CN108966168A - 基于NB-IoT的物联网计量表、通讯板及物联网计量表通讯方法 - Google Patents
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Abstract
本发明旨在提供基于NB‑IoT的物联网计量表、通讯板及物联网计量表通讯方法，以解决现有技术方案中的物联网计量表升级成本高的问题。方法包括：接收表端MCU发送的通信模块指令，解析通信模块指令，根据通信模块指令的解析结果回复通信模块指令对应的响应字符；接收表端MCU发送的表端数据，并将接收的表端数据发送到NB‑IoT模组以通过NB‑IoT模组将表端数据发送到网络端。通过实施本发明可以取得以下有益技术效果：当物联网表需要升级时，只需用通讯板替换物联网表原来的通信模块，无需对物联网表中的表端MCU做修改，进而提高物联网表的升级成本和升级效率。
Description
技术领域
本发明涉及仪表领域，具体涉及基于NB-IoT的物联网计量表、通讯板及物联网计量表通讯方法。
背景技术
为了降低燃气表的抄表成本及运维成本，现有技术中采用远程通信技术抄收燃气表数据进行结算。燃气表采用大多采用GRPS通讯技术设计，燃气表控制器与GRPS通讯模块直接连接，进行指令及数据交互。其不足在于：当需要将燃气表升级到NB-IoT通信技术时，则需要同时更换燃气表控制器和GRPS通讯模块，升级成本高；同样的，其他物联网计量表也存在着升级成本高的问题。
发明内容
本发明旨在提供基于NB-IoT的物联网计量表、通讯板及物联网计量表通讯方法，以解决现有技术方案中的物联网计量表升级成本高的问题。
为了实现所述目的，本发明物联网计量表通讯方法，包括：
接收表端MCU发送的通信模块指令，解析通信模块指令，根据通信模块指令的解析结果模拟回复通信模块指令对应的响应字符；
接收表端MCU发送的表端数据，并将接收的表端数据发送到NB-I oT模组以通过NB-I oT模组将表端数据发送到网络端。
优选的，所述解析通信模块指令包括将通信模块指令与通信模块指令名字符逐一对比，当通信模块指令与通信模块指令名字符中的其中一个指令名字符对比通过时，获取该指令名字符对应的响应字符。
优选的，所述方法还包括：接收NB-I oT模组发送的网络端数据，将网络端数据按表端MCU的数据指令格式转发给表端MCU。
优选的，所述将网络端数据按表端MCU的数据指令格式转发给表端MCU包括：判断网络端数据是否分帧发送，若分帧发送，则将分帧的网络端数据组合成完整的网络端数据，并将完整的网络端数据按表端MCU的数据指令格式转发给表端MCU。
优选的，所述将接收的表端数据发送到NB-I oT模组包括：当表端数据长度超过设定值时，将表端数据分帧发送到NB-I oT模组。
优选的，方法包括：接收通讯板自定义NB参数配置指令，解析所述通讯板自定义NB参数配置指令以获取通讯板自定义NB参数配置指令的配置参数，并基于所述配置参数对NB-I oT模组进行参数配置。
优选的，所述通信模块指令为GPRS指令。
本发明的另一方面，基于NB-I oT的通讯板，用于与表端MCU相连，包括通讯板MCU和NB-I oT模组，所述通讯板MCU存储有程序，所述程序被通讯板MCU运行后，执行上述任意一项方法中的步骤。
本发明的另一方面，基于NB-I oT的物联网计量表，所述物联网计量表包括上述的通讯板。
通过实施本发明可以取得以下有益技术效果：
1.当物联网计量表需要升级时，只需用通讯板替换物联网计量表原来的通信模块，无需对物联网计量表中的表端MCU做修改，进而提高物联网计量表的升级成本和升级效率。
2.表端MCU发送的通信模块指令的响应是通讯板MCU根据通信模块指令的解析结果模拟回复的，NB-I oT模组的通讯由通讯板MCU控制而不再由表端MCU控制；所以当通讯出现异常时，只需排查通讯板的配置参数和网络状态是否正常，进而通过排查通信异常问题的效率；并且，当通信出现异常时，可以通过更换通讯板的方式实现对通信异常问题的克服，进而提高克服通信异常问题的效率。
附图说明
图1为本发明一个实施例中的方法流程图；
图2为本发明一个实施例中通讯板的结构示意图。
具体实施方式
为了便于本领域技术人员的理解，下面结合具体实施例对本发明作进一步的说明：
实施例1：
如图1所示，物联网计量表通讯方法包括：
步骤S1：接收表端MCU发送的通信模块指令，解析通信模块指令，根据通信模块指令的解析结果模拟回复通信模块指令对应的响应字符；
步骤S2：接收表端MCU发送的表端数据，并将接收的表端数据发送到NB-IoT模组以通过NB-IoT模组将表端数据发送到网络端。
可以知道的，物联网计量表的表端MCU即联网表的表端控制器(如燃气表的表端MCU就是燃气表控制器)；NB-IoT指的是Narrow Band Internet of Things，即窄带物联网；表端MCU可以发送表端数据以及通信模块指令，同时表端MCU的通信模块指令针对的是原始通信模块的指令，而非NB-IoT模组的指令，NB-IoT模组无法对该通信模块指令进行响应，而表端MCU如果未接受指令响应的话，表端MCU的程序运行即会出现异常，也就是说如果仅用NB-IoT模组替换原始通信模块，那必然需要修改表端MCU。
本方法的目的在于使得通讯板可以用于物联网计量表通信模块的升级，使其与物联网计量表的表端MCU兼容，而无需对表端MCU进行修改。
可以知道的，如图2所示，本实施例中通讯板包括通讯板MCU1(即通讯板控制器)和NB-IoT模组2，通讯板MCU与表端MCU3和NB-IoT模组2相连。上述方法中的步骤S1可以由通讯板MCU执行，通讯板MCU接收到表端MCU发送的通信模块指令后，通过解析通信模块指令，并根据解析结果模拟回复通信模块指令对应的响应字符，以实现模拟响应，使得表端MCU中的程序因为模拟的响应字符而正常运行。上述方法中的步骤S2可以由通讯板MCU执行，通讯板MCU接收表端MCU发送的表端数据，将表端数据发送到NB-IoT模组以通过NB-IoT模组将表端数据发送到网络端；进而实现物联网计量表表端数据的上传。
综上所述，采用本实施例中的方法，当物联网计量表需要升级时，只需通讯板替换物联网计量表原来的通信模块(此处的原来的通信模块为需要升级成NB-IoT模组前的通信模块，如GPRS通信模块)，无需对物联网计量表中的表端MCU做修改，进而提高物联网计量表的升级成本和升级效率。
NB-IoT模组的通讯由通讯板MCU控制，不再由表端MCU控制，实现NB-IoT模组控制与表终端控制的分离。所以当通讯出现异常时，只需排查通讯板的配置参数和网络状态是否正常，进而提高排查通信异常问题的效率；并且，当通信出现异常时，可以通过更换通讯板的方式实现对通信异常问题的克服，进而提高克服通信异常问题的效率。
通讯板MCU可以通过串口与表端MCU连接，通讯板MCU可以通过串口与NB-IoT模组。通讯板MCU可以在接收到IP(Internet Protocol)地址、端口和APN(Access Point Name)参数之后，启动NB-IoT模组入网，等待入网成功之后，置位NB-IoT模组在网标志。NB-IoT模组在网标志后，将接收的表端数据发送到NB-IoT模组以通过NB-IoT模组将表端数据发送到网络端。
可以知道的，步骤S2中，接收表端MCU发送的表端数据后，通讯板MCU可以存储表端数据，并由通讯板MCU控制NB-IoT模组将存储表端数据发送到网络端。
作为上述物联网计量表通讯方法的可选实施方式，所述通信模块指令为GPRS指令。当物联网计量表的原始通信模块为GPRS通信模块时，表端MCU发送的通信模块指令即GPRS通信模块指令。本申请中的方法可以针对具体的GPRS通信模块指令(如AT指令)进行模拟响应，以使得表端MCU的程序可以正常运行。
作为上述物联网计量表通讯方法的可选实施方式，所述解析通信模块指令包括将通信模块指令与通信模块指令名字符逐一对比，当通信模块指令与通信模块指令名字符中的其中一个指令名字符对比通过时，获取该指令名字符对应的响应字符。通过与预先设置的通信模块指令名字符进行比对，基于对比结果得到响应字符，进而实现通信模块指令的解析。通信模块指令名字符即通信模块的指令名字符，在知晓具体通信模块为何种通信模块的情况下，本领域技术人员应当知晓对应的通信模块指令名字符；故本实施例中不再详细描述。
作为上述物联网计量表通讯方法的可选实施方式，如图1所示，所述方法还包括：步骤S3：接收NB-IoT模组发送的网络端数据，将网络端数据按表端MCU的数据指令格式转发给表端MCU。使得表端MCU可以接受收到NB-IoT模组接受的网络端数据，以使表端MCU可以根据网络端数据进行处理。
作为上述物联网计量表通讯方法的可选实施方式，所述将网络端数据按表端MCU的数据指令格式转发给表端MCU包括：判断网络端数据是否分帧发送，若分帧发送，则将分帧的网络端数据组合成完整的网络端数据，并将完整的网络端数据按表端MCU的数据指令格式转发给表端MCU。
作为上述物联网计量表通讯方法的可选实施方式，所述将接收的表端数据发送到NB-IoT模组包括：当表端数据长度超过设定值时，将表端数据分帧发送到NB-IoT模组。
所述设定值可以根据NB-IoT模组的实际情况进行设置。可以知道的，网络端数据由NB转换服务端进行分帧，由NB转换服务端进行组帧。
上述两个可选实施方式中的分帧组帧格式可以如下：
| 帧头 | 帧指令码 | 帧类型 | 总帧数 | 当前第几帧 | 数据区长度 | 数据区 | 校验和CS | |
| 类型 | hex | hex | hex | hex | hex | hex | ascii | hex |
| 长度 | 2 | 2 | 1 | 1 | 1 | 2 | N | 1 |
通讯板MCU采用分帧交互协议进行数据交互，终端发送数据帧长度将不再受NB-IoT模组收发缓存长度的限制，可以适应终端大量数据单帧上报场景的需求
作为上述物联网计量表通讯方法的可选实施方式，方法包括：接收通讯板自定义NB参数配置指令，解析所述通讯板自定义NB参数配置指令以获取通讯板自定义NB参数配置指令的配置参数，并基于所述配置参数对NB-IoT模组进行参数配置。可以通过自定义NB参数配置指令对NB-IoT模组进行参数配置；自定义NB参数配置指令即用于配置NB-IoT模组参数的指令；在知晓自定义NB参数配置指令作用的情况下，如何定义是本领域技术人员的常规手段，本实施例中不再详细描述。可以知道的，当通讯板MCU采用同一个串口接收通讯板自定义NB参数配置指令和通信模块指令时，可以将指令分别与通信模块指令名字符和通讯板自定义NB参数配置指令名字符逐一比对；并根据比对结果进行处理。
作为上述物联网计量表通讯方法的可选实施方式，通讯板MCU缓存两帧表端MCU上传的启动识别帧；当NB-IoT模组或数据发送异常时，重启模块，再次发送这两帧数据，完成全部通讯数据交互过程。
作为上述物联网计量表通讯方法的可选实施方式，通过串口给通讯板MCU和NB-IoT模组供电，通过串口配置及读取通讯板MUC和NB-IoT模组的参数、网络状态等信息。
作为上述物联网计量表通讯方法的可选实施方式，通讯板MUC记录及存储NB-IoT模组通讯过程中各指令操作节点的状态及次数，以供售后人员查询历史通讯记录
本实施例中，通讯板采用标准化接口设计实现与表端MUC的拔插连接，使得技术更换与升级更加经济实惠，降低售后维护的成本。
本发明技术方案可以拓展兼容当下通讯性能最优的NB-I oT通讯方式，更换通讯板时有更强适应性。通讯板入网方式默认采用自动入网，该入网方式的入网时间较短，模组可以自动搜索频点，频点适应性强。当自动入网失败时，使用指定网络配置参数，采用手动入网，提高接入核心网的成功率。
实施例2：
如图2所示，本发明提供了基于NB-IoT的通讯板，用于与表端MCU3相连，包括通讯板MCU1和NB-IoT模组2，通讯板MCU1存储有程序，程序被通讯板MCU1运行后，执行实施例1中任意一个实施方式中的方法所述的步骤。
由于通讯板MCU解析了表端MCU(即表端控制器)的通信模块指令，并根据通信模块指令回复了对应的响应字符，使得表端MCU可以正常运行；同时，通讯板MCU将表端发送的表端数据(即物联网计量表需要上传的数据)发送到NB-IoT模组以通过NB-IoT模组将表端数据发送到网络端。进而实现了通讯技术的升级，同时无需修改或替换表端MCU，大大提高了升级效率，以及降低了升级成本。
NB-IoT模组与通讯板MCU相连，通讯板MCU与表端MCU相连，使得NB-IoT模组由通讯板MCU控制，表终端由表端MCU控制，实现NB-IoT模组控制与表终端控制的分离，若通讯异常，只需要排查通讯板的配置参数及网络状态是否正常，提高排除通讯异常等问题的效率。
同样的，本实施例还提供了包含上述通讯板的物联网计量表。
需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (9)
1.物联网计量表通讯方法，其特征在于，包括：
接收表端MCU发送的通信模块指令，解析通信模块指令，根据通信模块指令的解析结果模拟回复通信模块指令对应的响应字符；
接收表端MCU发送的表端数据，并将接收的表端数据发送到NB-IoT模组以通过NB-IoT模组将表端数据发送到网络端。
2.如权利要求1所述的物联网计量表通讯方法，其特征在于，所述解析通信模块指令包括将通信模块指令与通信模块指令名字符逐一对比，当通信模块指令与通信模块指令名字符中的其中一个指令名字符对比通过时，获取该指令名字符对应的响应字符。
3.如权利要求1所述的物联网计量表通讯方法，其特征在于，所述方法还包括：接收NB-IoT模组发送的网络端数据，将网络端数据按表端MCU的数据指令格式转发给表端MCU。
4.如权利要求3所述的物联网计量表通讯方法，其特征在于，所述将网络端数据按表端MCU的数据指令格式转发给表端MCU包括：判断网络端数据是否分帧发送，若分帧发送，则将分帧的网络端数据组合成完整的网络端数据，并将完整的网络端数据按表端MCU的数据指令格式转发给表端MCU。
5.如权利要求1或4所述的物联网计量表通讯方法，其特征在于，所述将接收的表端数据发送到NB-IoT模组包括：当表端数据长度超过设定值时，将表端数据分帧发送到NB-IoT模组。
6.如权利要求1所述的物联网计量表通讯方法，其特征在于，方法包括：接收通讯板自定义NB参数配置指令，解析所述通讯板自定义NB参数配置指令以获取通讯板自定义NB参数配置指令的配置参数，并基于所述配置参数对NB-IoT模组进行参数配置。
7.如权利要求1所述的物联网计量表通讯方法，其特征在于，所述通信模块指令为GPRS指令。
8.基于NB-IoT的通讯板，用于与表端MCU相连，其特征在于，包括通讯板MCU和NB-IoT模组，所述通讯板MCU存储有程序，所述程序被通讯板MCU运行后，执行权利要求1～7中任意一项权利要求所述的步骤。
9.基于NB-IoT的物联网计量表，其特征在于，所述物联网计量表包括权利要求8所述的通讯板。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20181207 |
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| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |