[发明专利]智能电网中基于认知无线电的通信网系统和组网方法

权利要求书

1.一种智能电网中基于认知无线电的通信网系统，其特征在于，所述通信网系统包括：

传感器节点、汇聚节点和骨干网；

所述传感器节点包括传感模块、计算控制模块和第一无线通信模块；

其中所述第一无线通信模块包括认知选择控制模块和具有无线通信功能的ZigBee射频模块及230MHz射频模块，所述认知选择控制模块周期性检测网络中空闲频段的信道可用性，如果所选空闲频段的信道可用性符合通信要求则进入所选频段相应的ZigBee射频模块或230MHz射频模块进行通信；

所述传感器节点感知频谱空闲情况，并选择合适频段与所述汇聚节点通信；

所述汇聚节点对所述传感器节点上传的数据进行汇总和压缩，采用电力线载波的通信方式上传到所述骨干网。

2.如权利要求1所述的通信网系统，其特征在于，所述无线通信模块还包括定位跟踪模块，在所述传感器节点之间建立起无线定位网络，所述无线定位网络包括协调器、参考节点和定位节点，所述协调器用于所述无线定位网络内部的通信和对外的通信，所述参考节点的地理位置固定且已知，所述定位节点的地理位置变化，通过定位引擎结合与所述参考节点的相对位置进行定位。

3.如权利要求1所述的通信网系统，其特征在于，所述无线通信模块还包括地址识别模块，用于创建路由表，为每个传感器节点分配相应的地址，根据所述路由表内的地址找到下一个节点。

4.如权利要求1所述的通信网系统，其特征在于，所述认知选择控制模块包括频谱感知模块，用于在空闲频段进行通信时感知所述空闲频段的通信质量变差或所述空闲频段的授权用户占用所述空闲频段进行通信时，立即对其他频段的信道可用性进行检测，再选择符合通信要求的频段进行通信。

5.如权利要求1所述的通信网系统，其特征在于，所述认知选择控制模块还包括信道评估模块，用于对空闲频段的信道可用性进行评估。

6.如权利要求1所述的通信网系统，其特征在于，所述汇聚节点包括具有无线通信功能的ZigBee射频模块及230MHz射频模块，不包括所述认知选择控制模块，所述汇聚节点轮询所述ZigBee射频模块和230MHz射频模块，采集所述传感器节点上报的信息，并转发所述骨干网下达的配置信息。

7.一种智能电网中基于认知无线电的通信组网方法，其特征在于，所述方法具体包括：

S1：传感器节点搜索所在范围内是否有传感器节点网络，如果没有则不作处理，否则进入步骤S2；

S2：在所述传感器节点网络范围内选定协调器，并发起入网请求，等待所述协调器的回复；

S3：所述协调器对所述入网请求进行处理，确认是否答应所述传感器节点的入网请求，如果答应则返回给所述传感器节点允许应答，并为所述传感器节点分配网络地址作为标识符，成功加入所述传感器节点网络，否则不返回响应，入网失败；

S4：所述传感器节点入网成功后，周期性检测所述传感器节点网络内空闲频段的信道可用性，如果所选空闲频段的信道可用性符合通信要求则利用所选频段相应的ZigBee2.4GHz频段或230MHz专用网频段进行通信；

S5：所述传感器节点感知频谱空闲情况，并选择合适频段与汇聚节点通信；

S6：所述汇聚节点对所述传感器节点上传的数据进行汇总和压缩，采用电力线载波的通信方式上传到骨干网。

8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述步骤S3中传感器节点入网成功后所述传感器节点之间建立起无线定位网络，用于所述传感器节点在传感器节点网络内改变位置或申请离开所述传感器节点网络时所述传感器节点的定位；

当所述传感器节点在传感器节点网络内改变位置时，所述传感器节点的标识符不变，所述协调器为所述传感器节点分配新的坐标，根据新的坐标计算并判断通信质量知否变差，如果变差则所述传感器节点重新对其它的空闲频段进行信道可用性评估，选择所述信道可用性符合通信要求的空闲频段进行通信；

当所述传感器节点申请离开所述传感器节点网络时，所述传感器节点向所述协调器或路由器发送离网请求；

所述协调器或所述路由器接收所述离网请求，回复离网应答，并将所述传感器节点的标识符从列表中删除；

判断所述传感器节点离网后是否移动到所述传感器节点网络的内部还是外部，如果是内部则发送位置更新指令，否则不做操作。