CN115116178A - 一种智能表的充值方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及智能表，其公开了一种智能表的充值方法，解决现有技术中在智能表出现网络故障时，不能完成对智能表充值和上表进而给用户带来影响的问题。该方法，当智能表通信正常时，由智能表与充值平台通讯完成充值；当智能表通信中断时，按以下步骤完成充值：S1、从相应充值平台获取应急充值码；S2、建立本地用户终端与智能表的通信；S3、根据应急充值码，通过所述本地用户终端向智能表发送应急充值指令；S4、智能表解析所述应急充值指令，进行指令识别和解码，完成充值和上表。适用于智能水表、智能燃气表或智能电表等智能表的充值。

Description

一种智能表的充值方法

技术领域

本发明涉及智能表，具体涉及一种智能表的充值方法。

背景技术

NB-IoT(Narrow Band IoT,窄带物联网)目前已经成为万物互联网络的一个重要分支。NB-IoT智能表通过NB技术进行通信，当NB通信由于各种原因出现异常时，指令不能通过通信网络到达智能表。以智能表为燃气表为例，随着用户用气量的增加，燃气表上的剩余金额越来越少，当燃气表上的余额用尽时，燃气表就会停气关阀，但此时由于通信故障，用户的充值不能完成。这给燃气用户带来生活上的极大不便。

因此，有必要提出一种应急充值控制方案，能够在智能表与充值平台之间的网络通信异常时，实现对智能表的应急充值和上表。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提出一种智能表的充值方法，解决现有技术中在智能表出现网络故障时，不能完成对智能表充值和上表进而给用户带来影响的问题。

本发明解决上述技术问题采用的技术方案是：

一种智能表的充值方法，当智能表通信正常时，由智能表与充值平台通讯完成充值；当智能表通信中断时，按以下步骤完成充值：

S1、从相应充值平台获取应急充值码；

S2、建立本地用户终端与智能表的通信；

S3、根据应急充值码，通过所述本地用户终端向智能表发送应急充值指令；

S4、智能表解析所述应急充值指令，进行指令识别和解码，完成充值和上表。

进一步的，在所述步骤S1中，通过移动终端应用程序、充值官网或短信，从相应充值平台获取应急充值码。

进一步的，所述应急充值码由一定位数的数字组成，由所述充值平台根据充值序列码加密编码转换生成，所述充值序列码包括表识别信息、充值次数信息和充值金额信息。

具体的，所述应急充值码由充值平台对8字节充值序列码加密编码转换生成，每2字节数据对应转换为5位数字，则8字节充值序列码被转换为20位数字；

在所述步骤S4中，所述智能表解析所述应急充值指令，包括：智能表通过内置的8字节密钥对20位数字进行DES解密，还原为8字节充值序列码。

进一步的，步骤S2中，所述本地用户终端与智能表之间通过UART串口建立通信。

进一步的，所述智能表中设置有红外接收模块，所述本地用户终端与智能表之间通过红外链路建立通信；所述红外链路支持红外NEC模式和红外UART模式。

进一步的，步骤S2中，所述建立本地用户终端与智能表的通信，具体包括：

S21、触发智能表中的红外接收模块工作状态；

S22、智能表根据本地用户终端发送的红外数据判断当前本地用户终端的红外通信模式；

S23、智能表以与当前本地用户终端相同的红外通信模式进行响应。

进一步的，步骤S21中，通过按下智能表液晶屏开关，点亮液晶屏来触发智能表中的红外接收模块工作状态。

进一步的，步骤S22中，所述智能表根据本地用户终端发送的红外数据判断当前本地用户终端的红外通信模式，具体包括：

若本地用户终端发送的红外数据中包含先导码，则判定当前本地用户终端的红外通信模式为红外UART模式，否则，判定当前本地用户终端的红外通信模式为NEC模式。

进一步的，所述本地用户终端为红外遥控器；步骤S2还包括，红外遥控器与智能表建立红外通信后，智能表根据其记录判断是否与该红外遥控器完成适配，若已完成适配，则提示适配完成，进入步骤S3，否则，提示需要进行适配，进入适配学习过程。

进一步的，所述适配学习过程包括：

在智能表的液晶屏上分别依次显示提示当前适配键，用户根据提示，分别依次按下红外遥控器按键面板上对应键；当智能表收到用户按下遥控器按键所产生的按键信号时，记录下该按键信号中的键值编码与当前在智能表的液晶屏上提示的内容之间的映射关系，从而完成适配学习。

本发明的有益效果是：

(1)当智能表与充值平台之间的网络出现故障导致不能对智能表进行充值、上表时，通过本地用户终端建立与智能表的通讯，将从充值平台获取的应急充值码输入至智能表中，智能表对应急充值码进行解析后完成充值和上表，从而避免由于智能表网络故障给用户生活带来的不便。适用于智能水表、智能燃气表或智能电表等智能表。

(2)本地用户终端与智能表之间的建立通信方式可以为UART串口通信，也可以为红外通信，并且，对于红外通信，智能表能够同时支持NEC模式和红外UART模式，使得本地用户终端的选择多样化，既可以采用红外遥控器，也可以采用电脑完成应急充值，兼容性好、应用更加灵活。

(3)通过红外遥控器和智能表的适配学习，在遥控器的键值与智能表的内部数值间建立起一种适配关系，使得智能表可以支持多种类型的红外遥控器的键值命令，从而支持多种类型的红外遥控器进行应急充值，适用性广泛。

附图说明

图1为实施例中的智能表应急充值控制方法流程图；

图2为红外UART通信数据格式示意图；

图3为红外NEC通信数据格式示意图。

具体实施方式

本发明旨在提供一种智能表的充值方法，解决现有技术中在智能表出现网络故障时，不能完成对智能表充值和上表进而给用户带来影响的问题。其技术核心是：当智能表与充值平台之间的网络出现故障导致不能对智能表进行充值、上表时，通过本地用户终端建立与智能表的通讯，将从充值平台获取的应急充值码输入至智能表中，智能表识别解析充值码，并下达给控制器进行执行，完成充值和上表。

实施例：

本实施例以智能表为智能燃气表为例，进而详细产生对智能燃气表的红外应急充值控制流程，参见图1，其包括以下实施步骤：

一、红外遥控器与智能燃气表建立红外通信：

这里的智能燃气表具有带38kHz载波解调的红外模组，可以接收38kHz载波调制的数据；在红外链路上同时支持红外NEC模式和红外UART模式；其中红外NEC模式用于红外遥控器对智能燃气表进行应急充值，红外UART模式用于电脑、手机等具有红外功能的智能终端对智能燃气表进行应急充值，因此，本实施例中的智能燃气表具有很好的兼容性。

具体而言，对于红外UART模式，采用UART串行通讯协议，波特率2.4kBPS，1位起始位，8位数据位，1位停止位，无校验的方式，数据发送TTL电平低电平(数据逻辑0)为38kHz调制信号，TTL电平高(数据逻辑1)为没有信号，通信数据格式如图2所示。

对于红外NEC模式，数据以引导码开始，跟随4字节数据编码(地址码、地址反码、命令码、命令反码)，引导码为9mS的载波调制信号、4.5mS的空闲；数据编码中，数字逻辑1(2.25mS)为0.56mS的载波调制信号、1.69mS的空闲，数字逻辑0(1.12mS)为0.56mS的载波调制信号、0.56mS的空闲，通信数据格式如图3所示。

由于智能燃气表支持两种红外通信模式，因此需要进行模式的判定，模式判定在本地用户终端与智能燃气表建立红外通信的过程完成，具体如下：首先用户按下智能燃气表液晶屏开关，点亮液晶屏，此时液晶显示屏内置的红外模组处于工作状态，为了使智能燃气表更好地判定通讯模式，本地用户终端如果采用UART模式，需要在开始通讯前发送先导码，如：F0HF0H，因此，智能燃气表可以通过接收的红外信号中是否含有先导码来判断红外通讯是处于NEC模式还是UART模式，若含有先导码，则判定红外通讯采用的是UART模式，否则，判定红外通讯采用的是NEC模式，从而，燃气表以相同的模式进行响应。

在本实施例中，假设本地用户终端使用的是红外遥控器，红外遥控器均采用的是红外NEC模式通信，则智能燃气表也以相同的红外NEC模式进行响应。由于红外遥控器有多种类型和型号，键值编码也有所区别，为了实现智能燃气表对这些不同类型和型号的红外遥控器的兼容，在红外遥控器首次使用时，智能燃气表还需要与红外遥控器进行适配，从而学习遥控器的键值编码。

二、判断智能燃气表与红外遥控器是否适配完成：

适配的目的是为了让智能燃气表能够学习到红外遥控器的键值编码，从而知晓用户按下的是什么按键，按下的按键在智能燃气表中对应的内容是什么。对于已经适配的遥控器，则智能燃气表已经记录了该遥控器的键值编码，可以直接进入步骤三中的输入应急充值指令的过程，对于未进行适配的遥控器需要按照进入以下适配流程。

所述适配学习过程包括：

在智能表的液晶屏上分别依次显示提示当前适配键，用户根据提示，分别依次按下红外遥控器按键面板上对应键；当智能表收到用户按下遥控器按键所产生的按键信号时，记录下该按键信号中的键值编码与当前在智能表的液晶屏上提示的内容之间的映射关系，从而完成适配学习。

从充值输入来说，其主要需要数字键和确认键，以常规的电视机顶盒遥控器为例，其学习过程如下：

用户首先按遥控器上的“确认”键，燃气表检测到不识别的匹配键值，液晶显示“n”；

接着用户连续按3次“确认”键，燃气表检测到三次相同的不识别键值，则表示进入配置流程。

在配置流程，智能燃气表的液晶屏幕依次显示提示“[0]”至“[9]”和“[＝]”，用户根据提示按遥控器键上对应的数字0-9和确认键完成学习。具体的，当屏幕上显示“[0]”时，用户按下遥控器上的数字键“0”，当屏幕上显示“[1]”时，用户按下遥控器上的数字键“1”…以此类推，当屏幕上显示“[＝]”时，用户按下遥控器上的“确认”键。

最后完成配置以后，燃气表上的蜂鸣器长叫一声，液晶屏显示“[End]”表示完成学习。

此时燃气表已经记录下新的遥控器键值编码。在这种状态下，用户可以使用该遥控器输入应急充值码，完成后续的步骤流程。适配学习流程只需要完成一次适配即可，下次充值可以直接跳过学习适配过程。

燃气表对遥控器编码的记忆和判断是通过以下方式进行：

1、符合NEC遥控器协议的遥控器编码有4字节：地址码、地址非码、指令码、指令非码，并满足地址非码与地址码为按位非，指令非码与指令码为按位非的关系；同一遥控器上的不同按键对应的遥控器编码中，地址码是相同的，表只需识别地址码就可以知晓该遥控器是否是已知遥控器；表记忆了已知遥控器的地址码和指令码，通过指令码可以判断用户按键是什么数字键。

2、对部分遥控器键值未按照标准NEC格式设置地址码及地址反码，采用红外兼容适配。在兼容适配方法上，采用红外4字节的第2字节作为键值类别适配，第3字节作为键值码。

此外，作为进一步改进，为了简化用户操作，智能燃气表中还可以内置一部分遥控器的键值码，比如，在一种具体示例中，智能燃气表默认支持的BF类型的长虹遥控器，4C类型的长虹机顶盒遥控器和2C类型的电视机顶盒遥控器三种类型的键值码，如下表1所示；

表1：默认支持的遥控器键值码

即，在燃气表出厂前，已经与此三类遥控器适配完成，无论是否首次应急充值均不需要再进行适配，而其余类型的遥控器在首次应急充值之前都需要学习适配。

三、通过红外遥控器输入应急充值指令：

用户可以通过手机上的生活缴费app进入到燃气智能表的充值平台，在充值缴费后，查询到充值指令的应急充值码；然后通过遥控器向智能燃气表输入应急充值码。

应急充值码采用加密计算的编码方式，具有很高的保密性，同时也具备极高的效率，避免充值码太长，同时也避免随机码误入的问题。作为一种具体示例，应急充值码为20位数字，由充值平台对8字节充值序列码加密编码转换生成，每2字节数据对应转换为5位数字，则8字节充值序列码被转换为20位数字。此8字节充值序列码中的前4字节对应表号，第5字节对应充值次数累计值，6-8字节对应累计充值金额，为了尽量可能表达更大的累计充值金额，可以采用金额元与金额分复合兼容的模式：当金额不超过83,886元时，金额单位是分，以3字节正数的方式表示，最大值为8,388,607分；当金额超过83,886元以后，金额单位是元，以3字节负数的方式表示，最大值8,388,608元。

在使用遥控器输入应急充值码时，逐一通过遥控器按键输入应急充值码的20位数字，每通过按键输入一位数字，遥控器就会将相应按键信号编码为键值码并通过NEC协议发送给智能燃气表，智能燃气表根据已适配学习且记录的该遥控器的键值码来识别用户当前输入的是什么数字，同时在燃气表的液晶屏幕上进行提示，便于用户知晓当前数字是否输入成功。此外，若由于操作失误，导致数字输入错误，用户可以通过按下“取消/返回”键删除错误的数字，并重新输入，直至20位数字输入完成，用户可以通过按下“确认键”向燃气表确认输入已完成。

四、智能燃气表接收应急充值指令，解析上表：

智能燃气表接收到20位应急充值码后，进行指令解析识别：即通过内置的8字节密钥对20位数字进行DES解密，还原为8字节充值序列码，并判断此8字节充值序列码中的前4字节与表号是否对应一致，判断第5字节对应充值次数累计值是否等于上一次充值次数+1等等，从而判断指令是否合法，如果是合法的指令就交给控制器执行，执行成功后，完成燃气表的充值和上表，如果是非法的指令就舍弃。

最后应当说明的是，上述实施例仅是优选实施方式，并不用以限制本发明。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可以做出若干修改，等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (11)

1.一种智能表的充值方法，当智能表通信正常时，由智能表与充值平台通讯完成充值，其特征在于，当智能表通信中断时，按以下步骤完成充值：

S1、从相应充值平台获取应急充值码；

S2、建立本地用户终端与智能表的通信；

S3、根据应急充值码，通过所述本地用户终端向智能表发送应急充值指令；

S4、智能表解析所述应急充值指令，进行指令识别和解码，完成充值和上表。

2.如权利要求1所述的一种智能表的充值方法，其特征在于，

在所述步骤S1中，通过移动终端应用程序、充值官网或短信，从相应充值平台获取应急充值码。

3.如权利要求1或2所述的一种智能表的充值方法，其特征在于，

所述应急充值码由一定位数的数字组成，由所述充值平台根据充值序列码加密编码转换生成，所述充值序列码包括表识别信息、充值次数信息和充值金额信息。

4.如权利要求3所述的一种智能表的充值方法，其特征在于，

所述应急充值码由充值平台对8字节充值序列码加密编码转换生成，每2字节数据对应转换为5位数字，则8字节充值序列码被转换为20位数字；

在所述步骤S4中，所述智能表解析所述应急充值指令，包括：智能表通过内置的8字节密钥对20位数字进行DES解密，还原为8字节充值序列码。

5.如权利要求1或2所述的一种智能表的充值方法，其特征在于，

步骤S2中，所述本地用户终端与智能表之间通过UART串口建立通信。

6.如权利要求1或2所述的一种智能表的充值方法，其特征在于，

所述智能表中设置有红外接收模块，所述本地用户终端与智能表之间通过红外链路建立通信；所述红外链路支持红外NEC模式和红外UART模式。

7.如权利要求6所述的一种智能表的充值方法，其特征在于，

步骤S2中，所述建立本地用户终端与智能表的通信，具体包括：

S21、触发智能表中的红外接收模块工作状态；

S22、智能表根据本地用户终端发送的红外数据判断当前本地用户终端的红外通信模式；

S23、智能表以与当前本地用户终端相同的红外通信模式进行响应。

8.如权利要求7所述的一种智能表的充值方法，其特征在于，

步骤S21中，通过按下智能表液晶屏开关，点亮液晶屏来触发智能表中的红外接收模块工作状态。

9.如权利要求7所述的一种智能表的充值方法，其特征在于，

步骤S22中，所述智能表根据本地用户终端发送的红外数据判断当前本地用户终端的红外通信模式，具体包括：

若本地用户终端发送的红外数据中包含先导码，则判定当前本地用户终端的红外通信模式为红外UART模式，否则，判定当前本地用户终端的红外通信模式为NEC模式。

10.如权利要求7所述的一种智能表的充值方法，其特征在于，

所述本地用户终端为红外遥控器；步骤S2还包括，红外遥控器与智能表建立红外通信后，智能表根据其记录判断是否与该红外遥控器完成适配，若已完成适配，则提示适配完成，进入步骤S3，否则，提示需要进行适配，进入适配学习过程。

11.如权利要求10所述的一种智能表的充值方法，其特征在于，

所述适配学习过程包括：

在智能表的液晶屏上分别依次显示提示当前适配键，用户根据提示，分别依次按下红外遥控器按键面板上对应键；当智能表收到用户按下遥控器按键所产生的按键信号时，记录下该按键信号中的键值编码与当前在智能表的液晶屏上提示的内容之间的映射关系，从而完成适配学习。

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