[发明专利]一种基于NB-IoT的电表数据采集系统

说明书

本发明公开了一种基于NB‑IoT的电表数据采集系统，包括电表通信控制模块、主控制器、电源模块、NB模组、物联网云平台、数据服务器与用户终端，电表通信控制模块将获取的电表数据发送至主控制器；主控制器将解码后的数据按照NB模组的通信要求压缩与打包后，加入安全验证密钥发送至NB模组；NB模组将接收的数据包上发到云平台；云平台收到模组的数据包后对数据包进行验证，解码获取有效数据后将数据推送到用户数据库或用户终端。本发明系统实现了在极低功耗与极弱的NB信号环境下多组电表的数据采集与监控，使电表的监控与管理在云端完成；通过在数据传输中加入安全密钥，在提高电表管理系统的自动化与智能化水平的同时增加了电量采集系统的安全性。

技术领域

本发明涉及NB-IoT技术与电表数据采集技术，尤其涉及一种基于NB-IoT的电表数据采集系统。

背景技术

传统的抄表过程中，一般只能定期记录电表的电量数据，无法实时监测电表的电压，电流与功率等参数。当用户用电情况发生异常时不能及时报警，增加了用电的安全隐患与电力公司的管理难度。

基于有线方式的电力抄表装置中通过通信数据线将各电表连接至采集器，有线连接的采集方式一般适用于用户集中的居民小区。对于电表分布集中度不高的地区需要进行远程布线，增加了采集系统的施工难度与成本。因此基于有线的电力抄表装置仍然收到较大的地理环境限制。

基于GPRS的无线电力抄表装置是通过运营商网络进行电量数据的传输的，数据通过传统蜂窝网络传输至采集器。采集器的分布收到蜂窝网络信号的制约。即使在信号良好的地区分布时，GPRS终端数量过多，极容易造成网络拥堵甚至崩溃，对移动蜂窝网络造成影响。另一方面，GPRS终端相对于轻量化的采集设备而言具有较大的功耗。电池电量损耗快，增加了采集装置的运维成本。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种基于NB-IoT的电表数据采集系统。

本发明的目的是通过这样的技术方案实现的：一种基于NB-IoT的电表数据采集系统，该系统包括电表通信控制模块、主控制器、电源模块、NB模组、物联网云平台、数据服务器与用户终端；

电表通信控制模块通过RS485协议与电表之间双向通信，通过采集器实现电表数据的读取与电表状态的控制；所述电表状态的控制包括电表的拉闸、合闸、保电；

主控制器实现系统不同任务的调度，并控制数据的采集频率；主控制器通过电表通信控制模块向电表下发读取电量数据的指令后监听电表的返回数据，然后对收到的数据包进行解码，提取有效数据，再向电表发送新的数据读取指令；在获取到该电表的所有用户指定的数据类型后主控制器改变电表地址，开始获取下一个电表的各项参数；当一个周期内数据获取完成后，主控制器将不同的电表的各项数据进行压缩，并按照NB模组的通信协议进行打包，加入安全验证密钥后，将完整的数据包按照NB模组的协议要求发送至NB模组；接收NB模组解析的有效用户指令，根据用户指令控制电表进入不同的工作状态；

NB模组收到主控制器的数据包后被激活，从休眠状态切换至工作状态，将接收到的数据包发送到物联网云平台；接收并解析物联网云平台下发的用户指令数据；

物联网云平台收到数据包时，首先对数据包进行校验与识别，滤掉不合法的数据包文；在合法的数据包中解析出有效数据并将数据储存在物联网云平台上，同时可根据用户要求将有效数据推送至用户的数据服务器和用户终端；物联网云平台还可以接收用户终端发送的用户指令，将用户指令下发至NB模组。