一种用于NB-IoT智能物联网仪表的数据通讯方法及介质与流程

本发明涉及物联网仪表通信，尤其涉及一种用于nb-iot智能物联网仪表的数据通讯方法。

背景技术：

1、随着科技进步，在供电供水供热供气领域远程自动抄表应用越来越普遍。远程抄表所使用的网络有基于通信运营商的无线广域公网，也有基于ism频段的无线局域私网，其中以运营商的nb无线广域公网，在水表/气表/电表/热表的远程自动抄表中得到了广泛的应用，免去人工上门抄表，大大减少了抄表的劳动力投入，减少了抄表过程中的错漏。除了替代传统的人工抄表，还可以规划时段进行抄表，对每天每个时段的用水用电用气用热数据进行统计分析，有利于生产调度管理的自动化，保障用户的正常生活工作中的用水用电用气用热。

2、nb网络的特点是低成本，低功耗，广覆盖，大容量，专门针对物联网应用而生的无线广域接入网。理论上，nb基站单个扇区可以容纳10万用户接入的能力，这个是基于nbiot终端在短报文，有序接入，长时间处于休眠的理想状态下达到的。如果大量nb终端同时接入，必定大部分终端无法接入，因此通信运营商建议开展nb业务时，要求用户终端在时间节点上分散接入，避免终端过渡竞争抢占信道，导致nb终端接入网络初始化时延增加，甚至大面积用户无法接入网络。

3、接入退避发生在nb终端随机接入阶段，基站和设备进行同步后，设备根据基站分配的随机接入信道资源选择信道向基站发送包含随机数或网络临时标识的接入请求。设备按照自有周期定时发送请求并不知道其余设备接入状态，并且1个扇区4个接入信道面对多个终端设备进行接入会产生一定程度上的碰撞。其不足之处于在于：冲突发生时，两个接入请求同时被丢弃，设备若此时直接再发送接入请求那么接入请求会被再次丢弃。

技术实现思路

1、本发明提供一种用于nb-iot智能物联网仪表的数据通讯方法，其可以差异化设置不同点节的退避等待时间，在节省能耗的同时，提高了整体网络的通讯效率。

2、为了解决上述技术问题，一方面，本发明提供用于nb-iot智能物联网仪表的数据通讯方法，具体方法如下：

3、所述智能物联网仪表上电后，向nb-iot窄带物联网发送驻网请求，当nb-iot窄带物联网返回拒绝接入时，所述智能物联网仪表掉电进行退避等待；

4、当前退避等待时间由当前退避次数计算确定，随着退避次数的增加，退避等待的时间先增大再减小。

5、该实施例的优点在于，节点的退避时间与退避次数相关联，可差异化节点入网请求的申请时间，避免因相同的退避时间设置而造成持续网络拥堵；初始时，退避持续时间随退避次数而增加，符合网络负担初时持续增长的规律，可显著减少组网节点的能耗功率；随着时间的增加，网络负担会相对变小，因此缩短退避等待时间可加快组网速度，为后续有可能再次出现的连网高峰预留余量。

6、作为上述技术方案的优选，所述当前退避等待时间采用指数函数计算，指数函数的底数为第一预设固定值，幂为当前退避次数除以第二预设固定值的余数。

7、该实施例的优点在于，指数函数计算量小，便于实现；针对实际情况，调整第一预设固定值和第二预设固定值就可以实现底数和指数的调整，调整过程相对较线性可契合不同网络的通信负载特征，拟合效果好。

8、作为上述技术方案的优选，所述第一预设固定值取值为2，第二预设固定值为8，当前退避等待时间计算公式为：power(2,(n mod 8+1))。

9、该实施例的优点在于，通过大量试验发现该取值范围更契合智能物联网水表组网的实际工作情况。

10、作为上述技术方案的优选，所述当前退避等待时间的计算公式如下：

11、t(n)＝rand/32+power(2,(n mod 8+1))

12、式中，t(n)为当前第n次退避时的退避等待时间，rand为智能物联网仪表上电后到智能物联网仪表开始掉电进行退避等待之间的持续时间。

13、该实施例的优点在于，加入了智能物联网仪表上电后到智能物联网仪表开始掉电进行退避等待之间的持续时间作为变量，可进一步提高同时申请驻网节点之间的差异化，避免多次重复同时申请驻网。

14、作为上述技术方案的优选，所述智能物联网仪表上电后向nb-iot窄带物联网发送驻网请求，具体方法如下：

15、在任意时刻所述智能物联网仪表上电，每0.5秒向nb-iot窄带物联网发送驻网请求指令，持续120秒，直到智能物联网仪表驻网成功；

16、若b-iot窄带物联网反馈拒绝接入，所述智能物联网仪表进行掉电退避等待。

17、作为上述技术方案的优选，所述智能物联网仪表驻网成功，记录当前退避次数以及ip，发送数据到udp服务器或iot平台。

18、作为上述技术方案的优选，发送数据到udp服务器或iot平台，具体方法如下：

19、连续重复三次将数据发送至udp服务器或iot平台，若智能物联网仪表未接收到udp服务器或iot平台回复，所述智能物联网仪表掉电，计算当前退避等待时间，并退避等待；

20、退避等待时间结束，重新向nb-iot窄带物联网发送驻网请求。

21、该实施例的优点在于，驻网成功，但传输失败时，nb-iot窄带物联网一般都处于高峰使用时期，因此保留退避等待次数并退回驻网请求步骤，可进一步节省节点的能耗。

22、作为上述技术方案的优选，所述智能物联网仪表为智能物联网水表。

23、作为上述技术方案的优选，所述智能物联网仪表为智能物联网电表、热量表或燃气表。

24、为了解决上述技术问题，另一方面，本发明提供一种存储介质，存储有若干指令，处理器加载若干指令以执行上述用于nb-iot智能物联网仪表的数据通讯方法。

25、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。

技术特征：

1.一种用于nb-iot智能物联网仪表的数据通讯方法，其特征在于，具体方法如下：

2.根据权利要求1所述的用于nb-iot智能物联网仪表的数据通讯方法，其特征在于，所述当前退避等待时间采用指数函数计算，指数函数的底数为第一预设固定值，幂为当前退避次数除以第二预设固定值的余数。

3.根据权利要求2所述的用于nb-iot智能物联网仪表的数据通讯方法，其特征在于，所述第一预设固定值取值为2，第二预设固定值为8，当前退避等待时间计算公式为：power(2,(n mod 8+1))。

4.根据权利要求1所述的用于nb-iot智能物联网仪表的数据通讯方法，其特征在于，所述当前退避等待时间的计算公式如下：

5.根据权利要求1所述的用于nb-iot智能物联网仪表的数据通讯方法，其特征在于，所述智能物联网仪表上电后向nb-iot窄带物联网发送驻网请求，具体方法如下：

6.根据权利要求1所述的用于nb-iot智能物联网仪表的数据通讯方法，其特征在于，所述智能物联网仪表驻网成功，记录当前退避次数以及ip，发送数据到udp服务器或iot平台。

7.根据权利要求6所述的用于nb-iot智能物联网仪表的数据通讯方法，其特征在于，发送数据到udp服务器或iot平台，具体方法如下：

8.根据权利要求1所述的，其特征在于，所述智能物联网仪表为智能物联网水表。

9.根据权利要求1所述的，其特征在于，所述智能物联网仪表为智能物联网电表、热量表或燃气表。

10.一种存储介质，其特征在于，存储有若干指令，处理器加载若干指令以执行权利要求1至9任意一项所述用于nb-iot智能物联网仪表的数据通讯方法。

技术总结
本发明涉及物联网仪表通信技术领域，尤其涉及一种用于NB‑IoT智能物联网仪表的数据通讯方法。在智能物联网仪表上电后，向NB‑IoT窄带物联网发送驻网请求，当NB‑IoT窄带物联网返回拒绝接入时，所述智能物联网仪表掉电进行退避等待；当前退避等待时间由当前退避次数计算确定。本发明的节点退避时间与退避次数相关联，可差异化节点入网请求的申请时间，避免因相同的退避时间设置而造成持续网络拥堵；初始时，退避持续时间随退避次数而增加，符合网络负担初时持续增长的规律，可显著减少组网节点的能耗功率；随着时间的增加，网络负担会相对变小，因此缩短退避等待时间可加快组网速度，为后续有可能再次出现的连网高峰预留余量。

技术研发人员：何国忠,谢元军,李信群,魏中海,何珍
受保护的技术使用者：宁波国信仪表科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/2/21