CN108200128B - 一种基于eLTE-IoT技术的远程抄表方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种基于eLTE‑IoT技术的远程抄表方法及系统，所述方法包括：设置eLTE基站，将智能电表在所述eLTE基站上注册；将所述注册后的智能电表的登录帧发送至IoT网络；将所述IoT网络接收到的所述登录帧转发至主站，在所述智能电表与所述主站之间建立通信，实现抄表；所述智能电表接收到主站的请求数据后，立即处理请求数据，并将回复的数据帧发送至IoT网络，然后转发给主站，从而解决了目前主流的基于GPRS、3G或者4G网络的远程抄表方法带来的网络通讯费用昂贵，以及占用带宽资源过大导致普通用户的移动设备无法注册网络的问题。并且，该方法实现了自动控制智能电表中的eLTE模组注册网络，与IoT网络对接，为现场安装维护带来了极大的方便。

Description

一种基于eLTE-IoT技术的远程抄表方法及系统

技术领域

本发明涉及物联网技术领域，更具体地，涉及一种基于eLTE-IoT技术的远程抄表方法及系统。

背景技术

智能电表在全球范围内应用越来越广，当前主站与智能电表之间进行远程抄表的通信方案，仍然以移动公网的GPRS、3G或者4G通信网络为主流，主要分为两种通信方式：主站作为TCP服务器，智能电表作为TCP客户端；以及主站作为TCP客户端，智能电表作为TCP服务器。

智能电表作为TCP客户端时，主动向作为TCP服务器的主站发起建立TCP链接的请求，链接建立成功后，主站可以实现远程抄表和对智能电表进行控制。当智能电表需要对事件告警、定时任务数据进行推送时，智能电表就会迅速维护起TCP链路，及时完成数据上传。智能电表时刻保持着对TCP链路连接状态、移动网络状态的侦测，随时准备接收主站下发的数据请求，一旦检测到移动网络存在异常，则会立即重新建立TCP链接，智能电表在TCP链接通道空闲的情况下，主动发送心跳帧以保活TCP通道，主站则需要对心跳进行回复，否则智能电表会认为主站与智能电表之间的TCP通道存在问题，将断开TCP链接并重新连接，以保证TCP链接通畅。智能电表作为TCP服务器时的工作模式与此类似。

由于在这种基于GPRS、3G或者4G网络的TCP连接建立通信的方式中，智能电表必须时刻和主站保持着网络连接，所以会产生一定的移动流量费用；同时，智能电表需要与普通用户的手机、无线MODEM上网工具等设备共享移动基站资源，这对于带宽资源极其有限的不发达地区来说，可能会造成智能电表无法分配到带宽资源，这样就无法与主站建立通信，从而会影响主站的业务需求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于eLTE-IoT技术的远程抄表方法及系统，目的在于解决主站和智能电表之间基于GPRS、3G或者4G的通信方式造成的通讯费用昂贵，以及占用带宽资源过多而对其他通信设备造成影响的问题。

为实现上述目的，本发明提供了一种基于eLTE-IoT技术的远程抄表方法，包括以下步骤：

在智能电表端设置eLTE基站，将所述智能电表在所述eLTE基站上注册；

将所述注册后的智能电表的登录帧发送至IoT网络；

将所述IoT网络接收到的所述登录帧转发至主站，在所述智能电表与所述主站之间建立通信，实现抄表；

在所述智能电表收到所述IoT网络转发的来自所述主站的请求数据后，立即处理所述请求数据，并将回复的数据帧发送至所述IoT网络。

优选地，所述在智能电表端设置eLTE基站，具体为：在智能电表端设置eLTE基站和网关设备，并设置所述eLTE基站在信号范围内可覆盖的智能电表个数。

优选地，所述登录帧包含有所述注册后的智能电表的信息。

本发明还提供了一种基于eLTE-IoT技术的远程抄表系统，包括：

eLTE基站设置模块，用于在智能电表端设置eLTE基站，将所述智能电表在所述eLTE基站上注册；

登录帧发送模块，用于将所述注册后的智能电表的登录帧发送至IoT网络；

通信建立模块，用于将所述IoT网络接收到的所述登录帧转发至主站，在所述智能电表与所述主站之间建立通信，实现抄表；

处理请求模块，用于在所述智能电表收到所述IoT网络转发的来自所述主站的请求数据后，立即处理所述请求数据，并将回复的数据帧发送至所述IoT网络。

优选地，所述eLTE基站设置模块在智能电表端设置eLTE基站，具体为：所述eLTE基站设置模块在智能电表端设置eLTE基站和网关设备，并设置所述eLTE基站在信号范围内可覆盖的智能电表个数。

优选地，所述登录帧包含有所述注册后的智能电表的信息。

本发明与现有技术相比，具有以下优点及突出性效果：

本发明提供的一种基于eLTE-IoT技术的远程抄表方法及系统，使用了免费频段，没有流量资费的产生，可以为电力部门带来一定的经济效益；另一方面，eLTE作为私网网络，与GPRS、3G或者4G这些移动公网相比，频段并不相同，不会占用移动公网的资源，也就不会造成普通用户无法注册移动网络的问题。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例公开的一种基于eLTE-IoT技术的远程抄表方法的流程示意图；

图2为本发明实施例公开的一种基于eLTE-IoT技术的远程抄表系统的结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

如图1所示，本发明实施例公开了一种基于eLTE-IoT技术的远程抄表方法，包括以下步骤：

S101，在部署主站服务器、安装智能电表的时候，同时设置eLTE基站和网关设备，并设置每个eLTE基站在信号范围内覆盖的智能电表个数，将智能电表在所述eLTE基站上进行注册。

S102，将注册后的智能电表的登录帧发送至IoT网络。该登录帧里含有智能电表的识别信息，该信息可用来识别每一个对应的智能电表。

S103，IoT网络接收到智能电表发送来的登录帧之后，会将该登录帧转发给主站，主站识别到登录帧里面的智能电表信息之后，就会与智能电表建立相应的通信通道，实现抄表。

S104，主站可以根据实际业务需要，对智能电表进行遥测或遥控灯操作，比如，通过主站进行瞬时数据采集、参数修改、固件升级、远程拉合闸等操作，然后主站会向智能电表发送请求数据，该请求数据通过IoT网络进行转发，智能电表收到来自主站的请求数据后，立即处理请求数据，并将回复的数据帧发送至所述IoT网络。

其中，智能电表内部装有eLTE模组，智能电表通过指令对eLTE模组进行控制，实现与Elte基站的通信，进而实现网络注册、状态查询、数据收发等操作，具体流程如下：

智能电表上电后，自动启动eLTE模组，设置eLTE模组的IMSI。将智能电表的表号编码为IMSI，每一个智能电表的表号均是唯一的，智能电表的IMSI和eLTE模组的IMSI是对应的，这样不仅在生产发货、安装部署过程中不需要关注IMSI的设置问题，也极大地方便了产品信息的档案管理，方便了产品更新维护。

然后，智能电表通过指令设置eLTE模组的本地IP，智能电表自身的表号码的后6位数字为IP地址的后3段，IP地址的首段固定为10，在每个eLTE基站覆盖范围内，eLTE模组的IP地址也是唯一的，这样智能电表的表号与配套eLTE模组的本地IP是对应的，也极大地方便了产品更新维护。

智能电表通过指令设置工作频点。根据现场勘探和项目的需求，在生产发货之前，提前为所有的智能电表预算工作频点，智能电表正常启动后，通过指令设置eLTE模组的工作频点。eLTE模组的工作频点，与eLTE基站的工作频点一致。

智能电表定时发送指令查询eLTE模组工作状态、信号强度以及网络状态。一旦检测到长时间无法成功注册网络，智能电表就会重新配置IMSI、本地IP和工作频点，并重启eLTE模组，再次确认eLTE模组注册网络状态。

智能电表成功注册eLTE网络后，就会一直保持维持通讯状态，一旦收到IoT网络转发的主站请求数据后，就会立即响应处理，并将回复的数据发送给IoT网络。

本实施例所述的基于eLTE-IoT技术的远程抄表方法，通过使用eLTE私网网络，实现在主站与智能电表之间建立信道通信，解决了目前主流的基于GPRS、3G或者4G网络通信方式带来的流量费用昂贵，以及占用带宽资源导致普通用户的移动设备无法注册网络的问题。

如图2所示，本发明实施例公开了一种基于eLTE-IoT技术的远程抄表系统，包括：

eLTE基站设置模块201，用于在部署主站服务器、安装智能电表的时候，同时设置eLTE基站和网关设备，并设置每个eLTE基站在信号范围内覆盖的智能电表个数，将智能电表在所述eLTE基站上进行注册。

登录帧发送模块202，用于将注册后的智能电表的登录帧发送至IoT网络。该登录帧里含有智能电表的识别信息，该信息可用来识别每一个对应的智能电表。

通信建立模块203，用于将IoT网络接收到智能电表发送来的登录帧之后，会将该登录帧转发给主站，主站识别到登录帧里面的智能电表信息之后，就会与智能电表建立相应的通信通道，实现抄表。

处理请求模块204，用于在所述智能电表收到所述IoT网络转发的来自所述主站的请求数据后，立即处理所述请求数据，并将回复的数据帧发送至所述IoT网络。

本实施例所述的基于eLTE-IoT技术的远程抄表系统，通过eLTE基站设置模块、登录帧发送模块和通信建立模块，在主站与智能电表之间建立eLTE私网通信网络，解决了目前主流的基于GPRS、3G或者4G网络通信方式带来的流量费用昂贵，以及占用带宽资源导致普通用户的移动设备无法注册网络的问题。

以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种基于eLTE-IoT技术的远程抄表方法，其特征在于，包括以下步骤：

设置eLTE基站，将智能电表在所述eLTE基站上注册；

将所述注册后的智能电表的登录帧发送至IoT网络；

将所述IoT网络接收到的所述登录帧转发至主站，在所述智能电表与所述主站之间建立通信，实现抄表；

智能电表内部装有eLTE模组，智能电表通过指令对eLTE模组进行控制，实现与eLTE基站的通信，进而实现网络注册、状态查询、数据收发中的一种或多种操作，具体包括：

智能电表上电后，自动启动eLTE模组，设置eLTE模组的IMSI，将智能电表的表号编码为IMSI，每一个智能电表的表号均是唯一的，智能电表的IMSI和eLTE模组的IMSI是对应的；

智能电表通过指令设置eLTE模组的本地IP，智能电表自身的表号码的后6位数字为IP地址的后3段，IP地址的首段固定为10。

2.如权利要求1所述的一种基于eLTE-IoT技术的远程抄表方法，其特征在于，所述设置eLTE基站，将智能电表在所述eLTE基站上注册，具体为：在智能电表端设置eLTE基站和网关设备，并设置所述eLTE基站在信号范围内覆盖的智能电表个数，将智能电表在所述eLTE基站上注册。

3.如权利要求1所述的一种基于eLTE-IoT技术的远程抄表方法，其特征在于，所述登录帧包含有所述注册后的智能电表的信息。

4.如权利要求1所述的一种基于eLTE-IoT技术的远程抄表方法，其特征在于，还包括步骤：在所述智能电表收到所述IoT网络转发的来自所述主站的请求数据后，立即处理所述请求数据，并将回复的数据帧发送至所述IoT网络。

5.一种基于eLTE-IoT技术的远程抄表系统，其特征在于，包括：

eLTE基站设置模块，用于设置eLTE基站，将智能电表在所述eLTE基站上注册；

登录帧发送模块，用于将所述注册后的智能电表的登录帧发送至IoT网络；

通信建立模块，用于将所述IoT网络接收到的所述登录帧转发至主站，在所述智能电表与所述主站之间建立通信，实现抄表；

eLTE模组，设置于智能电表内部，智能电表通过指令对eLTE模组进行控制，实现与eLTE基站的通信，进而实现网络注册、状态查询、数据收发中的一种或多种操作，具体包括：

智能电表上电后，自动启动eLTE模组，设置eLTE模组的IMSI，将智能电表的表号编码为IMSI，每一个智能电表的表号均是唯一的，智能电表的IMSI和eLTE模组的IMSI是对应的；

智能电表通过指令设置eLTE模组的本地IP，智能电表自身的表号码的后6位数字为IP地址的后3段，IP地址的首段固定为10。

6.如权利要求5所述的一种基于eLTE-IoT技术的远程抄表系统，其特征在于，所述eLTE基站设置模块用于设置eLTE基站，将智能电表在所述eLTE基站上注册，具体为：在智能电表端设置eLTE基站和网关设备，并设置所述eLTE基站在信号范围内覆盖的智能电表个数，将智能电表在所述eLTE基站上注册。

7.如权利要求5所述的一种基于eLTE-IoT技术的远程抄表系统，其特征在于，所述登录帧包含有所述注册后的智能电表的信息。

8.如权利要求5所述的一种基于eLTE-IoT技术的远程抄表系统，其特征在于，还包括：处理请求模块，用于在所述智能电表收到所述IoT网络转发的来自所述主站的请求数据后，立即处理所述请求数据，并将回复的数据帧发送至所述IoT网络。

Images