CN112312376A - 一种远程交互管理多功能电表的方法及系统 - Google Patents

一种远程交互管理多功能电表的方法及系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种远程交互管理多功能电表的方法及系统，本发明在注册帧推送或产生紧急告警事件时，电表NB‑IoT无线模块以客户端身份与服务器身份的电力管理抄表系统建立链路，上传注册帧或紧急告警事件，完成后关闭链路并释放资源；在存在抄表需求时，电力管理抄表系统以客户端身份与服务器身份的电表NB‑IoT无线模块建立链路，进行抄表，完成后关闭链路并释放资源；在双方的数据交互中，两种链路支持并发，不会互相影响，这种交互方式大大提高了数据传输的效率，提高了抄表成功率，同时无需维持链路，节省资费。

Description

一种远程交互管理多功能电表的方法及系统
技术领域
本发明涉及一种远程交互管理多功能电表的方法及系统，属于无线通信领域。
背景技术
电力管理抄表系统技术标准，一般来说都有以下两个要求： 1、对于远程抄读电表数据，必须满足抄读成功率高，否则会严重影响到电力管理抄表系统管理电表数据和电表上报信息。2、表计支持上报告警事件，当表计产生电流异常，电压异常或者掉电等紧急告警事件时，应及时上报给电力管理抄表系统，便于电力管理抄表系统分析该表或者该区域表，可以及时定位问题。
现有的远程管理多功能电表方案如下：近几年NB-IoT技术大力发展，广泛应用电力行业。目前电力管理抄表系统采用客户端单通道模式，电表作为客户端，电力管理抄表系统作为服务器，电表客户端通过TCP/IP协议与电力管理抄表系统服务器建立TCP链路进行数据交互。NB-IoT属于窄带物联网技术，频率宽带窄，传输延时大，NB-IoT允许电表连接容量大，但信道载波资源限制，不能同时并发连接。当电表数量大、且同时上电工作时，采用分时分散连接技术，导致上线时间间隔拉长，抄表成功率降低。NB-IoT按照通讯次数来收取资费，电表作为客户端永久在线，为了维持链路，会间隔发送心跳，资费高。
发明内容
本发明提供了一种远程交互管理多功能电表的方法及系统，解决了传统方法抄表成功率低、资费高的问题。
为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：
一种远程交互管理多功能电表的方法，包括，
响应于有注册帧推送或紧急告警事件产生，以客户端身份向服务器身份的电力管理抄表系统发起链路连接；
响应于接收到链路连接的反馈，向服务器身份的电力管理抄表系统上传注册帧或紧急告警事件；
响应于接收到上传完成的反馈，关闭链路并释放资源，以服务器身份进行监听；
响应于监听到电力管理抄表系统以客户端身份发起链路连接，向客户端身份的电力管理抄表系统发出链路连接的反馈。
响应于有注册帧推送或紧急告警事件产生，根据从基表获得的电力管理抄表系统IP和端口，以客户端身份向服务器身份的电力管理抄表系统发起链路连接。
注册帧包括拨号注册入网获得的IP、监听端口号和基站ID。
采样错峰入网机制，进行拨号注册入网。
一种远程交互管理多功能电表的方法，包括，
响应于接收到客户端身份的电表NB-IoT无线模块发起链路连接，向客户端身份的电表NB-IoT无线模块发出链路连接的反馈，接收注册帧或紧急告警事件；
响应于存在抄表需求，以客户端身份向服务器身份的电表NB-IoT无线模块发起链路连接；
响应于接收到链路连接的反馈，通过电表NB-IoT无线模块抄表；
响应于抄表完成，关闭链路并释放资源。
响应于接收到客户端身份的电表NB-IoT无线模块发起链路连接，向客户端身份的电表NB-IoT无线模块发出链路连接的反馈，接收并存储注册帧或紧急告警事件。
注册帧包括拨号注册入网获得的IP、监听端口号和基站ID。
响应于存在抄表需求，统计存储注册帧中各基站连接的电表NB-IoT无线模块数量，根据各基站的最大并发量，确定各基站一次性抄表数量，以客户端身份向服务器身份的电表NB-IoT无线模块发起链路连接。
一种远程交互管理多功能电表的系统，包括电力管理抄表系统，还包括NB-IoT无线模块，NB-IoT无线模块内置在电表内，电力管理抄表系统通过NB-IoT无线模块连接电表；NB-IoT无线模块中的程序包括执行NB-IoT无线模块侧远程交互管理多功能电表方法的指令，电力管理抄表系统中的程序包括执行电力管理抄表系统侧远程交互管理多功能电表方法的指令。
一种存储一个或多个程序的计算机可读存储介质，所述一个或多个程序包括指令，所述指令当由计算设备执行时，使得所述计算设备执行远程交互管理多功能电表的方法。
本发明所达到的有益效果：本发明在注册帧推送或产生紧急告警事件时，电表NB-IoT无线模块以客户端身份与服务器身份的电力管理抄表系统建立链路，上传注册帧或紧急告警事件，完成后关闭链路并释放资源；在存在抄表需求时，电力管理抄表系统以客户端身份与服务器身份的电表NB-IoT无线模块建立链路，进行抄表，完成后关闭链路并释放资源；在双方的数据交互中，两种链路支持并发，不会互相影响，这种交互方式大大提高了数据传输的效率，提高了抄表成功率，同时无需维持链路，节省资费。
附图说明
图1为系统的通信结构图
图2为本发明方法的流程图；
图3为拨号入网流程图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。
如图1所示，一种远程交互管理多功能电表的系统，包括需要通信交互的电力管理抄表系统和多功能电表（后续简称“电表”），其中电表内置NB-IoT无线模块（后续称为“电表NB-IoT无线模块”），通过NB-IoT无线模块与电力管理抄表系统通信。
电表NB-IoT无线模块与电力管理抄表系统的信息交互采用全新的双模式双通道结构，也就是电表NB-IoT无线模块与电力管理抄表系统互相支持双socket通道。
一种远程交互管理多功能电表的方法，包括电表NB-IoT无线模块侧方法和电力管理抄表系统侧方法。
电表NB-IoT无线模块侧方法具体如下：
1）响应于有注册帧推送或紧急告警事件产生，根据从基表获得的电力管理抄表系统IP和端口，以客户端身份向服务器身份的电力管理抄表系统发起TCP链路连接；其中，注册帧包括拨号注册入网获得的IP、监听端口号和基站ID。
2）响应于接收到TCP链路连接的反馈，向服务器身份的电力管理抄表系统上传注册帧或紧急告警事件。
3）响应于接收到上传完成的反馈，关闭TCP链路并释放资源，以服务器身份进行监听。
4）响应于监听到电力管理抄表系统以客户端身份发起TCP链路连接，向客户端身份的电力管理抄表系统发出TCP链路连接的反馈。
电力管理抄表系统侧方法具体如下：
S1）响应于接收到客户端身份的电表NB-IoT无线模块发起TCP链路连接，向客户端身份的电表NB-IoT无线模块发出TCP链路连接的反馈，接收并存储注册帧或紧急告警事件。
S2）响应于存在抄表需求，以客户端身份向服务器身份的电表NB-IoT无线模块发起TCP链路连接。
具体为：响应于存在抄表需求，统计存储注册帧中各基站连接的电表NB-IoT无线模块数量，根据各基站的最大并发量，确定各基站一次性抄表数量，以客户端身份向服务器身份的电表NB-IoT无线模块发起链路连接。
S3）响应于接收到TCP链路连接的反馈，通过电表NB-IoT无线模块抄表。
S4）响应于抄表完成，关闭TCP链路并释放资源。
整体的具体过程如图2所示：
步骤1，电表上电，电表NB-IoT无线模块先完成拨号注册入网，获得电表NB-IoT无线模块的ID，创建并打开服务器模式监听端口。
如图3所示，拨号注册入网具体过程如下：
11）电表NB-IoT无线模块向基表获取工作模式参数和相关通信参数。
12）初始化，测试电表NB-IoT无线模块是否正常工作，获取电表NB-IoT无线模块版本号和IMEI等基本参数，检查电表NB-IoT无线模块通信功能是否打开。
13）检测SIM卡是否安装正常，查询SIM卡卡号，配置网络制式，配置入网所需的APN，PDP用户名密码。
14）查询信号值，当信号环境比较可靠时，开始注册入网，查询小区信息，获取到更详细的和基站相关的信息，确定网络工作模式与模块配置是否一致，同时查询工作频段，并确认注册网络是否注附着成功，PDP是否已激活。
15）在拨号过程中，电表NB-IoT无线模块也需要向基表定时发送数据，通知基表更新模块的状态，状态内容包括信号值，小区信息，网络工作制式，从运营商获取的IP地址，CCID等信息。
16）由于电表NB-IoT无线模块是需要通过注册NB网络来进行数据交互的，但是NB网采用的是窄带信号资源，在基站中占的资源数比较少，所以如果有多个电表NB-IoT无线模块同时注册网络，获取IP地址，建立TCP连接时，很有可能会因为基站信道被占满，没有足够的资源分配给每一个TCP链路，导致有一部分模块会建立连接失败，为避免这个问题，采样错峰入网机制，进行拨号注册入网，即在成功注册网络，并确定网络附着成功之后，生成一个随机数，并根据这个随机数进行延时，该随机数不得大于60（60秒），再去获取IP地址。一方面，各个电表NB-IoT无线模块在随机数延时的影响下，获取IP地址的时间不一定相同，错开了建立TCP链路的时间，可以保留一些时间让基站尽可能的去合理分配好信号资源，尽量让每个模块都能够成功进行数据交互。
17）在随机数延迟之后，电表NB-IoT无线模块向运营商获取IP地址，并创建监听端口，作为服务器端保持监听状态，随时准备有其他设备作为客户端连入。
步骤2，在监听成功之后，电表NB-IoT无线模块把获取到的基站ID、自身IP以及监听端口号等信息发送给基表，基表再将其他信息（如逻辑设备名）整理后将带有设在表里的电力管理抄表系统IP和端口的注册帧发送给电表NB-IoT无线模块。
步骤3，响应于有注册帧推送，电表NB-IoT无线模块根据从基表获得的电力管理抄表系统IP和端口，以客户端身份向服务器身份的电力管理抄表系统发起链路连接。
步骤4，电力管理抄表系统接收到客户端身份的电表NB-IoT无线模块发起链路连接，向客户端身份的电表NB-IoT无线模块发出链路连接的反馈。
步骤5，响应于接收到链路连接的反馈，电表NB-IoT无线模块向服务器身份的电力管理抄表系统上传注册帧。
步骤6，电力管理抄表系统接收并存储注册帧。
电力管理抄表系统智能建立档案存储注册帧内容，一方面统计电表在之后上报的相关事件，另一方面，在需要的时候，可以用以建立TCP链路，进行抄表动作。
步骤7，响应于接收到上传完成的反馈，电表NB-IoT无线模块关闭链路并释放资源，以服务器身份进行监听。
步骤2~步骤4为推送注册帧的具体过程，当产生紧急告警事件后，具体过程与步骤3~7一致。
步骤8，响应于存在抄表需求，统计存储注册帧中各基站连接的电表NB-IoT无线模块数量，根据各基站的最大并发量，确定各基站一次性抄表数量，以客户端身份向服务器身份的电表NB-IoT无线模块发起链路连接。
根据不同基站的最大并发量进行抄表，这样做最大化合理利用基站的资源，不会给基站造成太多的压力，并尽可能弥补了NB资源有限的缺陷。
步骤9，响应于监听到电力管理抄表系统以客户端身份发起链路连接，电表NB-IoT无线模块向客户端身份的电力管理抄表系统发出链路连接的反馈。
步骤10，响应于接收到链路连接的反馈，电力管理抄表系统通过电表NB-IoT无线模块抄表。
步骤11，响应于抄表完成，电力管理抄表系统关闭链路并释放资源。
步骤8~步骤11为抄表的具体过程。
上述方法在注册帧推送或产生紧急告警事件时，电表NB-IoT无线模块以客户端身份与服务器身份的电力管理抄表系统建立链路，上传注册帧或紧急告警事件，完成后关闭链路并释放资源；在存在抄表需求时，电力管理抄表系统以客户端身份与服务器身份的电表NB-IoT无线模块建立链路，进行抄表，完成后关闭链路并释放资源；在双方的数据交互中，两种链路支持并发，不会互相影响，这种交互方式大大提高了数据传输的效率，提高了抄表成功率，同时无需维持链路，节省资费。
一种存储一个或多个程序的计算机可读存储介质，其特征在于：所述一个或多个程序包括指令，所述指令当由计算设备执行时，使得所述计算设备执行远程交互管理多功能电表的方法。
本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质（包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等）上实施的计算机程序产品的形式。
本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备（系统）、和计算机程序产品的流程图和／或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和／或方框图中的每一流程和／或方框、以及流程图和／或方框图中的流程和／或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和／或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和／或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和／或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
以上仅为本发明的实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均包含在申请待批的本发明的权利要求范围之内。

Claims (10)

1.一种远程交互管理多功能电表的方法，其特征在于：包括，
响应于有注册帧推送或紧急告警事件产生，以客户端身份向服务器身份的电力管理抄表系统发起链路连接；
响应于接收到链路连接的反馈，向服务器身份的电力管理抄表系统上传注册帧或紧急告警事件；
响应于接收到上传完成的反馈，关闭链路并释放资源，以服务器身份进行监听；
响应于监听到电力管理抄表系统以客户端身份发起链路连接，向客户端身份的电力管理抄表系统发出链路连接的反馈。
2.根据权利要求1所述的一种远程交互管理多功能电表的方法，其特征在于：响应于有注册帧推送或紧急告警事件产生，根据从基表获得的电力管理抄表系统IP和端口，以客户端身份向服务器身份的电力管理抄表系统发起链路连接。
3.根据权利要求1或2所述的一种远程交互管理多功能电表的方法，其特征在于：注册帧包括拨号注册入网获得的IP、监听端口号和基站ID。
4.根据权利要求3所述的一种远程交互管理多功能电表的方法，其特征在于：采样错峰入网机制，进行拨号注册入网。
5.一种远程交互管理多功能电表的方法，其特征在于：包括，
响应于接收到客户端身份的电表NB-IoT无线模块发起链路连接，向客户端身份的电表NB-IoT无线模块发出链路连接的反馈，接收注册帧或紧急告警事件；
响应于存在抄表需求，以客户端身份向服务器身份的电表NB-IoT无线模块发起链路连接；
响应于接收到链路连接的反馈，通过电表NB-IoT无线模块抄表；
响应于抄表完成，关闭链路并释放资源。
6.根据权利要求5所述的一种远程交互管理多功能电表的方法，其特征在于：响应于接收到客户端身份的电表NB-IoT无线模块发起链路连接，向客户端身份的电表NB-IoT无线模块发出链路连接的反馈，接收并存储注册帧或紧急告警事件。
7.根据权利要求6所述的一种远程交互管理多功能电表的方法，其特征在于：注册帧包括拨号注册入网获得的IP、监听端口号和基站ID。
8.根据权利要求7所述的一种远程交互管理多功能电表的方法，其特征在于：响应于存在抄表需求，统计存储注册帧中各基站连接的电表NB-IoT无线模块数量，根据各基站的最大并发量，确定各基站一次性抄表数量，以客户端身份向服务器身份的电表NB-IoT无线模块发起链路连接。
9.一种远程交互管理多功能电表的系统，包括电力管理抄表系统，其特征在于：还包括NB-IoT无线模块，NB-IoT无线模块内置在电表内，电力管理抄表系统通过NB-IoT无线模块连接电表；NB-IoT无线模块中的程序包括执行根据权利要求1至4任意一项所述方法的指令，电力管理抄表系统中的程序包括执行根据权利要求5至8任意一项所述方法的指令。
10.一种存储一个或多个程序的计算机可读存储介质，其特征在于：所述一个或多个程序包括指令，所述指令当由计算设备执行时，使得所述计算设备执行根据权利要求1至8所述的方法中的任一方法。
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