CN111586729B - 一种基于计量终端通信的三网信号检测方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于计量终端通信的三网信号检测方法及系统，用户启动检测按键进行信号检测；主控模块100检测到检测按键后控制通信检测模块200检测三网运营商信号强度并利用构建的决策模型调取三网运营商信号强度历史数据进行对比；决策模型分别计算当前检测三网运营商信号强度平均值和历史三网运营商信号强度平均值，利用计算结果对三网运营商信号质量进行排序，提供最优运营商信号决策；通信检测模块200将信号质量排序结果及最优运营商信号决策保存至存储模块300中；显示模块400读取存储模块300内的数据信息，提示用户采用最优运营商信号的SIM卡。本发明方法大幅度减轻了基层人员的工作负担，有效保障了电网发展的质量和效益。

Description

一种基于计量终端通信的三网信号检测方法及系统

技术领域

本发明涉及计量终端无线通信、双系统判断分析、上行通信模块检测分析的技术领域，尤其涉及一种基于计量终端通信的三网信号检测方法及系统。

背景技术

随着经济的发展，人们对计量终端无线通信信号检测的稳定性及通畅性提出了更高的要求，当前计量终端多应用的是数据网络、GPRS/CDMA等通信模式，信号检测，一是在电子技术领域对原始信号的传感、测量与数据采集，二是在通信领域，对所接收到的含干扰噪声的信号进行提取的过程；导致计量终端出现无线通信信号异常现象的原因有很多，最常见的原因是计量终端不能与主站进行有效连接，需要相关技术人员结合实际情况采取措施解决。

目前使用的采集终端，都是使用运营商4G/5G无线通信，将现场数据发送到后台主站，4G/5G无线通信经常遇到电信运营商信号覆盖率问题，而选择了错误的运营商通信网络，导致设备无法上线传送数据，造成数据完整率较低，从而影响到数据采集终端采集数据的成功率和可靠性。

发明内容

本部分的目的在于概述本发明的实施例的一些方面以及简要介绍一些较佳实施例。在本部分以及本申请的说明书摘要和发明名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和发明名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本发明的范围。

鉴于上述现有存在的问题，提出了本发明。

因此，本发明解决的技术问题是：检测三网信号准确选择信号最强的运营商、判断采用的SIM卡是否故障、检测计量终端通信是否异常。

为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：包括，用户启动检测按键进行信号检测；主控模块检测到所述检测按键后控制通信检测模块检测三网运营商信号强度并利用构建的决策模型调取所述三网运营商信号强度历史数据进行对比；所述决策模型分别计算当前检测三网运营商信号强度平均值和历史三网运营商信号强度平均值，利用计算结果对所述三网运营商信号质量进行排序，提供最优运营商信号决策；所述通信检测模块将信号质量排序结果及所述最优运营商信号决策保存至存储模块中；显示模块读取所述存储模块内的数据信息，提示所述用户采用所述最优运营商信号的SIM卡。

作为本发明所述的一种基于计量终端通信的三网信号检测方法的一种优选方案，其中：基于三网信号质量历史数据与用户选择最优运营商的双系统理论构建所述决策模型，包括，利用所述三网信号质量历史数据范围频率建立目标函数，

M_k＝wR_k+(1-w)J_k

R_k＝(L_k-L_mink)÷(L_maxk-L_mink)

J_k＝(Rank_k-1)÷(N-1)

其中，M_k：对所述三网信号质量历史数据的信号质量判断，R_k：范围函数，J_k：频率函数，k：总的信号指标数值，N：检测环境，Rank_k：所述三网信号质量历史数据在检测环境中的信号等级；将所述历史三网运营商信号强度平均值和所述当前检测三网运营商信号强度平均值作为决策因子添加到所述目标函数中；将影响信号检测的相关数据定义为错误率，代入所述目标函数中，形成所述决策模型，

D_k＝W₁R_k+W₂(Fit_k-P_i)+W₃

P_i∈{L_mink，L_maxk}

其中，P_i：目标运营商信号质量，{L_mink，L_maxk}：可供选择目标运营商信号的范围，R_k：可供选择三网运营商信号的范围函数，Fit_k：历史信号与当前检测信号最合适的平均值，D_k：决策判断，W₁：历史信号质量数据误差影响错误率，W₂：目标信号质量数据误差影响错误率，W₃：历史、目标信号质量数据检测环境误差影响错误率；所述决策模型基于参数信息输出所述最优运营商信号决策。

作为本发明所述的一种基于计量终端通信的三网信号检测方法的一种优选方案，其中：获得所述最优运营商信号决策后，所述主控模块周期性将检测到的移动设备的4G/5G信号信息上传到云端数据库，包括，所述通信检测模块检测到所述移动设备的所述4G/5G信号并利用所述决策模型得到所述最优运营商信号决策；将所述最优运营商信号决策上传到所述云端数据库内，所述用户利用所述移动设备的全局地图查看各处的4G/5G信号强度；根据传输的数据，所述云端数据库提供电力计量终端辅助策略。

作为本发明所述的一种基于计量终端通信的三网信号检测方法的一种优选方案，其中：所述通信检测模块检测的结果还包括，运营商信息、所述移动设备的所述4G/5G信号强度、地理位置、检测时间、基站信息。

作为本发明所述的一种基于计量终端通信的三网信号检测方法的一种优选方案，其中：判断对比最优运营商信号，具体包括，所述通信检测模块分别检测移动运营商、联通运营商、电信运营商的所述4G/5G信号强度并反馈至所述主控模块内；所述主控模块接收反馈的三网4G/5G信号数据，基于频域信号检测策略进行傅里叶转换，依次对所述移动运营商、所述联通运营商、所述电信运营商的通信信号质量进行由强到弱的排序；利用信号单位定义检测到的所述三网4G/5G信号数据的大小，若所述移动运营商信号满足-1dBm至-50dBm状态，则所述移动运营商信号极强；若所述联通运营商信号满足-50dBm至-75dBm状态，则所述联通运营商信号较强；若所述电信运营商信号满足-75dBm至-110dBm状态，则所述电信运营商信号较弱；所述主控模块监控述三网4G/5G信号数据检测结果，将所述移动运营商信号定义为所述最优运营商信号。

作为本发明所述的一种基于计量终端通信的三网信号检测方法的一种优选方案，其中：检测具体包括，所述通信检测模块利用内置检测指令分别登录移动、联通、电信的运营商网络；所述主控模块利用串口协议发送获取所述通信检测模块指令；所述通信检测模块接收指令，分别将登录注册在线指令、信号强度指令、地理位置指令、基站信息指令进行通信响应，形成通信数据；所述主控模块对比所述通信数据，判断信号强度大小。

作为本发明所述的一种基于计量终端通信的三网信号检测系统的一种优选方案，其中：包括，所述主控模块，用于接收所述用户按键启动信息、录入所述决策模型，控制所述通信检测模块进行信号检测，实时获取移动信号强度，通过存储的所述决策模型获得目标运营商信号决策，对比出最佳移动信号质量的运营商，并在信号地图数据查询界面查看所述信号地图，对所述运营商改进移动信号质量提供现场数据；所述通信检测模块与所述主控模块相连接，用于检测通信信号质量，提供4G、5G通信服务，其包括三网运营商的4G/5G全网通通信单元、计量终端通信检测单元及运营商SIM卡检测单元；所述存储模块连接于所述主控模块和所述通信检测模块，所述存储模块用于接收所述主控模块获取的移动信号信息并进行本地存储和云端存储；所述显示模块与所述主控模块相连，其用于显示开机时的三种检测单元功能选项以及检测完成后显示的所述检测结果。

作为本发明所述的一种基于计量终端通信的三网信号检测系统的一种优选方案，其中：还包括，电源模块，用于对所述主控模块、所述通信检测模块、所述存储模块、所述显示模块提供电源服务。

作为本发明所述的一种基于计量终端通信的三网信号检测系统的一种优选方案，其中：所述三种检测单元功能选项，包括，选择所述三网运营商的4G/5G全网通通信单元，周期性刷新三网运营商移动信号的信息，通过所述显示模块显示最优移动信号供应商；选择所述计量终端通信检测单元，提示所述用户插入电力公司专用计量终端对应的型号，开启检测并通过所述显示模块显示所述检测结果；选择所述运营商SIM卡检测单元，提示所述用户插入SIM卡，开启检测并通过所述显示模块显示所述检测结果。

作为本发明所述的一种基于计量终端通信的三网信号检测系统的一种优选方案，其中：具体包括，所述三网运营商的4G/5G全网通通信单元，用于检测4G/5G移动通信信号的信号质量、地理位置及4G/5G信号强度；所述计量终端通信检测单元，用于为所述计量终端提供4G/5G通信服务和电力大数据采集服务；所述运营商SIM卡检测单元，用于获取所述SIM卡的运营商信息、信号质量，判断所述SIM卡是否故障。

本发明的有益效果：本发明通过集成计量终端多种通信检测，针对于现场实施中的4G/5G通信检测，有效预防安装阶段后期出现通信信号不良的现象，快速寻找终端不上线的故障原因，减少现场运维次数，降低运维成本；同时存储在云端数据库为后期分析通信故障提供历史数据，且根据云服务器存储的地理位置信号强度能够判断出电信部门基站的规划情况，为电力通信部门统一规划提供参考；本发明方法大幅度减轻了基层人员的工作负担，电力部门及时准确的获取数据，保证了数据源的及时性、完整性、一致性，从而为电网公司的精益化管理提供技术支持，有效保障了电网发展的质量和效益。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例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性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。其中：

图1为本发明第一个实施例所述的一种基于计量终端通信的三网信号检测方法的流程示意图；

图2为本发明第一个实施例所述的一种基于计量终端通信的三网信号检测方法的三组检测单元整体检测流程示意图；

图3为本发明第一个实施例所述的一种基于计量终端通信的三网信号检测方法的三网运营商4G/5G信号检测示意图；

图4为本发明第一个实施例所述的一种基于计量终端通信的三网信号检测方法的计量终端通信检测示意图；

图5为本发明第一个实施例所述的一种基于计量终端通信的三网信号检测方法的三网运营商SIM卡检测示意图；

图6为本发明第一个实施例所述的一种基于计量终端通信的三网信号检测方法的信号强度指标示意图；

图7为本发明第二个实施例所述的一种基于计量终端通信的三网信号检测系统的模块结构分布示意图；

图8为本发明第二个实施例所述的一种基于计量终端通信的三网信号检测系统的模块结构又一种分布示意图；

图9为本发明第二个实施例所述的一种基于计量终端通信的三网信号检测系统的网络拓扑结构示意图。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合说明书附图对本发明的具体实施方式做详细的说明，显然所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通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，都应当属于本发明的保护的范围。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。

其次，此处所称的“一个实施例”或“实施例”是指可包含于本发明至少一个实现方式中的特定特征、结构或特性。在本说明书中不同地方出现的“在一个实施例中”并非均指同一个实施例，也不是单独的或选择性的与其他实施例互相排斥的实施例。

本发明结合示意图进行详细描述，在详述本发明实施例时，为便于说明，表示器件结构的剖面图会不依一般比例作局部放大，而且所述示意图只是示例，其在此不应限制本发明保护的范围。此外，在实际制作中应包含长度、宽度及深度的三维空间尺寸。

同时在本发明的描述中，需要说明的是，术语中的“上、下、内和外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一、第二或第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

本发明中除非另有明确的规定和限定，术语“安装、相连、连接”应做广义理解，例如：可以是固定连接、可拆卸连接或一体式连接；同样可以是机械连接、电连接或直接连接，也可以通过中间媒介间接相连，也可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例1

计量自动化终端已全面运用到电力行业营销及生产领域，其均采用的是我国三大运营商无线公网进行电能数据的传输，由于运营商基站建设量和稳定性问题导致基层人员在现场新建和改造时无法准确的进行营运商行业卡的选择和使用，即无法对现场运营商的信号进行识别判断，导致建设完成后计量终端无法正常或稳定上线；且前期运行正常的计量中观出现掉线故障后，计量终端运维人员在现场也无法准确及时的对终端通信故障进行判别和排除，需要更换计量终端通信配件进行排除，在相关配件不足的情况下还需要往返处理，耗费返工时长。

参照图1～图6，为发明的第一个实施例，该实施例提供了一种基于计量终端通信的三网信号检测方法，包括：

S1：用户启动检测按键进行信号检测。

S2：主控模块100检测到检测按键后控制通信检测模块200检测三网运营商信号强度并利用构建的决策模型调取三网运营商信号强度历史数据进行对比。其中需要说明的是，检测具体包括：

通信检测模块200利用内置检测指令分别登录移动、联通、电信的运营商网络；

主控模块100利用串口协议发送获取通信检测模块200指令；

通信检测模块200接收指令，分别将登录注册在线指令、信号强度指令、地理位置指令、基站信息指令进行通信响应，形成通信数据；

主控模块100对比通信数据，判断信号强度大小。

较佳的是，基于三网信号质量历史数据与用户选择最优运营商的双系统理论构建决策模型，包括：

采集三网(移动、联通、电信)信号质量历史数据和各区域选用运营商的择优率作为样本集，输入云端数据库进行存储；

利用三网信号质量历史数据范围频率建立目标函数，调取样本集进行训练测试，获得初步检测结果和影响因子，公式如下，

M_k＝wR_k+(1-w)J_k

R_k＝(L_k-L_mink)÷(L_maxk-L_mink)

J_k＝(Rank_k-1)÷(N-1)

其中，M_k：对三网信号质量历史数据的信号质量判断，R_k：范围函数，J_k：频率函数，k：总的信号指标数值，N：检测环境，Rank_k：三网信号质量历史数据在检测环境中的信号等级；

分别计算历史三网运营商信号强度平均值和当前检测三网运营商信号强度平均值并将其作为决策因子添加到目标函数中；

将影响信号检测的相关数据(影响因子)定义为错误率，代入目标函数中，形成决策模型，

D_k＝W₁R_k+W₂(Fit_k-P_i)+W₃

P_i∈{L_mink，L_maxk}

其中，P_i：目标运营商信号质量，{L_mink，L_maxk}：可供选择目标运营商信号的范围，R_k：可供选择三网运营商信号的范围函数，Fit_k：历史信号与当前检测信号最合适的平均值，D_k：决策判断，W₁：历史信号质量数据误差影响错误率，W₂：目标信号质量数据误差影响错误率，W₃：历史、目标信号质量数据检测环境误差影响错误率；

决策模型基于参数信息(决策因子、影响因子)输出最优运营商信号决策。

再进一步的是，获得最优运营商信号决策后，主控模块100周期性将检测到的移动设备的4G/5G信号信息上传到云端数据库，包括：

通信检测模块200检测到移动设备的4G/5G信号并利用决策模型得到最优运营商信号决策；

将最优运营商信号决策上传到云端数据库内，用户利用移动设备的全局地图查看各处的4G/5G信号强度；

根据传输的数据，云端数据库提供电力计量终端辅助策略。

S3：决策模型分别计算当前检测三网运营商信号强度平均值和历史三网运营商信号强度平均值，利用计算结果对三网运营商信号质量进行排序，提供最优运营商信号决策。本步骤需要说明的是，排序判断最优运营商信号，具体包括：

通信检测模块200分别检测移动运营商、联通运营商、电信运营商的4G/5G信号强度并反馈至主控模块100内；

主控模块100接收反馈的三网4G/5G信号数据，基于频域信号检测策略进行傅里叶转换，依次对移动运营商、联通运营商、电信运营商的通信信号质量进行由强到弱的排序；

利用信号单位定义检测到的三网4G/5G信号数据的大小，若移动运营商信号满足-1dBm至-50dBm状态，则移动运营商信号极强；

若联通运营商信号满足-50dBm至-75dBm状态，则联通运营商信号较强；

若电信运营商信号满足-75dBm至-110dBm状态，则电信运营商信号较弱；

主控模块100监控述三网4G/5G信号数据检测结果，将移动运营商信号定义为最优运营商信号。

S4：通信检测模块200将信号质量排序结果及最优运营商信号决策保存至存储模块300中。其中还需要说明的是，通信检测模块200检测的结果还包括：

运营商信息、移动设备的4G/5G信号强度、地理位置、检测时间、基站信息。

S5：显示模块400读取存储模块300内的数据信息，提示用户采用最优运营商信号的SIM卡。

参照图2、图4和图5，本实施例还需要说明的是，提供了一种计量终端通信故障检测方法和运营商SIM卡故障检测方法，包括以下步骤：

(1)基于本发明系统构建智能化检测设备且外部预留计量终端4G/5G模块和SIM卡槽；

(2)将通信异常的计量终端通信模块和SIM卡从电力计量终端拔出，分别插入计量终端4G/5G模块和SIM卡槽内进行故障检测；

(3)操作人员在触摸屏上选择计量终端通信模块检测功能和运营商SIM卡检测功能，开启检测；

(4)主控模块100周期性读取计量终端通信模块和运营商SIM卡的登录信息、移动信号信息、运营商信息；

(5)若检测的计量终端通信模块、运营商SIM卡内的某一检测功能信息因超过时间而没有登录成功，则标记该检测功能信息为异常状态，并将正常状态信息和异常状态信息分别显示在触摸屏中；

(6)操作人员根据显示的正常状态信息、异常状态信息判断故障结果并采取相应的解决措施。

通俗的说，电力计量终端利用下行通道采集电能表数据，再通过上行数据上传到电力公司云端，计量终端上行通道主要为4G/5G通信，因此4G/5G信号质量决定了数据采集的实时性和准确性，当电力计量终端施工人员在安装运营商SIM卡时，识别判断安装点移动、联通、电信哪家运营商的4G/5G信号是最优的，在安装阶段预防后期通信信号不良的弊端，保障计量终端数据的有效传输。

优选的，传统的计量自动化终端上行通信故障检测方法仅针对于上行通道进行动态数据监听，而无法对现场新建、改造时选择的运营商信号进行识别，导致建设完成后计量终端无法正常稳定上线，且前期运行正常的计量终端出现掉线故障后，维修人员在现场无法准确及时的对终端通信故障进行判别和排除，返工时长耗费较多，影响计量终端数据的有效传输；而本发明方法集成计量终端多种通信检测方法(三网信号检测、计量终端通信故障检测、运营商SIM卡故障检测)，在实施过程中，基于现场的4G/5G通信检测，在安装阶段预防后期通信信号不良的弊端，快速、准确寻找终端不上线的故障原因，减少现场运维次数、降低运维成本、降低运维人员的技能门槛，存储在云端的同时为后期分析通信故障提供历史数据，且根据云服务器存储的地理位置信号强度情况能够判断电信部门基站的规划情况，为电信和电力部门统一规划提供参考。

为了对本发明中采用的技术效果加以验证说明，本实施例选择以传统计量自动化终端上行通信故障检测方法与本发明方法进行对比测试，以科学论证的手段对比实验结果，以验证本发明方法所具有的真实效果；传统的计量自动化终端上行通信故障检测方法无法准确及时的识别判断现场新建、改造时选择的运营商信号和计量终端通信故障原因，为验证本发明方法相对于传统方法具有较高识别准确率、较快传输效率、较稳定运行性、较低运维成本、较多面化检测性，本实施例中将采用传统检测方法与本发明方法分别对某一基站改造时的运营商信号进行测试对比，测试结果如表1所示：

表1：信号检测对比表。

移动信号	传统检测方法/dBm	本发明方法/dBm
			移动运营商	-70～-76	-72
联通运营商	-71～-78	-75
			电信运营商	-74～-84	-82

优选的是，参照表1，传统的检测方法在检测三网信号时无法准确判定哪家的运营商信号质量比较好，且检测的信号强度范围是人工评判，具有一定的误差性，并且操作人员需要具有一定的经验才能接近预估值的准确范围，对操作人员的能力有一定限制性，而本发明方法能够直观、准确的识别通信质量较优的运营商，针对操作人员并不具有限制性，并预防后期通信信号不良的弊端。

实施例2

参照图7、图8和图9，为本发明的第二个实施例，该实施例不同于第一个实施例的是，提供了一种基于计量终端通信的三网信号检测系统，包括：

主控模块100，用于接收用户按键启动信息、录入决策模型，控制通信检测模块200进行信号检测，实时获取移动信号强度，通过存储的决策模型获得目标运营商信号决策，对比出最佳移动信号质量的运营商，并在信号地图数据查询界面查看信号地图，对运营商改进移动信号质量提供现场数据。

通信检测模块200与主控模块100相连接，用于检测通信信号质量，提供4G、5G通信服务，其包括三网运营商的4G/5G全网通通信单元201、计量终端通信检测单元202及运营商SIM卡检测单元203；三网运营商的4G/5G全网通通信单元201，用于检测4G/5G移动通信信号的信号质量、地理位置及4G/5G信号强度；计量终端通信检测单元202，用于为计量终端提供4G/5G通信服务和电力大数据采集服务；运营商SIM卡检测单元203，用于获取SIM卡的运营商信息、信号质量，判断SIM卡是否故障。

存储模块300连接于主控模块100和通信检测模块200，存储模块300用于接收主控模块100获取的移动信号信息并进行本地存储和云端存储，本地存储采用大容量FLASH、E2PROM、SD卡存储介质，云端存储适用于远程操作，采用电力公司私有云或公有云。

显示模块400与主控模块100相连，采用点阵液晶、彩屏、触摸屏显示、段码式液晶，其用于显示开机时的三种检测单元功能选项以及检测完成后显示的检测结果；选择三网运营商的4G/5G全网通通信单元201，周期性刷新三网运营商移动信号的信息，通过显示模块400显示最优移动信号供应商；选择计量终端通信检测单元202，提示用户插入电力公司专用计量终端对应的型号，开启检测并通过显示模块400显示检测结果；选择运营商SIM卡检测单元203，提示用户插入SIM卡，开启检测并通过显示模块400显示检测结果。

电源模块500，用于对主控模块100、通信检测模块200、存储模块300、显示模块400提供电源服务，采用锂电池和可充电电源。

参照图8，本实施例还需要说明的是，系统启动后，主控模块100实时获取移动设备的信号强度，并在显示模块400中显示三网(移动、联通、通信)运营商的信号质量和最优信号质量运营商，且主控模块100将结果数据(运营商信息、所述移动设备的所述4G/5G信号强度、地理位置、检测时间、基站信息)存储在存储模块300中，存储模块300同时进行本地存储和云端存储；若云端存储暂时无网络，则在信号强度较好时将本地存储的信息同步于云端数据进行存储，当用户检测到该地理位置的4G/5G信号强度后，通过后台程序标注在对应地理位置上，并每隔一段时间把本地的信号数据传递到云端数据库，主控模块100在信号地图数据查询界面查看信号地图，为运营商改进信号质量提供现场数据。

再进一步的是，通过智能终端设备采集整个电力系统的运行数据，对采集的电力大数据进行系统的处理和分析，使得电力部门及时准确的获取数据，保证了数据源的及时性、完整性、一致性，从而实现对电网的实时监控，且结合大数据分析与电力系统，本发明系统能够对电网运行进行诊断、优化和预测，为电网安全、可靠、经济、高效地运行提供保障。

应当认识到，本发明的实施例可以由计算机硬件、硬件和软件的组合、或者通过存储在非暂时性计算机可读存储器中的计算机指令来实现或实施。所述方法可以使用标准编程技术-包括配置有计算机程序的非暂时性计算机可读存储介质在计算机程序中实现，其中如此配置的存储介质使得计算机以特定和预定义的方式操作——根据在具体实施例中描述的方法和附图。每个程序可以以高级过程或面向对象的编程语言来实现以与计算机系统通信。然而，若需要，该程序可以以汇编或机器语言实现。在任何情况下，该语言可以是编译或解释的语言。此外，为此目的该程序能够在编程的专用集成电路上运行。

此外，可按任何合适的顺序来执行本文描述的过程的操作，除非本文另外指示或以其他方式明显地与上下文矛盾。本文描述的过程(或变型和/或其组合)可在配置有可执行指令的一个或多个计算机系统的控制下执行，并且可作为共同地在一个或多个处理器上执行的代码(例如，可执行指令、一个或多个计算机程序或一个或多个应用)、由硬件或其组合来实现。所述计算机程序包括可由一个或多个处理器执行的多个指令。

进一步，所述方法可以在可操作地连接至合适的任何类型的计算平台中实现，包括但不限于个人电脑、迷你计算机、主框架、工作站、网络或分布式计算环境、单独的或集成的计算机平台、或者与带电粒子工具或其它成像装置通信等等。本发明的各方面可以以存储在非暂时性存储介质或设备上的机器可读代码来实现，无论是可移动的还是集成至计算平台，如硬盘、光学读取和/或写入存储介质、RAM、ROM等，使得其可由可编程计算机读取，当存储介质或设备由计算机读取时可用于配置和操作计算机以执行在此所描述的过程。此外，机器可读代码，或其部分可以通过有线或无线网络传输。当此类媒体包括结合微处理器或其他数据处理器实现上文所述步骤的指令或程序时，本文所述的发明包括这些和其他不同类型的非暂时性计算机可读存储介质。当根据本发明所述的方法和技术编程时，本发明还包括计算机本身。计算机程序能够应用于输入数据以执行本文所述的功能，从而转换输入数据以生成存储至非易失性存储器的输出数据。输出信息还可以应用于一个或多个输出设备如显示器。在本发明优选的实施例中，转换的数据表示物理和有形的对象，包括显示器上产生的物理和有形对象的特定视觉描绘。

如在本申请所使用的，术语“组件”、“模块”、“系统”等等旨在指代计算机相关实体，该计算机相关实体可以是硬件、固件、硬件和软件的结合、软件或者运行中的软件。例如，组件可以是，但不限于是：在处理器上运行的处理、处理器、对象、可执行文件、执行中的线程、程序和/或计算机。作为示例，在计算设备上运行的应用和该计算设备都可以是组件。一个或多个组件可以存在于执行中的过程和/或线程中，并且组件可以位于一个计算机中以及/或者分布在两个或更多个计算机之间。此外，这些组件能够从在其上具有各种数据结构的各种计算机可读介质中执行。这些组件可以通过诸如根据具有一个或多个数据分组(例如，来自一个组件的数据，该组件与本地系统、分布式系统中的另一个组件进行交互和/或以信号的方式通过诸如互联网之类的网络与其它系统进行交互)的信号，以本地和/或远程过程的方式进行通信。

应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (9)

1.一种基于计量终端通信的三网信号检测方法，其特征在于：包括，

用户启动检测按键进行信号检测；

主控模块(100)检测到所述检测按键后控制通信检测模块(200)检测三网运营商信号强度并利用构建的决策模型调取所述三网运营商信号强度历史数据进行对比；所述决策模型分别计算当前检测三网运营商信号强度平均值和历史三网运营商信号强度平均值，利用计算结果对所述当前检测三网运营商信号强度平均值和历史三网运营商信号强度平均值进行混合排序，提供最优运营商信号决策；

基于三网信号质量历史数据与用户选择最优运营商的双系统理论构建所述决策模型，包括利用所述三网信号质量历史数据中三网信号的范围和频率建立目标函数，调取样本集进行训练测试，获得初步检测结果和影响因子，

M_k＝wR_k+(1-w)J_k

R_k＝(L_k-L_mink)÷(L_maxk-L_mink)

J_k＝(Rank_k-1)÷(N-1)

其中，M_k：对所述三网信号质量历史数据的信号质量判断，R_k：范围函数，J_k：频率函数，k：总的信号指标数值，N：检测环境，Rank_k：所述三网信号质量历史数据在检测环境中的信号等级；

将所述历史三网运营商信号强度平均值和所述当前检测三网运营商信号强度平均值作为决策因子添加到所述目标函数中；

将影响信号检测的相关数据定义为错误率，代入所述目标函数中，形成所述决策模型，

D_k＝W₁R_k+W₂(Fit_k-P_i)+W₃

P_i∈{L_mink，L_maxk}

其中，P_i：目标运营商信号质量，{L_mink，L_maxk}：可供选择目标运营商信号的范围，R_k：可供选择三网运营商信号的范围函数，Fit_k：历史信号与当前检测信号最合适的平均值，D_k：决策判断，W₁：历史信号质量数据误差影响错误率，W₂：目标信号质量数据误差影响错误率，W₃：历史、目标信号质量数据检测环境误差影响错误率；

所述决策模型基于参数信息输出所述最优运营商信号决策；

所述通信检测模块(200)将信号质量排序结果及所述最优运营商信号决策保存至存储模块(300)中；

显示模块(400)读取所述存储模块(300)内的数据信息，提示所述用户采用所述最优运营商信号的SIM卡。

2.如权利要求1所述的基于计量终端通信的三网信号检测方法，其特征在于：获得所述最优运营商信号决策后，所述主控模块(100)周期性将检测到的移动设备的4G/5G信号信息上传到云端数据库，包括，

所述通信检测模块(200)检测到所述移动设备的所述4G/5G信号并利用所述决策模型得到所述最优运营商信号决策；

将所述最优运营商信号决策上传到所述云端数据库内，所述用户利用所述移动设备的全局地图查看各处的4G/5G信号强度；

根据传输的数据，所述云端数据库提供电力计量终端辅助策略。

3.如权利要求2所述的基于计量终端通信的三网信号检测方法，其特征在于：所述通信检测模块(200)检测的结果还包括，

运营商信息、所述移动设备的所述4G/5G信号强度、地理位置、检测时间、基站信息。

4.如权利要求3所述的基于计量终端通信的三网信号检测方法，其特征在于：判断对比最优运营商信号，具体包括，

所述通信检测模块(200)分别检测移动运营商、联通运营商、电信运营商的所述4G/5G信号强度并反馈至所述主控模块(100)内；

所述主控模块(100)接收反馈的三网4G/5G信号数据，基于频域信号检测策略进行傅里叶转换，依次对所述移动运营商、所述联通运营商、所述电信运营商的通信信号质量进行由强到弱的排序；

利用信号单位定义检测到的所述三网4G/5G信号数据的大小，若所述移动运营商信号满足-1dBm至-50dBm状态，则所述移动运营商信号极强；

若所述联通运营商信号满足-50dBm至-75dBm状态，则所述联通运营商信号较强；

若所述电信运营商信号满足-75dBm至-110dBm状态，则所述电信运营商信号较弱；

所述主控模块(100)监控述三网4G/5G信号数据检测结果，将所述移动运营商信号定义为所述最优运营商信号。

5.如权利要求4所述的基于计量终端通信的三网信号检测方法，其特征在于：检测具体包括，

所述通信检测模块(200)利用内置检测指令分别登录移动、联通、电信的运营商网络；

所述主控模块(100)利用串口协议发送获取所述通信检测模块(200)指令；

所述通信检测模块(200)接收指令，分别将登录注册在线指令、信号强度指令、地理位置指令、基站信息指令进行通信响应，形成通信数据；

所述主控模块(100)对比所述通信数据，判断信号强度大小。

6.一种实现如权利要求1～5任一所述的一种基于计量终端通信的三网信号检测方法的系统，其特征在于：包括，

所述主控模块(100)，用于接收用户按键启动信息、录入所述决策模型，控制所述通信检测模块(200)进行信号检测，实时获取移动信号强度，通过存储的所述决策模型获得目标运营商信号决策，对比出最佳移动信号质量的运营商，并在信号地图数据查询界面查看所述信号地图，对所述运营商改进移动信号质量提供现场数据；

所述通信检测模块(200)与所述主控模块(100)相连接，用于检测通信信号质量，提供4G、5G通信服务，其包括三网运营商的4G/5G全网通通信单元(201)、计量终端通信检测单元(202)及运营商SIM卡检测单元(203)；

所述存储模块(300)连接于所述主控模块(100)和所述通信检测模块(200)，所述存储模块(300)用于接收所述主控模块(100)获取的移动信号信息并进行本地存储和云端存储；

所述显示模块(400)与所述主控模块(100)相连，其用于显示开机时的三种检测单元功能选项以及检测完成后显示的所述检测结果。

7.如权利要求6所述的基于计量终端通信的三网信号检测系统，其特征在于：还包括，

电源模块(500)，用于对所述主控模块(100)、所述通信检测模块(200)、所述存储模块(300)、所述显示模块(400)提供电源服务。

8.如权利要求6或7所述的基于计量终端通信的三网信号检测系统，其特征在于：所述三种检测单元功能选项，包括，

选择所述三网运营商的4G/5G全网通通信单元(201)，周期性刷新三网运营商移动信号的信息，通过所述显示模块(400)显示最优移动信号供应商；

选择所述计量终端通信检测单元(202)，提示所述用户插入电力公司专用计量终端对应的型号，开启检测并通过所述显示模块(400)显示所述检测结果；

选择所述运营商SIM卡检测单元(203)，提示所述用户插入SIM卡，开启检测并通过所述显示模块(400)显示所述检测结果。

9.如权利要求8所述的基于计量终端通信的三网信号检测系统，其特征在于：具体包括，

所述三网运营商的4G/5G全网通通信单元(201)，用于检测4G/5G移动通信信号的信号质量、地理位置及4G/5G信号强度；

所述计量终端通信检测单元(202)，用于为所述计量终端提供4G/5G通信服务和电力大数据采集服务；

所述运营商SIM卡检测单元(203)，用于获取所述SIM卡的运营商信息、信号质量，判断所述SIM卡是否故障。

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