基于NB-IoT物联网的表计设计方法、装置及系统设计方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供了基于NB‑IoT物联网的表计设计方法、装置及系统设计方法，涉及物联网数据传输技术领域。该表计设计方法包括：表计通过离散算法确定上报周期以及上报周期起始时间；表计在所述上报周期起始时间到达时开始向表计数据传输系统上报数据，表计存在上报失败信息时，自动启用附着网络状态判断策略，对网络进行维护，自动启用延时策略延长所述上报周期，采用重发机制对上报数据重新上报；表计接收并基于表计数据传输系统根据上报失败信息下发的上报周期起始时间修改指令修改所述上报周期起始时间。该方法通过根据上报具体情况数据重发、修改上报周期起始时间或延长上报周期，提高了上报成功率，从而降低了表计因重发进行数据上报的功耗。

Design method, device and system design method of meter based on NB-IoT Internet of Things

The invention provides a meter design method, device and system design method based on NB_IoT Internet of Things, and relates to the technical field of data transmission of the Internet of Things. The design method of the meter includes: the meter determines the reporting period and the starting time of the reporting period by discrete algorithm; the meter begins to report data to the meter data transmission system when the starting time of the reporting period arrives; when the meter fails to report, it automatically activates the attachment network status judgment strategy, maintains the network, and automatically activates the delay strategy to prolong the reporting period. Period, the mechanism of retransmitting is used to re-report the reported data; the meter receives and modifies the starting time of the reporting period according to the instruction of the reporting failure information transmitted by the meter data transmission system. The method improves the reporting success rate by retransmitting the data according to the specific situation of the report, modifying the starting time of the reporting cycle or prolonging the reporting cycle, thus reducing the power consumption of the meter for data reporting due to retransmitting.

【技术实现步骤摘要】
基于NB-IoT物联网的表计设计方法、装置及系统设计方法
本专利技术涉及物联网数据传输
，具体而言，涉及基于NB-IoT物联网的表计设计方法、装置及系统设计方法。
技术介绍
NB-IoT全称窄带物联网(NarrowBandInternetofThings)，是低功耗广域网(LPWAN)的一种，可通过对现有蜂窝网络站点资源和设备的复用、融合、升级实现快速部署，具有覆盖广、连接多、成本低、功耗低、架构优等特点。目前基于NB-IOT物联网智能水、气表，根据NB-IOT技术特点，采用PSM模式进行数据上报，PSM(PowerSavingMode)是一种功率节省模式，终端进入PSM状态会关闭收发信号机，不监听无线侧寻呼，与网络无任何消息交互(网络状态保持)，处于最省电状态，最大程度降低功耗。由于NB-IOT的频点带宽和空口资源都是有限的，在同一时刻多个表计向主站上报数据时，受限于空口资源限制，将出现大量表计上报数据不成功，上报不成功的表计只好重新上报数据，这样导致数据上报成功率降低，并且将增加多次重新上报数据带来的通信功耗。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术实施例的目的在于提供基于NB-IoT物联网的表计设计方法、装置及系统设计方法，以解决上述现有技术存在的通信功耗高、上报成功率低的问题。第一方面，本专利技术实施例提供了一种基于NB-IoT物联网的表计设计方法，所述方法包括：表计通过离散算法确定上报周期以及上报周期起始时间；所述表计在所述上报周期起始时间到达时开始向表计数据传输系统上报数据，若上报数据成功，则判断是否存在表示上报数据失败的上报失败信息，当存在所述上报失败信息时记录并上报所述上报失败信息；所述表计存在上报失败信息时，自动启用附着网络状态判断策略，对网络进行维护；所述表计存在上报失败信息时，自动启用延时策略延长所述上报周期，采用重发机制对上报数据重新上报；所述表计接收所述表计数据传输系统根据所述上报失败信息下发的上报周期起始时间修改指令，根据所述上报周期起始时间修改指令修改所述上报周期起始时间。综合第一方面，所述表计确定上报周期起始时间，包括：所述表计在所述上报周期内采用起始时间生成公式随机产生一个时间值作为所述上报周期起始时间，其中，ti为第i表计的上报周期起始时间，SNi为第i表计的通信地址，C为离散度系数，(SNmodR)表示取SN除以C后的余数，表示表计的NB-IoT模块的网络延迟时间D为种子生成一个0到之间的随机数。综合第一方面，所述表计存在上报失败信息时，自动启用附着网络状态判断策略，包括：在所述上报周期内上报数据失败时，所述表计判断NB-IoT模块的附着网络状态；在所述NB-IoT模块为已附着网络状态时，所述表计重新上报数据；在所述NB-IoT模块为未附着网络状态时，所述表计进行网络维护，所述表计在所述NB-IoT模块转换为已附着网络状态时重新上报数据，在所述NB-IoT模块仍为未附着网络状态时在所述上报周期内不再上报数据。综合第一方面，所述对网络进行维护，包括：所述表计控制所述NB-IoT模块在掉电后上电，关闭射频功能、清除小区频点，然后开启小区重选和射频功能，通过所述NB-IoT模块搜索网络，在所述网络注册成功后关闭射频功能和小区重选，再开启射频功能、通过所述NB-IoT模块搜索网络以附着网络。综合第一方面，所述自动启用延时策略延长所述上报周期，包括：所述NB-IoT模块的信号强度小于预设信号阈值或所述数据已重新上报次数大于预设次数阈值时，所述表计确定在所述上报周期内上报数据失败，所述表计自动进入所述延时策略判断是否已经连续M个周期上报数据失败，若是，延长所述上报周期。综合第一方面，在所述表计在上报周期起始时间到达时开始向表计数据传输系统上报数据之前，所述方法还包括：所述表计确定接收到上报功能开启指令，进入数据上报模式。第二方面，本专利技术实施例提供了一种基于NB-IoT物联网的表计数据传输系统设计方法，所述设计方法包括：表计数据传输系统接收表计的上报数据和上报失败信息；所述表计数据传输系统基于所述上报数据和所述上报失败信息生成上报周期起始时间修改指令；所述表计数据传输系统向所述表计发送所述上报周期起始时间修改指令。综合第二方面，所述上报失败信息包括所述表计的上报失败时间，所述表计数据传输系统基于所述上报数据和所述上报失败信息生成上报周期起始时间修改指令，包括：所述表计数据传输系统获取所述表计的上报周期；所述表计数据传输系统将所述表计的所述上报周期划分为N个时段，N为大于等于2的整数；所述表计数据传输系统基于所述上报失败时间，确定所述N个时段中第一时段内的上报成功信息和上报失败信息，计算获得所述第一时段内的第一上报成功率；所述表计数据传输系统基于所述上报失败时间，确定所述N个时段内其他时段内的上报成功信息和上报失败信息，计算获得所述其他时段内的其他上报成功率，确定所述其他上报成功率中的最大上报成功率；所述表计数据传输系统确定所述第一上报成功率低于预设阈值且小于所述最大上报成功率时，生成用于将所述上报周期起始时间修改至所述最大上报成功率对应的时段内的所述上报周期起始时间修改指令。综合第二方面，所述计算获得所述第一时段内的第一上报成功率，包括：所述表计数据传输系统根据上报信息的表计的身份确定所述N个时段中第一时段内的上报成功信息和上报失败信息的可信度；所述表计数据传输系统根据所述上报成功信息和所述上报失败信息的上报发生时间确定所述上报成功信息和所述上报失败信息的参考价值；所述表计数据传输系统统计所述第一时段内的所述上报成功信息和所述上报失败信息的数量，确定所述第一时段内的上报成功次数特征值和上报失败次数特征值；所述表计数据传输系统基于所述上报成功次数特征值和所述上报失败次数特征值获得所述第一时段内的第一上报成功率。第三方面，本专利技术实施例提供了一种基于NB-IoT物联网的表计设计装置，所述装置包括：数据上报周期确定模块，用于控制表计通过离散算法确定数据上报周期以及上报周期起始时间；数据上报模块，用于控制所述表计在所述上报周期起始时间到达时开始向表计数据传输系统上报数据，若上报数据成功，则判断是否存在表示上报数据失败的上报失败信息，当存在所述上报失败信息时记录并上报所述上报失败信息；网络维护模块，用于控制所述表计存在上报失败信息时，自动启用附着网络状态判断策略，对网络进行维护；重发机制模块，用于控制所述表计存在上报失败信息时，自动启用延时策略延长所述上报周期，采用重发机制对上报数据重新上报；参数设置模块，用于控制所述表计接收所述表计数据传输系统根据所述上报失败信息下发的上报周期起始时间修改指令，根据所述上报周期起始时间修改指令修改所述上报周期起始时间。本专利技术提供的有益效果是：本专利技术提供了一种基于NB-IoT物联网的表计设计方法、装置及系统设计方法，该表计设计方法通过设置表计的固定上报周期起始时间来保证表计数据上报的稳定性，同时在上报失败时自动启用附着网络状态判断策略，对网络进行维护，避免因持续进行无效上传而提高功耗；通过表计在每个上报周期的上报过程中记录的上报失败信息判断是否需要修改上报周期起始时间，从而避免同一时间段内网络连接基站和表计数据传输系统接收到过多的表计上报信息，避免出现上报本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于NB‑IoT物联网的表计设计方法，其特征在于，所述方法包括：表计通过离散算法确定上报周期以及上报周期起始时间；所述表计在所述上报周期起始时间到达时开始向表计数据传输系统上报数据，若上报数据成功，则判断是否存在表示上报数据失败的上报失败信息，当存在所述上报失败信息时记录并上报所述上报失败信息；所述表计存在上报失败信息时，自动启用附着网络状态判断策略，对网络进行维护；所述表计存在上报失败信息时，自动启用延时策略延长所述上报周期，采用重发机制对上报数据重新上报；所述表计接收所述表计数据传输系统根据所述上报失败信息下发的上报周期起始时间修改指令，根据所述上报周期起始时间修改指令修改所述上报周期起始时间。

【技术特征摘要】
1.一种基于NB-IoT物联网的表计设计方法，其特征在于，所述方法包括：表计通过离散算法确定上报周期以及上报周期起始时间；所述表计在所述上报周期起始时间到达时开始向表计数据传输系统上报数据，若上报数据成功，则判断是否存在表示上报数据失败的上报失败信息，当存在所述上报失败信息时记录并上报所述上报失败信息；所述表计存在上报失败信息时，自动启用附着网络状态判断策略，对网络进行维护；所述表计存在上报失败信息时，自动启用延时策略延长所述上报周期，采用重发机制对上报数据重新上报；所述表计接收所述表计数据传输系统根据所述上报失败信息下发的上报周期起始时间修改指令，根据所述上报周期起始时间修改指令修改所述上报周期起始时间。2.根据权利要求1所述的设计方法，其特征在于，所述表计确定上报周期起始时间，包括：所述表计在所述上报周期内采用起始时间生成公式随机产生一个时间值作为所述上报周期起始时间，其中，ti为第i表计的上报周期起始时间，SNi为第i表计的通信地址，C为离散度系数，(SNmodR)表示取SN除以C后的余数，表示表计的NB-IoT模块的网络延迟时间D为种子生成一个0到之间的随机数。3.根据权利要求1所述的设计方法，其特征在于，所述表计存在上报失败信息时，自动启用附着网络状态判断策略，包括：在所述上报周期内上报数据失败时，所述表计判断NB-IoT模块的附着网络状态；在所述NB-IoT模块为已附着网络状态时，所述表计按照重发机制重新上报数据；在所述NB-IoT模块为未附着网络状态时，所述表计进行网络维护，所述表计在所述NB-IoT模块转换为已附着网络状态时重新上报数据，在所述NB-IoT模块仍为未附着网络状态时在所述上报周期内不再上报数据。4.根据权利要求3所述的设计方法，其特征在于，所述对网络进行维护，包括：所述表计控制所述NB-IoT模块在掉电后上电，关闭射频功能、清除小区频点，然后开启小区重选和射频功能，通过所述NB-IoT模块搜索网络，在所述网络注册成功后关闭射频功能和小区重选，再开启射频功能、通过所述NB-IoT模块搜索网络以附着网络。5.根据权利要求4所述的设计方法，其特征在于，所述自动启用延时策略延长所述上报周期，包括：所述NB-IoT模块的信号强度小于预设信号阈值或所述数据已重新上报次数大于预设次数阈值时，所述表计确定在所述上报周期内上报数据失败，所述表计自动进入所述延时策略判断是否已经连续M个周期上报数据失败，若是，延长所述上报周期。6.根据权利要求1-5中任一项所述的设计方法，其特征在于，在所述表计在上报周期起始时间到达时开始向表计数据传输系统上报数据之前，所述方法还包括：所述表计确定接收到上报功能开启指令，进入数据上报模式。7.一种基于NB-IoT物联网的表计数据传输系统设计方法...

【专利技术属性】
技术研发人员：李中泽，陈顺飞，唐叔进，杨超超，黎焕，张勋，查恋池，
申请(专利权)人：武汉盛帆电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北,42