基于OPENCPU解决方案的主控式系统及程序运行方法与流程

基于opencpu解决方案的主控式系统及程序运行方法
技术领域
1.本发明涉及物联网技术领域，尤其是涉及基于opencpu解决方案的主控式系统。


背景技术：

2.随着物联网的发展，越来越多的应用被更新和创造，iot应用的种类日益增多，许多轻量化的iot终端产品，对mcu的资源要求较少，而对成本、功耗、安全性等方面的需求则日益突出。
3.模组加上设备mcu，对于设备厂商，需要进行mcu软件开发，实现本地繁琐的通讯协议，这对于很多家电厂商并不简单。一方面提高了用户对无线应用的开发流程，复杂的硬件结构设计，从而增加了产品成本；另一方面同类产品多是通过芯片来对水表基板内的nb模块来进行主动控制，nb模组只能在芯片的控制下进行数据上传和接收，大大增加了对于水表基本的开发时间和产品的硬件成本。


技术实现要素：

4.针对现有技术存在的不足，本发明的目的是提供基于opencpu解决方案的主控式系统，其采用open cpu解决方案，可以简化用户对无线应用的开发流程，精简硬件结构设计，从而降低产品成本。
5.本发明的上述发明目的是通过以下技术方案得以实现的：基于opencpu解决方案的主控式系统，包括基于open cpu模式下的nb模组以及分别与所述nb模组连接的水表基板、数据管理模块、收发控制模块，所述nb模组通过无线网连接有云端服务器，通过nb模组的open cpu解决方案，来实现对于所述水表基板的主动控制，包括数据的收发、数据存储整理、定时上传以及at指令的实现；所述nb模组内安装有流量数据处理及数据收发电子电路控制程序，其能够将水表基板的数据进行主动读取，经过整理，将数据以需要的协议进行再组合，然后进行储存，且上传至所述云端服务器，同时对于所述云端服务器下发的命令，在接收到命令之后，能够进行主动处理，然后传达给水表基板，完成远程开关阀控制以及多项参数设置。
6.本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述nb模组包括nb模块、对外接口以及分别与所述nb模块电性连接的电源电路、物联网卡、射频天线以及电源转换电路，所述电源转换电路的一端连接有主串口、另一端连接有dbg串口，所述主串口与所述dbg串口分别与所述对外接口连接。
7.本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述水表基板用于对所述nb模组进行流量数据的提供，所述水表基板内设置有数据采集模块、可视化数据显示模块、电源管理模块以及阀门控制模块。
8.本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述水表基板上设置有多个数据接口。
9.本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述数据管理模块设置在nb模块的内
部用于将接收的数据，需要发送的数据，以及自身数据进行采集，发送，组合，储存管理。
10.本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述收发控制模块在用户设置的上传周期时间届满时，便进行主动抄表，并将所述收发控制模块的自身数据与状态信息进行附加组合然后进行数据的上传，并接收所述云端服务器下发的数据，再进行处理后发送至所述水表基板。
11.本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述nb模组中安装有free rtos嵌入式操作系统。
12.基于opencpu解决方案的主控式系统程序的运行方法，包括以下步骤：nb模组开机后，自动初始化串口硬件设备，然后读取flash进行数据初始化；开始主任务消息循环，然后根据程序设定连接到gprs网络，开启rtc定时求后，进入rtc定时器回调，读取水表基板数据；完成执行内容后，重新计算下一次唤醒时间，然后进入休眠的状态，在到达设定时间后被唤醒再次进入rtc定时器回调，读取水表基板数据。
13.本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述nb模组开机后，自动初始化串口硬件设备完成后，串口数据接收回调函数等待接收数据，串口回调接收到数据，再进行初步的数据判断；发送消息，开始at指令处理任务消息循环，若有消息，则判断消息内容后，发送处理at指令，然后任务挂起等待消息；若没有消息，则直接将任务挂起等待消息；或发送消息，开始nb数据处理任务消息循环，若有消息，则判断消息内容后，数据重新组包后再进行nb上传，然后任务挂起等待消息；若没有消息，则直接将任务挂起等待消息；其中nb模组开机后可直接将at指令处理任务初始化，然后再开始at指令处理任务消息循环；其中进入rtc定时器回调，读取水表基板数据后，可直接将串口回调接收到数据。
14.本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述nb模组开机后，自动初始化串口硬件设备完成后，网络数据接收回调函数等待接收数据，网络数据接收回调接收到数据后，进行初步的数据判断；发送消息，开始at指令处理任务消息循环，若有消息，则判断消息内容后，发送处理at指令，然后任务挂起等待消息；若没有消息，则直接将任务挂起等待消息；或发送消息，开始nb数据处理任务消息循环，若有消息，则判断消息内容后，数据重新组包后再进行nb上传，然后任务挂起等待消息；若没有消息，则直接将任务挂起等待消息；其中nb模组开机后可直接将nb数据处理任务初始化，然后再开始nb数据处理任务消息循环；其中云端服务器发送数据后，可直接跳转到网络数据接收回调接收到数据。
15.综上所述，本发明包括以下至少一种有益技术效果：1.本发明具有更低的硬件成本，无需外部处理器，以及相关的存储器和外围设备，可完成自我控制，并处理数据的收发组合，有效降低了硬件成本。更少的开发时间周期，减少水表基表表端的通讯协议开发时间，研发工程师在水表基板上只需要提供采集到的基础
数据即可，不需要再完成机械且繁复的通讯协议，缩短了整体产品的开发周期，有效降低了软件开发成本；本发明具有更高的适用性，将通讯协议直接通过nb模组来进行完成，可以直接将之移植到多款nb水表的基板之上，只要使用的通讯协议不变，便可以直接进行套用，而根据不同的用户需求，只需要采用相应通讯协议的nb模块即可；本发明还具有更低的能耗，去掉mcu部分的能耗，更少的中间资源占用，更高的交互效率，有效的降低了无端损耗的部分能耗，使得产品能够使用更长的时间。更高的安全性，避免近端攻击窃取的可能，不再需要通过uart传递关键业务数据，直接将基础数据在nb模块内部完成组合，上传，避免了表端的数据替换与窃取。
16.2.通过nb模组的open cpu解决方案，来实现对于水表基板的主动控制，包括数据的收发，部分at指令的实现等，使水表基板只需要采集和提供数据，而不需要再进行上传方面的逻辑管理。并且本发明是一种专门为opencpu模式解决方案进行设计的系统，轻量化模块，不仅能够与本企业自身水表基板进行对接，作为数据处理及收发控制电路使用，更是能够作为单独的设备进行开发使用，对接到任何需要的电子电路中。
17.3.通过open cpu解决方案实现对于水表基板的主动控制，数据储存整理，以及定时上传，数据接收等功能。同类产品多是通过芯片来对nb模块来进行主动控制，nb模组只能在芯片的控制下进行数据上传和接收，而通过我们采用的这种方式，使水表基板只需要提供数据即可，大大减少了对于水表基板的开发时间，和产品的硬件成本。
附图说明
18.图1为本发明的整体结构框图。
19.图2为本发明展示nb模组的结构框图。
20.图3为发明展示流量数据处理及数据收发电子电路控制程序的运行流程图。
21.附图标记：1、nb模组；11、nb模块；12、对外接口；13、电源电路；14、物联网卡；15、射频天线；16、电源转换电路；17、主串口；18、dbg串口；2、水表基板；3、数据管理模块；4、收发控制模块。
具体实施方式
22.以下结合附图对本发明作进一步详细说明。
23.参照图1，为本发明公开的基于opencpu解决方案的主控式系统，包括基于open cpu模式下的nb模组1以及分别与nb模组1连接的水表基板2、数据管理模块3、收发控制模块4，nb模组1通过无线网连接有云端服务器，通过nb模组1的open cpu解决方案，来实现对于水表基板2的主动控制，包括数据的收发、数据存储整理、定时上传以及at指令的实现。
24.通过nb模组1的open cpu解决方案，来实现对于水表基板2的主动控制，包括数据的收发，部分at指令的实现等，使水表基板2只需要采集和提供数据，而不需要再进行上传方面的逻辑管理。并且本发明是一种专门为opencpu模式解决方案进行设计的系统，轻量化模块，不仅能够与本企业自身水表基板2进行对接，作为数据处理及收发控制电路使用，更是能够作为单独的设备进行开发使用，对接到任何需要的电子电路中。
25.nb模组1内安装有流量数据处理及数据收发电子电路控制程序，其能够将水表基
板2的数据进行主动读取，经过整理，将数据以需要的协议进行再组合，然后进行储存，且上传至云端服务器，同时对于云端服务器下发的命令，在接收到命令之后，能够进行主动处理，然后传达给水表基板2，完成远程开关阀控制以及多项参数设置。其中，nb模组1中安装有free rtos嵌入式操作系统。
26.在本实施例中，流量数据处理及数据收发电子电路控制程序使用了psm模式，能够有效减低功耗，延长电池使用寿命。且在此基础上还具有主动触发上行数据包功能，通过此项操作可以实现远程命令的及时下发，有效缩短等待时间。
27.其采用了free rtos嵌入式操作系统，大大提高了模块程序运行的稳定性和可靠性，同时多任务运行，也能够让程序的运行不会因为某些事件的处理而陷入阻塞状态，更加的具有操作的流畅性，也更加方便处理各种意义上的数据流转。
28.参照图2，nb模组1包括nb模块11、对外接口12以及分别与nb模块11电性连接的电源电路13、物联网卡14、射频天线15以及电源转换电路16，电源转换电路16的一端连接有主串口17、另一端连接有dbg串口18，主串口17与dbg串口18分别与对外接口12连接。
29.水表基板2用于对nb模组1进行流量数据的提供，水表基板2内设置有数据采集模块、可视化数据显示模块、电源管理模块以及阀门控制模块，水表基板2上设置有多个数据接口。
30.数据管理模块3设置在nb模块11的内部用于将接收的数据，需要发送的数据，以及自身数据进行采集，发送，组合，储存管理。收发控制模块4在用户设置的上传周期时间届满时，便进行主动抄表，并将收发控制模块4的自身数据与状态信息进行附加组合然后进行数据的上传，并接收云端服务器下发的数据，再进行处理后发送至水表基板2。
31.其中，参照图3，本发明还公开了基于opencpu解决方案的主控式系统程序的运行方法，包括以下步骤：nb模组1开机后，自动初始化串口硬件设备，然后读取flash进行数据初始化；开始主任务消息循环，然后根据程序设定连接到gprs网络，开启rtc定时求后，进入rtc定时器回调，读取水表基板2数据；完成执行内容后，重新计算下一次唤醒时间，然后进入休眠的状态，在到达设定时间后被唤醒再次进入rtc定时器回调，读取水表基板2数据。
32.在本实施例中，nb模组1开机后，自动初始化串口硬件设备完成后，串口数据接收回调函数等待接收数据，串口回调接收到数据，再进行初步的数据判断；发送消息，开始at指令处理任务消息循环，若有消息，则判断消息内容后，发送处理at指令，然后任务挂起等待消息；若没有消息，则直接将任务挂起等待消息；或发送消息，开始nb数据处理任务消息循环，若有消息，则判断消息内容后，数据重新组包后再进行nb上传，然后任务挂起等待消息；若没有消息，则直接将任务挂起等待消息；其中nb模组1开机后可直接将at指令处理任务初始化，然后再开始at指令处理任务消息循环；其中进入rtc定时器回调，读取水表基板2数据后，可直接将串口回调接收到数据。
33.进一步的，nb模组1开机后，自动初始化串口硬件设备完成后，网络数据接收回调函数等待接收数据，网络数据接收回调接收到数据后，进行初步的数据判断；
发送消息，开始at指令处理任务消息循环，若有消息，则判断消息内容后，发送处理at指令，然后任务挂起等待消息；若没有消息，则直接将任务挂起等待消息；或发送消息，开始nb数据处理任务消息循环，若有消息，则判断消息内容后，数据重新组包后再进行nb上传，然后任务挂起等待消息；若没有消息，则直接将任务挂起等待消息；其中nb模组1开机后可直接将nb数据处理任务初始化，然后再开始nb数据处理任务消息循环；其中云端服务器发送数据后，可直接跳转到网络数据接收回调接收到数据。
34.在本实施例中，整体系统的可迭代性，将通讯协议放在模组中，并且可以主动读取数据，自行完成数据整理，储存，上传，只要是使用该协议的产品，都不需要对繁复的通讯协议进行再次开发，只需要提供基础数据，本模块就能够自主完成数据包组包，进行数据上传。
35.本发明具有更低的硬件成本，无需外部处理器，以及相关的存储器和外围设备，可完成自我控制，并处理数据的收发组合，有效降低了硬件成本。更少的开发时间周期，减少水表基表表端的通讯协议开发时间，研发工程师在水表基板2上只需要提供采集到的基础数据即可，不需要再完成机械且繁复的通讯协议，缩短了整体产品的开发周期，有效降低了软件开发成本；本发明具有更高的适用性，将通讯协议直接通过nb模组1来进行完成，可以直接将之移植到多款nb水表的基板之上，只要使用的通讯协议不变，便可以直接进行套用，而根据不同的用户需求，只需要采用相应通讯协议的nb模块11即可；本发明还具有更低的能耗，去掉mcu部分的能耗，更少的中间资源占用，更高的交互效率，有效的降低了无端损耗的部分能耗，使得产品能够使用更长的时间。更高的安全性，避免近端攻击窃取的可能，不再需要通过uart传递关键业务数据，直接将基础数据在nb模块11内部完成组合，上传，避免了表端的数据替换与窃取。
36.本实施例的实施原理为：通过open cpu解决方案实现对于水表基板2的主动控制，数据储存整理，以及定时上传，数据接收等功能。同类产品多是通过芯片来对nb模块11来进行主动控制，nb模组1只能在芯片的控制下进行数据上传和接收，而通过我们采用的这种方式，使水表基板2只需要提供数据即可，大大减少了对于水表基板2的开发时间，和产品的硬件成本。
37.本具体实施方式的实施例均为本发明的较佳实施例，并非依此限制本发明的保护范围，故：凡依本发明的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本发明的保护范围之内。