CN110418302A - 一种无线测温系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种无线测温系统，包括无线测温终端，用于采集测温点的温度数据，并对所述温度数据进行处理，获得上行数据帧，并将所述上行数据帧发送到所述通信基站；通信基站，采用星型网络结构与所述无线测温终端连接，用于接收所述上行数据帧，并将所述上行数据帧发送到所述远程管理服务器；远程管理服务器，用于接收并管理所述上行数据帧。该无线测温系统中的无线测温终端和所述基站之间通过低功耗广域无线网络进行通信，相比于现有技术中采用ZigBee通信技术的无线测温系统能够更准确、稳定、可靠的完成在线测温工作，并且不需要安装通信中继设备，降低了设备成本。

Description

一种无线测温系统

技术领域

本发明涉及通信技术领域，具体为一种无线测温系统。

背景技术

变电站内电力设备的温度检测是指对变电站内众多开关、接头、刀闸、电容器、电缆等可能的发热点进行温度检测。这些部位可能会由于过载、故障等原因导致发热，如果不能够及时的检测告警，就可能会造成火灾事故和财产损失。因此，如何提高温度检测的准确性、实时性及可靠性，保证电网安全运行，是电力系统运行维护管理中的一项重要内容。

无线测温方式由于其实时性好、完全绝缘，不会对其他设备产生干扰且造价比有线测温方式更低等原因成为现今最常用的一种在线测温方式。目前市场上的变电站电力设备无线测温系统通常采用ZigBee+GPRS/3G或ZigBee+485通信的网络结构，由于ZigBee无线信号通信能力弱，穿透性不强，在变电站的中置开关柜和电容室等密闭环境下，需要在中置开关柜内或电容器室内部署通信中继设备，才能实现有效的信号传输，但添加的中继设备也提高了成本。

此外，由于ZigBee无线通信采用的多跳组网技术，大规模的布置网络节点导致网络结构复杂，信息传输跳数多，各节点之间的交互易受多种因素影响，且很难把控这些影响因素，从而导致无线测温系统准确性和可靠性很低，为故障的定位排查造成了困难。

由此可见，目前亟需一种能够准确、稳定、可靠的完成在线测温工作，又不会额外增加设备成本的无线测温方式。

发明内容

本发明提供了一种无线测温系统，可以解决现有技术中由于采用ZigBee无线通信造成的无线测温系统可靠性较低的问题，能够在不提高成本的前提下，准确、稳定、可靠的完成在线测温工作。

为达到上述目的，本发明提供了如下技术方案：

一种无线测温系统，包括：设置于测温点的无线测温终端，通信基站及远程管理服务器，所述无线测温终端和所述基站之间通过低功耗广域无线网络LPWA进行通信；

所述无线测温终端，用于采集测温点的温度数据，并对所述温度数据进行处理，获得上行数据帧，并将所述上行数据帧发送到所述通信基站；

所述通信基站，采用星型网络结构与所述无线测温终端连接，用于接收所述上行数据帧，并将所述上行数据帧发送到所述远程管理服务器；

所述远程管理服务器，用于接收并管理所述上行数据帧。

优选的，所述无线测温终端，包括：

温度传感器，用于将采集到的温度数据转化为电信号发送给MCU处理器；

与所述温度传感器相连的所述MCU处理器，用于接收所述电信号并将所述电信号转化为上行数据帧，将所述上行数据帧发送到通信模块；

与所述MCU处理器相连的所述通信模块，用于接收所述上行数据帧，并将所述上行数据帧发送到所述通信基站；

与所述温度传感器、所述MCU处理器及所述通信模块相连的电源模块，用于为所述温度传感器、所述MCU处理器及所述通信模块供电。

优选的，所述采用星型网络结构与所述无线测温终端连接的通信基站，用于基于所述星型网络结构，通过啁啾扩频技术CSS和跳频正交频分复用技术FH-OFDM实现所述无线测温终端与所述通信基站之间的低功耗广域无线网络LPWA通信，接收所述上行数据帧，并将所述上行数据帧发送到所述远程管理服务器。

优选的，所述通信基站，还用于根据网络通信信号的强弱调整与所述无线测温终端之间的数据传输速率。

优选的，所述远程管理服务器，包括：

网络服务器，用于对接收到的上行数据帧进行验证，将验证通过的上行数据帧加密后发送至应用服务器；

所述应用服务器，用于解密所述验证通过的上行数据帧，并将解密后的所述验证通过的上行数据帧发送至用户服务器；

所述用户服务器，用于接收并储存所述解密后的验证通过的上行数据帧。

优选的，所述用户服务器还用于将接收到的所述解密后的验证通过的上行数据帧发送到业务平台，所述业务平台根据所述上行数据帧向所述用户服务器反馈下行数据帧，所述用户服务器将接收到的所述下行数据帧发送至所述应用服务器；

所述应用服务器，还用于接收所述用户服务器发送的所述下行数据帧，并对所述下行数据帧进行加密，将加密后的下行数据帧发送至所述网络服务器；

所述网络服务器，还用于接收所述应用服务器发送的所述加密后的下行数据帧，并将所述加密后的下行数据帧发送至所述通信基站。

优选的，若所述无线测温终端通过无线下载OTA的方式加入到通信网络，则所述网络服务器，还用于为所述无线测温终端分配网络地址和网络密钥，并将所述无线测温终端的入网请求发送到所述应用服务器；

所述应用服务器，还用于处理所述入网请求，并为所述无线网络终端分配应用程序会话密钥。

优选的，所述网络服务器，用于计算所述上行数据帧的最大信息系数MIC值，并通过所述MIC值对所述上行数据帧进行验证，若所述上行数据帧的MIC值与预设的最低有效字节相同，且与所述上行数据帧相对应的无线测温终端的所述网络密钥验证正确，则所述上行数据帧通过验证，将所述上行数据帧加密后发送至所述应用服务器；

若所述上行数据帧的MIC值与预设的最低有效字节不相同，但与所述上行数据帧相对应的无线测温终端的所述网络密钥验证正确，则所述上行数据帧未通过验证，所述网络服务器进行告警；

若所述上行数据帧的MIC值与预设的最低有效字节不相同，且与所述上行数据帧相对应的无线测温终端的所述网络密钥验证不正确，则所述上行数据帧未通过验证，所述网络服务器通过所述通信基站向所述上行数据帧相对应的无线测温终端发送重新传输所述上行数据帧的指令。

优选的，所述网络服务器，还用于管理无线测温终端的第一信息，所述第一信息包括所述无线测温终端的设备标识码、管理所述无线测温终端的应用程序的标识码、所述上行数据帧的序列号及所述下行数据帧的序列号；

所述应用服务器，还用于管理无线测温终端的第二信息，所述第二信息包括所述无线测温终端的设备标识码、管理所述无线测温终端的应用程序的标识码及所述无线测温终端的应用程序会话密钥。

经由上述技术方案可知，本发明公开了一种无线测温系统，包括无线测温终端，用于采集测温点的温度数据，并对所述温度数据进行处理，获得上行数据帧，并将所述上行数据帧发送到所述通信基站；通信基站，采用星型网络结构与所述无线测温终端连接，用于接收所述上行数据帧，并将所述上行数据帧发送到所述远程管理服务器；远程管理服务器，用于接收并管理所述上行数据帧。该无线测温系统中的无线测温终端和所述基站之间通过低功耗广域无线网络进行通信，相比于现有技术中采用ZigBee通信的无线测温系统能够更准确、稳定、可靠的完成在线测温工作，并且不需要安装通信中继设备，降低了设备成本。

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，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例公开的一种无线测温系统的结构示意图；

图2为本发明实施例公开的FH-OFDM技术的基带系统模型框图；

图3为本发明实施例公开的无线测温终端的结构示意图；

图4为本发明实施例公开的远程管理服务器的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

由背景技术可知，目前市场上的变电站电力设备无线测温系统通常采用ZigBee+GPRS/3G或ZigBee+485通信的网络结构，由于ZigBee无线信号通信能力弱，穿透性不强，在变电站的中置开关柜和电容室等密闭环境下，需要在中置开关柜内或电容器室内部署通信中继设备，才能实现有效的信号传输，但添加的中继设备也提高了设备成本。此外，由于ZigBee无线通信采用的多跳组网技术，大规模的布置网络节点导致网络结构复杂，信息传输跳数多，各节点之间的交互易受多种因素影响，且很难把控这些影响因素，从而导致无线测温系统准确性和可靠性很低，为故障的定位排查造成了困难。

因此，本发明提供了一种无线测温系统，可以解决现有技术中由于采用ZigBee无线通信造成的无线测温系统可靠性较低的问题，能够在不提高成本的前提下，准确、稳定、可靠的完成在线测温工作。

如图1所示，为本发明实施例公开的一种无线测温系统的结构示意图，该无线测温系统包括：设置于测温点的无线测温终端101，通信基站102及远程管理服务器103，所述无线测温终端101和所述通信基站102之间通过低功耗广域无线网络(Low-PowerWide-Area，LPWA)进行通信。

低功耗广域无线网络是一种新型的长距离低功耗无线技术，专为低带宽、低功耗、远距离、大量连接的物联网而设计。低功耗广域无线网络具有覆盖广、连接多、速率低、成本低、功耗少等特点，能够支持大规模组网，在测距和定位等方面具有十分突出的表现。

无线测温终端101，用于采集测温点的温度数据，并对所述温度数据进行处理，获得上行数据帧，并将所述上行数据帧发送到所述通信基站102。

通信基站102，采用星型网络结构与所述无线测温终端101连接，用于接收所述上行数据帧，并将所述上行数据帧发送到所述远程管理服务器103。

远程管理服务器103，用于接收并管理所述上行数据帧。

本发明实施例公开了一种无线测温系统，包括无线测温终端101，用于采集测温点的温度数据，并对所述温度数据进行处理，获得上行数据帧，并将所述上行数据帧发送到所述通信基站102；通信基站102，采用星型网络结构与所述无线测温终端101连接，用于接收所述上行数据帧，并将所述上行数据帧发送到所述远程管理服务器103；远程管理服务器103，用于接收并管理所述上行数据帧。该无线测温系统中的无线测温终端101和通信基站102之间通过低功耗广域无线网络进行通信，相比于现有技术中采用ZigBee通信技术的无线测温系统能够更准确、稳定、可靠的完成在线测温工作，并且不需要安装通信中继设备，降低了设备成本。

可选的，所述采用星型网络结构与所述无线测温终端101连接的通信基站102，用于基于所述星型网络结构，通过啁啾扩频技术(Chirp Spread Spectrum，CSS)和跳频正交频分复用技术(Frequency-Hopping Orthogonal Frequency Division Multiplexing，FH-OFDM)实现所述无线测温终端101与所述通信基站102之间的低功耗广域无线网络LPWA通信。

其中，CSS扩频技术除了具有传统扩频技术抗衰落能力强，抗截获能力强，处理增益大等优点，还具有功率谱密度低，抗频偏能力强，传输距离远，系统功耗低等优点。这些优点使得CSS扩频技术能够满足在变电站的中置开关柜和电容室等密闭环境下所需的信号发射功耗低、通信传输可靠性和稳定性好、抗干扰能力强、电池供电持续时间长等要求。

此外，本方案采用的CSS扩频技术，不仅具有非常好的抗干扰、抗噪声能力，还能够灵活的进行多地址复用，非常适合在变电站等电力环境中进行通信。CSS扩频技术由于其自身独有的脉冲压缩特性，能够有效的将传统的幅度调制、频率调制和相位调制结合到一起，形成了一种高效的多维度多地址技术(Multiple Dimensional Multiple Access，MDMA)，能够以更低的功耗进行更有效的信息传递，不但能充分利用珍贵的频谱资源，还能够满足低速无线个域网对功耗的要求。同时，由于啁啾信号的产生和匹配处理主要是通过声表面波滤波器(Surface Acoustic Wave，SAW)来完成，且声波的传播速度只有电磁波传播速度的十万分之一，所以在声表面波滤波器上很容易进行信号采样和信号处理，这也很大程度降低了无线测温系统物理层的复杂度和功率消耗。这些因素使得CSS扩频技术十分符合中低功率广域无线网的通信要求，这也是本发明选择CSS扩频技术的原因。

此外，本发明还应用了FH-OFDM通信技术，所述FH-OFDM通信技术是在OFDM系统的基础上引入跳频技术，实现子载波跳频通信。

OFDM通信技术作为一种多载波调制技术，将数据流通过串并变换，分配到多个正交的子载波上进行传输，极大地提高了系统的频谱利用率。本发明利用OFDM通信技术的多载波特性，结合跳频技术，从OFDM通信技术的子载波中按照跳频图案动态地选择一个或多个子载波用于传输数据，从而实现跳频通信。

如图2所示，为FH-OFDM通信技术的基带系统模型框图，以OFDM系统为基础，在发送端串并变换前增加逆跳频映射模块，在接收端并串变换后增加逆跳频映射模块，形成新的FH-OFDM系统。所述跳频映射模块为跳频数据存储器，其存储单元个数等于OFDM系统中的子载波个数，主要功能是产生跳频信号。逆跳频映射模块同样是一个跳频数据存储器，其存储单元个数也等于OFDM系统的子载波个数，它的主要功能是解析跳频信号。

FH-OFDM系统与传统跳频系统相比，结合了OFDM通信技术的优势，通过子载波频点的跳变来实现跳频通信，由于快速离散傅里叶变换(Fast Fourier Transformation，FFT)的引入，使得OFDM系统可以数字化，使得基于OFDM的跳频通信系统也可实现数字化，并且FH-OFDM系统利用跳频图案将发送数据承载到不同的子载波上进行传输，省去了传统跳频通信系统的频率合成器和滤波器组，因而无线测温系统的结构简单，易于实现。

其次，相对于传统跳频通信系统，FH-OFDM系统只需要增加快速离散傅里叶逆变换(Inverse Fast Fourier Transform，IFFT)或快速离散傅里叶变换(Fast FourierTransformation，FFT)单元的计算点数就能实现FH-OFDM系统跳频点数的增加，因此能够很方便地通过增加跳频点数来提高FH-OFDM系统的处理增益，从而提高FH-OFDM系统抗干扰能力。同时，由于FH-OFDM是在OFDM系统的基础上实现的跳频通信，因而和OFDM系统一样，同样具较高的频谱利用率和较强的抗衰落能力。

此外，当跳频图案每跳所选择的子载波个数小于FH-OFDM系统中的子载波个数时，可以在其它未被选中的子载波上传输一些无用的信号，以增强信号的隐蔽性。由于子载波的正交性，这些无用的信号并不会对有用信号产生干扰。

如图3所示，为本发明实施例公开的无线测温终端101的结构示意图，基于上述本发明实施例公开的无线测温系统，所述无线测温终端101，包括：

温度传感器301，用于将采集到的温度数据转化为电信号发送给MCU处理器302。

具体的，所述温度传感器301采用高精度低功耗温度传感器，测温分辨率为0.1℃，测温精度为0.5℃。

与所述温度传感器301相连的所述MCU处理器302，用于接收所述电信号并将所述电信号转化为上行数据帧，将所述上行数据帧发送到通信模块303。

具体的，所述MCU处理器302采用低功耗处理器，能够实现数据采集、信息收发、配置调控和电源管理等功能。

与所述MCU处理器302相连的所述通信模块303，用于接收所述上行数据帧，并将所述上行数据帧发送到所述通信基站102。

具体的，所述通信模块303为低功耗半双工小功率无线数据传输模块，嵌入高速低功耗单片机和高性能扩频芯片和射频芯片，能够进行高效的扩频通信，同时具有优秀的抗干扰性。

需要说明的是，所述通信模块303使用高性能扩频芯片能够大幅度提高灵敏度，最高灵敏度可达135dBm，这使通信模块303在低功耗下也可大幅延长传输距离，因此不需要增加中继装置或其他复杂的通信基础设施，从而降低设备成本。

此外，所述通信模块303具有多个可选通信频道，且支持在线修改串口速率、收发频率、发射功率、射频速率等多种参数。

与所述温度传感器301、所述MCU处理器302及所述通信模块303相连的电源模块304，用于为所述温度传感器301、所述MCU处理器302及所述通信模块303供电。

无线测温终端101实现了应用现场的前端数据采集，数据预处理，以及信息无线收发等功能，由于本身尺寸较小，能够满足电力系统应用场景下的安全距离要求且便于安装。同时采用低功耗设计，可以使用电池进行供电，能够长期、稳定的进行在线测温工作。

可选的，所述通信基站102，还用于根据网络通信信号的强弱调整与所述无线测温终端101之间的数据传输速率。

需要说明的是，所述通信基站102能够进行大容量的无线测温终端管理，并具有自适应通信速率调节，多信道通信管理等功能。

具体的，所述通信基站102通过自适应通信速率调节功能实现大容量的无线测温终端管理，所述自适应通信速率调节(Adaptive Data Rate，ADR)是根据通信信号的强弱，自动调节通信基站102与无线测温终端101之间的通信速率。当某无线测温终端距离通信基站102较近时，通信信号强，通信基站102提高与该无线测温终端之间的通信速率；当某无线测温终端距离通信基站102较远时，通信信号弱，通信基站102降低与该无线测温终端的通信速率。自适应通信速率调节功能能够保证通信信号成功率、降低通信信号的带宽占用率，降低通信信号占空时间，为其他无线测温终端留下更多带宽，增加了单个基站管理无线测温终端的数量，同时也增加了无线测温系统中无线测温终端的容量。并且通信速率变高，还可降低通信时间，增加无线测温终端101的休眠时间，降低无线测温终端101的能耗，延长无线测温终端101的使用寿命。

如图4所示，为本发明实施例公开的远程管理服务器103的结构示意图，基于上述本发明实施例公开的无线测温系统，所述远程管理服务器103，包括：

网络服务器401，用于对接收到的上行数据帧进行验证，将验证通过的上行数据帧加密后发送至应用服务器402。

应用服务器402，用于解密所述验证通过的上行数据帧，并将解密后的所述验证通过的上行数据帧发送至用户服务器403。

用户服务器403，用于接收并储存所述解密后的验证通过的上行数据帧。

需要说明的是，所述网络服务器401、所述应用服务器402及所述用户服务均可独立部署，且可通过控制台作为客户端来配置上述服务器。

可选的，所述用户服务器403还用于将接收到的所述解密后的验证通过的上行数据帧发送到业务平台，所述业务平台根据所述上行数据帧向所述用户服务器403反馈下行数据帧，所述用户服务器403将接收到的所述下行数据帧发送至所述应用服务器402。

其中，所述业务平台用于对所述上行数据帧进行分析处理，并对处理结果进行展示，电力系统运行维护人员可以根据展示的处理结果在业务平台进行相关操作，业务平台根据运行维护人员输入的内容生成下行数据帧，反馈到用户服务器403。所述业务平台还用于处理网络服务器401的告警信息。

相应的，所述应用服务器402，还用于接收所述用户服务器403发送的所述下行数据帧，并对所述下行数据帧进行加密，将加密后的下行数据帧发送至所述网络服务器401。

相应的，所述网络服务器401，还用于接收所述应用服务器402发送的所述加密后的下行数据帧，并将所述加密后的下行数据帧发送至所述通信基站102。

需要说明的是，所述下行数据帧包含一个或多个无线测温终端的网络地址、配置参数及控制命令，所述配置参数包括无线测温终端发送上行数据帧的周期及格式等，所述控制命令包括查询无线测温终端采集的数据信息、唤醒休眠中的无线测温终端及使无线测温终端进入休眠状态等。

此外，所述通信基站102根据所述无线测温终端的网络地址将接收到的所述下行数据帧发送到相应的无线测温终端。

可选的，若所述无线测温终端101通过无线下载(Over-The-AirTechnology，OTA)的方式加入到通信网络，则所述网络服务器401，还用于为所述无线测温终端101分配网络地址和网络密钥，并将所述无线测温终端101的入网请求发送到所述应用服务器402。

相应的，所述应用服务器402，还用于处理所述入网请求，并为所述无线网络终端分配应用程序会话密钥(App Session)。

可选的，所述网络服务器401，用于计算所述上行数据帧的最大信息系数(Maximalinformation coefficient，MIC)值，并通过所述MIC值对所述上行数据帧进行验证，若所述上行数据帧的MIC值与预设的最低有效字节相同，且与所述上行数据帧相对应的无线测温终端的所述网络密钥验证正确，则所述上行数据帧通过验证，将所述上行数据帧加密后发送至所述应用服务器402。

若所述上行数据帧的MIC值与预设的最低有效字节不相同，但与所述上行数据帧相对应的无线测温终端的所述网络密钥验证正确，则所述上行数据帧未通过验证，所述网络服务器401进行告警。

若所述上行数据帧的MIC值与预设的最低有效字节不相同，且与所述上行数据帧相对应的无线测温终端的所述网络密钥验证不正确，则所述上行数据帧未通过验证，所述网络服务器401通过所述通信基站102向所述上行数据帧相对应的无线测温终端发送重新传输所述上行数据帧的指令。

具体的，所述最大信息系数MIC值的计算，采用AES128标准加密算法中的高级加密标准-基于密钥的消息认证码(Advanced Encryption Standard Cipher-based MessageAuthentication Code，AES-CMAC)算法，将无线测温终端的网络密钥与无线测温终端发送的上行数据帧进行加密计算，最终得到所述上行数据帧的最大信息系数MIC值。其中，MIC值是AES-CMAC计算得到的最低有效字节，且AES-CMAC计算中本身存在原有的最低有效字节。如果计算得到所述上行数据帧的最大信息系数MIC值，与原有的最低有效字节不一致，但该无线测温终端的网络密钥验证正确时，则该无线测温终端发送的上行数据帧不正确，验证不通过，此时网络服务器401告警；如果计算得到所述上行数据帧的最大信息系数MIC值，与该原有的最低有效字节不一致，且该无线测温终端的网络密钥验证不正确时，则该无线测温终端发送的上行数据帧不合法，验证不通过，此时所述网络服务器401通过所述通信基站102向所述上行数据帧相对应的无线测温终端发送重新传输所述上行数据帧的指令。

需要说明的是，所述AES128标准是高级加密标准(Advanced EncryptionStandard，AES)中的一种，还具有AES192和AES256等多种标准。

可选的，所述网络服务器401，还用于管理无线测温终端101的第一信息，所述第一信息包括所述无线测温终端101的设备标识码、管理所述无线测温终端101的应用程序的标识码、所述上行数据帧的序列号及所述下行数据帧的序列号。

具体的，所述网络服务器401管理无线测温终端的第一信息包括：注册、存储、删除无线测温终端的第一信息。也就是说，无线测温终端有可能会发生移动、新增或失效等情况，即可能有新的无线测温终端加入到无线测温系统之中，也可能有原有的该网络服务器401管理的某无线测温终端脱离无线测温系统，这时，网络服务器401负责以上对无线测温终端第一信息变化的管理。

需要说明的是，所述无线测温终端的设备标识码是由生产厂家定制的产品全球唯一标识码(Extended Unique Identifier，EUI)，EUI由电气和电子工程师协会(Instituteof Electrical and Electronics Engineers，IEEE)定义，包括24位长度的公司ID和40位的扩展ID。所述管理所述无线测温终端的应用程序的标识码是由用户定制、且能够体现出所述无线测温终端归属哪一个应用程序管理的标识码，同样以ID号的形式展现，主要用于识别无线测温终端的应用类型，便于无线测温系统对无线测温终端采集的数据进行快速区分及后续处理。

所述序列号是记录无线测温终端101发送的上行数据帧的序号，例如，某无线测温终端101经由通信基站102向网络服务器401第一次发送的上行数据帧，其序列号是1，第二次发送上行数据帧的序列号就是2，以此类推，第N次发送上行数据帧的序列号就是N。所述序列号的作用是当无线测温终端101某一次发送的上行数据帧没有被网络服务器401接收到时，网络服务器401能够依据缺少的序列号发现数据丢包。例如，网络服务器401接收到某无线测温终端发送的上行数据帧的序列号为1、2、4，则表明该无线测温终端第三次发送的上行数据帧丢失了，网络服务器401判断出上行数据帧丢失后，判断该上行数据帧的重要性高低，若该上行数据帧重要性较高，则网络服务器401通过通信基站102向所述上行数据帧相对应的无线测温终端发送重新传输所述上行数据帧的指令；若该上行数据帧重要性较低，则网络服务器401可以忽略该次传输丢失的上行数据帧。

相应的，所述应用服务器402，还用于管理无线测温终端101的第二信息，所述第二信息包括所述无线测温终端101的设备标识码、管理所述无线测温终端101的应用程序的标识码及所述无线测温终端101的应用程序会话密钥(App Session)。

综上所述，本发明公开了一种无线测温系统，包括无线测温终端101，所述无线测温终端101包括温度传感器301、MCU处理器302、通信模块303和电源模块304，用于采集测温点的温度数据，并对所述温度数据进行处理，获得上行数据帧，并将所述上行数据帧发送到所述通信基站102；通信基站102，采用星型网络结构与所述无线测温终端101连接，用于接收所述上行数据帧，并将所述上行数据帧发送到所述远程管理服务器103；远程管理服务器103，包括网络服务器401、应用服务器402和用户服务器403，用于接收并管理所述上行数据帧。该无线测温系统中的无线测温终端101和所述通信基站102之间通过低功耗广域无线网络进行通信，相比于现有技术中采用ZigBee通信技术的无线测温系统能够更准确、稳定、可靠的完成在线测温工作，并且不需要安装通信中继设备，降低了设备成本。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，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“包括一个……”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。

以上所述仅是本申请的具体实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本申请的保护范围。

Claims (9)

1.一种无线测温系统，其特征在于，包括：设置于测温点的无线测温终端，通信基站及远程管理服务器，所述无线测温终端和所述基站之间通过低功耗广域无线网络LPWA进行通信；

所述无线测温终端，用于采集测温点的温度数据，并对所述温度数据进行处理，获得上行数据帧，并将所述上行数据帧发送到所述通信基站；

所述通信基站，采用星型网络结构与所述无线测温终端连接，用于接收所述上行数据帧，并将所述上行数据帧发送到所述远程管理服务器；

所述远程管理服务器，用于接收并管理所述上行数据帧。

2.根据权利要求1所述的无线测温系统，其特征在于，所述无线测温终端，包括：

温度传感器，用于将采集到的温度数据转化为电信号发送给MCU处理器；

与所述温度传感器相连的所述MCU处理器，用于接收所述电信号并将所述电信号转化为上行数据帧，将所述上行数据帧发送到通信模块；

与所述MCU处理器相连的所述通信模块，用于接收所述上行数据帧，并将所述上行数据帧发送到所述通信基站；

与所述温度传感器、所述MCU处理器及所述通信模块相连的电源模块，用于为所述温度传感器、所述MCU处理器及所述通信模块供电。

3.根据权利要求1所述的无线测温系统，其特征在于，所述采用星型网络结构与所述无线测温终端连接的通信基站，用于基于所述星型网络结构，通过啁啾扩频技术CSS和跳频正交频分复用技术FH-OFDM实现所述无线测温终端与所述通信基站之间的低功耗广域无线网络LPWA通信，接收所述上行数据帧，并将所述上行数据帧发送到所述远程管理服务器。

4.根据权利要求1所述的无线测温系统，其特征在于，所述通信基站，还用于根据网络通信信号的强弱调整与所述无线测温终端之间的数据传输速率。

5.根据权利要求1所述的无线测温系统，其特征在于，所述远程管理服务器，包括：

网络服务器，用于对接收到的上行数据帧进行验证，将验证通过的上行数据帧加密后发送至应用服务器；

所述应用服务器，用于解密所述验证通过的上行数据帧，并将解密后的所述验证通过的上行数据帧发送至用户服务器；

所述用户服务器，用于接收并储存所述解密后的验证通过的上行数据帧。

6.根据权利要求5所述的无线测温系统，其特征在于，所述用户服务器还用于将接收到的所述解密后的验证通过的上行数据帧发送到业务平台，所述业务平台根据所述上行数据帧向所述用户服务器反馈下行数据帧，所述用户服务器将接收到的所述下行数据帧发送至所述应用服务器；

所述应用服务器，还用于接收所述用户服务器发送的所述下行数据帧，并对所述下行数据帧进行加密，将加密后的下行数据帧发送至所述网络服务器；

所述网络服务器，还用于接收所述应用服务器发送的所述加密后的下行数据帧，并将所述加密后的下行数据帧发送至所述通信基站。

7.根据权利要求6所述的无线测温系统，其特征在于，若所述无线测温终端通过无线下载OTA的方式加入到通信网络，则所述网络服务器，还用于为所述无线测温终端分配网络地址和网络密钥，并将所述无线测温终端的入网请求发送到所述应用服务器；

所述应用服务器，还用于处理所述入网请求，并为所述无线网络终端分配应用程序会话密钥。

8.根据权利要求7所述的无线测温系统，其特征在于，所述网络服务器，用于计算所述上行数据帧的最大信息系数MIC值，并通过所述MIC值对所述上行数据帧进行验证，若所述上行数据帧的MIC值与预设的最低有效字节相同，且与所述上行数据帧相对应的无线测温终端的所述网络密钥验证正确，则所述上行数据帧通过验证，将所述上行数据帧加密后发送至所述应用服务器；

若所述上行数据帧的MIC值与预设的最低有效字节不相同，但与所述上行数据帧相对应的无线测温终端的所述网络密钥验证正确，则所述上行数据帧未通过验证，所述网络服务器进行告警；

若所述上行数据帧的MIC值与预设的最低有效字节不相同，且与所述上行数据帧相对应的无线测温终端的所述网络密钥验证不正确，则所述上行数据帧未通过验证，所述网络服务器通过所述通信基站向所述上行数据帧相对应的无线测温终端发送重新传输所述上行数据帧的指令。

9.根据权利要求7所述的无线测温系统，其特征在于，所述网络服务器，还用于管理无线测温终端的第一信息，所述第一信息包括所述无线测温终端的设备标识码、管理所述无线测温终端的应用程序的标识码、所述上行数据帧的序列号及所述下行数据帧的序列号；

所述应用服务器，还用于管理无线测温终端的第二信息，所述第二信息包括所述无线测温终端的设备标识码、管理所述无线测温终端的应用程序的标识码及所述无线测温终端的应用程序会话密钥。