[发明专利]一种组播方法及其系统

说明书

一种组播方法及其系统，在包括业务终端节点、汇聚节点、接入节点和接入网关的输电网络中，组播节点对业务终端节点进行组播，组播信息中包含操作指令，在组播下发帧或组播帧中增加接收时间戳字段，所述接收时间戳用于记载操作指令的完成时限。本发明提出了一种新的组播后终端节点同时限时操作的机制，有利于组播操作的同步，业务终端在接收到组播下发帧后，获取接收时间戳，并根据操作指令进行操作，如果相应操作在接收时间戳到期前完成，发送反馈确认帧进行确认，如果相应操作在接收时间戳到期前没有完成，发送否认帧进行反馈，控制端如果需要业务终端节点同时操作，则通过收到所有终端发送确认帧，可以确认业务终端节点的同步操作情况。

技术领域

本发明属于电力系统输电网通信技术领域，涉及输电网中的无线传感器网络，为一种组播方法及其系统。

技术背景

输电网作为电力系统的主动脉，承担长距离，大容量电能输送的重要功能，因此需要对输电网进行有效监控，收集相关数据，例如对于杆塔的监控，对于变电站的监控等。具体的，传感器为终端数据来源，传感器包括无线传感器和有线传感器，无线传感器又包括微功耗和低功耗传感器，终端数据来源经边缘计算节点、接入网关进入中心计算站，实现终端的集中监控，如图1所示。

边缘计算节点包括汇聚节点好接入节点，如图2和图3所示，汇聚节点收集传感器的终端数据后发送给接入节点，一个接入节点可以通过有线和/或无线连接一个或者多个汇聚节点，形成树状网络(图2)或多跳网络(图3)。汇聚节点支持简单的边缘计算，汇聚节点可以对传感器发送反馈信息，并对接入节点发送边缘计算结果。

接入节点通过接入网关连接到中心计算站(服务器)。一个接入网关可以通过有线和/或无线连接一个或者多个接入节点。接入节点支持复杂的边缘计算。接入节点可以对汇聚节点发出反馈信息。接入节点可以对接入网关发送边缘计算结果。

接入节点和接入网关之间可以采用3G/4G/NB-IoT等技术进行传输，传感器和汇聚节点之间采用LoRa/WiFi/Bluetooth等技术连接，汇聚节点和传感器之间采用

LoRa/WiFi/Bluetooth/Zigbee等技术连接。

现在电力设备无线传感器网络协议中定义了组播的过程用于指定部分节点和终端执行某些操作，例如测量，但是缺乏一个有效的机制来确保组播的操作在规定的时间完成。而如果没有这个机制，很多操作就会失去意义。例如，同时测量场景下如果不能保证结果来自同时测量，进一步分析就失去了意义。此外，目前也没有定义接入网关的组播过程。

如图4所示，现有技术的组播信息采用接力下发机制，并采用停等自动重传保证接收的可靠性。若业务终端节点直接与接入节点连接，接入节点直接发送组播下发帧(Group_Down)，然后进入等待接收状态，业务终端在接收到组播下发帧(Group_Down)后，进行相应的操作，并且发送确认帧(ACK)进行确认。若业务终端节点通过汇聚节点连接，接入节点发送组播帧(Group)后，进入等待接收状态，如果汇聚节点成功接收组播帧(Group)，则汇聚节点发送组播下发帧(Group_Down)给相应的业务终端节点，业务终端节点接收到组播下发帧(Group_Down)后，进行相应的操作，并且发送确认帧(ACK)给汇聚节点进行确认，汇聚节点再发送确认帧(ACK)给接入节点，告知组播命令的执行情况。可见接入节点只能被动等待确认帧的返回，整个组播过程中没有对组播的时效性的约束。

上述组播帧(Group)的MAC层负载字段结构由如下字段组成：

源地址(S_Address)

目的地址(D_Address)

下一跳地址(N_Address)

数据(DATA)

发明内容

本发明要解决的问题是：现有输电网无线传感器网络中的组播机制中，缺乏对组播信息时效性的约束，不能满足具有时效要求的组播信息的组播需求。