CN105185071A - 燃气表远程抄表网络数据交换方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了燃气表远程抄表网络数据交换方法，起始终端根据自身所存储的路由表向目标终端发出突发通信命令，或通过中转节点与目标终端进行通信，目标终端根据原路由链路，返回反馈响应信号，并进行响应操作，再根据原路由链路返回执行结果信息；本发明中的前导同步码为具有自相关特性的巴克码，并采用不同位数的巴克码来代表不同的突发通信命令的类型，以唤醒目标终端的相应器件，执行相应的正文指令，有效降低燃气表的功耗。本发明解决现有通信的固定启动、同步的单一格式等问题，可抗非本网通信信号的干扰，克服环境因素的影响，通信数据错误率低，传输距离远，通信效率高，更加节能低耗。
Description
技术领域
本发明涉及燃气表抄表领域，特别是涉及一种燃气表远程抄表网络数据交换方法。
背景技术
众所周知，天然气是各家百姓必不可少的生活必须品，它直接关系到国家的利益和人们的财产。随着人们生活方式的变化，“入户抄表难”的问题日益突出，抄表人员按月手工抄表的方式不仅费时、费力，且抄表数据的准确性和及时性得不到保障，还涉及到用户的隐私性、安全性、时效性，抄表人员工作强度大等诸多问题。如何及时、准确地将分散在不同地方气表中的数据采集回收，是供气公司整个经营活动中最重要的一环。
随着无线电通信技术的迅猛发展，数字化、网络化和信息化得到了广泛应用，智能管理和远程控制已日益融入人们的工作和生活中。
燃气无线通信网包含多个由以中继器为中心与所辖用户组成的小区域无线通信网。因为用户燃气表的自身结构和用电功耗受限，通信距离也随之减少等原因，再加上不同的地理位置，燃气无线通信网很多通信问题。
从通信的要求看，人们都希望设备本身通信距离远，误码率低，性能稳定可靠，使用灵活方便。而通信质量的好坏除与使用环境的条件有直接关系外，它还与通信体制和编、解码有很大关系。在同样的环境下，如何提高通信质量，设计者们提出了多种方法，可见是其重要的环节，需要在这些方面下大功夫。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供燃气表远程抄表网络数据交换方法，以解决现有通信的固定启动、同步的单一格式，它不但可抗非本网通信信号的干扰，而且可克服因环境因素影响而导致的通信数据错误率高、传输距离不远等问题。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：一种燃气表远程抄表网络数据交换方法，应用于包括远程管理中心、无线手持抄表器、若干个无线中继器和若干个无线表具的无线远传抄表系统中，所述系统基于突发通信命令进行相互的数据交换。
所述突发通信命令的格式包括启动码、前导同步码、信息码和检/纠误码，所述启动码用于唤醒目标终端，所述前导同步码用于判断起始终端是否为本同步网络中的设备，避免目标终端执行非同步网所发出的命令，所述信息码包括收地址、转发地址、发地址、正文和结束符。
所述方法包括以下多个步骤：
S1：起始终端根据自身所存储的路由表向目标终端发出突发通信命令；
S101：若该目标终端的通信地址在该起始终端的路由表中，则起始终端所发出的信息码：收地址和转发地址均为目标终端的通信地址，发地址为起始终端的通信地址；
S102：若该目标终端的通信地址不在该起始终端的路由表中，则起始终端将其路由表中的符合一定条件的关联终端作为中转节点，通过该中转节点向目标终端转发命令，起始终端所发出的信息码中，收地址为中转节点的通信地址，转发地址为目标终端的通信地址，发地址为起始终端的通信地址；中转节点向目标终端发出的信息码中，收地址和转发地址均为目标终端的通信地址，发地址为中转节点的通信地址；
S2：当中转节点和目标终端接收到该突发通信命令后，根据原路由链路，即根据其所接收到的突发通信命令中的发地址，返回反馈信号；
S3：当目标终端接收到该突发通信命令后，执行信息码中的正文指令；
S4：目标终端根据原路由链路，返回执行结果信息。
所述起始终端和目标终端为无线手持抄表器、无线中继器和无线表具中的任意一种。
所述前导同步码为群同步码，包括具有自相关特性的巴克码。
所述前导同步码采用不同位数的巴克码来代表不同的突发通信命令的类型，以唤醒目标终端的相应器件，执行相应的正文指令。
所述无线远传抄表系统还包括加载有燃气抄表管理APP的智能移动终端，所述方法还包括智能移动终端与无线手持抄表器的数据交换步骤S5，智能移动终端通过蓝牙与无线手持抄表器连接，并通过燃气抄表管理APP完成对无线手持抄表器的操控，并通过无线手持抄表器向目标终端转发突发通信命令。
所述方法还包括智能移动终端与远程管理中心的数据交换步骤S6，智能移动终端通过互联网与无线手持抄表器连接，智能移动终端向远程管理中心发送帐号登录数据，登录成功后，根据帐号权限，完成智能移动终端与远程管理中心之间、智能移动终端与无线手持抄表器之间的数据交换。
还包括分发任务子步骤S7，远程管理中心向具有相应权限的帐号分发相应的任务，并通过燃气抄表管理APP进行提示。
所述方法还包括路由表建立步骤S8：
S801：无线中继器和无线表具作为起始终端，向其周围的所有无线中继器和无线表具即目标终端群发测试码；
S802：在起始终端通信范围内的目标终端接收到该测试码后，向起始终端返回响应信号，所述测试码和响应信号的格式与突发通信命令的格式相同；
S803：起始终端根据其所接收到的响应信号建立自身的路由表；
步骤S102中所述的一定条件包括：与目标终端的距离最小。
所述方法还包括连通性测试步骤S9：
S901：起始终端向其自身路由表中的各目标终端发送连通性测试码；
S902：若起始终端没有收到某目标终端返回的响应信号时，起始终端将该目标终端从其自身的路由表中删除；
S903：若起始终端收到某目标终端返回的响应信号，且该响应信号的延迟性、丢包性大于一定阈值时，起始终端将该目标终端从其自身的路由表中删除，或将该目标终端标记为非优选路由；
步骤S102中所述的一定条件包括：延迟性和丢包率小于预设阈值。
所述方法还包括响应延时处理步骤S10，起始终端向目标终端发送突发通信命令，在一定时间内，起始终端未收到目标终端的反馈信号，起始终端重新向目标终端发送突发通信命令，或选择其它路由链路与目标终端进行数据交换。
所述突发通信命令包括燃气表抄表命令、燃气表充值命令、气阀开关控制命令、燃气表价格读取命令、燃气表校时命令、燃气表价格修改命令、表号修改命令和燃气表余额报警设置命令中的一种或多种的组合。
本发明的有益效果是：
1）本发明解决现有通信的固定启动、同步的单一格式，它不但可抗非本网通信信号的干扰，而且可克服因环境因素影响而导致的通信数据错误率高、传输距离不远等问题。
2）本发明中的前导同步码采用具有自相关特性的巴克码，可通过设计不同的前导同步码来代表不同的突发通信命令的类型，以唤醒目标终端的相应器件，执行相应的正文指令，来完成不同报类的通信，有效降低无线表具的功耗。
3）本发明可通过检/纠误码可纠正因通信信道造成的突发错误和成串错误。
4）本发明所组成的燃气表远程抄表网络具有通信距离远、误码率低（即突发通信的对次率高）、效率高等特点，具有更好的实用性；通过本发明所提出的数据交换方法进行自组网无线通信。
附图说明
图1为本发明无线远传抄表系统的示意图。
具体实施方式
下面结合附图进一步详细描述本发明的技术方案，但本发明的保护范围不局限于以下所述。
如图1所示，一种燃气表远程抄表网络数据交换方法，应用于包括远程管理中心、无线手持抄表器、若干个无线中继器和若干个无线表具的无线远传抄表系统中，所述系统基于突发通信命令进行相互的数据交换。无线手持抄表器、无线中继器和无线表具均集成有射频收发器，该射频收发器可采用Si4432芯片，无线手持抄表器、无线中继器和无线表具之间通过射频网络进行相互通信，无线手持抄表器与智能移动终端通过蓝牙进行相互通信，无线手持抄表器和无线中继器通过GPRS通信网络与远程管理中心进行相互通信，无线手持抄表器还通过数据线与远程管理中心进行相互通信。
所述突发通信命令的格式包括启动码、前导同步码、信息码和检/纠误码，所述启动码用于唤醒目标终端，所述前导同步码用于判断起始终端是否为本同步网络中的设备，避免目标终端执行非同步网所发出的命令，所述信息码包括收地址、转发地址、发地址、正文和结束符。
本发明中，启动码可采用多组“10”、“00”或“11”，如采用四组“00”指令作为启动码；所述信息码采用纠误编码，如正反码和BCH码，编码后进行位交织；所述结束符可采用FFH指令。
所述方法包括以下多个步骤：
S1：起始终端根据自身所存储的路由表向目标终端发出突发通信命令；
S101：若该目标终端的通信地址在该起始终端的路由表中，则起始终端所发出的信息码：收地址和转发地址均为目标终端的通信地址，发地址为起始终端的通信地址；
S102：若该目标终端的通信地址不在该起始终端的路由表中，则起始终端将其路由表中的符合一定条件的关联终端作为中转节点，通过该中转节点向目标终端转发命令，起始终端所发出的信息码中，收地址为中转节点的通信地址，转发地址为目标终端的通信地址，发地址为起始终端的通信地址；中转节点向目标终端发出的信息码中，收地址和转发地址均为目标终端的通信地址，发地址为中转节点的通信地址；
S2：当中转节点和目标终端接收到该突发通信命令后，根据原路由链路，即根据其所接收到的突发通信命令中的发地址，返回反馈信号；
S3：当目标终端接收到该突发通信命令后，执行信息码中的正文指令；
S4：目标终端根据原路由链路，返回执行结果信息。
所述起始终端和目标终端为无线手持抄表器、无线中继器和无线表具中的任意一种。
所述突发通信命令包括燃气表抄表命令、燃气表充值命令、气阀开关控制命令、燃气表价格读取命令、燃气表校时命令、燃气表价格修改命令、表号修改命令和燃气表余额报警设置命令中的一种或多种的组合。
所述前导同步码为群同步码，包括具有自相关特性的巴克码。
所述前导同步码采用不同位数的巴克码来代表不同的突发通信命令的类型，以唤醒目标终端的相应器件，执行相应的正文指令。
突发通信命令的类型包括业务报、勤务报、特勤报等，业务报可包括燃气表抄表命令、燃气表充值命令、燃气表价格读取命令等，唤醒燃气表的计量单元、计费单元等；勤务报可包括燃气表校时命令、燃气表余额报警设置命令等，唤醒燃气表的实时时钟单元、报警设置单元等；特勤报可包括表号修改命令、气阀开关控制命令等，唤醒燃气表的表号修改模块、电机阀控制单元等。
进一步的，本发明的具体实施方案为：将输出位数为“11+”的巴克码定义为业务报，将输出位数为“11-”的巴克码定义为勤务报，将输出位数为“7+”的巴克码定义为特勤报等等。当然由于巴克码具有十种输出位数，可分别用来定义为不同的命令类型，唤醒不同的执行器件，可通过对燃气表执行器件的分类、唤醒频率、安全级别要求来确定，不同位数的巴克码与突发通信命令的类型的对应关系，突发通信命令的类型也可进一步进行详细划分。
所述无线远传抄表系统还包括加载有燃气抄表管理APP的智能移动终端，所述方法还包括智能移动终端与无线手持抄表器的数据交换步骤S5，智能移动终端通过蓝牙与无线手持抄表器连接，并通过燃气抄表管理APP完成对无线手持抄表器的操控，并通过无线手持抄表器向目标终端转发突发通信命令。
本发明中所述的智能移动终端包括：智能手机、平板电脑、掌上电脑和其它专用设备。
所述方法还包括智能移动终端与远程管理中心的数据交换步骤S6，智能移动终端通过互联网与无线手持抄表器连接，智能移动终端向远程管理中心发送帐号登录数据，登录成功后，根据帐号权限，完成智能移动终端与远程管理中心之间、智能移动终端与无线手持抄表器之间的数据交换。
还包括分发任务子步骤S7，远程管理中心向具有相应权限的帐号分发相应的任务，并通过燃气抄表管理APP进行提示。
所述方法还包括路由表建立步骤S8：
S801：无线中继器和无线表具作为起始终端，向其周围的所有无线中继器和无线表具即目标终端群发测试码；
S802：在起始终端通信范围内的目标终端接收到该测试码后，向起始终端返回响应信号，所述测试码和响应信号的格式与突发通信命令的格式相同；
S803：起始终端根据其所接收到的响应信号建立自身的路由表；
步骤S102中所述的一定条件包括：与目标终端的距离最小。
所述方法还包括连通性测试步骤S9：
S901：起始终端向其自身路由表中的各目标终端发送连通性测试码；
S902：若起始终端没有收到某目标终端返回的响应信号时，起始终端将该目标终端从其自身的路由表中删除；
S903：若起始终端收到某目标终端返回的响应信号，且该响应信号的延迟性、丢包性大于一定阈值时，起始终端将该目标终端从其自身的路由表中删除，或将该目标终端标记为非优选路由；
步骤S102中所述的一定条件包括：延迟性和丢包率小于预设阈值。
所述方法还包括响应延时处理步骤S10，起始终端向目标终端发送突发通信命令，在一定时间内，起始终端未收到目标终端的反馈信号，起始终端重新向目标终端发送突发通信命令，或选择其它路由链路与目标终端进行数据交换。
本发明中，如果中转节点接收到的突发通信命令中，其转发地址并不存在于路由表时，中转节点会向起始终端反馈转发地址不存在的指令。
本发明包括以下多种通信方式：
①远程管理中心通过无线中继器对目标无线表具进行数据采集和控制；
②远程管理中心通过无线中继器，经一个或多个中转无线表具对目标无线表具进行数据采集和控制；
③远程管理中心与无线手持抄表器通信，无线手持抄表器直接或经一个/多个中转无线表具与目标无线表具进行数据采集和控制；
④远程管理中心与无线手持抄表器通信，无线手持抄表器通过无线中继器对目标无线表具进行数据采集和控制；
⑤远程管理中心与无线手持抄表器通信，无线手持抄表器通过无线中继器，经一个或多个中转无线表具对目标无线表具进行数据采集和控制；
⑥远程管理中心与智能移动终端通信，智能移动终端与无线手持抄表器进行通信，可再通过方式1～5中任意一种，完成对目标无线表具进行数据采集和控制。
本发明中的燃气表设置在用户的家中，无线中继器分布在小区内部燃气控制间，系统在使用时，无线中继器向燃气表发起查询信息的指令，燃气表按指令要求接收和上报所需数据，当系统中部分燃气表超出无线中继器的通信范围时，可以通过转接方式获得超出通信范围的部分燃气表的数据。
如第8号无线中继器与第3栋楼第10层的第1号燃气表通信正确，但接收不到第3栋第12层的第2号燃气表的信号，则将第3栋楼第10层的第1号燃气表作为中转节点，将发送信息给接收信号好的第3栋楼第10层的第1号燃气表，委托其将请求转发给第3栋第12层的第2号燃气表，第3栋第12层的第2号燃气表接收到第3栋楼第10层的第1号燃气表的信息后，自动按要求将上报信息传输给第3栋楼第10层的第1号燃气表，再由第3栋楼第10层的第1号燃气表转发给第8号无线中继器。第8号无线中继器集中多个燃气表的数据或完成任务后，通过通信网络传输到远程管理中心，也可通过射频网络传输给无线手持抄表器，还可经蓝牙传输到授权的智能移动终端。
本发明的具体实施方式的描述其保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的技术人员在不背离本发明的原理和实质的前提下，可能会做出变更和修改，但这些变更和修改均会落入本发明的保护范围。
Claims (10)
1.燃气表远程抄表网络数据交换方法，应用于包括远程管理中心、无线手持抄表器、若干个无线中继器和若干个无线表具的无线远传抄表系统中，所述系统基于突发通信命令进行相互的数据交换，其特征在于，所述突发通信命令的格式包括启动码、前导同步码、信息码和检/纠误码，所述启动码用于唤醒目标终端，所述前导同步码用于判断起始终端是否为本同步网络中的设备，避免目标终端执行非同步网所发出的命令，所述信息码包括收地址、转发地址、发地址、正文和结束符；
所述方法包括以下多个步骤：
S1：起始终端根据自身所存储的路由表向目标终端发出突发通信命令；
S101：若该目标终端的通信地址在该起始终端的路由表中，则起始终端所发出的信息码：收地址和转发地址均为目标终端的通信地址，发地址为起始终端的通信地址；
S102：若该目标终端的通信地址不在该起始终端的路由表中，则起始终端将其路由表中的符合一定条件的关联终端作为中转节点，通过该中转节点向目标终端转发命令，起始终端所发出的信息码中，收地址为中转节点的通信地址，转发地址为目标终端的通信地址，发地址为起始终端的通信地址；中转节点向目标终端发出的信息码中，收地址和转发地址均为目标终端的通信地址，发地址为中转节点的通信地址；
S2：当中转节点和目标终端接收到该突发通信命令后，根据原路由链路，即根据其所接收到的突发通信命令中的发地址，返回反馈信号；
S3：当目标终端接收到该突发通信命令后，执行信息码中的正文指令；
S4：目标终端根据原路由链路，返回执行结果信息；
所述起始终端和目标终端为无线手持抄表器、无线中继器和无线表具中的任意一种。
2.根据权利要求1所述的燃气表远程抄表网络数据交换方法，其特征在于：所述前导同步码为群同步码，包括具有自相关特性的巴克码。
3.根据权利要求2所述的燃气表远程抄表网络数据交换方法，其特征在于：所述前导同步码采用不同位数的巴克码来代表不同的突发通信命令的类型，以唤醒目标终端的相应器件，执行相应的正文指令。
4.根据权利要求1所述的燃气表远程抄表网络数据交换方法，所述无线远传抄表系统还包括加载有燃气抄表管理APP的智能移动终端，其特征在于：所述方法还包括智能移动终端与无线手持抄表器的数据交换步骤S5，智能移动终端通过蓝牙与无线手持抄表器连接，并通过燃气抄表管理APP完成对无线手持抄表器的操控，并通过无线手持抄表器向目标终端转发突发通信命令。
5.根据权利要求4所述的燃气表远程抄表网络数据交换方法，其特征在于：所述方法还包括智能移动终端与远程管理中心的数据交换步骤S6，智能移动终端通过互联网与无线手持抄表器连接，智能移动终端向远程管理中心发送帐号登录数据，登录成功后，根据帐号权限，完成智能移动终端与远程管理中心之间、智能移动终端与无线手持抄表器之间的数据交换。
6.根据权利要求1所述的燃气表远程抄表网络数据交换方法，其特征在于：还包括分发任务子步骤S7，远程管理中心向具有相应权限的帐号分发相应的任务，并通过燃气抄表管理APP进行提示。
7.根据权利要求1所述的燃气表远程抄表网络数据交换方法，其特征在于，所述方法还包括路由表建立步骤S8：
S801：无线中继器和无线表具作为起始终端，向其周围的所有无线中继器和无线表具即目标终端群发测试码；
S802：在起始终端通信范围内的目标终端接收到该测试码后，向起始终端返回响应信号，所述测试码和响应信号的格式与突发通信命令的格式相同；
S803：起始终端根据其所接收到的响应信号建立自身的路由表；
步骤S102中所述的一定条件包括：与目标终端的距离最小。
8.根据权利要求1所述的燃气表远程抄表网络数据交换方法，其特征在于，所述方法还包括连通性测试步骤S9：
S901：起始终端向其自身路由表中的各目标终端发送连通性测试码；
S902：若起始终端没有收到某目标终端返回的响应信号时，起始终端将该目标终端从其自身的路由表中删除；
S903：若起始终端收到某目标终端返回的响应信号，且该响应信号的延迟性、丢包性大于一定阈值时，起始终端将该目标终端从其自身的路由表中删除，或将该目标终端标记为非优选路由；
步骤S102中所述的一定条件包括：延迟性和丢包率小于预设阈值。
9.根据权利要求1所述的燃气表远程抄表网络数据交换方法，其特征在于：所述方法还包括响应延时处理步骤S10，起始终端向目标终端发送突发通信命令，在一定时间内，起始终端未收到目标终端的反馈信号，起始终端重新向目标终端发送突发通信命令，或选择其它路由链路与目标终端进行数据交换。
10.根据权利要求1所述的燃气表远程抄表网络数据交换方法，其特征在于：所述突发通信命令包括燃气表抄表命令、燃气表充值命令、气阀开关控制命令、燃气表价格读取命令、燃气表校时命令、燃气表价格修改命令、表号修改命令和燃气表余额报警设置命令中的一种或多种的组合。
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