提高物联网终端联网成功率的装置制造方法及图纸

用于在井上测量物联网设备井下信号正常的装置涉及信息技术领域，本发明专利技术由井上信号采集器、通信监测器、阈值定义器、井下信号采集器、差值计算器和状态输出模块组成；能完成不同型号设备井下正常工作时对应的井上通信信号强度阈值的定义，从而通过测定井上通信信号的强度就可以判定物联网设备是否可以安装于井下并正常通信。本发明专利技术不仅能够用作物联网井下设备的选型也可以通过本发明专利技术的应用提高阀井在线监测系统的上线率，使阀井在线监测系统的终端布置能够有的放矢，提高组网效率。

【技术实现步骤摘要】
提高物联网终端联网成功率的装置
本专利涉及信息

技术介绍
物联网技术是信息科技产业的第三次革命。物联网是指通过信息传感设备，按约定的协议，将任何物体与网络相连接，物体通过信息传播媒介进行信息交换和通信，以实现智能化识别、定位、跟踪、监管等功能。市政阀井特别是市政阀井中的燃气井随着燃气应用规模和应用领域的不断扩大数量在不断增多，管理难度不断加大，基于物联网技术的阀井在线监测技术在此背景下应运而生。但在实际工作中发现，阀井在线监测系统的终端往往上线率不高，目前的试验网的上线率基本上处于50%以下，这样的上线率完全不能满足在线监测的需要，阀井在线监测设备的选型和选址成为其中关键的两个环节。阀井在线监测设备采取的网络传输技术绝大多数使用物联网领域的成熟技术，NB-IOT和LoRa是最有发展前途的两个低功耗广域网技术。在现有技术中物联网终端联网成功率主要取决于两方面的因素，第一个方面的因素是物联网终端本身的技术因素，简称设备因素；第二个方面的因素是物联网终端所处基站环境的因素，简称环境因素。在现有技术中已经申请了申请号为2020103091582专利技术名称为用于在井上测量物联网设备井下信号正常的装置，解决了阀井在线监测系统的监测终端选型没统一的标准的问题，将物联网终端的天线形状、天线种类、电路工艺、电磁兼容性和元器件选择多种因素使用工程学方法概括为统一的物理指标，并且该技术指标可以简单有效的衡量监测终端在不考虑环境因素时的网络通信能力。在现有技术中缺乏概括物联网终端所处基站环境的工程学物理指标，缺乏适应环境因素提高物联网终端上线率的方法和装置。鉴于现有技术的不足，经过网络测试，得出信噪比好的基站环境通信能力远远大于信号强度好的基站的通信能力，因此实现本专利技术的提高物联网终端联网成功率的装置由通信信号记录模块、时段分割器、信噪比均值计算器、基站优先级设定模块、时段优先级设定模块、物联网终端联网优先级确定器、基站监控器和时段监控器组成；本专利技术通过记录物联网终端的联网通信信号，由时段分割器分割连接不同基站的连续时段；由信噪比均值计算器计算各时段的信噪比均值；由基站优先级设定模块根据各时段信噪比均值的大小从大到小排序各时段物联网终端所连接的基站，生成信噪比基站优先级；由时间段优先级设定模块根据各时段信噪比均值的大小从大到小排序各时段的优先级，生成信噪比时段优先级。由物联网终端联网优先级确定器选择使用信噪比基站优先级和信噪比时段优先级中的一种作为物联网终端设备使用的优先级；当使用信噪比基站优先级时，由基站监控器读取信噪比基站优先级并监控通信信号记录模块记录的当前联网基站，当当前联网基站处于信噪比基站优先级中最高优先级的基站时通知物联网终端进行通信；当使用信噪比时段优先级时，由时段监控器读取信噪比时段优先级并在信噪比时段优先级中处于最高优先级的时段时通知物联网终端进行通信；经过以上优先级的算法，本专利技术优化了物联网终端在基站网络环境处于良好的状态下联网通信，大大增强了物联网终端的上线率。
技术实现思路
实现本专利技术的提高物联网终端联网成功率的装置由通信信号记录模块、时段分割器、信噪比均值计算器、基站优先级设定模块、时段优先级设定模块、物联网终端联网优先级确定器、基站监控器和时段监控器组成；由通信信号记录模块实时记录物联网终端的联网信号，联网信号包括联网时间、联网基站编号、联网信噪比、联网信号强度；由时段分割器分割连接不同基站的连续时段，将联网基站编号相同且联网时间连续的联网信噪比记录为联网基站编号对应的信噪比时序；由信噪比均值计算器计算联网基站编号对应的信噪比时序的信噪比均值，生成联网基站编号对应的信噪比均值和时间段；由基站优先级设定模块根据联网基站编号对应的信噪比均值和时间段中信噪比均值的大小从大到小排序联网基站编号对应的信噪比均值和时间段中的联网基站的编号，生成信噪比基站优先级；由时间段优先级设定模块根据联网基站编号对应的信噪比均值和时间段中信噪比均值的大小从大到小排序联网基站编号对应的信噪比均值和时间段中各时间段的优先级，生成信噪比时段优先级；由物联网终端联网优先级确定器选择使用信噪比基站优先级和信噪比时段优先级中的一种作为物联网终端设备使用的优先级；当使用信噪比基站优先级时，由基站监控器读取信噪比基站优先级并监控通信信号记录模块记录的当前联网基站编号，在当前联网基站编号处于信噪比基站优先级中最高优先级的联网基站编号时通知物联网终端进行通信；当使用信噪比时段优先级时，由时段监控器读取信噪比时段优先级并在信噪比时段优先级中处于最高优先级的时间段时通知物联网终端进行通信。有益效果本专利技术以工程学的方法优化了物联网终端的环境因素，该环境因素既包括的基站本身的物理条件也包括了基站周期性用户组网特征和非周期性用户组网特征，并且通过本专利技术的实现将环境因素以优先级优化的方式加入到物联网终端的组成模块中，极大提高物联网终端的通信成功率。附图说明图1为本专利技术的结构示意图。具体实现方式参看图1，实现本专利技术的提高物联网终端联网成功率的装置由通信信号记录模块1、时段分割器2、信噪比均值计算器3、基站优先级设定模块4、时段优先级设定模块5、物联网终端联网优先级确定器6、基站监控器7和时段监控器8组成；由通信信号记录模块1实时记录物联网终端的联网信号，联网信号包括联网时间、联网基站编号、联网信噪比、联网信号强度；由时段分割器2分割连接不同基站的连续时段，将联网基站编号相同且联网时间连续的联网信噪比记录为联网基站编号对应的信噪比时序；由信噪比均值计算器3计算联网基站编号对应的信噪比时序的信噪比均值，生成联网基站编号对应的信噪比均值和时间段；由基站优先级设定模块4根据联网基站编号对应的信噪比均值和时间段中信噪比均值的大小从大到小排序联网基站编号对应的信噪比均值和时间段中的联网基站的编号，生成信噪比基站优先级；由时间段优先级设定模块5根据联网基站编号对应的信噪比均值和时间段中信噪比均值的大小从大到小排序联网基站编号对应的信噪比均值和时间段中各时间段的优先级，生成信噪比时段优先级；由物联网终端联网优先级确定器6选择使用信噪比基站优先级和信噪比时段优先级中的一种作为物联网终端设备使用的优先级；当使用信噪比基站优先级时，由基站监控器7读取信噪比基站优先级并监控通信信号记录模块记录的当前联网基站编号，在当前联网基站编号处于信噪比基站优先级中最高优先级的联网基站编号时通知物联网终端进行通信；当使用信噪比时段优先级时，由时段监控器8读取信噪比时段优先级并在信噪比时段优先级中处于最高优先级的时间段时通知物联网终端进行通信。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.用于在井上测量物联网设备井下信号正常的装置，其特征在于由井上信号采集器、通信监测器、阈值定义器、井下信号采集器、差值计算器和状态输出模块组成；/n本专利技术的实现步骤包括：/n1）阈值定义/n①由井上信号采集器连接放在阀井井盖上方的待测物联网设备，读取并采集待测物联网设备本身通信模组测量的通信信号强度和信噪比，并记录待测物联网设备的设备型号和采集时刻，以及与采集时刻对应的通信信号强度和信噪比，生成具有时序的待测设备井上信号强度和信噪比序列；/n②将同一型号的待测物联网设备使用支架安放在同一口阀井内并盖上井盖，成为安装于井盖下方的待测物联网设备；/n③由井下信号采集器连接放在阀井井盖下方的待测物联网设备，读取并采集待测物联网设备本身通信模组测量的通信信号强度和信噪比，并记录待测物联网设备的设备型号和采集时刻，以及与采集时刻对应的通信信号强度和信噪比，生成具有时序的待测设备井下信号强度和信噪比序列；/n④安放于井盖上方的待测物联网设备和安装于井盖下方的待测物联网设备均通过NB-IOT网络与中国电信的物联网云端通信，由通信监测器连接中国电信的物联网云采集并记录安装于井盖下方的待测物联网设备的通信记录，当安装于井盖下方的待测物联网设备的通信记录显示通信失败时，通信监测器将通信失败的时刻发送给阈值定义器，阈值定义器查询具有时序的待测设备井下信号强度和信噪比序列将通信失败的时刻对应的待测设备井下信号强度和信噪比记录为井下待定阈值，阈值定义器对所有井下待定阈值按照从大到小的顺序取最大的百分之10的数据进行取均值计算，得到安装于井下的待测物联网设备的阈值，安装于井下的待测物联网设备的阈值包括井下信号强度阈值和井下信噪比阈值；/n⑤由差值计算器读取具有时序的待测设备井上信号强度和信噪比序列和具有时序的待测设备井下信号强度和信噪比序列，对每一时刻的井上信号强度和井下信号强度计算差值生成具有时序的信号强度差值序列，对每一时刻的井上信噪比和井下信噪比计算差值生成具有时序的信噪比差值序列，差值计算器对具有时序的信号强度差值序列进行所有信号强度差值取均值计算得到信号强度差值，差值计算器对具有时序的信噪比差值序列进行所有信噪比差值取均值计算得到信噪比差值；/n⑥由差值计算器读取安装于井下的待测物联网设备的阈值中的井下信号强度阈值加上信号强度差值后得到井上信号强度阈值，由差值计算器读取安装于井下的待测物联网设备的阈值中的井下信噪比阈值加上信噪比差值后得到井上信噪比阈值；/n2）井上测量物联网设备能否安装于井下/n①由井上信号采集器连接任意其他阀井放在阀井井盖上方的待测物联网设备，读取并采集待测物联网设备本身通信模组测量的通信信号强度和信噪比，生成待测物联网设备井上信号强度和待测物联网设备井上信噪比；/n②由状态输出模块读取待测物联网设备井上信号强度和待测物联网设备井上信噪比以及井上信号强度阈值和井上信噪比阈值；当待测物联网设备井上信噪比小于等于井上信噪比阈值时，状态输出模块输出该型号设备不能正常工作于井下的信号；当待测物联网设备井上信号强度小于等于井上信号强度阈值且待测物联网设备井上信噪比大于井上信噪比阈值时，状态输出模块输出该型号设备可以工作于井下但非优选设备的信号；当待测物联网设备井上信号强度大于井上信号强度阈值且待测物联网设备井上信噪比大于井上信噪比阈值时，状态输出模块输出该型号设备可以工作于井下且为优选设备的信号。/n...

【技术特征摘要】
1.用于在井上测量物联网设备井下信号正常的装置，其特征在于由井上信号采集器、通信监测器、阈值定义器、井下信号采集器、差值计算器和状态输出模块组成；
本发明的实现步骤包括：
1）阈值定义
①由井上信号采集器连接放在阀井井盖上方的待测物联网设备，读取并采集待测物联网设备本身通信模组测量的通信信号强度和信噪比，并记录待测物联网设备的设备型号和采集时刻，以及与采集时刻对应的通信信号强度和信噪比，生成具有时序的待测设备井上信号强度和信噪比序列；
②将同一型号的待测物联网设备使用支架安放在同一口阀井内并盖上井盖，成为安装于井盖下方的待测物联网设备；
③由井下信号采集器连接放在阀井井盖下方的待测物联网设备，读取并采集待测物联网设备本身通信模组测量的通信信号强度和信噪比，并记录待测物联网设备的设备型号和采集时刻，以及与采集时刻对应的通信信号强度和信噪比，生成具有时序的待测设备井下信号强度和信噪比序列；
④安放于井盖上方的待测物联网设备和安装于井盖下方的待测物联网设备均通过NB-IOT网络与中国电信的物联网云端通信，由通信监测器连接中国电信的物联网云采集并记录安装于井盖下方的待测物联网设备的通信记录，当安装于井盖下方的待测物联网设备的通信记录显示通信失败时，通信监测器将通信失败的时刻发送给阈值定义器，阈值定义器查询具有时序的待测设备井下信号强度和信噪比序列将通信失败的时刻对应的待测设备井下信号强度和信噪比记录为井下待定阈值，阈值定义器对所有井下待定阈值按照从大到小的顺序取最大的百分之10的数据进行取均值计算，得到安装于井下的待测物联网设备的阈值，安装于井下的待测物联网设备的阈值包括井下信号强度阈值和井...

【专利技术属性】
技术研发人员：张扬，李威威，刘晓飞，刘凯，齐海岳，李秀辉，张博祥，彭丹丹，
申请(专利权)人：北京航星网讯技术股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11