CN218734708U - 一种基于ble的智能水表以及智能水表集群 - Google Patents
一种基于ble的智能水表以及智能水表集群 Download PDFInfo
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Abstract
本实用新型公开了一种基于BLE的智能水表以及智能水表集群，属于计量仪表技术领域。本实用新型通过主机智能水表兼容BLE和NB‑IoT，从机智能水表配置BLE，主机智能水表与主站服务器通过NB‑IoT网络连接，多个从机智能水表与主机智能水表通过BLE组网连接，实现了在主机智能水表与从机智能水表采集表数据过程中使用BLE，在主机智能水表上报表数据过程中使用NB‑IoT，解决了传统NB‑IoT智能水表的数据传输成功率低以及产品功耗大的问题，极大改善了数据传输成功率和产品能耗问题。
Description
技术领域
本实用新型涉及计量仪表技术领域，特别涉及一种基于BLE的智能水表以及智能水表集群。
背景技术
当前NB-IoT(窄带物联网)智能水表，表端主要负责对水量的采集和阀门控制，使用NB-IoT进行数据上传或下发，该表端主要包括智能控制器和基表部分，其中，基表部分主要完成采样以及阀控工作，智能控制器完成与主站数据交互。
但是该智能水表在实际使用中，尤其是应用于网络信号差，同一时间多只单表位上传的区域(如农村地区)，在发生网络拥塞时，数据回传成功率低，同时网络使用率高的情况下，数据上传失败率高。
在实际应用中，本领域技术人员发现，智能控制器不仅成本高，价格昂贵，且控制器进行数据传输的过程中能耗较大，进而影响到智能水表的功耗和数据传输成功率。
实用新型内容
为了解决现有技术的问题，本实用新型实施例提供了一种基于BLE的智能水表以及智能水表集群。所述技术方案如下：
第一方面，提供了一种基于BLE的智能水表集群，其特征在于，所述智能水表集群包括多个智能水表的智能水表集群，所述智能水表集群包括一个主机智能水表和多个从机智能水表，所述主机智能水表兼容BLE和NB-IoT，所述从机智能水表配置BLE，所述主机智能水表与主站服务器通过NB-IoT网络连接，所述多个从机智能水表与所述主机智能水表通过BLE组网连接；其中，
所述主机智能水表包括第一BLE模组和NB-IoT模组，以及第一开关；所述第一开关与所述第一BLE模组电连接，用于控制所述第一BLE模组的开启或者关闭；
所述从机智能水表包括第二BLE模组，以及第二开关；所述第二开关与所述第二BLE模组电连接，用于控制所述第二BLE模组的开启或者关闭；
所述从机智能水表完成表数据进行采集和存储后，控制第一开关闭合，从而控制第一BLE模组开启；
所述主机智能水表，控制第二开关闭合，从而控制第二BLE模组开启；
所述主站服务器与所述NB-IoT模组网络连接，以实现所述主机智能水表与主站服务器通过NB-IoT网络连接；
所述第一BLE模组与所述第二BLE模组网络连接，以实现所述多个从机智能水表与所述主机智能水表通过BLE组网连接。
可选的，
所述主机智能水表还包括第一计时器，所述第一计时器通过第一控制器与所述第一开关连接；在所述第一计时器在满足数据传输时间后，所述控制器控制所述第一开关闭合；
从机智能水表还包括第二计时器，所述第二计时器通过第二控制器与所述第二开关连接；在所述第二计时器在满足上报时间后，所述控制器控制所述第一开关闭合；在所述第二计时器在满足等待时间后，所述控制器控制所述第二开关断开。
可选的，
所述主机智能水表包括第一电池模组，所述第一电池模组通过所述第一开关与所述第一BLE模组电连接，用于对所述第一BLE模组供电；
所述从机智能水表包括第二电池模组，所述第二电池模组通过所述第二开关与所述第二BLE模组电连接，用于对所述第二BLE模组供电。
第二方面，提供了一种智能水表，所述智能水表包括：
第一处理器、第一存储器、第一BLE模组、NB-IoT模组以及第一开关；所述第一开关与所述第一BLE模组电连接，用于控制所述第一BLE模组的开启或者关闭；
所述第一处理器分别与所述第一存储器、所述第一BLE模组、所述NB-IoT模组数据连接；
所述第一处理器与所述第一开关连接；
所述第一处理器控制第一开关闭合，从而控制第一BLE模组开启；
在对表数据进行采集后，存储至所述第一存储器，通过所述NB-IoT模组将所述表数据上传至机智能水表；
还包括第一电池模组，所述第一电池模组通过所述第一开关与所述第一BLE模组电连接，用于对所述第一BLE模组供电；
所述第一电池模组与所述第一存储器、所述第一处理器、所述NB-IoT模组电连接，用于对所述第一存储器、所述第一处理器、所述NB-IoT模组供电。
可选的，
所述智能水表还包括第一计时器，所述第一计时器通过第一控制器与所述第一开关连接；在所述第一计时器在满足数据传输时间后，所述控制器控制所述第一开关闭合。
可选的，所述智能水表还包括第一数据接口，所述第一数据接口与所述第一处理器连接，以方便用户通过所述第一数据接口，设置所述第一计时器。
第三方面，提供了一种智能水表，所述智能水表包括：
第二处理器、第二存储器、第二BLE模组以及第二开关；所述第二开关与所述第二BLE模组电连接，用于控制所述第二BLE模组的开启或者关闭；
所述第二处理器分别与所述第二存储器、所述第二BLE模组数据连接；
所述第二处理器与所述第二开关连接；
所述第二处理器控制第二开关闭合，从而控制第二BLE模组开启；
在对表数据进行采集后，存储至所述第二存储器，通过所述第二BLE模组将所述表数据上传至主机智能水表；
还包括第二电池模组，所述第二电池模组通过所述第二开关与所述第二BLE模组电连接，用于对所述第二BLE模组供电；
所述第二电池模组与所述第二存储器、所述第二处理器电连接，用于对所述第二存储器、所述第二处理器供电。
可选的，
所述智能水表还包括第二计时器，所述第二计时器通过第二控制器与所述第二开关连接；在所述第二计时器在满足数据传输时间后，所述控制器控制所述第二开关闭合。
可选的，所述智能水表还包括第二数据接口，所述第二数据接口与所述第二处理器连接，以方便用户通过所述第二数据接口，设置所述第二计时器。
本实用新型实施例提供的技术方案带来的有益效果是：
通过主机智能水表兼容BLE和NB-IoT，从机智能水表配置BLE，主机智能水表与主站服务器通过NB-IoT网络连接，多个从机智能水表与主机智能水表通过BLE组网连接，实现了在主机智能水表与从机智能水表采集表数据过程中使用BLE，在主机智能水表上报表数据过程中使用NB-IoT，解决了传统NB-IoT智能水表的数据传输成功率低以及产品功耗大的问题，极大改善了数据传输成功率和产品能耗问题。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，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实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本实用新型实施例提供的基于BLE的智能水表结构示意图；
图2是本实用新型实施例提供的基于BLE的智能水表结构示意图；
图3是本实用新型实施例提供的智能水表集群示意图。
具体实施方式
为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
参照图1所示，提供了一种基于BLE的智能水表集群，其特征在于，智能水表集群包括多个智能水表的智能水表集群，智能水表集群包括一个主机智能水表和多个从机智能水表，主机智能水表兼容BLE和NB-IoT，从机智能水表配置BLE，主机智能水表与主站服务器通过NB-IoT网络连接，多个从机智能水表与主机智能水表通过BLE组网连接；即从机通信上行数据传输兼容BLE协议栈的指定自主协议，主机NB-IoT通讯上行数据至主站平台，平台下发任务至主机，通过BLE下发从机任务，从机接收指令反馈数据至主机。采用分布式集群组网模式，主要设计思路为，主机BLE选用主从一体透传模组，从机选用BLE从机透传模组，模组MAC地址及模组设备识别码ID(ID编号以宁光自定义ID)，组网模式区分常规组网模式和定向组网模式。其中，
主机智能水表包括第一BLE模组和NB-IoT模组，以及第一开关；第一开关与第一BLE模组电连接，用于控制第一BLE模组的开启或者关闭；
从机智能水表包括第二BLE模组，以及第二开关；第二开关与第二BLE模组电连接，用于控制第二BLE模组的开启或者关闭；
从机智能水表完成表数据进行采集和存储后，控制第一开关闭合，从而控制第一BLE模组开启；
主机智能水表，控制第二开关闭合，从而控制第二BLE模组开启；
主站服务器与NB-IoT模组网络连接，以实现主机智能水表与主站服务器通过NB-IoT网络连接；
第一BLE模组与第二BLE模组网络连接，以实现多个从机智能水表与主机智能水表通过BLE组网连接。
可选的，
主机智能水表还包括第一计时器，第一计时器通过第一控制器与第一开关连接；在第一计时器在满足数据传输时间后，控制器控制第一开关闭合；
该第一计时器可以设置计时周期为数据传输时间和等待时间，在数据传输时间后，向第一开关传输第一电信号，第一开关在接收到该电信号后闭合，直至等待时间开始，向第一开关传输第二电信号，第一开关在接收到该电信号后断开，该第一电信号和第二电信号可以通过电流值和电压值进行区分，本实用新型对具体的区分方式不加以限定。
从机智能水表还包括第二计时器，第二计时器通过第二控制器与第二开关连接；在第二计时器在满足上报时间后，控制器控制第一开关闭合；在第二计时器在满足等待时间后，控制器控制第二开关断开，该第二计时器的工作原理与第一计时器相同，此处不在加以赘述。
可选的，
主机智能水表包括第一电池模组，第一电池模组通过第一开关与第一BLE模组电连接，用于对第一BLE模组供电；
从机智能水表包括第二电池模组，第二电池模组通过第二开关与第二BLE模组电连接，用于对第二BLE模组供电。
需要说明的是，第一开关通过开启和闭合，控制第一电池模组向第一BLE模组是否供电，从而控制第一BLE模组的开启与关闭；同理，第二开关通过开启和闭合，控制第二电池模组向第二BLE模组是否供电，从而控制第二BLE模组的开启与关闭。
参照图2所示，提供了一种智能水表，智能水表包括：
第一处理器、第一存储器、第一BLE模组、NB-IoT模组以及第一开关；第一开关与第一BLE模组电连接，用于控制第一BLE模组的开启或者关闭；
第一处理器分别与第一存储器、第一BLE模组、NB-IoT模组数据连接；
第一处理器与第一开关连接；
第一处理器控制第一开关闭合，从而控制第一BLE模组开启；
在对表数据进行采集后，存储至第一存储器，通过NB-IoT模组将表数据上传至机智能水表；
还包括第一电池模组，第一电池模组通过第一开关与第一BLE模组电连接，用于对第一BLE模组供电；
第一电池模组与第一存储器、第一处理器、NB-IoT模组电连接，用于对第一存储器、第一处理器、NB-IoT模组供电。
可选的，
智能水表还包括第一计时器，第一计时器通过第一控制器与第一开关连接；在第一计时器在满足数据传输时间后，控制器控制第一开关闭合。
可选的，智能水表还包括第一数据接口，第一数据接口与第一处理器连接，以方便用户通过第一数据接口，设置第一计时器。
该设置过程可以是：
NB-IoT触发主动上报前，根据分布式集群组网时的信号强度连接状态进行等级划分，主机控制器内部设置信号强度等级划分机制，并计算等级分布概率，主机根据等级分布概率计算本次NB-IoT触发上报开始时间，并预测下次主机开启扫描时间，并将扫描时间设置至第一计时器。
需要说明的是，该设置过程可以是通过第一数据接口连接其他设备进行的，本实施例对具体的设置算法不加以限定。
参照图3所示，提供了一种智能水表，智能水表包括：
第二处理器、第二存储器、第二BLE模组以及第二开关；第二开关与第二BLE模组电连接，用于控制第二BLE模组的开启或者关闭；
第二处理器分别与第二存储器、第二BLE模组数据连接；
第二处理器与第二开关连接；
第二处理器控制第二开关闭合，从而控制第二BLE模组开启；
在对表数据进行采集后，存储至第二存储器，通过第二BLE模组将表数据上传至主机智能水表；
还包括第二电池模组，第二电池模组通过第二开关与第二BLE模组电连接，用于对第二BLE模组供电；
第二电池模组与第二存储器、第二处理器电连接，用于对第二存储器、第二处理器供电。
可选的，
智能水表还包括第二计时器，第二计时器通过第二控制器与第二开关连接；在第二计时器在满足上报时间后，控制器控制第一开关闭合；在第二计时器在满足等待时间后，控制器控制第二开关断开。
可选的，智能水表还包括第二数据接口，第二数据接口与第二处理器连接，以方便用户通过第二数据接口，设置第二计时器。
设置等待时间至第二计时器；
若主机智能水表在等待时间内未响应，控制器控制第二开关断开，并开启广播模式，等待下次连接。
上述所有可选技术方案，可以采用任意结合形成本实用新型的可选实施例，在此不再一一赘述。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种基于BLE的智能水表集群，其特征在于，所述智能水表集群包括多个智能水表的智能水表集群，所述智能水表集群包括一个主机智能水表和多个从机智能水表，所述主机智能水表兼容BLE和NB-IoT，所述从机智能水表配置BLE，所述主机智能水表与主站服务器通过NB-IoT网络连接，所述多个从机智能水表与所述主机智能水表通过BLE组网连接；其中，
所述主机智能水表包括第一BLE模组和第一NB-IoT模组，以及第一开关；所述第一开关与所述第一BLE模组电连接，用于控制所述第一BLE模组的开启或者关闭；
所述从机智能水表包括第二BLE模组，以及第二开关；所述第二开关与所述第二BLE模组电连接，用于控制所述第二BLE模组的开启或者关闭；
所述主站服务器与所述NB-IoT模组网络连接，以实现所述主机智能水表与主站服务器通过NB-IoT网络连接；
所述第一BLE模组与所述第二BLE模组网络连接，以实现所述多个从机智能水表与所述主机智能水表通过BLE组网连接。
2.根据权利要求1所述的智能水表集群，其特征在于，
所述主机智能水表还包括第一计时器，所述第一计时器通过第一控制器与所述第一开关连接；在所述第一计时器在满足数据传输时间后，所述第一控制器控制所述第一开关闭合；
从机智能水表还包括第二计时器，所述第二计时器通过第二控制器与所述第二开关连接；在所述第二计时器在满足上报时间后，所述第二控制器控制所述第一开关闭合；在所述第二计时器在满足等待时间后，所述第二控制器控制所述第二开关断开。
3.根据权利要求2所述的智能水表集群，其特征在于，
所述主机智能水表包括第一电池模组，所述第一电池模组通过所述第一开关与所述第一BLE模组电连接，用于对所述第一BLE模组供电；
所述从机智能水表包括第二电池模组，所述第二电池模组通过所述第二开关与所述第二BLE模组电连接，用于对所述第二BLE模组供电。
4.一种基于BLE的智能水表，其特征在于，所述智能水表包括：
第一处理器、第一存储器、第一BLE模组、第一NB-IoT模组以及第一开关；所述第一开关与所述第一BLE模组电连接，用于控制所述第一BLE模组的开启或者关闭；
所述第一处理器分别与所述第一存储器、所述第一BLE模组、所述第一NB-IoT模组数据连接；
所述第一处理器与所述第一开关连接；
所述第一处理器控制第一开关闭合，从而控制第一BLE模组开启；
在对表数据进行采集后，存储至所述第一存储器，通过所述第一NB-IoT模组将所述表数据上传至智能水表；
还包括第一电池模组，所述第一电池模组通过所述第一开关与所述第一BLE模组电连接，用于对所述第一BLE模组供电；
所述第一电池模组与所述第一存储器、所述第一处理器、所述第一NB-IoT模组电连接，用于对所述第一存储器、所述第一处理器、所述第一NB-IoT模组供电。
5.根据权利要求4所述的智能水表，其特征在于，
所述智能水表还包括第一计时器，所述第一计时器通过第一控制器与所述第一开关连接；在所述第一计时器在满足数据传输时间后，所述第一控制器控制所述第一开关闭合。
6.根据权利要求5所述的智能水表，其特征在于，所述智能水表还包括第一数据接口，所述第一数据接口与所述第一处理器连接，以方便用户通过所述第一数据接口，设置所述第一计时器。
7.一种基于BLE的智能水表，其特征在于，所述智能水表包括：
第二处理器、第二存储器、第二BLE模组以及第二开关；所述第二开关与所述第二BLE模组电连接，用于控制所述第二BLE模组的开启或者关闭；
所述第二处理器分别与所述第二存储器、所述第二BLE模组数据连接；
所述第二处理器与所述第二开关连接；
所述第二处理器控制第二开关闭合，从而控制第二BLE模组开启；
在对表数据进行采集后，存储至所述第二存储器，通过所述第二BLE模组将所述表数据上传至主机智能水表；
还包括第二电池模组，所述第二电池模组通过所述第二开关与所述第二BLE模组电连接，用于对所述第二BLE模组供电；
所述第二电池模组与所述第二存储器、所述第二处理器电连接，用于对所述第二存储器、所述第二处理器供电。
8.根据权利要求7所述的智能水表，其特征在于，
所述智能水表还包括第二计时器，所述第二计时器通过第二控制器与所述第二开关连接；在所述第二计时器在满足数据传输时间后，所述第二控制器控制所述第二开关闭合。
9.根据权利要求8所述的智能水表，其特征在于，所述智能水表还包括第二数据接口，所述第二数据接口与所述第二处理器连接，以方便用户通过所述第二数据接口，设置所述第二计时器。
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| CN202221205124.XU CN218734708U (zh) | 2022-05-19 | 2022-05-19 | 一种基于ble的智能水表以及智能水表集群 |
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| CN202221205124.XU CN218734708U (zh) | 2022-05-19 | 2022-05-19 | 一种基于ble的智能水表以及智能水表集群 |
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|---|---|
| CN218734708U true CN218734708U (zh) | 2023-03-24 |
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| CN202221205124.XU Active CN218734708U (zh) | 2022-05-19 | 2022-05-19 | 一种基于ble的智能水表以及智能水表集群 |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114979830A (zh) * | 2022-05-19 | 2022-08-30 | 宁夏隆基宁光仪表股份有限公司 | 基于ble的智能水表集群数据传输方法、系统及控制设备 |
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2022
- 2022-05-19 CN CN202221205124.XU patent/CN218734708U/zh active Active
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114979830A (zh) * | 2022-05-19 | 2022-08-30 | 宁夏隆基宁光仪表股份有限公司 | 基于ble的智能水表集群数据传输方法、系统及控制设备 |
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