CN114070759B - 传输方法、流体计量表和相应的计算机可读介质 - Google Patents

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Abstract

一种用于传送由流体计量表在相继测量周期期间进行的测量的传输方法，每个测量周期被细分为相继的时间区间，这些测量包括诸第一测量，每个第一测量代表在相应一个时间区间期间配送的流体量，针对每个测量周期，该传输方法包括产生并且随后传送至少一个测量帧(10)的步骤，使得：·当在所述测量周期期间等于零的第一测量的数量小于预定数量时，则所述测量帧是非紧凑测量帧；·否则测量帧是紧凑测量帧(10)，当至少有一个第一测量不等于零时，该紧凑测量帧(10)包括包含用于标识活动时间区间的标识数据(19)的初步数据(14)以及还有仅包含以预定义次序排序的所述非零第一测量的紧凑第一测量数据(18)这两者。

Description

传输方法、流体计量表和相应的计算机可读介质
技术领域
本发明涉及智能流体计量表的领域。
背景技术
现代水表，也称为“智能水表”，通常包括用于测量用水设施的水消耗的测量模块，并且它还包括处理器模块和通信模块。
处理器模块使得水表能够执行一定数量的功能，并且具体而言是分析各种数据，例如，与设施的水消耗、对订户的计费、配水网的状态、或实际上水表本身的操作相关。
通信模块使得水表能够与管网管理员的信息系统(IS)通信，可能经由数据集中器、网关或者实际上是另一水表(例如地区智能水表)。通信模块可以执行任何类型的通信，并且例如经由2G、3G、4G、Cat-M或NB-IoT类型的蜂窝网络的通信、使用远程(LoRa)协议的通信、使用以169兆赫(MHz)的频率操作的Wize标准的无线电通信，等等。
每天j，水表向IS传送至少一个测量帧。与每隔一天一样，第j天被细分为相继的时间区间，每个时间区间为一小时。
测量帧的“有效载荷”(即包含对传输有用的数据的测量帧部分)，例如参考指标在本文中写为Cj，连同在本文中写为Δj_1到Δj_23的23个递增或“增量”。
参考指标Cj是表示在第j天开始之前已经经由水表所连接的管道配送的水量的测量。
在此示例中，每个指标增量Δj_k是在第j天的第(k+1)个时间区间期间配送的水量的测量。在该示例中，不传输与第一时间区间(午夜和凌晨1点之间)对应的指标增量。
因此，举例来说，在凌晨2点和凌晨3点之间，即在第j天的第三个时间区间期间(在第j天的第三个小时期间)，水表测量到等于Δj_2的水量经由它所连接的管道被配送。
这种测量帧的有效载荷是五十个8位字节或“八位字节”：四个八位字节用于参考指标，23个指标增量Δj_1到Δj_23中的每一者两个八位字节。
发明目的
本发明的目的是限制智能仪表连接到的网络上的负载。
发明内容
为了实现该目的，提供了一种用于传送由流体计量表在相继测量周期期间进行的测量的传输方法，每个测量周期被细分为相继的时间区间，这些测量包括诸第一测量，每个第一测量代表在相应一个时间区间期间配送的流体量，针对每个测量周期，该传输方法包括产生并且随后传送至少一个测量帧的步骤，使得：
·当在所述测量周期期间等于零的第一测量的数量小于预定数量时，则该测量帧是包括正常的第一测量数据的非紧凑测量帧，该正常的第一测量数据包括所述测量周期的所有第一测量；
·否则，测量帧是紧凑测量帧，当至少有一个第一测量不等于零时，它包括：
初步数据，其包括用于标识所述测量周期的活动时间区间的标识数据，该活动时间区间与相应的非零第一测量相关联；
紧凑的第一测量数据，其仅包括按预定义次序排序的所述非零第一测量。
因此，当针对给定测量周期执行本发明的传输方法时，每当在所述给定测量周期期间特定数量的第一测量等于零时，就发送紧凑测量帧。紧凑测量帧包含用于标识活动时间区间和(仅)不等于零的第一测量的标识数据。紧凑测量帧的长度因此明显短于非紧凑测量帧的长度。测量帧长度的这种优化用于以显著方式减少网络上的负载。
还提供了一种如上所述的传输方法，其中测量帧包括第二测量数据，该第二测量数据包括表示直到所述测量周期开始时配送的流体量的第二测量，第二数据进一步包括模式位，模式位位于第一预定义位置并且当测量帧是非紧凑测量帧时呈现第一预定义值而当测量帧是紧凑测量帧时呈现第二预定义值。
还提供了一种如上所述的传输方法，其中模式位是包含第二测量数据的至少一个八位字节的最高有效位。
还提供了一种如上所述的传输方法，其中紧凑测量帧的初步数据包括活动位，活动位位于第二预定义位置且当所有第一测量都等于零时呈现第三预定义值而当至少一个第一测量不等于零时呈现第四预定义值。
还提供了一种如上所述的传输方法，其中活动位是包含初步数据的至少一个八位字节的最高有效位。
还提供了一种如上所述的传输方法，其中标识数据包括标识位，每个标识位与相应的时间区间相关联，标识位按照时间区间的时间次序相互跟随，当时间区间是与不等于零的第一测量相关联的活动时间区间时，与所述时间区间相关联的每个标识位呈现第五预定义值，而当时间区间是与等于零的第一测量相关联的非活动时间区间时，与所述时间区间相关联的每个标识位呈现第六预定义值。
还提供了一种如上所述的传输方法，其中时间次序以包含标识数据的至少一个八位字节的最低有效位开始并以最高有效位结束。
还提供了一种如上所述的传输方法，其中当所有第一测量都等于零时，初步数据呈现减小的长度。
还提供了如上所述的传输方法，其中每个测量周期具有一天的持续时间，并且其中每个时间区间具有一小时的持续时间。
还提供了一种布置成执行上述传输方法的流体计量表，该流体计量表包括用于进行第一测量的测量模块、用于产生测量帧的处理器模块和用于传送测量帧的通信模块。
还提供了一种包括用于使上述流体计量表执行上述传输方法的各步骤的指令的计算机程序。
还提供了一种计算机可读存储介质，其上记录有上述计算机程序。
本发明可以鉴于以下对本发明的特定非限定性实施例的描述而被更好地理解。
附图说明
参考附图，在附图中：
[图1]图1示出了非紧凑测量帧；
[图2]图2示出了紧凑测量帧；
[图3]图3示出了当所有第一测量都等于零时的紧凑测量帧；
[图4]图4示出了当一个或多个第一测量不等于零时的紧凑测量帧。
具体实施方式
在该示例中，本发明的传输方法用于传送包含由水表进行的测量的测量帧。
水表包括测量模块、处理器模块和通信模块。
测量模块用于测量水消耗。作为示例，测量模块可以是超声或机械式的测量模块。
处理器模块采集诸测量并产生测量帧。作为示例，处理器模块可包括处理器、微控制器或实际上可编程逻辑电路，诸如现场可编程门阵列(FPGA)或专用集成电路(ASIC)。
通信模块用于传送测量帧，并且为此目的，它包括适合用于执行可以是任何类型的通信(例如，经由蜂窝网络的通信、使用LoRa协议的通信、使用Wize标准的无线电通信等)的发射器或收发器。
作为示例，在本描述中，测量帧是LoRa协议的帧格式。
水表使用在相继测量周期中重复的过程进行水消耗量，每个测量周期被细分为相继的时间区间。在该示例中，每个测量周期具有一天的持续时间，并且每个时间区间具有一小时的持续时间。
每天，水表传送测量帧，其中有效载荷包含第一测量数据和第二测量数据两者。第一测量数据包括作为指标增量的第一测量，而第二测量数据包括作为参考指标的第二测量。
在给定日内的相当长的一段时间期间，设施的水消耗为零是相对常见的。作为示例，这适用于晚上，或者实际上适用于家庭的父母在工作而孩子们在学校的工作日。在没有水消耗的这些时段期间，指标增量为零，而消耗指标不变。
为了降低网络上的负载，本发明包括当它们等于零时(在某些条件下)不传送指标增量。仅传送非零信息：负载曲线信息不被传送，并且因此是隐含的。
测量以两种不同的模式来传送：正常模式和紧凑模式。
在给定日中，如果等于零的指标增量的数量小于某个预定数量(即，如果给定日几乎没有零消耗的时段)，则使用正常模式。
如果此条件不为真，则使用紧凑模式。
在该示例中，预定数量等于2。因此，当给定日只有一个指标增量等于零时，则使用正常模式。当等于零的指标增量的数量大于或等于2时，则使用紧凑模式。
自然地，预定数量可以不是2，并且作为示例，它可以等于1，使得一旦至少一个指标增量等于零就使用紧凑模式。
为了区分非紧凑测量帧和紧凑测量帧，使用了模式位。
模式位在测量帧中位于预定义的第一位置处。模式位在测量帧是普通测量帧时呈现第一预定义值，而在测量帧是紧凑测量帧时呈现第二预定义值。因此，在接收到测量帧时，可以知道所述测量帧是普通测量帧还是紧凑测量帧。
在该示例中，模式位是包含第二测量数据的至少一个八位字节的最高有效位。模式位因此包括在编码参考指标的八位字节中。
第二测量数据包括四个八位字节，参考指标被编码在这四个八位字节上。最高有效位是第二测量数据的四个八位字节中的左八位字节(即最高有效八位字节)的最高有效位。
具体而言，在十进制中，参考指标的最大值对应于999999999，并且因此在十六进制中对应于3B9AC9FF。因此，最高有效位可用于执行此角色。
在此示例中，第一预定义值等于0，而第二预定义值等于1。
在正常模式(模式位等于0)中，并且参考图1，发送的测量帧因此是非紧凑测量帧1。因此，第一测量数据是包括针对给定日的所有指标增量3(即在此示例中是23个指标增量3)的正常第一测量数据2。每个指标增量3被编码在两个八位字节上。
第二测量数据4包括参考指标5和等于0的模式位。
因此，非紧凑测量帧的有效载荷包括50个八位字节：在左边的4个八位字节用于第二测量数据4，这4个八位字节编码参考指标5并包括模式位，随后是对于正常第一测量数据2，每个指标增量3有2个八位字节。正常第一测量2的编码指标增量3的各八位字节对按照与指标增量相关联的时间区间的时间次序从左到右相互跟随。术语“按照时间区间的时间次序相互跟随”被用于意指编码指标增量的八位字节对按照与指标增量相关联的时间区间的到达时间次序相互跟随：对与第二个时间区间(从凌晨1点到凌晨2点)相关联的指标增量进行编码的八位字节对之后(从左到右)是对与第三个时间区间(从凌晨2点到凌晨3点)相关联的指标增量进行编码的八位字节对，其后是对与第四个时间区间(从凌晨3点到凌晨4点)相关联的增量进行编码的八位字节对，其后是对与第五个时间区间(从凌晨4点到凌晨5点)相关联的指标增量进行编码的八位字节对，等等。
非紧凑测量帧1的有效载荷对应于负载曲线帧的有效载荷的标准结构(对参考指标进行编码的八位字节的最高有效位在0处)。
在紧凑模式下(模式位等于1)，测量帧是紧凑测量帧。
参考图2，紧凑测量帧10包括与非紧凑测量帧1的测量数据相似的第二测量数据11(除了模式位等于1而不是0)并且包括参考指标12。
此后，紧凑测量帧10包括初步数据14。
可能发生两种情况：给定日的所有指标增量都等于零，或者至少一个指标增量不等于零。
紧凑测量帧10的初步数据14包括活动位，该活动位位于第二预定义位置处并且当所有指标增量都等于零时呈现第三预定义值而当至少一个指标增量不等于零时呈现第四预定义值。
在该示例中，该活动位是包含初步数据14的至少一个八位字节的最高有效位。
第三预定义值等于0，并且第四预定义值等于1。
当所有指标增量为零时，初步数据14呈现较短的长度(否则为正常长度)。
初步数据14的正常长度是3个八位字节，而较短的长度是1个八位字节。
活动位是单个八位字节的最高有效位或初步数据14的3个八位字节的左边八位字节(最高有效八位字节)的最高有效位。
参考图3，当所有指标增量都等于0时，紧凑测量帧10的有效载荷因此仅包括5个八位字节，而不是在不实施本发明的情况下本会使用的50个八位字节：4个八位字节用于第二测量数据11且1个八位字节用于初步数据14。
第二测量数据11的4个八位字节包括等于1的模式位15，并且因此跟随有7位，然后是每个8位的3个八位位组(以便对参考指标12进行编码)。
初步数据八位字节14包括等于0并且此后面跟着7位的活动位16。
参考图4，当至少一个指标增量不等于0时，紧凑测量帧10的有效载荷包括用于第二测量数据11的4个八位字节、用于初步数据14的3个八位字节、以及用于紧凑的第一测量数据18的每个非零指标增量17的2个八位字节。
初步数据14包括用于标识给定日的活动时间区间的标识数据19，该数据与非零指标增量相关联。因此，在水消耗不为零的活动时间区间和水消耗为零的不活动时间区间之间进行区分。
标识数据19包括标识位，每个标识位与时间区间相关联。标识位按照时间区间的时间次序彼此跟随，当所述时间区间是与相应的非零指标增量相关联的活动时间区间时，与该时间区间相关联的每个标识位呈现第五预定义值，以及当所述时间区间是与相应的零指标增量相关联的非活动时间区间时，与该时间区间相关联的每个标识位呈现第六预定义值。
在该示例中，第五预定义值等于1，而第六预定义值等于0：这意味着活动时间区间的标识位等于1，而非活动时间区间的标识位等于0。
时间次序从包含标识数据的至少一个八位字节的最低有效位开始。标识数据19包括2个八位字节加7位(初步数据14的第三个八位字节的剩余位是活动位16，在本示例中等于1)。
在图4的示例中，标识位具有以下十六进制值：0x0A、0x08、0x40，即以下二进制值：000 1010 0000 1000 0100 0000。
使用时间次序，并且从最低有效位(在右侧)开始，因此可以看出标识位的第7位、第12位、第18位和第20位等于1，这意味着第7、第12、第18和第20个指标增量是非零的(并且因此给定日的第8、13、19和21个时间区间是活动的)。
紧凑测量帧10的有效载荷然后包括紧凑的第一测量数据18，其仅包括与活动时间区间相关联的非零指标增量17。每个非零指标增量17由一对八位字节来编码。不传送等于零且标识位为零的指标增量。
非零指标增量17按预定义次序排序。
再次，预定义次序是时间次序。
与非零指标增量17相关联的八位字节对按照与指标增量相关联的时间区间的时间次序从左到右彼此跟随：对第7个指标增量进行编码的八位字节对后跟随(从左到右)对第12个指标增量进行编码的八位字节对，后面是对第18个指标增量进行编码的八位字节对，后面是对第20个指标增量进行编码的八位字节对。
在该示例中，紧凑测量帧10的有效载荷因此包括15个八位字节，而不是在没有实现本发明的情况下本应使用的50个八位字节。
自然地，本发明不限于所描述的实施例，而是涵盖了落入如由权利要求书限定的本发明范围内的任何变型。
测量周期不一定是天，时间区间不一定是小时。
通过本发明的传输方法传送的测量不一定是由水表进行的测量，而是它们可以是由针对某种其他流体的仪表进行的测量：煤气表、热量表、油表等。
应该观察到，包括由流体流量计进行的测量的测量帧可以由进行测量的流体流量计产生和传送(如本说明书中所述)，或者它们可以由已经接收到所述测量的某个其他实体产生和传送：数据集中器，网关、另一个仪表等。

Claims (11)

1.一种用于传送由流体计量表在相继测量周期期间进行的测量的传输方法，每个测量周期被细分为相继的时间区间，所述测量包括第一测量，每个第一测量代表在相应一个时间区间期间配送的流体量，针对每个测量周期，所述传输方法包括产生并且随后传送至少一个测量帧(1；10)的步骤，使得：
·当在所述测量周期期间等于零的第一测量的数量小于预定数量时，则所述测量帧是包括正常的第一测量数据(2)的非紧凑测量帧(1)，所述正常的第一测量数据(2)包括所述测量周期的所有第一测量(3)；
·否则，所述测量帧是紧凑测量帧(10)，当至少有一个第一测量不等于零时，它包括：
初步数据(14)，其包括用于标识所述测量周期的活动时间区间的标识数据(19)，所述活动时间区间与相应的非零第一测量相关联；
紧凑的第一测量数据(18)，其仅包括按预定义次序排序的所述非零第一测量。
2.如权利要求1所述的传输方法，其特征在于，所述测量帧(1；10)包括第二测量数据(4；11)，所述第二测量数据(4；11)包括表示在所述测量周期开始之前配送的流体量的第二测量(5；12)，所述第二测量数据进一步包括模式位(15)，所述模式位(15)位于第一预定义位置并且当所述测量帧是非紧凑测量帧(1)时呈现第一预定义值而当所述测量帧是紧凑测量帧(10)时呈现第二预定义值。
3.如权利要求2所述的传输方法，其特征在于，所述模式位(15)是包含所述第二测量数据(11)的至少一个八位字节的最高有效位。
4.如权利要求1所述的传输方法，其特征在于，所述紧凑测量帧的所述初步数据(14)包括活动位(16)，所述活动位(16)位于第二预定义位置并且当所有所述第一测量都等于零时呈现第三预定义值或当至少一个第一测量不等于零时呈现第四预定义值。
5.如权利要求4所述的传输方法，其特征在于，所述活动位(16)是包含所述初步数据(14)的至少一个八位字节的最高有效位。
6.如任一前述权利要求所述的传输方法，其特征在于，所述标识数据(19)包括标识位，每个标识位与相应的时间区间相关联，所述标识位按照所述时间区间的时间次序相互跟随，当时间区间是与不等于零的非零第一测量相关联的活动时间区间时，与所述时间区间相关联的每个标识位呈现第五预定义值，或者当所述时间区间是与等于零的第一测量相关联的非活动时间区间时，与所述时间区间相关联的每个标识位呈现第六预定义值。
7.如权利要求6所述的传输方法，其特征在于，所述时间次序以包含所述标识数据(19)的至少一个八位字节的最低有效位开始并以最高有效位结束。
8.如权利要求1到5中任一项所述的传输方法，其特征在于，与包括非零第一测量的紧凑帧相比，当所有所述第一测量都等于零时，所述初步数据(14)呈现较短的长度。
9.如权利要求1到5中任一项所述的方法，其特征在于，每个测量周期具有一天的持续时间，并且其中每个时间区间具有一小时的持续时间。
10.一种布置成执行如任一前述权利要求所述的传输方法的流体计量表，所述流体计量表包括用于进行第一测量的测量模块、用于产生所述测量帧的处理器模块和用于传送所述测量帧的通信模块。
11.一种其上存储有计算机程序的计算机可读存储介质，所述计算机程序包括指令，所述指令用于使得如权利要求10所述的流体计量表执行如权利要求1到9中任一项所述的传输方法的步骤。
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