技术领域
[0001] 本
发明属于网络规划技术领域，涉及一种多网络共存多频点无线通信组网方法。
背景技术
[0002] 现有的组网技术由有线和无线两类技术组成，有线组网技术包括电
力线载波等，无线组网技术包括Wireless Mesh，Zigbee，Bluetooth，Wi-Fi，WiMAX等。
[0003] 网络拓扑模型包括点对点星形拓扑，升级为网状拓扑，簇状网络拓扑，又逐渐发展为树状网络拓扑。以上提到的网络拓扑中，每种技术都支持这些拓扑中的一种或多种。Zigbee组网技术支持星形，网状，树状三种拓扑；Bluetooth技术支持星形，簇状拓扑和树状拓扑；Wi-Fi和WiMAX技术支持星形和网状拓扑；电力线载波组网技术支持网络或树状拓扑，其中路由支持集中式和分布式两种，在集中式路由中，不具有路由修复功能，但是电力线载波传输
信号衰减高，干扰大，各种电器
开关的随机接入，使通信信道变化幅度比较大。
[0004] 综合各种组网技术，基本都是主从式组网方法，一个主
节点，多个从节点，为了扩大网络规模，组网时会采用分层或分簇的方法，通过路由节点实现多跳网络模式。另外，现有的组网方法中，部分组网技术是在同一频点进行组网和工作，部分单网络组网，是在一个频点上组网，在其他频点上工作。
[0005] 智能抄表技术中同样包含有线网络和无线网络两种，有线网络中数据传输受到布线限制，并且增加了布线成本。无线传输组网更加灵活，提高了网络的自适应自组织性。
[0006] 当前的组网方案多数使用无线方式，采用信标组网，逐层级进行组网，实现分布式路由，存在多个频点，并且在同一个频点下包含多个网络。该组网方案存在以下
缺陷：1)节点在选择所属网络时，具有随机性，需要不断尝试，增加了组网时间，降低组网效率；2)组网过程中，由于节点是尝试入网，会传输很多无效的关联
请求报文和带有拒绝信息的关联确认报文，大大增加了网络开销；3)在一个信标周期中，包含信标时隙，CSAM时隙。信标时隙包含一个中央信标时隙，所有代理
站点的代理信标时隙和多个发现信标时隙；在节点广播完代理信标或者发现信标后，在CSMA时隙开始之前一直空闲，没有充分利用时隙时间；4)在网络修复过程中，路由请求报文全网广播，容易引起广播
风暴，大大增加了网络开销。
[0007] 基于上述问题，亟需一种新的组网方法来解决多网络共存多频点的无线通信方式。
发明内容
[0008] 有鉴于此，本发明的目的在于提供一种多网络共存多频点无线通信组网方法，用于缩短组网时间，提高组网效率和网络
稳定性，降低网络开销，提高时隙时间的利用率；同时能使网络快速恢复到工作状态。
[0009] 为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：
[0010] 一种多网络共存多频点无线通信组网方法，包括中心控制节点组网过程，站点组网过程，中心控制节点网络恢复过程，站点网络恢复过程，代理变更过程，以及实时路由修复过程；多频点指整个无线频带分成多个频点，其中，0号频点公用频点，多个共存网络间竞争使用，其他频点作为工作频点，共存的相邻网络间，工作频点尽可能错开。每个网络都使用到0号频点和工作频点共两个频点。物理层在两个频点上的状态包括：接收、发送、空闲。0号频点全部用作CSMA时隙，用来广播通知报文。中心控制节点或站点上电时在0号频点监听，以了解周围存在的网络及其使用的频点；中心控制节点根据周围的网络情况和配置信息，确定自己的网络标识号和使用的工作频点，并确定在0号频点的通知报文内容；站点根据了解到的周
围网络信息，选择入网的网络；中心控制节点和站点在组网期间或正常工作期间不再监听0号频点，但会在0号频点周期性广播通知报文；在每个广播周期内，中心控制节点和站点在自己空闲的时候，选择合适的时机在0号频点通过竞争机制发送广播通知报文；组网过程中，首先中心控制节点在0号频点监听，通过配置或者自行选择确定工作频点和网络标识号，然后在0号频点广播通知报文，通知站点当前网络的工作频点和网络标识号；
[0011] 如图2所示，中心控制节点组网过程：
[0012] S1：中心控制节点上电后，参数区校验；
[0013] S2：获取中心控制节点MAC地址，若获取MAC地址与本地存储不一致，或MAC地址一致但处于未组网状态，中心控制节点重新组网；
[0014] S3：给中心控制节点配置白名单，同时统计白名单中站点个数；
[0015] S4：根据网络规模大小，确定信标周期的时长；
[0016] S5：给中心控制节点配置频点；
[0017] S6：给中心控制节点配置网络标识号；
[0018] S7：中心控制节点在0号频点监听，若频点或网络标识号没有配置，根据监听到的信息自行选择确定工作频点和网络标识号，并进行网间协调；
[0019] S8：构造通知报文数据，0频点空闲时发送自己的通知报文，在之后的过程中，根据通知报文中的自动广播周期，周期性广播通知报文；
[0020] S9：在0号频点广播完通知报文后，中心控制节点切换到工作频点进行带宽协调；
[0021] S10：广播中央信标；
[0022] S11：中心控制节点接收关联请求报文，中心控制节点做白名单认证，判断是否允许入网，若允许入网则
指定中心控制节点为其代理站点并存储信息，在连续一个信标周期内没有接收到关联请求报文后，通过广播一条关联汇总指示报文通知
申请入
网站点的入网结果，接着中心控制节点广播白名单给新入网站点，新入网站点成为第一层站点；当第二层站点入网时，第一层站点做白名单认证，无需放在中心控制节点做白名单认证，后续站点白名单认证同样放在其就近站点处理；
[0023] S12：中心控制节点为已入网第一层站点规划发现信标时隙，通过广播中央信标通知第一层站点广播发现信标；
[0024] S13：中心控制节点接收到第一层站点转发的关联请求报文，指定新入网站点的代理站点并保存信息，新入网站点和被指定的代理站点汇总在关联汇总指示报文中，通知第一层站点；
[0025] S14：中心控制节点为所有代理站点规划代理信标时隙，为最后一层新入网站点规划发现信标时隙，通过广播中央信标通知节点发送代理信标或发现信标；
[0026] S15：依次类推，中心控制节点根据通知报文中的自动广播周期，周期性广播通知报文，当接收到关联请求报文时，为新入网站点指定代理站点并保存信息，通过关联汇总指示报文通知最后一层站点；
[0027] S16：当入网站点数等于网络规模，或中心控制节点连续三个信标周期没有接收到关联请求报文或层级达到最大层级，则组网结束；组网结束后，中心控制节点依然在每个信标周期中规划代理信标时隙和发现信标时隙，根据通知报文中的自动广播周期，周期性广播通知报文，当接收到关联请求报文时，为新入网站点指定代理站点并保存信息，通过关联汇总指示报文通知新入网站点的上一层站点，并为新入网站点配置白名单；
[0028] 站点组网过程具体包括以下步骤：
[0029] S1：站点上电后，进行参数校验；
[0030] S2：获取站点MAC地址，若获取的MAC地址与本地存储不一致，或站点MAC地址一致但处于未组网状态，重新进行组网；
[0031] S3：站点在0号频点监听通知报文；
[0032] S4：站点监听到通知报文，暂时保存该条通知报文，监听结束后，统计所监听到的频点以及每个频点下的网络进行排序，并选择第一个网络做入网过程；
[0033] S5：站点在选取的网络所对应的工作频点上监听该网络的信标
帧，监听时长为一个信标周期，监听完毕后，
选定候选代理，向其中一个候选代理发送关联请求报文请求入网；
[0034] S6：站点收到关联汇总指示报文后，若允许入网，保存层级，代理站点和分布式路由，然后接收白名单并保存，进入正常工作状态；当已入网站点接收到请求入网站点的关联请求报文时，因为本站点中保存有白名单，直接做白名单认证，无需发送到中心控制节点；
[0035] S7：站点只保存与所属网络对应的通知报文，其它通知报文都清除，站点根据通知报文中的自由广播周期，周期性的广播所保存的通知报文；
[0036] S8：代理站点按规划发送代理信标，已入网站点按规划发送发现信标；
[0037] S9：已入网站点收到关联请求报文，做白名单认证，在连续一个信标周期没有接收到关联请求报文后，首先向中心控制节点发送所有允许入网的站点，然后广播关联汇总指示报文拒绝不在白名当中的站点，被拒绝的站点重新尝试其他网络的入网过程；
[0038] S10：各层代理站点收到中心控制节点发来的关联汇总指示报文后，依次转发，若最后一层代理原先不是代理站点，则先改变自身
角色，变为代理站点，然后广播关联汇总指示报文通知新入网节点的入网结果，然后广播白名单给新入网站点。
[0039] 进一步，所述组网方法中，在0号频点中，全部当作CSMA时隙使用，中心控制节点、代理站点和已入网站点根据通知报文中的自由广播周期，广播通知报文，通知各未入网站点本网络所在频点、网络标识号以及协助网络恢复和网络维护，未入网站点在0号频点监听，了解周围存在的网络，然后尝试入网；在工作频点中，进行组网以及网络维护工作和业务工作；
[0040] 通知报文字段包括：频点编号(12bit)、带宽类型(4bit)、网络标识号(3Byte)和自动广播周期(1Byte)。频点编号，带宽类型和网络标识号信息表示本网络的工作频点，所使用带宽和网络标识号，自动广播周期默认2个信标周期，该字段可配置。
[0041] 进一步，中心控制节点组网步骤S3中，所述配置白名单，包括：替换白名单(用新的白名单替换旧的白名单)，添加白名单站点点(在现有白名单中添加1到多个站点)，删除白名单站点(在现有白名单中删除1到多个站点)，以及清除白名单(删除现有白名单)；
[0042] 清除白名单时，中心控制节点广播清除白名单消息，代理站点收到后先广播转发，站点收到后不转发，然后代理站点或站点清除白名单及邻居表，路由表等信息，到0号频点监听，重新入网；
[0043] 添加白名单站点时，中心控制节点广播新增的站点，代理站点收到后更新自己的白名单，并广播转发，站点收到后只更新自己的白名单，不转发；
[0044] 删除白名单站点时，若正在组网，中心控制节点信标周期不变，只规划中央信标时隙和代理信标时隙，其他时段当作CSMA使用，广播删减的站点，代理站点收到后先转发，站点收到后不转发，若代理站点或站点解析到删减站点中包含自身，保存本网络标识号，清除存储信息，监听0号频点重新入网，但不会向该网络申请入网，其他站点更新自身白名单并保存，清除路由等信息，准备监听信标帧重新入网，中心控制节点在下个信标周期重新发起组网，且入网站点层级小于上次组网完成的层级时，入网站点不再广播白名单；若组网已完成，中心控制节点首先设置不能为上层提供业务服务，信标周期只规划中央信标时隙和代理信标时隙，其他时段当作CSMA使用，然后广播删减的站点，代理站点收到后先转发，站点收到后不转发，若代理站点或站点解析到删减站点中包含自身，保存本网络标识号，清除存储信息，监听0号频点重新入网，但不会向该网络申请入网，若代理站点或站点解析到删除站点中包含自身代理站点，当有业务时暂时缓存，执行代理变更过程，重新选定代理，然后恢复缓存的业务，中心控制节点连续一个信标周期没有收到代理变更请求，设置恢复业务服务，并恢复正常的信标周期规划；
[0045] 替换白名单时，中心控制节点先执行清除白名单过程，然后重新组网，重新给入网站点配置白名单；
[0046] 白名单中站点有增有减时，若组网正在进行，中心控制节点重新发起组网，正常按层级广播白名单，若组网已完成，先执行站点删减过程，等网络重新稳定后，再执行站点增加过程。
[0047] 进一步，中心控制节点组网步骤S4中，所述确定信标周期时长，是指不同的信标周期长度，对应网络规模中不同范围的站点个数；其中信标周期依次包括：信标时隙、CSMA时隙、TDMA时隙和绑定CSMA时隙。
[0048] 进一步，中心控制节点组网步骤S7中，所述根据监听到的信息自行选择确定频点或网络标识号，中心控制节点在0号频点中监听，可监听到工作频点及各工作频点下各网络的网络标识号，同样能统计各工作频点下的网络个数，基于监听到的信息，自行选择确定频点时，选择一个包含网络个数最少的工作频点，也可以基于监听到的各工作频点下的网络标识号，自行确定本网络的网络标识号；频点或网络标识号的第二种确定方式是通过配置。
[0049] 进一步，中心控制节点组网步骤S9中具体包括：在同一个工作频点中可能存在多个网络，但是各个网络间信标时隙不能存在冲突，必须使各个网络的信标时隙有序的错开。
[0050] 进一步，中心控制节点组网步骤S1中，所述，为了保持网络中站点负载均衡，首先比较所有候选代理站点中的子站点个数，选择一个含有最小子站点个数的候选代理站点，指定为新入网站点的代理站点；
[0051] 进一步，站点组网步骤S5中，所述选定候选代理具体包括：每监听到一个信标帧，就存储两站点间的链路
质量，站点选择候选代理时，首先按照链路质量大小降序的排列方式选择符合
门限的站点，然后判断这些站点与本站点的通信成功率，若两者都符合门限标准，即可作为候选代理，否则，重新选择候选代理。
[0052] 进一步，站点组网步骤S6中，若站点入网被拒绝但还有未尝试的网络，选择下一个网络尝试入网，否则，若站点收到含有“层级越界”信息的关联汇总指示报文后，重新选择候选代理，重新做关联请求；若站点收到含有“不在白名单中”信息的关联汇总指示报文后，记录网络标识号，且150s内不能再向该网络申请入网；若监听到的网络都拒绝入网，重回到0号频点监听通知报文；
[0053] 其中，所述定时时间在150s，当站点被中心控制节点拒绝入网后150s内不能再次向该网络请求入网，超过150s之后可以再次尝试向本网络申请入网。
[0054] 进一步，站点组网步骤S9中，已入网站点收到关联请求报文，由于已入网站点中都保存有白名单，所以白名单认证可以在候选代理处理。
[0055] 进一步，所述中心控制节点网络恢复方法具体包括以下步骤：
[0056] S1：中心控制节点上电后获取MAC地址，若和本地存储地址一致，且掉电前是组网成功状态，则进行网络恢复，其他情况进行组网；
[0057] S2：重新创建站点网络状态表；其中，站点网络状态分为在网，离线，未入网三种；
[0058] S3：中心控制节点设置一定时间内不主动发起业务过程；
[0059] S4：中心控制节点在0号频点监听，选择合适的时机通过竞争机制广播通知报文；在之后的过程中，根据通知报文中的自动广播周期，周期性广播通知报文；
[0060] S5：中心控制节点进行带宽协调；
[0061] S6：中心控制节点广播中央信标；
[0062] S7：中心控制节点收到关联请求报文，指定代理站点，回复关联确认报文，更新站点网络状态表，更新路由表和邻居表；
[0063] S8：中心控制节点收到心跳检测报文或发现列表报文，运用滑动窗口的思想，更新站点网络状态表，根据站点状态更新路由表和邻居表；
[0064] S9：中心控制节点收到数据报文，处理数据，更新站点网络状态表；
[0065] 进一步，站点重新上电后，若站点是组网成功状态，为了能使该站点快速恢复到工作状态，则采用站点网络恢复方法，具体包括以下步骤：
[0066] 1)站点重新上电后网络恢复具体包括以下步骤：
[0067] S1：站点上电后获取MAC地址，若和本地存储地址一致，且掉电前是组网成功状态，则进行网络恢复；否则，转到S8；
[0068] S2：站点在原频点监听，若收到原网络的信标帧，转到S3；若监听不到原网络的信标帧，监听0号频点，转到S8；若收到关联确认报文，进入工作状态；
[0069] S3：若解析到自身信标时隙，转到S4；若解析不到自身信标时隙但能够解析到原网络CSMA时隙，转到S7；
[0070] S4：若解析到信标时隙和自身角色相符，转到S5；否则，转到S6；
[0071] S5：广播信标帧，进入工作状态；
[0072] S6：若代理站点解析到发现信标时隙，角色重置为站点，广播信标帧；
[0073] S7：广播发现列表报文，开启
定时器；若定时器超时，监听原网络信标帧，转到S8；
[0074] S8：重新申请入网；
[0075] 2)代理站点失联网络恢复具体包括以下步骤：
[0076] S1：代理站点与网络失联后，在原工作频点监听；若长时间收不到原网络的消息，监听0号频点，转到S6；
[0077] S2：代理站点角色暂时保持，若收到信标帧，转到S3；若收到其子站点的数据报文，转到S4；若收到关联确认报文，角色
修改为站点，进入工作状态；
[0078] S3：若解析到自身信标时隙，广播代理信标；若没有解析到自身信标时隙，转到S5；
[0079] S4：转发该数据报文，开启定时器，定时器超时后，进入工作状态；若定时时间内收到离线指示报文，转到S5；
[0080] S5：监听原网络信标帧，转到S6；
[0081] S6：重新申请入网；
[0082] 3)站点失联网络恢复具体包括以下步骤：
[0083] S1：站点与网络失联后，在原工作频点监听；若长时间没有收到原网络的消息，监听0号频点，转到S5；
[0084] S2：站点监听到本网络的信标帧，转到S3；若收到关联确认报文，进入工作状态；若收到离线指示报文，转到S4；
[0085] S3：若解析到自身信标时隙，定时器若开启则关闭，广播发现信标，进入工作状态；若解析不到自身信标时隙但能够解析到网络CSMA时隙，则广播发现列表报文，开启定时器，若定时器超时，转到S4；
[0086] S4：监听原网络信标帧，转到S5；
[0087] S5：重新申请入网。
[0088] 进一步，所述代理变更过程具体包括以下步骤：
[0089] S1：站点自身周期性评估链路质量，若链路质量低于门限，进行代理变更，链路质量用权值进行计算更新，计算公式如下：
[0090] Link_quality＝i·old_link_quality+j·new_link_quality
[0091] 其中，i,j表示权值，且i+j＝1，old_link_quality表示已存储的link_quality，new_link_quality表示接收报文计算得来的link_quality；
[0092] S2：代理变更站点在上层直连邻居中，根据链路质量和通信成功率，选择候选代理；
[0093] S3：代理变更站点向中心控制节点发送代理变更请求报文；
[0094] S4：代理变更站点收到代理变更请求确认报文，修改自身代理站点，修改上行路由。
[0095] 各级代理站点具体包括：各级代理在转发代理变更确认报文时，若自身路由表中存在到目的站点的路由，则把该路由删除；反之，保存到目的站点及其站点的下行分布式路由；
[0096] 中心控制节点具体包括：中心控制节点收到代理变更请求报文，指定新代理，修改路由，生成两条代理变更确认报文，分别发送给新代理站点和老代理站点。
[0097] 进一步，所述实时路由修复过程具体包括以下步骤：
[0098] 下行实时路由修复具体包括以下步骤：
[0099] S1：路由修复发起站点下行广播路由请求报文；
[0100] S2：站点收到路由请求报文，判断是下行广播，若目的站点是自己，接收一定时间，评估一条最好的链路，回复路由修复回复报文；否则，转发该报文；
[0101] S3：各级代理转发路由修复回复报文时，借助负载数据，存储到目的站点的下行路由；
[0102] S4：路由修复发起站点收到路由修复回复报文，存储到目的站点的下行路由，恢复数据发送。
[0103] 上行实时路由修复具体包括以下步骤：
[0104] S1：路由修复发起站点广播路由请求报文；
[0105] S2：站点收到路由请求报文，判断是上行广播，若本站点层级相对较小，直接发送路由修复回复报文；
[0106] S3：路由修复发起站点接收到路由修复回复报文，若链路质量符合门限要求，直接回复路由应答报文；
[0107] S4：路由修复发起站点通过选择的临时代理站点传送数据。
[0108] 本发明的有益效果在于：1)本发明采用的组网方法，缩短了组网时间，提高了组网效率，降低了网络开销，提高了时隙时间的利用率；2)本发明采用的网络恢复方法，在中心控制节点或站点重新上电后，能使网络或站点快速恢复到工作状态；3)本发明采用的代理变更方法在组网结束后，自动排除链路质量较差的通信链路，从而维护了网络的稳定可靠性；4)本发明采用的实时路由修复方法，在业务报文传输过程中，提高了通信成功率，减少报文广播，降低网络开销。
[0109] 本发明的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的
说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本发明的实践中得到教导。本发明的目标和其他优点可以通过下面的说明书来实现和获得。
附图说明
[0110] 为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作优选的详细描述，其中：
[0111] 图1为本发明具体实施方式中的无线网络拓扑示意图；
[0112] 图2为本发明具体
实施例中组网方法的简略
流程图[0113] 图3为本发明具体实施例中组网方法的详细流程图；
[0114] 图4为本发明具体实施例中中心控制节点网络恢复方法的流程图；
[0115] 图5为本发明具体实施例中站点网络恢复方法的流程图；
[0116] 图6为本发明具体实施例中代理变更的流程图；
[0117] 图7为本发明具体实施例中实时路由修复的流程图。
具体实施方式
[0118] 以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。
[0119] 请参阅图1～图7，以智能
电网中宽带微功率无线智能抄表网络为例，对本发明的技术方案进行描述，宽带微功率无线智能抄表网络拓扑如图1所示，网络拓扑为树型拓扑，包括中心控节点(CCO)，代理站点(PCO1,PCO2)，站点(STA1,STA2,STA3,STA4,STA5,STA6,STA7)。图1中的宽带微功率无线智能抄表网络仅用于举例说明本发明的智能抄表网络的组网和网络维护方法，并非对本发明应用场景的限制，本领域一般技术人员显然应该理解，本发明的技术方案应用于国家电网智能抄表网络中，而不论该智能抄表网络的通信模式，站点数量，网络层级数等。
[0120] 实施例1：本实施例为本发明宽带微功率无线智能抄表网络组网方法的一种优选实施方式。参见图3，本实施例的组网方法包括：
[0121] 1)中心控制节点上电后，参数区校验：
[0122] 2)获取中心控制节点MAC地址，若获取MAC地址与本地存储不一致，或MAC地址一致但处于未组网状态，中心控制节点重新组网；
[0123] 3)给中心控制节点配置白名单，同时统计白名单中站点个数；
[0124] 4)根据网络规模大小，确定信标周期时长；
[0125] 5)给中心控制节点配置频点；
[0126] 6)给中心控制节点配置网络标识号；
[0127] 7)中心控制节点在0号频点监听，若频点或网络标识号没有配置，根据监听到的信息自行选择确定工作频点和网络标识号，并进行网间协调；
[0128] 中心控制节点在0号频点中监听，可监听到工作频点及各工作频点下各网络的网络标识号，同样能统计各工作频点下的网络个数，基于监听到的信息，自行选择确定频点时，选择一个包含网络个数最少的工作频点，也可以基于监听到的各工作频点下的网络标识号，自行确定本网络的网络标识号；
[0129] 8)构造通知报文数据，0频点空闲时发送自己的通知报文，在之后的过程中，根据通知报文中的自动广播周期，周期性广播通知报文；
[0130] 9)在0号频点广播完通知报文后，中心控制节点切换到工作频点进行带宽协调；
[0131] 10)中心控制节点广播中央信标：
[0132] 11)站点上电后，参数区校验；
[0133] 12)获取电表MAC地址后，与本地存储的MAC地址进行比较，同时查询在站点掉电的网络状态，若获取的MAC地址与本地存储不一致，或站点MAC地址一致但处于未组网状态，重新进行组网；其中，站点的网络状态包括：在网，离线，未入网；
[0134] 13)在0号频点监听通知报文，每收到一条通知报文，暂时保存该条报文，监听结束后，统计所监听到的频点以及每个频点下的网络进行排序，并选择第一个网络做入网过程；
[0135] 14)站点在选取的网络所对应的工作频点上监听该网络的信标帧，监听时长为一个信标周期，监听完毕后，选定候选代理，向其中一个候选代理发送关联请求报文请求入网；
[0136] 15)中心控制节点接收关联请求报文，中心控制节点做白名单认证，判断是否允许入网，若允许入网则指定中心控制节点为其代理站点并存储信息，在连续一个信标周期内没有接收到关联请求报文后，通过广播一条关联汇总指示报文通知申请入网站点的入网结果，接着中心控制节点广播白名单给新入网站点，新入网站点成为第一层站点；当第二层站点入网时，第一层站点做白名单认证，无需放在中心控制节点做白名单认证，后续站点白名单认证同样放在其就近站点处理；
[0137] 16)站点收到关联汇总指示报文，若允许入网，该站点存储其代理站点，层级，以及到中心控制节点的上行分布式路由；只保存本网络的通知报文，根据通知报文中的自动广播周期字段，周期性广播通知报文；
[0138] 若站点入网被拒绝，根据拒绝原因，重新申请入网。其中，若拒绝原因是层级超过上限，则重新选择代理站点重新入网，若拒绝原因是不在白名单中，记录该网络标识号，选择下一个网络重新申请入网；若所有网络都拒绝入网，重新监听0号频点；
[0139] 17)中心控制节点规划信标时隙，每个信标周期中，中心控制节点为每个代理站点规划代理信标时隙，为最后一层新入网站点规划发现信标时隙，广播中央信标，通知站点按规划广播信标。
[0140] 18)未入网站点收到信标帧，选定候选代理，发送关联请求报文重新入网；
[0141] 19)依次类推，重复执行未入网站点申请入网流程，直到入网站点数达到网络规模，或连续三个信标周期中心控制节点没有接收到关联请求报文，或组网到最大层级，组网结束。
[0142] 实施例2
[0143] 本实施例为本发明宽带微功率无线智能抄表网络中心控制节点网络恢复方法的一种优选实施方式。参见图4，本实施例的中心控制节点网络恢复方法包括：
[0144] 1)中心控制节点上电后获取MAC地址，若和本地存储地址一致，且掉电前是组网成功状态，则进行网络恢复，其他情况重新组网；
[0145] 2)重新创建站点状态表，网络恢复时重新记录每个站点的网络状态；
[0146] 3)中心控制节点设置一定时间内不主动发起业务过程；
[0147] 4)中心控制节点在0号频点监听，选择合适的时机通过竞争机制广播通知报文；在之后的过程中，根据通知报文中的自动广播周期，周期性广播通知报文；
[0148] 5)中心控制节点带宽协调；
[0149] 6)中心控制节点广播中央信标；
[0150] 7)中心控制节点收到关联请求报文，指定代理站点，回复关联确认报文，更新站点网络状态表，更新路由表和邻居表；
[0151] 8)中心控制节点收到心跳检测报文或发现列表报文，运用滑动窗口的思想，更新站点网络状态表，根据站点状态更新路由表和邻居表；
[0152] 9)中心控制节点收到数据报文，处理数据，更新站点网络状态表；
[0153] 其中，所述更新站点状态表，根据活跃状态，若收到处在离线状态站点的活跃信息，由离线置为在网，若连续一个心跳周期没有收到站点活跃信息，由在网置为离线，在此
基础上，连续四个心跳周期没有收到站点活跃信息，由离线置为未入网。心跳检测周期是信标周期的整数倍。
[0154] 其中，所述滑动窗口思想判定站点的活跃状态包括：定义长度为M+1的队列1存储心跳检测报文中的位图，队列中每个元素的大小为位图的大小，M为把一个心跳检测周期平均分成M等份，p表示队列1的下标，初始为0，p的变化范围是0-M，
指针q指向下标为p的队列元素，每过1/M个时间段，数组下标p自加1，中心控制节点每接收到一个心跳检测报文，就把其中的位图和指针q所指向的队列元素做按位或运算。
[0155] 定义长度为位图大小的数组1存储每1/M个时间段中队列1中的计算结果，每过1/M个时间段，把队列1中除指针q指向的元素外，其他的M个元素做按位或运算，结果存放在数组1中，数组1中的结果用来判断站点是否离线，数组1中的数据每更新一次，就判断一次，若某个比特位为0，则该比特位所对应的站点状态置为离线。
[0156] 定义长度为4的队列2，k为队列2的下标，初始为0，k的变化范围是0-3，每过一个心跳检测周期，就把数组1中的数据拷贝到队列2下标为k的
位置。
[0157] 定义长度为位图大小数组2存储每4个心跳周期中队列2中的计算结果，每过4个心跳周期，队列2中的四个元素做按位或运算，计算结果放在数组2中，数组2中的结果用来判断站点是否未入网，数组2中的数据每更新一次，就判断一次，若某个比特位为0，则该比特位所对应的站点状态置为未入网。
[0158] 实施例3：本实施例为本发明宽带微功率无线智能抄表网络站点网络恢复方法的一种优选实施方式。参见图5，本实施例的站点网络恢复方法包括：
[0159] S1：站点上电后获取MAC地址，若和本地存储地址一致，且掉电前是组网成功状态，则进行网络恢复；否则，转到S8；
[0160] S2：站点在原频点监听，若收到原网络的信标帧，转到S3；若监听不到原网络的信标帧，监听0号频点，转到S8；若收到关联确认报文，进入工作状态；
[0161] S3：若解析到自身信标时隙，转到S4；若解析不到自身信标时隙但能够解析到原网络CSMA时隙，转到S7；
[0162] S4：若解析到信标时隙和自身角色相符，转到S5；否则，转到S6；
[0163] S5：广播信标帧，进入工作状态；
[0164] S6：若代理站点解析到发现信标时隙，角色重置为站点，广播信标帧；
[0165] S7：广播发现列表报文，开启定时器；若定时器超时，监听原网络信标帧，转到S8；
[0166] S8：重新申请入网；
[0167] 实施例4，本实施例为本发明宽带微功率无线智能抄表网络代理变更方法的一种优选实施方式。参见图6，本实施例的代理变更方法包括：
[0168] 1)代理变更站点代理变更触发：
[0169] 代理变更站点通过自身对链路质量的判断，决定是否进行代理变更，若周期性评估链路质量低于门限，则进行代理变更，链路质量用权值进行计算更新，计算公式如下：
[0170] Link_quality＝i·old_link_quality+j·new_link_quality
[0171] 其中，i,j表示权值，且i+j＝1.old_link_quality表示已存储的link_quality，new_link_quality表示接收报文计算得来的link_quality；周期性指路由周期，是信标周期的整数倍；
[0172] 2)选定候选代理，代理变更站点发送代理变更请求报文：从代理变更站点的上层邻居表中选择链路质量比较好的站点，若通信成功率符合门限，则作为候选代理，填充在代理变更请求报文中的候选代理域，通过候选代理中第一个代理站点向中心控制节点发送代理变更请求报文。若在代理变更站点的上层邻居表中选不到候选代理，则在其同层邻居表或者下层邻居表中选择候选代理；
[0173] 3)中心控制节点接收代理变更请求报文：中心控制节点收到代理变更请求报文后，代理站点邻居个数没有达到
阈值且层级没有达到上限，指定新的代理，修改中心控制节点到代理变更站点的路由，生成两条代理变更确认报文，分别发送给新代理站点和老代理站点；
[0174] 4)代理站点转发代理变更请求确认报文：各级代理站点在转发代理变更确认报文时，若自身路由表中存在到代理变更站点的路由，则把该路由删除，反之，生成到代理变更站点及其站点的下行分布式路由存储进路由表，这样既能删除老路由中的无效路由信息，又能更新新路由信息。
[0175] 5)代理变更站点接收代理变更请求确认报文：代理变更站点收到代理变更请求确认报文后，修改自己的代理站点，修改到达中心控制节点的上行分布式路由等信息。
[0176] 实施例5：本实施例为本发明宽带微功率无线智能抄表网络实时路由修复方法的一种优选实施方式。参见图7，本实施例的实时路由修复方法包括：
[0177] 1)查找路由无效或无路由：
[0178] 站点在转发业务报文或管理报文，查找下一跳路由时，路由状态可能是无效或者是无路由，或MAC层没收到确认帧时，则会触发实时路由修复过程；
[0179] 2)路由修复发起站点广播路由请求报文：路由修复发起站点暂时存储当前未发送报文，计算该站点到目的站点的总跳数，开启定时器，只向下行方向广播路由请求报文。其中，路由修复发起站点计算该站点到目的站点的总跳数，等于目的站点的层级减去该站点的层级。只向下行方向广播路由请求报文，站点收到路由请求报文时，判断报文发送源站点层级大于本站点层级，不做转发；
[0180] 3)站点接收路由请求报文：首先判断目的地址是不是自己，若是，开启定时器接收一定时间，评估一个最好的链路，存储到路由修复发起站点的上行分布式路由，回复路由修复回复报文；若不是，若总路由跳数减1后为0，不再转发，否则，判断发送此路由请求报文的站点是否为自身代理站点，若是路径优选标识置为1，转发路由请求报文，若不是自身代理站点，不再转发。这样只在以某一代理站点为中心的簇下面转发，大大减少了网络开销。依次类推，直到找到目的站点。其中，评估一个最好的链路，在定时时间内接收到不同站点的路由请求报文，分别存储与这些站点之间的链路质量，选择一个链路质量最好的站点作为新代理站点；
[0181] 4)各级代理站点转发路由修复回复报文：各级代理站点转发路由修复回复报文时，借助负载数据，存储到目的站点的下行分布式路由。
[0182] 5)路由修复站点接收路由修复回复报文：路由修复发起站点收到路由修复回复报文后，存储到目的站点的下行分布式路由，恢复数据报文的发送；若在定时时间内，路由修复发起站点若没有收到路由修复回复报文，向中心控制节点发送路由错误报文。
[0183] 最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的
权利要求范围当中。
