申请/专利权人：广州柏诚智能科技有限公司

申请日：2018-10-24

公开（公告）日：2024-04-02

公开（公告）号：CN109309724B

主分类号：H04L67/12

分类号：H04L67/12;H04L67/025;H04L69/08;G08C17/02

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.04.02#授权;2019.03.05#实质审查的生效;2019.02.05#公开

摘要：本发明公开了一种支持NB‑IOT的物联智能仪表，包括：内置于一仪表外壳中的控制面板和显示面板；其中，所述显示面板与所述控制面板分离并以有线方式连接，或所述显示面板镶嵌于所述控制面板上并与所述控制面板电联；所述显示面板，用于显示所述控制面板统计的能耗计量数据；所述控制面板，用于通过区域管理器接入NB‑IOT网络，并与云能源管理平台进行通信，支持数据和报警信息自动上传、上传间隔设置、分钟级别时间设置、转换协议和远程控制阀门。本发明能够支持NB‑IOT的物联智能仪表的应用，可实现仪表点对平台通讯组网，减少现场施工和调试难度，配合云能源平台构成大数据应用，可在移动终端实现数据互联互通。

主权项：1.一种支持NB-IOT的物联智能仪表，其特征在于，包括：内置于一仪表外壳中的控制面板和显示面板；其中，所述显示面板与所述控制面板分离并以有线方式连接，或所述显示面板镶嵌于所述控制面板上并与所述控制面板电联；所述显示面板，用于显示所述控制面板统计的能耗计量数据；所述控制面板，用于通过区域管理器接入NB-IOT网络，并与云能源管理平台进行通信，支持数据和报警信息自动上传、上传间隔设置、分钟级别时间设置、转换协议和远程控制阀门；所述控制面板，在物联智能仪表工作时，默认设置为PSM；具体的，根据所述PSM，所述物联智能仪表在预设时间间隔内定时上报一次数据，并进入PSM状态，等待下一次的数据上报需求的到达；当所述物联智能仪表需要支持下行控制消息和时延要求，所述PSM状态转换为eDRX状态，在eDRX状态下循环若干次后进入PSM状态，由定时器触发重新进入接收寻呼状态，从而达到响应时延和功耗的平衡；所述区域管理器包括多协议转换模块和NB-IOT通信模块；其中，所述多协议转换模块，内置多套仪表行业标准协议，支持CJT188-2004、DLT645-1997、DLT645-2007、En1434和ModbusRTU通讯协议；所述NB-IOT通信模块，通过接入NB-IOT网络，与云能源管理平台进行通信。

全文数据：一种支持NB-IOT的物联智能仪表技术领域本发明涉及物联网技术领域，尤其涉及一种支持NB-IOT的物联智能仪表。背景技术随着人们的生活水平逐渐提升，对于居住环境中的水、电、煤气、制冷、供暖等条件要求越来越高，智能仪表将传统手工抄机械表转变为网络远程抄表，给能源管理部门带来了便捷。但布置庞大的互联网络以及相关设备给施工带来了不便，同时成本急剧增加。取而代之采用GPRS或者4G互联网，这些技术存在耗电高、传输距离近、穿透能力弱等问题。在对现有技术的研究和实践中，本发明得发明人发现，现有NB-IOT技术与智能仪表结合，仅是采用NB-IOT的覆盖率以及穿透力的优势，忽略上传参数的频率与容量，同时使用协议在转换过程当中，没有对协议进行配置，导致信息失真。发明内容本发明所要解决的技术问题在于，提供一种支持NB-IOT的物联智能仪表，能够支持NB-IOT的物联智能仪表的应用，可实现仪表点对平台通讯组网，减少现场施工和调试难度，配合云能源平台构成大数据应用，可在移动终端实现数据互联互通。为解决上述问题，本发明的一个实施例提供一种支持NB-IOT的物联智能仪表，包括：内置于一仪表外壳中的控制面板和显示面板；其中，所述显示面板与所述控制面板分离并以有线方式连接，或所述显示面板镶嵌于所述控制面板上并与所述控制面板电联；所述显示面板，用于显示所述控制面板统计的能耗计量数据；所述控制面板，用于通过区域管理器接入NB-IOT网络，并与云能源管理平台进行通信，支持数据和报警信息自动上传、上传间隔设置、分钟级别时间设置、转换协议和远程控制阀门。进一步地，所述控制面板，设置有NB-IOT模块、天线模块、外网配套电路和端口配置，支持云能源平台服务器IP，并装载有相应的系统软件。进一步地，所述控制面板，在物联智能仪表工作时，默认设置为PSM或eDRX节电机制；具体的，根据所述PSM或eDRX节电机制，所述物联智能仪表在预设时间间隔内定时上报一次数据，并进入PSM状态，等待下一次的数据上报需求的到达；在eDRX方式下，进入PSM状态后，由定时器出发重新进入接收寻呼状态，从而达到响应时延和功耗的平衡。进一步地，所述区域管理器作为采集器，内置于物联智能仪表，用于采集该物联智能仪表的能耗计量数据，或连接若干物联智能仪表，用于采集特定区域的若干物联智能仪表的能耗计量数据。进一步地，所述区域管理器包括多协议转换模块和NB-IOT通信模块；其中，所述多协议转换模块，内置多套仪表行业标准协议，支持CJT188-2004、DLT645-1997、DLT645-2007、En1434和ModbusRTU通讯协议；所述NB-IOT通信模块，通过接入接入NB-IOT网络，与云能源管理平台进行通信。进一步地，所述物联智能仪表，包括NB-IOT物联超声波水表、NB-IOT物联智能电表和NB-IOT物联超声波冷热量表，以及各种计量仪器仪表。实施本发明实施例，具有如下有益效果：本发明实施例提供的一种支持NB-IOT的物联智能仪表，包括：内置于一仪表外壳中的控制面板和显示面板；其中，所述显示面板与所述控制面板分离并以有线方式连接，或所述显示面板镶嵌于所述控制面板上并与所述控制面板电联；所述显示面板，用于显示所述控制面板统计的能耗计量数据；所述控制面板，用于通过区域管理器接入NB-IOT网络，并与云能源管理平台进行通信，支持数据和报警信息自动上传、上传间隔设置、分钟级别时间设置、转换协议和远程控制阀门。本发明能够支持NB-IOT的物联智能仪表的应用，可实现仪表点对平台通讯组网，减少现场施工和调试难度，配合云能源平台构成大数据应用，可在移动终端实现数据互联互通。附图说明图1是本发明的一个实施例提供的一种支持NB-IOT的物联智能仪表的结构示意图；图2是本发明的一个实施例提供的一种支持NB-IOT的物联智能仪表的另一结构示意图；图3是本发明的一个实施例中PSM或eDRX节电机制的示意图；图4是本发明的一个实施例中物联智能仪表的连接示意图。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他实施例，都属于本发明保护的范围。请参阅图1-4。如图1所示，本发明的一个实施例提供的提供一种支持NB-IOT的物联智能仪表，包括：内置于一仪表外壳中的控制面板和显示面板；其中，所述显示面板与所述控制面板分离并以有线方式连接，或所述显示面板镶嵌于所述控制面板上并与所述控制面板电联；所述显示面板，用于显示所述控制面板统计的能耗计量数据；所述控制面板，用于通过区域管理器接入NB-IOT网络，并与云能源管理平台进行通信，支持数据和报警信息自动上传、上传间隔设置、分钟级别时间设置、转换协议和远程控制阀门。本实施例支持NB-IOT的物联智能仪表的应用，可实现仪表点对平台通讯组网，减少现场施工和调试难度，简便安装、简单调试，配合云能源平台构成大数据应用，可在移动终端实现数据互联互通。如图3所示，在本实施例中，所述控制面板，设置有NB-IOT模块、天线模块、外网配套电路和端口配置，支持云能源平台服务器IP，并装载有相应的系统软件。NB-IOT物联智能仪表，在仪表设计阶段，将NB-IOT模组、天线及外网配套电路设计到仪表与仪表原有功能融合，使得仪表在硬件上获得接入NB-IOT网络能力；物联智能仪表支持云能源平台服务器IP及端口配置，物联智能仪表定时自动上传仪表数据及仪表状态；网络覆盖能力可达164dB，通讯网络能覆盖到地下车库、地下室、地下管道等其他方式信号难以到达的地方，使得NB-IOT物联智能仪表具有安装位置灵活选位能力。NB-IOT物联智能仪表覆盖NB-IOT物联超声波水表、NB-IOT物联智能电表、NB-IOT物联超声波冷热量表，支持定时自动上传，上传间隔时间可灵活配置，支持分钟级别间隔时间设置、支持仪表数据和仪表报警信息定时上传、配合云能源平台可实现远程仪表阀门控制实现远程切断操作。如图2所示，在本实施例中，所述控制面板，在物联智能仪表工作时，默认设置为PSM或eDRX节电机制；具体的，根据所述PSM或eDRX节电机制，所述物联智能仪表在预设时间间隔内定时上报一次数据，并进入PSM状态，等待下一次的数据上报需求的到达；在eDRX方式下，进入PSM状态后，由定时器出发重新进入接收寻呼状态，从而达到响应时延和功耗的平衡。具体的，物联网智能仪表支持NB-IOT的技术优势：1低功耗技术NB-IOT终端的功耗低，采用电池供电即可。其主要采用的低功耗技术如下：PSMPowerSavingMode,省电模式在终端侧引入了一种新的“深度休眠”状态，对比终端Idle模式的1mA电流强度，PSM的电流只有0.005mA,对于某些物联网应用例如水表应用，一天只需要定时上报一次数据，然后就可以进入PSM状态，等待下一次的数据上报需求的到达。eDRXExtendedDiscontinuousReception,扩展方式的不连续接受，又有其他的一些应用需要支持下行控制消息以及一定的时延要求，这就需要使用eDRX方式。DRX方式终端进入接收寻呼然后转入Idle状态的寻呼状态中，此方式下终端能获得极其快速的响应但耗电较大。而在eDRX方式下终端将在几次循环后进入PSM状态以便节约功耗，之后由定时器出发重新进入接收寻呼状态，从而达到响应时延和功耗的平衡。通过此类低功耗技术的引入以及NB-IOT芯片对功耗的优化，实现芯片与模块工艺上的低电流、低功耗。2深度覆盖技术能力，覆盖增强，低时延敏感根据TR45.820的仿真数据，可以确定在独立部署方式下，NB-IOT覆盖能力应可达164dB，带内部署和保护带部署还有待仿真测试。NB-IOT为实现覆盖增强采用了重传可达200次和低阶调制等机制。同时在耦合耗损达164dB的环境下，如果提供可靠的数据传输，由于大量数据重传将导致时延增加，TR45.820中仿真测试了异常报告业务场景、保证99％可靠性、不同耦合耗损环境下的时延。目前3GPPIOT设想允许时延约为10s，但实际可以支持更低时延。优选地，所述区域管理器作为采集器，内置于物联智能仪表，用于采集该物联智能仪表的能耗计量数据，或连接若干物联智能仪表，用于采集特定区域的若干物联智能仪表的能耗计量数据。优选地，如图4所示，所述区域管理器包括多协议转换模块和NB-IOT通信模块；其中，所述多协议转换模块，内置多套仪表行业标准协议，支持CJT188-2004、DLT645-1997、DLT645-2007、En1434和ModbusRTU通讯协议；所述NB-IOT通信模块，通过接入接入NB-IOT网络，与云能源管理平台进行通信。NB-IOT是物联网最新技术，传统智能仪表更多是总线通讯接口仪表，如何保留现有传统智能仪表又可借助最新物联网技术，接入到云能源平台，实现大数据分析与能源管理，这里就需要一个基于NB-IOT的转换模块。基于NB-IOT即接即用的多协议转换模块，该模块下行支持总线接口与智能仪表相连，上行采用NB-IOT物联网络接入云能源平台。基于NB-IOT即接即用的多协议转换模块，内置多套仪表行业标准协议，支持CJT188-2004、DLT645-1997、DLT645-2007、En1434、ModbusRTU等多套通讯协议，转换模块自动扫描智能仪表并匹配仪表通讯协议。转换模块通过匹配仪表通讯协议进行仪表数据及仪表状态采集，定时将采集的数据上传至云能源平台。即接即用的多协议转换模块，可快速解决传统智能仪表切换到物联网应用及云能源平台的通讯链路。优选地，所述物联智能仪表，包括NB-IOT物联超声波水表、NB-IOT物联智能电表和NB-IOT物联超声波冷热量表，以及各种计量仪器仪表。本实施例将NB-IOT模组、天线及外网配套电路设计到仪表与仪表原有功能融合，使得仪表在硬件上获得接入NB-IOT网络能力；物联智能仪表支持云能源平台服务器IP及端口配置，物联智能仪表定时自动上传仪表数据及仪表状态；网络覆盖能力可达164dB，通讯网络能覆盖到地下车库、地下室、地下管道等其他方式信号难以到达的地方，使得NB-IOT物联智能仪表具有安装位置灵活选位能力。NB-IOT物联智能仪表覆盖NB-IOT物联超声波水表、NB-IOT物联智能电表、NB-IOT物联超声波冷热量表，支持定时自动上传，上传间隔时间可灵活配置，支持分钟级别间隔时间设置、支持仪表数据和仪表报警信息定时上传、配合云能源平台可实现远程仪表阀门控制实现远程切断操作。本发明实施例提供的一种支持NB-IOT的物联智能仪表，包括：内置于一仪表外壳中的控制面板和显示面板；其中，所述显示面板与所述控制面板分离并以有线方式连接，或所述显示面板镶嵌于所述控制面板上并与所述控制面板电联；所述显示面板，用于显示所述控制面板统计的能耗计量数据；所述控制面板，用于通过区域管理器接入NB-IOT网络，并与云能源管理平台进行通信，支持数据和报警信息自动上传、上传间隔设置、分钟级别时间设置、转换协议和远程控制阀门。本发明能够支持NB-IOT的物联智能仪表的应用，可实现仪表点对平台通讯组网，减少现场施工和调试难度，配合云能源平台构成大数据应用，可在移动终端实现数据互联互通。以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也视为本发明的保护范围。本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，所述的存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体Read-OnlyMemory，ROM或随机存储记忆体RandomAccessMemory，RAM等。

权利要求：1.一种支持NB-IOT的物联智能仪表，其特征在于，包括：内置于一仪表外壳中的控制面板和显示面板；其中，所述显示面板与所述控制面板分离并以有线方式连接，或所述显示面板镶嵌于所述控制面板上并与所述控制面板电联；所述显示面板，用于显示所述控制面板统计的能耗计量数据；所述控制面板，用于通过区域管理器接入NB-IOT网络，并与云能源管理平台进行通信，支持数据和报警信息自动上传、上传间隔设置、分钟级别时间设置、转换协议和远程控制阀门。2.根据权利要求1所述的支持NB-IOT的物联智能仪表，其特征在于，所述控制面板，设置有NB-IOT模块、天线模块、外网配套电路和端口配置，支持云能源平台服务器IP，并装载有相应的系统软件。3.根据权利要求1所述的支持NB-IOT的物联智能仪表，其特征在于，所述控制面板，在物联智能仪表工作时，默认设置为PSM或eDRX节电机制；具体的，根据所述PSM或eDRX节电机制，所述物联智能仪表在预设时间间隔内定时上报一次数据，并进入PSM状态，等待下一次的数据上报需求的到达；在eDRX方式下，进入PSM状态后，由定时器出发重新进入接收寻呼状态，从而达到响应时延和功耗的平衡。4.根据权利要求1所述的支持NB-IOT的物联智能仪表，其特征在于，所述区域管理器作为采集器，内置于物联智能仪表，用于采集该物联智能仪表的能耗计量数据，或连接若干物联智能仪表，用于采集特定区域的若干物联智能仪表的能耗计量数据。5.根据权利要求1所述的支持NB-IOT的物联智能仪表，其特征在于，所述区域管理器包括多协议转换模块和NB-IOT通信模块；其中，所述多协议转换模块，内置多套仪表行业标准协议，支持CJT188-2004、DLT645-1997、DLT645-2007、En1434和ModbusRTU通讯协议；所述NB-IOT通信模块，通过接入接入NB-IOT网络，与云能源管理平台进行通信。6.根据权利要求1所述的支持NB-IOT的物联智能仪表，其特征在于，所述物联智能仪表，包括NB-IOT物联超声波水表、NB-IOT物联智能电表和NB-IOT物联超声波冷热量表，以及各种计量仪器仪表。

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