CN109413143A - 一种物联网仪表低功耗定时远程通讯方法 - Google Patents

一种物联网仪表低功耗定时远程通讯方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种物联网仪表低功耗定时远程通讯方法,属于物联网通讯技术领域,解决物联网仪表在定时通讯后导致电池工作寿命缩短的技术问题,解决该问题的技术方案主要包括以下步骤:检查物联网仪表是否到定时通讯时刻,检查通讯的失败次数,是否允许进行定时通讯,检查通讯的结果及记录相关的信息;本发明的优点:通过对物联网仪表根据所处环境网络状态以及剩余电池电量自动进行定时通讯频率调节,在保障上传数据满足基本应用条件下,减少不必要的通讯尝试,减少无谓的电量消耗,延长了电池的使用寿命。

Description

一种物联网仪表低功耗定时远程通讯方法
技术领域
本发明涉及物联网通讯技术领域,具体涉及一种物联网仪表低功耗定时远程通讯方法。
背景技术
随着万物互联概念的普及、物联网应用技术的发展,越来越多的智能表计厂商将这类技术应用到智能表计的开发当中。智能表计根据自身特性,应用低功耗远程通讯技术(如LoRaWAN、NB-IoT等),由表计进行计量(如智能燃气表终端计量燃气消耗量),定时将计量及其它关键数据上传到后台***,由后台***进行结算、扣费,再将结果下发到表计,对表计运行进行调整。
现今应用低功耗远程通讯的芯片功耗较过去有所降低,但通讯过程中的功耗较智能表计而言还是明显偏高(uA-mA),尤其当网络信号不佳时,工作电流更大、通讯时间更长,功耗更大。智能表计对工作寿命要求较高,而定时通讯将明显增加表计对电池的消耗,缩短电池工作寿命,直接影响表具使用年限。
发明内容
本发明要解决的技术问题就是提供一种物联网仪表低功耗定时远程通讯方法,解决现有物联网仪表在定时通讯后导致电池工作寿命缩短的技术问题。
为了解决上述技术问题,本发明是通过以下技术方案实现的:一种物联网仪表低功耗定时远程通讯方法,依次包括以下步骤:
步骤一:检查物联网仪表是否到定时通讯时刻,若检查的定时通讯时刻未到物流仪表的定时通讯时刻,则无操作,若检查的定时通讯时刻到物流仪表的定时通讯时刻,则进入步骤二;
步骤二:检查通讯的失败次数,若物联网仪表的通讯状态良好时,未出现连续的定时通讯失败时,根据剩余电池电量调节通讯频率;若物联网仪表的通讯状态不佳时,连续定时通讯失败时,直接调整到最低的通讯频率;
步骤三:根据步骤二的电池剩余电量来判断物联网仪表与***是否允许进行定时通讯,若电池剩余电量充足,则允许进行定时通讯,若电池剩余电量不足,则不允许进行定时通讯且进行非定时通讯;
步骤四:定时通讯结束后,检查通讯的结果及记录相关的信息。
优选的,步骤二中,当电池剩余电量Qr≥80%Q时,则物联网仪表按照用户设置的频率进行定时通讯。
优选的,步骤二中,当电池剩余电量60%Q≤Qr<80%Q时,物联网仪表以时间作为周期标准进行通讯频率的调节,n天后理论剩余电量为ΔQn=Qn-Qn′,次日第n+1天物联网仪表再分配一个理论电量qn+1,则可用电量为若qn+1″>0时,表示当天理论分配电量有剩余,允许启动定时通讯,若qn+1″≤0时,表示当天理论分配电量已耗尽,不允许启动定时通讯,且当一个有效周期结束后,清理理论、实际电量统计数据,新周期重新开始统计,其中:Qn=k×n×tstd,其中:Qn为前n天理论消耗电量,tstd为物联网仪表每天为定时通讯预设一个理论通讯时间,k为设定定时通讯时间和消耗电量关系系数,Qn′为前n天实际运行过程中消耗的电量,ti为第i天实际通讯时间。
优选的,所述tstd=tday-max/d1,其中:tday-max为一天最大通讯时间,d1表示可再次通讯的天数。
优选的,步骤二中,当电池剩余电量Qr<60%Q时,物联网仪表以时间作为周期标准进行通讯频率的调节,第i天的理论剩余电量为Δqi=qi-qi′,若Δqi≥0时,表示电池剩余电量充足,允许启动定时通讯;若Δqi<0时,表示电池剩余电量不足,后续d2天不再通讯,当一个有效周期结束后,清零不通讯天数,保障下一周期可立即启动定时通讯,其中:qi为第i天理论消耗电量,qi′为第i天实际消耗电量。
优选的,步骤三中,物联网仪表与***在进行定时通讯时,设定最大通讯时间tmax,当物联网仪表与***成功进行一次数据交互时,逐渐增加最大通讯时间tmax,当物联网仪表与***交互超时时,定时通讯结束。
优选的,步骤四中,若检查到定时通讯失败时,累加定时通讯失败的次数;若检查到通讯成功,清零通讯失败次数,在物联网仪表启动定时通讯前,先检查定时通讯失败的次数,若次数大于设定的次数,则表明当前通讯连续失败,表明当前通讯网络状态极差或设备异常,修改为d3天启动定时通讯一次。
综上所述,本发明的优点:1.通过步骤一对物联网仪表是否到定时通讯时刻进行检测,若检查的定时通讯时刻未到物流仪表的定时通讯时刻,则不进行通讯操作,能有效的避免物联网仪表在未定时通讯时刻的电池损耗,检查的定时通讯时刻到物流仪表的定时通讯时刻,物联网仪表根据所处环境网络状态以及剩余电池电量自动进行定时通讯频率调节,在保障上传数据满足基本应用条件下,减少不必要的通讯尝试,减少无谓的电量消耗,延长了电池的使用寿命,在物联网仪表的通讯状态不佳时,连续定时通讯失败时,直接调整到最低的通讯频率,能使物联网仪表在网络状态不佳时减少无效的通讯尝试时间,在不降低通讯效率条件下降低定时通讯功耗;
2.步骤四的定时通讯结束后,检查通讯的结果及记录相关的信息,便于后台***对物联网仪表所处环境通讯状态的监控;
3.当电池剩余电量Qr≥80%Q时,当前电池状态下,判定此时物联网仪表电池电量充足,不进行调节,直接按照用户设置的频率进行定时通讯,上传数据实时性满足客户需求;
4.当电池剩余电量60%Q≤Qr<80%Q时,当前电池状态下,判定此时物联网仪表电池电量一般,需根据实际运行情况进行调节频率,可以基本满足客户需求;
5.将物联网仪表每天为定时通讯预设一个理论通讯时间tstd设置成一天最大通讯时间tday-max/可再次通讯的天数d1,保证由于分配电量不足无法启动时,最多d1天可再次通讯,当通讯状态不佳时,每隔一段时间会有d1天不进行通讯;
6.当电池剩余电量Qr<60%Q时,当前电池状态下,判定此时物联网仪表电池电量不足,需尽量降低通讯频率,当天通讯状态不佳导致耗电大时,立即会有d2天不进行通讯;
7.在步骤三中,通过设定物联网仪表与***在进行定时通讯时的最大通讯时间tmax,在物联网仪表与***成功进行一次数据交互时,逐渐增加最大通讯时间tmax,能有效的减少了通讯网络状态不佳或其它原因导致通讯失败时的通讯时间,减少了电池电量的消耗;
8.通过检查定时通讯失败的次数,并对失败的次数进行统计,若检查到通讯成功,清零通讯失败次数,在物联网仪表启动定时通讯前,先检查定时通讯失败的次数,若次数大于设定的次数,则表明当前通讯连续失败,表明当前通讯网络状态极差或设备异常,修改为d3天启动定时通讯一次,能使物联网仪表在通讯状态不佳的情况下,直接调节通讯频率,确保d3天启动定时通讯一次。
附图说明
图1为本发明一种物联网仪表低功耗定时远程通讯方法的流程图;
图2为本发明物联网仪表进行定时通讯的流程图。
具体实施方式
如图1所示,一种物联网仪表低功耗定时远程通讯方法,依次包括以下步骤:
步骤一:检查物联网仪表是否到定时通讯时刻,若检查的定时通讯时刻未到物流仪表的定时通讯时刻,则无操作,若检查的定时通讯时刻到物流仪表的定时通讯时刻,则进入步骤二;
步骤二:检查通讯的失败次数,若物联网仪表的通讯状态良好时,未出现连续的定时通讯失败时,根据剩余电池电量调节通讯频率;若物联网仪表的通讯状态不佳时,连续定时通讯失败时,直接调整到最低的通讯频率;
步骤三:根据步骤二的电池剩余电量来判断物联网仪表与***是否允许进行定时通讯,若电池剩余电量充足,则允许进行定时通讯,若电池剩余电量不足,则不允许进行定时通讯且进行非定时通讯;
步骤四:定时通讯结束后,检查通讯的结果及记录相关的信息。
通过步骤一对物联网仪表是否到定时通讯时刻进行检测,若检查的定时通讯时刻未到物流仪表的定时通讯时刻,则通讯结束,能有效的避免物联网仪表在未定时通讯时刻的电池损耗,检查的定时通讯时刻到物流仪表的定时通讯时刻,物联网仪表根据所处环境网络状态以及剩余电池电量自动进行定时通讯频率调节,在保障上传数据满足基本应用条件下,减少不必要的通讯尝试,减少无谓的电量消耗,延长电池使用寿命,在物联网仪表的通讯状态不佳时,连续定时通讯失败时,直接调整到最低的通讯频率,能使物联网仪表在网络状态不佳时减少无效的通讯尝试时间,在不降低通讯效率条件下降低定时通讯功耗;步骤四的定时通讯结束后,检查通讯的结果及记录相关的信息,便于后台***对物联网仪表所处环境通讯状态的监控。
将电池剩余电量用Qr表示,电池电量用Q表示,当电池剩余电量Qr≥80%Q时,当前电池状态下,判定此时物联网仪表电池电量充足,不进行调节,直接按照用户设置的频率进行定时通讯,上传数据实时性满足客户需求。
当电池剩余电量60%Q≤Qr<80%Q时,此时,当前电池状态下,判定此时物联网仪表电池电量一般,需根据实际运行情况进行调节频率,可以基本满足客户需求,物联网仪表以时间作为周期标准进行通讯频率的调节,n天后理论剩余电量为ΔQn=Qn-Qn′,次日第n+1天物联网仪表再分配一个理论电量qn+1,则可用电量为若qn+1″>0时,表示当天理论分配电量有剩余,允许启动定时通讯,若qn+1″≤0时,表示当天理论分配电量已耗尽,不允许启动定时通讯,且当一个有效周期结束后,清理理论、实际电量统计数据,新周期重新开始统计,其中:Qn=k×n×tstd其中:Qn为前n天理论消耗电量,tstd为物联网仪表每天为定时通讯预设一个理论通讯时间,k为设定定时通讯时间和消耗电量关系系数,Qn′为前n天实际运行过程中消耗的电量,ti为第i天实际通讯时间,所述tstd=tday-max/d1,其中:tday-max为一天最大通讯时间,d1表示可再次通讯的天数,保证由于分配电量不足无法启动时,最多d1天可再次通讯,当通讯状态不佳时,每隔一段时间会有d1天不进行通讯。
当电池剩余电量Qr<60%Q时,当前电池状态下,判定此时物联网仪表电池电量不足,需尽量降低通讯频率,当天通讯状态不佳导致耗电大时,立即会有d2天不进行通讯,物联网仪表以时间作为周期标准进行通讯频率的调节,第i天的理论剩余电量为Δqi=qi-qi′,若Δqi≥0时,表示电池剩余电量充足,允许启动定时通讯;若Δqi<0时,表示电池剩余电量不足,后续d2天不再通讯,当一个有效周期结束后,清零不通讯天数,保障下一周期可立即启动定时通讯,其中:qi为第i天理论消耗电量,qi′为第i天实际消耗电量。
物联网仪表上传数据包括定时通讯和非定时通讯,两者数据交互流程一致,均为物联网仪表和***的相互应答,如图2所示,在步骤三中,物联网仪表与***在进行定时通讯时,设定最大通讯时间tmax,当物联网仪表与***成功进行一次数据交互时,逐渐增加最大通讯时间tmax,当物联网仪表与***交互超时时,定时通讯结束,当物联网仪表与***在进行非定时通讯时,当启动通讯开始计时,通讯过程中物联网仪表与***进行数据交互,一应一答,若终物联网仪表发送数据后***无响应,则物联网仪表重发数据继续尝试,在此交互过程中,当计时大于tmax时,则立即结束通讯,本次通讯失败。
步骤四中,若检查到定时通讯失败时,累加定时通讯失败的次数;若检查到通讯成功,清零通讯失败次数,在物联网仪表启动定时通讯前,先检查定时通讯失败的次数,若次数大于设定的次数,则表明当前通讯连续失败,表明当前通讯网络状态极差或设备异常,修改为d3天启动定时通讯一次,能使物联网仪表在通讯状态不佳的情况下,直接调节通讯频率,确保d3天启动定时通讯一次。
除上述优选实施例外,本发明还有其他的实施方式,本领域技术人员可以根据本发明作出各种改变和变形,只要不脱离本发明的精神,均应属于本发明所附权利要求所定义的范围。

Claims (7)

1.一种物联网仪表低功耗定时远程通讯方法,其特征在于:依次包括以下步骤:
步骤一:检查物联网仪表是否到定时通讯时刻,若检查的定时通讯时刻未到物流仪表的定时通讯时刻,则无操作,若检查的定时通讯时刻到物流仪表的定时通讯时刻,则进入步骤二;
步骤二:检查通讯的失败次数,若物联网仪表的通讯状态良好时,未出现连续的定时通讯失败时,根据剩余电池电量调节通讯频率;若物联网仪表的通讯状态不佳时,连续定时通讯失败时,直接调整到最低的通讯频率;
步骤三:根据步骤二的电池剩余电量来判断物联网仪表与***是否允许进行定时通讯,若电池剩余电量充足,则允许进行定时通讯,若电池剩余电量不足,则不允许进行定时通讯且进行非定时通讯;
步骤四:定时通讯结束后,检查通讯的结果及记录相关的信息。
2.根据权利要求1所述的一种物联网仪表低功耗定时远程通讯方法,其特征在于:步骤二中,当电池剩余电量Qr≥80%Q时,则物联网仪表按照用户设置的频率进行定时通讯。
3.根据权利要求1所述的一种物联网仪表低功耗定时远程通讯方法,其特征在于:步骤二中,当电池剩余电量60%Q≤Qr<80%Q时,物联网仪表以时间作为周期标准进行通讯频率的调节,n天后理论剩余电量为ΔQn=Qn-Qn′,次日第n+1天物联网仪表再分配一个理论电量qn+1,则可用电量为若qn+1″>0时,表示当天理论分配电量有剩余,允许启动定时通讯,若qn+1″≤0时,表示当天理论分配电量已耗尽,不允许启动定时通讯,且当一个有效周期结束后,清理理论、实际电量统计数据,新周期重新开始统计,其中:Qn=k×n×tstd其中:Qn为前n天理论消耗电量,tstd为物联网仪表每天为定时通讯预设一个理论通讯时间,k为设定定时通讯时间和消耗电量关系系数,Qn′为前n天实际运行过程中消耗的电量,ti为第i天实际通讯时间。
4.根据权利要求3所述的一种物联网仪表低功耗定时远程通讯方法,其特征在于:所述tstd=tday-max/d1,其中:tday-max为一天最大通讯时间,d1表示可再次通讯的天数。
5.根据权利要求1所述的一种物联网仪表低功耗定时远程通讯方法,其特征在于:步骤二中,当电池剩余电量Qr<60%Q时,物联网仪表以时间作为周期标准进行通讯频率的调节,第i天的理论剩余电量为Δqi=qi-qi′,若Δqi≥0时,表示电池剩余电量充足,允许启动定时通讯;若Δqi<0时,表示电池剩余电量不足,后续d2天不再通讯,当一个有效周期结束后,清零不通讯天数,保障下一周期可立即启动定时通讯,其中:qi为第i天理论消耗电量,qi′为第i天实际消耗电量。
6.根据权利要求1所述的一种物联网仪表低功耗定时远程通讯方法,其特征在于:步骤三中,物联网仪表与***在进行定时通讯时,设定最大通讯时间tmax,当物联网仪表与***成功进行一次数据交互时,逐渐增加最大通讯时间tmax,当物联网仪表与***交互超时时,定时通讯结束。
7.根据权利要求1所述的一种物联网仪表低功耗定时远程通讯方法,其特征在于:步骤四中,若检查到定时通讯失败时,累加定时通讯失败的次数;若检查到通讯成功,清零通讯失败次数,在物联网仪表启动定时通讯前,先检查定时通讯失败的次数,若次数大于设定的次数,则表明当前通讯连续失败,表明当前通讯网络状态极差或设备异常,修改为d3天启动定时通讯一次。
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