通信组网方法及通信系统

本发明涉及电力通信技术领域，尤其涉及通信组网方法及通信系统。

本部分旨在为权利要求书中陈述的本发明实施例提供背景或上下文。此处的描述不因为包括在本部分中就承认是现有技术。

传统的通信组网方法，一方面需要手工配置各类网络参数，在网络规模较大的情况下，其会产生较大的工作量，降低组网效率。另一方面，传统的通信组网方法并未考虑节点设备的通信信号质量，导致组网后通信网络的通信可靠性较差。

因此，现有的通信组网方法存在组网效率低、通信可靠性差的问题。

本发明实施例提供一种通信组网方法，用以提高组网效率和组网后网络的通信可靠性，该方法包括：

子节点设备在接收到多个主节点设备发送的信标帧后，向多个主节点设备发送附着申请信息；

多个主节点设备中的至少一个主节点设备向子节点设备发送针对附着申请信息的附着确认信息；

子节点设备在接收到多个主节点设备中至少一个主节点设备发送的附着确认信息后，向至少一个主节点设备中信号场强最大的主节点设备发送链接申请信息；

至少一个主节点设备中信号场强最大的主节点设备发送针对链接申请信息的链接确认信息；

子节点设备接收信号场强最大的主节点设备发送的链接确认信息；

其中，子节点设备分别与数据采集终端和主节点设备通信连接。

本发明实施例还提供一种应用上述实施例所述的通信组网方法的通信系统，用以提高组网效率和组网后网络的通信可靠性，该通信系统包括：

子节点设备、主节点设备及数据采集终端；

子节点设备分别与主节点设备和数据采集终端通信连接。

本发明实施例还提供一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述通信组网方法。

本发明实施例还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有执行上述通信组网方法的计算机程序。

本发明实施例中，子节点设备在接收到多个主节点设备发送的信标帧后，向多个主节点设备发送附着申请信息；多个主节点设备中的至少一个主节点设备向子节点设备发送针对附着申请信息的附着确认信息；子节点设备在接收到多个主节点设备中至少一个主节点设备发送的附着确认信息后，向至少一个主节点设备中信号场强最大的主节点设备发送链接申请信息；至少一个主节点设备中信号场强最大的主节点设备发送针对链接申请信息的链接确认信息；子节点设备接收信号场强最大的主节点设备发送的链接确认信息。本发明实施例中，子节点设备在接收到主节点设备发送的附着确认信息后，即可向信号场强最大的主节点设备发送链接申请信息进行组网，在子节点设备接收到信号场强最大的主节点设备发送的链接确认信息后完成组网，不仅可以提高组网效率，同时还可以提高组网后网络的通信可靠性。

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。在附图中：

图1为本发明第一实施例提供的通信组网方法的实现流程图；

图2为本发明第二实施例提供的通信组网方法的实现流程图；

图3为本发明第三实施例提供的通信组网方法的实现流程图；

图4为本发明第四实施例提供的通信组网方法的实现流程图；

图5为本发明第五实施例提供的通信组网方法的实现流程图；

图6为本发明第六实施例提供的通信组网方法的实现流程图；

图7为本发明第七实施例提供的通信系统的结构示意图；

图8为本发明第八实施例提供的用户用电信息采集系统的结构示意图。

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合附图对本发明实施例做进一步详细说明。在此，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，但并不作为对本发明的限定。

虽然本发明提供了如下述实施例或附图所示的方法操作步骤或装置结构，但基于常规或者无需创造性的劳动在所述方法或装置中可以包括更多或者更少的操作步骤或模块单元。在逻辑性上不存在必要因果关系的步骤或结构中，这些步骤的执行顺序或装置的模块结构不限于本发明实施例或附图所示的执行顺序或模块结构。所述的方法或模块结构的在实际中的装置或终端产品应用时，可以按照实施例或者附图所示的方法或模块结构进行顺序执行或者并行执行。

针对现有技术中通信组网方法存在的组网效率低、通信可靠性差的缺陷，本发明的申请人提出了一种通信组网方法及通信系统，通信组网方法包括：子节点设备在接收到多个主节点设备发送的信标帧后，向多个主节点设备发送附着申请信息；多个主节点设备中的至少一个主节点设备向子节点设备发送针对附着申请信息的附着确认信息；子节点设备在接收到多个主节点设备中至少一个主节点设备发送的附着确认信息后，向至少一个主节点设备中信号场强最大的主节点设备发送链接申请信息；至少一个主节点设备中信号场强最大的主节点设备发送针对链接申请信息的链接确认信息；子节点设备接收信号场强最大的主节点设备发送的链接确认信息；子节点设备分别与数据采集终端和主节点设备通信连接的，通过上述方法达到了提高组网效率和组网后网络的通信可靠性的目的。

图1示出了本发明第一实施例提供的通信组网方法的实现流程，为便于描述，仅示出了与本发明实施例相关的部分，详述如下：

如图1所示，通信组网方法，包括：

步骤101，子节点设备在接收到多个主节点设备发送的信标帧后，向多个主节点设备发送附着申请信息；

步骤102，多个主节点设备中的至少一个主节点设备向子节点设备发送针对附着申请信息的附着确认信息；

步骤103，子节点设备在接收到多个主节点设备中至少一个主节点设备发送的附着确认信息后，向至少一个主节点设备中信号场强最大的主节点设备发送链接申请信息；

步骤104，至少一个主节点设备中信号场强最大的主节点设备发送针对链接申请信息的链接确认信息；

步骤105，子节点设备接收信号场强最大的主节点设备发送的链接确认信息；其中，子节点设备分别与数据采集终端和主节点设备通信连接。

在电信通信网络中，一个节点是一个连接点，表示一个再分发点或者一个通信终端(一些终端设备)。一个物理网络节点是一个连接到网络的有源电子设备，能够通过通信信道发送、接收或者转发消息。在数据通信中，一个物理网络节点可以是数据电路端接设备，如调制解调器、集线器、桥接器或者交换机；也可以是一个数据终端设备，例如数字手机、打印机或者主机(例如路由器、工作站或者服务器)。本发明实施例中的子节点设备和主节点设备即为数据通信系统中的某些节点设备。另外，子节点设备和主节点设备只是用以区分不同的节点设备，并且子节点设备和主节点设备是相对而言的，并不构成对节点设备的限制。

在进行通信组网的过程中，主节点设备向子节点设备发送信标帧，子节点设备在多个不同的频点依次循环等待多个主节点发送的信标帧。因此，子节点设备可以在多个频点接收到多个主节点设备发送的信标帧。子节点设备能够接收到某一主节点设备发送的信标帧，说明子节点设备与主节点设备之间存在能够通信的可能性。信标帧能够实现协调点和周围节点设备的同步功能，同时节点设备可以通过信标帧识别各个网络。在本发明实施例中，信标帧能够实现主节点设备和子节点设备的同步功能。

子节点设备在接收到多个主节点发送的信标帧后，向接收到信标帧的主节点设备发送附着申请信息，子节点设备尝试与主节点设备进行组网通信。该附着申请信息包括附着申请的请求。假设子节点设备接收到5个主节点设备(分别为主节点设备A、主节点设备B、主节点设备C、主节点设备D以及主节点设备E)发送的信标帧，则子节点设备向该5个主节点设备发送附着申请信息。

针对该附着申请信息，全部或者部分主节点设备可能会响应，即全部或者部分主节点设备向子节点设备发送针对附着申请信息发送的附着确认信息，而部分主节点设备也可能不会响应，即不会针对子节点设备发送的附着申请信息发送附着确认信息。若主节点设备没有进行相应，说明没有响应的主节点设备和子节点设备不存在组网通信的可能；若主节点设备进行响应，说明主节点设备和子节点设备之间存在能够通信的可能性。

因此，子节点设备可能会接收到多个主节点设备中所有主节点设备发送的附着确认信息；或者子节点设备仅接收到多个主节点设备中部分主节点设备发送的附着确认信息，子节点设备只有在接收到多个主节点设备中至少一个主节点设备发送的附着确认信息，子节点设备，才存在和多个主节点设备中发送附着确认信息的主节点设备组网通信的可能。即多个主节点设备中的至少一个主节点设备向子节点设备发送针对附着申请信息的附着确认信息。同样以上述5个主节点设备(主节点设备A、主节点设备B、主节点设备C、主节点设备D以及主节点设备E)为例，假设主节点设备B、主节点设备C及主节点设备E分别向子节点设备发送针对附着申请信息的附着确认信息，即子节点设备接收到主节点设备B、主节点设备C及主节点设备E发送的附着确认信息，则子节点设备存在和主节点设备B、主节点设备C及主节点设备E组网通信的可能。

在子节点设备接收到多个主节点设备中至少一个主节点设备针对附着申请信息发送的附着确认信息后，向所述至少一个主节点设备中信号场强最大的主节点设备发送链接申请信息。至少一个主节点设备中信号场强最大的主节点设备在接收到子节点设备发送的链接申请信息后，向子节点设备发送针对链接申请信息的链接确认信息，进而子节点设备在接收到至少一个主节点设备中信号场强最大的主节点设备针对链接申请信息发送的链接确认信息后组网完成。

若多个主节点设备中仅有一个主节点设备发送了针对附着申请信息的附着确认信息，则子节点设备向该主节点设备发送链接申请信息，以与该主节点设备组网通信。同样以上述5个主节点设备为例，假设仅有主节点设备B发送了针对附着申请信息的附着确认信息，则子节点设备在接收到主节点设备B发送的附着确认信息后，向主节点设备B发送链接申请信息，进而在接收到主节点设备B针对链接申请信息发送的链接确认信息后组网完成。

若多个主节点设备中多个主节点设备均发送了针对附着申请信息的附着确认信息，说明子节点设备与发送附着确认信息的多个主节点设备都存在组网通信的可能，则子节点设备向发送附着确认信息的多个主节点设备发送链接申请信息。

同样以上述5个主节点设备为例，假设主节点设备B、主节点设备C及主节点设备E三个主节点设备发送了针对附着申请信息的附着确认信息，则子节点设备在接收到主节点设备B、主节点设备C及主节点设备E发送的附着确认信息后，向主节点设备B、主节点设备C及主节点设备E中信号场强最大的主节点设备发送链接申请信息。假设在主节点设备B、主节点设备C及主节点设备E中，主节点设备的信号场强顺序为主节点设备C、主节点设备B及主节点设备E，则子节点设备向主节点设备C发送链接申请信息，进而在接收到主节点设备C针对链接申请信息发送的链接确认信息后组网完成。

在本发明的一实施例中，子节点设备在接收到多个主节点设备发送的信标帧后，向多个主节点设备发送附着申请信息，多个主节点设备中的至少一个主节点设备向子节点设备发送针对附着申请信息的附着确认信息，子节点设备在接收到多个主节点设备中至少一个主节点设备发送的附着确认信息后，向至少一个主节点设备中信号场强最大的主节点设备发送链接申请信息，至少一个主节点设备中信号场强最大的主节点设备发送针对链接申请信息的链接确认信息，子节点设备接收信号场强最大的主节点设备发送的链接确认信息；其中，子节点设备分别与数据采集终端和主节点设备通信连接。本发明实施例中，子节点设备在接收到主节点设备发送的附着确认信息后，即可向信号场强最大的主节点设备发送链接申请信息进行组网，在子节点设备接收到信号场强最大的主节点设备发送的链接确认信息后完成组网，不仅可以提高组网效率，同时还可以提高组网后网络的通信可靠性。

在本发明的一实施例中，子节点设备分别通过有线或者无线网络与数据采集终端和主节点设备通信连接。在本发明的一实施例中，子节点设备和主节点设备之间采用全双工时分通信的方式进行通信。

在本发明的一实施例中，主节点设备通过广播报文方式向子节点设备发送信标帧。广播报文是指包括协议数据单元(英文全称：Protocol Data Unit，简称PDU)的报文类型。该协议数据单元中包括了广播报文报头、广播报文长度以及广播报文数据。

在本发明的一实施例中，所述信标帧中的信息包括以下一种或多种：信标帧标识、时隙号、主节点设备的网络标识符(英文全称：Personal Area Network ID，简称PANID)；还可以包括主节点设备所在网络的网络规模、网络工作频道、网络公共频道、网络的发送随机延时等。

在本发明的一实施例中，信标帧的发送时隙通过时分多址(英文全称Timedivision multiple access，简称TDMA)与载波监听多路访问/冲突避免(英文全称CarrierSense multiple Access/Collision Avoidance，简称CSMA/CA)相结合的方式进行分配。

在本发明的一实施例中，在组网过程中主节点设备发送信标帧的时间间隔为信标周期。总信标周期为信标周期与信标轮数的乘积。信标轮数包含多个信标轮次，每一个信标轮次发送信标帧的时间间隔即为信标周期，每个信标周期中包含多个时隙。即总信标周期、信标轮数、时隙之间的关系可以通过如下公式表述：

Tq＝Tb×M，TSUM＝Tq×N；

其中，Tb表示时隙，M表示一个信标周期内时隙的个数，Tq表示信标周期，N表示信标轮数，TSUM表示总信标周期。

在本发明的一实施例中，链接确认信息包括子节点设备短地址，步骤104，至少一个主节点设备中信号场强最大的主节点设备发送针对链接申请信息的链接确认信息，包括：

步骤：至少一个主节点设备中信号场强最大的主节点设备发送针对链接申请信息的子节点设备短地址。

在本发明的一实施例中，链接确认信息包括子节点设备短地址，步骤105，子节点设备接收信号场强最大的主节点设备发送的链接确认信息，包括：

子节点设备接收信号场强最大的主节点设备发送的子节点设备短地址。

至少一个主节点设备中信号场强最大的主节点设备在接收到子节点设备发送的链接申请信息后，若对子节点设备发送的链接申请信息进行响应，会向子节点设备发送链接确认信息，该链接确认信息中包含了子节点设备短地址。该子节点设备短地址用于标识、区分不同的，链接该信号场强最大的主节点设备的子节点设备。子节点设备在接收至少一个主节点设备中信号场强最大的主节点设备针对链接申请信息发送的子节点设备短地址时即认为组网成功。

在本发明的一实施例中，在上述图1所示步骤的基础上，通信组网方法，还包括：

步骤：主节点设备向子节点设备发送入网召测请求；

步骤：子节点设备在接收到主节点设备发送的入网召测请求后，向主节点设备发送针对入网召测请求的入网确认信息；

步骤：主节点设备接收子节点设备发送的针对入网召测请求的入网确认信息。

在组网的过程中，也可以通过主节点设备召测子节点设备入网的方式进行组网。在这种方式下，首先主节点设备向子节点设备发送入网召测请求。若子节点设备针对主节点设备发送的入网召测请求进行响应，则子节点设备在接收到主节点设备发送的入网召测请求后，向主节点设备发送针对入网召测请求的入网确认信息，以进行组网。主节点设备在接收到子节点设备发送的针对入网召测请求的入网确认信息后组网完成。

在本发明实施例中，主节点设备向子节点设备发送入网召测请求，子节点设备在接收到主节点设备发送的入网召测请求后，向主节点设备发送针对入网召测请求的入网确认信息，主节点设备接收子节点设备发送的针对入网召测请求的入网确认信息，可以提高组网效率和组网后网络的通信可靠性。

图2示出了本发明第二实施例提供的通信组网方法的实现流程，为便于描述，仅示出了与本发明实施例相关的部分，详述如下：

在本发明的一实施例中，为了进一步提高组网效率和组网后网络的通信可靠性，在上述图1所述步骤的基础上，如图2所示，通信组网方法，还包括：

步骤201，子节点设备根据发送的竞争接入期的通知信息，从竞争接入期中随机选取一个时间片段将数据包发送至主节点设备；

步骤202，主节点设备根据接收到的子节点设备发送的数据包，向子节点设备发送针对数据包的响应信息；

步骤203，子节点设备接收主节点设备针对数据包发送的响应信息。

，狭义上是指无线电台站的一种形式，是指在一定的无线覆盖区中，通过移动通信交换中心，与移动电话终端之间进行信息传递的无线电收发信电台，在本发明实施例中，是指与子节点设备或者主节点设备进行数据通信的。

竞争接入期(英文全称Contention Access Period，简称CAP)处于两个信标帧之间，任何设备想要在两个信标帧之间的竞争接入期进行通信，需要与其他设备之间采用载波监听多路访问/冲突避免(英文全称：Carrier Sense multiple Access/CollisionAvoidance，简称CSMA/CA)机制进行竞争，并且所有的处理必须在下一个信标帧的达到之前完成。

本发明实施例中，若子节点设备接收到发送的竞争接入期的通知信息，说明当前的子节点可以在竞争接入期的一个时间片段内向主节点设备发送数据，子节点设备根据发送的竞争接入期的通知信息，从竞争接入期中随机选取一个时间片段将数据包发送至主节点设备，竞争接入期中包含多个时间片段，竞争接入期中的时间片段即为时隙。

主节点设备在接收到子节点设备发送的数据后，为了保证通信的可靠性，主节点设备根据接收到的子节点设备发送的数据包，向子节点设备发送针对数据包的响应信息，子节点设备接收主节点设备针对数据包发送的响应信息。

在本发明实施例中，子节点设备根据发送的竞争接入期的通知信息，从竞争接入期中随机选取一个时间片段将数据包发送至主节点设备；主节点设备根据接收到的子节点设备发送的数据包，向子节点设备发送针对数据包的响应信息；子节点设备接收主节点设备针对数据包发送的响应信息，可以进一步提高组网效率和组网后网络的通信可靠性。

图3示出了本发明第三实施例提供的通信组网方法的实现流程，为便于描述，仅示出了与本发明实施例相关的部分，详述如下：

在本发明的一实施例中，为了进一步提高组网效率和组网后网络的通信可靠性，在上述图1所述步骤的基础上，如图3所示，通信组网方法，还包括：

步骤301，在检测到子节点设备的信号强度不小于预设信号强度时，主节点设备控制主节点设备与子节点设备之间的通信速率切换至预设速率；

步骤302，主节点设备对主节点设备与子节点设备之间的通信速率进行测试；

步骤303，在主节点设备与子节点设备之间的通信速率满足预期测试速率时，主节点设备向子节点设备发送速率锁定指令；

步骤304，子节点设备根据速率锁定指令将预设速率锁定为目标速率。

信号强度(英文全称：Received Signal Strength Indication，简称RSSI)，是指接收的信号强度指示，信号强度用来判定链接质量。

在本发明实施例中，预设信号强度为预先设定的信号强度，本领域技术人员可以理解的是，可以根据实际需要预先设定预设信号强度的值，例如可预先设定预设信号强度为-100dBm(dBm为分贝毫瓦，可以作为电压或者功率的单位)，或者-110dBm，或者-90dBm等，本发明实施例对此并不做特别的限制。同样的，预设速率为预先设定的通信速率，本领域技术人员可以理解的是，可以根据实际需要预先设定预设速率的值，本发明实施例对此并不做特别的限制。预期测试速率为预期需要达到的通信速率，其可以预设速率一致，也可与预设速率不一致。

在检测到子节点设备的信号强度不小于预设信号强度时，主节点设备控制主节点设备与子节点设备之间的通信速率切换至预设速率，以期对子节点设备和主节点设备之间的通信速率进行调整和控制。在调整后，为了判断预设速率是否能够满足通信时的速率要求，需要对调整后的子节点设备和主节点设备之间的通信速率进行测试，即主节点设备对主节点设备与子节点设备之间的通信速率进行测试。在预设速率不满足预期测试速率的情况下，说明调整后的子节点设备和主节点设备之间的通信速率不能满足实际通信需求。在主节点设备与子节点设备之间的通信速率满足预期测试速率时，主节点设备向子节点设备发送速率锁定指令，以期对主节点设备与子节点设备之间的通信速率进行锁定，子节点设备在接收到主节点设备发送的速率锁定指令后，根据速率锁定指令将预设速率锁定为目标速率。此时主节点设备与子节点设备之间的通信时的目标速率即为预设速率。

在本发明实施例中，在检测到子节点设备的信号强度不小于预设信号强度时，主节点设备控制主节点设备与子节点设备之间的通信速率切换至预设速率，在主节点设备与子节点设备之间的通信速率满足预期测试速率时，主节点设备向子节点设备发送速率锁定指令，子节点设备根据速率锁定指令将预设速率锁定为目标速率，可以进一步提高组网后网络通信的可靠性。

图4示出了本发明第四实施例提供的通信组网方法的实现流程，为便于描述，仅示出了与本发明实施例相关的部分，详述如下：

在本发明的一实施例中，为了进一步提高组网效率和组网后网络的通信可靠性，在上述图1所述步骤的基础上，如图4所示，通信组网方法，还包括：

步骤401，在检测到子节点设备的信号强度不小于预设信号强度时，主节点设备控制主节点设备与子节点设备之间的通信功率切换至预设功率；

步骤402，主节点设备对主节点设备与子节点设备之间的通信功率进行测试；

步骤403，在主节点设备与子节点设备之间的通信功率满足预期测试功率时，主节点设备向子节点设备发送功率锁定指令；

步骤404，子节点设备根据功率锁定指令将预设功率锁定为目标功率。

在本发明实施例中，预设功率为预先设定的通信功率，本领域技术人员可以理解的是，可以根据实际需要预先设定预设功率的值，本发明实施例对此并不做特别的限制。预期测试功率为预期需要达到的通信功率，其可以预设功率一致，也可与预设功率不一致。

在检测到子节点设备的信号强度不小于预设信号强度时，主节点设备控制主节点设备与子节点设备之间的通信功率切换至预设功率，以期对子节点设备和主节点设备之间的通信功率进行调整和控制。在调整后，为了判断预设功率是否能够满足通信时的功率要求，需要对调整后的子节点设备和主节点设备之间的通信功率进行测试，即主节点设备对主节点设备与子节点设备之间的通信功率进行测试。在预设功率不满足预期测试功率的情况下，说明调整后的子节点设备和主节点设备之间的通信功率不能满足实际通信需求。在主节点设备与子节点设备之间的通信功率满足预期测试功率时，主节点设备向子节点设备发送功率锁定指令，以期对主节点设备与子节点设备之间的通信功率进行锁定，子节点设备在接收到主节点设备发送的功率锁定指令后，根据功率锁定指令将预设功率锁定为目标功率。此时主节点设备与子节点设备之间的通信时的目标功率即为预设功率。

在本发明实施例中，在检测到子节点设备的信号强度不小于预设信号强度时，主节点设备控制主节点设备与子节点设备之间的通信功率切换至预设功率，主节点设备对主节点设备与子节点设备之间的通信功率进行测试，在主节点设备与子节点设备之间的通信功率满足预期测试功率时，主节点设备向子节点设备发送功率锁定指令，子节点设备根据功率锁定指令将预设功率锁定为目标功率，可以进一步提高组网后网络通信的可靠性。

图5示出了本发明第五实施例提供的通信组网方法的实现流程，为便于描述，仅示出了与本发明实施例相关的部分，详述如下：

在本发明的一实施例中，为了进一步提高组网效率和组网后网络的通信可靠性，在上述实施例的基础上，如图5所示，通信组网方法，还包括：

步骤501，主节点设备向第一子节点设备发送方案号；第一子节点设备是指与子节点设备短地址对应的子节点设备；

步骤502，第一子节点设备根据接收的方案号，向主节点设备发送从数据采集终端接收到的、与方案号对应的方案数据；

步骤503，主节点设备根据接收到的第一子节点设备发送的方案数据后，向第一子节点设备发送针对方案数据的响应信息；

步骤504，第一子节点设备接收主节点设备发送的针对方案数据的响应信息。

每个子节点设备都有与自己对应的短地址，用于标识和区分不同的子节点设备。为描述方面，我们将与子节点设备短地址对应的子节点设备称为第一子节点设备。

为了提高通信效率，对于普通的业务通信而言，可以预先向子节点设备下发好方案信息说明需要的数据。方案信息包括方案号、与方案号对应的方案数据。之后每次获取方案数据时，主节点设备只需要向子节点设备发送子节点设备短地址和方案号，子节点设备就会根据方案号向主节点设备发送与方案号对应的方案数据。

具体的，主节点设备首先向第一子节点设备发送方案号，第一子节点设备接收主节点设备发送的方案号，然后根据接收到的方案号，向主节点设备发送从数据采集终端接收到的、与方案号对应的方案数据。为了提高通信可靠性，在主节点设备接收到第一子节点设备发送的方案数据后，根据接收到的方案数据向第一子节点设备发送针对方案数据的响应信息，以向第一子节点设备反馈主节点设备已收到其发送的方案数据，进而第一子节点设备接收主节点设备发送的针对方案数据的响应信息。

主节点设备不能同时向两个子节点设备发送方案请求，不能同时接收两个子节点设备的上行方案数据，但是可以在向一个子节点设备发送方案请求的同时，给另一个子节点设备发送保证时隙(英文全称：Guaranteed Time Slots，简称GTS)，而且可以在向一个子节点设备发送方案请求或保证时隙的同时，接收另一个子节点设备的方案数据。

在本发明实施例中，主节点设备向第一子节点设备发送方案号；第一子节点设备是指与子节点设备短地址对应的子节点设备，第一子节点设备根据接收的方案号，向主节点设备发送从数据采集终端接收到的、与方案号对应的方案数据，主节点设备根据接收到的第一子节点设备发送的方案数据后，向第一子节点设备发送针对方案数据的响应信息，第一子节点设备接收主节点设备发送的针对方案数据的响应信息，可以进一步提高组网后网络通信的可靠性。

图6示出了本发明第六实施例提供的通信组网方法的实现流程，为便于描述，仅示出了与本发明实施例相关的部分，详述如下：

在本发明的一实施例中，为了进一步提高组网效率和组网后网络的通信可靠性，在上述图1所示步骤的基础上，如图6所示，通信组网方法，还包括：

步骤601，主节点设备向主站发送部署请求；

步骤602，主站根据接收到的部署请求，依序向主节点设备发送组网请求；

步骤603，主节点设备在接收到主站发送的组网请求后，扫描可用信道组；

步骤604，主节点设备将可用信道组中最空闲的信道组作为主节点设备的信道组。

主站是数据通信术语，是指在基本方式链路控制中，在接收到一个请求后，保证将数据传送到一个或者多个从站去的数据站。在某给定时刻，一条数据链路上只能有一个主站。在通信中，主站负责链路的控制，包括对从站的回复、组织传送数据以及恢复链路差错等。信道是指通信的通道，是信号传输的媒介，信道组是指由多个信道组成的信道组合，信道组合中包括上行信道/下行信道。

在组网过程中主节点设备首先向主站发送部署请求以进行蜂窝部署，主站在接收到主节点设备发送的部署请求后，根据主节点设备发送的部署请求的时刻的先后顺序，依序向主节点设备发送组网请求。主节点设备接收主站发送的组网请求，根据接收到的组网请求启动扫描功能扫描可用信道组。扫描到的可用信道组中部分信道组可能比较繁忙，部分信道组可能比较空闲，主节点设备从可用信道组中最空闲的信道组作为自己的信道组。当向主站发送部署请求的所有主节点设备都到自己的信道组后，完成蜂窝网络自动部署。

在本发明实施例中，主节点设备向主站发送部署请求，主站根据接收到的部署请求，依序向主节点设备发送组网请求，主节点设备在接收到主站发送的组网请求后，扫描可用信道组，主节点设备将可用信道组中最空闲的信道组作为主节点设备的信道组，可以进一步提高组网效率和组网后网络的通信可靠性。

本发明实施例中还提供了一种通信系统，如下面的实施例。由于通信系统解决问题的原理与通信组网方法相似，因此通信系统的实施可以参见方法的实施，重复之处不再赘述。

图7示出了本发明第七实施例提供的通信系统的功能模块，为便于说明，仅示出了与本发明实施例相关的部分，详述如下：

参考图7，所述通信系统所包含的各个设备或者终端用于执行图1至图6对应实施例中的各个步骤，具体请参阅图1至图6以及图1至图6对应实施例中的相关描述，此处不再赘述。本发明实施例中通信系统为应用上述通信组网方法实施例的通信系统，所述通信系统包括子节点设备701、主节点设备702及数据采集终端703，子节点设备701分别与主节点设备702和数据采集终端703通信连接。

本发明实施例中的子节点设备701和主节点设备702的工作原理和上述实施例所述的通信组网方法一致，具体请参见上述实施例相关部分的描述，此处不再详细赘述。

在本发明的一实施例中，为了进一步提高组网效率和组网后网络的通信可靠性，在上述图7所示结构的基础上，通信系统还包括。向子节点设备发送竞争接入期的通知信息。本发明实施例中通信系统的工作原理具体参见图2及图2对应实施例中的相关描述，此处不再赘述。

在本发明的一实施例中，为了进一步提高组网效率和组网后网络的通信可靠性，在上述图7所示结构的基础上，通信系统还包括主站。主站根据接收到的部署请求，依序向主节点设备发送组网请求。本发明实施例中通信系统的工作原理具体参见图6及图6对应实施例中的相关描述，此处不再赘述。

在本发明的一实施例中，通信系统包括多个信道组，每个信道组包含至少一个上行信道和至少一个下行信道。进一步的，通信系统可以包括九个信道组，每个信道组包括三个信道，三个信道中包含两个上行信道和一个下行信道。两个上行信道中的一个上行信道可用于实现图1及图1对应的第一实施例所述通信组网方法，及用于实现图2及图2对应的第二实施例所述通信组网方法。另外一个上行信道可用于实现普通通信业务的分时通信。

本发明实施例中的通信系统采用全双工时分通信，这样除了上行信道和下行信道可以同时进行外，两个上行信道也可以同时进行，大大提高了通信组网效率和组网后通信系统的通信可靠性。

另外，通信系统采用全双工时分通信，上行信道和下行信道采用不同通信信道。即主节点设备在接收一个子节点设备发送的数据的同时，主节点设备还可以向另一个子节点设备发送数据。为防止不同的子节点设备之间相互干扰，多个子节点设备采用时分通信方式与主节点设备通信。即同一时刻里只能有一个子节点设备向主节点设备发送/接收数据，但是中心节点设备可以在同一时刻里同时发送和接收数据。比如一个子节点设备在向主节点设备发送数据的同时，主节点设备可以向另一个子节点设备发送数据。

例如，主节点设备在一个向子节点设备发送GTS的同时，可以在同一个数据帧中向另一个子节点设备发送下行数据。主节点设备在向另一个子节点设备2发送数据、GTS的同时，主节点设备可以接收一个子节点设备的上行数据。而且主节点设备可以在接收来自一个子节点设备的附着申请信息、链接申请信息的同时，接收来自另一个子节点设备的上行数据，由于处于不同的上行信道所以不会相互干扰。

通信系统中所有的主节点设备和子节点设备都可以支持远程配置管理及远程升级，可以实时维护修复系统问题。另外，还可以提供网页端、手机端和桌面版的网络管理软件、远程配置工具以及远程升级工具等。

通信系统中的通信协议通过分层架构实现，从下到上依次为端口物理层(英文全称：Port Physical Layer，简称PHY层)、介质访问控制层(英文全称：Media AccessControl，简称MAC层)、网络层(英文全称：Network Layer，简称NWK层)及应用层(英文全称：application support sub-layer，简称APS层)等。

通信速率/通信功率调整具体请参见本发明第三实施例和第四实施例相关部分的描述，通信速率/通信功率调整的主要逻辑过程都在网络层，PHY层也参与了速率控制，由NWK层通知MAC层再通知PHY层进行速率/功率的切换。

穿透功能主要用于APS通信，APS层之间可以直接进行通信。转发功能主要用于主站和子节点设备连接的外部设备的直接通信，比如传感器等。

主节点设备在收到子节点设备发送的链接申请信息时会自动生成短地址给子节点设备，此过程主要由NWK层完成。

主节点设备的APP层通知子节点设备的APS层要新建方案、抄哪个方案号对应的方案数据，即主节点设备向子节点设备发送方案号，此过程APS层、NWK层、MAC层都只进行转发操作。子节点设备的APP层收到主节点设备发送的方案号后，会将对应的响应发送给子节点设备的APS层，APS层再发送到NWK层，然后再发送到MAC层。完成后主节点设备再发送个保证时隙给子节点设备，子节点设备的MAC层收到GTS后就会将响应数据(即方案号对应的方案数据)发送给主节点设备。

子节点设备在向主节点设备发送重要数据时，首先由子节点设备的APP层发送给APS层，然后APS层会将主动上报信息记录到缓存中等待发送。APS层会定时检测上一个数据发送事件是否发送成功，如果发送成功就将其从缓存中移除并且准备发送下一个数据发送事件，然后检测NWK层是否能够发送上报，如果不能就继续等待，否则就调用NWK的发送接口将主动上报信息发送到NWK层。NWK层检测到有主动上报要发送时，首先监听CAP的通知消息，如果监听到就在CAP中随机选取一个时间片将数据发送出去，否则重新监听，发送出去后就等待一段时间主节点设备的响应，如果收不到主节点设备的响应就重复上述步骤直到收到主节点设备的响应为止。

图8为本发明第八实施例提供的用户用电信息采集系统的结构示意，为了便于说明，仅示出了与本发明实施例相关的部分，详述如下：

在本发明的一实施例中，通信系统包括用户用电信息采集系统，如图8所示，子节点设备701包括无线转红外设备8011、交采模块8012及网关8013中的一种或多种，主节点设备702包括抄表模块802，数据采集终端703包括红外设备8031和/或485/232设备8032；

红外设备8031将采集的用户用电信息数据通过无线转红外设备8011发送至抄表模块802；485/232设备8032将采集的用户用电信息数据通过网关8013发送至抄表模块802；网关8013与抄表模块802通信连接。

上述实施例中无线转红外设备8011、交采模块8012及网关8013；抄表模块802，红外设备8031和/或485/232设备8032均为现有技术中常用的功能集成模块，此处不在详细赘述。

本发明实施例中的无线转红外设备8011、交采模块8012及网关8013的工作原理和上述实施例所述的通信组网方法一致，具体请参见上述实施例相关部分的描述，此处不再详细赘述。本发明实施例中的抄表模块1021的工作原理和上述实施例所述的通信组网方法一致，具体请参见上述实施例相关部分的描述，此处不再详细赘述。

本发明实施例还提供一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，处理器执行计算机程序时实现上述通信组网方法。

本发明实施例还提供一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质存储有执行上述通信组网方法的计算机程序。

综上所述，本发明实施例中，子节点设备在接收到多个主节点设备发送的信标帧后，向多个主节点设备发送附着申请信息；多个主节点设备中的至少一个主节点设备向子节点设备发送针对附着申请信息的附着确认信息；子节点设备在接收到多个主节点设备中至少一个主节点设备发送的附着确认信息后，向至少一个主节点设备中信号场强最大的主节点设备发送链接申请信息；至少一个主节点设备中信号场强最大的主节点设备发送针对链接申请信息的链接确认信息；子节点设备接收信号场强最大的主节点设备发送的链接确认信息。本发明实施例中，子节点设备在接收到主节点设备发送的附着确认信息后，即可向信号场强最大的主节点设备发送链接申请信息进行组网，在子节点设备接收到信号场强最大的主节点设备发送的链接确认信息后完成组网，不仅可以提高组网效率，同时还可以提高组网后网络的通信可靠性。

本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

以上的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。