技术领域
[0001] 本实用新型涉及
电子电路技术领域，具体为一种基于NB-IoT的智能抄表系统。
背景技术
[0002] 现有的智能抄表系统(如ZigBee模式、GPRS模式)，在一定程度上解决了远程抄表的问题。如授权公告号CN207319431U公开的一种基于NB-IoT的智能抄表系统，包括集中器和用于与集中器无线通信的主站，可实现抄表系统
信号的稳定有效的传输。又如授权公告号CN207441005U公开的基于NB-IoT的智能抄表系统，包括智能表控制终端、NB-IOT基站、NB-IOT平台和抄表管理系统，具有安全监测、
防盗、低功耗、低成本、传输距离远、数据传输安全稳定等优点。上述两个方案均实现了NB-IoT通信模式的抄表。而由于NB-IoT通信模
块与NB-IoT基站之间通讯距离一般较远在15km上下，在二者之间存在障碍物或系统外的干扰，使得NB-IoT网络信号
覆盖降低，从而影响抄表。实用新型内容
[0003] 本实用新型的目的在于提供一种基于NB-IoT的智能抄表系统，以解决上述背景技术中提出的问题。
[0004] 为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：
[0005] 一种基于NB-IoT的智能抄表系统，包括数据集中器、
单片机以及MCU处理器和管理后台，所述数据集中器与智能
水表、智能电表、智能燃气表相连，用于获取水表、电表、信息数据，并将采集的数据上传至与数据集中器连接的单片机，该单片机连接有NB-IoT模块Ⅰ，所述MCU处理器分别连接NB-IoT模块Ⅰ与NB-IoT模块Ⅱ，所述NB-IoT模块Ⅰ、NB-IoT模块Ⅱ分别与NB-IoT基站通信连接，所述管理后台通信连接至NB-IoT基站，所述MCU处理器与管理后台通信连接。
[0006] 优选的，所述数据集中器采用ARM9芯片，所述单片机采用MCF5525芯片，所述MCU处理器采用STM32L476芯片，所述NB-IoT模块Ⅰ与NB-IoT模块Ⅱ均采用M5310通讯模块。
[0007] 优选的，还包括电源模块，该电源模块电性连接ARM9芯片、MCF5525芯片、STM32L476芯片以及M5310通讯模块。
[0008] 优选的，所述管理后台包括IoT平台和应用
服务器，其中所述IoT平台分别与NB-IoT基站、
应用服务器通信连接。
[0009] 优选的，所述应用服务器基于计算机，所述应用服务器基于计算机，所述MCU处理器通过GSM模块与计算机串口连接的GSM Modem通信连接。
[0010] 优选的，所述MCU处理器还连接有存储模块、显示单元以及按键单元。
[0011] 优选的，所述存储模块包括FLASH
存储器和EEPROM存储器。
[0012] 与
现有技术相比，本实用新型的有益效果是：
[0013] 本实用新型，采用采用ARM9(S3C2410)芯片通过CAN总线控制并读取智能水表、智能电表、智能燃气表表头的数据，并上传到单片机MCF5525芯片中，单片机将数据进行
整理，然后采用NB-IOT模块Ⅰ进行无线数据传输，将整理后的数据发送到与之连接的MCU处理器，MCU处理器采用STM32L476芯片，用于控制NB-IoT模块Ⅱ，与NB-IoT基站实现通讯，将整理后的表头数据传递到NB-IoT基站，通过NB-IoT基站将数据传输到IoT平台，IoT平台汇聚得到的IoT数据，并根据不同类型转发至相应的业务应用服务器进行处理，应用服务器是IoT数据的最终汇聚点，根据客户的需求采用计算机等终端进行
数据处理等操作。
[0014] 本实用新型，采用两个NB-IOT模块，NB-IOT模块Ⅰ和NB-IoT模块Ⅱ，其中，NB-IOT模块Ⅰ只负责将单片机整理后的表头数据传递到MCU处理器以及接收NB-IoT基站发回的NB-IoT模块Ⅱ传输失败的数据；而NB-IoT模块Ⅱ只负责将MCU处理器下发的表头数据传输到NB-IoT基站，以便应用服务器及客户的计算机等终端进行数据处理等操作。这样通过两个NB-IOT模块能够提高与NB-IoT基站数据输出效率，以使客户能够及时对抄表信息进行处理。
[0015] 本实用新型，对单片机与MCU处理器嵌入式实时
操作系统μC/OS-II，烧录程序，以使正常工作，显示单元采用LCD显示模块用于显示系统工作状态及网络连接状态，以及按键单元用于参数的调整与设置。
[0016] 本实用新型，不仅实现了现有技术的NB-IOT具备
支撑海量连接的能
力，NB-IOT一个扇区能够支持10万个连接，在相同的频段下比现有的网络增益20dB，覆盖面积扩大100倍，同时NB-IOT模块维护成本低，而通过MCU处理器和两个NB-IOT模块，NB-IOT模块Ⅰ和NB-IoT模块Ⅱ与NB-IoT基站之间通信配合，解决现有的信号不稳定导致数据丢失的问题，通过MCU处理器控制NB-IoT模块Ⅱ采用多次重传机制，不仅可以使NB-IOT模块Ⅰ和NB-IoT模块Ⅱ与NB-IoT基站之间网络信号覆盖增强，又可保持较为稳定的可靠度以及可以有效实现降低时延，便于客户进行抄表工作。
附图说明
[0017] 图1为本实用新型的一种基于NB-IoT的智能抄表系统原理
框图。
具体实施方式
[0018] 下面将结合本实用新型
实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通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，都属于本实用新型保护的范围。
[0019] 请参阅图1，本实用新型提供一种技术方案：
[0020] 一种基于NB-IoT的智能抄表系统，包括数据集中器、单片机以及MCU处理器和管理后台，所述数据集中器与智能水表、智能电表、智能燃气表相连，用于获取水表、电表、信息数据，并将采集的数据上传至与数据集中器连接的单片机，该单片机连接有NB-IoT模块Ⅰ，所述MCU处理器分别连接NB-IoT模块Ⅰ与NB-IoT模块Ⅱ，所述NB-IoT模块Ⅰ、NB-IoT模块Ⅱ分别与NB-IoT基站通信连接，所述管理后台通信连接至NB-IoT基站，所述MCU处理器与管理后台通信连接。
[0021] 所述数据集中器采用ARM9(S3C2410)芯片，所述单片机采用MCF5525芯片，所述MCU处理器采用STM32L476芯片，所述NB-IoT模块Ⅰ与NB-IoT模块Ⅱ均采用M5310通讯模块。
[0022] 还包括电源模块，该电源模块电性连接ARM9芯片、MCF5525芯片、STM32L476芯片以及M5310通讯模块。
[0023] 所述管理后台包括IoT平台和应用服务器，其中所述IoT平台分别与NB-IoT基站、应用服务器通信连接。
[0024] 所述应用服务器基于计算机，所述应用服务器基于计算机，所述MCU处理器通过GSM模块与计算机串口连接的GSM Modem通信连接。
[0025] 所述MCU处理器还连接有存储模块、显示单元以及按键单元。
[0026] 所述存储模块包括FLASH存储器和EEPROM存储器。
[0027] 本实用新型，采用采用ARM9(S3C2410)芯片通过CAN总线控制并读取智能水表、智能电表、智能燃气表表头的数据，并上传到单片机MCF5525芯片中，单片机将数据进行整理，然后采用NB-IOT模块Ⅰ进行无线数据传输，将整理后的数据发送到与之连接的MCU处理器，MCU处理器采用STM32L476芯片，用于控制NB-IoT模块Ⅱ，与NB-IoT基站实现通讯，将整理后的表头数据传递到NB-IoT基站，通过NB-IoT基站将数据传输到IoT平台，IoT平台汇聚得到的IoT数据，并根据不同类型转发至相应的业务应用服务器进行处理，应用服务器是IoT数据的最终汇聚点，根据客户的需求采用计算机等终端进行数据处理等操作。
[0028] 本实用新型，在上述过程中，电源模块用于对数据集中器、单片机、MCU处理器、NB-IOT模块Ⅰ以及NB-IoT模块Ⅱ进行供电，以使该系统正常工作。
[0029] 本实用新型，在上述过程中，由于NB-IoT模块Ⅰ与NB-IoT基站之间通讯距离一般较远在15km上下，而且在二者之间存在障碍物或系统外的干扰，使得NB-IoT网络信号覆盖降低，从而影响客户抄表，此时，采用NB-IOT模块Ⅰ将整理好的数据上传MCU处理器，通过MCU处理器控制NB-IoT模块Ⅱ进行数据传输，在数据传输的过程中，MCU处理器控制NB-IoT模块Ⅱ采用多次重传机制；如果NB-IoT模块Ⅱ与NB-IoT基站之间信号不稳定导致数据丢失，出现数据传输失败，导致客户的需求采用计算机等终端无法进行数据处理等操作时，则NB-IoT基站将对传输失败的数据进行回传，然后NB-IOT模块Ⅰ重传，具体的：在一个传输周期内，一次重传失败，NB-IoT基站将传输失败的数据进行回传到NB-IOT模块Ⅰ，NB-IOT模块Ⅰ重新上传至MCU处理器，进行第二次重传，以此循环，在一个传输周期内，具体的预设重传周期可以根据实际需求而设置。在当前传输周期结束后重传仍然失败，则MCU处理器通过GSM模块对应用服务器及客户的计算机进行告警，便于对客户故障预警，提醒客户进行故障排查。在当前传输周期结束后重传仍然失败时，将重传的数据来自首次到最后一次传输失败后随机挑出一组存储在存储模块中EEPROM存储器内(
非易失性存储器)，客户可以通过存储的历史数据来分析传输失败的原因，以便进行改进，具有良好的有益效果。通过MCU处理器和两个NB-IOT模块，NB-IOT模块Ⅰ和NB-IoT模块Ⅱ与NB-IoT基站之间通信配合，解决现有的信号不稳定导致数据丢失的问题，通过MCU处理器控制NB-IoT模块Ⅱ采用多次重传机制，不仅可以使NB-IOT模块Ⅰ和NB-IoT模块Ⅱ与NB-IoT基站之间网络信号覆盖增强，又可保持较为稳定的可靠度以及可以有效实现降低时延。
[0030] 在本方案中，采用两个NB-IOT模块，NB-IOT模块Ⅰ和NB-IoT模块Ⅱ，其中，NB-IOT模块Ⅰ只负责将单片机整理后的表头数据传递到MCU处理器以及接收NB-IoT基站发回的NB-IoT模块Ⅱ传输失败的数据；而NB-IoT模块Ⅱ只负责将MCU处理器下发的表头数据传输到NB-IoT基站，以便应用服务器及客户的计算机等终端进行数据处理等操作。这样通过两个NB-IOT模块能够提高与NB-IoT基站数据输出效率，以使客户能够及时对抄表信息进行处理。
[0031] 本实用新型，对单片机与MCU处理器嵌入式实时操作系统μC/OS-II、并烧录程序，以使正常工作，显示单元采用LCD显示模块用于显示系统工作状态及网络连接状态，以及按键单元用于参数的调整与设置。
[0032] 本实用新型，不仅实现了现有技术的NB-IOT具备支撑海量连接的能力，NB-IOT一个扇区能够支持10万个连接，在相同的频段下比现有的网络增益20dB，覆盖面积扩大100倍，同时NB-IOT模块维护成本低，而通过MCU处理器和两个NB-IOT模块，NB-IOT模块Ⅰ和NB-IoT模块Ⅱ与NB-IoT基站之间通信配合，解决现有的信号不稳定导致数据丢失的问题，通过MCU处理器控制NB-IoT模块Ⅱ采用多次重传机制，不仅可以使NB-IOT模块Ⅰ和NB-IoT模块Ⅱ与NB-IoT基站之间网络信号覆盖增强，又可保持较为稳定的可靠度以及可以有效实现降低时延。
[0033] 尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、
修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附
权利要求及其等同物限定。
