停电通知与确定.pdf

本发明提供了用于识别及靶向停电的系统和方法。系统的电表从配电网络中的配电设备处接收电力以及识别电表从其处接收电力的各个配电设备的信息。通信节点与电表关联，并且从相邻通信节点处接收识别每一个相邻通信节点的信息以及识别与相邻通信节点关联的各个电表从其处接收电力的配电设备的信息。特定电表的通信节点可以选择它可以与其通信的相邻电表的合适的通信节点。当特定的电表遭遇断电时，它可以将有关断电的即时通知传输给所选择的通信节点。

1.  一种用于靶向停电的系统，包含：
与配电网络连接的多个电表，所述多个电表中的每个电表被配置为 接收来自所述配电网络中的配电设备的电力，并且接收识别它从其接收 电力的所述配电设备的信息；以及
经由无线网络通信的多个通信节点，每个通信节点都与电表关联并 且被配置为接收(i)识别各自的相邻通信节点的信息，以及(ii)识别 与所述各自的相邻通信节点关联的电表从其接收电力的所述配电设备的 信息，其中
第一通信节点被配置为(i)基于所接收的信息选择它能够与其通 信的相邻的合适的第二通信节点，并且当第一电表遭遇断电时，(ii)将 所述停电的即时通知传输给所选择的所述第二通信节点。

2.  根据权利要求1所述的系统，其中所述选择基于第二通信节点 是否从与所述第一电表从其处接收电力的配电设备不同的配电设备处接 收电力。

3.  根据权利要求1所述的系统，其中停电通知包含识别所述第一 通信节点以及它从其处接收电力的配电设备的信息。

4.  根据权利要求1所述的系统，其中接收自所述合适的第二通信 节点的所述信息指示所述第二通信节点是否包含备用电池和/或它是否 是接入点。

5.  根据权利要求2所述的系统，其中与所述第二通信节点关联的 所述配电设备包含与所述第一通信节点关联的各个支线、变电站、馈电 线路、断路器和变压器不同的支线、变电站、馈电线路、断路器和变压 器中的至少一个。

6.  根据权利要求1所述的系统，其中所述第二通信节点在接收到 所述第一通信节点的所述停电通知时经由所述通信网络将所述停电通知 中继到位于所述第二通信节点的上游的第三通信节点。

7.  根据权利要求1所述的系统，其中对所述合适的第二通信节点 的所述选择基于所述第二通信节点是否正在遭遇断电。

8.  根据权利要求1所述的系统，其中每个通信节点基于所述接收 的信息来确定能够从其中选择所述合适的通信节点的相邻通信节点的优 先次序。

9.  根据权利要求8所述的系统，其中相邻通信节点被按照通信质 量度量的顺序确定优先次序。

10.  根据权利要求1所述的系统，还包含：
基于经由所述第二通信节点中继的所述第一通信节点的所述停电通 知来确定停电区域的后台系统。

11.  根据权利要求1所述的系统，其中
识别通信节点的所述信息至少包括各个通信节点的介质访问控制 MAC地址，以及
所述第一电表的所述停电通知包含识别所述第一通信节点、所述第 一电表从其处接收电力的所述配电设备以及所述停电发生的时间的所述 信息。

12.  根据权利要求1所述的系统，其中所述第一通信节点还被配置 为根据检测到的断电瞬间来计算连续的时隙，随机选择所述时隙之一， 并且在所述选择的时隙期间传输通知。

13.  根据权利要求12所述的系统，其中所述断电瞬间基于最后检 测到的电力过零点。

14.  一种用于靶向停电的方法，包括：
在第一电表的第一通信节点处接收，(i)识别多个相邻的第二通信 节点中的每个通信节点的信息，以及(ii)识别各个第二通信节点中的 每个通信节点从其处接收电力的配电设备的信息；
在所述第一通信节点处基于所述接收的信息选择它能够与其通信的 合适的第二通信节点；并且
在遭遇断电时将停电通知传输到所选择的所述第二通信节点。

15.  根据权利要求14所述的方法，还包括：
经由所选择的所述第二通信节点将所述停电通知中继到位于所述第 二通信节点的上游的第三通信节点。

16.  根据权利要求14所述的方法，还包括：
在所述第一通信节点处基于所述接收的信息确定能够从中选择合适 的通信节点的第二通信节点的优先次序。

17.  根据权利要求16所述的方法，其中所述第一通信节点基于通 信质量度量来确定所述相邻的第二通信节点的优先次序。

18.  根据权利要求14所述的方法，其中所述第一通信节点按照预 定的时间间隔来接收有关所述多个第二通信节点的所述信息。

19.  根据权利要求14所述的方法，其中选择合适的第二通信节点 包括基于所述接收的信息来确定所述第二节点是否具有备用电池和/或 它是否是接入点。

20.  根据权利要求14所述的方法，其中选择合适的第二通信节点 包括确定第二通信节点是否从与所述第一通信节点从其处接收电力的配 电设备不同的配电设备处接收电力。

21.  根据权利要求20所述的方法，其中所述不同的配电设备包括 变电站、馈电线路、断路器及变压器中的一个。

22.  根据权利要求14所述的方法，其中所述停电通知包括识别所 述第一通信节点以及它从其处接收电力的配电设备的信息。

23.  根据权利要求22所述的方法，其中
识别所述第一电表的所述信息至少包括介质访问控制MAC地址； 并且
所述停电通知还指示所述停电发生的时间。

24.  根据权利要求14所述的方法，还包括
在通信节点处通过测量在该通信节点处接收的电力的参数来确定该 通信节点从其处接收电力的配电设备。

25.  根据权利要求24所述的方法，其中所测量的参数包括所接收 的电力的电压、相位和频率中的至少一项。

26.  根据权利要求14所述的方法，还包括：
根据检测的断电瞬间来计算连续的时隙；
随机选择所述时隙之一；并且
在所选择的时隙期间传输所述停电通知。

27.  根据权利要求26所述的方法，其中所述断电瞬间基于最后检 测到的电力过零点。

28.  一种用于靶向停电的方法，包括：
在第一电表的第一通信节点处接收，(i)识别多个相邻的第二通信 节点中的每个通信节点的信息；
在所述第一通信节点处基于所述接收的信息选择它能够与其通信的 合适的第二通信节点；
在遭遇断电时，根据检测的断电瞬间来计算连续的时隙；
随机选择所述时隙之一；并且
在所选择的时期间将所述停电通知传输到所选择的所述第二通信节 点。

29.  根据权利要求28所述的方法，其中所述断电瞬间基于最后检 测到的电力过零点。

停电通知与确定
技术领域
本系统和方法涉及通过选择合适的节点来对所选择的中心系统传达 停电通知而对停电区域进行快速识别。
背景技术
在高级电表架构(AMI)网络中，通信网络可以被用来在公用设施 (utility)的后台系统(back office system)与部署于用户处所(例 如，住所、营业场所等)处的电表之间传递消息。合适的通信网络的实 例包括无线网状网络、蜂窝无线电网络和电力线载波(PLC)网络。
在一些已知的配电网络中，电力公用设施拥有发电设施或者与其签 订合约，这些发电设施产生首先经由高压输电线路输送给其用户的电 力。在变电站，电压被降低并且沿着配电线路发送给变压器，变压器可 以安装于例如电线杆上或者于地面容器内。电力沿着馈电线路从变压器 传导到个体用户的处所，以待供应给负载。在处所处，由电表测量用户 消费的电功率的量。
公用设施的AMI网络可以包含各自与电表关联的通信节点。通信 节点可以是例如并入电表自身的结构内的网卡(NIC)。在一种实施例 中，通信节点可以采用射频(RF)信号来相互通信，并形成无线网状 网络。AMI网络的通信节点还与提供网状网络的信息进出的一个或多 个接入点通信。接入点借助于例如广域网来与公用设施的后台系统通 信。在电表被充分间隔开使得它们各自的通信节点可能无法直接相互通 信或者无法与接入点通信的情形中，起着中继作用的附加通信节点可以 散布于无线网状网络的区域内。
在其他实施例中，不同的传输介质和/或网络体系结构可以被用来 实现AMI网络。
在上述实现中，通信网络可以被配置为传递公用设施分配网络的拓 扑结构，并由此使配电设备(例如，变电站、变压器，馈电线路等)能 够被映射到它们所服务的下游节点。例如，通信节点(例如，NIC)可 以位于与待映射和监测的每项配电设备(例如，变电站、变压器等)相 同的位置。然后，可以采用信令技术，例如通过使用经由输电线路本身 的单向信令，以使每项配电设备与它所服务的下游节点关联。有关此类 映射的更详细信息可以见于公开的美国专利申请No.2011/0122798。
用于将通信网络的拓扑结构映射到配电网络的拓扑结构的另一种技 术可以是对每个用户处所处接收到的电压采样，并且确定与从采样电压 得出的信息对应的配电设备。例如，可以使用采样电压的相位以使其与 特定的变电站或馈电线路关联，如同美国专利No.8207726所公开的。
虽然已知的通信网络的拓扑结构可以对应于用于向其用户输送资源 (例如，电力、水或燃气)的公用设施分配网络的拓扑结构，但是网络 的后台系统可能不会及时地觉察到停电(例如，位置、细节等)。例 如，正好在断电之前，通信节点可以被配置为传送停电通知(例如， “最后时刻(last gasp)”)消息。该消息可以被广播到即将断电的节点 范围内的所有节点，或者以预定的上游节点为目标。如果接受节点并没 有同样遭遇断电，则节点可以经由其他节点向上游转发最后时刻的消 息，直到消息到达后台系统。因此，公用设施的系统可以迅速地识别并 关注停电区域。
虽然该识别过程在最后时刻的消息所传送至的上游节点没有同样遭 遇断电的时候可以是有效的，但是它在多个方面受到限制。例如，如果 变压器遭遇断电，它所提供电力的每个用户处所将会同样遭遇断电。换 言之，在受到影响的变压器的下游的所有配电设备(例如，电表)将会 遭遇停电。因而，如果将要接收到最后时刻的消息的通信节点同样遭遇 断电(例如，因为它的电力接收自同一受影响的变压器)，则最后时刻 的消息可能不会被向上游转发。在这种情况下，后台系统将不会迅速得 到停电通知，并且因此，停电区域将不会被迅速地识别和/或处理。
而且，如果全都即将断电的多个节点同时发送最后时刻的通知，则 它们的消息会彼此冲突。因此，即使节点属于没有即将断电的并因此能 够向上游发送通知的范围，它也将无法接收到彼此干扰的消息。
因而，需要克服了此类在最后时刻的通知的传送方面的问题的用于 停电的电网格点映射和靶向的改进系统和方法。
发明内容
本公开内容的一些示例性实施例涉及用于定位停电的系统。一种实 施例包含多个电表和多个通信节点。每个电表都连接至配电网络，并且 被配置为从配电网络中的配电设备接收电力，并接收识别它从其处接收 电力的配电设备的信息。每个通信节点都经由通信网络来通信，并且与 电表关联。每个节点被配置为接收，(i)识别每个相邻通信节点的信息 以及(ii)识别该相邻通信节点从其处接收电力的配电设备的信息。第 一电表的第一通信节点被配置为(i)基于所接收的信息来选择它可以 与其通信的相邻第二电表的合适的第二通信节点，并且当第一通信节点 遭遇断电时，(ii)将停电的即时通知传输到所选择的第二通信节点。
本发明的其他示例性实施例涉及用于在配电系统中靶向停电的方 法。在这样的方法中，系统在第一电表的第一通信节点处接收，(i)识 别多个相邻的第二通信节点中的每个通信节点的信息，以及(ii)识别 各个第二通信节点中的每个通信节点从其处接收电力的配电设备的信 息。一旦接收到识别信息，第一通信节点就基于所接收的信息来选择它 可以与其通信的合适的第二通信节点。随后，第一通信节点在遭遇断电 时将停电通知传输给所选择的第二通信节点。
根据本发明的另一方面，对来自多个节点的最后时刻的通知的传输 进行时隙划分，使得消息包或者完全重叠，或者彼此间完全不重叠。这 样的分时隙使接收到靶向相同的包的概率最优化。分时隙基于断电的瞬 间，使用随机选择的时隙。
附图说明
可以参照下列附图及描述中公开的示例性实施例而更好地理解所公 开的系统和方法的示例性实施例。附图中的构件并不一定按比例绘制， 而是重点在于示出所公开的系统的示例性实施例的原理。而且，在附图 中，相同的元件以相同的附图标记来描述。
图1是根据本公开内容的实施例的配电网络及相应的数据通信网络 的示意图。
图2是示出不同的配电设备的通信节点的图1的配电网络及相应的 数据通信网络的示意图。
图3示出了图1的配电网络及相应的数据通信网络的一部分。
图4是示出根据实施例的用于经由图1的配电网络及相应的数据通 信网络来识别停电的位置的方法的流程图。
图5是根据实施例的用于经由图1的配电网络及相应的数据通信网 络来选择合适的通信节点的过程的过程图。
根据以下提供的详细描述，本公开内容的更多应用领域将变得明 显。应当理解，详细的描述和示例性实施例仅仅意在说明的目的，并且 要求保护的发明并不限于这些特定的实施例，而是完全包含本领域技术 人员可以想得到的变化和修改。
具体实施方式
本文所描述的发明提供了用于使用在公用设施的分配网络的拓扑结 构与数据通信网络的拓扑结构之间的对应映射来迅速且精确地靶向停电 区域的系统和方法。为了解释的目的，以下参照作为通信网络的示例性 实现的RF网状网络来描述停电通知及确定系统的实施例。应当意识 到，其他类型的通信网络，例如，PLC网络和蜂窝无线电网络，也可以 被用来实现该系统的特征。
图1是示出根据所公开的系统的实施例的停电定位系统1的示意 图，该停电定位系统1包含配电网络以及相应的数据通信网络。系统1 的配电网络包含电力公用设施10、配电设备(例如，变电站16、变压 器20、馈电线路22、电表26、断路器等)，以及用户处所24。
电力公用设施10拥有发电设施12或者与其签订合约，该发电设施 12产生经由高压输电线路14首先传输给其用户的电力。变电站16经由 高压输电线路14从发电设施处接收电力，并且降低电压以及提高电 流。变电站16被配置为随后经由配电线路18将电力传输到变压器20 (该变压器20可以安装于电线杆上或者于地面容器内)，在变压器20 处，电压被进一步降低并且电流被进一步提高(例如，使得所传输的电 力适合于用户的使用)。变压器20被配置为随后沿着馈电线路22将电 力传输到个体用户处所24(例如，住所、营业场所等)，在个体用户处 所24处，用户处所24的电表26测量所接收到的电力。
每个都包含各自的通信节点(将在下文更详细地讨论)的电表26 包含检测、测量并记录所关联的处所对所提供的电力的消耗量并且进一 步生成关于所测得的电力消耗量的数据的合适电路。电表26的通信节 点被配置为接收识别从其处接收电力的配电设备的信息。换言之，除了 接收电力之外，电表还接收可以被用来识别从其处获得电力的变电站、 变压器，馈电线路等的信息。在某些实施例中，电表被配置为检测在输 送给电表的电力中编码的标识符，该标识符标识配电网络中的设备(将 在下文更详细地讨论)。更一般地，任何合适的机构都可以被用来向通 信节点提供有关与其相邻的通信节点关联的配电构件的信息，这将在下 文讨论。
电力公用设施的高级电表架构(AMI)网络包含多个通信节点(例 如，电表节点30(30a₁、30a₂和30b₁)、变压器节点19(19a、19b和 19c)、变电站节点17(17a、17b和17c)等)，接入点(AP)32以及后 台系统(BOS)34。通信节点是与网络连接的且能够发送、接收和/或 中继信息的有源电子器件(例如，NIC)。通信节点可以与电力网络的 配电设备关联。在某些实施例中，如例如图1所示，电表可以包含通信 节点(以下称为“电表节点”)。在一些实施例中，如例如图2和3所 示，变压器可以包含通信节点(以下称为“变压器节点”)。在其他的实 施例中，同样如例如图2所示，变电站可以包含通信节点(以下称为 “变电站节点”)。
每个通信节点(电表节点30、变电站节点17、变压器节点19)都 被配置为采集并传播它自己的数据，并且中继相邻节点的数据。换言 之，该多个通信节点相互合作以便在AMI网络内传送数据。通信节点 可以包含具有与其关联的或者并入其内的网状网络无线电的任何器件， 例如，电表、中继器、EV-SE充电站，或者任何别的合适器件。在某些 实施例中，通信节点可以是无线NIC。为了传送数据并且形成用于数据 通信的无线网状网络，通信节点采用RF信号来相互通信，并且与一个 或多个接入点32通信。
如图1所示，多个电表中的至少一些电表(例如，电表26)包含电 表节点(例如，电表节点30)。换言之，多个通信节点中的每个通信节 点都与各自的电表关联。电表节点30被配置为从它可以与其直接通信 的相邻通信节点处接收识别每一个相邻通信节点的信息，以及识别与每 个相邻通信节点关联的各个电表从其处接收电力的配电设备的信息。这 种信息同样可以识别，例如，哪些相邻节点包含备用电池以及哪些相邻 节点是接入点(若存在)。
相邻节点是在特定的通信节点被加电并且处于运行的通信状态中时 位于该特定的通信节点的有效通信范围之内的任何别的通信节点。如图 3所示，例如，电表26a₁的电表节点30a₁被配置为接收来自所有相邻的 通信节点处的信息，并且将它自己的信息传输给所有相邻的通信节点， 该相邻的通信节点包括，例如，电表26a₂的相邻下游电表节点30a₂以 及电表26b₁的相邻电表节点30b₁。电表26a₁的电表节点30a₁同样被配 置为接收来自电表26a₁从其处接收电力的变压器20的上游变压器节点 19a的信息。因为电表节点(例如，30a₁、30a₂和30b₁)每个都传达识 别数据，所以每个电表节点都清楚其周围的电表节点以及它们从哪些配 电设备处接收电力。例如参照图3，电表节点30a₁接收来自电表节点 30b₁的数据，并且知道与电表节点30b₁关联的电表26b₁从与电表26a₁从其处接收电力的配电设备不同的配电设备处接收它的电力。特别地， 如图3所示，电表26b₁从变压器20b处接收它的电力，而电表26a₁和 26a₂从变压器20a处接收电力。
如同以上所提供的，通信节点同样可以各自与电力网络内的变压器 20和变电站16关联，以允许经由无线网状网络的直接来自各自的变压 器20和变电站16的位置的通信。如图2所示，变电站(例如，16a、 16b和16c)通过配电网络(经由馈电线路18)继续对变压器(20a、 20b和20c)提供电力，这些变压器随后给个体用户处所24提供电力。 但是，分别与变压器20和变电站16关联的通信节点19(19a、19b和 19c)和17(17a、17b和17c)允许经由无线网络的与电表26的通信节 点30间的数据通信。例如，与变压器20a关联的变压器节点19a可以 将数据传达至电表26a₁的电表节点30a₁并且接收来自电表26a₁的电表 节点30a₁的数据，并且还可以将它自己的数据传达至与变电站16a关联 的变电站节点17a(经由接入点32)，或者中继接收自电表26a₁的电表 节点30a₁的数据。因此，接入点32被配置为识别变压器件和变电站器 件16a，并且经由与变压器20a关联的且位于相同位置的变压器节点 19a与变压器件通信，以及经由与变电站16a关联且位于相同位置的变 电站节点17a与变电站器件16a通信。
虽然图2和3示出了数据经由接入点32在变压器20(20a、20b) 与变电站16(16a、16b)之间中继，但是在某些实施例中，变电站16 的通信节点17可以与变压器20的通信节点19之间直接进行数据接收 和发送。
接入点32提供了网状网络的信息进出。更具体地，接入点32被配 置为与其他通信节点间进行数据接收和发送，并且进一步借助于例如广 域网(WAN)与公用设施的后台系统(BOS)34之间传输数据。
电力公用设施10的后台系统(BOS)34被配置为经由网状网络接 收来自例如接入点(AP)32的数据以及将数据传输到例如接入点 (AP)32，以映射配电网络的拓扑结构(例如，配电设备、输电线 路)与网状通信网络的拓扑结构(例如，通信节点、接入点等)之间的 对应关系，并且基于通信节点之间的映射和数据传输靶向配电网络内的 停电。
使用上述配置，网络通信节点和配电设备两者均具有在发现过程中 可以关联起来的关系拓扑结构，以通过网络通信节点的数据通信能力来 提供配电设备的映射。特别地，当每个通信节点首次加电时，它参加发 现过程(将在下文更详细地描述)，在该发现过程中它发现并识别它可 以与其通信的相邻节点(例如，变电站节点、其他通信节点、无线中继 点和变压器节点等)。例如，如图2和3所示的电表节点30(例如， 30a₁、30a₂等)、变电站节点17(17a、17b和17c)、接入点和变压器节 点20(20a、20b和20c等)中的每一个都建立起与其相邻节点间的通 信，从而建立网状网络。例如，电表节点30a₁可以侦听电力线载波上的 指示器，该指示器可以构成与配电设备项关联的“指纹”。该指纹可以 包含例如指示它是来配电设备(例如，变压器)的消息的唯一的位序 列。更具体地，变压器节点(例如，图2的变压器节点20a)可以被配 置为在正被传递给处所24a₁的电力中引入相移(例如，在时间上改变电 压过零点)。电表节点30a₁检测并解码过零点时的这些时移，以得出唯 一的序列。根据该信息，电表节点30a₁能够识别正在给其处所供应电力 的具体变压器。
当在电力线载波上检测到指示器时，电表节点30a₁经由无线网络广 播确认消息，以建立与变压器节点20a间的通信。在接收到该确认时， 变压器节点20a经由电力线路将唯一的标识符(例如，它的MAC地 址)连同唯一的信令序列将被从变压器发送到下游的时间一起发送。在 所指示的时刻，电表节点30a₁侦听并解码经由电力线路发送的唯一序 列，以得出发送该唯一序列的变压器的标识。由变压器节点20a经由无 线网络发送的唯一序列与经由电力线路接收到的序列进行比较。如果它 们匹配，则电表节点30a₁可以向变压器20a发送确认，该确认将电表节 点30a₁登记为与变压器20a关联的。作为替代地或者除此以外，电表节 点30a₁可以将变压器的标识符与电表节点的标识符结合在一起传输给电 力公用设施10的后台系统34。
在典型的网络发现过程中，电表节点(例如，电表节点30a₁)可能 不清楚如何与变压器节点(例如，变压器节点20a)或者其他中间配电 点直接通信。典型地，作为发现过程以及使用这种接入点的登记的结 果，电表节点30a₁知道如何将消息发送给一个或多个接入点32。除此 以外，电表节点30a₁能够通过例如将BOS的网络地址编程到其固件内 来与后台系统34通信。结果，可以使用各种实现方式来使得电表节点 能够与变压器节点或者其他这种中间配电节点通信。
在一些实施例中，电表节点可以通过后台系统(BOS)与变压器节 点通信，因为BOS知道如何通过接入点到达特定的变压器节点。当公 用设施的节点接收到来自变压器节点的唯一的标识符(例如，MAC地 址)连同唯一的信令序列时，它可以经由AP将该信息发送给BOS，以 获得该特定的变压器节点的地址信息。BOS可以基于接收自公用设施的 节点的信息将地址查找查询消息发送给DNS服务器，以获得变压器节 点的IP地址。如果变压器节点具有多个IP地址，则BOS可以获得 DDNS路由注册表中具有最高偏好的指示器的地址。一旦BOS接收到 了来自DNS服务器的这个地址信息，它就可以将该信息转发给电表节 点。电表节点可以使用该变压器节点的IP地址信息来经由BOS向变压 器节点发送任何包。类似地，变压器节点可以经由BOS与变压器节点 所连接的电表节点通信。
在其他实施例中，基于由电表节点提供给AP的信息，AP可以将 路由信息发回到电表节点，以与变压器节点通信。例如，变压器节点 20a和所连接的电表节点30a₁可以被配置为经由同一接入点32来路由 进出BOS 34的消息。因而，当电表节点30a₁接收到来自变压器节点 20a的唯一标识符时，它可以将该信息发送给接入点32，因为它已经被 配置为将消息路由至该接入点32。接入点32可以分析接收自电表节点 30a₁的信息(例如，变压器节点20a的MAC地址)并且处理它以确定 所接收的信息中提供的MAC地址是否是其关联节点之一(即，使用同 一AP来进出的节点)。如果变压器节点20a同样正在使用同一AP，则 接入点32可以将地址信息提供回到电表节点30a₁(该电表节点30a₁可 以包含到达变压器节点的路由信息)。一旦它从AP处接收到了有关变 压器节点20a的信息，电表节点30a₁就可以使用接收自AP的路由信息 来与变压器节点20a通信(经由AP或者甚至经由BOS 34)。
如果变压器节点没有将同一AP用作电表节点，则AP可以将所接 收的信息从公用设施的节点转发给BOS，如同前一实施例所提及的。
在其他的实施例中，基于唯一序列(该序列可以是例如变压器节点 的MAC地址，如同上文所讨论的)，电表节点可以询问它的直接邻居 它们是否具有有关如何到达该特定的变压器节点的信息。在将任何消息 发送给AP之前，电表节点可以将变压器节点的MAC地址信息广播到 它的邻居节点，以获得到达变压器节点的路由信息。如果邻居节点具有 到达特定的变压器节点的路由信息，则基于MAC地址或由请求的电表 节点提供的其他信息，电表节点可以使用通过该邻居的路由来与变压器 节点通信。
作为前述实例的备选，其他技术可以被通信节点用来确定它们所关 联的配电网络的构件。例如，在用户的处所处接收到的电压可以被采 样，以识别可能与配电设备的某些项关联的某些特性。例如，社区中不 同的变压器，并且因此还有馈电线路，可以传输不同相位的电力，并且 通过确定所接收电力的相位，可以将与给定的处所连接的特定的变电 站、变压器和/或电力线路隔离。同样地，各项设备会在电压中引入扰 动，例如，频率或振幅，该扰动可以用作该设备的唯一指纹。通过检测 所接收电力的这些属性并将其报告给后台系统，可以在位于给定处所处 的通信节点与参与将电力配送到该处所的设备之间进行关联。
根据由电表节点发送的标识创建的或者(否则的话)由后台系统获 得的拓扑结构图，可以被用来经由无线AMI网络对配电网络的操作进 行监测和管理。除此以外，所创建的拓扑图使电表节点在发生停电(例 如，在特定的用户处所处的断电)时能够选择合适的相邻电表节点发送 最后时刻的通知(例如，停电通知)，使得该消息可以被中继给后台系 统(BOS)34以用于对停电区域的精确且迅速的识别。
如前所述，每个电表节点30(例如，30a₁、30a₂等)都被配置为采 集并传播它自己的数据，并且接收并中继相邻节点的数据。如同例如图 3所示，在加电时，电表节点30a₁、30a₂、30b₁接收相邻节点所广播的 识别信息。因而，它们知道了例如它们的相邻节点从其处接收电力的配 电设备。例如，电表节点30a₂得知相邻的电表节点30a₁(与电表26a₁ 关联)是上游的电表节点，并且从它从其处接收电力的同一变压器 (20a)处接收电力。电表节点30a₂还得知相邻的电表节点，例如，电 表节点30b₁(与电表26b₁关联)从与它从其处接收电力的配电设备不 同的配电设备处接收电力。例如，电表节点30b₁从变压器20b处接收 电力，而电表节点30a₂从变压器20a处接收电力。
作为对从其相邻节点处获得配电设备信息的备选，通信节点可以以 不同的方式来获取信息。例如，后台系统可以具有经由位于后台的其他 资源(例如，用户信息、账户记录等)来确定给定节点与具体的配电设 备的关联性的能力。根据该信息，后台系统可以收集它要传播给通信节 点的拓扑结构信息。
在每个节点处，保留有周期性更新的该节点的邻居的列表，例如， 节点队列。对于列表中的每个邻居，可以包含关于该邻居的相关信息。 这样的信息可以包括该邻居所关联的配电设备、节点的类型(例如，电 表节点、中继器和接入点等)，以及它是否具有备用电池。
使用该存储信息，每个电表节点都可以确定在它遭遇断电时它的哪 个相邻节点将适合于即时通信。更具体地，每个电表节点都可以分析接 收自其相邻的电表节点的识别数据，并且基于所接收的信息来选择在遭 遇断电时它可以与其通信的合适的相邻电表节点，以传输关于它的停电 的即时通知。在一些实施例中，多个合适的相邻电表节点可以按照优选 的顺序被进一步确定优先次序，按照该顺序可以作出关于停电通知(例 如，最后时刻)应当传输到哪个电表节点的最终选择。
在图3中，例如，基于接收自相邻电表节点的识别信息，电表节点 30a₂可以确定它的多个相邻电表节点中的哪个相邻电表节点在它遭遇停 电时最适合于接收最后时刻(例如，停电通知)。在正常的操作状态中 (在没有遭遇电源故障时)，电表节点30a₂在大多数情况下将会经由上 游相邻节点(例如，30a₁)向BOS 34传输具体的数据，因为它可能具 有到达AP 32的最低成本的路径。
但是，在发生电源故障时，如果后台系统(BOS)接收到识别在其 处已发生停电的电表的通知，则后台系统仅可以识别停电的位置。因 而，如果电表节点30a₂遭遇了断电，则从电表节点30a₂到电表节点 30a₁的最后时刻的通知(例如，停电通知)可能不是有效的，因为电表 节点30a₁从与电表节点30a₂相同的配电设备(变压器20a)处接收电 力。因此，电表节点30a₁同样会遭遇断电，并且将无法将所接收的最后 时刻的消息向上游中继。因而，电表节点30a₂被配置为选择在发生停电 时最后时刻的消息应当传输到的合适的相邻电表节点和/或确定它们的 优先次序。例如，如同上文所讨论的，电表节点30a₂知道相邻电表节点 30b₁从与电表节点30a₂自身从其处接收电力的配电设备不同的配电设备 (变压器20b)处接收电力。因而，在电表节点30a₂遭遇断电的情况 下，存在着电表节点30b₁可能不遭遇断电的可能，因为电表节点30b₁从不同的变压器20b处接收电力。因此，来自电表节点30a₂的最后时 刻的消息可以在电表节点30b₁处接收到，并被中继到上游的其他通信 节点(例如，变压器20b、接入点32等)，直到它到达后台系统34，在 该后台系统34中可以识别出停电的位置。因而，可以基于例如相邻的 电表从其处接收电力的配电设备(例如，如果相邻电表从不同的变压器 处接收电力)来作出对合适的相邻电表节点的选择。
在一些实施例中，节点可以确定可以从其中选出合适的电表节点来 发送最后时刻的消息的它的相邻节点的优先次序。这样的排序可以基于 例如相邻的电表从其处接收电力的配电设备。作为替代地或除此以外， 排序还可以基于相邻的节点是否具有备用电池、节点的类型和/或到该 节点的网络路径的质量。相邻节点的这种优先次序信息可以存储于节点 队列中。
作为一个实例，目标接收节点可以是具有辅助电源(例如，电池) 的那些节点，这些节点最不可能受到导致电源故障的物理事件的影响。 在优先级的层次结构中的第二层次可以是位于不同的馈电线路上的节 点。下一次层次将是在馈入若干变压器的另一支线上的节点。层次结构 的第四层次可以是与不同的变压器连接的节点。作为最后的手段，失效 的节点可以靶向它所连接的同一变压器上的节点。
在每个层次结构内，节点可以基于例如信号强度、物理距离(若已 知)、相邻节点的数量等其他准则来确定优先次序。应当意识到，可以 采用任意数量的优先层次。
除了根据例如优先次序的节点的物理靶向以外，还应当考虑最后时 刻的传输的时序。通知包应当以这样的方式来传输：如果多个失效的节 点靶向同一接受节点，则它们各自的通知包不会冲突。即使是一位的重 叠也可能导致两个或更多的包无法被接收到。
为了使最后时刻的传输期间的包冲突最小化，可以在互相排斥的、 随机选择的时隙内发送包，使得来自多个节点的包或者完全重叠，或者 完全不重叠。通过这样做，接收个体包的概率得以最优化。但是，为了 有效，每个失效节点必须根据同一全局瞬间来计算时隙。在电源故障的 情况下，该全局瞬间可以是断电的时刻。优选地，对该瞬间的确定比会 遇到变动和构件老化的电压比较器更稳健。根据一种实施例，断电的全 局瞬间被标识为电力线路上的AC信号的最后过零点。一旦过零点的损 失被识别出，节点就可以将最后检测到的过零点的时间用作用于计算预 定长度的连续时隙的起始点，并且然后随机选择于其内传输该节点的最 后时刻的通知包的那些时隙之一。
图4和5分别示出了流程图和过程图，演示用于经由图1的配电网 络及相应的RF网状数据通信网络来识别停电的过程，以及对停电通知 将要传输到的合适的通信节点的选择。
在方法100中，如图4所示，在步骤110，第一通信节点(例如， 电表节点)从相邻通信节点处接收识别(i)每个相邻节点以及(ii)每 一个电表从其处接收电力的配电设备的信息。在步骤120，第一通信节 点基于所接收的信息来选择它可以与其通信的合适的第二通信节点。在 某些实施例中，在选择合适的第二通信节点之前，在步骤115，第一通 信节点基于所接收的信息来确定可以从其中选出合适的节点的相邻节点 的优先次序。一旦选择了第二通信节点，并且在遭遇断电时，第一通信 节点在步骤130将即时停电通知(最后时刻通知)传输给所选择的通信 节点。在步骤140，所选择的第二通信节点将所接收的停电通知中继给 位于第二通信节点的上游的第三通信节点。然后，信息的中继继续进 行，直到后台系统接收到停电通知并且识别停电正在发生的区域。
图5的过程图示出在第一通信节点遭遇断电的情况下对于合适的相 邻节点的选择过程200。在开始该过程之前，每个电表节点都已经接收 到关于其相邻节点的识别信息。如图5所示，对于合适的相邻电表节点 的选择在步骤220开始。在步骤225，第一电表节点基于之前接收到的 它的相邻电表节点的识别信息来确定在它的节点队列中的任意相邻节点 是否包含备用电池。如果在步骤225确定相邻节点包含备用电池，则第 一电表节点选择具有备用电池的节点，并且在步骤260中将其记录为用 于最后时刻的停电消息的选定节点。但是，如果确定没有任一个相邻电 表节点包含备用电池，则第一电表节点在步骤226确定其相邻节点中的 任一个是否为接入点。若是，则第一电表节点选择该接入点，并且在步 骤260中将其记录为用于最后时刻的停电消息的选定节点。如果在步骤 226没有识别到接入点，则第一电表节点查找从与第一电表从其处接收 电力的配电设备不同的配电设备处接收电力的相邻节点。
在步骤230，第一电表节点基于其节点队列(即，所接收的识别信 息)来确定，是否至少有一个相邻电表从与第一电表从其处接收电力的 变电站不同的变电站处接收电力。若是，则第一电表节点(与第一电表 关联)在步骤250通过合适的质量度量对具有不同变电站的相邻电表进 行排名，并且在步骤255基于最佳的度量值进行选择合适的目标电表节 点。一旦作出了选择，第一电表节点就在步骤260中将其记录为用于最 后时刻的停电消息的选定节点。可以用来确定传输路径的质量的合适度 量的实例包括：包成功率、接收信号强度指示器(RSSI)、延迟和/或其 他路径成本因素。
应当指出，可以以各种方式或者它们的组合来确定质量度量值。例 如，在一些实施例中，可以在电表节点间的每次交互中确定度量值。在 其他实施例中，度量值可以通过轮询在轮询电表的范围内的所有器件 (例如，电表、接入点和中继器等)并且存储该信号的质量来确定。在 该实施例中，器件可以按照预定的时间间隔(例如，每300秒)被轮 询。用于获得质量度量值的任意其他合适的方法在它适用于本公开内容 的情况下同样可以被使用。
在步骤230，如果第一节点确定每个相邻的电表节点都从同一变电 站处接收电力(即，确定没有任一个相邻节点具有不同的变电站)，则 过程进入步骤235，在该步骤235处，第一通信节点确定是否至少存在 一个相邻节点从与第一节点从其处接收电力的馈电线路不同的馈电线路 处接收电力。若是，则过程进入步骤250，如上所述，在该步骤250 处，第一节点通过质量度量值对具有不同的馈电线路的相邻节点进行排 名，并随后在步骤255基于最佳的度量值来选择合适的目标节点。一旦 作出了选择，第一电表节点就在步骤260中将其记录为用于最后时刻的 停电消息的选定节点。
但是，在步骤235，如果第一电表节点确定相邻电表节点每个都从 同一馈电线路处接收电力(即，确定没有任一个相邻节点具有不同的馈 电线路)，则过程进入步骤240，在该步骤240处，第一通信节点确定是 否至少存在一个相邻节点经由具有与第一电表经其来接收电力的断路器 不同的断路器的线路来接收电力。若是，则过程进入步骤250，如上所 述，在步骤250处，第一节点通过质量度量对相邻节点进行排名，并然 后在步骤255基于最佳的度量值来选择合适的目标节点。一旦作出了选 择，第一电表节点就在步骤260中将其记录为用于最后时刻的停电消息 的选定节点。
但是，在步骤240，如果第一节点确定相邻的电表节点各自都经由 同一断路器来接收电力，则该过程进入步骤245，在该步骤245处，第 一通信节点确定是否至少存在一个相邻节点从与第一节点从其处接收电 力的变压器不同的变压器处接收电力。若是，则过程进入步骤250，如 上所述，在该步骤250处，第一电表节点通过质量度量对相邻电表进行 排名，并随后在步骤255基于最佳的度量值来选择合适的目标电表节 点。一旦作出了选择，第一节点就在步骤260中将其记录为用于最后时 刻的停电消息的选定节点。
在步骤245，如果第一节点确定相邻电表节点各自都从同一变压器 处接收电力(即，确定没有任一个相邻节点具有不同的变压器)，则过 程进入步骤255，在该步骤255处，合适的目标节点基于度量值。一旦 作出了选择，第一电表节点就在步骤260中将其记录为用于最后时刻的 停电消息的选定节点。
其后，在步骤265，当第一节点遭遇断电时，第一节点(例如， NIC)在步骤270等待预定的时间段(例如，100毫秒)。在该时间段 内，节点依靠所存储的电能(例如，来自电池或蓄电电容器)来操作。 如果对节点的供电在该预定的时长内恢复，如同步骤275所确定的，则 过程停止并在步骤280等待另一次停电。但是，如果在步骤275确定在 预定的时长内没有恢复对节点的供电，则在步骤285，节点将最后时刻 的消息发送给所选择的目标节点。最后时刻的消息包括节点的标识，并 且可以包括其他信息，诸如，停电发生的时间，和/或与该节点关联的 配电设备。
根据本文所公开的系统和方法，在公用设施(例如，电力)分配网 络的拓扑结构(例如，配电设备、电力线路)与网状通信网络的拓扑结 构(例如，通信节点、接入点等)之间的对应关系的映射使个体节点能 够基于接收自相邻节点的信息选择在发生停电时将向其传输通知的合适 节点。该选择过程提高了最后时刻的停电通知将在BOS处被接收到并 且停电将被迅速识别的可能性。
虽然以上所描述的方法指示某些事件按照特定的顺序发生，但是某 些事件的排序可以被修改。而且，虽然被描述为流程图、框图等的过程 可以按先后顺序来描述系统的操作，但是应当理解，系统许多的操作都 可以同时地或者按照不同的顺序发生。例如，虽然电表节点在此处被描 述为检测唯一的标识符的且接收有关相邻电表节点的信息的下游构件， 但是具有检测唯一标识符并与上游通信的能力的其他下游构件同样可以 与中间的配电点关联。再如，虽然对合适的目标通信节点的选择大多已 经被描述为在第一电表遭遇断电之前发生，但是在某些实施例中，选择 过程可以在第一电表遭遇断电之后发生。在这样的实施例中，对合适的 目标电表节点的选择以及最后时刻的消息的发出应当在适度短的时间段 (例如，停电开始后的250毫秒)内完成。
前面提供了关于各种实施例的描述，以使本领域技术人员能够做出 或使用在所公开的系统和方法的所附权利要求中引用的本发明。虽然所 公开的系统的示例性实施例已经参照其实施例进行了特别地示出和描 述，但是本领域技术人员应当理解，在不脱离所公开的系统的示例性实 施例的精神和范围的情况下可以对本发明进行许多变更、修改和可替代 的配置。但是，用于靶向停电的方法和系统的范围仅由所附的权利要求 书所明确表达的符合与边界(meets and bounds)所限定。