CN111145526A - 一种抄表设备的通信系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种抄表设备的通信系统及方法，通信系统包括主抄表设备、电源模块以及至少一个从抄表设备，所述电源模块以及所述至少一个从抄表设备均与所述主抄表设备连接，所述主抄表设备与所述从抄表设备通过第一通信方式通信；所述主抄表设备通过第二通信方式与外接设备通信。通过上述的结构，在从抄表设备采集了抄表数据之后，可以通过第一通信方式将抄表数据传输至主抄表设备，主抄表设备可以通过第二通信方式将自身采集的抄表数据以及从抄表设备发送的抄表数据上传至外接设备，所有抄表设备采集的抄表数据统一上传，进而使用一个无线通信模块上传至外接设备即可，减少了无线通信模块的数量，提高了无线通信模块的利用率。

Description

一种抄表设备的通信系统及方法

技术领域

本发明涉及通信领域，更具体的说，涉及一种抄表设备的通信系统及方法。

背景技术

抄表设备，如抄表机器人是用于读取计量设备中的数据的设备。

抄表设备采集计量设备的数据之后，需要上传至云服务器，进而为每一抄表设备均配置一无线通信模块，抄表设备通过该无线通信模块将采集的数据上传至云服务器，进而在抄表设备数量较多时，需要较多的无线通信模块，会造成资源浪费，设备利用率降低。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种抄表设备的通信系统及方法，以解决目前一个抄表设备采用一个无线通信模块通信，进而在抄表设备数量较多时，需要较多的无线通信模块，会造成资源浪费，设备利用率降低的问题。

为解决上述技术问题，本发明采用了如下技术方案：

一种抄表设备的通信系统，包括：

主抄表设备、电源模块以及至少一个从抄表设备，所述电源模块以及所述至少一个从抄表设备均与所述主抄表设备连接；所述从抄表设备分别与对应的计量设备连接；

所述主抄表设备与所述从抄表设备通过第一通信方式通信；所述主抄表设备通过第二通信方式与外接设备通信。

可选地，所述主抄表设备为多个抄表设备中的指定抄表设备；所述多个抄表设备中除所述主抄表设备之外的其余抄表设备作为所述从抄表设备。

可选地，所述第一通信方式包括蓝牙；所述第二通信方式包括2G通信方式和/或窄带物联网NB-IOT通信方式。

可选地，所述电源模块包括：

电源单元、控制单元以及开关；

所述电源单元通过所述开关与所述主抄表设备以及所述从抄表设备连接；所述控制单元分别与所述开关以及所述主抄表设备连接；所述控制单元能够控制所述开关的通断。

可选地，所述开关包括绝缘栅双极型晶体管IGBT或场效应管MOS管。

可选地，所述控制单元与所述电源单元连接；所述控制单元包括时钟控制单元。

一种抄表设备的通信方法，应用于上述的抄表设备的通信系统中的主抄表设备，所述通信方法包括：

获取所述从抄表设备采集的对应的计量设备的图像数据；

将所述主抄表设备获取的图像数据上传至所述外接设备。

可选地，获取所述从抄表设备采集的对应的计量设备的图像数据，包括：

发送数据采集指令至所述从抄表设备，以使所述从抄表设备采集与所述从抄表设备对应的计量设备的图像数据；

在所述从抄表设备采集与所述从抄表设备对应的计量设备的图像数据之后，接收所述从抄表设备发送的图像数据；

判断所述图像数据是否成功接收，若否，则发送数据重传指令至所述从抄表设备，以使所述从抄表设备再次发送所述图像数据，直至所述图像数据成功接收时停止。

可选地，所述主抄表设备与对应的计量设备连接，则在所述将所述主抄表设备采集的图像数据以及获取的图像数据上传至所述外接设备之前，还包括：

采集与所述主抄表设备对应的计量设备的图像数据；

相应的，将所述主抄表设备采集的图像数据以及获取的图像数据上传至所述外接设备，包括：

将所述主抄表设备采集的图像数据以及获取的图像数据上传至所述外接设备。

可选地，将所述主抄表设备采集的图像数据以及获取的图像数据上传至所述外接设备，包括：

依次将所述主抄表设备采集的图像数据以及获取的图像数据上传至所述外接设备。

相较于现有技术，本发明具有以下有益效果：

本发明提供了一种抄表设备的通信系统及方法，通信系统包括主抄表设备、电源模块以及至少一个从抄表设备，所述电源模块以及所述至少一个从抄表设备均与所述主抄表设备连接，所述主抄表设备与所述从抄表设备通过第一通信方式通信；所述主抄表设备通过第二通信方式与外接设备通信。通过上述的结构，在从抄表设备采集了抄表数据之后，可以通过第一通信方式将抄表数据传输至主抄表设备，主抄表设备可以通过第二通信方式将自身采集的抄表数据以及从抄表设备发送的抄表数据上传至外接设备，所有抄表设备采集的抄表数据统一上传，进而使用一个无线通信模块上传至外接设备即可，减少了无线通信模块的数量，提高了无线通信模块的利用率。

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为本发明实施例提供的一种抄表设备的通信系统的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的另一种抄表设备的通信系统的结构示意图；

图3为本发明实施例提供的一种抄表设备的通信方法的方法流程图。

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。

抄表设备可以是抄表机器人、读表机等设备，是用于读取计量设备中的数据的设备。抄表设备可以是智能水表中的组成部分，也可以是加装在普通水表之外的部件，计量设备可以是水表等设备。

抄表设备在工作时，需要将采集的计量设备的图像数据，即抄表数据上传至外接设备，如云端服务器，此时每一抄表设备内部配置一无线通信模块，如2G通信模块或窄带物联网NB-IOT通信模块，抄表设备在采集完抄表数据之后，通过无线通信模块上传至外接设备，每一抄表设备均配置一无线通信模块，会导致使用的无线通信模块数量较多，使得无线通信模块的设备利用率较低。

为此，发明人经过研究发现，在小区的居民楼等场景，如在小区的居民楼中并排放置多个水表，每一计量设备上安装一抄表设备，进而多个抄表设备会放置在同一区域，则抄表设备可以共用一个无线通信模块来上传抄表数据。

具体的，本发明实施例提供了一种抄表设备的通信系统，该通信系统可以实现提高为抄表设备上传抄表数据服务的无线通信模块的利用率，以及减少无线通信模块的数量。

具体的，参照图1，抄表设备的通信系统可以包括：

主抄表设备12、电源模块11以及至少一个从抄表设备(21-2n)，所述电源模块11以及所述至少一个从抄表设备均与所述主抄表设备12连接；所述从抄表设备分别与对应的计量设备连接；

所述主抄表设备12与所述从抄表设备通过第一通信方式通信；所述主抄表设备12通过第二通信方式与外接设备通信。

在实际应用中，电源单元111的正极输出端与主、从抄表设备的正极输入端连接，电源单元111的负极输出端与主、从抄表设备的负极输入端连接。

具体的，实际应用场景中，抄表设备的数量为多个，在抄表设备为多个的情况下，由于本实施例中的主抄表设备12同时需要与从抄表设备通信以及需要将抄表数据上传至外接设备，所以对主抄表设备12的软件和硬件要求较高，则选择抄表设备中软件配置和硬件配置较高的一个指定抄表设备作为主抄表设备12。多个抄表设备中除主抄表设备12中的其余抄表设备作为从抄表设备，主抄表设备12和从抄表设备之间可以通信，如主抄表设备12发送数据采集指令至从抄表设备，以使从抄表设备采集与其连接的计量设备的图像，并传输给主抄表设备12。主、从抄表设备之间的相对距离较近，则可以采用蓝牙、NFC(NearField Communication，近距离无线通讯技术)、有线通信等方式进行通信，本发明对具体通信方式不做具体限定，只要是可以实现近距离通信的方式均在本发明实施例的保护范围之内。

另外，若多个抄表设备的软件配置和硬件配置均较高，都可以支持与从抄表设备通信以及需要将抄表数据上传至外接设备，则可以从多个抄表设备中随机选取一个抄表设备作为主抄表设备12。

所述第一通信方式包括蓝牙，也即主、从抄表设备可以通过蓝牙通信方式通信，此外，主、从抄表设备也可以通过NFC(Near Field Communication，近距离无线通讯技术)、有线通信等方式进行通信，本发明对具体通信方式不做具体限定，只要是可以实现近距离通信的方式均在本发明实施例的保护范围之内。

所述第二通信方式包括2G通信方式和/或窄带物联网NB-IOT通信方式。具体的，本实施例中的，主抄表设备12和外接设备之间可以双向通信，通信方式可以是2G通信方式和/或窄带物联网NB-IOT通信方式，2G通信和/或窄带物联网NB-IOT通信可以由运营商提供通信信号，在实际应用中，所述主抄表设备12包括主通信单元以及主控制器；所述主通信单元包括2G通信单元和/或窄带物联网NB-IOT通信单元；所述主控制器通过所述通信单元与外接设备通信。虽然主抄表设备12内部可以集成2G通信单元和窄带物联网NB-IOT通信单元中的一个或两个，在仅集成一个时，仅使用集成的那个通信单元通信，在同时集成了2G通信单元和窄带物联网NB-IOT通信单元时，可以依据2G通信单元和窄带物联网NB-IOT通信单元的通信信号，选择信号较强的一个通信单元通信。

在实际应用场景中，抄表设备在工作时需要电源单元为其供电，目前一个抄表设备采用一个电源单元供电，进而在抄表设备数量较多时，需要较多的电源单元，会造成资源浪费，设备利用率降低。发明人为了解决上述问题，经过研究发现，可以将多个抄表设备共用一个电源模块11，此时还提高电源模块11的资源利用率，更进一步，还可在电源模块11中设置一开关以及控制开关通断的控制单元，在抄表设备工作时，控制单元控制开关导通，电源模块11为抄表设备供电，在抄表设备不工作时，控制单元控制开关断开，电源模块11停止为抄表设备供电，以此来进一步提高电源模块11的利用率。

具体的，参照图2，所述电源模块11包括：

电源单元111、控制单元112以及开关113；

所述电源单元111通过所述开关113与所述主抄表设备12以及所述从抄表设备连接；所述控制单元112分别与所述开关113以及所述主抄表设备12连接；所述控制单元112能够控制所述开关113的通断。

在实际应用中，电源单元111的正极输出端与控制开关113的正极输入端连接，电源单元111的负极输出端与控制开关113的负极输入端连接，控制开关113的正极输出端与主抄表设备12的正极输入端连接，控制开关113的负极输出端连接与主抄表设备12的负极输入端连接。控制单元112的输出端与控制开关113的控制端连接。

本实施例中的电源单元111可以是电池，也可以是带有充电接口的设备，该设备的输出端可以与开关113连接，以为抄表设备供电，此外，该设备还具有充电端，在该设备的电量不足时，可以为该设备供电。

所述电源单元111通过所述开关113与所述多个抄表设备连接；所述控制单元112分别与所述开关113以及所述多个抄表设备中的主抄表设备12连接；所述控制单元112能够控制所述开关113的通断。在开关113导通时，抄表设备处于工作状态，在开关113断开时，抄表设备处于断电待机状态。

本实施例中的开关113可以是绝缘栅双极型晶体管IGBT或场效应管MOS管等，本发明对开关113具体实现方式不做具体限定，只要是可以通断的开关113均在本发明实施例的保护范围之内。

本实施例中的控制单元112可以与主抄表设备12通信，具体的，主抄表设备12可以将抄表参数发送至控制单元112，抄表参数可以包括抄表频率(一月一次)、抄表周期(一个月)和抄表时间(如12点、18点采集抄表数据)中的至少一种，则控制单元112就了解了抄表设备的抄表习惯。

在实际应用中，每一从抄表设备连接一计量设备，在一次抄表过程中，控制单元112控制开关113导通，主抄表设备12发送数据采集指令至所述从抄表设备，以使所述从抄表设备采集与所述从抄表设备对应的计量设备的图像数据。在发送数据采集指令时，可以依次发送至每一从抄表设备，也可以将数据采集指令同时发送至多个从抄表设备，对此不作限定。

在所述从抄表设备采集与所述从抄表设备对应的计量设备的图像数据之后，会通过上述的蓝牙通信等方式将采集的图像数据发送至主抄表设备12，主抄表设备12判断所述图像数据是否成功接收，若否，则发送数据重传指令至所述从抄表设备，以使所述从抄表设备再次发送所述图像数据，直至所述图像数据成功接收时停止。主抄表设备12成功接收了从抄表设备发送的图像数据之后，可以将从抄表设备发送的图像数据上传至外接设备。

除了上述从抄表设备连接一计量设备之外，主抄表设备12还连接一计量设备，主抄表设备12可以采集与所述主抄表设备12对应的计量设备的图像数据，然后将所述主抄表设备12采集的图像数据以及获取的从抄表设备采集的图像数据上传至所述外接设备，其中，外接设备可以是云服务器，在实际上传时，为了避免多个图像数据同时上传带来的网络拥堵的问题，可以依次上传图像数据。此外，在上传图像数据时，若外接设备未成功接收图像数据，此时也会执行上述的重传机制，再次发送未成功上传的图像数据，直至图像数据成功上传。本实施例中，所有抄表设备采集的抄表数据统一上传，进而使用一个无线通信模块上传至外接设备即可，减少了无线通信模块的数量，提高了无线通信单元的利用率。

在主抄表设备12上传图像数据完成之后，会发送断电指令至控制单元112，控制单元112控制开关113断开，此时电源单元111停止为抄表设备工作，则此时抄表设备处于未工作状态。然后，控制单元112开始计时，若到达下一次的数据采集时间，则控制开关113导通，此时电源单元111为抄表设备供电，抄表设备上电之后，以主、从抄表设备以蓝牙通信方式为例，则主、从抄表设备进行蓝牙之间的握手连接，蓝牙连接成功之后，则主抄表设备12发送上述的数据采集指令至从抄表设备，以再次执行上述的抄表流程。

需要说明的是，本实施例中，在控制单元112第一次上电时，控制单元112会控制开关113导通，以使主、从抄表设备建立蓝牙通信，并且主抄表设备会为每一从抄表设备配置一通信标识(如01、02等等)，后续主抄表设备可以通过该通信标识选择与哪一从抄表设备通信。此后，主抄表设备发送抄表参数至控制单元112，另外，抄表设备可以采集一次计量设备的图像数据，并在将图像数据上传至外接设备后，控制单元112按照上述的流程控制开关113关断。也可以不采集计量设备的图像数据，此时主抄表设备仅发送抄表参数至控制单元112，然后发送断电指令至控制单元112。

本实施例中的控制单元112可以实现计时功能，则控制单元112可以是具有计时功能和处理功能的处理器、单元机、时钟控制单元等。

控制单元112可以内部安装有电池，使用电池供电，控制单元112可以设置有充电端口，可以使用外接电源为控制单元112供电，此外，控制单元112还可与抄表设备共用该电源单元111，即电源单元111也与控制单元112连接。具体的，电源单元111的正极输出端与控制单元112的正极输入端连接，电源单元111的负极输出端与控制单元112的负极输入端连接，需要说明的是，在抄表设备工作时，控制单元112与主抄表设备12通信，在抄表设备不工作时，控制单元112计时，则一直需要控制单元112与电源单元111连接，即电源单元111持续为控制单元112供电。

本实施例中，电源单元111可以持续性为控制单元112供电，间歇性的为抄表设备供电，相比于持续性为多个抄表设备供电的方式，单独的一个控制单元112的电能消耗较少，则可以节省电能，实现低功耗供电。

在实际一个应用场景中，主、从抄表设备通过蓝牙通信，即主、从抄表设备内置有蓝牙模块，蓝牙模块的成本相比于2G通信单元和窄带物联网NB-IOT通信单元来说，成本较低，进而为每一抄表设备配置一蓝牙模块，在主抄表设备12配置一2G通信单元和/或窄带物联网NB-IOT通信单元的方式，与为每一抄表设备配置一2G通信单元或窄带物联网NB-IOT通信单元的方式来说，减少了成本。

另外，主抄表设备12集成了大量的功能元件，其耗能非常大，在待机状态下的待机电流是几百μA，而控制单元112在待机状态下只有几十微安，甚至更少，其待机电流仅是主抄表设备12的十分之一，消耗的电能也是主抄表设备12的十分之一左右，因此可大大提升电子设备的使用寿命，比如原先的电子设备只能用1年，而改进后的电子设备可以用5-6年。

本实施例中，通信系统包括主抄表设备12、电源模块11以及至少一个从抄表设备，所述电源模块11以及所述至少一个从抄表设备均与所述主抄表设备12连接，所述主抄表设备12与所述从抄表设备通过第一通信方式通信；所述主抄表设备12通过第二通信方式与外接设备通信。通过上述的结构，在从抄表设备采集了抄表数据之后，可以通过第一通信方式将抄表数据传输至主抄表设备12，主抄表设备12可以通过第二通信方式将自身采集的抄表数据以及从抄表设备发送的抄表数据上传至外接设备，所有抄表设备采集的抄表数据统一上传，进而使用一个无线通信模块上传至外接设备即可，减少了无线通信模块的数量，提高了无线通信模块的利用率。

可选地，在上述抄表设备的通信系统的实施例的基础上，本发明的另一实施例提供了一种抄表设备的通信方法，应用于上述的抄表设备的通信系统中的主抄表设备，参照图3，所述通信方法包括：

S11、获取所述从抄表设备采集的对应的计量设备的图像数据。

S12、将所述主抄表设备获取的图像数据上传至所述外接设备。

进一步，获取所述从抄表设备采集的对应的计量设备的图像数据，包括：

发送数据采集指令至所述从抄表设备，以使所述从抄表设备采集与所述从抄表设备对应的计量设备的图像数据；

在所述从抄表设备采集与所述从抄表设备对应的计量设备的图像数据之后，接收所述从抄表设备发送的图像数据；

判断所述图像数据是否成功接收，若否，则发送数据重传指令至所述从抄表设备，以使所述从抄表设备再次发送所述图像数据，直至所述图像数据成功接收时停止。

进一步，所述主抄表设备与对应的计量设备连接，则在所述将所述主抄表设备采集的图像数据以及获取的图像数据上传至所述外接设备之前，还包括：

采集与所述主抄表设备对应的计量设备的图像数据；

相应的，将所述主抄表设备采集的图像数据以及获取的图像数据上传至所述外接设备，包括：

将所述主抄表设备采集的图像数据以及获取的图像数据上传至所述外接设备。

进一步，将所述主抄表设备采集的图像数据以及获取的图像数据上传至所述外接设备，包括：

依次将所述主抄表设备采集的图像数据以及获取的图像数据上传至所述外接设备。

需要说明的是，本实施例中的控制单元的具体实现过程，请参照上述实施例中的相应说明，在此不再赘述。

本实施例中，在从抄表设备采集了抄表数据之后，可以通过第一通信方式将抄表数据传输至主抄表设备，主抄表设备可以通过第二通信方式将自身采集的抄表数据以及从抄表设备发送的抄表数据上传至外接设备，所有抄表设备采集的抄表数据统一上传，进而使用一个无线通信模块上传至外接设备即可，减少了无线通信模块的数量，提高了无线通信模块的利用率。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种抄表设备的通信系统，其特征在于，包括：

主抄表设备、电源模块以及至少一个从抄表设备，所述电源模块以及所述至少一个从抄表设备均与所述主抄表设备连接；所述从抄表设备分别与对应的计量设备连接；

所述主抄表设备与所述从抄表设备通过第一通信方式通信；所述主抄表设备通过第二通信方式与外接设备通信。

2.根据权利要求1所述的通信系统，其特征在于，所述主抄表设备为多个抄表设备中的指定抄表设备；所述多个抄表设备中除所述主抄表设备之外的其余抄表设备作为所述从抄表设备。

3.根据权利要求1所述的通信系统，其特征在于，所述第一通信方式包括蓝牙；所述第二通信方式包括2G通信方式和/或窄带物联网NB-IOT通信方式。

4.根据权利要求1所述的通信系统，其特征在于，所述电源模块包括：

电源单元、控制单元以及开关；

所述电源单元通过所述开关与所述主抄表设备以及所述从抄表设备连接；所述控制单元分别与所述开关以及所述主抄表设备连接；所述控制单元能够控制所述开关的通断。

5.根据权利要求4所述的通信系统，其特征在于，所述开关包括绝缘栅双极型晶体管IGBT或场效应管MOS管。

6.根据权利要求4所述的通信系统，其特征在于，所述控制单元与所述电源单元连接；所述控制单元包括时钟控制单元。

7.一种抄表设备的通信方法，其特征在于，应用于如权利要求1-6任一项所述的抄表设备的通信系统中的主抄表设备，所述通信方法包括：

获取所述从抄表设备采集的对应的计量设备的图像数据；

将所述主抄表设备获取的图像数据上传至所述外接设备。

8.根据权利要求7所述的通信方法，其特征在于，获取所述从抄表设备采集的对应的计量设备的图像数据，包括：

发送数据采集指令至所述从抄表设备，以使所述从抄表设备采集与所述从抄表设备对应的计量设备的图像数据；

在所述从抄表设备采集与所述从抄表设备对应的计量设备的图像数据之后，接收所述从抄表设备发送的图像数据；

判断所述图像数据是否成功接收，若否，则发送数据重传指令至所述从抄表设备，以使所述从抄表设备再次发送所述图像数据，直至所述图像数据成功接收时停止。

9.根据权利要求7所述的通信方法，其特征在于，所述主抄表设备与对应的计量设备连接，则在所述将所述主抄表设备采集的图像数据以及获取的图像数据上传至所述外接设备之前，还包括：

采集与所述主抄表设备对应的计量设备的图像数据；

相应的，将所述主抄表设备采集的图像数据以及获取的图像数据上传至所述外接设备，包括：

将所述主抄表设备采集的图像数据以及获取的图像数据上传至所述外接设备。

10.根据权利要求9所述的通信方法，其特征在于，将所述主抄表设备采集的图像数据以及获取的图像数据上传至所述外接设备，包括：

依次将所述主抄表设备采集的图像数据以及获取的图像数据上传至所述外接设备。

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