一种新型水表的通信控制方法以及通信控制系统与流程

1.本发明涉及水表技术领域，尤其涉及一种新型水表的通信控制方法以及通信控制系统。


背景技术：

2.传统的水表电子控制装置，大都采用nb
‑
iot的通信方式与平台进行数据通信。由于需要上报的数据量较小，且对数据上报和命令下发的实时性要求不高，采取的通信策略是通信模组大部分时间都处在关机状态，不需要维持网络长连接，这个阶段通信模组基本没有功耗。当需要发送数据时，通信模组被唤醒，执行拨号连接和数据通信(包括数据上报和平台下发命令接收处理)，执行完毕后通信模组重新进入关机状态。为了减小功耗，数据通信的时间间隔一般都很长(比如一天)。同时，数据通信过程中大都没有数据加密和身份认证机制。这种通信模式比较适合传统的水表电子控制装置。
3.随着智能水表相关技术的发展，出现了多参数水表的新水表类型及相关系统。多参数水表除了要实现最基本的水表计量功能外，还要实现水质检测、水压检测、漏损检测和工况检测等功能，并能及时发出报警信息，使有关工作人员能够尽快进行处理。因此，适合传统水表的通信模式及通信控制系统无法满足多参数水表的大数据通信量、高通信实时性和高通信安全性的要求。而如果保持多参数水表与平台之间的实时数据收发，又会使多参数水表的功耗过大。考虑到大部分多参数水表将采用电池供电方式，大功耗将缩短多参数水表的电池更换周期，提高维护成本，甚至制约其应用场景。


技术实现要素：

4.本发明提供一种新型水表的通信控制方法以及通信控制系统，其可以降低多参数水表在实现大数据量传输过程中的功耗。
5.为了解决上述技术问题，本发明提供一种新型水表的通信控制方法，包括：
6.获取第一控制指令，所述第一控制指令用于控制通信模组与远程平台建立通信连接；
7.基于所述第一控制指令控制所述通信模组与所述远程平台建立通信连接；
8.获取第二控制指令，所述第二控制指令用于控制所述通信模组进入休眠模式；
9.基于所述第二控制指令控制所述通信模组进入休眠模式；
10.确认是否有数据通信任务，当确认有数据通信任务则控制唤醒所述通信模组与远程平台进行数据通信，当确认没有数据通信任务则保持所述通信模组处于休眠模式。
11.作为上述技术方案的优选，所述数据通信任务包括：水表的数据上传任务，相应地，所述确认是否有数据通信任务，当确认有数据通信任务控制唤醒所述通信模组与远程平台进行数据通信，当确认没有数据通信任务则保持所述通信模组处于休眠模式具体包括：确认是否有水表的数据上传任务，当确认有水表的数据上传任务则控制唤醒所述通信模组并且通过通信模组将水表的数据传输至远程平台，当确认没有水表的数据上传任务则
保持所述通信模组处于休眠模式。
12.作为上述技术方案的优选，所述数据通信任务包括：接收远程平台下发指令数据的任务，相应地，所述确认是否有数据通信任务，当确认有数据通信任务控制唤醒所述通信模组与远程平台进行数据通信，当确认没有数据通信任务则保持所述通信模组处于休眠模式具体包括：确认是否接收远程平台下发指令数据的任务，当确认接收远程平台下发指令数据的任务则控制唤醒所述通信模组并且通过通信模组接收远程平台下发指令数据，当确认没有接收远程平台下发指令数据的任务则保持所述通信模组处于休眠模式。
13.作为上述技术方案的优选，所述通信模组与所述远程平台通过拨号建立通信连接，所述基于所述第一控制指令控制所述通信模组与所述远程平台建立通信连接具体包括：基于所述第一控制指令控制由所述通信模组通过拨号向所述远程平台发出建立通信连接的请求直至与所述远程平台建立通信连接。
14.作为上述技术方案的优选，所述基于所述第一控制指令控制由所述通信模组通过拨号向所述远程平台发出建立通信连接的请求直至与所述远程平台建立通信连接具体包括：基于所述第一控制指令控制由所述通信模组通过拨号向所述远程平台发出建立通信连接的请求连续失败设定次数则通过阶梯式的方式逐渐延长重新拨号的时间间隔，在所述时间间隔以内控制通信模组进入休眠模式或关机模式，在下一次重新拨号时，则重新唤醒或开启所述通信模组通过拨号向所述远程平台发出建立通信连接的请求直至与所述远程平台建立通信连接。
15.作为上述技术方案的优选，所述通信控制方法还包括：判断处于休眠模式的通信模组与所述远程平台建立的通信连接的状态是否存在异常，当判断存在异常则唤醒所述通信模组，当判断没有存在异常则保持所述通信模组处于休眠模式。
16.本发明另一方面还提供了一种新型水表的通信控制系统，包括：
17.指令获取单元，用于获取第一控制指令和第二控制指令，所述第一控制指令用于控制通信模组与远程平台建立通信连接，所述第二控制指令用于控制所述通信模组进入休眠模式；
18.通信控制单元，用于基于所述第一控制指令控制所述通信模组与所述远程平台建立通信连接和用于基于所述第二控制指令控制所述通信模组进入休眠模式；
19.通信确认单元，用于确认是否有数据通信任务，当确认有数据通信任务则控制唤醒所述通信模组与远程平台进行数据通信，当确认没有数据通信任务则保持所述通信模组处于休眠模式。
20.作为上述技术方案的优选，所述数据通信任务包括：水表的数据上传任务，相应地，所述通信确认单元具体用于确认是否有水表的数据上传任务，当确认有水表的数据上传任务则控制唤醒所述通信模组并且通过通信模组将水表的数据传输至远程平台，当确认没有水表的数据上传任务则保持所述通信模组处于休眠模式。
21.作为上述技术方案的优选，所述数据通信任务包括：接收远程平台下发指令数据的任务，相应地，所述通信确认单元具体用于确认是否接收远程平台下发指令数据的任务，当确认接收远程平台下发指令数据的任务则控制唤醒所述通信模组并且通过通信模组接收远程平台下发指令数据，当确认没有接收远程平台下发指令数据的任务则保持所述通信模组处于休眠模式。
22.作为上述技术方案的优选，所述通信模组与所述远程平台通过拨号建立通信连接，所述通信控制单元具体用于基于所述第一控制指令控制由所述通信模组通过拨号向所述远程平台发出建立通信连接的请求直至与所述远程平台建立通信连接。
23.本发明提供一种新型水表的通信控制方法，其通过第一控制指令控制将多参数水表的通信模组与远程平台建立通信连接，在建立通信连接之后，通过第二控制指令控制多参数水表的通信模组进入休眠模式，在没有数据通信任务的时候则将通信模组保持在休眠模式，通信模组处于休眠模式相对于通信模组处于正常状态下可以大大降低功耗，当有数据通信任务的时候则随时唤醒通信模组完成数据通信任务，因此其即可以通过休眠模式保持通信模组与远程平台的长连接用于随时唤醒完成数据通信任务，而在没有数据通信任务的状态下则通过休眠模式大大降低其功耗。
24.上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本发明的具体实施方式。
附图说明
25.图1示出了本发明实施例一种新型水表的通信控制方法的应用环境示意图；
26.图2示出了本发明实施例一种新型水表的通信控制方法的流程示意图；
27.图3示出了本发明实施例一种新型水表的通信控制系统的结构示意图；
28.图4示出了本发明实施例一种新型水表的通信控制方法的具体控制流程示意图。
具体实施方式
29.为使本发明的目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而非全部实施例。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
30.参见图1，图1示出了本发明实施例一种新型水表的通信控制方法的应用环境示意图，其具体可以应用于多参数水表，多参数水表具有数据采集装置，数据采集装置用于采集自来水的各项数据，具体而言，该数据采集装置为各种进行数据采集的传感器，举例说明其可以为浊度传感器、余氯传感器和ph值传感器等，另外，多参数水表还具有通信模组，该通信模组用于和远程平台建立连接，并且用于和远程平台进行数据通信，由于数据采集装置需要采集大量的数据，因此通信模组和远程平台之间需要实现大数据量传输。
31.参见图2，本发明实施例提供了一种新型水表的通信控制方法，包括：
32.步骤100：获取第一控制指令，所述第一控制指令用于控制通信模组与远程平台建立通信连接；
33.步骤200：基于所述第一控制指令控制所述通信模组与所述远程平台建立通信连接；
34.步骤300：获取第二控制指令，所述第二控制指令用于控制所述通信模组进入休眠模式；
35.步骤400：基于所述第二控制指令控制所述通信模组进入休眠模式；
36.步骤500：确认是否有数据通信任务，当确认有数据通信任务则控制唤醒所述通信模组与远程平台进行数据通信，当确认没有数据通信任务则保持所述通信模组处于休眠模式。
37.本实施例的一种新型水表的通信控制方法，其通过第一控制指令控制将多参数水表的通信模组与远程平台建立通信连接，在建立通信连接之后，通过第二控制指令控制多参数水表的通信模组进入休眠模式，在没有数据通信任务的时候则将通信模组保持在休眠模式，通信模组处于休眠模式相对于通信模组处于正常状态下可以大大降低功耗，当有数据通信任务的时候则随时唤醒通信模组完成数据通信任务，因此其即可以通过休眠模式保持通信模组与远程平台的长连接用于随时唤醒完成数据通信任务，而在没有数据通信任务的状态下则通过休眠模式大大降低其功耗。
38.在本实施例的进一步可实施方式中，数据通信任务包括：水表的数据上传任务，相应地，确认是否有数据通信任务，当确认有数据通信任务控制唤醒所述通信模组与远程平台进行数据通信，当确认没有数据通信任务则保持所述通信模组处于休眠模式具体包括：确认是否有水表的数据上传任务，当确认有水表的数据上传任务则控制唤醒所述通信模组并且通过通信模组将水表的数据传输至远程平台，当确认没有水表的数据上传任务则保持通信模组处于休眠模式。
39.具体而言，本实施例中当多参数水表通过数据采集装置采集通过多参数水表的自来水的各项水质数据，在需要将水质数据上传至远程平台的时候则唤醒处于休眠模式的通信模组，通过通信模组将各项水质数据上传至远程平台。
40.本实施例中的通信模组的休眠模式介于正常模式和断电模式之间的一种低能耗模式，具体而言，其通过极少量的能耗维持通信模组处于该低能耗模式而使其不处于断电模式，其可以转换为可以进行正常数据通讯的正常模式，而且相较于从断电模式转换为正常模式该转换过程更加快速，可以完成大数据量传输。
41.本实施例中通过在没有数据上传任务的时候保持通信模组处于休眠模式，而在有需要将水质数据上传至远程平台的时候则随时唤醒通信模组使得其处于能够进行数据传输的正常模式，因此其可以降低大数据上传过程中的功耗。
42.另外，本实施例中在将水质数据上传至远程平台完成之后则控制将通信模组重新恢复至休眠模式。
43.在本实施例的进一步可实施方式中，所述数据通信任务包括：接收远程平台下发指令数据的任务，相应地，所述确认是否有数据通信任务，当确认有数据通信任务控制唤醒所述通信模组与远程平台进行数据通信，当确认没有数据通信任务则保持所述通信模组处于休眠模式具体包括：确认是否接收远程平台下发指令数据的任务，当确认接收远程平台下发指令数据的任务则控制唤醒所述通信模组并且通过通信模组接收远程平台下发指令数据，当确认没有接收远程平台下发指令数据的任务则保持所述通信模组处于休眠模式。
44.本实施例还可以通过远程平台给多参数水表下发指令对多参数水表进行控制，在没有接到远程平台下发指令的时候，通信模组处于休眠模式，在接到远程平台下发指令的时候唤醒通信模组接收远程平台下发的指令，该指令用于控制多参数水表以及数据采集装置，其无需使得通信模组始终处于正常模式，只需要在远程平台下发指令的时候才唤醒通信模组进行接收远程平台的指令，因此其可以降低在远程平台下发指令过程中的能耗。
45.另外，本实施例中在通信模组接收完成远程平台指令的时候则通信模组自动恢复至休眠模式，在下一次远程平台有指令下发的时候才重新换新通信模组。
46.在本实施例的进一步可实施方式中，通信模组与远程平台通过拨号建立通信连接，基于所述第一控制指令控制所述通信模组与所述远程平台建立通信连接具体包括：基于第一控制指令控制由通信模组通过拨号向所述远程平台发出建立通信连接的请求直至与所述远程平台建立通信连接。
47.本实施例中通过拨号实现通信模组与远程平台建立通信连接，其便于实现远程信号连接。
48.在本实施例的进一步可实施方式中，基于第一控制指令控制由所述通信模组通过拨号向所述远程平台发出建立通信连接的请求直至与所述远程平台建立通信连接具体包括：基于所述第一控制指令控制由所述通信模组通过拨号向所述远程平台发出建立通信连接的请求连续失败设定次数则通过阶梯式的方式逐渐延长重新拨号的时间间隔，在所述时间间隔以内控制通信模组进入休眠模式或关机模式，在下一次重新拨号时，则重新唤醒或开启所述通信模组通过拨号向所述远程平台发出建立通信连接的请求直至与所述远程平台建立通信连接。
49.本实施例中可以降低在拨号连接过程中的能耗，尤其是在短期内无法完成拨号连接需要重复多次拨号连接过程中可以大大降低能耗。
50.在本实施例的进一步可实施方式中，通信控制方法还包括：判断处于休眠模式的通信模组与所述远程平台建立的通信连接的状态是否存在异常，当判断存在异常则唤醒所述通信模组，当判断没有存在异常则保持所述通信模组处于休眠模式。
51.本实施例中可以确保通信模组处于休眠模式状态下通信模组与远程平台的通信连接处于正常状态以便可以随时唤醒通信模组进行数据通信。
52.具体而言除了判断通信模组与远程平台的通信连接的状态情况，其还可以通过判断长时间没有收到平台的回包或者通信模组失去了响应来确定通信连接的状态是否正常，在判断存在异常则唤醒通信模组执行相应的通信模组复位和拨号连接流程以使得通信模组与远程平台重新建立连接。
53.参见图3，本发明实施例另一方面提供了一种新型水表的通信控制系统，包括：
54.指令获取单元10，用于获取第一控制指令和第二控制指令，所述第一控制指令用于控制通信模组与远程平台建立通信连接，所述第二控制指令用于控制所述通信模组进入休眠模式；
55.通信控制单元20，用于基于所述第一控制指令控制所述通信模组与所述远程平台建立通信连接和用于基于所述第二控制指令控制所述通信模组进入休眠模式；
56.通信确认单元30，用于确认是否有数据通信任务，当确认有数据通信任务则控制唤醒所述通信模组与远程平台进行数据通信，当确认没有数据通信任务则保持所述通信模组处于休眠模式。
57.在本实施例的进一步可实施方式中，数据通信任务包括：水表的数据上传任务，相应地，所述通信确认单元具体用于确认是否有水表的数据上传任务，当确认有水表的数据上传任务则控制唤醒所述通信模组并且通过通信模组将水表的数据传输至远程平台，当确认没有水表的数据上传任务则保持所述通信模组处于休眠模式。
58.在本实施例的进一步可实施方式中，数据通信任务包括：接收远程平台下发指令数据的任务，相应地，所述通信确认单元具体用于确认是否接收远程平台下发指令数据的任务，当确认接收远程平台下发指令数据的任务则控制唤醒所述通信模组并且通过通信模组接收远程平台下发指令数据，当确认没有接收远程平台下发指令数据的任务则保持所述通信模组处于休眠模式。
59.在本实施例的进一步可实施方式中，通信模组与所述远程平台通过拨号建立通信连接，所述通信控制单元具体用于基于所述第一控制指令控制由所述通信模组通过拨号向所述远程平台发出建立通信连接的请求直至与所述远程平台建立通信连接。
60.具体而言，在通信模组管理任务中，本发明实施例为针对通信模组的功耗优化方法，用来辅助配合采集上报主任务对系统总功耗进行控制。多参数水表的通信模组与平台的通信选取了4g lte cat1的方式，由于多参数水表的特殊要求，需要实现大数据量传输和保证双向通信的实时性，多参数水表的通信模组无法像传统水表那样平时一直处于关机状态，而需要保持基础通信链路长连接，所以在平时没有数据通信的时候，多参数水表的通信模组最适合工作在功耗相对较低的休眠模式(在休眠模式下，可随时唤醒模块主动上报数据，也可被平台下发命令实时唤醒)。因此，对多参数水表通信模组的功耗控制，主要体现在对通信模组休眠模式的控制上。
61.本发明实施例具体的控制流程参见图4所示：
62.1.通信模组上电开机后，默认先进入正常模式，并进行拨号的工作。在拨号的过程中，先通过相关at指令的设置，打开休眠模式允许进入的总开关，之后的步骤中主控板对休眠模式的控制都是通过对通信模组dtr引脚的电平控制实现的。
63.2.如果拨号多次连续失败，通过阶梯式的方式逐渐延长重新拨号的时间间隔。在这个间隔内，由于通信模块不需要进行任何动作，所以控制通信模组进入休眠模式或关机模式，以降低功耗，在下一次重新拨号的时刻，再重新唤醒或打开通信模组。
64.3.拨号成功后，通信模组执行网络连接操作，建立网络连接成功后，由于没有数据通信任务，默认控制通信模组进入休眠状态。
65.4.在需要数据上报平台的时刻，主动唤醒通信模组进行数据上报(和历史数据补发)操作，操作完毕后及时控制通信模式重新进入休眠状态。
66.5.当收到平台下发的命令时，通信模组会被自动唤醒，下发命令接收完毕后，通信模组会自动重新进入休眠状态，因此这部分不需要主控板进行控制。
67.6.在通信模组休眠模式下，如果主控板判定拨号连接状态出现了异常，或者长时间没有收到平台的回包，或者通信模组失去了响应，则主动将通信模组唤醒到正常模式，并重新执行相应的模组复位和拨号连接流程。
68.通过上述流程，可以在保证通信功能满足需求的前提下，将通信模组的功耗控制在一个较低的水平。
69.举例说明：以移远ec200s通信模组为例，该模组采用4g lte cat1的模式进行通信，在空闲模式下电流为14
‑
15毫安，在休眠模式下为1
‑
2毫安，通过将通信模组切换到休眠模式，可以在保证通信功能满足多参数水表要求(保持数据长连接，可实时唤醒休眠上报数据，也可以被平台下发命令实时唤醒)的前提下，大幅降低模组空闲时的功耗。
70.假设单片机处于连续采集上报模式，通信模组每1分钟被唤醒并发送1次数据，每
次唤醒时间为10秒，那么通信模组处于休眠模式的时间占比为83％；假设单片机处于非连续采集上报模式，通信模组每隔10分钟被唤醒并发送2次数据，每次唤醒时间为10秒，那么通信模组处于休眠模式的时间占比高达97％。由于多参数水表大都工作在非连续采集上报模式，连续采集上报模式为水质出现异常时执行的模式，出现的概率很低，平台下发命令进行阀控干预而唤醒模组的概率也很低，所以综合来看通信模组处于休眠模式的时间占比一般可高达95％以上(加大采集周期还可进一步增加休眠时间占比)，多参数水表的平均电流消耗可降低12
‑
13毫安，通过通信模组休眠模式节省功耗的效果非常明显，且几乎不需要其他方面的代价。
71.如果出现网络异常或者模组异常，多参数水表连续拨号连接失败，通过阶梯式的方式逐渐延长重新拨号连接的时间间隔，并在这个时间间隔内将通信模组切换到休眠模式或者关机模式，也可以有效防止长时间退出休眠进行频繁的重新拨号导致的功耗激增，使得通信模组的功耗在异常情况下也能维持在一个比较平稳的水平。
72.假设单片机连续多次拨号连接失败后，由于短时间内再进行连续拨号尝试能成功的概率很低，一段时间后在单片机控制下，逐渐增加到每小时进行一次重新拨号，拨号时每次唤醒通信模组1分钟，其他时间段模组处于休眠模式或关机模式。综合来看通信模组在这种异常情况下，处于休眠模式或关机模式的时间占比依然可保持在98％以上，保持通信模组功耗平稳的效果较为显著。
73.针对终端通信模组低功耗模式的上述控制方法，不仅可用于多参数水表，也可以进一步推广其范围，可用于对设备功耗较为敏感、需要较大数据量和较高频次的数据通信、同时需要数据实时上报和实时响应平台下发命令的各种应用场景。
74.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
75.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
76.以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。