CN110691132B - 一种模拟信号输出可配置统一接入物联网的方法和*** - Google Patents

Abstract

本发明涉及物联网技术领域，提供了一种模拟信号输出可配置统一接入物联网的方法和***。其中方法包括获取设备上传感器的检测数据；确定所述传感器的类型，并将所述检测数据按照预定义的上报数据消息字段，进行消息字段赋值；将携带所述上报数据消息字段和模组信息消息字段的数据包，发送给数据采集端。本发明提供了一种可服务于现有采集装置的智能设备的数据物联方法，不仅能够与现有的已经布局的采集设备进行兼容，而且，可涵盖已知的各种采集用传感器形式，并提供了一致性的报文协议格式，提高了数据采集端的处理效率。

Description

一种模拟信号输出可配置统一接入物联网的方法和***

【技术领域】

本发明涉及物联网技术领域，特别是涉及一种模拟信号输出可配置统一接入物联网的方法和***。

【背景技术】

随着云时代的来临，大数据吸引了越来越多的关注，而大数据平台会收集各个设备的数据，并根据相应搜集的数据提供各种增值服务。

现有技术中，设备在向大数据平台上传数据时，需要根据设备自身携带的通讯协议的协议规则确定数据的属性，从而根据属性对数据进行处理以便于大数据平台根据属性对设备数据进行解析；但数据属性并不是固定不变的，在需要对数据属性进行更改时，需要在设备上输入需要修改属性信息，使得设备的数据属性的更改流程繁杂。

并且，不同对象的采集领域，各采集设备之间通常采用各自厂商的协议标准，因此无法有效的实现互联；在现有技术中，也不乏还采用传统机械式采集设备，以至于无法有效以物联网的形式融入大数据平台。

鉴于此，克服该现有技术所存在的缺陷是本技术领域亟待解决的问题。

【发明内容】

本发明要解决的技术问题是如何将现有的常规已经布局了传感器架构***，利用一套管理机制将其统一的、高效的管理起来，克服现有的数据管理壁垒，以及部分场景领域中无法有效完成数据传输问题。

本发明进一步要解决的技术问题是如何利用本发明提供的解决方案，在实现了针对各种传感器的传感器数据获取端布局后，如何利用管理方式上的调整，来实现快速的传感器问题定性。

本发明采用如下技术方案：

第一方面，本发明提供了一种模拟信号输出可配置统一接入物联网的方法，包括：

获取设备上传感器的检测数据；

确定所述传感器的类型，并将所述检测数据按照预定义的上报数据消息字段，进行消息字段赋值；

将携带所述上报数据消息字段和模组信息消息字段的数据包，发送给数据采集端。

优选的，所述传感器为所述设备上自带的组件，或者，所述传感器为后期安装到所述设备上的组件；相应传感器的数据输出端与用于上报数据包的模组相连。

优选的，所述传感器的类型包括模拟信号输出的：累计脉冲类型、线性传感类型和状态传感类型中的一项或者多项；并且，对应各类型的预定义的上报数据消息字段长度相同。

优选的，在所述传感器的类型为累计脉冲类型时，以水表脉冲传感为例，所述预定义的上报数据消息字段包括：第一传感器状态位、累计脉冲数、反向脉冲数、倍率/脉冲常数、瞬时流量和最后一个正脉冲时间；其中，第一传感器状态位占用一个字节，包括：一个Bit位用于表征在断线状态的，包括表示正常和断线两种状态；一个Bit位用于表征流向状态，包括表示正流和倒流两种状态；一个Bit位用于表征异常状态，包括表示正常和强磁作弊两种状态；剩余的五个Bits位为预留位；

在所述传感器的类型为线性传感类型时，以压力传感器接入为例，所述预定义的上报数据消息字段包括：第二传感器状态位、最高压力值、平均压力值、最低压力值、测量标准/采样频率、输出电压和最后一次采样时间；所述第二传感器状态位占用一个字节，包括：一个Bit位用于表征输出电压状态，包括正常和低于指定输出电压的异常；一个Bit位用于表征断线状态，包括正常和断线；剩余的五个Bits位为预留位；

在所述传感器的类型为状态传感类型时，以井盖，阀门开关，是否浸水等传感为例，所述预定义的上报数据消息字段包括：第三传感器状态位、当前状态累计时长、上一状态时长、测量标准/判断正常和异常、预留、输出电压和最后一次采样时间；所述第二传感器状态位占用一个字节，包括：一个Bit位用于表征开关状态，包括打开状态和关闭状态。

优选的，所述模组信息消息字段，包括：

产品形式、平台类型、传感类型、电源类型、电池状态、采集场景、预留、传感信号、厂家标识、模组硬件版本号、模组软件版本号、发送频率、产品序列号中的一项或者多项；

其中，产品形式包括压力计、工业水表、远传物联网端、远传表号接入、流量计、管井盖、浸水传感器、电源开关传感器中的一项或者多项；

其中，传感类型包括累计脉冲类型、状态传感类型、线性传感类型中的一项或者多项模拟传感机制。

优选的，位于数据采集端和传感器数据获取端之间还设置有集中器，所述集中器用于接收传感器数据获取端发送的数据包，并发送给数据采集端；其中，所述集中器维护有一其管辖范围内的传感器数据获取端的清单列表，所述方法还包括：

数据采集端在获取各集中器发送的数据包后，根据数据包的模组信息消息字段中携带的产品序列号，确定各集中器的清单列表；

数据采集端在确定相邻的集中器的清单列表中的传感器数据获取端数量相差大于等于第一预设阈值时；

所述数据采集端向所述相邻的集中器发送转移集中器管辖区内传感器数据获取端的请求；以便，传感器数据获取端在所述相邻的集中器的清单列表中的分布情况小于所述第一预设阈值。

优选的，所述方法还包括：

数据采集端根据安装所述传感器数据获取端时，登记的对应传感器的位置信息，确定包括传感器数据获取端A1、传感器数据获取端A2、…、传感器数据获取端An中的至少两个传感器数据获取端位于同一位置区域；则所述数据采集端向负责该区域的集中器发送关联命令，使得所述集中器将所述同一位置区域的至少两个传感器数据获取端建立关联关系；

所述数据采集端向所述相邻的集中器发送转移集中器管辖区内传感器数据获取端的请求时，避开存在关联关系的一个或者多个传感器数据获取端。

优选的，所述同一位置区域包括：

同一家庭里的天然气对象的传感器数据获取端、电表对象的传感器数据获取端和水表对象的传感器数据获取端；

同一工厂里的电表对象的传感器数据获取端和水表对象的传感器数据获取端。在同一网络覆盖区域接入的其他类型如井盖，浸水，电源，阀门等各类模拟信号接入的对象的传感器数据获取端。

优选的，所述方法还包括：

数据采集端在确定来自传感器数据获取端A1的数据变化幅度超过第二预设阈值时，所述数据采集端根据所述与带有传感装置的设备通过匹配的硬件模组建立的关联关系，查找与所述传感器数据获取端A1位于同一位置区域的其它传感器数据获取端，并根据所述其他传感器数据获取端分析所述传感器数据获取端A1发生故障的概率。

优选的，若所述传感器数据获取端A1对应的是用户A的水表，传感器数据获取端A2对应的用户A的电表，则所述根据所述其他传感器数据获取端分析所述传感器数据获取端A1发生故障的概率，具体包括：

确定所述传感器数据获取端A1的数据变化幅度超过第二预设阈值的时间段；

获取所述传感器数据获取端A2对应于所述时间段的上报数据，并判断对应于所述时间段的所述传感器数据获取端A2的上报数据的变化幅度是否与所述传感器数据获取端A1变化区间相匹配；

若判断结果为与所述传感器数据获取端A1变化区间相匹配，则认为所述传感器数据获取端A1属于正常的状态；若判断结果为与所述传感器数据获取端A1变化区间不匹配，则认为所述传感器数据获取端A1存在发生故障概率。

第二方面，本发明还提供了一种模拟信号输出可配置统一接入物联网的***，其特征在于，***中包括一个或者多个传感器数据获取端和数据采集端，所述传感器数据获取端用于执行第一方面中所述一种模拟信号输出可配置统一接入物联网的方法中对应传感器数据获取端侧方法内容。

第三方面，本发明还提供了一种模拟信号输出可配置统一接入物联网的装置，用于实现第一方面所述的一种模拟信号输出可配置统一接入物联网的方法，所述装置包括：

至少一个处理器；以及，与所述至少一个处理器通信连接的存储器和无线传输组件；其中，所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被程序设置为执行第一方面所述的一种模拟信号输出可配置统一接入物联网的方法。

第四方面，本发明还提供了一种非易失性计算机存储介质，所述计算机存储介质存储有计算机可执行指令，该计算机可执行指令被一个或多个处理器执行，用于完成第一方面所述的一种模拟信号输出可配置统一接入物联网的方法。

本发明提供了一种可服务于现有采集装置的数据物联方法，不仅能够与现有的已经布局的采集设备进行兼容，而且，可涵盖已知的各种采集用传感器形式，并提供了一致性的报文协议格式，提高了数据采集端的处理效率。

【附图说明】

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对本发明实施例中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面所描述的附图仅仅是本发明的一些实施例，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是本发明实施例提供的一种利用智能终端APP导入配置参数的效果示意图；

图2是本发明实施例提供的一种模拟信号输出可配置统一接入物联网的方法流程示意图；

图3是本发明实施例提供的一种模拟信号输出可配置统一接入物联网的***架构图；

图4是本发明实施例提供的一种模拟信号输出可配置统一接入物联网的方法流程示意图；

图5是本发明实施例提供的另一种模拟信号输出可配置统一接入物联网的***架构图；

图6是本发明实施例提供的还一种模拟信号输出可配置统一接入物联网的***架构图；

图7是本发明实施例提供的一种模拟信号输出可配置统一接入物联网的装置的结构示意图。

【具体实施方式】

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

在本发明的描述中，术语“内”、“外”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“顶”、“底”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明而不是要求本发明必须以特定的方位构造和操作，因此不应当理解为对本发明的限制。

随着物联网时代的到来，实现万物接入，需要一套软件定义硬件的统一的数据格式，来实现针对不同的产品的模拟信号输出，用一套硬件电路实现统一的产品接入，并通过物联网络，如远距离无线电(Long Range Radio，简写为：LORA),窄带物联网(Narrow BandInternet of Things,简写为：NB-IoT)，实现数据透传解析，保证软件高效运行，提高软件开发的敏捷性，降低开发难度，减少服务端的工作压力。

发明人通过研究总结，物联网落实到行业应用，总的归类为三大类，第一类为累计脉冲类型，典型的产品场景包括：水表，电表，气表的高低电平脉冲输出，实现累计计量。第二类为线性传感类型，例如0-5v，4-20mA，电阻输出，典型的产品场景如水位计传感器，管道上的压力；流量传感器，表示距离的位移传感，实现线性化的数值传感。第二类为状态传感，原理是高低电平状态判断，例如井盖传感，电源传感，浸水床传感等开关状态的传感。

在本发明开始具体实施例阐述之前，先列举发明人为解决上述统一传感器物联网所提出的一套51字节协议，要知道所述51字节协议是被发明人论证并实践到具体产品中的解决方案，其应该作为解释本发明后续实施例实现的内容，而不应该作为限缩本发明保护范围的依据。

模组模拟信号51字节协议：

模组信息(模组必需信息1-15字节，剩余的其他字节将在后续的具体实施例描述过程中逐一的展开描述)

其中，APP配置，是指在本发明所提出的方法中，用户是可以通过APP接入到传感器数据获取端中的，并通过预先编译到传感器数据获取端中的软件交互界面进行配置(如图1所示)，由于相应的软件实现，对于本领域技术人员来说是公知的惯用手段，因此，在此不再赘述。其中的模组采集是指本发明实施例中所描述的传感器数据获取端通过自身状态数据分析得到。

附表1：产品形式对照表

根据以后新增产品，补充定义。

附表2：传感模式对照表

序号	代码值	含义	备注
				1	0x01	累计脉冲	指2EV、3EV、正反脉冲
2	0x02	状态切换	状态：0和1
				3	0x03	数字通讯	包含TTL、485、mod-bus
4	0x04	线性传感	压力表：0-5V

附表3：传感信号对照表

附表4：上传频率对照表(可以统一在出厂时候，由操作人员APP写入)。

注：下表内容与基站上传解析协议保持一致。

序号	代码值	含义	备注
				1	0x00	15分钟上传一次
2	0x01	30秒上传一次
				3	0x02	60秒上传一次
4	0x03	24小时上传一次
				5	0x04	5分钟上送一次
6	0x05	30分钟上传一次
				7	0x06	60分钟上传一次
8	0x07	3小时上传一次	/
				9	0x08	72小时上传一次
10	0x09	12小时一次	/

其中，可知悉，上述代码值所对应的含义解释是可以根据实际应用场景进行重新定义的，上述附表4中的含义解释仅仅是一种示例性的。

此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

实施例1:

本发明实施例1提供了一种模拟信号输出可配置统一接入物联网的方法，在本发明实施例中用于执行相应方法步骤的主体是传感器数据获取端，其中根据实际情况的不同，本发明的应用场景至少可以分为以下几种情况：情况一、在现有技术中已经存在电子采集设备的情况下，所述传感器数据获取端将表现为一包含有处理器和无线传输组件的集成装置(在本发明中也被描述为：上报数据包的模组)，其中，处理器的输入端与所述电子采集设备的传感器输出端相连；情况二、在现有技术中已经存在的采集设备为纯机械结构时，所述传感器数据获取端将表现为由传感器、处理器和无线传输组件构成的集成装置，其中，所述传感器将根据具体的采集设备原理进行设计(例如：利用红外传感检测，利用磁感应等原理实现，在此不多赘述)；情况三、可由本发明方案提供方，直接集成特定场景下的专用电子传感器、处理器和无线传输装置，从而形成一包含完整功能的传感器数据获取端，有别于上述情况一和情况二中上述传感器数据获取端作为配件的形成存在。本发明实施例接下来所要阐述的方法内容，适用于上述三种情况，如图2所示，包括：

在步骤201中，获取设备上传感器的检测数据。

在上述情况一种，设备上传感器是指电子采集设备上的传感器；在上述情况二中，所述设备特指纯机械结构的采集设备，而所述传感器则指代的是通过本发明实施例所提出方案附加安装到所述采集设备上的；在上述情况三而言，所述设备则可直接指代传感器数据获取端。

在步骤202中，确定所述传感器的类型，并将所述检测数据按照预定义的上报数据消息字段，进行消息字段赋值。

所述传感器的类型包括模拟信号输出的：累计脉冲类型、线性传感类型和状态传感类型中的一项或者多项；并且，对应各类型的预定义的上报数据消息字段长度相同(例如上述的所举例的51字节协议)。

本发明实施例的优势在于，针对已知的各种传感器计量领域，将所述传感器进行了可全面覆盖性的三类划分，并针对定义的三类传感器的类型做了有效的数据字段的定义，使其能够满足已知的数据内容传输需求。

在步骤203中，将携带所述上报数据消息字段和模组信息消息字段的数据包，发送给数据采集端。

模组信息字段在上面实例中已经展开介绍，模组信息的作用在于，对上述三种情况中的处理器和无线传输组件的硬件版本和处理器中运行的软件版本进行标定；除此以外，还对于主要的上报数据消息字段中所涉及的传感器类型进行定义；还给与了传感信号、发送频率等定义。使得数据采集端能够根据上述模组信息中记载的内容，正确的解析上报数据消息字段中所携带的传感器数据。

本发明实施例提供了一种可服务于现有采集装置的数据物联方法，不仅能够与现有的已经布局的采集设备进行兼容，而且，可涵盖已知的各种采集用传感器形式，并提供了一致性的报文协议格式，提高了数据采集端的处理效率。

接下来，本发明实施例将为上述三种传感器类型，提供典型的协议描述：

在所述传感器的类型为累计脉冲类型时，所述预定义的上报数据消息字段包括：第一传感器状态位、累计脉冲数、反向脉冲数、倍率/脉冲常数、瞬时流量和最后一个正脉冲时间；其中，第一传感器状态位占用一个字节，包括：一个Bit位用于表征在断线状态的，包括表示正常和断线两种状态；一个Bit位用于表征流向状态，包括表示正流和倒流两种状态；一个Bit位用于表征异常状态，包括表示正常和强磁作弊两种状态；剩余的五个Bits位为预留位；在本发明实施例所实践了的一51字节协议实例中，在所述传感器的类型为累计脉冲类型时，相应的上报数据消息字段表现为：

在所述传感器的类型为线性传感类型时，所述预定义的上报数据消息字段包括：第二传感器状态位、最高压力值、平均压力值、最低压力值、测量标准/采样频率、输出电压和最后一次采样时间；所述第二传感器状态位占用一个字节，包括：一个Bit位用于表征输出电压状态，包括正常和低于指定输出电压的异常；一个Bit位用于表征断线状态，包括正常和断线；剩余的五个Bits位为预留位。在本发明实施例所实践了的一51字节协议实例中，在所述传感器的类型为累计脉冲类型时，相应的上报数据消息字段表现为：

在所述传感器的类型为状态传感类型时，所述预定义的上报数据消息字段包括：第三传感器状态位、当前状态累计时长、上一状态时长、测量标准/判断正常和异常、预留、输出电压和最后一次采样时间；所述第二传感器状态位占用一个字节，包括：一个Bit位用于表征开关状态，包括打开状态和关闭状态。在本发明实施例所实践了的一51字节协议实例中，在所述传感器的类型为累计脉冲类型时，相应的上报数据消息字段表现为：

在本发明实施例中，所述模组信息消息字段，包括：

产品形式、平台类型、传感类型、电源类型、电池状态、采集场景、预留、传感信号、厂家标识、模组硬件版本号、模组软件版本号、发送频率、产品序列号中的一项或者多项；其中，产品形式包括压力计、工业水表、远传物联网端(物联网一对一家用级水表)、远传表号接入(物联网一对多总线家用水表)、流量计、管井盖、浸水传感器、电源开关传感器中的一项或者多项；其中，传感类型包括累计脉冲类型、状态传感类型、线性传感类型中的一项或者多项模拟传感机制(具体实例如上述的模组模拟信号51字节协议所示)。

实施例2：

在实施例1中所提供的架构协议之后，本发明实施例2在此基础之上，还在网络架构中引入集中器，作为传感器数据获取端和数据采集端采集端之间的桥梁，这样传感器数据获取端就无需具备大功率、远程传输功能，而是可以基由蓝牙、ZigBee、Wifi，LORAWAN等近距离传输协议，通过实施例1所提供的数据物联方法，基由所述集中器将数据转发给数据采集端，具体的，如图3所示：位于数据采集端和传感器数据获取端之间还设置有集中器，所述集中器用于接收传感器数据获取端发送的数据包，并发送给数据采集端；其中，所述集中器维护有一其管辖范围内的传感器数据获取端的清单列表，如图4所示，所述方法还包括：

在步骤301中，数据采集端在获取各集中器发送的数据包后，根据数据包的模组信息消息字段中携带的产品序列号，确定各集中器的清单列表。

其中，根据实施例1中展示的协议字段内容，所述产品序列号指代是传感器数据获取端的唯一标识符，则相应的确定出的各集中器的清单列表中包含有各传感器数据获取端的标识符信息。

在实际情况中，所述传感器数据获取端的标识符信息(即产品序列号)，在数据采集端侧通常不是单独存在的，由于安装人员是携带智能终端(例如智能手机)去现场安装传感器数据获取端，因此，安装人员可以通过智能终端中连接数据采集端的APP完成关联信息的导入，其中，关联信息包括被安装传感器数据获取端的位置信息、安装传感器数据获取端的现有采集设备的设备编号(其意义将在本发明实施例后续优选实现方案中展开介绍)等等。

在步骤302中，数据采集端在确定相邻的集中器的清单列表中的传感器数据获取端数量相差大于等于第一预设阈值时。

在步骤303中，所述数据采集端向所述相邻的集中器发送转移集中器管辖区内传感器数据获取端的请求；以便，传感器数据获取端在所述相邻的集中器的清单列表中的分布情况小于所述第一预设阈值。其中，所述第一预设阈值根据经验和硬件配置特性设定，例如，一个集中器的总负载为100台的话，则所述第一预设阈值可以设定为10台。

本发明实施例的意义在于，能够在已经建立的传感器数据获取端、集中器和数据采集端***架构中新增集中器时，无需用户认为的配置，便可以基于数据采集端整理出的对应各集中器的清单列表，进行其管辖区域的传感器数据获取端的动态布局，从而提高了整个***的抗鲁棒性。尤其是，还存在一种场景，即在某一集中器无法正常工作时，如何能够快速的将坏掉的集中器所负责的传感器数据获取端快速、平滑的转移给其他的集中器，而不至于造成某一集中器被大量转移造成其数据拥塞的问题发生。

结合本发明实施例上述步骤301-303的方法内容基础上，本发明实施例还可以应用到另一具体场景中，在相应的具体场景中，上述的关联信息被引入，包括被安装传感器数据获取端的位置信息、安装传感器数据获取端的现有采集设备的设备编号，则所述方法还包括：

数据采集端根据安装所述传感器数据获取端时，登记的对应传感器的位置信息(在本发明实施例中，以家用场景为例，所述位置信息尤其指代小区、楼栋和房门号)，确定包括传感器数据获取端A1、传感器数据获取端A2、…、传感器数据获取端An中的至少两个传感器数据获取端位于同一位置区域(如图5所示，其中的A1、A2和A3便被认定为同一位置信息下的水表对象的传感器数据获取端、电表对象的传感器数据获取端和气表对象的传感器数据获取端，而位置信息在本发明实施中也被直接映射为用户A)；则所述数据采集端向负责该区域的集中器发送关联命令，使得所述集中器将所述同一位置区域的至少两个传感器数据获取端建立关联关系；

所述数据采集端向所述相邻的集中器发送转移集中器管辖区内传感器数据获取端的请求时，避开存在关联关系的一个或者多个传感器数据获取端。

通过上述扩展的实现方案，可以保证同一位置信息下的各传感器数据获取端能够被同一集中器采集并反馈给数据采集端，从而保证了数据分析的高效性，以及数据整理的便捷性。正如上述描述方案中所解释的，所述同一位置区域包括：同一家庭里的天然气对象的传感器数据获取端、电表对象的传感器数据获取端和水表对象的传感器数据获取端；同一工厂里的电表对象的传感器数据获取端和水表对象的传感器数据获取端。

除此以外，在特定的场景中，所述同一工厂里的传感器数据还包括：所有的该区域内其他的产品，如井盖开关，阀门启闭，压力波动，流量快慢，水位高低，水质好坏，电源开关，距离的远近等等环境产品建立一套统一可配置的及时接入的方案。

在本发明的具体实现过程中，除了上述可结合位置信息进行数据采集端侧的传感器数据获取端之间的关联以外，进一步还可以将此扩展方案应用到故障和突发情况分析上，具体的，所述方法还包括：

数据采集端在确定来自传感器数据获取端A1的数据变化幅度超过第二预设阈值时，所述数据采集端根据所述建立的关联关系，查找与所述传感器数据获取端A1位于同一位置区域的其它传感器数据获取端，并根据所述其他传感器数据获取端分析所述传感器数据获取端A1发生故障的概率。

若所述传感器数据获取端A1对应的是用户A的水表，传感器数据获取端A2对应的用户A的电表，则所述根据所述其他传感器数据获取端分析所述传感器数据获取端A1发生故障的概率，具体包括：

确定所述传感器数据获取端A1的数据变化幅度超过第二预设阈值的时间段；

获取所述传感器数据获取端A2对应于所述时间段的上报数据，并判断对应于所述时间段的所述传感器数据获取端A2的上报数据的变化幅度是否与所述传感器数据获取端A1变化区间相匹配；

若判断结果为与所述传感器数据获取端A1变化区间相匹配，则认为所述传感器数据获取端A1属于正常的状态；若判断结果为与所述传感器数据获取端A1变化区间不匹配，则认为所述传感器数据获取端A1存在发生故障概率。例如图5所示，对于用户A的场景还可以引入对应气表的传感器数据获取端A3，从而进一步提高判断的传感器数据获取端A1是否存在发生故障概率准确性。本实现方式的原理，就在于通过分析同一位置区域(即对应同一用户家庭住址)几个传感器数据获取端，都存在各自的历史采集波动区间，若波动区间幅度超过30％(可以认为是上述第二预设阈值具体体现)，则可进入分析是否出现故障的状态。而实际的分析情况，即上述的“所述传感器数据获取端A2的上报数据的变化幅度是否与所述传感器数据获取端A1变化区间相匹配”会比较复杂。简单阐述几种匹配情况如下：

情况一、

若传感器数据获取端A1的上报的数据，直接确定用户A的用水量变化幅度超过了90％(降低了)；此时，在通过传感器数据获取端A2的上报的数据，确定用户A的用电量的变化幅度降低了95％(示例性的描述)，则可认为两者是相匹配的，并得出结论是用户A可能出游或者短时间未居住，相应的传感器数据获取端A1处于正常状态。此时，在本发明实现方案中，对于数据采集端来说，若分析出用户A可能出游或者短时间未居住结论，则还可以根据上述传感器数据获取端A1和传感器数据获取端A2的上报数据给予相应的用户A提醒，其仍然存在耗水(例如周期会进行净水操作的耗水型***，其在周期净水操作过程中会损耗水量)和耗电的终端(例如路由器、接线板、充电器等)在使用，以便用户A能够有针对性的进行关闭。

情况二、

若传感器数据获取端A1的上报的数据，直接确定用户A的用水量变化幅度超过了90％(降低了)；此时，在通过传感器数据获取端A2的上报的数据，确定用户A的用电量的变化幅度处于正常区间，则可认为两者是不匹配的，并得出结论是用户A的用电是正常的，而用水量是不正常的结论；进一步的，数据采集端优选的还获取与用户A相邻的楼上、楼下用户的对应水表的传感器数据获取端上报的数据，若确定用户A的邻居的用水情况是正常的，则可以认定相应的传感器数据获取端A1处于故障状态。

情况三、

若传感器数据获取端A1的上报的数据，直接确定用户A的用水量变化幅度超过了90％(降低了)；此时，在通过传感器数据获取端A2的上报的数据，确定用户A的用电量的变化幅度处于正常区间，则可认为两者是不匹配的，并得出结论是用户A的用电是正常的，而用水量是不正常的结论；进一步的，数据采集端优选的还获取与用户A相邻的楼上、楼下用户的对应水表的传感器数据获取端上报的数据，若确定用户A的邻居的用水情况是和用户相似的不正常，则可以保留相应的传感器数据获取端A1处于故障状态的认定结论，并且，可以进一步通过网络数据爬取的方式，确定该地区位置是否发生停水情况，若是则确认传感器数据获取端A1处于正常状态。

在本发明实施例的上述扩展方案中，主要是针对位置信息进行描述的，在实际操作过程中也可以是通过采集设备的设备编号来建立映射关系。两者的不同在于，位置信息可以直接通过安装人员所携带智能终端中的APP导入，而若采用采集设备的设备编号，则需要数据采集端进一步能够与各采集设备的运营方(例如负责管理水表对象、气表对象、电表对象的企业方)建立数据互通，才可以进一步分析出各传感器数据获取端的关联关系。因此，本发明实施例所推的优选方案还是上述的根据位置信息建立传感器数据获取端之间的关联关系。

在本发明实施例中出现的标号A、A1、A2等等，仅仅是为了便于文字上描述，区别相同或者相似对象而用，并不存在特定的范围限缩意义。

实施例3：

一种模拟信号输出可配置统一接入物联网的***，如图6所示，***中包括一个或者多个传感器数据获取端(其类型也如图5所示并不做特定的局限)和数据采集端，所述传感器数据获取端用于执行实施例1和/或实施例2所述一种模拟信号输出可配置统一接入物联网的方法中对应传感器数据获取端侧方法内容。

在本发明实施例中，所述一种模拟信号输出可配置统一接入物联网的***，并不局限于如图6所示的架构，除此以外，基于实施例2中扩展描述的内容，在***中还可以通过协商，建立例如水表、气表、电表运营企业服务器与本发明实施例中数据采集端之间的互通功能，从而为对方提供类似实施例2所述的分析功能，以及更强大的数据上报功能。

在本发明实施例可服务智慧城市、落地水务行业、保障产业发展，实现共享数据的物联网大数据多元化TO B企业级互联网服务。数据拥有者将数据采集端获取的数据存储在私有云上，并通过“令牌”授权第三方应用实现互联网访问。通过物联网实现大数据采集，形成安全存储机制。基于本发明实施例所提出的方法，可以支撑智慧城市行业各级部门信息化软件决策管理，实现行业大数据共享授权，建立高效智慧城市的来自物联网大数据行业管理决策机制。

支撑行业主管部门和企业的数据管理，为企业上下游客户、用户提供数据授权访问服务。大型单位采用自建项目模式：私有云大数据与公有云安全身份验证相结合的混合云应用服务。小型单位公有云的统一数据服务。以自主软件专利为核心建立的私有云计算大数据中心大数据。

为纵向的行业应用与横向的智慧城市应用提供了可持续发展的双向选择建设方案。实现自定义的数据存储和访问——客户自由连接方式；建立存储和访问的数据量统计——可根据数据访问量定价；创建物权者身份令牌——只有数据所有者有权决定谁能访问；提供物权者授权访问密匙——保障私有数据第三方获取时建立安全机制；提供云平台发布的互联网接口——实现高效互联网访问；大数据私有服务器集群——实现数据高效的私有云安全管理；公有云的令牌发放和授权密匙——实现对第三方应用的授权管理机制；创建敏捷开发的数据支撑和保障机制——丰富和推动各类个性化的应用的生成。

实施例4：

本发明实施例是基于实施例1中所描述的数据物联方法和相应协议所实现的，一款基于IoT-WAN技术和BLE的无线数据通讯模组，具有远距离，低功耗，高效率，抗干扰能力强的无线传输解决方案。可以通过与平台(数据采集端)匹配的APP，完成模组产品化的植入，形成家用级的智能化物联网设备。

1、应用环境

智能抄表：水表，电表，煤气表等开关量传感脉冲输出的计量仪表

2、模组特点

基于Iora-WAN低功耗网络的超远距离数据传输(10km)；

超低功耗终端设备远距离无线数据接入；

支持千级数量的低功耗智能传感器器接入Iora-WAN；

动态网络优化设计，维持稳定高效的网络通信；

通信速率200bps～5Kbps，三层加密机制确保IoT-WAN数据安全可靠；

3、性能参数

产品型号	LSY-M02
		接口	UART RXD,TXD,WAKEUP,STATUS,ADC,GPIO
输入电压	DC 3.3V～3.8V，Typ.3.6V
		工作电流	小于150mA无线发送时最大电流
静态功耗	9uA
		工作温度	-20℃～+65℃
存储温度	-40℃～+80℃
		工作湿度	5％～90％非凝结
存储湿度	5％～90％非凝结
		天线类型	外置天线
频率范围	470-510MHz
		覆盖距离	理想空旷环境：10km，城市复杂环境：3～5km
发射功率	16dBm-20DBM可调
		接收灵敏度	-135dBm
模组尺寸	38.5*23.5mm

由于本发明的改进点在于软件协议侧的实现，而基于本发明实施例所展示的方案内容，可以凭借本领域技术人员公知的技术手段，利用已有的无线通讯模块实现上述方法内容，因此，相应硬件关联内容在此不做赘述。

而具体的方法实现内容，可参考实施例1和实施例2对应内容完成，本发明实施例则是作为一种典型产品的相关介绍。

实施例5：

如图7所示，是本发明实施例的一种模拟信号输出可配置统一接入物联网的装置的架构示意图。本实施例的一种模拟信号输出可配置统一接入物联网的装置包括一个或多个处理器21以及存储器22和无线传输组件。其中，图7中以一个处理器21为例。

处理器21和存储器22，以及处理器21和无线传输组件23可以通过总线或者其他方式连接，图7中以通过总线连接为例。

存储器22作为一种非易失性计算机可读存储介质，可用于存储非易失性软件程序和非易失性计算机可执行程序，如实施例1中的一种模拟信号输出可配置统一接入物联网的方法。处理器21通过运行存储在存储器22中的非易失性软件程序和指令，从而执行一种模拟信号输出可配置统一接入物联网的方法。

存储器22可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非易失性存储器，例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他非易失性固态存储器件。在一些实施例中，存储器22可选包括相对于处理器21远程设置的存储器，这些远程存储器可以通过网络连接至处理器21。上述网络的实例包括但不限于互联网、企业内部网、局域网、移动通信网及其组合。

所述程序指令/模块存储在所述存储器22中，当被所述一个或者多个处理器21执行时，执行上述实施例1中的一种模拟信号输出可配置统一接入物联网的方法，例如，执行以上描述的图2和图4所示的各个步骤。

值得说明的是，上述装置和***内的模块、单元之间的信息交互、执行过程等内容，由于与本发明的处理方法实施例基于同一构思，具体内容可参见本发明方法实施例中的叙述，此处不再赘述。

本领域普通技术人员可以理解实施例的各种方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，该程序可以存储于一计算机可读存储介质中，存储介质可以包括：只读存储器(ROM，Read Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random AccessMemory)、磁盘或光盘等。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种模拟信号输出可配置统一接入物联网的方法，其特征在于，包括：

获取设备上传感器的检测数据；

确定所述传感器的类型，并将所述检测数据按照预定义的上报数据消息字段，进行消息字段赋值；

将携带所述上报数据消息字段和模组信息消息字段的数据包，发送给数据采集端；

在所述传感器的类型为累计脉冲类型时，所述预定义的上报数据消息字段包括：第一传感器状态位、累计脉冲数、反向脉冲数、倍率/脉冲常数、瞬时流量和最后一个正脉冲时间；其中，第一传感器状态位占用一个字节，包括：一个Bit位用于表征在断线状态的，包括表示正常和断线两种状态；一个Bit位用于表征流向状态，包括表示正流和倒流两种状态；一个Bit位用于表征异常状态，包括表示正常和强磁作弊两种状态；剩余的五个Bits位为预留位；

在所述传感器的类型为线性传感类型时，所述预定义的上报数据消息字段包括：第二传感器状态位、最高压力值、平均压力值、最低压力值、测量标准/采样频率、输出电压和最后一次采样时间；所述第二传感器状态位占用一个字节，包括：一个Bit位用于表征输出电压状态，包括正常和低于指定输出电压的异常；一个Bit位用于表征断线状态，包括正常和断线；剩余的五个Bits位为预留位；

在所述传感器的类型为状态传感类型时，所述预定义的上报数据消息字段包括：第三传感器状态位、当前状态累计时长、上一状态时长、测量标准/判断正常和异常、预留、输出电压和最后一次采样时间；所述第二传感器状态位占用一个字节，包括：一个Bit位用于表征开关状态，包括打开状态和关闭状态。

2.根据权利要求1所述的一种模拟信号输出可配置统一接入物联网的方法，其特征在于，所述传感器为所述设备上自带的组件，或者，所述传感器为后期安装到所述设备上的组件；相应传感器的数据输出端与用于上报数据包的模组相连。

3.根据权利要求1所述的一种模拟信号输出可配置统一接入物联网的方法，其特征在于，所述传感器的类型包括模拟信号输出的：累计脉冲类型、线性传感类型和状态传感类型中的一项或者多项；并且，对应各类型的预定义的上报数据消息字段长度相同。

4.根据权利要求1-3任一所述的一种模拟信号输出可配置统一接入物联网的方法，其特征在于，所述模组信息消息字段，包括：

产品形式、平台类型、传感类型、电源类型、电池状态、采集场景、预留、传感信号、厂家标识、模组硬件版本号、模组软件版本号、发送频率、产品序列号中的一项或者多项；

其中，产品形式包括压力计、工业水表、远传物联网端、远传表号接入、流量计、管井盖、浸水传感器、电源开关传感器中的一项或者多项；

其中，传感类型包括累计脉冲类型、状态传感类型、线性传感类型中的一项或者多项模拟传感机制。

5.根据权利要求1-3任一所述的一种模拟信号输出可配置统一接入物联网的方法，其特征在于，位于数据采集端和传感器数据获取端之间还设置有集中器，所述集中器用于接收传感器数据获取端发送的数据包，并发送给数据采集端；其中，所述集中器维护有一其管辖范围内的传感器数据获取端的清单列表，所述方法还包括：

数据采集端在获取各集中器发送的数据包后，根据数据包的模组信息消息字段中携带的产品序列号，确定各集中器的清单列表；

数据采集端在确定相邻的集中器的清单列表中的传感器数据获取端数量相差大于等于第一预设阈值时；

所述数据采集端向所述相邻的集中器发送转移集中器管辖区内传感器数据获取端的请求；以便，传感器数据获取端在所述相邻的集中器的清单列表中的分布情况小于所述第一预设阈值。

6.根据权利要求5所述的一种模拟信号输出可配置统一接入物联网的方法，其特征在于，所述方法还包括：

数据采集端根据安装所述传感器数据获取端时，登记的对应传感器的位置信息，确定包括传感器数据获取端A1、传感器数据获取端A2、…、传感器数据获取端An中的至少两个传感器数据获取端位于同一位置区域；则所述数据采集端向负责该区域的集中器发送关联命令，使得所述集中器将所述同一位置区域的至少两个传感器数据获取端建立关联关系；其中n为自然数；

所述数据采集端向所述相邻的集中器发送转移集中器管辖区内传感器数据获取端的请求时，避开存在关联关系的一个或者多个传感器数据获取端。

7.根据权利要求6所述的一种模拟信号输出可配置统一接入物联网的方法，其特征在于，所述同一位置区域包括：

在同一无线网络的覆盖区域的天然气对象的传感器数据获取端、电表对象的传感器累计数据获取端和水表对象的传感器数据获取端；

在同一无线网络的覆盖区域的电表对象的传感器数据获取端和水表对象的传感器累计数据获取端。

8.根据权利要求6所述的一种模拟信号输出可配置统一接入物联网的方法，其特征在于，所述方法还包括：

数据采集端在确定来自传感器数据获取端A1的数据变化幅度超过第二预设阈值时，所述数据采集端根据所述建立的关联关系，查找与所述传感器数据获取端A1位于同一位置区域的其它传感器数据获取端，并根据所述其他传感器数据获取端分析所述传感器数据获取端A1发生故障的概率。

9.根据权利要求8所述的一种模拟信号输出可配置统一接入物联网的方法，其特征在于，若所述传感器数据获取端A1对应的是用户A的水表，传感器数据获取端A2对应的用户A的电表，则所述根据所述其他传感器数据获取端分析所述传感器数据获取端A1发生故障的概率，具体包括：

确定所述传感器数据获取端A1的数据变化幅度超过第二预设阈值的时间段；

获取所述传感器数据获取端A2对应于所述时间段的上报数据，并判断对应于所述时间段的所述传感器数据获取端A2的上报数据的变化幅度是否与所述传感器数据获取端A1变化区间相匹配；

若判断结果为与所述传感器数据获取端A1变化区间相匹配，则认为所述传感器数据获取端A1属于正常的状态；若判断结果为与所述传感器数据获取端A1变化区间不匹配，则认为所述传感器数据获取端A1存在发生故障概率。

10.一种模拟信号输出可配置统一接入物联网的***，其特征在于，***中包括一个或者多个传感器数据获取端和数据采集端，所述传感器数据获取端用于执行权利要求1-8任一所述一种模拟信号输出可配置统一接入物联网的方法中对应传感器数据获取端侧方法内容。

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