CN106332248A - 低功耗抄表方法及系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供低功耗抄表方法及其系统,方法包括判断表端处于单向通讯模式还是双向通讯模式;若为单向通讯模式,则表端依据预设周期主动发送抄表数据至电表端,并在发送完毕后进入休眠状态;若为双向通讯模式,则表端依据预设周期主动发送抄表数据至电表端后,进入数据接收状态,并维持预设时长;若表端在所述预设时长内未接收到数据,则进入休眠状态。不仅能够依据需求灵活设置不同的通讯模式,实现不同程度的功耗控制;而且控制固定的数据接收和发送时机,以最大限度的实现低功耗;从而有效延长表端电池的使用寿命,同时又能稳定、高效的完成表端数据采集工作。

Description

低功耗抄表方法及系统
技术领域
本发明涉及抄表领域,具体说的是低功耗抄表方法及系统。
背景技术
目前国内在低功耗智能抄表领域,多采用点抄,或者组网抄表实现对表端(水表、电表、气表、热量表)的计量信息采集。
点抄方式,即表端采用载波监听方式,接收来自手持机或者集中器的唤醒信号来达到实现表端和手持机的通讯,实现抄表,开关阀等功能。这种方法需要抄表人员到现场进行手持抄表,效率低;同时,由于采用载波监听方式,表端需要不断周期性的检测唤醒信号,这就造成表端功耗相对较高,而由于表端基本上为电池供电(电表除外),就大大的影响了表端的使用寿命;进一步的,有可能会一直有干扰信号导致表端一直被误唤醒,导致表端功耗上升,使用寿命下降。
组网抄表,即可通过mash网状结构进行表端数据的采集,由于受表端电池供电的限制,无线抄表部分的发射功率不会很大,但需要抄较远距离的表可通过中继的方式进行抄表。这样就克服了点抄方式只能抄较近距离的表,可以扩大抄表范围。但采用组网方式抄表,表端需要发送唤醒包来进行下一级表端,这样,表端的功耗会增大,尤其在频繁抄表时,表端的电池寿命会大打折扣。
因此,有必要提供一种能够实现低功耗抄表的方法及系统。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是:提供一种低功耗抄表方法及系统,实现远程无线抄表的同时,显著降抄表所需功耗。
为了解决上述技术问题,本发明采用的技术方案为:
低功耗抄表方法,包括:
判断表端处于单向通讯模式还是双向通讯模式;
若为单向通讯模式,则表端依据预设周期主动发送抄表数据至电表端,并在发送完毕后进入休眠状态;
若为双向通讯模式,则表端依据预设周期主动发送抄表数据至电表端后,进入数据接收状态,并维持预设时长;
若表端在所述预设时长内未接收到数据,则进入休眠状态。
本发明提供的另一个技术方案为:
低功耗抄表系统,包括:
第一判断模块,用于判断表端处于单向通讯模式还是双向通讯模式;
单向通讯模块,用于若为单向通讯模式,则表端依据预设周期主动发送抄表数据至电表端,并在发送完毕后进入休眠状态;
双向通讯模块,用于若为双向通讯模式,则表端依据预设周期主动发送抄表数据至电表端后,进入数据接收状态,并维持预设时长;
休眠模块,用于若表端在所述预设时长内未接收到数据,则进入休眠状态。
本发明的有益效果在于:区别于现有的抄表方式存在表端抄表功耗高,导致抄表成本提高等不足,本发明的表端提供两种抄表通讯模式,当处于单相通讯模式时,在预设周期内主动上报抄表数据,然后直接进入休眠状态,直至下一周期再主动上报抄表数据,以此最大程度的降低表端抄表功耗;当有远程控制表端的需求时,则设置双向通讯模式,在主动上报抄表数据后,设置一定时长的接收状态,用于接收控制指令,若预设时长内未接收到数据,则进入休眠状态,以节省功耗。本发明的抄表方式不仅保证了表端的低功耗;而且提高表端电池的使用寿命;同时还能保证稳定、高效的完成抄表工作。
附图说明
图1为本发明提供的一种低功耗抄表的步骤流程示意图;
图2为双向通讯模式过程的步骤流程示意图;
图3为双向通讯模式中电表端与表端之间的信息交互图;
图4为本发明提供的一种低功耗抄表系统的结构组成示意图;
图5为一具体实施方式一种低功耗抄表系统的结构组成示意图。
标号说明:
1、第一判断模块;2、单向通讯模块;3、双向通讯模块;4、休眠模块;
5、退出模块;
51、第一接收单元;52、第一判断单元;53、第一执行单元;
54、第二接收单元;55、第二判断单元;
56、发送单元;57、第二执行单元;58、休眠单元。
具体实施方式
为详细说明本发明的技术内容、所实现目的及效果,以下结合实施方式并配合附图予以说明。
本发明最关键的构思在于:表端依据预设周期主动上报抄表数据后,依据预设的通讯模式,控制直接进入休眠,或者在维持预设时长的数据接收状态后进入休眠,最大限度的节省功耗。
请参照图1,本发明提供一种低功耗抄表方法,包括:
判断表端处于单向通讯模式还是双向通讯模式;
若为单向通讯模式,则表端依据预设周期主动发送抄表数据至电表端,并在发送完毕后进入休眠状态;
若为双向通讯模式,则表端依据预设周期主动发送抄表数据至电表端后,进入数据接收状态,并维持预设时长;
若表端在所述预设时长内未接收到数据,则进入休眠状态。
请参照图2和图3,进一步的,所述进入数据接收状态,并维持预设时长,之后,进一步包括:
若在所述预设时长内接收到电表端发送过来的数据,则在接收到完整的数据包后,退出数据接收状态。
由上述描述可知,只有在接收到完整的数据包后才退出数据接收状态,能够保证数据包接收的完整性。
进一步的,所述在接收到完整的数据包后,退出数据接收状态,具体包括:
表端完整接收包括控制指令、目标表端ID的数据包,然后退出数据接收状态;
表端依据所述目标表端ID判断是否执行所述控制指令;
若是,则在执行相应控制后发送包括所述表端的ID、指令执行结果的响应数据至电表端。
由上述描述可知,表端依据数据包中的目标表端ID确定自身是否为控制指令的执行主体,确保控制指令执行的正确性,提高电表对表端的控制精确度;在控制指令执行完毕后,表端将反馈响应数据给电表端,告知指令执行结果,为电表的后续动作提供指向性依据。
进一步的,所述在执行相应控制后发送包括所述表端的ID、指令执行结果的响应数据至电表端,之后,进一步包括:
表端进入数据接收状态,并维持预设时长;
电表端接收所述响应数据,并依据所述指令执行结果判断是否再次发送数据包至所述表端。
由上述描述可知,表端在反馈响应数据至电表端之后,再次进入一定时长的数据接收状态,为可能再次接收到数据包做准备;电表端将依据响应数据中的指令执行结果对应成功还是失败,决定是否再次对表端进行再一次的控制,以确保表端准确执行电表端的控制。
进一步的,所述依据所述指令执行结果判断是否再次发送数据包至所述表端,具体为:
若所述执行结果对应控制失败,且对应记录的失败原因不为器件故障损坏,则再次发送所述数据包至所述表端;
执行所述表端接收包括控制指令、目标表端ID的数据包步骤及其之后的步骤,直至所述表端成功执行所述控制指令;
表端进入休眠状态。
由上述描述可知,若执行结果对应失败,且不属于器件故障损坏原因,如关闭阀门控制指令,对应记录的失败原因不为阀门损坏等不可控原因,则可能重新发送数据包至表端进行再次控制;表端反馈后仍然预留接收时长,防止需要再次接收数据包,如此循环直至表端成功执行控制指令,从而确保指令的实施。
进一步的,所述抄表数据包括表端ID、累积量、当前状态信息;所述数据包还包括CRC校验数据;所述预设时长为3ms;表端发送抄表数据的波特率为100Kbps,接收数据的波特率为32.768Kbps。
由上述描述可知,数据包中包括校验数据,能够对数据包的数据完整性和正确性进行校验,确保数据在无线传输过程中不意外丢失;表端采用收发异频的方式与电表端进行通讯,在发送时以较高的速率发送,减少发射时间,降低功耗;在接收时采用较低的波特率,提高接收灵敏度,这样保证了可靠的接收到电表端的数据。
请参阅图4,本发明提供的另一个技术方案为:
低功耗抄表系统,包括:
第一判断模块1,用于判断表端处于单向通讯模式还是双向通讯模式;
单向通讯模块2,用于若为单向通讯模式,则表端依据预设周期主动发送抄表数据至电表端,并在发送完毕后进入休眠状态;
双向通讯模块3,用于若为双向通讯模式,则表端依据预设周期主动发送抄表数据至电表端后,进入数据接收状态,并维持预设时长;
休眠模块4,用于若表端在所述预设时长内未接收到数据,则进入休眠状态。
请参阅图5,进一步的,还包括退出模块5,用于若在所述预设时长内接收到电表端发送过来的数据,则在接收到完整的数据包后,退出数据接收状态。
进一步的,所述退出模块5,包括:
第一接收单元51,用于表端完整接收包括控制指令、目标表端ID的数据包,然后退出数据接收状态;
第一判断单元52,用于表端依据所述目标表端ID判断是否执行所述控制指令;
第一执行单元53,用于若是,则在执行相应控制后发送包括所述表端的ID、指令执行结果的响应数据至电表端;
第二接收单元54,用于表端进入数据接收状态,并维持预设时长;
第二判断单元55,用于电表端接收所述响应数据,并依据所述指令执行结果判断是否再次发送数据包至所述表端。
进一步的,所述第二判断单元55,包括:
发送单元56,用于若所述执行结果对应控制失败,且对应记录的失败原因不为器件故障损坏,则再次发送所述数据包至所述表端;
第二执行单元57,用于执行所述表端接收包括控制指令、目标表端ID的数据包步骤及其之后的步骤,直至所述表端成功执行所述控制指令;
休眠单元58,用于表端进入休眠状态。
实施例一
请参照图1,本实施例提供一种低功耗抄表方法,运用于无线获取居民家中的水、气、热表端的计量信息采集。
本实施例以居家为单位,居民家中设置有电表、水、气、热表(表端);电表和表端中配置有无线通讯模块,如GPRS模块、WiFi模块等,用于实现二者的无线通讯连接。本实施例采用无线通讯抄表方式,相比现有的水、气、热表各自独立抄表方式大大节省资源,无需人工抄表、无需配置手持设备,明显减少抄表成本。由于电表端由市电供电,所以对功耗要求较为宽松,在采集到表端的抄表数据后,电表再通过GPRS通讯方式将数据返回给主站,这里的协议采用国内标准通讯协议;主站就是对电力用户的用电、水、气、热信息进行采集、处理和实时监控的系统,实现用电、用水、用气、热信息等信息的自动采集、计量异常和质量监测、分析和管理、信息交互等功能。
具体的抄表过程可以包括:
预设表端的工作模式,若电表只需要采集水、气、热表的累积量数据,而不需要对其进行相关操作,则采用单向通讯模式;即电表端只接收水、气、热表的上报数据,而不能对其进行任何操作。若水、气、热表有阀门、时钟功能等,需要进行对其进行如开、关阀、设置底数、校时等操作,则可以设置双向通讯模式。
电表端一直处于数据接收状态,可随时接收来自水、气、热表端的上报数据;收到数据后,判断是否是绑定的水、气、热表端;若不是自己绑定的表端则丢弃;若是,则对表端上报的数据进行处理、转发。
当表端处于单向通讯模式时,表端依据预设周期主动发送抄表数据至电表端,并在发送完毕后进入休眠状态,直至下一个周期再次上报抄表数据。具体的,预设周期可以是根据要求选择几秒到十几秒甚至更长时间。
表端在主动上报抄表数据后便进入休眠状态,能够最大限度的降低功耗,采用该模式的表端电池,甚至可以满足10年以上的工作年限。
当表端处于双向通讯模式时,表端依据预设周期主动发送抄表数据至电表端后,迅速进入数据接收状态,并维持预设时长;所述预设时长可以是2-10ms,优选为3ms;表端进入数据接收状态,可以接收电表端发送过来的数据;
若表端在所述预设时长内未接收到数据,则进入休眠状态,直至下一个周期再主动上报抄表数据,以此保证低功耗,保证电池寿命。
当电表端需要对水、气、热表端发送控制命令时,在收到发来的抄表数据后应立即做出响应,发送包括控制指令、目标表端ID等;所述控制指令包括开阀门、关阀门、校时、设置表底数等的数据包至表端;
若表端在预设时长内接收到电表端发送过来的数据,则在接收到完整的数据包后,才退出数据接收状态。在预设时长内可能无法实现完整接收数据包,因此,若数据包所需接收时间超出预设时长,则延长数据接收状态的维持时间,直到接收完整的数据包后才退出。
在表端接收到数据包后,首先判断数据包中的目标表端ID是否与自身的ID一致;若不是,则丢弃数据包;若是,则依据控制指令执行相应的操作;然后发送包括所述表端的ID、指令执行结果的响应数据至电表端,用于告知电表端的指令执行结果。
实施例二
请参照图2和图3,本实施例在实施例一的基础上,对双向通讯模式中电表端与表端之间的通讯交互过程作进一步的延伸,相同之处不再累述。
具体的,在表端发送响应数据至电表端后,为了保证控制指令被准确执行,设置表端再次进入数据接收状态,并维持预设时长;以便在必要时再次接收电表端的数据;
电表端接收所述响应数据后,依据所述指令执行结果判断是否再次发送数据包至所述表端;若指令执行结果对应的执行成功,则不再发送所述数据包给表端再次执行;表端过了预设时长后便直接进入休眠状态。
若指令执行结果对应的失败,将且对应记录的失败原因不为器件故障损坏,如不是由于表端部件的损坏而导致的不可控制原因;则再次发送所述数据包至所述表端;然后表端在接收所述数据包,再次依据数据包中的控制指令执行相关操作;执行完毕后再次反馈响应数据给电表端;再次进入预设时长的数据接收状态;直至表端成功执行所述控制指令;然后表端在退出预设时长的数据接收状态后,进入休眠状态;
若所述执行结果对应控制失败,且对应记录的失败原因属于器件故障损坏,这时候,无论在发送几次的数据包给表端,表端都无法成功执行。因此,电表端将据此修改控制指令,再次发送的数据包将是包含新指令的数据包;同样的,表端也将反馈响应数据、维持预设时长的数据接收状态,直至表端成功执行新的控制指令,然后进入休眠状态。
实施例三
本实施例在实施例一和实施例二的基础上,进一步的延伸拓展,提供一种低功耗抄表方法,相同之处不在累述。
具体的,电表端发送给表端的数据包中包含CRC校验数据,用于表端验证数据包的完整性,保证数据在无线传输过程中的正确性。
表端采用收发异频的方式与电表端通讯,即水、气、热表端的发送频率与接收频率不一样;表端接收时的波特率和发射时的波特率不一样,发射为100Kbps,接收为32.768Kbps。由此可以保证水、气、热表端在发送数据时以较高的速率发送,减少发射时间,降低功耗。在接收时采用较低的波特率,提高接收灵敏度,这样保证了可靠的接收到电表端的数据。
实施例四
请参阅图5,本实施例在实施例一至三的基础上,提供一种低功耗抄表系统,包括
第一判断模块1,用于判断表端处于单向通讯模式还是双向通讯模式;
单向通讯模块2,用于若为单向通讯模式,则表端依据预设周期主动发送抄表数据至电表端,并在发送完毕后进入休眠状态;
双向通讯模块3,用于若为双向通讯模式,则表端依据预设周期主动发送抄表数据至电表端后,进入数据接收状态,并维持预设时长;
休眠模块4,用于若表端在所述预设时长内未接收到数据,则进入休眠状态。
进一步的,还包括退出模块5,用于若在所述预设时长内接收到电表端发送过来的数据,则在接收到完整的数据包后,退出数据接收状态。
具体的,所述退出模块5包括第一接收单元51,用于表端完整接收包括控制指令、目标表端ID的数据包,然后退出数据接收状态;
第一判断单元52,用于表端依据所述目标表端ID判断是否执行所述控制指令;
第一执行单元53,用于若是,则在执行相应控制后发送包括所述表端的ID、指令执行结果的响应数据至电表端;
第二接收单元54,用于表端进入数据接收状态,并维持预设时长;
第二判断单元55,用于电表端接收所述响应数据,并依据所述指令执行结果判断是否再次发送数据包至所述表端。
所述第二判断单元55,包括:
发送单元56,用于若所述执行结果对应控制失败,且对应记录的失败原因不为器件故障损坏,则再次发送所述数据包至所述表端;
第二执行单元57,用于执行所述表端接收包括控制指令、目标表端ID的数据包步骤及其之后的步骤,直至所述表端成功执行所述控制指令;
休眠单元58,用于表端进入休眠状态。
综上所述,本发明提供的低功耗抄表方法及其系统,不仅能够依据需求灵活设置不同的通讯模式,实现不同程度的功耗控制;而且控制固定的数据接收和发送时机,以最大限度的实现低功耗;从而有效延长表端电池的使用寿命,同时又能稳定、高效的完成表端数据采集工作;进一步的,表端采用收发异频的方式和收发不同波特率的方式与电表通讯,表端不仅能够再次降低功耗,还能提高接收灵敏度,保证可靠的接收完整的数据。
以上所述仅为本发明的实施例,并非因此限制本发明的专利范围,凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等同变换,或直接或间接运用在相关的技术领域,均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.低功耗抄表方法,其特征在于,包括:
判断表端处于单向通讯模式还是双向通讯模式;
若为单向通讯模式,则表端依据预设周期主动发送抄表数据至电表端,并在发送完毕后进入休眠状态;
若为双向通讯模式,则表端依据预设周期主动发送抄表数据至电表端后,进入数据接收状态,并维持预设时长;
若表端在所述预设时长内未接收到数据,则进入休眠状态。
2.如权利要求1所述的低功耗抄表方法,其特征在于,所述进入数据接收状态,并维持预设时长,之后,进一步包括:
若在所述预设时长内接收到电表端发送过来的数据,则在接收到完整的数据包后,退出数据接收状态。
3.如权利要求2所述的低功耗抄表方法,其特征在于,所述在接收到完整的数据包后,退出数据接收状态,具体包括:
表端完整接收包括控制指令、目标表端ID的数据包,然后退出数据接收状态;
表端依据所述目标表端ID判断是否执行所述控制指令;
若是,则在执行相应控制后发送包括所述表端的ID、指令执行结果的响应数据至电表端。
4.如权利要求3所述的低功耗抄表方法,其特征在于,所述在执行相应控制后发送包括所述表端的ID、指令执行结果的响应数据至电表端,之后,进一步包括:
表端进入数据接收状态,并维持预设时长;
电表端接收所述响应数据,并依据所述指令执行结果判断是否再次发送数据包至所述表端。
5.如权利要求4所述的低功耗抄表方法,其特征在于,所述依据所述指令执行结果判断是否再次发送数据包至所述表端,具体为:
若所述执行结果对应控制失败,且对应记录的失败原因不为器件故障损坏,则再次发送所述数据包至所述表端;
执行所述表端接收包括控制指令、目标表端ID的数据包步骤及其之后的步骤,直至所述表端成功执行所述控制指令;
表端进入休眠状态。
6.如权利要求1所述的低功耗抄表方法,其特征在于,所述抄表数据包括表端ID、累积量、当前状态信息;所述数据包还包括CRC校验数据;所述预设时长为3ms;表端发送抄表数据的波特率为100Kbps,接收数据的波特率为32.768Kbps。
7.低功耗抄表系统,其特征在于,包括:
第一判断模块,用于判断表端处于单向通讯模式还是双向通讯模式;
单向通讯模块,用于若为单向通讯模式,则表端依据预设周期主动发送抄表数据至电表端,并在发送完毕后进入休眠状态;
双向通讯模块,用于若为双向通讯模式,则表端依据预设周期主动发送抄表数据至电表端后,进入数据接收状态,并维持预设时长;
休眠模块,用于若表端在所述预设时长内未接收到数据,则进入休眠状态。
8.如权利要求7所述的低功耗抄表系统,其特征在于,还包括:
退出模块,用于若在所述预设时长内接收到电表端发送过来的数据,则在接收到完整的数据包后,退出数据接收状态。
9.如权利要求8所述的低功耗抄表系统,其特征在于,所述退出模块,包括:
第一接收单元,用于表端完整接收包括控制指令、目标表端ID的数据包,然后退出数据接收状态;
第一判断单元,用于表端依据所述目标表端ID判断是否执行所述控制指令;
第一执行单元,用于若是,则在执行相应控制后发送包括所述表端的ID、指令执行结果的响应数据至电表端;
第二接收单元,用于表端进入数据接收状态,并维持预设时长;
第二判断单元,用于电表端接收所述响应数据,并依据所述指令执行结果判断是否再次发送数据包至所述表端。
10.如权利要求9所述的低功耗抄表系统,其特征在于,所述第二判断单元,包括:
发送单元,用于若所述执行结果对应控制失败,且对应记录的失败原因不为器件故障损坏,则再次发送所述数据包至所述表端;
第二执行单元,用于执行所述表端接收包括控制指令、目标表端ID的数据包步骤及其之后的步骤,直至所述表端成功执行所述控制指令;
休眠单元,用于表端进入休眠状态。
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