CN113988837A - 一种采用LoRaWAN Class B模式的燃气缴费方法及燃气表 - Google Patents

一种采用LoRaWAN Class B模式的燃气缴费方法及燃气表 Download PDF

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梁永强
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Abstract

本发明公开了一种采用LoRaWAN Class B模式的燃气缴费方法及燃气表，属于燃气表技术领域，包括用户通过移动终端下载APP客户端，并注册身份信息，上传至燃气公司的管理服务器；启动燃气表的LoRaWan模块，通过LoRaWan模块将燃气表的信息绑定上传至管理服务器；启动APP客户端，向管理服务器发送缴费请求，确定与缴费请求对应的燃气表；管理服务器确认收到费用后，将购买量发送至燃气表；燃气表充值成功后将充值成功信息发送给管理服务器，且管理服务器将充值成功信息再发送给移动终端；LoRaWan模块的工作模式为Class B模式。本发明用户通过APP缴费，24小时全天候服务，变离线交互为在线交费，买燃气更便捷。

Description

一种采用LoRaWAN Class B模式的燃气缴费方法及燃气表
技术领域
本发明属于燃气表技术领域，特别涉及一种采用LoRaWAN Class B模式的燃气缴费方法及燃气表。
背景技术
随着城市燃气事业的快速发展，燃气居民用户数量迅猛增长，针对燃气公司对用气计量和燃气管理的需要，准确有效的采集燃气表计量数据成为了燃气管理部门的重要工作。
传统的燃气表抄表方式主要依靠人工定时抄表汇总、分析数据，误录、漏录造成抄表数据的准确性和完整性无法保证。
目前燃气表行业中主流的“IC卡燃气表”和“无线远传表”存在的一些问题：
“IC卡燃气表”用户需要到服务大厅排队购气，购买时间和地点受到限制，对于运营公司也有信息滞后、供销误差难以控制等问题；
目前“无线远传表”主要是“GPRS表”和“NB表”。GPRS信号覆盖范围广，但是2G网络近几年有退网的风险，一旦退网，表就变成了死表；NB信号目前网络覆盖还不够全面，信号质量受到网络运营商影响较大，经常出现燃气表连接不上后台，无法缴费，不能正常使用的情况。“NB表”一天定时上报一次数据，用户缴费一天以后才能充值到燃气表，可能造成燃气表阀门关闭，影响用户正常使用。
发明内容
针对上述的问题，本发明提供一种采用LoRaWAN Class B模式的燃气缴费方法及燃气表，该方法包括：
用户通过移动终端下载APP客户端，并注册身份信息，同时上传至燃气公司的管理服务器；
启动燃气表的LoRaWan模块，并通过所述LoRaWan模块将所述燃气表的信息绑定并上传至所述管理服务器；
启动所述APP客户端，向所述管理服务器发送缴费请求，并确定与所述缴费请求对应的所述燃气表；
所述移动终端通过第三方支付工具将费用交到所述管理服务器；
所述管理服务器确认收到费用后，将购买量发送至所述燃气表；
所述燃气表充值成功后将充值成功信息发送给所述管理服务器，且所述管理服务器将所述充值成功信息再发送给所述移动终端；
其中，所述LoRaWan模块的工作模式为Class B模式。
优选的是，所述LoRaWan模块通过LoRaWan网关和NS服务器与所述管理服务器连接。
本发明还提供一种采用LoRaWAN Class B模式的燃气表，包括微控制模块以及与所述微控制模块分别电连接以下模块：
所述电源管理模块：为系统提供稳定的工作电压；
阀门控制模块：提供阀门的驱动电压，同时实现阀门的开阀与关阀动作；
显示模块：显示燃气表运行过程中的各种实时信息；
声音报警模块：设定报警情况，当该情况出现时则进行报警；
采样模块：精确计量燃气流量；
存储器模块：实现数据存储；
LoRaWan模块：用于实现燃气表与管理服务器的数据通信；
时钟模块：用于通过所述LoRaWan模块的基准时间进行时间校准和同步，减少通讯信息的同步时差；
按键模块：用于触发LoRaWan模块和显示模块。
优选的是，所述声音报警模块为蜂鸣器。
优选的是，所述显示模块为LCD显示屏。
优选的是，所述LoRaWan模块的工作模式为Class B模式。
与原有技术相比，本发明的有益效果为：
本发明采用LoRaWan模块与服务器进行数据通信交互，LoRaWan模块具有网络覆盖能力强，在同样的频段下LoRaWan比现有的网络增益5dB，覆盖面积扩大2倍以上；且用户通过APP缴费，24小时全天候服务，变离线交互为在线交费，买燃气更便捷。
附图说明
图1为本发明采用LoRaWAN Class B模式的燃气缴费方法的流程图；
图2为本发明采用LoRaWAN Class B模式的燃气表的结构图；。
附图标记：
1、微控制模块；2、LoRaWAN模块；3、电源管理模块；4、阀门控制模块；5、采样模块；6、存储器模块；7、按键模块；8、声音报警模块；9、显示模块；10、时钟模块。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，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的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。
LoRaWAN Class B模式的名词解释：LoRaWAN终端设备划分成Class A、Class B、Class C三类，Class A是双向通信终端设备，Class C具有最大接收槽的双向通信终端设备，Class B是指具有预设接收槽的双向通信终端设备。Class B终端设备会在预设时间中开放多余的接收窗口，为了达到这一目的，终端设备会同步从网关接收一个Beacon，通过Beacon将基站与模块的时间进行同步。这种方式能使服务器知晓终端设备正在接收数据。其中，Beacon的意思是网关通过连接GPS，获得GPS信息后，周期性的广播一条消息，这条消息，就叫做Beacon。燃气表通过获取Beacon来同步时间。默认的Beacon周期是128秒一次，网关可以对燃气表的Beacon周期进行配置，最大是128秒。燃气表在长时间运行中，内部时钟存在一定的偏差，所以节点需要周期性的获取Beacon，以消除内部时钟偏差对时间的影响。燃气表与网关通过“Beacon”对时，实现可靠数据的传输的目的。
参照图1，本发明提供一种采用LoRaWAN Class B模式的燃气缴费方法，包括：
用户通过移动终端下载APP客户端，并注册身份信息，同时上传至燃气公司的管理服务器；
启动燃气表的LoRaWan模块，并通过LoRaWan模块将燃气表的信息绑定并上传至管理服务器；
启动APP客户端，向管理服务器发送缴费请求，并确定与缴费请求对应的燃气表；
移动终端通过第三方支付工具将费用交到管理服务器；
管理服务器确认收到费用后，将购买量发送至燃气表；
燃气表充值成功后将充值成功信息发送给管理服务器，且管理服务器将充值成功信息再发送给移动终端；
其中，LoRaWan模块的工作模式为Class B模式。
进一步地，LoRaWan模块通过LoRaWan网关和NS服务器与管理服务器连接。通过上述操作，用户通过APP交费，较少购买网点数量，减少上门服务，降低运营成本，改变以往买气需要在服务大厅购买，购买时间和地点受到限制，利用手机APP缴费，24小时全天候服务，变离线交互为在线交费，买气更便捷。
参照图2，本发明还提供一种采用LoRaWAN Class B模式的燃气表，包括微控制模块1以及与微控制模块1分别电连接以下模块，该微控制模块1是单片机：
电源管理模块3：为系统提供稳定的工作电压，其电路构成方式可以是本领域技术人员熟知的任意适合电路，此处不做多余赘述；
阀门控制模块4：提供阀门的驱动电压，同时实现阀门的开阀与关阀动作；
显示模块9：显示燃气表运行过程中的各种实时信息，显示模块为LCD显示屏，LCD显示屏连接至微控制模块，其用于显示燃气表运行过程中的各种实时信息，包括金额、单价、余额、累计流量、阀门开与关等信息；
声音报警模块8：设定报警情况，当该情况出现时则进行报警，声音报警模块为蜂鸣器；
采样模块5：精确计量燃气流量，用于采集燃气流量信息等，并将其转换为相应的电子计量脉冲信号；
存储器模块6：实现数据存储；
LoRaWan模块2：用于实现燃气表与管理服务器的数据通信，LoRaWan模块的工作模式为Class B模式，Class B模式燃气表最长128秒唤醒一次，用户缴费及时充值到燃气表；
时钟模块10：用于通过所述LoRaWan模块的基准时间进行时间校准和同步，减少通讯信息的同步时差；
按键模块7：用于触发LoRaWan模块和显示模块。
以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种采用LoRaWAN Class B模式的燃气缴费方法，其特征在于，包括：
用户通过移动终端下载APP客户端，并注册身份信息，同时上传至燃气公司的管理服务器；
启动燃气表的LoRaWan模块，并通过所述LoRaWan模块将所述燃气表的信息绑定并上传至所述管理服务器；
启动所述APP客户端，向所述管理服务器发送缴费请求，并确定与所述缴费请求对应的所述燃气表；
所述移动终端通过第三方支付工具将费用交到所述管理服务器；
所述管理服务器确认收到费用后，将购买量发送至所述燃气表；
所述燃气表充值成功后将充值成功信息发送给所述管理服务器，且所述管理服务器将所述充值成功信息再发送给所述移动终端；
其中，所述LoRaWan模块的工作模式为Class B模式。
2.如权利要求1所述的采用LoRaWAN Class B模式的燃气缴费方法，其特征在于，所述LoRaWan模块通过LoRaWan网关和NS服务器与所述管理服务器连接。
3.一种采用LoRaWAN Class B模式的燃气表，其特征在于，包括微控制模块以及与所述微控制模块分别电连接以下模块：
所述电源管理模块：用于提供稳定的工作电压；
阀门控制模块：用于提供阀门的驱动电压，同时实现阀门的开阀与关阀动作；
显示模块：用于显示燃气表运行过程中的各种实时信息；
声音报警模块：用于设定报警情况，当该情况出现时则进行报警；
采样模块：用于精确计量燃气流量；
存储器模块：用于实现数据存储；
LoRaWan模块：用于实现燃气表与管理服务器的数据通信；
时钟模块：用于通过所述LoRaWan模块的基准时间进行时间校准和同步，减少通讯信息的同步时差；
按键模块：用于触发LoRaWan模块和显示模块。
4.如权利要求3所述的采用LoRaWAN Class B模式的燃气表，其特征在于，所述声音报警模块为蜂鸣器。
5.如权利要求3所述的采用LoRaWAN Class B模式的燃气表，其特征在于，所述显示模块为LCD显示屏。
6.如权利要求3所述的采用LoRaWAN Class B模式的燃气表，其特征在于，所述LoRaWan模块的工作模式为Class B模式。
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