CN112330945B - 一种矩阵式无线NB-IoT物联网智能水表系统的通讯方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于智能水表通讯技术领域，提供了一种矩阵式无线NB‑IoT物联网智能水表系统的通讯方法，一种矩阵式无线NB‑IoT物联网智能水表系统包括：无线智能水表终端、矩阵式物联网路由器、运营商云端和水务公司云端，多个所述无线智能水表终端与一个矩阵式物联网路由器建立通信，多个矩阵式物联网路由器通过运营商云端将数据传递给水务公司云端。解决了NB‑IoT，LoRa等广域网覆盖不完善，导致信号差、功耗高以及有线式矩阵表工程复杂程度高，应用场景受限的问题，达到了应用范围广，应用场景不受限制，信号强，覆盖区域广，功耗低的效果。

Description

一种矩阵式无线NB-IoT物联网智能水表系统的通讯方法
技术领域
本发明涉及智能水表通讯技术领域，具体涉及一种矩阵式无线NB-IoT物联网智能水表系统的通讯方法。
背景技术
随着社会的发展，自来水的使用需求逐年增加，人们环保意识的提高以及水资源的日益缺乏，为响应国家发改委对能源价格方案的统一部署，节约和有效地利用水资源越来越受到国际社会的关注，此外，淡水资源还直接涉及到经济效益，所以有效的自来水资源监测与管理显得非常重要和迫切需求。目前市场上的水表大部分采用人工抄写及人工统计用户的用水数据的传统水表，以及逐渐取代传统水表的电子水表。发明人发现：电子远传水表的运用，虽然可以远程抄表，但是只能对用户用水量数据进行采集，无法对用户水表进行监测及对水表进行控制，不能判断用户是否存在不正常用水的现象，或是无法判断水表是否发生故障，需要一种可以远程发现水表异常并对异常水表进行关阀的系统，通过系统对水表的控制，排除安全隐患。
部分自来水公司将对终端水表实行阶梯价格计费的运营方式，但目前主流的智能水表均不具备阶梯计价的功能，在计价过程中无法实行统一的价格阶梯调整及价格方案调整，而且随着物联网、传感器技术的不断发展，没有外部供电的智能水表的远程抄表、远程智能管理、远程智能控制等功能越来越受到重视，无线通讯技术将在这些智能水表的远程控制管理中起到非常重要的作用。远程无线管理系统由主站管理系统、集中器、中继器和多个智能水表组成，智能水表由于没有持续的外部电能供应，这些智能水表的远程管理、远程控制等只能依靠电池、太阳能电池板等提供供电，因此，在通讯过程中，只有消耗极低的功耗，才能使电池等供电原件长期工作。
现有的无线通讯技术，主要采用远程唤醒的方式，表端的无线模块设置在智能水表的传感器上，用于采集智能水表的各种信息并存储，大部分时间都处于睡眠状态，当传感器有信号进来时，模块被唤醒，并上传信息。模块虽大部分时间处于睡眠状态，但需要不间断的自动醒来，检测外界是否有唤醒信号，一旦检测到有唤醒信号，它将被唤醒，并执行相关操作。由于现有常用的唤醒法接收时间长，且智能水表需要不间断自动检测是否有唤醒信号，导致功耗巨大。
国家知识产权局于2019年08月27日，公开了一件公开号为CN209310866U，名称为“一种有线远传水表”的发明专利，该发明专利说明书中有以下部分内容：“所述有线远传水表在现有技术的基础上增加了单片机，单片机上设有RS485通讯接口，具有联网功能，通过RS485通讯接口把累积流量值发送给上位机，上位机再与应用服务器通讯连接，用于长距离发送累积流量值，实现广域范围内检测点的在线监测。”
由以上所述可知，现有远传水表采用广域网通讯方式，若要保证合格的通讯质量和准确的信号，则需要高电压，强信号，这样无疑会加大功耗，增大成本。
国家知识产权局于2017年08月11日，公开了一件公开号为CN107036669A，名称为“一种基于物联网的自关断式智能水表”的发明专利，该发明专利中说明书部分有以下内容：“本基于物联网的自关断式智能水表的控制器3为整个装置的控制中心，电动球阀B8及驱动装置B9控制出水口2外侧的开关，流量传感器B7可探测水流，当探测到水流时，计时器14开始计时，并将时间信号传给控制器3，控制器3上设置有最大水流时间，当计时器14传递给控制器3的时间达到最大设定时间时，控制器3控制电动球阀B8及驱动装置B9工作，关断水流，控制器3为可编程的PLC，最长流水时间可自行设定，通过设定最长流水时间，避免了用户因忘记关断水龙头而使水一直流淌，造成浪费，设置的存储模块15可记录以往的流水时间，并在显示屏10上端显示，方便了解平时的用水状况，对最长流水时间进行设定，通过设置的报警器16可在达到最长流水时间后报警，通过扬声器17扩音，提醒用户检查用水情况，再打开电动球阀B8，恢复正常用水。”该发明采用的技术方案存在着不能智能控制最长流水时间的问题，由于采用最长流水时间控制水龙头关闭，在特殊情况下依然造成严重的水资源浪费。
国家知识产权局于2019年08月02日，公开了一件公开号为CN209199245U，名称为“一种多功能远传水表系统”的发明专利，该实用新型专利中说明书部分有以下内容：“远程控制中心汇集所有传智能水表终端的数据，并进行存储和处理，得到用户每月实时的用水数据，供服务终端调用。远程控制中心可控制电磁阀，控制水路的开闭。服务终端也可通过远程控制中心电磁阀，来控制水路的开闭。”该实用新型采用的技术方案存在着不能按用户用水情况智能控制阀体开闭的问题。
国家知识产权局于2018年04月03日，公开了一件公开号为CN207180786U，名称为“一种防水管泄漏智能家用自来水水表”的实用新型专利，该实用新型专利中说明书部分有以下内容：“本实用新型的一种防水管泄漏智能家用自来水水表，是安装在家庭自来水总进水口处，除了起到传统家用自来水水表的用水计量功能，还能通过水表计量测算出合理正常的用水量，当用水量超出本水表设定的正常合理值时，该水表将认为自来水管发生了爆裂或水龙头忘记关闭的情况，自动关闭本水表内的总进水阀门并报警，直至人为重启才恢复供水，从而减少水资源浪费和可能的家庭财物遭水浸泡的风险。”该实用新型并没有公开水表计量测算出合理正常的用水量的具体方法。
综上所述，现有技术中还存在着机电不符；单表需要通过线缆让路由器供电，并传输信号，而走线导致实施和维护困难；表和路由器的条码需要录入，并将表与路由器端口对应，而人工操作，错误率高，工作量大，工程效率低；应用场景受限：有线式矩阵表适用于管道井这类表集中的应用场景，无法用于入户表这类分散式的应用场景；无法智能处理用户忘关水龙头或其他特殊情况下造成水资源浪费的问题。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明涉及了一种矩阵式无线NB-IoT物联网智能水表系统的通讯方法。
一种矩阵式无线NB-IoT物联网智能水表系统，其特征在于，包括：无线智能水表终端、矩阵式物联网路由器、运营商云端和水务公司云端，多个所述无线智能水表终端与一个矩阵式物联网路由器建立通信，多个矩阵式物联网路由器通过运营商云端将数据传递给水务公司云端，操作人员用PDA实现从水务公司云端获取权限来操控矩阵式物联网路由器。
进一步，所述无线智能水表终端包括：水表控制器、水表无线电收发模块、水表时钟芯片、采集单元、水表显示器和水表电源模块，所述水表控制器、水表无线电收发模块、水表时钟芯片、采集单元、水表显示器和水表电源模块均通过线路与水表控制器相连，水表无线电收发模块与矩阵式物联网路由器建立通信。
进一步，所述水表控制器包括：MCU控制单元和水表存储器，所述水表无线电收发模块、水表时钟芯片、采集单元、水表显示器、水表电源模块、加密模块和水表存储器均通过线路与MCU控制单元相连。
进一步，所述无线智能水表终端还包括：阀控模块和阀体，所述阀控模块和阀体均通过线路与MCU控制单元相连，阀控模块控制阀体开闭状态。
进一步，所述无线智能水表终端上还设置有加密模块，所述加密模块通过线路与MCU控制单元相连。
进一步，所述矩阵式物联网路由器包括：主控芯片、物联网传输模块、路由器时钟芯片、对外通讯接口、路由器显示器、路由器无线电收发模块、加密模块、路由器电源模块和路由器存储器，所述物联网传输模块、路由器时钟芯片、对外通讯接口、路由器显示器、路由器无线电收发模块、加密模块、路由器电源模块和路由器存储器均通过线路与主控芯片相连，路由器无线电收发模块与水表无线电收发模块建立通信，物联网传输模块将信息通过运营商云端传递给水务云端，操作人员用PDA与对外通讯接口连接实现从水务公司云端获取权限来操控矩阵式物联网路由器。
进一步，所述路由器显示器包括：段码液晶屏、液晶驱动模块、按键和LED，所述段码液晶屏、按键和LED均通过线路与主控芯片相连。
进一步，所述物联网传输模块包括：通讯模块、蓝牙调试装置、外置天线和SIM卡总成，所述通讯模块与通过线路与主控芯片相连，蓝牙调试装置、外置天线和SIM卡总成均通过线路与主控芯片相连。
进一步，所述路由器电源模块采用TPS22917芯片及TPS7A053芯片，其中TPS22917芯片的管脚与主控芯片连接；TPS7A053芯片为3.3V稳压芯片,与物联网传输模块和主控芯片连接。
一种矩阵式无线NB-IoT物联网智能水表系统的通讯方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：矩阵式物联网路由器发送连接信号；
S2：无线智能水表终选择链路质量值最高的连接信号进行连接；
S3：矩阵式物联网路由器收到连接请求后在路由器存储器中查找无线智能水表终端的MAC地址是否存在，并分配地址；
S4：无线智能水表终端与矩阵式物联网路由器成功建立连接后，矩阵式物联网路由器将接收防呆模块内存储器中的数据信息进行分类，分类后通过运营商云端将水表用水量数据信息发送给水务公司云端，将阀体状态信息数据发送至用户终端，进而实现对阀体开闭状态的防呆控制；
S5：水务公司云端将无线智能水表终端的MAC地址、任务数据发送给与无线智能水表终端连接的矩阵式物联网路由器；
S6：矩阵式物联网路由器将接收到的MAC地址和任务数据发送给与其连接的无线智能水表终端；
S7：无线智能水表终端接收到任务数据后将任务状态通过矩阵式物联网路由器发送给水务公司云端；
作为优选，所述步骤S2中，最优路由器的选择方法包括以下情况：
S2a)若矩阵式物联网路由器开启数量为1，则不检测同步时接收到的连接信号的链路值；
S2b)若矩阵式物联网路由器开启数量大于等于2，且建立连接时，最大的链路值大于链路临界值，如果连续四次同步链路值均低于临界值，则无线智能水表终端断开连接，重启重新扫描；
S2c)若矩阵式物联网路由器开启数量大于等于2，且建立连接时，最大的链路值小于链路临界值，成功连接后，开启定时器，时间为24H，在定时的时间内，同步时不再对链路值的变化进行检测判断，定时器结束后，如果连续四次同步链路值均低于临界值，则无线智能水表终端断开连接，重启重新扫描；
S2d)无线智能水表终端判断链路值的变化情况，然后发送分离请求，断开连接，重新扫描。矩阵式物联网路由器在收到矩阵表的分离请求时，会将无线智能水表终端从上报队列中删除；
S2e)若矩阵式物联网路由器中连接数量已满，无线智能水表终端选择其他的矩阵式物联网路由器进行连接。
作为优选，所述步骤S4中，通讯模块的联网流程为：
先通过路由器电源模块对通讯模块进行供电，待电平稳定后主控芯片操作通讯模块寻找基站，连接基站成功后申请NB-IoT的网络服务，连接指定的平台地址，连接完成后通过物联网进行矩阵式物联网路由器与水务公司云端的数据交互。
作为优选，所述步骤S4中，矩阵式物联网路由器根据是否需要联网有以下两种工作方式：
矩阵式物联网路由器在需要联网时通过主控芯片操作TPS22917芯片的ON管脚为高电平给通讯模块供电，当不需要联网的时候则将ON管脚设置为低电平，断掉通讯模块的供电。
本发明的有益效果是：
本发明矩阵式物联网路由器摆放位置灵活，放在信号质量好的位置即可，并且矩阵式物联网路由器可选用大天线，增益高，增加了信号有效范围，矩阵式物联网路由器采用更大容量的电池，因此有更高的无线收发增益，解决了NB-IoT，LoRa等广域网覆盖不完善，导致信号差，功耗高的问题，具有信号强，覆盖区域广，功耗低。
由于矩阵式物联网路由器支持多个无线智能水表终端，矩阵式物联网路由器的成本基本被均摊掉。而无线智能水表终端处，由于是小范围无线局域网，需要的电压和信号强度大大低于NB-IoT，LoRa等广域网，因此收发所需要的功耗也大大低于NB-IoT，LoRa等广域网所用的功耗，因此采用小容量小体积的电池，大大降低成本。同时无线局域网的芯片成本也远远低于NB-IoT，LoRa等广域网的芯片成本。由于运营商面对的终端数量大大减少，所需的运营商费用也大大降低。达到了减小功耗，降低成本的效果。
本发明工程实施时，只需按照无线智能水表终端，并将矩阵式物联网路由器放置在信号好的地方。现场无需任何设置操作，大大降低了工程复杂度，达到了安装简便，省时省力，节约人工成本，应用范围广，应用场景不受限制的效果。
由于用户每周每一天的用水量均有差别，本发明采取将数据分周期对每一天进行采集，同时将每一天分为白天和夜晚两个时间段进行智能控制阀体的开关，以及根据采集到的历史存储数据进行智能选取即选取智能数据中的中位数确定闭阀操作的条件值，同时设置有智能扩展系数，根据外部环境因素进行改变，进而确定最终的闭阀值，进而说明，本申请的闭阀值是非固定值，最终实现无线智能水表终端的智能防呆控制，避免用户忘关出水终端或其他特殊情况造成水资源浪费。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式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，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，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，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明系统示意图；
图2为本发明无线智能水表终端示意图；
图3为本发明矩阵式物联网路由器示意图；
图4为本发明路由器显示器具体示意图；
图5为本发明采集单元电路示意图；
图6为本发明水表无线电收发模块电路示意图；
图7为本发明水表存储器电路示意图；
图8为本发明主控芯片电路示意图；
图9为本发明路由器无线电收发模块电路示意图；
图10为本发明路由器显示器及路由器存储器电路示意图。
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它实施例，都属于本发明保护的范围。
需要注意的是，本发明中提及的各安装方式及各技术术语，都是所属技术领域中早已明确知晓的技术用语，故不再做过多解释。此外，对于相同的部件采用了相同的附图标记，但这并不影响也不应构成本领域技术人员对技术方案的准确理解。
实施例一：
本发明涉及一种矩阵式无线NB-IoT物联网智能水表系统，包括：无线智能水表终端、矩阵式物联网路由器、运营商云端和水务公司云端，多个所述无线智能水表终端与一个矩阵式物联网路由器建立通信，多个矩阵式物联网路由器通过运营商云端将数据传递给水务公司云端，操作人员用PDA实现从水务公司云端获取权限来操控矩阵式物联网路由器。
所述无线智能水表终端包括：水表控制器、水表无线电收发模块、水表时钟芯片、采集单元、水表显示器和水表电源模块，所述水表控制器、水表无线电收发模块、水表时钟芯片、采集单元、水表显示器和水表电源模块均通过线路与水表控制器相连，水表无线电收发模块与矩阵式物联网路由器建立通信，水表时钟芯片的型号为：DS1307。采集单元包括压力和流量传感器，在每块无线智能水表终端上安装有流量传感器，流量传感器用于对无线智能水表终端的流量进行计量，压力传感器对无线智能水表终端内的压力进行监测，采集单元将每块无线智能水表终端的流量信息传给水表控制器，再通过水表无线电收发模块传给矩阵式物联网路由器上传至水务公司云端。水表无线电收发模块采用BLE/Sub 1G通讯方式与矩阵式物联网路由器连接在一起，无线智能水表终端通过内置传感器计量无线智能水表终端的数据，当计量值达到传输设定值之后，无线智能水表终端将数据通过无线电方式向路由器无线电收发模块传送，路由器无线电收发模块接收无线智能水表终端的数据信息，由路由器控制器进行计量并通过路由器存储器进行存储，还由物联网传输模块按设定的传输周期将各个水表信息集中传输到云端管理系统中。水表电源模块采用TPS7A0533.3V稳压芯片，将3.6～4.0V的电池电压稳定为3.3V，并通过MCU的IO管脚及三极管组成电路控制通讯部分电源。
所述水表控制器包括：MCU控制单元和水表存储器，所述水表无线电收发模块、水表时钟芯片、采集单元、水表显示器、水表电源模块、加密模块和水表存储器均通过线路与MCU控制单元相连。水表控制器通过采集单元完成对单个无线智能水表终端流量数据采集和记录的工作，通过水表存储器进行数据的存取功能，其通过水表无线电收发模块定时发送存储于水表存储器中的数据，通过水表电源模块控制各模块供电通断来降低功耗。
所述无线智能水表终端还包括：阀控模块和阀体，所述阀控模块和阀体均通过线路与MCU相连，阀控模块控制阀体开闭状态。阀控模块为实现阀体开闭的驱动模块，本申请不是为了保护阀控模块内部结构，所以不进行公开。
所述无线智能水表终端上还设置有加密模块，所述加密模块通过线路与MCU相连。所述加密模块为实现对MCU和矩阵式物联网路由器中主控芯片加密功能的加密模块均可，本申请不是为了保护加密模块内部结构，所以不进行公开。
所述矩阵式物联网路由器包括：主控芯片、物联网传输模块、路由器时钟芯片、对外通讯接口、路由器显示器、路由器无线电收发模块、加密模块、路由器电源模块和路由器存储器，所述主控芯片的型号为：STM32L476，路由器时钟芯片的型号为：DS1307。所述物联网传输模块、路由器时钟芯片、对外通讯接口、路由器显示器、路由器无线电收发模块、路由器电源模块和路由器存储器均通过线路与主控芯片相连，路由器无线电收发模块与水表无线电收发模块建立通信，物联网传输模块将信息通过运营商云端传递给水务云端，操作人员用PDA与对外通讯接口连接实现从水务公司云端获取权限来操控矩阵式物联网路由器。主控芯片采用的是意法半导体(ST)的STM32L476，实现整个矩阵式无线远传物联网智能水表系统的远程监控以及控制功能。其通过路由器无线电收发模块同时接收多个无线智能水表终端上传的流量数据并记录，主控芯片控制路由器电源模块的输出通断以及与通讯模块的通信，实现与水务公司云端数据的交互，主控芯片通过对外通讯接口和按键的检测实现人机交互功能，并在有效按键后实时与水务公司云端交互数据。主控芯片通过路由器显示器进行信息显示功能。主控芯片通过路由器存储器进行数据的存取功能。路由器无线电收发模块采用BLE/Sub 1G通讯方式与无线智能水表终端连接在一起，无线智能水表终端内置传感器计量无线智能水表终端的数据，当计量值达到传输设定值之后，无线智能水表终端将数据通过无线电方式向路由器无线电收发模块传送，路由器无线电收发模块接收各个无线智能水表终端的数据信息，由主控芯片进行计量并通过路由器存储器进行存储，还可由物联网传输模块按设定的传输周期将各个无线智能水表终端的信息集中传输到水务公司云端。通讯模块采用Neoway_N21模块实现物联网的传输，通过Neoway_N21模块可以连接基站，实现无线智能水表终端通过物联网与水务公司云端的数据通信。
所述路由器显示器包括：段码液晶屏、液晶驱动模块、按键和LED灯，所述段码液晶屏、按键和LED灯均通过线路与主控芯片相连，所述液晶驱动模块型号为BL55072A。
所述物联网传输模块包括：通讯模块、蓝牙调试装置、外置天线和SIM卡总成，所述通讯模块与通过线路与主控芯片相连，蓝牙调试装置、外置天线和SIM卡插槽均通过线路与主控芯片相连。
所述路由器电源模块采用TPS22917芯片及TPS7A053芯片，其中TPS22917芯片的管脚与主控芯片连接；TPS7A053芯片为3.3V稳压芯片,与物联网传输模块和主控芯片连接，其中主控芯片控制TPS22917芯片的ON管脚使能，判断对NB模块供电与否降低功耗，且芯片本身导通功耗仅为0.5μA。通过CT管脚接调节计时电容器来管理开通时间，通过QOD引脚接输出放点电阻调节输出下降时间，将其连接到VOUT获得最快下降时间，以此确保Neoway_N21模块供电；TPS7A053芯片为3.3V稳压芯片，将3.6～4.0V的电池电压稳定为3.3V。
实施例二：
本发明涉及一种矩阵式无线NB-IoT物联网智能水表系统的通讯方法，包括以下步骤：
S1：矩阵式物联网路由器发送连接信号，矩阵式物联网路由器通过路由器无线电收发模块发送连接信号；
S2：无线智能水表终选择链路质量值最高的连接信号进行连接，无线智能水表终端通过水表无线电收发模块扫描信道范围内的连接信号，对接收到的连接信号中的链路质量值进行判断，选择链路质量值最高的连接信号，与其对应的矩阵式物联网路由器进行连接；
S3：矩阵式物联网路由器收到连接请求后在路由器存储器中查找无线智能水表终端的MAC地址是否存在，并分配地址，矩阵式物联网路由器在收到无线智能水表终端发送的连接请求时，获取无线智能水表终端控制器中的MAC地址，在路由器存储器中查找该无线智能水表终端的MAC地址是否存在，并分配地址；
S4：无线智能水表终端与矩阵式物联网路由器成功建立连接后，矩阵式物联网路由器将接收到的数据信息发送给水务公司云端，无线智能水表终端与矩阵式物联网路由器成功建立连接后，矩阵式物联网路由器将无线智能水表终端得到的地址加入上报队列，无线智能水表终端在收到矩阵式物联网路由器的请求后，读取自身状态信息、ID和水流量数据,发送给矩阵式物联网路由器，矩阵式物联网路由器中的主控芯片根据程序设定，检测所连接的多个无线智能水表终端的流量采样情况，若检测出有用量产生则会记录在矩阵式物联网路由器中的路由器存储器内，当到达程序设定上传时间或发生特殊事件时，通讯模块将数据通过运营商云端发送给水务公司云端实现监控；矩阵式物联网路由器将接收防呆模块内存储器中的数据信息进行分类，分类后通过运营商云端将水表用水量数据信息发送给水务公司云端，将阀体状态信息数据发送至用户终端，进而实现对阀体开闭状态的防呆控制；
S5：水务公司云端将无线智能水表终端的MAC地址、任务数据发送给与无线智能水表终端连接的矩阵式物联网路由器，水务公司云端给无线智能水表终端下发任务时，查找到此时无线智能水表终端连接的矩阵式物联网路由器，将无线智能水表终端的MAC地址、任务数据通过运营商云端发送给该矩阵式物联网路由器；
S6：矩阵式物联网路由器将接收到的MAC地址和任务数据发送给与其连接的无线智能水表终端，矩阵式物联网路由器通过物联网传输模块接收到水务公司云端通过运营商云端发送的无线智能水表终端的MAC地址与任务数据后，查找到连接的无线智能水表终端，通过路由器无线电收发模块将任务数据发送给无线智能水表终端；
S7：无线智能水表终端接收到任务数据后将任务状态通过矩阵式物联网路由器发送给水务公司云端，无线智能水表终端通过水表无线电收发模块接收到矩阵式物联网路由器发送的任务数据，并将任务状态发送给矩阵式物联网路由器，矩阵式物联网路由器接收到后，将任务状态通过运营商云端发送给水务公司云端；
作为优选，所述步骤S2中，最优路由器的选择方法包括以下情况：
S2a)若矩阵式物联网路由器开启数量为1，则不检测同步时接收到的连接信号的链路值；
S2b)若矩阵式物联网路由器开启数量大于等于2，且建立连接时，最大的链路值大于链路临界值，如果连续四次同步链路值均低于临界值，则无线智能水表终端断开连接，重启重新扫描；
S2c)若矩阵式物联网路由器开启数量大于等于2，且建立连接时，最大的链路值小于链路临界值，成功连接后，开启定时器，时间为24H，在定时的时间内，同步时不再对链路值的变化进行检测判断，定时器结束后，如果连续四次同步链路值均低于临界值，则无线智能水表终端断开连接，重启重新扫描；
S2d)无线智能水表终端判断链路值的变化情况，然后发送分离请求，断开连接，重新扫描。矩阵式物联网路由器在收到矩阵表的分离请求时，会将无线智能水表终端从上报队列中删除；
S2e)若矩阵式物联网路由器中连接数量已满，无线智能水表终端选择其他的矩阵式物联网路由器进行连接。
通过多次测试，在同一时间下发的无线智能水表终端任务，使用多矩阵式物联网路由器的通讯方式，总会得到如下结果：
示例1：
信号强度不同且矩阵式物联网路由器连接数未满时，无线智能水表终端总会连接信号最优的矩阵式物联网路由器。如A矩阵式物联网路由器在B矩阵式物联网路由器左侧10米，a、b无线智能水表终端放在A矩阵式物联网路由器左侧10米，a、b无线智能水表终端均使用A矩阵式物联网路由器发送任务；
示例2：
信号强度相同且矩阵式物联网路由器连接数未满时，无线智能水表终端总会连接之前连接的矩阵式物联网路由器。如A矩阵式物联网路由器在B矩阵式物联网路由器左侧10米，a、b无线智能水表终端放在A矩阵式物联网路由器左侧10米，将a无线智能水表终端移动到A、B矩阵式物联网路由器正中间，a、b无线智能水表终端均使用A矩阵式物联网路由器发送任务；
示例3：
信号强度不同且信号最优矩阵式物联网路由器连接数已满时，无线智能水表终端总会自动连接其他矩阵式物联网路由器。如A矩阵式物联网路由器在B矩阵式物联网路由器左侧10米，a、b无线智能水表终端放在A矩阵式物联网路由器左侧10米，A矩阵式物联网路由器连接数已满，a、b无线智能水表终端均使用B矩阵式物联网路由器发送任务；
示例4：
矩阵式物联网路由器连接数未满时，无线智能水表终端或矩阵式物联网路由器移动后，无线智能水表终端总会连接信号最优的矩阵式物联网路由器。如A矩阵式物联网路由器在B矩阵式物联网路由器左侧10米，a、b无线智能水表终端放在A矩阵式物联网路由器左侧10米，将a无线智能水表终端移动到B矩阵式物联网路由器左侧4米，a无线智能水表终端使用B矩阵式物联网路由器发送任务，b无线智能水表终端使用A矩阵式物联网路由器发送任务；
所述步骤S4中，通讯模块的联网流程为：
先通过路由器电源模块对通讯模块进行供电，待电平稳定后主控芯片操作通讯模块寻找基站，连接基站成功后申请NB-IoT的网络服务，连接指定的平台地址，连接完成后通过物联网进行矩阵式物联网路由器与水务公司云端的数据交互。
所述步骤S4中，矩阵式物联网路由器根据是否需要联网有以下两种工作方式：
矩阵式物联网路由器在需要联网时通过主控芯片操作TPS22917芯片的ON管脚为高电平给通讯模块供电，当不需要联网的时候则将ON管脚设置为低电平，断掉通讯模块的供电。
实施例三：
矩阵式物联网路由器与无线智能水表终端的无线通讯不限于私有协议的Sub 1G通讯、2.4G BLE通讯等。当用BLE通讯时，无线智能水表终端可直接与PDA进行通讯，用于满足现场无网络环境的工程需求。当Sub 1G私有协议通讯时，也可同时支持BLE与PDA通讯。通讯方式的选择，将基于应用场景来进行，而不是一种通讯方式适用于所有场景。这对无线智能水表终端这种具有多种复杂环境的场景，更为合适。
矩阵式物联网路由器为电池供电，以NB-IoT，LoRa等广域网方式与运营商的云端系统通讯。矩阵式物联网路由器可将多个无线智能水表终端的数据集中，并定时发给运营商云端，大大减轻运营商的基站和云端负担，同时也减少运营费用。
无线智能水表终端通常是在无法供电的应用场景中，而且矩阵式物联网路由器为了得到好的运营商信号质量，也不应被供电限定位置。因此，电池供电的矩阵式物联网路由器是必要的。
通过自组网技术，对于工程人员，只需要考虑用矩阵式物联网路由器补充信号盲点即可，而不必考虑矩阵式物联网路由器与无线智能水表终端之间的相互关系，无线智能水表终端和周边的矩阵式物联网路由器会自动调整，适应新矩阵式物联网路由器的加入，自动维持网络动态平衡。
实际应用场景非常复杂，所以矩阵式物联网路由器会有多款，基于应用场景选择是否用电源供电，是否用WiFi、有线网、4G等方式通讯。这样，不仅可保证信号质量，而且可进一步降低成本。
实施例四：
阀体开闭状态的具体防呆控制方法为：
步骤SS1、预设期：人工干预设备初始值设定，并将初始值存储在防呆模块内的水表存储器内；
步骤SS2、采集期：通过防呆模块内的压力传感器和流量传感器采集出水终端设备开启状态参数及其水流参数；
步骤SS3、防呆期：通过MCU控制单元对采集期数据进行整理标记判断；
步骤SS4、执行期：对防呆期的判定结构进行执行；
步骤SS5、反馈期：将执行期的执行结果及时反馈给用户端；
步骤SS6、确认期：对执行期结果进行更改或确认；
步骤SS7、回流期：将确认期的执行命令信息反馈到防呆期进行二次数据收集。
所述步骤SS1预设期：人工干预设备初始值设定，具体为，
SS11、逐一开启关闭出水终端设备，对每个出水终端设备出水的最高流速V设定进行采集设定；
SS12、设定标准时间T标准的具体时间数，T标准为是否采集出水终端持续用水时间的界定参数值，在数据采集周期期间T设定为固定值；
SS13、设定判定执行公式T实时：(X·T设定)≥1执行闭阀处理，数据采集周期后，将不在使用，执行公式T实时：(X·T日期)≥1，T日期为单一数据，T1、T2、T3、T4、T5、T6、T7为数据组，T1-T7整体为T日期的数据库，七天为一周期，X为智能扩展系数，T1、T2、T3、T4、T5、T6、T7均分为T日期am和T日期pm。
所述步骤SS2、采集期：采集出水终端设备开启状态参数及其水流参数，具体为，
SS21、采集出水终端设备水流持续时间T实时低于设定标准时间T标准的次数N以及日期DN；
SS22、采集出水终端设备水流持续时间T实时高于设定标准时间T标准的时间数据T数据，T数据为有效数据参数，T数据为T日期内部数据；
SS23、采集出水终端设备开启时的最大水流速度V采集；
SS24、采集SS22状态发生时日期D时钟；
SS25、采集回流期用户反馈命令数据；
SS26、采集出水终端设备开启时水流速度V采集是否发生变化。
防呆期：对采集期数据进行整理标记判断，具体为，
SS31、在数据采集周期期间，阀控闭合条件值T设定为固定值，执行数据采集，设定判定执行公式T实时：(X·T设定)≥1执行闭阀处理；
SS32、数据采集周期结束后，对采集的数据进行处理，确定T日期的数据库，设定判定执行公式T实时：(X·T日期)≥1执行闭阀处理；
SS33、当采集出水终端设备水流持续时间T实时高于设定标准时间T标准的时间时，根据时钟芯片确定当前日期D时钟状态，并在相应的T日期数据库内提取数据中位数，确定T日期的具体数值；
情况一：当D时钟的时间处于T日期的am时间区间时，选取与D时钟最接近的DN进行下列比较，
D时钟-DN≤2min，N≥1，则X为数据中最大数值与中位数的比值的1.5倍，当N＜1时，X则为1，
当D时钟的时间处于T日期的pm区间时，选取与D时钟最接近的DN进行下列比较，
D时钟-DN≤2min，N≥1，则X为数据中最大数值与中位数的比值的1.5倍，当N＜1时，X则为0.5，
情况二：在出水终端设备出水过程中，V采集发生变化，则X为数据中最大数值与中位数的比值的1.5倍；
情况二的执行优先级高于情况情况一的执行优先级；
情况三：得到用户反馈开启阀门的信号后，X为数据中最大数值与中位数的比值的二倍；
情况三的执行优先级高于情况情况二的执行优先级；
SS34、确定T实时：X·T日期≥1中的参数，X，T日期的判定；
X值在阀门关闭之后恢复到初始值1；
根据步骤S1中每个出水终端设备出水的最高流速的数据以及实时采集的最高水流速度数据相结合，判断出水终端设备开启的个数，在此期间，通过压力传感器感知压力值，确保压力值相同或相近；SS4、对防呆期的判定结构进行执行；具体为，当T实时：(X·T日期)≥1时阀门关闭，关闭后，等待用户反馈信号，用户确认关闭后，执行最终关闭，用户取消关闭后阀门打开，发送信号重新确定智能扩展系数X数值并重新计算，T日期的am时间区间具体为06：01-21:00，T日期的pm时间区间具体为21:01-06:00。
T标准设定初始值为5min。
对比例如下：
工作日数据设定：7、8、9、10、11、12、13(min)；
非工作日数据设定：12、13、14、15、16、17、18(min)；
对比例一：
设定条件：
日期：工作日白天AM；状况：出水终端未关闭；室内状况：室内有人并执行超过18min作业；
现有技术：阀门关闭时间即为设定数据中最大值18min；
本申请：当T实时：(X·T日期)≥1时阀门关闭，当N≥1时或V采集发生变化时，MCU控制单元认定室内有人，设定X为数据中最大数值与中位数的比值的1.5倍，即当T实时：19.5≥1时阀门关闭，阀门关闭时间为19.5min。
当用户用水时间超过19.5min阀体关闭之后，用户通过手机终端将重新开启阀体的控制指令传递给MCU控制单元重新开启阀体，此时X值为2.6，阀门关闭时间为26min。
本申请相比现有技术，提高了用户体验，防止用户用水时长超过往期用水最大时长造成阀门关闭误操作。
对比例二：
设定条件：
日期：工作日夜晚PM；状况：出水终端未关闭；室内状况：室内有人并执行超过18min作业；
现有技术：阀门关闭时间即为设定数据中最大值18min；
本申请：当T实时：(X·T日期)≥1时阀门关闭，当N≥1时或V采集发生变化时，MCU控制单元认定室内有人，设定X为数据中最大数值与中位数的比值的1.5倍，即当T实时：19.5≥1时阀门关闭，阀门关闭时间为19.5min。
当用户用水时间超过19.5min阀体关闭之后，用户通过手机终端将重新开启阀体的控制指令传递给MCU控制单元重新开启阀体，此时X值为2.6，阀门关闭时间为26min。
本申请相比现有技术，提高了用户体验，防止用户用水时长超过往期用水最大时长造成阀门关闭误操作。
对比例三：
设定条件：
日期：非工作日白天AM；状况：出水终端未关闭；室内状况：室内有人并执行超过18min作业；
现有技术：阀门关闭时间即为设定数据中最大值18min；
本申请：当T实时：(X·T日期)≥1时阀门关闭，当N≥1时或V采集发生变化时，MCU控制单元认定室内有人，设定X为数据中最大数值与中位数的比值的1.5倍，即当T实时：27≥1时阀门关闭，阀门关闭时间为27min。
当用户用水时间超过27min阀体关闭之后，用户通过手机终端将重新开启阀体的控制指令传递给MCU控制单元重新开启阀体，此时X值为2.4，阀门关闭时间为36min。
本申请相比现有技术，提高了用户体验，防止用户用水时长超过往期用水最大时长造成阀门关闭误操作。
对比例四：
设定条件：
日期：非工作日夜晚PM；状况：出水终端未关闭；室内状况：室内有人并执行超过18min作业；
现有技术：阀门关闭时间即为设定数据中最大值18min；
本申请：当T实时：(X·T日期)≥1时阀门关闭，当N≥1时或V采集发生变化时，MCU控制单元认定室内有人，设定X为数据中最大数值与中位数的比值的1.5倍，即当T实时：27≥1时阀门关闭，阀门关闭时间为27min。
当用户用水时间超过27min阀体关闭之后，用户通过手机终端将重新开启阀体的控制指令传递给MCU控制单元重新开启阀体，此时X值为2.4，阀门关闭时间为36min。
本申请相比现有技术，提高了用户体验，防止用户用水时长超过往期用水最大时长造成阀门关闭误操作。
对比例五：
设定条件：
日期：工作日白天AM；状况：出水终端未关闭；室内状况：室内无人并执行超过18min作业；
现有技术：阀门关闭时间即为设定数据中最大值18min；
本申请：当T实时：(X·T日期)≥1时阀门关闭，当N＜1时和V采集不发生变化时，MCU控制单元认定室内无人，设定X为1，即当T实时：T日期≥1时阀门关闭，T日期为10，阀门关闭时间为10min。
本申请避免用户忘关出水终端或其他特殊情况造成水资源浪费，相对于现有技术节约了8min的用水量。
对比例六：
设定条件：
日期：工作日夜晚PM；状况：出水终端未关闭；室内状况：室内无人并执行超过18min作业；
现有技术：阀门关闭时间即为设定数据中最大值18min；
本申请：当T实时：(X·T日期)≥1时阀门关闭，当N＜1时和V采集不发生变化时，MCU控制单元认定室内无人，设定X为0.5，即当T实时：T日期≥1时阀门关闭，T日期为10，阀门关闭时间为5min。
本申请避免用户忘关出水终端或其他特殊情况造成水资源浪费，相对于现有技术节约了13min的用水量，由大数据分析，用户在夜间用水量远远低于白天，所以夜间X系数小于白天的X系数。
对比例七：
设定条件：
日期：非工作日白天AM；状况：出水终端未关闭；室内状况：室内无人并执行超过18min作业；
现有技术：阀门关闭时间即为设定数据中最大值18min；
本申请：当T实时：(X·T日期)≥1时阀门关闭，当N＜1时和V采集不发生变化时，MCU控制单元认定室内无人，设定X为1，即当T实时：T日期≥1时阀门关闭，T日期为15，阀门关闭时间为15min。
本申请避免用户忘关出水终端或其他特殊情况造成水资源浪费，相对于现有技术节约了3min的用水量。
对比例八：
设定条件：
日期：非工作日夜晚PM；状况：出水终端未关闭；室内状况：室内无人并执行超过18min作业；
现有技术：阀门关闭时间即为设定数据中最大值18min；
本申请：当T实时：(X·T日期)≥1时阀门关闭，当N＜1时和V采集不发生变化时，MCU控制单元认定室内无人，设定X为0.5，即当T实时：T日期≥1时阀门关闭，T日期为15，阀门关闭时间为7.5min。
本申请避免用户忘关出水终端或其他特殊情况造成水资源浪费，相对于现有技术节约了10.5min的用水量，由大数据分析，用户在夜间用水量远远低于白天，所以夜间X系数小于白天的X系数。
上述对比例中设定的数值“工作日数据设定：7、8、9、10、11、12、13(min)；非工作日数据设定：12、13、14、15、16、17、18(min)”仅为辅助说明，T日期具体数值以防呆模块中水表存储器中存储的具体数据为准。
综上所述，对于现有技术，阀门关闭时间为设定数据中最大值，当超过水流时间最大设定值时，无法判别用户是否正在使用或者忘记关闭出水终端设备，本申请通过多个参数即N、D时钟-DN、X、V采集和用户反馈信号来实现无线智能水表终端的智能防呆控制。
N的作用是辅助性判断，主要判断屋内是否有人通过V采集的变化来确定。
上述中各代表符号解释说明如下：
V设定：出水终端设备出水的最高流速；
V采集：出水终端设备开启时的最大水流速度；
T标准：不采集出水终端持续用水时间的最低参数值；
T设定：数据采集周期期间人为设定的固定值；
T日期：具体为T1-T7数据组中某一组数据中的中位数值；
T实时：出水终端设备单次用水持续时间；
T数据：T实时高于T标准的单次用水时间；
X：智能扩展系数；
N：T实时低于T标准的次数；
DN：T实时低于T标准的发生日期；
D时钟：T实时高于T标准的日期。
本发明的优点有以下几点：
1.一种矩阵式无线NB-IoT物联网智能水表系统中，单个无线智能水表终端内置水表控制器和电池，因此能够随时计数，与表盘显示保持一致，有效解决机电不符问题。
2单个无线智能水表终端自带电池，并通过无线通讯传送一段时间内的计数值。不仅有效解决了走线的困难，同时有效降低了矩阵式物联网路由器的功耗。
3.单个无线智能水表终端中的水表控制器内置ID、表类型等信息，与矩阵式物联网路由器通讯时，自动将ID、表类型等信息告知矩阵式物联网路由器，无需条码录入。
4.矩阵式物联网路由器的有效范围达3层楼，因此入户水表这类分散式应用场景，也可使用，应用场景不再受限。
5.由于无线破除了有线的物理限制，所带的无线智能水表终端表数也不再受限。因此，整体成本也将大大降低。
对于本领域技术人员而言，本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其它的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
以上所述，仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何细微修改、等同替换和改进，均应包含在本发明技术方案的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种矩阵式无线NB-IoT物联网智能水表系统的通讯方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：矩阵式物联网路由器发送连接信号；
S2：无线智能水表终选择链路质量值最高的连接信号进行连接；
S3：矩阵式物联网路由器收到连接请求后在路由器存储器中查找无线智能水表终端的MAC地址是否存在，并分配地址；
S4：无线智能水表终端与矩阵式物联网路由器成功建立连接后，矩阵式物联网路由器将接收防呆模块内存储器中的数据信息进行分类，分类后通过运营商云端将水表用水量数据信息发送给水务公司云端，将阀体状态信息数据发送至用户终端，进而实现对阀体开闭状态的防呆控制；
阀体开闭状态的具体防呆控制方法为：
步骤SS1、预设期：人工干预设备初始值设定，并将初始值存储在防呆模块内的水表存储器内；
步骤SS2、采集期：通过防呆模块内的压力传感器和流量传感器采集出水终端设备开启状态参数及其水流参数；
步骤SS3、防呆期：通过MCU控制单元对采集期数据进行整理标记判断；
步骤SS4、执行期：对防呆期的判定结构进行执行；
步骤SS5、反馈期：将执行期的执行结果及时反馈给用户终端；
步骤SS6、确认期：对执行期结果进行更改或确认；
步骤SS7、回流期：将确认期的执行命令信息反馈到防呆期进行二次数据收集；
S5：水务公司云端将无线智能水表终端的MAC地址、任务数据发送给与无线智能水表终端连接的矩阵式物联网路由器；
S6：矩阵式物联网路由器将接收到的MAC地址和任务数据发送给与其连接的无线智能水表终端；
S7：无线智能水表终端接收到任务数据后将任务状态通过矩阵式物联网路由器发送给水务公司云端；
所述步骤SS1预设期：人工干预设备初始值设定，具体为，
SS11、逐一开启关闭出水终端设备，对每个出水终端设备出水的最高流速V设定进行采集设定；
SS12、设定标准时间T标准的具体时间数，T标准为是否采集出水终端持续用水时间的界定参数值，在数据采集周期期间T设定为固定值；
SS13、设定判定执行公式T实时：(X·T设定)≥1执行闭阀处理，数据采集周期后，T设定将不在使用，执行公式T实时：(X·T日期)≥1，T日期为单一数据，T1、T2、T3、T4、T5、T6、T7为数据组，T1-T7整体为T日期的数据库，七天为一周期，X为智能扩展系数，T1、T2、T3、T4、T5、T6、T7均分为T日期am和T日期pm；
所述步骤SS2、采集期：采集出水终端设备开启状态参数及其水流参数，具体为，
SS21、采集出水终端设备水流持续时间T实时低于设定标准时间T标准的次数N以及日期DN；
SS22、采集出水终端设备水流持续时间T实时高于设定标准时间T标准的时间数据T数据，T数据为有效数据参数，T数据为T日期内部数据；
SS23、采集出水终端设备开启时的最大水流速度V采集；
SS24、采集SS22状态发生时日期D时钟；
SS25、采集回流期用户终端反馈命令数据；
SS26、采集出水终端设备开启时水流速度V采集是否发生变化；
防呆期：对采集期数据进行整理标记判断，具体为，
SS31、在数据采集周期期间，阀控闭合条件值T设定为固定值，执行数据采集，设定判定执行公式T实时：(X·T设定)≥1执行闭阀处理；
SS32、数据采集周期结束后，对采集的数据进行处理，确定T日期的数据库，设定判定执行公式T实时：(X·T日期)≥1执行闭阀处理；
SS33、当采集出水终端设备水流持续时间T实时高于设定标准时间T标准的时间时，根据时钟芯片确定当前日期D时钟状态，并在相应的T日期数据库内提取数据中位数，确定T日期的具体数值；
SS34、确定智能扩展系数X数值，
情况一：当D时钟的时间处于T日期的am时间区间时，选取与D时钟最接近的DN进行下列比较，
D时钟-DN≤2min，N≥1，则X为数据中最大数值与中位数的比值1.5倍，当N＜1时，X则为1，
当D时钟的时间处于T日期的pm区间时，选取与D时钟最接近的DN进行下列比较，
D时钟-DN≤2min，N≥1，则X为数据中最大数值与中位数的比值1.5倍，当N＜1时，X则为0.5，
情况二：在出水终端设备出水过程中，V采集发生变化，则X为数据中最大数值与中位数的比值1.5倍；
情况二的执行优先级高于情况情况一的执行优先级；
情况三：得到用户反馈开启阀门的信号后，X为数据中最大数值与中位数的比值的二倍；
情况三的执行优先级高于情况情况二的执行优先级；
X值在阀门关闭之后恢复到初始值1；
根据步骤S1中每个出水终端设备出水的最高流速的数据以及实时采集的最高水流速度数据相结合，判断出水终端设备开启的个数，在此期间，通过压力传感器感知压力值，确保压力值相同或相近；
所述SS4、对防呆期的判定结构进行执行；具体为，当T实时：(X·T日期)≥1时阀门关闭，关闭后，等待用户反馈信号，用户确认关闭后，执行最终关闭，用户取消关闭后阀门打开，发送信号重新确定智能扩展系数X数值并重新计算。
2.根据权利要求1所述的一种矩阵式无线NB-IoT物联网智能水表系统的通讯方法，其特征在于，所述步骤S2中，最优路由器的选择方法包括以下情况：
S2a)若矩阵式物联网路由器开启数量为1，则不检测同步时接收到的连接信号的链路值；
S2b)若矩阵式物联网路由器开启数量大于等于2，且建立连接时，最大的链路值大于链路临界值，如果连续四次同步链路值均低于临界值，则无线智能水表终端断开连接，重启重新扫描；
S2c)若矩阵式物联网路由器开启数量大于等于2，且建立连接时，最大的链路值小于链路临界值，成功连接后，开启定时器，时间为24H，在定时的时间内，同步时不再对链路值的变化进行检测判断，定时器结束后，如果连续四次同步链路值均低于临界值，则无线智能水表终端断开连接，重启重新扫描；
S2d)无线智能水表终端判断链路值的变化情况，然后发送分离请求，断开连接，重新扫描； 矩阵式物联网路由器在收到矩阵表的分离请求时，会将无线智能水表终端从上报队列中删除；
S2e)若矩阵式物联网路由器中连接数量已满，无线智能水表终端选择其他的矩阵式物联网路由器进行连接。
3.根据权利要求1所述的一种矩阵式无线NB-IoT物联网智能水表系统的通讯方法，其特征在于，所述步骤S4中，通讯模块的联网流程为：
先通过路由器电源模块对通讯模块进行供电，待电平稳定后主控芯片操作通讯模块寻找基站，连接基站成功后申请NB-IoT的网络服务，连接指定的平台地址，连接完成后通过物联网进行矩阵式物联网路由器与水务公司云端的数据交互。
4.根据权利要求1所述的一种矩阵式无线NB-IoT物联网智能水表系统的通讯方法，其特征在于，所述步骤S4中，矩阵式物联网路由器根据是否需要联网有以下两种工作方式：
矩阵式物联网路由器在需要联网时通过主控芯片操作TPS22917芯片的ON管脚为高电平给通讯模块供电，当不需要联网的时候则将ON管脚设置为低电平，断掉通讯模块的供电。
5.根据权利要求1所述的一种矩阵式无线NB-IoT物联网智能水表系统的通讯方法，其特征在于，T日期的am时间区间具体为06：01-21:00，T日期的pm时间区间具体为21:01-06:00。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112911557A (zh) * 2021-02-23 2021-06-04 青岛鼎信通讯股份有限公司 一种基于蓝牙组网的水表数据采集方法

Citations (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002365117A (ja) * 2001-06-06 2002-12-18 Matsushita Electric Ind Co Ltd ガス遮断装置
CN101466156A (zh) * 2009-01-16 2009-06-24 西安佳禾资讯发展有限公司 远程无线集中抄表方法及其系统
CN202648726U (zh) * 2012-07-24 2013-01-02 湖南威铭能源科技有限公司 智能水表电子采样机芯结构
CN204695448U (zh) * 2015-05-28 2015-10-07 天津赛恩能源技术有限公司 一种基于互联网的物联网智能水表
CN107832247A (zh) * 2017-09-25 2018-03-23 南京天溯自动化控制系统有限公司 自适应通讯的数据集中器
CN207231560U (zh) * 2017-08-08 2018-04-13 北方民族大学 基于Zigbee网络的智能远传水表系统
CN108387285A (zh) * 2018-02-28 2018-08-10 上海康斐信息技术有限公司 通过水表判定用水异常并及时止损的方法及系统
CN207910639U (zh) * 2018-01-30 2018-09-25 天津麦索特科技发展有限公司 一种机电产品防呆装置
CN109038291A (zh) * 2018-10-22 2018-12-18 郭乃彦 一种具有防呆功能的始端箱
CN208903108U (zh) * 2018-11-29 2019-05-24 天津赛恩能源技术股份有限公司 基于矩阵式NB-IoT智能水表的远程监控系统
CN209046673U (zh) * 2019-01-15 2019-06-28 天津赛恩能源技术股份有限公司 矩阵式无线远传物联网智能水表路由器
CN110031052A (zh) * 2019-05-14 2019-07-19 西安旌旗电子股份有限公司 一种远程控制下的水表系统及方法
CN209199245U (zh) * 2018-12-17 2019-08-02 江苏进源仪表有限公司 一种多功能远传水表系统
CN110634280A (zh) * 2019-10-28 2019-12-31 杭州电堂科技有限公司 一种远程水表数据采集系统
CN110736517A (zh) * 2019-11-27 2020-01-31 洛阳中科龙网创新科技有限公司 一种智能水表的流量监测方法

Patent Citations (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002365117A (ja) * 2001-06-06 2002-12-18 Matsushita Electric Ind Co Ltd ガス遮断装置
CN101466156A (zh) * 2009-01-16 2009-06-24 西安佳禾资讯发展有限公司 远程无线集中抄表方法及其系统
CN202648726U (zh) * 2012-07-24 2013-01-02 湖南威铭能源科技有限公司 智能水表电子采样机芯结构
CN204695448U (zh) * 2015-05-28 2015-10-07 天津赛恩能源技术有限公司 一种基于互联网的物联网智能水表
CN207231560U (zh) * 2017-08-08 2018-04-13 北方民族大学 基于Zigbee网络的智能远传水表系统
CN107832247A (zh) * 2017-09-25 2018-03-23 南京天溯自动化控制系统有限公司 自适应通讯的数据集中器
CN207910639U (zh) * 2018-01-30 2018-09-25 天津麦索特科技发展有限公司 一种机电产品防呆装置
CN108387285A (zh) * 2018-02-28 2018-08-10 上海康斐信息技术有限公司 通过水表判定用水异常并及时止损的方法及系统
CN109038291A (zh) * 2018-10-22 2018-12-18 郭乃彦 一种具有防呆功能的始端箱
CN208903108U (zh) * 2018-11-29 2019-05-24 天津赛恩能源技术股份有限公司 基于矩阵式NB-IoT智能水表的远程监控系统
CN209199245U (zh) * 2018-12-17 2019-08-02 江苏进源仪表有限公司 一种多功能远传水表系统
CN209046673U (zh) * 2019-01-15 2019-06-28 天津赛恩能源技术股份有限公司 矩阵式无线远传物联网智能水表路由器
CN110031052A (zh) * 2019-05-14 2019-07-19 西安旌旗电子股份有限公司 一种远程控制下的水表系统及方法
CN110634280A (zh) * 2019-10-28 2019-12-31 杭州电堂科技有限公司 一种远程水表数据采集系统
CN110736517A (zh) * 2019-11-27 2020-01-31 洛阳中科龙网创新科技有限公司 一种智能水表的流量监测方法

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