[发明专利]一种基于RPL的用电信息系统及其组网和通信方法

说明书

本发明提出一种基于RPL的用电信息系统及其组网和通信方法，通过双层网络的设计以及RPL路由技术的应用，减少了网络中的通信量，提高网络效率；减少了节点维护的路由表和邻居表规模，可以实现大规模组网。所述方法包括：在每个表箱内直接指定路由节点和备选路由节点，并读取表箱中每个电表的电表地址；路由节点根据接收到的组网消息DIO包含的rank值，选择rank值最小的路由节点为自己的最优父节点，并回复DAO消息以加入主干网，并在加入后由父节点向路由节点分配子网ID；路由节点与表箱内的子节点组成星形子网，并由路由节点为表箱内子节点分配节点ID；最后根据需要进行电表数值的抄读。

技术领域

本发明涉及用电信息系统领域，并且更具体地，涉及一种基于RPL的用电信息系统及其组网和通信方法。

背景技术

随着智能电网在全国的深入推广，用电信息采集系统作为智能用电电力服务体系中的基础系统，保证电网安全运行，实现有序用电，电力管理对数据采集和传输的手段要求越来越高。由于电力行业终端用户数量庞大，现场环境复杂，采集数据量日益增加，对数据通信网络的要求越来越高。无线传感器网络在智能电网电能信息采集系统中作为其他组网方式的有效补充获得了广泛应用，可实现物联网透明传输、无缝互联、即插即用的全IP端到端的解决方案。

现有的用电信息采集系统包括主站控制中心、远程通信网络、集中器、本地通信网络和采集终端。IPv6存在庞大的地址空间，且可实现无状态地址自动分配等功能，在用电信息采集系统中嵌入IPv6技术是智能电网发展的必然趋势，同时也是市场的强烈需求。若在用电信息采集网络中引入距离矢量路由协议RPL路由技术，可实现基于RPL路由技术的用电信息采集网络与互联网之间的相互连通，为解决节点数量众多、地址管理困难等问题提供了理论基础。

发明内容

为了解决上述问题，根据本发明的一个方面，提出了一种基于距离矢量路由协议RPL的用电信息系统的组网和通信方法，包括：

步骤1，在每个表箱内直接指定路由节点和备选路由节点，并读取表箱中每个电表的电表地址；

步骤2，路由节点根据接收到的组网消息DIO包含的rank值，选择rank值最小的路由节点为自己的最优父节点，并回复DAO消息以加入主干网，并在加入后由父节点向路由节点分配子网ID；

步骤3，路由节点与表箱内的子节点组成星形子网，并由路由节点为表箱内子节点分配节点ID；

步骤4，根据需要进行电表数值的抄读。

优选地，所述路由节点和备选路由节点置于表箱内的物理拓扑中心。

优选地，所述子节点为电表上安插的分布接入单元DAU。

优选地，所述电表地址由电表EUI-64bites长地址通过哈希函数映射而来。

优选地，所述DIO消息由网关或已经加入主干网的路由节点发出，且DIO消息和DAO消息中包含的标志位Flags值为1。

优选地，所述rank值的计算方法为：rank＝a*LOI+b*Rssi+c*Deep+d*RR，其中LOI为链路质量、Rssi为信号强度、Deep为网络深度、RR为应答率，a，b，c，d为权重因子且取值范围为[0，1]。

优选地，在步骤2中，网关或路由节点以最大射频功率发射组网消息。

优选地，在步骤3中，路由节点调整射频发射功率，使通信范围仅限于表箱内。

优选地，所述路由节点为表箱内子节点分配节点ID的方法为：

路由节点广播路由请求消息RREQ，跳数设置为1；

子节点发送路由回复消息RREP；