[发明专利]基于多信道通信双频组网的无线智能集中器及其组网方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种无线智能集中器及其组网方法，特别是一种基于多信道通信双频组网的无线智能集中器及其组网方法。

背景技术

近年来，我国智能电网建设已经全面展开，无线集中抄表技术在全国范围内大规模应用，智能集中器是集中抄表技术中的重要的环节。抄读成功率是用户普遍关注的一个重要指标。无线路由模块的组网性能是这项指标高低的决定性因素。

目前市场上现有市场上现有的无线集中器通常使用通信和组网都使用同一通信频率，此设计方案虽然具有设计简单，路由成本低的优点，但也具有明显的不足：两个相邻台区使用同一频段组网和抄表会相互干扰；抄表与组网使用同一频段，新增和删除节点时，组网命令与抄表命令相互干扰，容易出现抄表数据错误或组网命令失败的情况；修复无线网络困难，如果有子节点暂时离线（例如停电、遮挡等），无法及时发现，通常需要花费24小时以上才可以发现并修复无线网络。

发明内容

本发明的目的在于提供一种具有多信道通信双频组网方式的无线智能集中器，解决集中器组网时相邻台区相互干扰，抄表命令与组网命令相混淆，修复无线网络困难的问题。同时提出了多信道通信、主频抄表和辅频发送入网命令的新型组网方式，抄表与组网相互不干扰，大大提高了抄表成功率和组网效率。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

基于多信道通信双频组网的无线智能集中器，所述无线智能集中器由集中器与无线路由模块两个独立部分组成，集中器与无线路由模块之间通过无线通信接口连接并通信， CPU主控模块是集中器的核心控制模块，包括CPU、数据存储器、程序存储器等元件，控制整个集中器的运行；电源管理模块为集中器提供稳定的电源输出，包括主电源和备用电源；交流采样模块负责集中器的计量功能，并通过SPI总线将采集的数据传输给CPU主控模块；RS485模块与下行电能表通过RS485总线连接，负责集中器的抄表工作，通过UART通信总线与CPU主控模块连接；红外模块负责集中器的红外通信功能，红外通信频率为38KHz，通过UART总线与CPU主控模块连接；Flash、FRAM存储器模块负责集中器的数据存储，包括Flash、铁电等多种数据存储方式，通过SPI总线与CPU主控模块连；无线路由模块为集中器的无线通信和无线网络维护，集中器的抄表与组网工作是通过无线路由模块完成，路由模块由CPU、Flash、无线传输芯片、模拟切换开关、射频天线组成，CPU主控模块与无线路由模块通过无线通信接口连接，使用UART总线连接，并且集中器通过无线路由通信接口为路由模块供电。

所述的基于多信道通信双频组网的无线智能集中器，其所述集中器与无线路由模块的每一部分由单独的CPU进行独立控制。

基于多信道通信双频组网的无线智能集中器组网方法，其所述方法包括以下过程：组网时，所有未入网节点以广播方式发送申请入网命令，申请入网命令在8个信道的辅频轮流发送，命令发送后立即切换到主频等待路由回复命令；路由在设置的频段使用辅频监听，当路由接收到节点的申请入网命令后，记录节点路径信息并在相应频段回复允许入网命令，子节点接收命令后记录通信频段及上、下级节点信息。节点入网后，只工作在预设频段，主频通信，辅频监听，不再发送申请组网命令；路由根据无线节点的信号强度逐级建立路径，并记录完整的路径信息，节点记录下一级节点信息和上一级节点信息；新增节点时，节点在8个信道的辅频轮流发送申请组网命令，命令发送后立即切换到主频等待路由回复命令；删除节点时，路由发送删除节点命令，并删除路由中该节点相关的路径记录；入网的节点每隔一段时间向上一级中继发送心跳包，已入网节点接收到下级心跳包自动回复，路由回复一级中继心跳包。

所述的基于多信道通信双频组网的无线智能集中器组网方法，其所述新增节点时，周围节点接收到申请入网命令后，使用辅频向上级节点发送新节点申请入网命令，逐级上报路由；路由接收到新节点申请入网命令后，记录节点路径信息并在相应频段回复允许入网命令；删除节点时，节点更新上、下级节点相关信息，被删除节点恢复为未入网节点。

所述的基于多信道通信双频组网的无线智能集中器组网方法，其所述入网的节点如果上一级节点没有收到某个下一级节点的心跳包，并在呼叫无应答后确诊为该节点出现故障，主动报告给路由，路由标记该节点损坏，并修复与该节点相关的路径。