CN109949558A - 基于Lora的低功耗多信道抄表系统 - Google Patents

基于Lora的低功耗多信道抄表系统 Download PDF

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谢明鑫
李春江
杨松霖
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Abstract

一种基于Lora的低功耗多信道抄表系统，包括集中器和表终端，该表终端采用电池供电，通过无线通讯的第一信道在该集中器与该表终端之间传递点对点抄表信息，通过无线通讯的第二信道来传递该表终端主动上报给该集中器的信息，该第一信道的频率与该第二信道的频率不同。本发明能够有效地延长表终端的使用寿命。

Description

基于Lora的低功耗多信道抄表系统
技术领域
本发明涉及抄表系统，尤其涉及无线抄表系统。
背景技术
传统的抄表方式为点对点抄表，由于Lora(一种基于扩频技术的远距离无线传输技术)的特性，当有抄表信号时，所有处理同频率、同速率接收状态的表终端均会被唤醒，即在同一区域，抄一块表时其它所有表均可能被唤醒，抄完整个区域的表数据则所有表均会被多次重复唤醒。由于表终端是电池供电，小区越大表越多，产生的额外功耗损失也就越大，因此会大大增加表终端的功耗，导致电池寿命减少，进而导致表终端的使用寿命较短。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于克服上述现有技术所存在的不足，而提出一种基于Lora的低功耗多信道抄表系统，能够有效地延长表终端的使用寿命。
本发明针对上述技术问题提出一种基于Lora的低功耗多信道抄表系统，包括集中器和表终端，该表终端采用电池供电，通过无线通讯的第一信道在该集中器与该表终端之间传递点对点抄表信息，通过无线通讯的第二信道来传递该表终端主动上报给该集中器的信息，该第一信道的频率与该第二信道的频率不同。
与现有技术相比，本发明的基于Lora的低功耗多信道抄表系统，通过第一信道来在集中器与表终端之间传递点对点抄表信息，通过第二信道来传递表终端主动上报给集中器的信息，可以大大降低表终端的功耗，延长其使用寿命。
附图说明
图1是本发明低功耗多信道抄表系统的框图示意，不带中继。
图2是本发明低功耗多信道抄表系统的流程示意，不带中继。
图3是本发明低功耗多信道抄表系统的框图示意，带中继。
图4是本发明低功耗多信道抄表系统的流程示意，带中继。
图5是本发明低功耗多信道抄表系统的通信流程示意，不带中继。
图6是本发明低功耗多信道抄表系统的通信流程示意，带中继。
其中，附图标记说明如下:10、20基于Lora的低功耗多信道抄表系统11、21集中器12、22表终端23中继器W0第一信道WN第二信道。
具体实施方式
以下结合本说明书的附图，对本发明的较佳实施例予以进一步地详尽阐述。
参见图1、图2和图5，图1是本发明低功耗多信道抄表系统的框图示意，不带中继。图2是本发明低功耗多信道抄表系统的流程示意，不带中继。图5是本发明低功耗多信道抄表系统的通信流程示意，不带中继。本发明提出一种基于Lora的低功耗多信道抄表系统10，包括集中器11和表终端12。其中，表终端12可以是水表、气表等。表终端12采用电池供电。
集中器11与表终端12之间，借助无线通讯的第一信道W0完成抄表功能；表终端12借助无线通讯的第二信道WN完成上报功能。集中器11与表终端12之间的通信过程包括：
101、表终端12平时处理接收抄表信道(即第一信道W0)；集中器11平时处于接收上报信道(即第二信道WN)。
103、集中器11用抄表信道W0发出抄表命令，表终端12用抄表信道W0应答抄表命令。具体而言，集中器11发出抄表或设置参数命令时，所有表终端12均能收到命令，各个表终端12会根据命令中的表地址过滤，如果是自己的地址则处理相应命令，并响应，如果不是自己的地址，则退出接收。
105、集中器11在设定时间段之后，转为接收上报信道WN。
107、表终端12有信息需要上报时，用上报信道WN进行发送。
这种的系统结构，每个表终端12根据自己的表号计算出对应的上报时间，在各自的上报时间上报冻结数据。上报时使用的上报信道WN与抄表信道W0频率不同，因此表终端12在上报冻结数据时不会唤醒其它的表终端12，可以节省其它表终端12因无谓地被唤醒，而额外增加的功耗。对于未上报成功的表终端12，可设置由集中器11去补抄，补抄时间间隔也可配置。这样一来，可以大大减少了集中器11主动抄表的次数，表终端12被唤醒的次数也随之减少，有利于延长表终端12中电池的寿命。可见，本发明将抄表方式改为以上报方式为主，传统点对点补抄为辅，可以减少传统抄表方式带来的额外功耗。
值得一提的是，不同集中器11下的表终端12可以配置不同的上报信道WN，也就是说，在存在多个集中器11的系统10中，相邻的集中器11的上报信道WN的频率是不同的。例如：第一个集中器11和表终端12之间选用上报信道WN1，第二个集中器11和表终端12之间选用上报信道WN2，第M个集中器11和表终端12之间选用上报信道WNM，如此一来，在较大的区域可以用多个集中器11实现系统10的扩容。
参见图3、图4和图6，图1是本发明低功耗多信道抄表系统的框图示意，带中继。图2是本发明低功耗多信道抄表系统的流程示意，带中继。图5是本发明低功耗多信道抄表系统的通信流程示意，带中继。本发明提出一种基于Lora的低功耗多信道抄表系统20，包括集中器21、表终端22和中继器23。其中，表终端22可以是水表、气表等。表终端22采用电池供电。
集中器21、表终端22和中继器23之间，借助第一信道W0完成抄表功能；表终端22以及表终端22所经由的中继器23借助第二信道WN完成上报功能。集中器21、表终端22和中继器23之间的通信过程包括：
201、表终端22平时处理接收抄表信道(即第一信道W0)；集中器21平时处于接收上报信道(即第二信道WN)；中继器23同时扫描抄表信道W0和上报信道WN，收到信息后根据接收的信道W0、WN转发信息。
203、集中器21用抄表信道W0发出抄表命令，表终端22用抄表信道W0应答抄表命令。具体而言，集中器21发出抄表或设置参数命令时，所有表终端22均能收到命令，各个表终端22会根据命令中的表地址过滤，如果是自己的地址则处理相应命令，并响应，如果不是自己的地址，则退出接收。
205、集中器21在设定时间段之后，转为接收上报信道WN。
207、表终端22有信息需要上报时，用上报信道WN进行发送。
这种的系统结构，每个表终端22根据自己的表号计算出对应的上报时间，在各自的上报时间上报冻结数据。上报时使用的上报信道WN与抄表信道W0频率不同，因此表终端22在上报冻结数据时不会唤醒其它的表终端22，可以节省其它表终端22因无谓地被唤醒，而额外增加的功耗。对于未上报成功的表终端22，可设置由集中器21去补抄，补抄时间间隔也可配置。这样一来，可以大大减少了集中器21主动抄表的次数，表终端22被唤醒的次数也随之减少，有利于延长表终端22中电池的寿命。可见，本发明将抄表方式改为以上报方式为主，传统点对点补抄为辅，可以减少传统抄表方式带来的额外功耗。
值得一提的是，不同集中器21下的表终端22和中继器23可以配置不同的上报信道WN，也就是说，在存在多个集中器21的系统20中，相邻的集中器21的第二信道WN的频率是不同的。例如：第一个集中器21和表终端22及中继器23之间选用上报信道WN1，第二个集中器21和表终端22及中继器23之间选用上报信道WN2，第M个集中器21和表终端22及中继器23之间选用上报信道WNM，如此一来，在较大的区域可以用多个集中器21实现系统20的扩容。
可以理解的是，系统10和系统20的工作原理基本相同，二者的区别仅限于系统10不设中继，系统20设有中继。在上报功能中，表终端12、22上报的信息除了前述的冻结数据之外，还可以是诸如磁干扰之类的报警信息。
与现有技术相比，本发明的基于Lora的低功耗多信道抄表系统10，通过第一信道W0来在集中器11、21与表终端12、22之间传递点对点抄表信息，通过第二信道WN来传递表终端12、22主动上报给集中器11、21的信息，可以大大降低表终端12、22的功耗，延长其使用寿命。
上述内容仅为本发明的较佳实施例，并非用于限制本发明的实施方案，本领域普通技术人员根据本发明的主要构思和精神，可以十分方便地进行相应的变通或修改，故本发明的保护范围应以权利要求书所要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种基于Lora的低功耗多信道抄表系统，包括集中器和表终端，该表终端采用电池供电，其特征在于，通过无线通讯的第一信道在该集中器与该表终端之间传递点对点抄表信息，通过无线通讯的第二信道来传递该表终端主动上报给该集中器的信息，该第一信道的频率与该第二信道的频率不同。
2.根据权利要求1所述的基于Lora的低功耗多信道抄表系统，其特征在于，该表终端平时处理接收该第一信道；该集中器平时处于接收该第二信道。
3.根据权利要求2所述的基于Lora的低功耗多信道抄表系统，其特征在于，该集中器用该第一信道发出抄表命令，在设定时间段之后，转为接收该第二信道。
4.根据权利要求3所述的基于Lora的低功耗多信道抄表系统，其特征在于，该表终端收到抄表命令后，根据命令中的表地址过滤，如果是自己的地址则处理相应命令，并响应，如果不是自己的地址，则退出接收。
5.根据权利要求1所述的基于Lora的低功耗多信道抄表系统，其特征在于，该表终端主动上报给该集中器的信息包括该表终端的冻结数据。
6.根据权利要求1所述的基于Lora的低功耗多信道抄表系统，其特征在于，该表终端主动上报给该集中器的信息包括该表终端的报警信息。
7.根据权利要求5所述的基于Lora的低功耗多信道抄表系统，其特征在于，该报警信息包括磁干扰。
8.根据权利要求1所述的基于Lora的低功耗多信道抄表系统，其特征在于，该表终端为水表或气表。
9.根据权利要求1所述的基于Lora的低功耗多信道抄表系统，其特征在于，还包括中继器，其同时扫描该第一信道和该第二信道，收到信息后根据接收的信道转发信息。
10.根据权利要求1至9任一项所述的基于Lora的低功耗多信道抄表系统，其特征在于，包括多个集中器，相邻的集中器的第二信道的频率是不同的。
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