基于NB-IoT的水表数据无线采集系统、方法及电子设备与流程

基于nb-iot的水表数据无线采集系统、方法及电子设备
技术领域
1.本技术涉及物联网领域，尤其是涉及一种基于nb-iot的水表数据无线采集系统、方法及电子设备。


背景技术：

2.窄带物联网(narrow band internet ofthings,nb-iot)，构建于通信运营商的蜂窝网络，可直接部署于gsm网络、umts网络或lte网络。
3.水表的应用场景覆盖广泛，例如在工厂、施工现场、机场等场景下均需要铺设水表装置。例如，在民航机场场景下，各个水表安装的位置较为分散。本技术的发明人发现传统的水表数据采集方式为有线采集，需要铺设大量完成数据通信和供电的线缆，导致耗费较多的人力、物力资源。另外，本技术的发明人还发现，在需要一并进行水表数据采集的区域内，不同时期建设的水表存在厂家不同、通讯协议不同的问题，导致采集数据时需要配置不同的协议转换装置。


技术实现要素：

4.本技术旨在提供一种无需铺设线缆进行数据采集和供电，并且支持多种通讯协议水表数据、可扩展性好的水表数据无线采集的解决方案。
5.根据本技术的第一个方面，提出一种基于nb-iot的水表数据无线采集系统，包括监控中心和水表，系统还可以包括：无线数据传输单元，与水表通信连接，采集水表的原始水表数据，通过nb-iot网络发送原始水表数据；协议转换单元，接收原始水表数据，根据原始水表数据生成预设格式水表数据，将预设格式水表数据发送到监控中心。
6.本技术提出一种基于nb-iot的水表数据无线采集系统，利用无线数据传输单元进行原始水表数据的采集，并通过nb-iot网络将原始水表数据发送给协议转换单元，然后通过协议转换单元将原始水表数据转换为预设格式水表数据。根据本技术提出的方案，能够无需铺设线缆即完成数据采集，并且支持采集基于多种通讯协议的原始水表数据。
7.根据一些实施例，协议转换单元可以包括：接口服务器模块，接收无线数据传输单元发送的原始水表数据，解析所述原始水表数据，根据预设的通信协议将解析的原始水表数据转换为预设格式水表数据，发送预设格式水表数据；防火墙模块，用于接收所述接口服务器模块发送的所述预设格式水表数据，根据预设的过滤规则识别所述预设格式水表数据的合法性，在所述预设格式水表数据合法的情况下，将所述预设格式水表数据发送给所述监控中心。
8.根据该实施方案，本技术提出的一种基于nb-iot的水表数据无线采集系统将原始水表数据转换为预设格式水表数据，并能够保证在协议转换单元将预设格式水表数据发送给监控中心过程中的数据安全。
9.根据一些实施例，无线数据传输单元可以包括：nb-iot通信模块，和所述水表通信连接，采集所述水表的原始水表数据，将所述原始水表数据通过nb-iot网络发送给所述协
议转换单元；供电模块，为所述nb-iot通信模块供电。
10.根据该实施方案，本技术提出的一种基于nb-iot的水表数据无线采集系统通过nb-iot通信模块进行水表数据采集和数据发送，并通过自带的供电模块供电，无需铺设线缆，降低成本。
11.根据本技术的第二个方面，提出一种基于nb-iot的水表数据无线采集方法，应用于协议转换单元，该方法可以包括如下步骤：接收无线数据传输单元采集并通过nb-iot发送的原始水表数据；将原始水表数据转换成预设格式水表数据；将预设格式水表数据发送到监控中心。
12.根据本技术的第三个方面，提出一种电子设备，包括：处理器；存储器，存储有计算机程序，当所述计算机程序被所述处理器执行时，使得所述处理器执行如本技术第二个方面所述的方法。
13.根据本技术的第四个方面，提出一种非瞬时性计算机可读存储介质，其上存储有计算机可读指令，当所述指令被处理器执行时，使得所述处理器执行如本技术第二个方面所述的方法。
附图说明
14.为了更清楚地说明本技术实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，还可以根据这些附图获得其他的附图，而并不超出本技术要求保护的范围。
15.图1为本技术的基于nb-iot的水表数据无线采集系统100的示意图；
16.图2为图1的系统100中协议转换单元102的结构示意图；
17.图3为图1的系统100中无线数据传输单元103的结构示意图；
18.图4为本技术的基于nb-iot的水表数据无线采集方法400的流程示意图；
19.图5为本技术的基于nb-iot的机场区域水表数据无线采集系统500的结构示意图；
20.图6为本技术提供的一种电子设备的结构图。
具体实施方式
21.下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，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，都属于本技术保护的范围。
22.图1为本技术的基于nb-iot的水表数据无线采集系统100的示意图。如图1所示，系统100包括监控中心101、协议转换单元102、无线数据传输单元103和水表104。
23.在一些具体实施例中，水表104记录用水情况，根据用水情况生成原始水表数据。可选地，水表104生成的原始水表数据是采用modbus rtu协议、188协议、脉冲通讯协议中的任意一种进行封装的。
24.在一些具体实施例中，无线数据传输单元103与水表104通信连接。可选地，无线数据传输单元103与水表104通过可以进行数据通信的电缆电连接。无线数据单元104采集水
表103的原始水表数据，并通过nb-iot网络发送原始水表数据。nb-iot网络由通信运营商提供。
25.在一些具体实施例中，协议转换单元101和无线数据传输单元103之间通信连接。协议转换单元101接收无线传输单元103采集并发送的原始水表数据。在一些具体实施例中，协议转换单元101根据原始水表数据生成预设格式水表数据，并将预设格式水表数据发送到监控中心。可选地，预设格式水表数据为采用modbus tcp/ip协议进行封装的。
26.本技术提出一种基于nb-iot的水表数据无线采集系统，利用无线数据传输单元进行原始水表数据的采集，并通过nb-iot网络将原始水表数据发送给协议转换单元，然后通过协议转换单元将原始水表数据转换为预设格式水表数据。根据本技术提出的方案，能够无需铺设线缆即完成数据采集，并且支持采集基于多种通讯协议的原始水表数据。
27.图2为图1的系统100中协议转换单元102的结构示意图。如图2所示，协议转换单元102包括接口服务器模块1021和防火墙模块1022。
28.在一些具体实施例中，协议转换单元102包括接口服务器模块1021。接口服务器模块1021接收无线数据传输单元102发送的原始水表数据。接口服务器模块1021中包括解析原始水表数据的解析软件。接口服务器模块1021将解析的原始水表数据根据预设的通信协议转换为预设格式水表数据，发送预设格式水表数据到防火墙模块1022。
29.在一些具体实施例中，协议转换单元102还包括防火墙模块1022。防火墙模块1022接收接口服务器模块1021发送的预设格式水表数据，根据预设的过滤规则识别预设格式水表数据的合法性。在一些具体实施例中，预设格式水表数据合法，防火墙模块1022将预设格式水表数据转发给监控中心。在一些具体实施例中，防火墙模块1022接收到不明来源的数据，根据预设的过滤规则识别预设格式水表数据不合法，删除接收到的不明来源数据。可选地，预设的过滤规则包括数据封装所采用的的通信协议、数据的大小、数据格式等。
30.根据图3所示的协议转换单元结构，本技术提出的一种基于nb-iot的水表数据无线采集系统将原始水表数据转换为预设格式水表数据，并能够保证在协议转换单元将预设格式水表数据发送给监控中心过程中的数据安全。
31.图3为图1的系统100中无线数据传输单元103的结构示意图。如图3所示，无线数据传输单元103包括nb-iot通信模块1031和供电模块1032。
32.在一些具体实施例中，无线数据传输单元103包括nb-iot通信模块1031。nb-iot通信模块1031和水表104通信连接。nb-iot通信模块采集水表104的原始水表数据，将原始水表数据通过nb-iot网络发送给协议转换单元102。
33.在一些具体实施例中，无线数据传输单元103还包括供电模块1032，为nb-iot通信模块1031供电。可选地，供电模块1032为互相电连接的一组电池。
34.根据图3所示的无线数据传输单元的结构，本技术提出的一种基于nb-iot的水表数据无线采集系统可以通过nb-iot通信模块进行水表数据采集和数据发送，并通过自带的供电模块供电，无需铺设线缆，降低成本。
35.图4为本技术的基于nb-iot的水表数据无线采集方法400的流程示意图。如图4所示，方法400包括步骤s401-s403。下面结合图1和图2来描述图4中的方法400。
36.在一些具体实施例中，无线数据传输单元103和协议转换单元102通信连接。无线数据传输单元103采集水表104的原始水表数据，并将原始水表数据发送给协议转换单元
102。在一些具体实施例中，在步骤s401，协议转换单元102接收无线数据传输单元103采集并通过nb-iot网络发送的原始水表数据。可选地，nb-iot网络由通信运营商提供。可选地，水表104生成的原始水表数据是采用modbus rtu协议、188协议、脉冲通讯协议中的任意一种进行封装的。
37.在步骤s402，协议转换单元102将原始水表数据转换成预设格式水表数据。在一些具体实施例中，协议转换单元102将原始水表数据根据预设的通信协议转换为预设格式水表数据。可选地，预设格式水表数据为采用modbus tcp/ip协议进行封装的。
38.在步骤s403，协议转换单元102将预设格式水表数据发送到监控中心101。在一些具体实施例中，协议转换单元102包括防火墙模块1022。协议转换单元102将预设格式水表数据通过防火墙模块1022验证为合法后，发送给监控中心101。放火墙模块1022根据预设的过滤规则对预设格式水表数据的合法性进行验证。可选地，预设的过滤规则包括数据封装所采用的的通信协议、数据的大小、数据格式等。
39.图5为本技术的基于nb-iot的机场区域水表数据无线采集系统500的结构示意图。如图5所示，机舱区域水表数据采集系统500包括监控中心501、协议转换单元502、无线数据传输单元532、水表542、无线数据传输单元531、水表541。
40.在图5所示的系统500中，无线数据传输单元531采集水表541记录并按188协议封装的原始水表数据1。无线数据传输单元531中的供电模块为nb-iot通信模块供电，nb-iot通信模块将原始水表数据1通过nb-iot网络发送到协议转换单元502。
41.无线数据传输单元532采集水表542记录并按modbus rtu协议封装的原始水表数据2。无线数据传输单元532中的供电模块为nb-iot通信模块供电，nb-iot通信模块将原始水表数据2通过nb-iot网络发送到协议转换单元502。
42.协议转换单元502中的接口服务器模块接收原始水表数据1和原始水表数据2，解析原始水表数据1和原始水表数据2，并按modbus tcp/ip协议重新封装，得到预设格式水表数据1和预设格式水表数据2。协议转换单元502中的防火墙模块验证预设格式水表数据1和预设格式水表数据2的合法性。协议转换单元502将验证合法的预设格式水表数据1和预设格式水表数据2发送给监控中心501。
43.图6为本技术提供的一种电子设备的结构图。
44.参阅图6，图6提供一种电子设备，包括处理器以及存储器。存储器存储有计算机指令，当计算机指令被处理器执行时，使得处理器执行所述计算机指令从而实现如图5所示的方法以及细化方案。
45.应该理解，上述的装置实施例仅是示意性的，本发明披露的装置还可通过其它的方式实现。例如，上述实施例中所述单元/模块的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式。例如，多个单元、模块或组件可以结合，或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略或不执行。
46.另外，若无特别说明，在本发明各个实施例中的各功能单元/模块可以集成在一个单元/模块中，也可以是各个单元/模块单独物理存在，也可以两个以上单元/模块集成在一起。上述集成的单元/模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件程序模块的形式实现。
47.所述集成的单元/模块如果以硬件的形式实现时，该硬件可以是数字电路，模拟电
路等等。硬件结构的物理实现包括但不局限于晶体管，忆阻器等等。若无特别说明，所述处理器或芯片可以是任何适当的硬件处理器，比如cpu、gpu、fpga、dsp和asic等等。若无特别说明，所述片上缓存、片外内存、存储器可以是任何适当的磁存储介质或者磁光存储介质，比如，阻变式存储器rram(resistive random access memory)、动态随机存取存储器dram(dynamic random access memory)、静态随机存取存储器sram(static random-access memory)、增强动态随机存取存储器edram(enhanced dynamic random access memory)、高带宽内存hbm(high-bandwidth memory)、混合存储立方hmc(hybrid memory cube)等等。
48.所述集成的单元/模块如果以软件程序模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储器中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储器中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可为个人计算机、服务器或者网络设备等)执行本披露各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储器包括：u盘、只读存储器(rom，read-only memory)、随机存取存储器(ram，random access memory)、移动硬盘、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
49.本技术实施例还提供一种非瞬时性计算机存储介质，存储有计算机程序，当所述计算机程序被多个处理器执行时，使得所述处理器执行如图5所示的方法以及细化方案。
50.以上对本技术实施例进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本技术的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明仅用于帮助理解本技术的方法及其核心思想。同时，本领域技术人员依据本技术的思想，基于本技术的具体实施方式及应用范围上做出的改变或变形之处，都属于本技术保护的范围。综上所述，本说明书内容不应理解为对本技术的限制。

技术特征：
1.一种基于nb-iot的水表数据无线采集系统，包括监控中心和水表，其特征在于，所述系统还包括：无线数据传输单元，与所述水表通信连接，采集所述水表的原始水表数据，通过nb-iot网络发送所述原始水表数据；协议转换单元，接收所述原始水表数据，根据所述原始水表数据生成预设格式水表数据，将所述预设格式水表数据发送到所述监控中心。2.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述协议转换单元包括：接口服务器模块，接收所述无线数据传输单元发送的所述原始水表数据，解析所述原始水表数据，将解析的原始水表数据根据预设的通信协议转换为预设格式水表数据，发送所述预设格式水表数据。3.如权利要求2所述的系统，其特征在于，所述协议转换单元还包括：防火墙模块，用于接收所述接口服务器模块发送的所述预设格式水表数据，根据预设的过滤规则识别所述预设格式水表数据的合法性，在所述预设格式水表数据合法的情况下，将所述预设格式水表数据发送给所述监控中心。4.如权利要求2所述的系统，其特征在于，所述原始水表数据包括采用modbusrtu协议、188协议、脉冲通讯协议中的任意一种进行封装的水表数据。5.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述无线数据传输单元包括：nb-iot通信模块，和所述水表通信连接，采集所述水表的原始水表数据，将所述原始水表数据通过nb-iot网络发送给所述协议转换单元；供电模块，为所述nb-iot通信模块供电。6.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述预设格式水表数据包括采用modbustcp/ip协议进行封装的数据。7.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述无线采集系统为基于nb-iot的机场区域水表数据无线采集系统。8.一种基于nb-iot的水表数据无线采集方法，其特征在于，包括如下步骤：接收无线数据传输单元采集并通过nb-iot发送的原始水表数据；将所述原始水表数据转换成预设格式水表数据；将所述预设格式水表数据发送到监控中心。9.一种电子设备，包括：处理器；存储器，存储有计算机程序，当所述计算机程序被所述处理器执行时，使得所述处理器执行如权利要求8所述的方法。10.一种非瞬时性计算机可读存储介质，其上存储有计算机可读指令，当所述指令被处理器执行时，使得所述处理器执行如权利要求8所述的方法。

技术总结
本申请提出一种基于NB-IoT的水表数据无线采集系统，包括监控中心和水表，系统还包括：无线数据传输单元，与水表通信连接，采集水表的原始水表数据，通过NB-IoT网络发送原始水表数据；协议转换单元，接收原始水表数据，根据原始水表数据生成预设格式水表数据，将预设格式水表数据发送到监控中心。本申请提出一种基于NB-IoT的水表数据无线采集系统，利用无线数据传输单元进行原始水表数据的采集，并通过NB-IoT网络将原始水表数据发送给协议转换单元，然后通过协议转换单元将原始水表数据转换为预设格式水表数据。根据本申请提出的方案，能够无需铺设线缆即完成数据采集，并且支持采集基于多种通讯协议的原始水表数据。基于多种通讯协议的原始水表数据。基于多种通讯协议的原始水表数据。


技术研发人员：孙立国 潘仁秋 朱春雷 沙海源 姜亚军 肖杨 王建勇 杨琨 杨文杰
受保护的技术使用者：南京南瑞继保工程技术有限公司
技术研发日：2023.07.05
技术公布日：2023/9/23