[发明专利]一种无线智能抄表系统的组网方法

权利要求书

1.一种无线智能抄表系统的组网方法，其特征在于，该方法所面向的无线抄表系统网络是由一个集中器为树根和多个电表数据采集器为叶节点组成的树状采集网络，应用于智能电表抄读系统以及同类数据采集网络，网络中的采集器节点在上电之后向集中器节点申请加入网络，并在加入网络之后集中器需要通过所分配的网络地址进行寻址才能对网络中的采集器节点进行数据抄读；

该组网方法采用双重地址管理算法对网络中的无线通信节点进行管理，双重地址指的全网地址和子网地址，子网地址是采集器节点A在申请入网时由其父节点B分配的，父节点B同样有自己申请入网时其父节点C为其分配的子网地址，这样，节点A的全网地址就是从节点A起始逐跳向树根的链路上所有节点的子网地址逆向拼接而成，另外，为实现数据通信，全网地址还包含有当前网络深度和数据上下行标识位。

2.根据权利要求1所述的无线智能抄表系统的组网方法，其特征在于所述的集中器，该集中器维护一张全网地址映射表，将允许入网的节点的MAC地址和其在入网过程中分配的全网地址进行一一映射，另外集中器和采集器都要维护一张子网地址映射表，将自己的一跳子节点的MAC地址和其子网地址映射起来。

3.根据权利要求1所述的无线智能抄表系统的组网方法，其特征在于网络中的采集器节点在上电之后向集中器节点申请加入网络，包括如下步骤：

1.）采集器节点A上电之后广播申请入网信息REQ，其中包含有节点A的MAC地址；

2.）集中器上电即是已入网状态，已经入网的节点侦听到该REQ信息之后，会回复一个邀请入网信息INV，该INV信息中包含有本节点的网络深度、当前一跳子节点数目和自己的MAC地址信息；

3.）节点A收到周围节点回复的INV信息之后，会根据其中携带的网络深度和子节点数目以及自己接收的信号强度选举最优节点B作为自己的父节点，然后发送一个父子关系确认信息FAT给节点B；

4.）节点B收到节点A的FAT信息之后，把当前子节点数加1作为A的子网地址，逐跳向树根发送一个入网认证信息，入网认证信息包含有节点A的MAC地址，入网认证信息在逐跳向上发送时也逐跳拼接出节点A的全网地址；

5.）集中器节点C作为树根节点收到入网认证信息之后，在预先存入的允许入网的MAC地址中查找核对其MAC地址，如果确有节点A的MAC地址，则将A节点的全网地址填入全网地址映射表并向节点B逐跳发送一个认证成功帧，否则，发送一个认证失败帧；

6.）节点B收到认证成功帧之后，将A列为自己的子节点，并继续向A发送该认证成功帧；如果节点B收到认证失败帧，则删去节点A的相关信息，并继续向A发送认证失败帧；

7.）节点A如果收到认证成功帧，则修改自己的网络状态为已入网状态，并允许其他节点加入自己的子网；节点A如果收到认证失败帧，则进行相应的错误处理。

4.根据权利要求3所述的无线智能抄表系统的组网方法，其特征在于在所述的步骤2中，为了防止申请入网节点广播REQ后，周围已入网节点的INV信息同时回复导致碰撞引起申请入网节点无法接收到所有的INV信息，在发送INV信息是采用随机退避延时退避发送，使申请节点可以接收到周围所有已入网节点发送的INV信息。

5.根据权利要求3所述的无线智能抄表系统的组网方案，其特征在于所述已经入网的节点，要实现下行数据通信，由集中器发给采集器，集中器会查找全网地址映射表，将目的节点的全网地址填入网络层，其中全网地址中的网络深度填入自己的网络深度，数据流向标识位填为下行，然后逐跳向下发送，链路上每一条的节点接收到该数据之后通过首先查看数据流向为下行，然后根据对网络深度位加1，并根据加1后的指示找到下一跳的子网地址，再根据自己的子网地址映射表找到下一跳节点的MAC地址，继续向下发送，依次类推，直到到达目的节点。

6.根据权利要求3所述的无线智能抄表系统的组网方法，其特征在于所述的已经入网的节点，要实现上行数据通信，由采集器发给集中器，采集器要根据自己的网络深度将自己的子网地址填入全网地址对应的子网地址空间，数据流向位置为上行，其余位全为0，然后发送给其父节点，父节点接收到该数据之后，检测到是上行数据，继续在全网地址对应位填入自己的子网地址，继续向上发送，这样传到集中器时，全网地址恰好填满，集中器通过查找全网地址映射表即可以知道发送数据的源节点的MAC地址。