[发明专利]一种用于配电台区设备LoRa通讯的MESH组网通讯方法有效

专利信息
申请号: 202011053921.6 申请日: 2020-09-29
公开(公告)号: CN112423365B 公开(公告)日: 2023-04-28
发明(设计)人: 王海彪;陈沛;李武兴;曹永进;陈沼宇;谭向红;刘玄;焦秋良;靳方超;胡庆虎;祖国强;李博 申请(专利权)人: 国网天津市电力公司;国家电网有限公司
主分类号: H04W40/24 分类号: H04W40/24;H04W84/18
代理公司: 天津盛理知识产权代理有限公司 12209 代理人: 王来佳
地址: 300010*** 国省代码: 天津;12
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摘要:
搜索关键词: 一种 用于 配电 设备 lora 通讯 mesh 组网 方法
【权利要求书】:

1.一种适用于配电台区的MESH组网结构的LoRa组网方法,其特征在于:包括以下步骤:

S1:组建一个包括一个主节点和N个子节点的LoRa组网系统,主节点为信息汇聚点,子节点为信息采集点;

S2:通讯实现时,先进行系统内子节点ID档案收集,主节点在收到子节点标识码后进行定序,已定序的逻辑地址子节点不再回复,剩余的未定序子节点同样依随机函数确定的时间回复,依次执行,直到不再有未定序节点加入;

S3:第一层形成以后,主节点将拥有M个在线节点,采用令牌轮换的方法分别将各在线节点作为主节点,依次形成和得到各在线节点的下层子节点,各层在线子节点依次向上层父节点汇报,直到主节点拥有所有各层子节点的12字节ID档案号及其相关的逻辑地址编号;

S4:主节点先实现建立路由的过程,由主节点依照所存子节点的ID档案,对于所有离线节点,依次发出COM5命令LoRa报文,子节点收到COM5报文时,与自身的ID序号进行比对,如果一致,则接受配对,并向上层返回COM2报文;

S5:接着以局部在线节点作为主节点依次轮流重复S4过程,直到建立多层的MESH路由网络结构;

S6:在MESH路由结构建成以后,由主节点向各子节点依照所匹配的逻辑地址发出COM11报文,该报文包含所需要传递的内容报文信息,中间子节点在收到该报文以后,将按照路由表结构转发到下一层,目标子节点在收到该报文以后,将把所需要回复主节点的内容报文信息打包成COM12报文返回上一层节点,依照路由表层层上传,直到返回主节点,

所述的系统内子节点ID档案收集方法包括:由逻辑节点号为0的主节点发出广播求号帧COM16,子节点群A集合(i=1…a)将收到该报文,子节点在未匹配状态表现为接收COM16报文状态,每间隔100ms循环一次,利用中断回调函数接收该LORA报文,在收到COM16以后,利用随机函数计算一个在0-3秒钟随机的时间ts,不同的响应子节点在ts时间以后带12字节标识码回复主节点,其他待接入节点处于监听状态,发现空中有报文则推迟自身发送,

在S3中,若在主节点人工输入建立所有的台区内子节点的ID档案列表,则无需S2和S3过程,每个子节点的逻辑地址只在每次组网中有效,

系统内存在离线节点,若为发出查询的源地址为主节点,则发出包含离线节点ID档案号和分配逻辑地址的COM5报文,查是否该离线节点是否能成为局部在线节点,否则则由各层节点在每次COM11总招报文中依次包含需要查询的离线节点ID档案以及匹配的逻辑地址,若相关离线节点收到了COM11 报文中包含着的与自身ID相同的ID档案号,则抢在报文中的目标地址子节点回复COM12之前,第一时间向目标地址发出COM2报文,目标子节点在收到该COM2报文以后,立刻将该离线节点纳入到本节点的局部在线节点中,并随COM12报文上报路由,形成离线节点的局部修复机制,

当没有LORA报文收发的期间,系统自动进入网络维护通讯阶段,将由主节点发出轮询短报文,遍历所有各层在线子节点,并将离线节点赋予每个轮询报文中进行核查,随时接入可以接入的任何离线节点,并将任何脱网的节点剔除出系统,进行局部的网络重组优化。

2.根据权利要求1所述的一种适用于配电台区的MESH组网结构的LoRa组网方法,其特征在于:主节点通过多层的路由结构连接N个子节点,每个子节点都由相应的12字节唯一ID表示,用作组网子节点标识,这个ID来自于通讯所用的MCU的全球唯一ID号。

3.根据权利要求1所述的一种适用于配电台区的MESH组网结构的LoRa组网方法,其特征在于:在S4中,报文包含相关节点的12字节ID档案号以及报文发出时对其所分配的逻辑地址编号,在一轮COM5发完后,主节点将返回COM2报文的子节点作为自身的局部在线节点,主节点将形成局部路由表和二级路由表结构。

4.根据权利要求1所述的一种适用于配电台区的MESH组网结构的LoRa组网方法,其特征在于:S6中,报文经历一层或经由中间子节点跨越多层路由结构。

5.根据权利要求1所述的一种适用于配电台区的MESH组网结构的LoRa组网方法,其特征在于:LoRa报文收发过程中,每个节点都监听空间的LoRa报文。

6.根据权利要求1所述的一种适用于配电台区的MESH组网结构的LoRa组网方法,其特征在于:多类型子节点设备共享LoRa通讯资源,在主节点中,设立设备类型层,不同类型的设备赋予相应类型编码,通讯时每帧报文中包含类型信息,类型信息由子节点上送。

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