占. '?、、，
[0117] 通过化C接口801发送所述第一请求对应的响应信息给所述第二终端节点，所述响 应信息包括交换节点标识SID，用于指示所述第二终端节点升级为交换节点。
[0118] 由于该实施例Ξ是实施例一相对应的实体装置，实施例Ξ中各个步骤中的实现细 节，在实施例一中均有记载，参照执行即可，因此，相关的实现细节可W参见实施例一中的 介绍，在此不再寶述。
[0119] 实施例四
[0120] 与本申请实施例二提供的交换节点的选择方法相对应，本申请实施例还提供了一 种终端节点，执行主体可W是终端节点，例如，电表，参见图9所示的终端节点示意图，该终 端节点具体可W包括:PLC接口 901、处理器902和存储器903;系统总线904用于连接化C接口 901、处理器902和存储器903。
[0121 ]存储器903存储程序代码；
[0122] 处理器902用于执行W下操作：
[0123] 通过化C接口 901接收未入网节点发送的数据包，所述数据包是所述未入网节点在 时间阔值内未接收到信标信息时触发的；
[0124] 根据接收所述数据包时的信噪比，向基节点发送第一请求，所述第一请求是升级 为交换节点的请求；
[0125] 通过化C接口901接收所述基节点发送的对所述第一请求的响应信息，并升级为交 换节点，所述响应信息包括SID;
[0126] 广播所述信标信息，接收所述未入网节点发送的第二请求，并将所述第二请求转 发给所述基节点，所述第二请求为所述未入网节点根据所述信标信息触发的；
[0127] 通过化C接口 901接收所述基节点为所述未入网节点分配的NID，将所述NID转发 给所述未入网节点。
[012引实施例五
[0129] 与本申请实施例一提供的交换节点的选择方法相对应，本申请实施例还提供了一 种交换节点的选择装置，执行主体可W是基节点，例如，集中器，参见图10所示的交换节点 的选择装置示意图，该交换节点的选择装置具体可W包括：
[0130] 接收单元1001，用于接收多个第一终端节点发送的第一请求，所述第一请求是第 一终端节点升级为交换节点的请求，所述第一请求是根据所述第一终端节点接收未入网节 点发送的数据包触发的，所述第一请求至少包括所述第一终端节点与基节点之间的链路代 价和所述未入网节点的地址信息；
[0131] 计算单元1002,用于根据所述未入网节点的地址信息和所述第一终端节点的逻辑 地址信息，计算得到所述第一终端节点的覆盖区域；
[0132] 加权单元1003,用于分别对所述多个第一终端节点的覆盖区域、重叠区域、与基节 点之间的链路代价、层级信息，进行检测和加权处理，从所述多个第一终端节点中选择权值 最大的第二终端节点；
[0133] 响应单元1004,用于发送所述第一请求对应的响应信息给所述第二终端节点，所 述响应信息包括交换节点标识SID，用于指示所述第二终端节点升级为交换节点。
[0134] 由于该实施例五是实施例一相对应的装置，实施例五中各个步骤中的实现细节， 在实施例一中均有记载，参照执行即可，因此，相关的实现细节可W参见实施例一中的介 绍，在此不再寶述。
[0135] 因此，通过本申请实施例，分别对所述多个第一终端节点的覆盖区域、重叠区域、 与基节点之间的链路代价、层级信息，进行检测和加权处理，从所述多个第一终端节点中选 择权值最大的第二终端节点，升级为交换节点，W便通过交换节点转发消息，使得基节点与 终端节点或未入网节点之间建立连接，避免了基节点发送消息给距离远的终端节点或未 入网节点时由于干扰通信不顺杨，提高了通信质量，减小了基节点的负担，节省了网络流 量。进一步地使得距离集中器远的电表也能顺杨的请求入网且收到集中器的消息。
[0136] 本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部 分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于系统或 系统实施例而言，由于其与方法实施例相似，所W描述得比较简单，相关之处参见方法实施 例的部分说明即可。W上所描述的系统及系统实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离 部件说明的单元可W是或者也可W不是物理上分开的，作为单元显示的部件可W是或者也 可W不是物理单元，即可W位于一个地方，或者也可W分布到多个网络单元上。可W根据实 际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员 在不付出创造性劳动的情况下，即可W理解并实施。
[0137] 本领域普通技术人员应该还可W进一步意识到，结合本文中所公开的实施例描述 的各示例的单元及算法步骤，能够W电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清 楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组 成及步骤。运些功能究竟W硬件还是软件方式来执轨道，取决于技术方案的特定应用和设 计约束条件。本领域普通技术人员可W对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的 功能，但是运种实现不应认为超出本申请的范围。
[0138] 结合本文中所公开的实施例描述的方法或算法的步骤可W用硬件、处理器执轨道 的软件模块，或者二者的结合来实施。软件模块可W置于随机存储器(RAM)、内存、只读存储 器(ROM)、电可编程ROM、电可擦除可编程ROM、寄存器、硬盘、可移动磁盘、CD-ROM、或技术领 域内所公知的任意其它形式的存储介质中。
[0139] W上所述的【具体实施方式】，对本申请的目的、技术方案和有益效果进轨道了进一 步详细说明，所应理解的是，W上所述仅为本申请的【具体实施方式】而已，并不用于限定本 申请的保护范围，凡在本申请的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应 包含在本申请的保护范围之内。
【主权项】
1. 一种交换节点的选择方法，其特征在于，所述方法包括： 接收多个第一终端节点发送的第一请求，所述第一请求是第一终端节点升级为交换节 点的请求，所述第一请求是根据所述第一终端节点接收未入网节点发送的数据包触发的， 所述第一请求至少包括所述第一终端节点与基节点之间的链路代价和所述未入网节点的 地址信息； 根据所述未入网节点的地址信息和所述第一终端节点的逻辑地址信息，计算得到所述 第一终端节点的覆盖区域； 分别对所述多个第一终端节点的覆盖区域、重叠区域、与基节点之间的链路代价、层级 信息，进行检测和加权处理，从所述多个第一终端节点中选择权值最大的第二终端节点； 发送所述第一请求对应的响应信息给所述第二终端节点，所述响应信息包括交换节点 标识SID，用于指示所述第二终端节点升级为交换节点。2. 根据权利要求1所述的交换节点的选择方法，其特征在于，所述分别对所述多个第一 终端节点与基节点之间的链路代价，进行检测和加权处理具体包括： 分别对检测出的所述多个第一终端节点到所述基节点的链路代价的上行代价的值、所 述基节点到所述多个第一终端节点的链路代价的下行代价的值，按从小 到大的顺序排序； 分别按顺序对所述多个第一终端节点赋予权值，得到所述上行代价的权值、所述下行 代价的权值，其中赋予排序在前的第一终端节点的权值大。3. 根据权利要求1所述的交换节点的选择方法，其特征在于，所述分别对所述多个第一 终端节点的覆盖区域、重叠区域，进行检测和加权处理具体包括： 所述覆盖区域为通过所述第一终端节点发送数据包的未入网节点集合;每两个第一终 端节点的覆盖区域的交集为所述重叠区域； 计算所述多个第一终端节点中每两个第一终端节点的重叠区域； 通过计算每两个第一终端节点的覆盖区域之间的并集，得到每两个第一终端节点的覆 盖区域； 根据每两个第一终端节点的重叠区域，按从小到大的顺序对所述多个第一终端节点赋 予权值得到所述重叠区域的权值，其中赋予排序在前的每两个第一终端节点的权值大； 根据每两个第一终端节点的覆盖区域，按从大到小的顺序对多个第一终端节点赋予权 值得到所述覆盖区域的权值，其中赋予排序在前的每两个第一终端节点的权值大。4. 根据权利要求1所述的交换节点的选择方法，其特征在于，所述分别对所述多个第一 终端节点的层级信息，进行检测和加权处理具体包括： 当选择保证信道利用率时，对所述多个第一终端节点的所述层级信息，按从小到大的 顺序对所述多个第一终端节点赋予权值得到所述层级信息的权值，其中赋予排序在前的第 一终端节点的权值大;或者 当选择保证通信成功率时，对所述多个第一终端节点的所述层级信息，按从大到小的 顺序对所述多个第一终端节点赋予权值得到所述层级信息的权值，其中赋予排序在前的第 一终端节点的权值大。5. 根据权利要求1所述的交换节点的选择方法，其特征在于，所述从所述多个第一终端 节点中选择权值最大的第二终端节点具体包括： 通过下面公式计算得到权值最大的第二终端节点： Max(t) = (upcostt*UPCOST_ffEIGHT+downcostt*DOWNCOST_ffEIGTH)*LEVEL_ffEIGHTlevelt +over_nodest*OVER_AREA_ffEIGHT+over_lapt*OVER_LAP_ffEIGHT 其中，Max(t)为多个第一终端节点组成的集合中权值最大的第二终端节点，t为第一终 端节点，upcostt为t到基节点的链路代价的上行代价的值，downcostt为基节点到t的链路代 价的下行代价的值，UPCOST_WEIGHT为上行代价的权值，DOWNCOST_WEIGTH为下行代价的权 值，level为t的层级信息，LEVEL_WEIGHT为层级信息的权值，〇Ver_n〇deSt为t的覆盖区域， OVER_AREA_WEIGHT为覆盖区域的权值，over_lapt为t的重叠区域，OVER_LAP_WEIGHT为重叠 区域的权值。6. 根据权利要求1所述的交换节点的选择方法，其特征在于，从所述多个第一终端节点 中选择权值最大的第二终端节点的触发步骤包括： 当通过所述第一终端节点发送数据包的未入网节点的数量大于第一阈值时，或者 当通过所述第一终端节点发送数据包的未入网节点的数量不大于第一阈值，且接收所 述第一请求的时间超时时，触发从所述多个第一终端节点中选择权值最大的第二终端节 点。7. 根据权利要求1所述的交换节点的选择方法，其特征在于，当所述第二终端节点升级 为所述交换节点后，接收所述交换节点转发的第二请求，其中，所述第二请求是所述未入网 节点升级为所述第一终端节点的请求，所述第二请求为所述未入网节点根据所述交换节点 广播的信标信息触发的； 根据所述第二请求为所述未入网节点分配节点标识NID，将所述NID发送给所述交换节 点，以便通过所述交换节点将所述NID转发给所述未入网节点。8. -种交换节点的选择交换节点的选择方法，其特征在于，所述方法包括： 接收未入网节点发送的数据包，所述数据包是所述未入网节点在时间阈值内未接收到 信标信息时触发的； 根据接收所述数据包时的信噪比，向基节点发送第一请求，所述第一请求是升级为交 换节点的请求； 接收所述基节点发送的对所述第一请求的响应信息，并升级为交换节点，所述响应信 息包括SID; 广播所述信标信息，接收所述未入网节点发送的第二请求，并将所述第二请求转发给 所述基节点，所述第二请求为所述未入网节点根据所述信标信息触发的； 接收所述基节点为所述未入网节点分配的NID，将所述NID转发给所述未入网节点。9. 根据权利要求8所述的交换节点的选择方法，其特征在于，所述根据接收所述数据包 时的信噪比，向基节点发送第一请求的触发步骤包括： 当第一终端节点接收所述数据包时的信噪比大于或者等于信噪比阈值时;或者 当所述信噪比小于所述信噪比阈值，且所述第一终端节点接收所述数据包的数量大于 或者等于第二阈值时，触发向所述基节点发送所述第一请求。10. 根据权利要求8所述的交换节点的选择方法，其特征在于，所述接收未入网节点发 送的数据包具体包括： 在所述时间阈值内，当所述未入网节点未接收到所述信标信息时，所述第一终端节点 接收所述未入网节点发送的数据包。11. 一种交换节点的选择装置，其特征在于，所述装置包括： 接收单元，用于接收多个第一终端节点发送的第一请求，所述第一请求是第一终端节 点升级为交换节点的请求，所述第一请求是根据所述第一终端节点接收未入网节点发送的 数据包触发的，所述第一请求至少包括所述第一终端节点与基节点之间的链路代价和所述 未入网节点的地址信息； 计算单元，用于根据所述未入网节点的地址信息和所述第一终端节点的逻辑地址信 息，计算得到所述第一终端节点的覆盖区域； 加权单元，用于分别对所述多个第一终端节点的覆盖区域、重叠区域、与基节点之间的 链路代价、层级信息，进行检测和加权处理，从所述多个第一终端节点中选择权值最大的第 二终端节点； 响应单元，用于发送所述第一请求对应的响应信息给所述第二终端节点，所述响应信 息包括交换节点标识SID，用于指示所述第二终端节点升级为交换节点。12. -种基节点，其特征在于，所述基节点包括： 网络接口，PLC接口，处理器和存储器； 所述存储器用于存储程序代码； 所述网络接口用于集中器与电网后台系统进行通信； 所述处理器用于执行以下操作： 通过PLC接口接收多个第一终端节点发送的第一请求，所述第一请求是第一终端节点 升级为交换节点的请求，所述第一请求是根据所述第一终端节点接收未入网节点发送的数 据包触发的，所述第一请求至少包括所述第一终端节点与基节点之间的链路代价和所述未 入网节点的地址信息； 根据所述未入网节点的地址信息和所述第一终端节点的逻辑地址信息，计算得到所述 第一终端节点的覆盖区域； 分别对所述多个第一终端节点的覆盖区域、重叠区域、与基节点之间的链路代价、层级 信息，进行检测和加权处理，从所述多个第一终端节点中选择权值最大的第二终端节点； 通过PLC接口发送所述第一请求对应的响应信息给所述第二终端节点，所述响应信息 包括交换节点标识SID，用于指示所述第二终端节点升级为交换节点。13. -种终端节点，其特征在于，所述终端节点包括： PLC接口，处理器和存储器； 所述存储器用于存储程序代码； 所述处理器用于执行以下操作： 通过PLC接口接收未入网节点发送的数据包，所述数据包是所述未入网节点在时间阈 值内未接收到信标信息时触发的； 根据接收所述数据包时的信噪比，向基节点发送第一请求，所述第一请求是升级为交 换节点的请求； 通过PLC接口接收所述基节点发送的对所述第一请求的响应信息，并升级为交换节点， 所述响应信息包括SID; 广播所述信标信息，接收所述未入网节点发送的第二请求，并将所述第二请求转发给 所述基节点，所述第二请求为所述未入网节点根据所述信标信息触发的； 通过PLC接口接收所述基节点为所述未入网节点分配的NID，将所述NID转发给所述未 入网节点。
【专利摘要】本发明公开了一种交换节点的选择方法及装置、基节点、终端节点，所述选择方法通过分别对所述多个第一终端节点的覆盖区域、重叠区域、与基节点之间的链路代价、层级信息，进行检测和加权处理，从所述多个第一终端节点中选择权值最大的第二终端节点，升级为交换节点，以便通过交换节点转发消息，使得基节点与终端节点或未入网节点之间建立连接，避免了基节点发送消息给距离远的终端节点或未入网节点时由于干扰通信不顺畅，提高了通信质量，减小了基节点的负担，节省了网络流量。进一步地使得距离集中器远的电表与集中器进行稳定可靠的数据通信。
【IPC分类】H04B3/54, H04L12/721
【公开号】CN105490940
【申请号】CN201510887203
【发明人】刘洋
【申请人】天津维晟微科技有限公司
【公开日】2016年4月13日
【申请日】2015年12月4日
【技术领域】
[0001] 本发明设及通信技术领域，尤其设及一种交换节点的选择方法及装置、基节点、终 端节点。
【背景技术】
[0002] 电力线载波通信化Grower line Communications,简称化C)，是利用低压配电线 路传输高速数据、语音、图像等多媒体业务信号的一种通信方式，不同类型的电力线载波通 信使用不同的频段，通过施加调制载波信号来控制不同的频段。电力在变压器中被升高到 几十万伏特的电压后，到达用电端的变压器，在用电端的变压器中降压后输送给消费者。例 如，变压器把电力分为70kv，20kv，220V等等，70kv的电力分配给大型工厂，20kv的电力分配 给中型工厂，220V的电力分配给小区的居民用户。在用电端每个变压器下挂接一个集中器， 用来捜集每个消费者的用电数据，实现远程抄表和远程数据下发的功能。
[0003] 网络在分簇路由协议中通常被划分为簇(英文:cluster)，簇是具有某种关联的网 络节点集合，每个簇由一个簇头（英文：cluste;r head)和多个簇内成员（cluster member) 组成。低一级网络的簇头是高一级网络中的簇内成员，由最高层的簇头与基站（base station,简称BS)通信，运类算法将整个网络划分为相连的区域。
[0004] 首先集中器广播分簇命令，收到广播的终端节点回复响应消息，集中器收到响应 消息后为终端节点分配逻辑地址，然后规定逻辑地址小的终端节点作为簇头，当簇头发现 节点k脱离了组网后，簇头逐层向上级簇头发送异常情况，直至网关发送重构命令，其他节 点转发重构命令，节点k判断接收到的其他节点转发的重构命令中的信号强度，通过公式t = sX(p)^计算并选取信号强度值t最大的节点m作为自己的簇头，其中，t为信号强度值，S 为物理信号强度，j为信息源点的层级信息，P为层级间点对点通信成功率指数。现有技术中 优先选择逻辑地址小的节点做簇头，会导致组网结果并非最优，当发现有节点离网时，会全 网广播寻找离网的节点，造成信息传输不顺杨，网络拥塞，浪费网络流量。
【发明内容】
[0005] 本发明的目的是提供一种交换节点的选择方法及装置、基节点、终端节点，W解决 现有技术中由于交换节点选择不恰当，导致信息传输不顺杨，网络拥塞，网络流量浪费等问 题。
[0006] 为实现上述目的，本发明提供了如下方案：
[0007] -种交换节点的选择方法，所述方法包括：
[000引接收多个第一终端节点发送的第一请求，所述第一请求是第一终端节点升级为交 换节点的请求，所述第一请求是根据所述第一终端节点接收未入网节点发送的数据包触发 的，所述第一请求至少包括所述第一终端节点与基节点之间的链路代价和所述未入网节点 的地址信息;根据所述未入网节点的地址信息和所述第一终端节点的逻辑地址信息，计算 得到所述第一终端节点的覆盖区域;分别对所述多个第一终端节点的覆盖区域、重叠区域、 与基节点之间的链路代价、层级信息，进行检测和加权处理，从所述多个第一终端节点中选 择权值最大的第二终端节点；发送所述第一请求对应的响应信息给所述第二终端节点，所 述响应信息包括交换节点标识SID，用于指示所述第二终端节点升级为交换节点。
[0009] 本发明提供了另外一种交换节点的选择方法，所述方法包括：
[0010] 接收未入网节点发送的数据包，所述数据包是所述未入网节点在时间阔值内未 接收到信标信息时触发的;根据接收所述数据包时的信噪比，向基节点发送第一请求，所述 第一请求是升级为交换节点的请求;接收所述基节点发送的对所述第一请求的响应信息， 并升级为交换节点，所述响应信息包括SID;广播所述信标信息，接收所述未入网节点发送 的第二请求，并将所述第二请求转发给所述基节点，所述第二请求为所述未入网节点根据 所述信标信息触发的；接收所述基节点为所述未入网节点分配的NID，将所述NID转发给所 述未入网节点。
[0011] 相应地，本发明提供了一种交换节点的选择装置，所述装置包括：
[0012] 接收单元，用于接收多个第一终端节点发送的第一请求，所述第一请求是第一终 端节点升级为交换节点的请求，所述第一请求是根据所述第一终端节点接收未入网节点发 送的数据包触发的，所述第一请求至少包括所述第一终端节点与基节点之间的链路代价和 所述未入网节点的地址信息；
[0013] 计算单元，用于根据所述未入网节点的地址信息和所述第一终端节点的逻辑地址 信息，计算得到所述第一终端节点的覆盖区域；
[0014] 加权单元，用于分别对所述多个第一终端节点的覆盖区域、重叠区域、与基节点之 间的链路代价、层级信息，进行检测和加权处理，从所述多个第一终端节点中选择权值最大 的第二终端节点.
[0015] 响应单元，用于发送所述第一请求对应的响应信息给所述第二终端节点，所述响 应信息包括交换节点标识SID，用于指示所述第二终端节点升级为交换节点。
[0016] 本发明还提供了一种基节点，所述基节点包括：
[0017]网络接口，化C接口，处理器和存储器；
[0018] 所述存储器用于存储程序代码；
[0019] 所述网络接口用于集中器与电网后台系统进行通信；
[0020] 所述处理器用于执行W下操作：
[0021] 通过化C接口接收多个第一终端节点发送的第一请求，所述第一请求是第一终端 节点升级为交换节点的请求，所述第一请求是根据所述第一终端节点接收未入网节点发送 的数据包触发的，所述第一请求至少包括所述第一终端节点与基节点之间的链路代价和所 述未入网节点的地址信息;根据所述未入网节点的地址信息和所述第一终端节点的逻辑地 址信息，计算得到所述第一终端节点的覆盖区域;分别对所述多个第一终端节点的覆盖区 域、重叠区域、与基节点之间的链路代价、层级信息，进行检测和加权处理，从所述多个第一 终端节点中选择权值最大的第二终端节点；通过化C接口发送所述第一请求对应的响应信 息给所述第二终端节点，所述响应信息包括交换节点标识SID，用于指示所述第二终端节点 升级为交换节点。
[0022] 本发明还提供了一种终端节点，所述终端节点包括：
[0023] PLC接口，处理器和存储器；
[0024] 所述存储器用于存储程序代码；
[0025] 所述处理器用于执行W下操作：
[0026] 通过化C接口接收未入网节点发送的数据包，所述数据包是所述未入网节点在时 间阔值内未接收到信标信息时触发的；根据接收所述数据包时的信噪比，向基节点发送第 一请求，所述第一请求是升级为交换节点的请求;通过化C接口接收所述基节点发送的对所 述第一请求的响应信息，并升级为交换节点，所述响应信息包括SID;广播所述信标信息，接 收所述未入网节点发送的第二请求，并将所述第二请求转发给所述基节点，所述第二请求 为所述未入网节点根据所述信标信息触发的；通过化C接口接收所述基节点为所述未入网 节点分配的NID，将所述NID转发给所述未入网节点。
[0027] 与现有技术相比，本发明具有如下技术效果：
[0028] 本发明通过分别对所述多个第一终端节点的覆盖区域、重叠区域、与基节点之间 的链路代价、层级信息，进行检测和加权处理，从所述多个第一终端节点中选择权值最大的 第二终端节点，升级为交换节点，W便通过交换节点转发消息，使得基节点与终端节点或未 入网节点之间建立连接，避免了基节点发送消息给距离远的终端节点或未入网节点时由 于干扰通信不顺杨，提高了通信质量，减小了基节点的负担，节省了网络流量。进一步地使 得距离集中器远的电表与集中器进行稳定可靠的数据通信。
[0029] 当然，实施本申请的任一产品并不一定需要同时达到W上所述的所有优点。
【附图说明】
[0030] 为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所 需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施 例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可W根据运些附图获 得其他的附图。
[0031] 图1为本发明实施例提供的电力线载波通讯的网络架构示意图；
[0032] 图2为本发明实施例提供的交换节点的选择方法流程图；
[0033] 图3为本发明实施例提供的组网初始状态示意图；
[0034] 图4为本发明实施例提供的第一终端节点的形成示意图；
[0035] 图5为本发明实施例提供的带有链路代价的组网示意图；
[0036] 图6为本发明实施例提供的节点的覆盖区域和重叠区域示意图；
[0037] 图7为本发明实施例提供的交换节点的选择方法流程图；
[0038] 图8为本发明实施例提供的基节点示意图；
[0039] 图9为本发明实施例提供的终端节点示意图；
[0040] 图10为本发明实施例提供的交换节点的选择装置示意图。
【具体实施方式】
[0041] 为使得本申请的发明目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面将结合本申请 实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行描述，显然，所描述的实施例仅仅是本 申请一部分实施例，而非全部实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没 有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
[0042] 在本申请实施例中，参见图1所示的电力线载波通讯的网络架构示意图。电力在变 压器中被升高到几十万伏特的电压后，到达用电端的变压器，在用电端的变压器中降压后 输送给消费者。例如，变压器把电力分为70kv，20kv，220V等等，70kv的电力分配给大型工 厂，20kv的电力分配给中型工厂，220V的电力分配给小区的居民用户。图1中的T1，T2，T3，D1 等等指的是每户居民的电表，集中器通过广播信标信息的方式，与电表建立连接，W便检测 电表的用电情况，W及发送通知消息给电表。但是对于与集中器距离远的电表，由于距离 远，噪声源的干扰，导致集中器和距离远的电表之间的连接不稳定，收发信息受到干扰，W 致于不能建立良好的通信。因此，本申请要在距离近的电表中选择一个恰当的电表作为交 换电表，成为距离远的电表与基节点之间的枢纽，选择的交换电表为基节点或距离远的电 表转发信息。
[0043] 在树状结构的网络中，电表将数据发送到交换电表，交换电表根据指定路径将数 据传送到集中器。当未入网电表请求入网后，会选择一个离自己近的交换电表并通过交换 电表与集中器建立连接。但受通信距离、链路环境等因素影响，刚入网的电表与交换电表间 的通信成功率可能均较低，需要在已入网的电表中，指定一个合适的电表升级为交换电表。 本申请实施例主要解决如何选取最优的电表作为交换电表。
[0044] 实施例一
[0045] 图2为本申请实施例提供的交换节点的选择方法流程图。该实施例的执行主体可 W是基节点，参见图2,交换节点的选择方法具体包括W下步骤：
[0046] 步骤101、基节点接收多个第一终端节点发送的第一请求，所述第一请求是第一终 端节点升级为交换节点的请求。
[0047] 基节点具体可W是前述中的集中器;第一终端节点可W是前述中的电表。
[004引第一请求是根据第一终端节点接收未入网节点发送的数据包触发的，第一请求至 少包括第一终端节点与基节点之间的链路代价和所述未入网节点的地址信息。
[0049] 步骤1 (Π 在具体的实施例中，例如，参见图巧日图4，图3为组网初始状态示意图，图4 为第一终端节点的形成示意图，在组网初始状态时，第一终端节点未入网，基节点广播信标 信息后，第一终端节点注册入网形成第一终端节点，基节点BS接收多个第一终端节点T2和 T4发送的升级为交换节点的第一请求。
[0050] 在步骤101之前，第一终端节点形成的过程如下：参见图3,组网上电启动时，所有 节点之间没有连接关系且不能收发消息，组网初期基节点将拒绝所有第一终端节点发送的 升级请求，上电完成后基节点广播信标信息，离节点较近且信道较好的未入网节点接收到 信标信息后开始入网，基节点分配节点标识给未入网节点后，未入网节点根据节点标识入 网升级为终端节点。具体如图4所示，图4为第一终端节点的形成示意图，例如，基节点BS广 播信标信息，节点1'1，了2，了3，了4，巧接收到信标信息后开始入网，并升级为第一终端节点，^ 便接收BS发送的信息。
[0051] 可选地，第一终端节点发送第一请求的触发过程具体为，基节点W广播的形式广 播信标信息，由于第一终端节点在W基节点为中屯、的组网内，所W第一终端节点可W接收 到信标信息并请求入网；但是距离基节点远的未入网节点可能不在组网内，所W未入网节 点不能接收到基节点广播的信标信息，当未入网节点在时间阔值内未接收到基节点广播的 信标信息时，便触发发送数据包给距离它（未入网节点）近的第一终端节点。第一终端节点 接收到未入网节点发送的数据包后，通过w下两种情况判断是否发送升级为交换节点的请 求（即第一请求）：第一终端节点接收数据包时的信噪比大于或者等于信噪比阔值;或者第 一终端节点接收数据包时的信噪比小于信噪比阔值，但第一终端节点接收数据包的数量大 于或者等于第二阔值。
[0052] 例如，当未入网节点D4接收信标信息超时时，未入网节点D4会广播数据包，此时第 一终端节点T2接收D4广播的数据包，当检测到第一终端节点T2接收数据包时的信噪比大于 或者等于信噪比阔值;或者T2接收数据包时的信噪比小于信噪比阔值，但T2接收数据包的 数量大于或者等于第二阔值时，T2便发送升级为交换节点的第一请求，此时基节点BS接收 第一终端节点T2发送的第一请求。
[0053] 步骤102、根据所述未入网节点的地址信息和所述第一终端节点的逻辑地址信息， 计算得到所述第一终端节点的覆盖区域。
[0054] 根据所述未入网节点的地址信息和第一终端节点的逻辑地址信息，可W得到通过 第一终端节点发送数据包的未入网节点的数量，进一步的计算得到所述第一终端节点的覆 盖区域。
[0055] 步骤103、分别对所述多个第一终端节点的覆盖区域、重叠区域、与基节点之间的 链路代价、层级信息，进行检测和加权处理，从所述多个第一终端节点中选择权值最大的第 二终端节点。
[0056] 在具体实施例中，从多个第一终端节点中选择权值最大的第二终端节点的触发步 骤包括：当通过第一终端节点发送数据包的未入网节点的数量大于第一阔值时，或者当通 过第一终端节点发送数据包的未入网节点的数量不大于第一阔值，且接收所述第一请求的 时间超时时，触发从多个第一终端节点中选择权值最大的第二终端节点。第一终端节点包 括第二终端节点，第二终端节点是第一终端节点中权值最大的终端节点。
[0057] 可选地，分别对所述多个第一终端节点与基节点之间的链路代价，进行检测和加 权处理具体包括:分别对检测出的所述多个第一终端节点到所述基节点的链路代价的上行 代价的值、所述基节点到所述多个第一终端节点的链路代价的下行代价的值，按从小到大 的顺序排序;分别按顺序对多个第一终端节点赋予权值，得到上行代价的权值、下行代价的 权值，其中赋予排序在前的第一终端节点的权值大。可W将赋予的权值设置在1-10的范围 内，数值10表示最优，数据0表示最差。
[0058] 链路代价包括第一终端节点到基节点的链路代价的上行代价和基节点到第一终 端节点的链路代价的下行代价。具体如图5所示，图5为本申请实施例中带有链路代价的组 网示意图，例如，在D4和D5节点升级的路径上标出了节点的单跳链路代价，链路代价表示方 式为(下行代价，上行代价），D5的链路代价为（1，1) + (2，1) = (3,2)，04的链路代价为（1，1) + (1，1) = (2，2)，所W (BS，T2，D4)的链路状态更优，D4赋予的权值比D5大。控制了各交换节点 的负载匀衡，避免了一个交换节点下挂接的节点非常多，而另一个节点挂接的节点非常少 的情况。
[0059] 可选地，所述分别对多个第一终端节点的覆盖区域、重叠区域进行检测和加权处 理具体包括:覆盖区域为通过第一终端节点发送数据包的未入网节点集合;每两个第一终 端节点的覆盖区域的交集为重叠区域;计算多个第一终端节点中每两个第一终端节点的重 叠区域;通过计算每两个第一终端节点的覆盖区域之间的并集，得到每两个第一终端节点 的覆盖区域;根据每两个第一终端节点的重叠区域，按从小到大的顺序对多个第一终端节 点赋予权值得到重叠区域的权值，其中赋予排序在前的每两个第一终端节点的权值大;根 据每两个第一终端节点的覆盖区域，按从大到小的顺序对多个第一终端节点赋予权值得到 覆盖区域的权值，其中赋予排序在前的每两个第一终端节点的权值大。
[0060] 例如：参见图6所示的节点的覆盖区域和重叠区域示意图，第一终端节点Τ2，Τ3和 Τ4的覆盖区域分别可W表示为：
[0061] T2={D1，D2，D3，D4，D5};
[0062] T3={D3，D4，D5，D6，D7，D8};
[0063] T4={D5，D6，D7，D8};
[0064] Τ2，Τ3和Τ4中每两个第一终端节点的重叠区域分别 可W表示为：
[00化]T2nT3={D3，D4，D5};
[0066] Τ2Γ?Τ4={05}；
[0067] T3nX4={D5,D6,D7}；
[0068] Τ2，Τ3和Τ4中每两个第一终端节点的并集分别可W表示为：
[0069] T2UT3={D1,D2,D3,D4,D5,D6,D7}；
[0070] T2UT4={D1,D2,D3,D4,D5,D6,D7}；
[0071] T3UT4={D3，D4，D5，D6，D7};
[0072] 选取每两个第一终端节点的重叠区域最小，且并集最大的第一终端节点集合做交 换节点：
[0073] Min(T2nT3，T3nT4，T2nT4)且Max(T2UT3，T3UT4，T2UT4)，得到第一终端节点 T2和T4为选择的交集最小，并集最大的第一终端集合做交换节点，即选取每两个第一终端 节点的重叠区域较小，且每两个第一终端节点的覆盖区域最大对应的第一终端节点的赋予 的权值大。
[0074] 可选地，所述分别对多个第一终端节点的层级信息，进行检测和加权处理具体包 括:当选择保证信道利用率时，对多个第一终端节点的层级信息，按从小到大的顺序对多个 第一终端节点赋予权值得到层级信息的权值，其中赋予排序在前的第一终端节点的权值 大;或者当选择保证通信成功率时，对多个第一终端节点的层级信息，按从大到小的顺序对 多个第一终端节点赋予权值得到层级信息的权值，其中赋予排序在前的第一终端节点的权 值大。
[0075] 直接与基节点相连的第一终端节点的层级信息为0级，其它节点的级数为它与连 接的交换节点的级数加1。数据包转发的次数与节点级数成正比，级数越多，信道利用率越 低。当链路代价相同的节点层级不同的情况下，若优先选择层级少的节点，则保证了信道的 利用率，但数据包通信的成功率可能有所下降;若优先选择层级多的节点，则保证了数据包 的成功率，但信道利用率将有所下降。
[0076] 可选地，从多个第一终端节点中选择权值最大的第二终端节点具体包括：
[0077] 通过下面公式计算得到权值最大的第二终端节点：
[007引 Max(t)=(叩costt*UPCOST_WEIGHT+downcostt*DOWNCOST_WEIGTH)*LEWL_ 肥 IGHTieveit+0ver_nodest*OVER_AREA_WEIGHT+over_lai)t*OVER_LAP_WEIGHT
[0079]其中，Max(t)为多个第一终端节点组成的集合中权值最大的第二终端节点，t为第 一终端节点，upcostt为1:至蜡节点的链路代价的上行代价的值，downcostt为基节点到t的链 路代价的下行代价的值，UPC0ST_WE IGHT为上行代价的权值，D0WNC0ST_WE IGTH为下行代价 的权值，level为t的层级信息，LEVEL_WEIGHT为层级信息的权值，over_nodest为t的覆盖区 域，OVER_AREA_WEIGHT为覆盖区域的权值，over_lapt为t的重叠区域，OVER_LAP_WEIGHT为 重叠区域的权值。
[0080] 例如，假设T1的覆盖点数为3,重叠度为3; T2的覆盖点数为4,重叠度为5; T3的覆盖 点数为5，重叠度为8; T4的覆盖点数为4，重叠度为6;巧的覆盖点数为3，重叠度为5，T1、Τ2、 Τ3、Τ4、Τ5加权后的加权系数分别为-18、-10、-12、-12、-26。因此将了2节点升级为交换节点， 01、02、03、04作为终端节点加入了2交换节点。
[0081] 可选地，从多个第一终端节点中选择权值最大的第二终端节点，具体在计算机程 序中的执行过程如下：
[0082] 其中，未入网节点用字母d表示，第一终端节点用字母t表示，设节点d广播数据包 后转发数据包的第一终端节点集合为集合S，t接收数据包的未入网节点集合为集合P，请求 升级的第一终端节点的集合为T，等待入网的节点集合为D，则存在W下关系：
[008；3] (1￡?且1：￡5，皆策仁:7%八戶仁巧
[0084] 201，基节点收到第一终端节点t的第一请求，第一请求中包含未入网节点d的 EUI48地址、t的节点标识NID(Node Identifier，简称NID)和基节点与t之间的链路代价；
[0085] 202，如果d g D，则把d加入集合D;
[0086] 203，如果t《T:，则把t加入集合T并保存当前时间；
[0087] 204，如果(i f P，则把d加入集合P;
[008引 205，如果t g S，则把t加入集合S;
[0089] 206,如果集合P的元素个数大于等于第一阔值时，选择一个最优第一终端节点升 级；
[0090] 207,如果节点d在一段时间内发送数据包的数量达到达到第二阔值时，选择一个 最优第一终端节点升级；
[0091] 208,当206或207的条件满足时，将从集合D中删除集合化（即节点a覆盖区域内的 所有节点）中的所有元素并从集合T中删除元素 a,从集合T的所有元素中，删除元素属性中 含有集合化的成员的属性成员，最后回到201。
[0092] 其中，计算重叠度算法如下：
[0093] 设t为候选升级节点，teT，集合T的成员数为m，可通过节点t升级的节点dl， d2,…，血的集合为P，有(1巧^={(11，(12，。'，血;11为集合成员}，设节点山所对应的集合8的 成员个数为P(P〉= 1)，节点t的重叠度为：
[0094]
[00M]步骤104、发送第一请求对应的响应信息给第二终端节点，响应信息包括交换节点 标识SID，用于指示第二终端节点升级为交换节点。
[0096] 基节点发送包括有SID(Switch Identifier,简称SID)的响应信息给第二终端节 点，SID是一个地址信息，便于后续基节点根据交换节点的SID，为交换节点区域下的未入网 节点分配NID，W便将信标信息通过交换节点转发给未入网节点，NID=(SID，LNID)。例如， BS的NID= (ο，0)，为Τ2分配SID后，Τ2的NID增加了一个NID= (1，0)。
[0097] 可选地，第二终端节点升级为交换节点后，接收交换节点转发的第二请求，其中， 所述第二请求是未入网节点升级为第一终端节点的请求，第二请求为未入网节点根据交换 节点广播的信标信息触发的;根据第二请求为未入网节点分配节点标识NID，将NID发送给 交换节点，W便通过交换节点将NID转发给未入网节点。
[0098] 如前述，当第一终端节点D2升级为交换节点后，周期性的发送信标信息，节点D6收 到信标信息后发送升级为第一终端节点的请求(第二请求），基节点BS接收交换节点D2转发 的节点D6发送的第二请求，基节点根据第二请求为为节点D6分配节点标识NID。
[0099] 实施例二
[0100] 前述实施例一中，主要从基节点的角度，对交换节点的选择方法进行了介绍，与实 施例一相对应的实施例二中，主要从终端节点的角度对交换节点的选择方法进行介绍。参 见图7所示的本申请实施例提供的交换节点的选择方法流程图。该实施例的执行主体可W 是终端节点，该方法可W包括W下步骤：
[0101] 步骤701、接收未入网节点发送的数据包，所述数据包是所述未入网节点在时间阔 值内未接收到信标信息时触发的；
[0102] 具体地，在所述时间阔值内，当所述未入网节点未接收到所述信标信息时，所述第 一终端节点接收所述未入网节点发送的数据包。
[0103] 步骤702、根据接收所述数据包时的信噪比，向基节点发送第一请求，所述第一请 求是升级为交换节点的请求；
[0104] 可选地，所述根据接收所述数据包时的信噪比，向基节点发送第一请求的触发步 骤包括：当第一终端节点接收所述数据包时的信噪比大于或者等于信噪比阔值时；或者当 所述信噪比小于所述信噪比阔值，且所述第一终端节点接收所述数据包的数量大于或者等 于第二阔值时，触发向所述基节点发送所述第一请求。
[0105] 步骤703、接收所述基节点发送的对所述第一请求的响应信息，并升级为交换节 点，所述响应信息包括SID;
[0106] 步骤704、广播所述信标信息，接收所述未入网节点发送的第二请求，并将所述第 二请求转发给所述基节点，所述第二请求为所述未入网节点根据所述信标信息触发的；
[0107] 步骤705、接收所述基节点为所述未入网节点分配的NID，将所述NID转发给所述未 入网节点。
[0108] 由于该实施例二是与实施例一相对应的，只是描述角度有所不同，实施例二中各 个步骤中的实现细节，在实施例一中均有记载，参照执行即可，因此，相关的实现细节可W 参见实施例一中的介绍，在此不再寶述。
[0109] 实施例Ξ
[0110] 与本申请实施例一提供的交换节点的选择方法相对应，本申请实施例还提供了一 种基节点，执行主体可W是基节点，例如，集中器，参见图8所示的基节点示意图，该基节点 具体可W包括:PLC接口 801、处理器802、存储器803和网络接口 804;系统总线805用于连接 PLC接口 801、处理器802、存储器803和网络接口 804。
[0111] 存储器803存储程序代码；
[0112] 网络接口 804用于集中器与电网后台系统进行通信；
[0113] 处理器802用于执行W下操作：
[0114] 通过化C接口 801接收多个第一终端节点发送的第一请求，所述第一请求是第一终 端节点升级为交换节点的请求，所述第一请求是根据所述第一终端节点接收未入网节点发 送的数据包触发的，所述第一请求至少包括所述第一终端节点与基节点之间的链路代价和 所述未入网节点的地址信息；
[0115] 根据所述未入网节点的地址信息和所述第一终端节点的逻辑地址信息，计算得到 所述第一终端节点的覆盖区域；
[0116] 分别对所述多个第一终端节点的覆盖区域、重叠区域、与基节点之间的链路代价、 层级信息，进行检测和加权处理，从所述多个第一终端节点中选择权值最大的第二终端节 占. '?、、，
[0117] 通过化C接口801发送所述第一请求对应的响应信息给所述第二终端节点，所述响 应信息包括交换节点标识SID，用于指示所述第二终端节点升级为交换节点。
[0118] 由于该实施例Ξ是实施例一相对应的实体装置，实施例Ξ中各个步骤中的实现细 节，在实施例一中均有记载，参照执行即可，因此，相关的实现细节可W参见实施例一中的 介绍，在此不再寶述。
[0119] 实施例四
[0120] 与本申请实施例二提供的交换节点的选择方法相对应，本申请实施例还提供了一 种终端节点，执行主体可W是终端节点，例如，电表，参见图9所示的终端节点示意图，该终 端节点具体可W包括:PLC接口 901、处理器902和存储器903;系统总线904用于连接化C接口 901、处理器902和存储器903。
[0121 ]存储器903存储程序代码；
[0122] 处理器902用于执行W下操作：
[0123] 通过化C接口 901接收未入网节点发送的数据包，所述数据包是所述未入网节点在 时间阔值内未接收到信标信息时触发的；
[0124] 根据接收所述数据包时的信噪比，向基节点发送第一请求，所述第一请求是升级 为交换节点的请求；
[0125] 通过化C接口901接收所述基节点发送的对所述第一请求的响应信息，并升级为交 换节点，所述响应信息包括SID;
[0126] 广播所述信标信息，接收所述未入网节点发送的第二请求，并将所述第二请求转 发给所述基节点，所述第二请求为所述未入网节点根据所述信标信息触发的；
[0127] 通过化C接口 901接收所述基节点为所述未入网节点分配的NID，将所述NID转发 给所述未入网节点。
[012引实施例五
[0129] 与本申请实施例一提供的交换节点的选择方法相对应，本申请实施例还提供了一 种交换节点的选择装置，执行主体可W是基节点，例如，集中器，参见图10所示的交换节点 的选择装置示意图，该交换节点的选择装置具体可W包括：
[0130] 接收单元1001，用于接收多个第一终端节点发送的第一请求，所述第一请求是第 一终端节点升级为交换节点的请求，所述第一请求是根据所述第一终端节点接收未入网节 点发送的数据包触发的，所述第一请求至少包括所述第一终端节点与基节点之间的链路代 价和所述未入网节点的地址信息；
[0131] 计算单元1002,用于根据所述未入网节点的地址信息和所述第一终端节点的逻辑 地址信息，计算得到所述第一终端节点的覆盖区域；
[0132] 加权单元1003,用于分别对所述多个第一终端节点的覆盖区域、重叠区域、与基节 点之间的链路代价、层级信息，进行检测和加权处理，从所述多个第一终端节点中选择权值 最大的第二终端节点；
[0133] 响应单元1004,用于发送所述第一请求对应的响应信息给所述第二终端节点，所 述响应信息包括交换节点标识SID，用于指示所述第二终端节点升级为交换节点。
[0134] 由于该实施例五是实施例一相对应的装置，实施例五中各个步骤中的实现细节， 在实施例一中均有记载，参照执行即可，因此，相关的实现细节可W参见实施例一中的介 绍，在此不再寶述。
[0135] 因此，通过本申请实施例，分别对所述多个第一终端节点的覆盖区域、重叠区域、 与基节点之间的链路代价、层级信息，进行检测和加权处理，从所述多个第一终端节点中选 择权值最大的第二终端节点，升级为交换节点，W便通过交换节点转发消息，使得基节点与 终端节点或未入网节点之间建立连接，避免了基节点发送消息给距离远的终端节点或未 入网节点时由于干扰通信不顺杨，提高了通信质量，减小了基节点的负担，节省了网络流 量。进一步地使得距离集中器远的电表也能顺杨的请求入网且收到集中器的消息。
[0136] 本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部 分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于系统或 系统实施例而言，由于其与方法实施例相似，所W描述得比较简单，相关之处参见方法实施 例的部分说明即可。W上所描述的系统及系统实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离 部件说明的单元可W是或者也可W不是物理上分开的，作为单元显示的部件可W是或者也 可W不是物理单元，即可W位于一个地方，或者也可W分布到多个网络单元上。可W根据实 际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员 在不付出创造性劳动的情况下，即可W理解并实施。
[0137] 本领域普通技术人员应该还可W进一步意识到，结合本文中所公开的实施例描述 的各示例的单元及算法步骤，能够W电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清 楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组 成及步骤。运些功能究竟W硬件还是软件方式来执轨道，取决于技术方案的特定应用和设 计约束条件。本领域普通技术人员可W对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的 功能，但是运种实现不应认为超出本申请的范围。
[0138] 结合本文中所公开的实施例描述的方法或算法的步骤可W用硬件、处理器执轨道 的软件模块，或者二者的结合来实施。软件模块可W置于随机存储器(RAM)、内存、只读存储 器(ROM)、电可编程ROM、电可擦除可编程ROM、寄存器、硬盘、可移动磁盘、CD-ROM、或技术领 域内所公知的任意其它形式的存储介质中。
[0139] W上所述的【具体实施方式】，对本申请的目的、技术方案和有益效果进轨道了进一 步详细说明，所应理解的是，W上所述仅为本申请的【具体实施方式】而已，并不用于限定本 申请的保护范围，凡在本申请的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应 包含在本申请的保护范围之内。
【主权项】
1. 一种交换节点的选择方法，其特征在于，所述方法包括： 接收多个第一终端节点发送的第一请求，所述第一请求是第一终端节点升级为交换节 点的请求，所述第一请求是根据所述第一终端节点接收未入网节点发送的数据包触发的， 所述第一请求至少包括所述第一终端节点与基节点之间的链路代价和所述未入网节点的 地址信息； 根据所述未入网节点的地址信息和所述第一终端节点的逻辑地址信息，计算得到所述 第一终端节点的覆盖区域； 分别对所述多个第一终端节点的覆盖区域、重叠区域、与基节点之间的链路代价、层级 信息，进行检测和加权处理，从所述多个第一终端节点中选择权值最大的第二终端节点； 发送所述第一请求对应的响应信息给所述第二终端节点，所述响应信息包括交换节点 标识SID，用于指示所述第二终端节点升级为交换节点。2. 根据权利要求1所述的交换节点的选择方法，其特征在于，所述分别对所述多个第一 终端节点与基节点之间的链路代价，进行检测和加权处理具体包括： 分别对检测出的所述多个第一终端节点到所述基节点的链路代价的上行代价的值、所 述基节点到所述多个第一终端节点的链路代价的下行代价的值，按从小 到大的顺序排序； 分别按顺序对所述多个第一终端节点赋予权值，得到所述上行代价的权值、所述下行 代价的权值，其中赋予排序在前的第一终端节点的权值大。3. 根据权利要求1所述的交换节点的选择方法，其特征在于，所述分别对所述多个第一 终端节点的覆盖区域、重叠区域，进行检测和加权处理具体包括： 所述覆盖区域为通过所述第一终端节点发送数据包的未入网节点集合;每两个第一终 端节点的覆盖区域的交集为所述重叠区域； 计算所述多个第一终端节点中每两个第一终端节点的重叠区域； 通过计算每两个第一终端节点的覆盖区域之间的并集，得到每两个第一终端节点的覆 盖区域； 根据每两个第一终端节点的重叠区域，按从小到大的顺序对所述多个第一终端节点赋 予权值得到所述重叠区域的权值，其中赋予排序在前的每两个第一终端节点的权值大； 根据每两个第一终端节点的覆盖区域，按从大到小的顺序对多个第一终端节点赋予权 值得到所述覆盖区域的权值，其中赋予排序在前的每两个第一终端节点的权值大。4. 根据权利要求1所述的交换节点的选择方法，其特征在于，所述分别对所述多个第一 终端节点的层级信息，进行检测和加权处理具体包括： 当选择保证信道利用率时，对所述多个第一终端节点的所述层级信息，按从小到大的 顺序对所述多个第一终端节点赋予权值得到所述层级信息的权值，其中赋予排序在前的第 一终端节点的权值大;或者 当选择保证通信成功率时，对所述多个第一终端节点的所述层级信息，按从大到小的 顺序对所述多个第一终端节点赋予权值得到所述层级信息的权值，其中赋予排序在前的第 一终端节点的权值大。5. 根据权利要求1所述的交换节点的选择方法，其特征在于，所述从所述多个第一终端 节点中选择权值最大的第二终端节点具体包括： 通过下面公式计算得到权值最大的第二终端节点： Max(t) = (upcostt*UPCOST_ffEIGHT+downcostt*DOWNCOST_ffEIGTH)*LEVEL_ffEIGHTlevelt +over_nodest*OVER_AREA_ffEIGHT+over_lapt*OVER_LAP_ffEIGHT 其中，Max(t)为多个第一终端节点组成的集合中权值最大的第二终端节点，t为第一终 端节点，upcostt为t到基节点的链路代价的上行代价的值，downcostt为基节点到t的链路代 价的下行代价的值，UPCOST_WEIGHT为上行代价的权值，DOWNCOST_WEIGTH为下行代价的权 值，level为t的层级信息，LEVEL_WEIGHT为层级信息的权值，〇Ver_n〇deSt为t的覆盖区域， OVER_AREA_WEIGHT为覆盖区域的权值，over_lapt为t的重叠区域，OVER_LAP_WEIGHT为重叠 区域的权值。6. 根据权利要求1所述的交换节点的选择方法，其特征在于，从所述多个第一终端节点 中选择权值最大的第二终端节点的触发步骤包括： 当通过所述第一终端节点发送数据包的未入网节点的数量大于第一阈值时，或者 当通过所述第一终端节点发送数据包的未入网节点的数量不大于第一阈值，且接收所 述第一请求的时间超时时，触发从所述多个第一终端节点中选择权值最大的第二终端节 点。7. 根据权利要求1所述的交换节点的选择方法，其特征在于，当所述第二终端节点升级 为所述交换节点后，接收所述交换节点转发的第二请求，其中，所述第二请求是所述未入网 节点升级为所述第一终端节点的请求，所述第二请求为所述未入网节点根据所述交换节点 广播的信标信息触发的； 根据所述第二请求为所述未入网节点分配节点标识NID，将所述NID发送给所述交换节 点，以便通过所述交换节点将所述NID转发给所述未入网节点。8. -种交换节点的选择交换节点的选择方法，其特征在于，所述方法包括： 接收未入网节点发送的数据包，所述数据包是所述未入网节点在时间阈值内未接收到 信标信息时触发的； 根据接收所述数据包时的信噪比，向基节点发送第一请求，所述第一请求是升级为交 换节点的请求； 接收所述基节点发送的对所述第一请求的响应信息，并升级为交换节点，所述响应信 息包括SID; 广播所述信标信息，接收所述未入网节点发送的第二请求，并将所述第二请求转发给 所述基节点，所述第二请求为所述未入网节点根据所述信标信息触发的； 接收所述基节点为所述未入网节点分配的NID，将所述NID转发给所述未入网节点。9. 根据权利要求8所述的交换节点的选择方法，其特征在于，所述根据接收所述数据包 时的信噪比，向基节点发送第一请求的触发步骤包括： 当第一终端节点接收所述数据包时的信噪比大于或者等于信噪比阈值时;或者 当所述信噪比小于所述信噪比阈值，且所述第一终端节点接收所述数据包的数量大于 或者等于第二阈值时，触发向所述基节点发送所述第一请求。10. 根据权利要求8所述的交换节点的选择方法，其特征在于，所述接收未入网节点发 送的数据包具体包括： 在所述时间阈值内，当所述未入网节点未接收到所述信标信息时，所述第一终端节点 接收所述未入网节点发送的数据包。11. 一种交换节点的选择装置，其特征在于，所述装置包括： 接收单元，用于接收多个第一终端节点发送的第一请求，所述第一请求是第一终端节 点升级为交换节点的请求，所述第一请求是根据所述第一终端节点接收未入网节点发送的 数据包触发的，所述第一请求至少包括所述第一终端节点与基节点之间的链路代价和所述 未入网节点的地址信息； 计算单元，用于根据所述未入网节点的地址信息和所述第一终端节点的逻辑地址信 息，计算得到所述第一终端节点的覆盖区域； 加权单元，用于分别对所述多个第一终端节点的覆盖区域、重叠区域、与基节点之间的 链路代价、层级信息，进行检测和加权处理，从所述多个第一终端节点中选择权值最大的第 二终端节点； 响应单元，用于发送所述第一请求对应的响应信息给所述第二终端节点，所述响应信 息包括交换节点标识SID，用于指示所述第二终端节点升级为交换节点。12. -种基节点，其特征在于，所述基节点包括： 网络接口，PLC接口，处理器和存储器； 所述存储器用于存储程序代码； 所述网络接口用于集中器与电网后台系统进行通信； 所述处理器用于执行以下操作： 通过PLC接口接收多个第一终端节点发送的第一请求，所述第一请求是第一终端节点 升级为交换节点的请求，所述第一请求是根据所述第一终端节点接收未入网节点发送的数 据包触发的，所述第一请求至少包括所述第一终端节点与基节点之间的链路代价和所述未 入网节点的地址信息； 根据所述未入网节点的地址信息和所述第一终端节点的逻辑地址信息，计算得到所述 第一终端节点的覆盖区域； 分别对所述多个第一终端节点的覆盖区域、重叠区域、与基节点之间的链路代价、层级 信息，进行检测和加权处理，从所述多个第一终端节点中选择权值最大的第二终端节点； 通过PLC接口发送所述第一请求对应的响应信息给所述第二终端节点，所述响应信息 包括交换节点标识SID，用于指示所述第二终端节点升级为交换节点。13. -种终端节点，其特征在于，所述终端节点包括： PLC接口，处理器和存储器； 所述存储器用于存储程序代码； 所述处理器用于执行以下操作： 通过PLC接口接收未入网节点发送的数据包，所述数据包是所述未入网节点在时间阈 值内未接收到信标信息时触发的； 根据接收所述数据包时的信噪比，向基节点发送第一请求，所述第一请求是升级为交 换节点的请求； 通过PLC接口接收所述基节点发送的对所述第一请求的响应信息，并升级为交换节点， 所述响应信息包括SID; 广播所述信标信息，接收所述未入网节点发送的第二请求，并将所述第二请求转发给 所述基节点，所述第二请求为所述未入网节点根据所述信标信息触发的； 通过PLC接口接收所述基节点为所述未入网节点分配的NID，将所述NID转发给所述未 入网节点。
【专利摘要】本发明公开了一种交换节点的选择方法及装置、基节点、终端节点，所述选择方法通过分别对所述多个第一终端节点的覆盖区域、重叠区域、与基节点之间的链路代价、层级信息，进行检测和加权处理，从所述多个第一终端节点中选择权值最大的第二终端节点，升级为交换节点，以便通过交换节点转发消息，使得基节点与终端节点或未入网节点之间建立连接，避免了基节点发送消息给距离远的终端节点或未入网节点时由于干扰通信不顺畅，提高了通信质量，减小了基节点的负担，节省了网络流量。进一步地使得距离集中器远的电表与集中器进行稳定可靠的数据通信。
【IPC分类】H04B3/54, H04L12/721
【公开号】CN105490940
【申请号】CN201510887203
【发明人】刘洋
【申请人】天津维晟微科技有限公司
【公开日】2016年4月13日
【申请日】2015年12月4日
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