本發(fā)明涉及一種智能燃氣表監(jiān)控系統(tǒng)及其通訊方法。

背景技術(shù)：

現(xiàn)有的燃氣、水表、熱量報的抄表方式還停留在手動抄表，工作量很大，因此，如何降低抄表工作量，并且降低智能表的運行能耗是本領(lǐng)域的技術(shù)難題。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種智能表監(jiān)控系統(tǒng)，以解決智能表數(shù)據(jù)遠程采集的技術(shù)問題。

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種智能表監(jiān)控系統(tǒng)包括：若干智能表、與各智能表通信的集抄器；以及所述集抄器將各智能表的采集數(shù)據(jù)上傳至遠程數(shù)據(jù)庫。

進一步，所述智能表包括處理器模塊，與該處理器模塊相連的從LoRa通信模塊；以及所述集抄器內(nèi)設(shè)有用于與各智能表構(gòu)成LoRa無線通信網(wǎng)絡(luò)進行通訊的主LoRa通信模塊。

進一步，所述集抄器與各智能表之間通過分時系統(tǒng)進行數(shù)據(jù)傳輸；或所述智能表內(nèi)設(shè)有按鈕，按鈕與處理器模塊相連。

進一步，所述分時系統(tǒng)適于采用主同步和次同步方式，其中主同步方式為每天固定時間由集抄器向各智能表發(fā)送主同步數(shù)據(jù)包，且主同步數(shù)據(jù)包包括：與智能表進行通訊所需的前導(dǎo)碼、主同步時間戳；且在主同步完成后，執(zhí)行一個通訊周期，即各智能表按照相應(yīng)的時序依次與集抄器進行數(shù)據(jù)通信；次同步方式為在一個通信周期后發(fā)送次同步數(shù)據(jù)包，以讓分時系統(tǒng)中的時隙重新對齊；且次同步數(shù)據(jù)包包括：次同步時間戳。

進一步，所述各智能表適于每天定時醒來后，先凍結(jié)待通信數(shù)據(jù)，再接收集抄器發(fā)送的主同步數(shù)據(jù)包；在同步數(shù)據(jù)傳輸結(jié)束后，所述集抄器與各智能表適于同時開始以一個通信周期計時；以及當集抄器與各智能表每天同步時，各智能表適于分別重新加入LoRa無線通信網(wǎng)絡(luò)，若加入失敗，則等待第二天重新加入。

又一方面，本發(fā)明還提供了一種智能表監(jiān)控系統(tǒng)的通訊方法，以降低智能表能耗。

其中所述智能表監(jiān)控系統(tǒng)包括：若干智能表、與各智能表通信的集抄器；所述通訊方法包括：所述集抄器與各智能表之間通過分時系統(tǒng)進行數(shù)據(jù)傳輸。

進一步，各智能表與集抄器之間通過LoRa無線通信網(wǎng)絡(luò)進行網(wǎng)絡(luò)通訊。

進一步，所述分時系統(tǒng)適于采用主同步和次同步方式，其中主同步方式為每天固定時間由集抄器向各智能表發(fā)送主同步數(shù)據(jù)包，且主同步數(shù)據(jù)包包括：與智能表進行通訊所需的前導(dǎo)碼、主同步時間戳；且在主同步完成后，執(zhí)行一個通訊周期，即各智能表按照相應(yīng)的時序依次與集抄器進行數(shù)據(jù)通信；次同步方式為在一個通信周期后發(fā)送次同步數(shù)據(jù)包，以讓分時系統(tǒng)中的時隙重新對齊；且次同步數(shù)據(jù)包包括：次同步時間戳。

進一步，所述各智能表適于每天定時醒來后，先凍結(jié)當天數(shù)據(jù)，再接收集抄器發(fā)送的主同步數(shù)據(jù)包；在同步數(shù)據(jù)傳輸結(jié)束后，所述集抄器與各智能表適于同時開始以一個通信周期計時；以及當集抄器與各智能表每天同步時，各智能表適于分別重新加入LoRa無線通信網(wǎng)絡(luò)，若加入失敗，則等待第二天重新加入。

進一步，所述集抄器在智能表定時醒來時間的前、后相應(yīng)時間點連續(xù)發(fā)送主同步數(shù)據(jù)包；以及智能表加入LoRa無線通信網(wǎng)絡(luò)的方法包括：當智能表分配好加入LoRa無線通信網(wǎng)絡(luò)的內(nèi)網(wǎng)地址后，智能表在一個通信周期內(nèi)按自身內(nèi)網(wǎng)地址的時隙醒來與集抄器進行通信。

本發(fā)明的有益效果是，本發(fā)明的智能表監(jiān)控系統(tǒng)及其通訊方法能夠?qū)崿F(xiàn)多智能表的數(shù)據(jù)采集，以及降低多智能表的運行功耗，即通過小容量電池就可以滿足多年的數(shù)據(jù)采集，降低了電池成本；并且利用LoRa通信的優(yōu)點，一個集抄器按照時序能支持大量智能表的數(shù)據(jù)通信。

附圖說明

下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明進一步說明。

圖1是本發(fā)明的智能表監(jiān)控系統(tǒng)的原理框圖。

具體實施方式

現(xiàn)在結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步詳細的說明。這些附圖均為簡化的示意圖，僅以示意方式說明本發(fā)明的基本結(jié)構(gòu)，因此其僅顯示與本發(fā)明有關(guān)的構(gòu)成。

集抄器發(fā)送特定短數(shù)據(jù)包（主同步數(shù)據(jù)包），智能表接收數(shù)據(jù)包；集抄器發(fā)送結(jié)束，智能表幾乎同時接收完成，雙方同時開始以一個通信計時，這樣雙方的時隙就能達到設(shè)計要求的誤差范圍之內(nèi)。智能表分配好內(nèi)網(wǎng)地址后，智能表在一個通信周期內(nèi)按自身內(nèi)網(wǎng)地址的時隙醒過來與集抄器進行通信，以實現(xiàn)本智能表監(jiān)控系統(tǒng)的時隙分配。

實施例1

如圖1所示，本實施例1提供了一種智能表監(jiān)控系統(tǒng)，包括：若干智能表、與各智能表通信的集抄器；以及所述集抄器將各智能表的采集數(shù)據(jù)上傳至遠程數(shù)據(jù)庫。

作為智能表和集抄器的一種可選的實施方式，所述智能表包括處理器模塊，與該處理器模塊相連的從LoRa通信模塊；以及所述集抄器內(nèi)設(shè)有用于與各智能表構(gòu)成LoRa無線通信網(wǎng)絡(luò)進行通訊的主LoRa通信模塊，以通過LoRa無線通信網(wǎng)絡(luò)進行數(shù)據(jù)通信；或所述智能表內(nèi)設(shè)有按鈕，按鈕與處理器模塊相連，以實現(xiàn)手動即時通信。

所述集抄器還設(shè)置有GPRS/CDMA無線通信模塊，并實時將匯集的數(shù)據(jù)發(fā)送至遠程數(shù)據(jù)庫。即集抄器經(jīng)過網(wǎng)絡(luò)通訊平臺（該網(wǎng)絡(luò)通訊平臺可以由通訊運營商提供）與遠程數(shù)據(jù)庫進行互聯(lián)。

關(guān)于集抄器將各智能表的采集數(shù)據(jù)上傳至遠程數(shù)據(jù)庫的一種具體的實施方式，集抄器通過APN專網(wǎng)專線進行無線通訊。

所述遠程數(shù)據(jù)庫例如但不限于燃氣公司數(shù)據(jù)庫。

優(yōu)選的，所述集抄器與各智能表之間通過分時系統(tǒng)進行數(shù)據(jù)傳輸。

進一步，所述分時系統(tǒng)適于采用主同步和次同步方式，其中主同步方式為每天固定時間由集抄器向各智能表發(fā)送主同步數(shù)據(jù)包，且主同步數(shù)據(jù)包包括：與智能表進行通訊所需的前導(dǎo)碼、主同步時間戳；且在主同步完成后，執(zhí)行一個通訊周期，即各智能表按照相應(yīng)的時序依次與集抄器進行數(shù)據(jù)同步；次同步方式為在一個通信周期后發(fā)送次同步數(shù)據(jù)包，以讓分時系統(tǒng)中的時隙重新對齊；且次同步數(shù)據(jù)包包括：次同步時間戳。

所述各智能表適于每天定時醒來后，先凍結(jié)待通信數(shù)據(jù)，再接收集抄器發(fā)送的主同步數(shù)據(jù)包；在同步數(shù)據(jù)傳輸結(jié)束后，所述集抄器與各智能表適于同時開始以一個通信周期計時。

在主同步數(shù)據(jù)包發(fā)送時段，每隔一秒鐘均發(fā)送一次主同步數(shù)據(jù)包，并且發(fā)送一次后時間戳減1。智能表每天定時醒來，先凍結(jié)待通信數(shù)據(jù)（當天數(shù)據(jù)一次），接著接收集抄器發(fā)送的主同步數(shù)據(jù)包。智能表每天醒來的時間相同，但為了克服計時時鐘（32.768kHz）誤差，集抄器需要在智能表定時醒來的時間提前發(fā)送主同步數(shù)據(jù)包(如提前1分鐘)，同時需要滯后發(fā)送一段時間的同步包（如滯后1 分鐘）；例如智能表設(shè)定每天00：00：00醒來接收主同步數(shù)據(jù)包，則集抄器在每天23：59：00開始到次日00：01：00發(fā)送主同步數(shù)據(jù)包。主同步數(shù)據(jù)包每天發(fā)送一次，要求智能表重新加入。如果智能表在同步的時間內(nèi)未開啟使用，則需等到第二天重新主同步時再加入到LoRa無線通信網(wǎng)絡(luò)。

因為本智能表監(jiān)控系統(tǒng)中每個智能表用的時鐘（32.768kHz）存在誤差，隨著時間，已經(jīng)同步好的時隙誤差就越來越大，因此需要及時重新同步一次，因此，通過次同步方式就能克服該技術(shù)問題。

當集抄器與各智能表每天主同步時，各智能表適于分別重新加入LoRa無線通信網(wǎng)絡(luò)，若加入失敗，則等待第二天重新加入。具體的，集抄器適于通過兩個字節(jié)地址編碼管理智能表，且管理智能表的內(nèi)網(wǎng)地址不能重復(fù)；以及還可以通過手動添加智能表的內(nèi)網(wǎng)地址。

主同步是每天進行一次，智能表接收數(shù)據(jù)可能至少要持續(xù)1秒以；而次同步時，智能表會在通信周期結(jié)束時都同時來接收同步信號，接收時間在200毫秒以內(nèi)。

其中，主、從LoRa通信模塊的結(jié)構(gòu)類似，均采用SX1278或者SX1276，使用470-510MHz頻段，并且該芯片內(nèi)部集成了PA放大器；發(fā)送和接收切換使用RF Switch，由處理器模塊例如但不限于單片機（52系列、STC單片機均可）來控制；也可以用射頻芯片自身來控制，選用一緩沖器，當射頻芯片自身來控制時，緩沖器切換至由射頻芯片來自動控制；LoRa通信模塊與單片機之間用SPI通信，并且使用半雙工工作模式，輸入和輸出共享同一根天線，所以輸入輸出部分需要用射頻開關(guān)進行切換；以及低頻時鐘32.768kHz，例如但不限于采用兩種方案：普通晶振或者帶溫度補償?shù)挠性淳д瘛?/p>

實施例2

在實施例1基礎(chǔ)上，本實施例2還提供過了一種智能表監(jiān)控系統(tǒng)的通訊方法，包括：

所述智能表監(jiān)控系統(tǒng)包括：若干智能表、與各智能表通信的集抄器；

所述通訊方法包括：所述集抄器與各智能表之間通過分時系統(tǒng)進行數(shù)據(jù)傳輸。

優(yōu)選的，各智能表與集抄器之間通過LoRa無線通信網(wǎng)絡(luò)進行網(wǎng)絡(luò)通訊。

進一步，所述分時系統(tǒng)適于采用主同步和次同步方式，其中主同步方式為每天固定時間由集抄器向各智能表發(fā)送主同步數(shù)據(jù)包，且主同步數(shù)據(jù)包包括：與智能表進行通訊所需的前導(dǎo)碼、主同步時間戳；且在主同步完成后，執(zhí)行一個通訊周期，即各智能表按照相應(yīng)的時序依次與集抄器進行數(shù)據(jù)同步；次同步方式為在各通信周期后發(fā)送次同步數(shù)據(jù)包，以讓分時系統(tǒng)中的時隙重新對齊；且次同步數(shù)據(jù)包包括：次同步時間戳。

所述各智能表適于每天定時醒來后，先凍結(jié)當天數(shù)據(jù)，再接收集抄器發(fā)送的主同步數(shù)據(jù)包；在同步數(shù)據(jù)傳輸結(jié)束后，所述集抄器與各智能表適于同時開始以一個通信周期計時；以及當集抄器與各智能表每天同步時，各智能表適于分別重新加入LoRa無線通信網(wǎng)絡(luò)，若加入失敗，則等待第二天重新加入。

所述集抄器在智能表定時醒來時間的前、后相應(yīng)時間點連續(xù)發(fā)送主同步數(shù)據(jù)包；以及智能表加入LoRa無線通信網(wǎng)絡(luò)的方法包括：當智能表分配好加入LoRa無線通信網(wǎng)絡(luò)的內(nèi)網(wǎng)地址后，智能表在一個通信周期內(nèi)按自身內(nèi)網(wǎng)地址的時隙醒來與集抄器進行通信。

由于時隙用低頻時鐘信號32.768kHz來計時的，若低頻時鐘信號誤差越大，需要主同步時要求智能表增加使用的前導(dǎo)碼，但對于智能表來，其用功耗會增加。

但經(jīng)過分時系統(tǒng)中主次同步后，智能表一個周期內(nèi)只有一個時隙醒來與集抄器進行通信，而集抄器在相應(yīng)時刻也知道能與哪臺智能表進行通信。智能表的功耗最小，可以用很小的電池滿足設(shè)備的使用壽命，設(shè)備的成本也大大降低，使得燃氣表、水表、熱量表集抄更容易開展開來。

以上述依據(jù)本發(fā)明的理想實施例為啟示，通過上述的說明內(nèi)容，相關(guān)工作人員完全可以在不偏離本項發(fā)明技術(shù)思想的范圍內(nèi)，進行多樣的變更以及修改。本項發(fā)明的技術(shù)性范圍并不局限于說明書上的內(nèi)容，必須要根據(jù)權(quán)利要求范圍來確定其技術(shù)性范圍。