热量表组网数据采集控制系统的制作方法

1.本技术涉及计量仪表数据采集与统计技术领域，尤其涉及一种热量表组网数据采集控制系统。


背景技术：

2.热量表是计算热量的仪表。热量表的工作原理为：将一对温度传感器分别安装在通过载热流体的上行管和下行管上，流量计安装在流体入口或回流管上，而计算仪采集来自流量和温度传感器的信号，利用计算公式算出热交换系统获得的热量。
3.热力经营企业根据热量表获取居民使用的热量数据，根据热量数据收费及指导企业运营。随着企业数字化、信息化升级，热量表由人工抄表转变为远程有线集抄或无线集抄。
4.有线集抄存在线路容易损坏、安装及维护成本高的问题，逐渐被弃用。现有技术中已经普遍使用无线集抄热量表，但是由于国家标准及安装环境限定，热量表中采用电池供电且需要保证超过6年的寿命，所以需要严格控制热量表的设备功耗，因此热量表向服务器的数据传输中过程一般采用低功率广域网络技术(lpwan)。适用于计量设备的lpwan技术，主要有nb-iot、lora、lorawan。现有技术中无论采用哪种通信技术，当某一区域内计量设备数量达到一定量后，由于窄带物联网带宽低，带来了热量表数据采集频次低、传输成功率低、数据采集时间不一致等问题。


技术实现要素：

5.为至少在一定程度上克服相关技术中由于窄带物联网带宽低，带来的热量表数据采集频次低、传输成功率低、数据采集时间不一致等问题，本技术提供一种热量表组网数据采集控制系统。
6.本技术的方案如下：
7.一种热量表组网数据采集控制系统，包括：
8.网络服务器、多个应用服务器、多个网关和多个热量表；
9.所述网络服务器分别连接各所述应用服务器和各所述网关；
10.各所述网关连接至少一个所述热量表；
11.各所述热量表的制式相同或不同；
12.所述网关与连接的所述热量表的制式相同；
13.所述热量表用于接收所述网关发送的对应制式控制指令，根据所述对应制式控制指令中的预设控制策略采集热量数据，并将所述热量数据发送到所述网关；
14.所述网关用于将接收的所述网络服务器发送的控制指令进行调制得到所述对应制式控制指令，并将所述对应制式控制指令发送到所述热量表；还将所述热量数据进行解调得到以太网格式热量数据，并将所述以太网格式热量数据发送到所述网络服务器；
15.所述网络服务器用于将接收的所述应用服务器发送的控制指令转发到所述网关；
还将接收的所述以太网格式热量数据发送到各所述应用服务器；
16.所述应用服务器用于配置所述预设控制策略，并将包含所述预设控制策略的控制指令发送到所述网络服务器；还将接收的所述以太网格式热量数据进行统计。
17.优选的，在本技术一种可实现的方式中，所述预设控制策略包括：
18.采集基准时间，采集周期，采集与发送间隔和时间同步请求。
19.优选的，在本技术一种可实现的方式中，所述热量表用于根据所述时间同步请求与所述应用服务器进行时间同步。
20.优选的，在本技术一种可实现的方式中，所述热量表在达到所述采集基准时间时，采集所述热量数据，对所述热量数据进行时间戳标记并加入到数据队列中；在未达到所述采集基准时间时判断所述数据队列中是否有热量数据待处理。
21.优选的，在本技术一种可实现的方式中，所述热量表在所述数据队列中无热量数据待处理时，结束本次周期循环；在所述数据队列中有热量数据待处理时，依次判断当前设备是否已注册，是否已进行设备信息同步，是否已进行时间同步，在全部判断通过时将所述数据队列中的待处理热量数据发送到所述网关。
22.优选的，在本技术一种可实现的方式中，所述热量表在未完成注册时，通过所述网关和所述网络服务器向所述应用服务器发送当前设备信息进行注册；在未进行设备信息同步时，通过所述网关和所述网络服务器向所述应用服务器发送当前设备信息进行设备信息同步；在未进行时间同步时，根据述时间同步请求与所述应用服务器进行时间同步。
23.优选的，在本技术一种可实现的方式中，所述热量表在连续注册失败达到预设注册次数时，停止注册,并清除所述数据队列中的数据；在所述数据队列中新增数据时，重置所述预设注册次数。
24.优选的，在本技术一种可实现的方式中，所述热量表基于所述采集周期监测执行周期循环。
25.优选的，在本技术一种可实现的方式中，所述热量表在采集到所述热量数据后，在所述采集与发送间隔之前，将所述热量数据发送到所述网关。
26.优选的，在本技术一种可实现的方式中，所述热量表在采集到所述热量数据后，还判断所述热量数据是否合法，若所述热量数据不合法则直接将所述热量数据进行剔除。
27.本技术提供的技术方案可以包括以下有益效果：本技术中的热量表组网数据采集控制系统，包括：网络服务器、多个应用服务器、多个网关和多个热量表。其网络服务器分别连接各应用服务器和各网关，各网关连接至少一个热量表。各热量表的制式相同或不同，网关与连接的热量表的制式相同。热量表用于接收网关发送的对应制式控制指令，根据对应制式控制指令中的预设控制策略采集热量数据，并将热量数据发送到网关。网关用于将接收的网络服务器发送的控制指令进行调制得到对应制式控制指令，并将对应制式控制指令发送到热量表；还将热量数据进行解调得到以太网格式热量数据，并将以太网格式热量数据发送到网络服务器。网络服务器用于将接收的应用服务器发送的控制指令转发到网关；还将接收的以太网格式热量数据发送到各应用服务器。应用服务器用于配置预设控制策略，并将包含预设控制策略的控制指令发送到网络服务器；还将接收的以太网格式热量数据进行统计。本技术中，通过应用服务器配置预设控制策略，使得各种网络制式的热量表根据预设控制策略，通过各自对应制式的网关上报热量数据，并接收来自网关的对应制式控
制指令，解决了同一组网内多个热量表采用同一网络制式导致的数据采集频次低、传输成功率低、数据采集时间不一致等问题。
28.应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本技术。
附图说明
29.此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本技术的实施例，并与说明书一起用于解释本技术的原理。
30.图1是本技术一个实施例提供的一种热量表组网数据采集控制系统的结构示意图；
31.图2是本技术一个实施例提供的一种热量表执行预设控制策略的流程示意图；
32.图3是本技术另一个实施例提供的一种热量表执行预设控制策略的流程示意图。
33.附图标记：网络服务器-1；应用服务器-2；网关-3；热量表-4。
具体实施方式
34.这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本技术相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本技术的一些方面相一致的装置和方法的例子。
35.一种热量表组网数据采集控制系统，参照图1，包括：
36.网络服务器1、多个应用服务器2、多个网关3和多个热量表4；
37.网络服务器1分别连接各应用服务器2和各网关3；
38.各网关3还和各热量表4一一对应连接；
39.各热量表4的制式相同或不同；
40.网关3与连接的热量表4的制式相同；
41.热量表4用于接收网关3发送的对应制式控制指令，根据对应制式控制指令中的预设控制策略采集热量数据，并将热量数据发送到网关3；
42.网关3用于将接收的网络服务器1发送的控制指令进行调制得到对应制式控制指令，并将对应制式控制指令发送到热量表4；还将热量数据进行解调得到以太网格式热量数据，并将以太网格式热量数据发送到网络服务器1；
43.网络服务器1用于将接收的应用服务器2发送的控制指令转发到网关3；还将接收的以太网格式热量数据发送到各应用服务器2；
44.应用服务器2用于配置预设控制策略，并将包含预设控制策略的控制指令发送到网络服务器1；还将接收的以太网格式热量数据进行统计。
45.本实施例中的各热量表4可以为nb-iot制式、lora制式或lorawan制式，网关3与连接的热量表4的制式相同。网关3用于将接收的网络服务器1发送的控制指令进行调制得到对应制式控制指令，如网关3连接的热量表4为nb-iot制式，则网关3将接收的网络服务器1发送的控制指令进行调制得到nb-iot制式的控制指令，同理，该网关3还将热量表4发送的nb-iot制式的热量数据解调成以太网格式的热量数据，并将以太网格式的热量数据发送到
网络服务器1。
46.本实施例中的热量表组网数据采集控制系统，包括：网络服务器1、多个应用服务器2、多个网关3和多个热量表4。其网络服务器1分别连接各应用服务器2和各网关3，各网关3连接至少一个热量表4。各热量表4的制式相同或不同，网关3与连接的热量表4的制式相同。热量表4用于接收网关3发送的对应制式控制指令，根据对应制式控制指令中的预设控制策略采集热量数据，并将热量数据发送到网关3。网关3用于将接收的网络服务器1发送的控制指令进行调制得到对应制式控制指令，并将对应制式控制指令发送到热量表4；还将热量数据进行解调得到以太网格式热量数据，并将以太网格式热量数据发送到网络服务器1。网络服务器1用于将接收的应用服务器2发送的控制指令转发到网关3；还将接收的以太网格式热量数据发送到各应用服务器2。应用服务器2用于配置预设控制策略，并将包含预设控制策略的控制指令发送到网络服务器1；还将接收的以太网格式热量数据进行统计。本实施例中，通过应用服务器2配置预设控制策略，使得各种网络制式的热量表4根据预设控制策略，通过各自对应制式的网关3上报热量数据，并接收来自网关3的对应制式控制指令，解决了同一组网内多个热量表4采用同一网络制式导致的数据采集频次低、传输成功率低、数据采集时间不一致等问题。
47.一些实施例中的热量表组网数据采集控制系统，预设控制策略包括：
48.采集基准时间，采集周期，采集与发送间隔和时间同步请求。
49.举例说明：若需要配置40万个热量表4每天早晚7点各抄表一次，当天上报，则配置预设控制策略为：采集基准时间7:00,采集周期12小时，采集与发送间隔5小时内(第二次抄表时间为19:00，超过5小时则到了第二天，所以在5小时内)。
50.基于本实施例中的预设控制策略，热量表4具体用于执行以下流程：
51.1、热量表4根据时间同步请求与应用服务器2进行时间同步；
52.本实施例中，应用服务器2以协调世界时为基准与热量表4进行时间同步。
53.其他实施例中，热量表4也可以根据采集周期和时间同步请求，周期性的与应用服务器2进行时间同步。
54.2、参照图2，热量表4在达到采集基准时间时，采集热量数据，对热量数据进行时间戳标记并加入到数据队列中；在未达到采集基准时间时判断数据队列中是否有热量数据待处理。
55.进一步的，热量表4在数据队列中无热量数据待处理时，结束本次周期循环；在数据队列中有热量数据待处理时，依次判断当前设备是否已注册，是否已进行设备信息同步，是否已进行时间同步，在全部判断通过时将数据队列中的待处理热量数据发送到网关3。
56.进一步的，热量表4在未完成注册时，通过网关3和网络服务器1向应用服务器2发送当前设备信息进行注册；在未进行设备信息同步时，通过网关3和网络服务器1向应用服务器2发送当前设备信息进行设备信息同步；在未进行时间同步时，根据述时间同步请求与应用服务器2进行时间同步。
57.进一步的，热量表4在连续注册失败达到预设注册次数时，停止注册,并清除所述数据队列中的数据；在数据队列中新增数据时，重置预设注册次数。
58.本实施例中，参照图3，预设注册次数可以为3次。即，允许热量表4进行3次尝试注册，在3次尝试注册均失败时，暂时停止进行注册,并清除所述数据队列中的数据。
59.本实施例中，在热量表4向数据队列中新增数据时会重置预设注册次数，从而允许热量表4继续尝试注册。
60.3、热量表4基于采集周期监测执行周期循环。
61.4、热量表4在采集到热量数据后，在采集与发送间隔之前，将热量数据发送到网关3。
62.一些实施例中的热量表组网数据采集控制系统，热量表4在采集到热量数据后，还判断热量数据是否合法，若热量数据不合法则直接将热量数据进行剔除。
63.本实施例中，热量表4在采集到热量数据后，若判断热量数据不合法则直接将热量数据进行剔除结束流程，防止将不合法数据进行上报导致统计错误。
64.可以理解的是，上述各实施例中相同或相似部分可以相互参考，在一些实施例中未详细说明的内容可以参见其他实施例中相同或相似的内容。
65.需要说明的是，在本技术的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。此外，在本技术的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是指至少两个。
66.流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为，表示包括一个或更多个用于实现特定逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分，并且本技术的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本技术的实施例所属技术领域的技术人员所理解。
67.应当理解，本技术的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。例如，如果用硬件来实现，和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列(pga)，现场可编程门阵列(fpga)等。
68.本技术领域的普通技术人员可以理解实现上述实施例方法携带的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，该程序在执行时，包括方法实施例的步骤之一或其组合。
69.此外，在本技术各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理模块中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。所述集成的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。
70.上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。
71.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技术的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
72.尽管上面已经示出和描述了本技术的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本技术的限制，本领域的普通技术人员在本技术的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。