仪表专利 基于LoRa技术的水表数据采集方法

创意无极限，仪表大发明。今天为大家介绍一项国家发明授权专利——一种基于LoRa低功耗无线通信技术的水表数据采集方法。该专利由国网福建省电力有限公司申请，并于2018年12月4日获得授权公告。内容说明本发明涉及电池测试领域，特别是一种基于LoRa低功耗无线通信技术的水表数据采集方法。发明背景随着我国国民经济的高速发展，人民生活水平的日益提高，住宅成套率和商品化的不断扩大，电、水和燃气在生活中已成为必不可少的一部分。居民对住宅周边环境、物业部门管理质量、公共事业服务水平等方面的要求越来越高。同时居民对隐私权越来越重视，传统的公用事业服务方式(人工入户抄表方式)与社会的发展不相适应显得日益明显。集中抄表技术应用而生，有线抄表技术采用RS-485、MBus等工业总线，需要复杂的布线工程，随着无线技术的发展，水司、燃气公司等越来越倾向于采用低功耗无线通信技术抄表。发明内容有鉴于此，本发明的目的是提出一种基于LoRa低功耗无线通信技术的水表数据采集方法,能够实现自动化低功耗抄表。

本发明采用以下方案实现：一种基于LoRa低功耗无线通信技术的水表数据采集方法，包括一个以上的带有无线通信功能的水表、一个以上的集中器、以及主站系统，包括以下步骤：

步骤S1：集中器从主站系统获取无线参数；

步骤S2：集中器使用默认的无线参数以及从系统获取的无线参数同时检测无线数据；

步骤S3：所述带有无线通信功能的水表在随机时刻主动唤醒；

步骤S4：唤醒后的水表检测是否有收到集中器下发的无线参数报文，若有则进入步骤S5，否则进入步骤S6；

步骤S5：水表使用集中器下发的无线参数上报数据报文至集中器，并进入步骤S7；

步骤S6：水表使用默认的无线参数上报数据报文至集中器，并进入步骤S7；

步骤S7：集中器判断接收到的数据报文使用的是集中器下发的无线参数还是默认的无线参数，若是集中器下发的无线参数，则进入步骤S8，若是默认的无线参数，则进入步骤S9；

步骤S8：集中器存储接收到的数据报文，并向发送该数据报文的水表下发普通报文，并进入步骤S10；

步骤S9：集中器存储接收到的数据报文，并向发送该数据报文的水表下发从主站系统获取的无线参数报文，并进入步骤S10；

步骤S10：水表若收到集中器下发的普通报文，则关闭无线功能，返回步骤S3等待下一次随机唤醒；水表若收到集中器下发的无线参数报文，存储该无线参数报文，并关闭无线功能，返回步骤S3等待下一次随机唤醒；水表若在预设的时间里没有收到集中器的回应报文，则进入步骤S11；

步骤S11：若水表先前是采用默认的无线参数向集中器发送数据报文的，则关闭无线功能，返回步骤S3等待下一次随机唤醒；若水表先前是采用集中器下发的无线参数向集中器发送数据报文的，则清除本地的无线参数，并返回步骤S4。进一步地，步骤S1中，所述主站系统控制相邻的集中器获得的无线参数不一致。所述无线通信功能的实现为采用LoRa无线通信模块。其中一个集中器分别对应N个带有无线通信功能的水表。

本发明满足使用电池供电的无线水表达到6年以上的工作寿命，又可以提升单位小区里面的无线水表容量，降低无线传输冲突概率，提高数据采集成功率。水表采用随机主动上报的工作模式，上报时无线处于开启状态，其他时间无线处于关闭状态，不受外界无线干扰，保证低功耗。本发明的方法包含水表入网，正常传输，传输失败后重新入网的逻辑。所有水表入网时使用统一的无线参数，有利于生产批量设置，入网之后每个相邻集中器的无线参数不一致，保证相邻集中器下面的无线不会相互干扰。与现有技术相比，本发明有以下有益效果：本发明采用低功耗的LoRa无线传输模块，能够有效降低功耗。同时通过主站系统、集中器与无线水表的配合，能够降低传输冲突概率，提高数据采集成功率。