CN107426633A - 一种计量仪表抄表***、通信方法及通信转发装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种计量仪表抄表***，包括集中器和多个计量仪表，还包括：至少一个通信转发装置，所述通信转发装置，用于在集中器和计量仪表交互通信信息时，接收集中器和计量仪表交互的通信信息，并通过解析通信信息获取接收方网络地址或编号，判断在预设的时间间隔内是否收到来自信息接收方的应答信息，若是，则判定集中器与计量仪表之间的通信成功，否则，判定集中器与计量仪表之间的通信失败，并将通信信息转发至信息接收方，所述信息接收方的网络地址或编号为解析获取的网络地址或编号。另外，本发明还公开了一种通信转发装置和计量仪表抄表***的通信方法。采用本发明，提高了通信效率。

Description

一种计量仪表抄表***、通信方法及通信转发装置

技术领域

本发明涉及无线抄表技术领域，尤其涉及一种计量仪表抄表***、通信方法及通信转发装置。

背景技术

基于扩频技术的超无线传输(LoRa)网络设备接收灵敏度高、低速率、纠错好，通信距离较远；目前，以星型拓扑网络架构为主，以LoRa集中器(或称LoRa网关)为中心接入WAN网，一套LoRa集中器对应多套LoRa终端.由LoRa集中器负责直接与LoRa终端通信,转发LoRa终端数据至互联网及后台服务器;或者,LoRa集中器直接转发由后台服务器下达命令或数据至LoRa终端。这种无线网络，当LoRa终端与相关LoRa集中器相距较远,又有多个建筑物阻挡情况，难免通讯不畅。

目前，无线路由器(或称无线转发器)都有路由表，或路由发现算法，无线路由器或转发器根据接收到的数据包的目的地址结合路由表或路由发现算法求得一条网络链路到目的地址，从而得出发往或传送下一个网络地址的无线路由器，最终传输到目的地址。而LoRa燃气无线抄表网络,由LoRa集中器和若干LoRa燃气表终端组成。为了节省网络流量费,一个居民小区可能只布置一套LoRa集中器。又因居民小区楼层复杂,燃气管道已预先布置好,未考虑无线通信需求,经过多道墙体阻隔,常有LoRa燃气表与LoRa集中器通信不上情况,造成抄表率低，由而总有少部分用户相应LoRa燃气表用气数据和状态抄不上，及接收不到***平台的相关控制命令。造成居民燃气表自动关阀等误动作相关不便。另外，采用现有技术方案无线路由器或无线转发器,需要更改LoRa终端、LoRa集中器或后台服务器相关软件，网络协议较为复杂,且影响通信效率。

发明内容

本发明的目的提供一种计量仪表抄表***、通信方法及通信转发装置，提高了通信效率。

为解决现有技术存在的问题，本发明提供一种计量仪表抄表***，该***包括：集中器和多个计量仪表，所述集中器与多个计量仪表通信，用于获取各计量仪表的数据信息；另外，还包括：至少一个通信转发装置，所述通信转发装置根据通信距离设置于计量仪表与集中器之间；

所述通信转发装置，用于在集中器和计量仪表交互通信信息时，接收集中器和计量仪表交互的通信信息，并通过解析通信信息获取接收方网络地址或编号，判断在预设的时间间隔内是否收到来自信息接收方的应答信息，若是，则判定集中器与计量仪表之间的通信成功，否则，判定集中器与计量仪表之间的通信失败，并将通信信息转发至信息接收方，所述信息接收方的网络地址或编号为解析获取的网络地址或编号。

本技术方案采用通信转发装置侦听解析集中器与计量仪表之间的通信情况，并在集中器与计量仪表之间的通信失败是对来自集中器的通信信息或来自终端计量仪表的信息包进行转发，提高了通信效率，从而提高了无线网络的抄表率，避免了非人为原因的通信失败而引起的燃气表自动关阀的故障。

另外，所述信息转发装置，包括：

侦听单元，用于接收集中器向终端计量仪表发送的通信信息或终端计量仪表向集中器发送的信息包 ；

解析单元，用于当接收到集中器向终端计量仪表发送的通信信息时，解析获取通信通信获取目标计量仪表的网络地址或编号；当接收到来自终端计量仪表的信息包时，解析获取所述终端计量仪表的网络地址或编号；

控制单元，用于在集中器向终端计量仪表发送通信信息时，根据解析的目标计量仪表网络地址或编号，判断在预设的时间间隔内是否收到来自目标计量仪表的应答信息，若是，则判定集中器与目标计量仪表通信成功，否则，判定集中器与目标计量仪表之间的通信失败；

转发单元，用于在控制单元判定集中器与目标计量仪表之间的通信失败后，将通信信息转发给目标计量仪表。

本技术方案中的信息转发装置的控制单元通过解析单元获取终端计量仪表的网络信息或编号，然后通过控制单元根据是否收到来自解析出的网络地址或编号的终端计量仪表的应答信息判断，集中器和终端计量仪表之间的通信是否成功，并在判定不成功时及时对信息进行转发，提高了通信效率。

另外，所述通信转发装置还包括，已转发信息存储单元，用于存储已转发终端计量仪表的网络地址或编号；

所述控制单元还用于，在接收到来自终端计量仪表的信息包后，判断已转发信息存储单元中是否存储有所述终端计量仪表的网络地址或编号，并在判断为是后，直接转发来自所述终端计量仪表的信息包。

本技术方案的控制单元在查询已经对当前信息接收方或发送方的信息进行过转发后，直接转发信息到信息接收方，而无需等待信息接收方的应答反馈信息，实现了信息的快速转发，进一步提高了通信效率。

相应的，本发明还提供一种通信转发装置，该装置包括：

侦听单元，用于接收集中器和计量仪表交互的通信信息；

解析单元，用于解析获取通信信息接收方的网络地址或编号；

控制单元,用于判断在集中器和计量仪表交互通信信息时，通过解析通信信息获取接收方网络地址或编号，判断在预设的时间间隔内是否收到来自信息接收方的应答信息，若是，则判定集中器与计量仪表之间的通信成功，否则，判定集中器与计量仪表之间的通信失败；

转发单元，用于在控制单元判定集中器与目标计量仪表之间的通信失败后，将通信信息转发给目标计量仪表。

本技术方案不仅包括侦听单元而且通过解析单元解析往来信息的网络地址和编号，并且控制单元在预设的时间间隔内没有来自信息接收方的信息反馈时，则对通信信息进行转发，提高了通信效率。

另外，所述控制单元还包括：

已转发信息存储单元，用于存储已转发终端计量仪表的网络地址或编号；

所述控制单元还用于，在接收到来自终端计量仪表的信息包后，判断已转发信息存储单元中是否存储有所述终端计量仪表的网络地址或编号，并在判断为是后，直接转发来自所述终端计量仪表的信息包。

本技术方案通过存储单元对已转发过信息的网络地址或设备编号进行存储，这样下次接收到信息时，如果通过对存储单元的查找发现了相关信息，则直接对通信信息进行转发，提高了通信效率。

相应的，本发明还提供一种计量仪表抄表***的通信方法，该方法包括：

集中器向目标计量仪表发送通信信息；

通信转发装置接收来自集中器的通信信息；

通信转发装置解析所述通信信息，获取目标计量仪表的网络地址信息或编号；

通信转发装置根据所述目标计量仪表的网络地址信息或编号，判断在预设的时间间隔内是否收到来自所述目标计量仪表的应答信息，若是，则判定集中器与目标计量仪表之间的通信成功，否则，判定集中器与目标计量仪表之间的通信失败，并将所述接收的通信信息转发至目标计量仪表；

目标计量仪表接收来自集中器或通信转发装置的通信信息。

本技术方案的通信转发装置在接收到通信信息时，通过解析获取信息接收方的网络地址或编号，并在预设的时间间隔内，没有接收到来自信息接收方的应答反馈信息时，则将通信信息转发给信息的接收方，提高了通信效率。

另外，还包括：

计量仪表向集中器发送信息包；

通信转发装置接收来自计量仪表的信息包；

通信转发装置解析所述接收的信息包，获取发送所述信息包的计量仪表的网络地址，判断是否已转发过所述网络地址的信息包，并在判断为是后，将接收的信息包转发至集中器；

集中器通信转发装置转发的信息包。

本技术方案的通信转发装置在接收到来自终端计量仪表的信息包时，通过获取该信息包发送方的网络地址信息或表确认是否已经对该终端计量仪表的往来信息进行过转发，若是，则将接收的信息包转发至集中器，而不在需要等待来自集中器的应答反馈信息，节省了等待的时间，提高了通信效率。

另外，还包括：通信转发装置在上电复位初始化后，预设当前需要绑定的通信不畅的计量仪表终端的编号或网络地址信息。本技术方案通过预设需要转发的终端计量仪表的终端信息，这样通信转发装置，不需要等待信息接收方的应答反馈信息，节省了等待的时间，提高了通信的效率。

另外，还包括：

通信转发装置判断是否到达预设的休眠时间，并在判断为是后，进入休眠状态；

通信转发装置判断是否到达预设的唤醒时间，并在判断为是后，启动工作。

本技术方案针对于电池供电的技术方案，采用休眠和唤醒时间的工作模式，减少了电能的损耗，延长了电池的使用寿命。

本发明的计量仪表抄表***中采用通信转发装置，通过该转发装置侦听集中器与计量仪表之间的通信，并通过解析获取目标计量仪表的网络地址或编号。转发装置如果没有收到来自目标计量仪表的应答信息，则将来自集中器的通信信息转发给目标计量仪表，提高了通信效率，以及集中器的抄表率。

附图说明

图1是本发明一种计量仪表抄表***的一种实施例的示意图；

图2是本发明一种计量仪表***的通信转发装置的一种实施例的示意图；

图3是本发明一种计量仪表抄表***的通信方法的一种实施例的流程示意图；

图4是本发明一种计量仪表抄表***的通信方法中的通信转发装置的转发控制的流程示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明进行详细说明.

参考图1，该图是本发明一种无线抄表***的一种实施例的示意图，该***包括集中器1、通信转发装置2和多个计量仪表3；集中器与多个计量仪表通信，用于获取各计量仪表的数据信息；通信转发装置根据通信距离设置于计量仪表与集中器之间，通信转发装置设置的数量可以根据集中器与终端计量仪表的数量以及通信距离进行调整，因此通信转发装置的数量可以是一个也可以是多个。

通信转发装置2，在集中器和计量仪表交互通信信息时，通过解析通信信息获取接收方网络地址或编号，判断在预设的时间间隔内是否收到来自信息接收方的应答信息，若是，则判定集中器与计量仪表之间的通信成功，否则，判定集中器与计量仪表之间的通信失败，并将通信信息转发解析的网络地址或编号指示的信息接收方。

本发明所说的计量仪表可以是无线燃气表等计量仪表也可以是水表等计量仪表，来自计量仪表的信息包可以是无线燃气表的报送信息。本发明实施例所说的集中器可以是LoRa无线集中器，所说的通信转发装置也可以称为LoRa无线转发装置。

下面对本发明一种无线抄表***中的通信转发装置进行详细说明，参考图2所示，通信转发装置包括侦听单元21、解析单元22、控制单元23和转发单元24；其中，侦听单元21用于接收集中器向终端计量仪表发送的通信信息或终端计量仪表向集中器发送的信息包；解析单元22用于当接收到集中器向终端计量仪表发送的通信信息时，解析获取目标计量仪表的网络地址或编号；当接收到来自终端计量仪表的信息包时，解析获取终端计量仪表的网络地址或编号；控制单元23用于在集中器向终端计量仪表发送通信信息时，根据解析的目标计量仪表网络地址或编号，判断在预设的时间间隔内是否收到来自目标计量仪表的应答信息，若是，则判定集中器与目标计量仪表通信成功，否则，判定集中器与目标计量仪表之间的通信失败；转发单元24用于在控制单元判定集中器与目标计量仪表之间的通信失败后，将通信信息转发给目标计量仪表。

具体实现时，还可以包括存储单元25，该存储单元用于存储已转发终端计量仪表的网络地址或编号等信息，这样控制单元23在接收到来自终端计量仪表的信息包后，可根据终端计量仪表的网络地址和编号判断已转发信息存储单元中是否存储有所述终端计量仪表的网络地址或编号，若是，直接转发来自所述终端计量仪表的信息包，否则，等待接收来自集中器的应答信息。同样的，对于来自集中器的通信信息，通信转发装置也会对是否已转发过到达目标计量仪表的信息进行查询，具体的流程与上述处理来自终端计量仪表的信息包的过程相同，在此不再进行赘述。

下面说明本发明的另一方面。

参见图3，该图是本发明一种计量仪表抄表***的通信方法的第一种实施例的流程示意图，该方法包括如下步骤：

步骤s11，集中器向目标计量仪表发送通信信息；

步骤s12，通信转发装置接收来自集中器的通信信息；

步骤s13，通信转发装置解析通信信息，获取目标计量仪表的网络地址信息或编号；

步骤s14，通信转发装置根据目标计量仪表的网络地址信息或编号，判断在预设的时间间隔内是否收到来自目标计量仪表的应答信息，若是，则执行步骤s15，否则，执行步骤s16；

步骤s15，判定集中器与目标计量仪表之间的通信成功；

步骤s16，判定集中器与目标计量仪表之间的通信失败，将接收的通信信息转发至目标计量仪表；即由通信转发装置适时代为转发。具体的，通信转发装置将存储已转发终端量计量仪表的网络地址或编号，因此当通信转发装置收到来自终端计量仪表的信息包后，会根据终端仪表的网络地址或编号,判断是否已向该终端计量仪表转发过信息，若是，则当即应答，并为其约定信道频率、波特率、扩频因子、通信时隙、信息包格式等等参数，并转发来自该终端计量仪表的信息。相应的，通信转发装置也会在收到来自集中器的通信信息时，进行上述是否已进行过转发的查询和相应的处理，在此不再赘述。

步骤s17，目标计量仪表接收来自集中器或通信转发装置的通信信息。

需要说明的，通信转发装置根据供电形式的不同可以分为市电供电和电池供电两种供电方式。其中市电供电主要考虑持续工作，不做休眠，既方便侦听转发区域内一定信号强度所有终端节点，又可绑定特定终端节点进行侦听和转发。此时，通信转发装置的基本工作流程如图4所示，包括：

步骤s101，上电初始化；具体实现时，上电复位后程序做初始化工作，主要是对内部存储空间作清零或置位，并对相应特殊寄存器做初始设置，初始设置口线、定时器、看门狗、等等相关功能模块寄存器；

步骤s102，延时等待；具体实现时，初始化之后，可启用定时器作“延时等待”，以接收绑定相关的“设置信息”。如有绑定请求，则做“设置”操作，

步骤s103，判断是否有设置请求，若是，则执行步骤s104，否则，执行步骤s105；具体实现时，该设置请求可以是绑定请求；

步骤s104，设置；具体实现时，录入需绑定的终端或燃气表编号，并约定信道频率、波特率、扩频因子、通信时隙、数据报送时间或周期等等信息；所说的绑定请求是指，预设当前需要绑定的通信不畅的计量仪表终端的编号或网络地址信息；

步骤s105，侦听与解析；具体实现时，接收来自集中器的通信信心或来自终端计量仪表的信息包，并对该通信信息和信息包进行解析，所说的解析可以是获取终端计量仪表的网络地址或编码等信息；

步骤s106，判断是否已转发过该终端计量仪表的信息；具体实现时，可以根据解析获取的终端计量仪表的网络地址或编码，判断是否向该终端计量仪表转发过信息或转发过来自该终端计量仪表的信息，若是，则执行步骤s107，否则，执行步骤s108；

步骤s107，应答反馈；具体实现时，通信转发装置直接进行应答转发；

步骤s108，信息存储；具体实现时，存储接收到的通信信息或信息包；

步骤s109，判断通信是否成功，若是，则返回步骤s105，否则执行步骤s110；具体实现时，存储接收到的通信信息或信息包后，在预设的时间间隔内判断是否收到来自信息接收方的应答，如果没有，则判定通信失败；

步骤s110，转发；即将接收的信息转发至信息接收方。

另外，当通信转发装置是由电池供电的时候，主要考虑间歇工作的方式，基本上与绑定终端节点同步休眠与激活。流程与市电供电的基本接近，区别在于对相关终端计量仪表与处理主循环给定一个循环周期或定时时间，循环结束后进入休眠状态。依据约定时间或周期定时唤醒，与绑定终端计量仪表同步；依据约定信道频率、波特率、扩频银子、通信时隙、进行通信侦听或转发工作。

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润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种计量仪表抄表***，包括集中器和多个计量仪表，所述集中器与多个计量仪表通信，用于获取各计量仪表的数据信息；其特征在于，还包括：至少一个通信转发装置，所述通信转发装置根据通信距离设置于计量仪表与集中器之间；

所述通信转发装置，用于在集中器和计量仪表交互通信信息时，接收集中器和计量仪表交互的通信信息，并通过解析通信信息获取接收方网络地址或编号，判断在预设的时间间隔内是否收到来自信息接收方的应答信息，若是，则判定集中器与计量仪表之间的通信成功，否则，判定集中器与计量仪表之间的通信失败，并将通信信息转发至信息接收方，所述信息接收方的网络地址或编号为解析获取的网络地址或编号。

2.根据权利要求1所述的计量仪表抄表***，其特征在于，所述信息转发装置，包括：

侦听单元，用于接收集中器向终端计量仪表发送的通信信息或终端计量仪表向集中器发送的信息包 ；

解析单元，用于当接收到集中器向终端计量仪表发送的通信信息时，解析获取目标计量仪表的网络地址或编号；当接收到来自终端计量仪表的信息包时，解析获取所述终端计量仪表的网络地址或编号；

控制单元，用于在集中器向终端计量仪表发送通信信息时，根据解析的目标计量仪表网络地址或编号，判断在预设的时间间隔内是否收到来自目标计量仪表的应答信息，若是，则判定集中器与目标计量仪表通信成功，否则，判定集中器与目标计量仪表之间的通信失败；

转发单元，用于在控制单元判定集中器与目标计量仪表之间的通信失败后，将通信信息转发给目标计量仪表。

3.根据权利要求1所述的计量仪表抄表***，其特征在于，所述通信转发装置还包括，已转发信息存储单元，用于存储已转发终端计量仪表的网络地址或编号；

所述控制单元还用于，在接收到来自终端计量仪表的信息包后，判断已转发信息存储单元中是否存储有所述终端计量仪表的网络地址或编号，并在判断为是后，直接转发来自所述终端计量仪表的信息包。

4.一种通信转发装置，其特征在于，包括:

侦听单元，用于接收集中器和计量仪表交互的通信信息；

解析单元，用于解析获取通信信息接收方的网络地址或编号；

控制单元，用于判断在预设的时间间隔内是否收到来自信息接收方的应答信息，若是，则判定集中器与计量仪表之间的通信成功，否则，判定集中器与计量仪表之间的通信失败；

转发单元，用于在控制单元判定集中器与目标计量仪表之间的通信失败后，将通信信息转发给目标计量仪表。

5.根据权利要求4所述的通信转发装置，其特征在于，所述控制单元还包括：

已转发信息存储单元，用于存储已转发终端计量仪表的网络地址或编号；

所述控制单元还用于，在接收到来自终端计量仪表的信息包后，判断已转发信息存储单元中是否存储有所述终端计量仪表的网络地址或编号，并在判断为是后，直接转发来自所述终端计量仪表的信息包。

6.一种计量仪表抄表***的通信方法，其特征在于，包括：

集中器向目标计量仪表发送通信信息；

通信转发装置接收来自集中器的通信信息；

通信转发装置解析所述通信信息，获取目标计量仪表的网络地址信息或编号；

通信转发装置根据所述目标计量仪表的网络地址信息或编号，判断在预设的时间间隔内是否收到来自所述目标计量仪表的应答信息，若是，则判定集中器与目标计量仪表之间的通信成功，否则，判定集中器与目标计量仪表之间的通信失败，并将所述接收的通信信息转发至目标计量仪表；

目标计量仪表接收来自集中器或通信转发装置的通信信息。

7.根据权利要求6所述的计量仪表抄表***的通信方法，其特征在于，还包括：

计量仪表向集中器发送信息包；

通信转发装置接收来自计量仪表的信息包；

通信转发装置解析所述接收的信息包，获取发送所述信息包的计量仪表的网络地址，判断是否已转发过所述网络地址的信息包，并在判断为是后，将接收的信息包转发至集中器；

集中器接收通信转发装置转发的信息包。

8.根据权利要求7所述的计量仪表抄表***的通信方法，其特征在于，还包括：

通信转发装置在上电复位初始化后，预设当前需要绑定的通信不畅的计量仪表终端的编号或网络地址信息。

9.根据权利要求8所述的计量仪表抄表***的通信方法，其特征在于，还包括：

通信转发装置判断是否到达预设的休眠时间，并在判断为是后，进入休眠状态；

通信转发装置判断是否到达预设的唤醒时间，并在判断为是后，启动工作。