物联网终端数据发送方法和系统、移动终端及存储介质与流程

本发明涉及数据通信技术领域，具体涉及一种物联网终端数据发送方法和系统、移动终端及存储介质。

背景技术：

物联网技术的高速发展使大量的终端监控设备被广泛部署在智慧城市、智慧社区、智慧校园等领域，这些监控设备自身具有低成本、小功耗的特点，这些特点决定了这些设备将数据向后台传输时具有数据规模小、不连续等特点，进而使无线通讯网络中nb-iot得以广泛应用。nb-iot的优势主要体现在以下几个方面：广覆盖，基于现网中其它制式无线通讯，覆盖增益提高了20db，覆盖面积理论上增加100倍；大连接：nb-iot基站一个扇区能够支持10万个连接；同时，具有低时延、单位模块低成本、终端使用年限可长达10年。这些特性也决定了单个nb-iot数据传输的速率、带宽比较小。从技术层面上看，同时过多的数据接入会导致空口阻塞，影响终端有效接入率，单个终端流量过大会导致在基站在吞吐量不变的情况下，接入终端的数量受限。因此运营商在资费设计时会同时考虑“连接次数”与“按月流量”。在资费范围内，以固定套餐进行收费，超出这两个阈值都会相应的提高资费。

当前使用nb-iot终端模块传输如智能井盖、智能灯杆、故障监控设备，这些设备的主要传输方式以根据资费传输带宽、传输次数确定终端模块的传输方式，通常采用等时间间隔进行传输；或者在终端进行数据判决，有异常状态时进行异常上报传输。

这些方法在一定程度上解决了当前物联网终端的数据传输在nb-iot传输带宽以及传输资费下的需求，但是存在不能充分利用现有资源的弊端。如常规的正常数据按照规定间隔时间不断发送则会占用传输资源，而故障发生时数据按照规定间隔时间传输则会影响故障的判断。因此现有的采用固定时间间隔的方式传输数据存在一定的缺陷。

技术实现要素：

为了克服现有技术中物联网数据以一个固定时间间隔传输时存在的缺陷，本申请提供以下技术方案。

一种物联网终端数据发送方法,包括：

物联网终端接收服务器返回的奖惩值rt；

物联网终端根据自身当前的状态值以及所述奖惩值rt计算下一次向所述服务器发送数据的时间间隔；

物联网终端根据所述时间间隔向所述服务器发送数据。

在一种实施例中，所述物联网终端根据自身当前的状态值st以及所述奖惩值rt计算下一时刻向所述服务器发送数据的时间间隔包括：

物联网终端通过下述公式(1)，根据所述奖惩值rt以及自己当前的状态值st计算下一时刻的自身状态值st+1；

通过下述公式(2)根据所述下一时刻的自身状态值st+1计算下一时刻发送数据的时间间隔at；

at＝st+1*c(2)

公式(1)中，st表示物联网终端当前时刻的自身的状态值，rt表示服务器返回的奖惩值；公式(2)中c为预设的常数。

在一种实施例中，还包括：服务器收到物联网终端发送的数据后，根据该数据的类型确定返回给物联网终端的奖惩值rt。

在一种实施例中，所述奖惩值rt预先设置，其取值范围为一个正值和一个负值；

所述根据该数据的类型确定返回给物联网终端的奖惩值rt包括：

服务器根据预设的策略判断移动终端发送的数据是否出现异常；若是，则奖惩值rt取负值；若否则奖惩值rt取正值。

一种物联网终端数据发送系统,包括物联网终端和服务器；

所述物联网终端用于接收服务器返回的奖惩值rt；

其中，所述物联网终端中预设有计算模块和数据发送模块，所述计算模块用于根据自身当前的状态值以及所述奖惩值rt计算下一次向所述服务器发送数据的时间间隔；所述数据发送模块用于根据所述时间间隔向所述服务器发送数据。

在一种实施例中，所述根据自身当前的状态值st以及所述奖惩值rt计算下一时刻向所述服务器发送数据的时间间隔包括：

物联网终端通过下述公式(1)，根据所述奖惩值rt以及自己当前的状态值st计算下一时刻的自身状态值st+1；

通过下述公式(2)根据所述下一时刻的自身状态值st+1计算下一时刻发送数据的时间间隔at；

at＝st+1*c(2)

公式(1)中，st表示物联网终端当前时刻的自身的状态值，rt表示服务器返回的奖惩值；公式(2)中c为预设的常数。

在一种实施例中，所述服务器包括奖惩值确定模块，用于根据移动终端发送的数据的类型确定返回给物联网终端的奖惩值rt。

在一种实施例中，所述奖惩值rt预先设置，其取值范围为一个正值和一个负值；

所述根据该数据的类型确定返回给物联网终端的奖惩值rt包括：

服务器根据预设的策略判断移动终端发送的数据是否出现异常；若是，则奖惩值rt取负值；若否则奖惩值rt取正值。

一种物联网移动终端，该移动终端包括计算模块和数据发送模块；

所述物联网终端用于接收服务器返回的奖惩值rt；

所述计算模块用于根据自身当前的状态值以及所述奖惩值rt计算下一次向所述服务器发送数据的时间间隔；所述发送模块用于根据所述时间间隔向所述服务器发送数据。

一种计算机可读存储介质，所述介质中存储有程序，所述程序能够被处理器执行以实现如上所述的方法。

依据上述实施例的物联网终端数据发送方法,其包括：物联网终端接收服务器返回的奖惩值rt；物联网终端根据自身当前的状态值以及奖惩值rt计算下一次向服务器发送数据的时间间隔；进而物联网终端根据时间间隔向服务器发送数据。采用本实施例的方法，服务器可以根据收到的数据确定向物联网终端返回的奖惩值rt，这样根据不同的奖惩值终端可以确定不同的时间间隔，依据该不同的时间间隔向服务器发送数据，这样可实现根据终端当前的状态来确定发送数据的时间间隔，例如数据正常时则延长发送数据的时间间隔，以降低带宽的占用并且节约数据流量，当数据出现异常时则缩短数据发送的间隔时间，以便更好的监测。

附图说明

图1为本申请实施例的物联网终端数据发送方法流程图；

图2为本申请实施例的物联网终端数据发送系统结构框图；

图3为本申请实施例的数据发送系统信流图；

图4为本申请实施例的数据发送系统工作流示意图；

图5为本申请实施例的数据发送系统实施不同策略示意图；

图6为本申请实施例的数据发送系统上报时间示意图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式结合附图对本发明作进一步详细说明。其中不同实施方式中类似元件采用了相关联的类似的元件标号。在以下的实施方式中，很多细节描述是为了使得本申请能被更好的理解。然而，本领域技术人员可以毫不费力的认识到，其中部分特征在不同情况下是可以省略的，或者可以由其他元件、材料、方法所替代。在某些情况下，本申请相关的一些操作并没有在说明书中显示或者描述，这是为了避免本申请的核心部分被过多的描述所淹没，而对于本领域技术人员而言，详细描述这些相关操作并不是必要的，他们根据说明书中的描述以及本领域的一般技术知识即可完整了解相关操作。

另外，说明书中所描述的特点、操作或者特征可以以任意适当的方式结合形成各种实施方式。同时，方法描述中的各步骤或者动作也可以按照本领域技术人员所能显而易见的方式进行顺序调换或调整。因此，说明书和附图中的各种顺序只是为了清楚描述某一个实施例，并不意味着是必须的顺序，除非另有说明其中某个顺序是必须遵循的。

在本发明实施例中，提供一种物联网终端数据发送方法，物联网终端可以根据接收到服务器发送的不同的奖惩值rt以及自身的状态值来计算下一次向服务器发送数据的时间间隔，物联网终端再根据该时间间隔向服务器发送数据。这样数据正常时则延长发送数据的时间间隔，以降低带宽的占用并且节约数据流量，当数据出现异常时则缩短数据发送的间隔时间，以便更好的监测。

实施例一：

请参考图1，本实施例提供一种物联网终端数据发送方法,其包括：

步骤101：物联网终端接收服务器返回的奖惩值rt。

步骤102；物联网终端根据自身当前的状态值以及奖惩值rt计算下一次向服务器发送数据的时间间隔。

步骤103：物联网终端根据时间间隔向服务器发送数据。

其中，在步骤102中，物联网终端根据自身当前的状态值st以及奖惩值rt计算下一时刻向服务器发送数据的时间间隔包括：当前状态值在设备启动时设为：s0，s0为标量。可以根据需求设定为任意自然数，如s0＝5。

物联网终端通过下述公式(1)，根据奖惩值rt以及自己当前的状态值计算下一时刻的自身状态值st+1；

通过下述公式(2)根据下一时刻的自身状态值st+1计算下一时刻发送数据的时间间隔at；

at＝st+1*c(2)

公式(1)中，st表示物联网终端当前时刻的自身的状态值，rt表示服务器返回的奖惩值；公式(2)中c为预设的常数。

其中，服务器收到物联网终端发送的数据后，根据该数据的类型确定返回给物联网终端的奖惩值rt。具体的，奖惩值rt根据不同的数据类型预先设置，其取值范围为一个正值和一个负值，例如可以设置在+1和-1。服务器收到物联网终端发送的数据后，根据服务器内预设的策略判断移动终端发送的数据是否出现异常；对于数据异常的判决根据具体实施环境进行判决，如对智慧社区中对水表读数的判决，如果本次采集的水表读数减去上次采集的差值超出预设正常范围的阈值，则认为数据异常；在比如对智慧路灯电压的监控，如果采集电压数据超出正常电压范围，则认为数据异常。若是，则奖惩值rt取负值，例如取rt＝-1；若否则奖惩值rt取正值(例如取rt＝1)，并且将rt返回给物联网终端。这样再通过上述公式(1)和(2)计算出下一时刻发送数据的时间间隔，由上述公式可以看出，当服务器返回的奖惩值rt为正值时候，则计算出来下一时刻的自身状态值st+1为正值，且是逐渐递增的，这样计算出来的时间间隔是逐渐增大的，即在数据正常时候，发送数据的时间间隔是逐渐增大的，这样可以节约带宽和流量资源，但是本实施例中当发送的时间间隔增加到一定值(或者可以理解为预设的最大时间间隔值)后，时间间隔将不再增大，则以设置的最大时间间隔发送数据。同样的，当服务器判定物联网终端发送的数据有异常时，则返回奖惩值rt为负值，此时终端计算出的当前状态值会减小，进而计算出的时间间隔会减小，直到时间间隔减小到零，即终端实时发送数据，提高了异常数据上报的次数，有利于工作人员及时监控。

本实施例的方法可以对物联网终端和服务器上统一配置，可以适用于多种物联网场景，并且本实施例的算法简单，可以大幅度节约终端所需的存储的计算资源，适用于nb-iot的传输场景。

其中，常数c可以根据不同的应用场景而选择，此处不做限定。

实施例二：

请参考图2和图3，本实施例提供一种物联网终端数据发送系统,其包括物联网终端201和服务器202。

其中，如图4，物联网终端向服务器上报工作数据，服务器202利用预存的策略对该数据状态进行判断后返回奖惩值rt。物联网终端201用于接收服务器202返回的奖惩值rt。

其中，物联网终端中预设有计算模块2011和数据发送模块2012，计算模块2011用于根据自身当前的状态值以及奖惩值rt计算下一次向服务器202发送数据的时间间隔；数据发送模块2012用于根据时间间隔向服务器202发送数据。其中，如图5，物联网终端中可以预存多种策略，即预存多种用于计算时间间隔的程序，对于不同的监测数据可以采用策略选择器来选择不同的策略来计算时间间隔，从而确认发送数据的频率，例如对于重要的数据则采用的策略1计算的时间间隔小，对于非主要数据则采用策略2计算的时间间隔略大，这样也可以起到合理监控，节约带宽资源、存储空间的目的。其中，策略选择器可以理解为策略存储与管理模块，用于可以通过该模块选择其中存储的多个不同的策略。

其中，计算模块2011根据自身当前的状态值以及奖惩值rt计算下一次向服务器202发送数据的时间间隔的方法和实施例一中相同，此处不再赘述。

其中，服务器202包括奖惩值确定模块2021，奖惩值确定模块2021用于根据移动终端发送的数据的类型确定返回给物联网终端的奖惩值rt。

以下结合电力系统中的应用对本申请的系统进行说明。

在电力网络中，对于电力设备的数据的监控通常是采集电流、电压、相位、有功功率等数据。这些数据通常以正常的值存在，以电力网络每100秒传输一次数据，32组数据类型，每个数据4byte为例，单个终端传输数据的速率为10bps，单个终端每天的传输带宽需求864kbit，每个月传输带宽25mbit左右数据。大于运营商提供的常规套餐资费，如果超过会增加额外的费用，大幅增加物联网运营费用。

在此基础上，如果继续加大传输数据的时间间隔，就会造成异常情况发生时，故障无法快速有效的传输到服务器，不能及时的对异常进行处理。

如果只传输异常数据，需要在物联网前端进行预先设置，造成物联网终端的软件的多样性，对于后期的维护产生不利的影响。

且传输的数据中大量数据是正常状态数据，以故障率5％为假设前提。95％的数据属于正常数据，每月占用大约24mbit的传输带宽，极大浪费了传输资源，同时，这些数据的存储也极大浪费了存储空间，以nb-iot每个扇区10万个终端为例，每月占用24tbit的存储空间，这些数据大部分没有用。采用本发明中的时间间隔传输方式，如将c设置为100，s0＝1，rt∈{1,-1}，当服务器202确认收到的数据正常状态时，则返回奖惩值rt为1；当服务器202确认收到的数据异常状态时，则返回奖惩值rt为-1。如图6，如果设备一直以正常状态运行，数据上报时间间隔会根据函数进行缓慢增加，100次之后基本上达到最大值，最大增加到680秒；如果终端设备数据出现异常，沿着直线每次减少100秒，可以快速进行故障上报。在这种情况下，可以将数据传出存储量减少为原来的1/7，大幅减少资源的浪费。同时可以通过改变预置策略算法，以及调节参数，根据需求进行设置，既可以有效利用nb-iot的传输资源，又可以保证低成本。

实施例三：

本实施例提供一种物联网移动终端，如图2，该移动终端包括计算模块2011和数据发送模块2012。物联网终端201用于接收服务器202返回的奖惩值rt；计算模块2021用于根据自身当前的状态值以及奖惩值rt计算下一次向服务器202发送数据的时间间隔；发送模块2012用于根据时间间隔向服务器202发送数据。

其中，计算模块2011中预存有用于计算时间间隔的策略，具体的计算策略和实施例一种相同。

实施例四：

本实施例提供一种计算机可读存储介质，介质中存储有程序，程序能够被处理器执行以实现如实施例一提供的方法。

本领域技术人员可以理解，上述实施方式中各种方法的全部或部分功能可以通过硬件的方式实现，也可以通过计算机程序的方式实现。当上述实施方式中全部或部分功能通过计算机程序的方式实现时，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、随机存储器、磁盘、光盘、硬盘等，通过计算机执行该程序以实现上述功能。例如，将程序存储在设备的存储器中，当通过处理器执行存储器中程序，即可实现上述全部或部分功能。另外，当上述实施方式中全部或部分功能通过计算机程序的方式实现时，该程序也可以存储在服务器、另一计算机、磁盘、光盘、闪存盘或移动硬盘等存储介质中，通过下载或复制保存到本地设备的存储器中，或对本地设备的系统进行版本更新，当通过处理器执行存储器中的程序时，即可实现上述实施方式中全部或部分功能。

以上应用了具体个例对本发明进行阐述，只是用于帮助理解本发明，并不用以限制本发明。对于本发明所属技术领域的技术人员，依据本发明的思想，还可以做出若干简单推演、变形或替换。