一种基于状态标志位广播的4G蓝牙水表互助数据上报方法及水表与流程

本发明涉及智能水务物联网计量设备，具体为一种基于状态标志位广播的4g蓝牙水表互助数据上报方法及水表。

背景技术：

1、当前住宅小区、产业园区、乡镇集中供水工程均采用地下预埋水表井集中安装智能水表，主流商用方案为4gcat.1+ble蓝牙双模水表，兼顾远程云端抄表与现场蓝牙运维。但实际落地存在多项难以解决的固有缺陷：

2、1.4g蜂窝信号分布不均，大量水表长期离线丢数：水表深埋地下，金属表箱、土层、混凝土墙体、密集金属管道形成强射频屏蔽；同一水表井内相邻水表4g信号rsrp差异极大，部分点位拨号失败、tcp链路频繁断开，计量数据无法上传，后台出现大面积抄表空白，直接影响水费核算、管网漏损分析、设备在线监测业务。

3、2.现有补盲方案硬件与运维成本极高：行业常规解决手段为水表井加装外置蓝牙网关、lora中继放大器、室外高增益基站天线；地下水表井无市政供电，中继设备需配套大容量锂电池、防水外壳，单井改造成本数百元；分散点位网关需定期现场更换电池，人工运维工作量大、改造周期长；部分老旧小区水表井空间狭小，无法新增外置设备。

4、3.传统自组网方案依赖固定拓扑，自适应能力差：现有水表邻机中继方案多采用后台预设组网分组、固定主中继水表模式，一旦预设中继水表故障、电池亏电或4g信号变差，整个分组盲区水表全部断连；无法根据每台水表实时信号质量动态切换中继身份，容错性不足。

5、4.通信功耗偏高，缩短水表电池使用寿命：信号弱水表持续高频重试4g拨号，射频发射功耗大幅上升；传统蓝牙广播无分级休眠控制，全天候满功率扫描，整机平均待机电流大，原本6年续航水表缩短至3~4年，频繁换表增加水务运营成本。

6、5.数据传输无完整校验机制，易重复上报或丢失：现有互助转发方案缺少分段缓存、crc校验、回执确认闭环逻辑，邻机转发过程蓝牙断连会造成缓存数据丢失；云端无法区分本机直传与邻机代传数据，产生重复抄表记录，增加后台数据清洗压力。

7、现有技术缺少一种零硬件增量、去中心化动态协作、多级低功耗控制、完整数据校验闭环、全自动自愈的水表互助上报方案，因此本发明针对上述行业痛点提出全新技术方案。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种基于状态标志位广播的4g蓝牙水表互助数据上报方法及水表，以解决现有地下集中部署4g蓝牙水表4g信号盲区离线、加装中继网关改造成本高、固定组网自适应差、整机通信功耗高、数据传输可靠性不足的缺陷。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种基于状态标志位广播的4g蓝牙水表互助数据上报方法，以软件双状态标志位作为全网协同调度核心，以蓝牙广播作为邻机状态感知载体，构建去中心化动态互助中继体系，配套功耗均衡、数据校验、故障自愈全套辅助逻辑。

3、1.状态标志位自主切换逻辑：每台水表独立检测4g信号强度、拨号成功率、云端链路、丢包率四项指标，仅分“需要帮助/无需帮助”两种全局状态，状态变更仅由本机硬件通信结果驱动，不受平台管控；

4、2.双类型蓝牙广播报文隔离：正常水表广播轻量状态信标，携带自身中继负载、电量、信号等级；离线水表广播加密求助报文，携带缓存数据长度、校验码；两类报文协议区分，避免信道冲突；

5、3.主动式邻机帮扶机制：优质信号水表持续低功耗监听广播，识别合法求助报文后主动建联，而非被动等待求助水表发起连接，缩短互助响应时延；

6、4.批量聚合代传上传：单台帮扶水表可同时读取多台邻机缓存数据，打包后单次4g上传，减少4g拨号次数，降低蜂窝流量与发射功耗；

7、5.回执闭环复位机制：云端确认入库后下发回执，求助水表收到回执才清除求助状态、关停广播，形成可靠传输闭环；

8、6.配套增强优化逻辑：中继负载均衡、分级蓝牙发射功率、分时外设断电、多层4g自愈重试、分段缓存crc防丢校验，全方位提升方案稳定性与续航。

9、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

10、1.该基于状态标志位广播的4g蓝牙水表互助数据上报方法及水表，完全复用市面存量双模水表原有硬件架构，无需额外加装蓝牙网关、lora中继、信号放大器等外置设备，老旧小区存量水表仅通过远程固件升级即可启用互助上报功能，新建水表出厂预装逻辑即可直接投入使用，针对老旧小区水表井可直接省去上万网关采购、防水壳体、配套锂电池硬件费用，同时省去中继设备现场布线、防水施工、定期更换电池的人工运维工序，老旧狭小水表井无新增设备安放空间受限问题，从硬件采购、现场施工、后期运维三个维度全方位削减水务项目改造投入，落地门槛低、规模化推广经济性突出。

11、2.该基于状态标志位广播的4g蓝牙水表互助数据上报方法及水表，水表依据实时4g信号质量自主切换求助/帮扶身份，片区动态形成自组织互助网络，单台水表故障、信号波动不会造成整片水表断连，同时配套分段缓存crc校验、时间戳去重、云端回执确认闭环传输机制，蓝牙邻机转发、云端入库双重过滤重复数据，未收到回执则持续重试求助，搭配4g并行自愈检测逻辑，信号恢复可自主直传无需等待邻机帮扶。

12、3.该基于状态标志位广播的4g蓝牙水表互助数据上报方法及水表，通过分级蓝牙广播功率管控、间歇式射频休眠、闲置外设分时断电、停止4g无效重连多重功耗优化策略：正常水表蓝牙长周期间歇扫描，求助水表分档位调节发射功率，水表间互助数据仅通过蓝牙近场传输，不消耗4g流量与蜂窝射频功耗，实测单台水表日均4g拨号次数大幅下降，针对农村野外、地下密闭表井等巡检困难场景，大幅减少下井更换水表、维护中继设备的人工巡检次数，降低偏远点位、集中式水表井长期运维工作量。

1.基于状态标志位广播的4g蓝牙水表互助数据上报方法，其特征在于，包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的基于状态标志位广播的4g蓝牙水表互助数据上报方法，其特征在于：

3.根据权利要求1所述的基于状态标志位广播的4g蓝牙水表互助数据上报方法，其特征在于，增设邻机中继负载均衡控制逻辑：

4.根据权利要求1所述的基于状态标志位广播的4g蓝牙水表互助数据上报方法，其特征在于，增设多级低功耗分级广播控制机制：

5.根据权利要求1所述的基于状态标志位广播的4g蓝牙水表互助数据上报方法，其特征在于，增设数据防丢失、防重复传输校验机制：

6.根据权利要求1所述的基于状态标志位广播的4g蓝牙水表互助数据上报方法，其特征在于，增设多层级信号恢复自愈逻辑：

7.根据权利要求1-6任意一项所述的基于状态标志位广播的4g蓝牙水表，其特征在于：包括主控mcu、4gcat.1通信模块、ble5.0蓝牙通信模块、水量计量模块、本地数据存储模块、电池供电模块、射频匹配天线单元；