朱秀群+王娜+羅章海

摘 要：隨著我國(guó)科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)和城市建設(shè)因此有了飛速提升，其中，數(shù)據(jù)采集在我國(guó)是使用范圍最廣，也是涉獵行業(yè)最多的科學(xué)技術(shù)之一?，F(xiàn)如今，已經(jīng)有非常多不同種類的儀器儀表，包括：氣表、水表、熱表、電表等，這些儀器儀表?yè)碛懈髯元?dú)特的功能，例如：普遍都擁有運(yùn)行速度快，工作性能高等特點(diǎn)。目前，隨著我國(guó)科學(xué)技術(shù)水平提升，以及我國(guó)物聯(lián)網(wǎng)的前進(jìn)方向的提出，對(duì)智能氣表、智能水表、智能熱表、智能電表等儀器儀表的數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)一采集并上傳的智能數(shù)據(jù)采集器逐漸進(jìn)入相關(guān)電子技術(shù)人員的眼中。本文首先對(duì)傳統(tǒng)數(shù)據(jù)采集器與智能數(shù)據(jù)采集器的差異進(jìn)行簡(jiǎn)述，而后對(duì)智能數(shù)據(jù)采集器的設(shè)計(jì)與應(yīng)用進(jìn)行詳述，希望能夠?qū)ο嚓P(guān)電子技術(shù)人員有所幫助。

關(guān)鍵詞：智能 數(shù)據(jù)采集器 設(shè)計(jì) 應(yīng)用

中圖分類號(hào)：TP27 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2017）08（b）-0001-02

1 傳統(tǒng)數(shù)據(jù)采集器與智能數(shù)據(jù)采集器的區(qū)別

就目前而言，我國(guó)用得最多的計(jì)量?jī)x器儀表有氣表、水表、熱表、電表等，普遍應(yīng)用的還有IC卡預(yù)付費(fèi)智能表，這類智能表或者是有線遠(yuǎn)傳表，以及無(wú)線遠(yuǎn)傳表。除此以外，因?yàn)槌杀镜纫蛩叵拗?，仍舊有非常多的地區(qū)在使用傳統(tǒng)機(jī)械計(jì)量?jī)x表，依然采用入戶查表的方式進(jìn)行收費(fèi)?？呻S著我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)和城市建設(shè)的高速發(fā)展，人們?nèi)粘Ｉ顦?biāo)準(zhǔn)以及居住環(huán)境都發(fā)生很大的改變，傳統(tǒng)數(shù)據(jù)采集器具的缺點(diǎn)開(kāi)始逐漸顯露出來(lái)，其性能與智能數(shù)據(jù)采集器的性能存在著非常明顯的差別[1]。

過(guò)去傳統(tǒng)收費(fèi)模式：入戶查表方式。這種模式，最大的問(wèn)題是入戶。因?yàn)槿霊粜枰x在人們休息在家的時(shí)間，但現(xiàn)在人們生活節(jié)奏快，生活壓力大。在人們進(jìn)入休息時(shí)，對(duì)于上門查表的行為通常是很反感的，而且也會(huì)存在一定的抵觸情緒。而這種收費(fèi)模式對(duì)于查表工作者來(lái)說(shuō)，工作時(shí)間不定，強(qiáng)度大，效率又不高。并且，進(jìn)行入戶查表工作一定要有非常多的查表工作者，這將會(huì)使能源企業(yè)產(chǎn)生很大一筆人工成本支出。同時(shí)查表入戶模式還需要對(duì)用戶信息進(jìn)行記錄工作，而我國(guó)人員流動(dòng)性非常大，重復(fù)進(jìn)行用戶信息錄入工作，出現(xiàn)信息記錄錯(cuò)誤幾率也將非常高[2]。

關(guān)于智能計(jì)量?jī)x表所使用的收費(fèi)模式：對(duì)于智能計(jì)量?jī)x表來(lái)說(shuō)，它的收費(fèi)方法非常多，例如，IC卡預(yù)付費(fèi)表，無(wú)線遠(yuǎn)傳表，或者有線遠(yuǎn)傳表等，這些付費(fèi)方法全部都借由電子傳感設(shè)備執(zhí)行數(shù)據(jù)信息的采集工作，隨后把采集起來(lái)的數(shù)據(jù)上傳給各能源企業(yè)的能源數(shù)據(jù)管理平臺(tái)，最后再由平臺(tái)執(zhí)行統(tǒng)計(jì)、分析、查詢等相關(guān)操作。

雖然我國(guó)IC卡表以及有線遠(yuǎn)傳表的應(yīng)用技術(shù)相對(duì)成熟，可靠性也很高，不過(guò)仍具有一些問(wèn)題。例如：IC卡表的客戶信息需要在客戶購(gòu)氣時(shí)進(jìn)行采集，這會(huì)經(jīng)常引發(fā)客戶信息更新慢的問(wèn)題，除此以外，因?yàn)楦膬r(jià)等原因，也一定會(huì)引發(fā)平臺(tái)數(shù)據(jù)淤積情況，這會(huì)使相關(guān)能源企業(yè)的工作效率降低，而且有時(shí)還會(huì)給能源企業(yè)帶來(lái)一些損失；而有線遠(yuǎn)傳表需要進(jìn)行施工作業(yè)，先不說(shuō)隨著我國(guó)城市化建設(shè)，線路鋪設(shè)問(wèn)題將會(huì)更加復(fù)雜，僅僅只是隨著時(shí)間流逝，線路老化的現(xiàn)象，就會(huì)增加能源企業(yè)維護(hù)成本。這些問(wèn)題將會(huì)給能源企業(yè)帶來(lái)很多不便和成本支出[3]。

在不久的將來(lái)，無(wú)線遠(yuǎn)傳將會(huì)變成智能儀器儀表的技術(shù)核心，而無(wú)線遠(yuǎn)傳數(shù)據(jù)采集器沒(méi)有IC卡表以及有線遠(yuǎn)傳表具有的問(wèn)題，且能夠在任意時(shí)間點(diǎn)執(zhí)行數(shù)據(jù)信息采集的操作，從而解決了數(shù)據(jù)信息更新不及時(shí)，以及工程施工等現(xiàn)存問(wèn)題。

2 智能數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)簡(jiǎn)述

通常情況下，智能數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的構(gòu)成包括三大部分：第一，智能計(jì)量終端，其包含無(wú)線遠(yuǎn)傳或有線遠(yuǎn)傳的儀器儀表（包括：智能氣表、智能水表、智能熱表、智能電表等）；第二，智能數(shù)據(jù)采集器；第三，各個(gè)能源企業(yè)的能源數(shù)據(jù)管理平臺(tái)。

智能計(jì)量終端指的是擁有自動(dòng)測(cè)量功能，同時(shí)還擁有信息管理以及遠(yuǎn)傳功能的計(jì)量?jī)x表，包括：智能氣表、智能水表、智能熱表、智能電表等。

智能數(shù)據(jù)采集器，其實(shí)就是一種協(xié)議轉(zhuǎn)換器，它是智能計(jì)量終端和各種能源企業(yè)能源數(shù)據(jù)管理平臺(tái)得以完成數(shù)據(jù)信息通訊的核心連接。

能源數(shù)據(jù)管理平臺(tái)，每一個(gè)能源企業(yè)都有自己對(duì)數(shù)據(jù)信息執(zhí)行管理的能源數(shù)據(jù)管理平臺(tái)。各類智能計(jì)量終端采集來(lái)的數(shù)據(jù)信息借由智能數(shù)據(jù)采集器上傳到各個(gè)能源企業(yè)的能源數(shù)據(jù)管理平臺(tái)，然后由各能源企業(yè)計(jì)算機(jī)管理數(shù)據(jù)管理平臺(tái)按照設(shè)定好的工作流程，自動(dòng)與智能計(jì)量終端進(jìn)行數(shù)據(jù)通訊，隨時(shí)獲得智能計(jì)量終端的數(shù)據(jù)信息[4]。

3 智能數(shù)據(jù)采集器的設(shè)計(jì)構(gòu)成

智能數(shù)據(jù)采集器的組成構(gòu)件較多，主要有：管理單元，各個(gè)連接端口，通用分組無(wú)線服務(wù)技術(shù)板塊，液晶顯示板塊，實(shí)時(shí)鐘表，按鈕以及信息儲(chǔ)藏設(shè)備等。

管理單元設(shè)計(jì)的電子元器件選用：使用TI企業(yè)制作的MSP430體系的微控制單元，此電路的關(guān)鍵為16位精簡(jiǎn)指令集計(jì)算機(jī)的MPU，其具有能量損耗低，抗干擾性強(qiáng)，應(yīng)用熱度界限大等特點(diǎn)。

各個(gè)連接端口設(shè)計(jì)的電子元器件選用：包含RF、M_BUS以及485端口，電路應(yīng)用板塊化設(shè)計(jì)，需要根據(jù)儀器儀表的現(xiàn)實(shí)應(yīng)用狀況，選擇合適的端口板塊。

通用分組無(wú)線服務(wù)技術(shù)板塊設(shè)計(jì)的電子元器件選用：通常情況下，選擇GPRS DTU，透明信息運(yùn)輸，可以滿足多種工作方式，其可靠性高，同時(shí)可以降低設(shè)計(jì)工作壓力。

液晶顯示板塊以及其按鈕設(shè)計(jì)的電子元器件選用：選用128×64漢字液晶顯示板塊，借由按鈕實(shí)現(xiàn)顯示內(nèi)容改變，以及工作狀態(tài)的修改。

實(shí)時(shí)鐘表設(shè)計(jì)的電子元器件選用：選用某品牌的實(shí)時(shí)鐘表IC，利用IIC總線端口和單片微型計(jì)算機(jī)相互連接。

信息儲(chǔ)藏設(shè)備設(shè)計(jì)的電子元器件選用：選用16Mbit的AT45DB161B大容量Flash儲(chǔ)存芯片，用來(lái)進(jìn)行抄表儲(chǔ)存信息，還有數(shù)據(jù)采集器的運(yùn)行數(shù)值。

4 智能數(shù)據(jù)采集器的應(yīng)用

利用能源數(shù)據(jù)管理平臺(tái)對(duì)智能數(shù)據(jù)采集器執(zhí)行初始化設(shè)置。設(shè)置內(nèi)容包括有數(shù)據(jù)采集器的編號(hào)、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換裝置的IP地址、接口型號(hào)和智能儀器儀表的通訊協(xié)議規(guī)格等信息。需要注意的是把智能數(shù)據(jù)采集器裝配在工作地點(diǎn)后，接通電源，假如采用有線模式，還應(yīng)該將通訊電纜連接好。

在完成智能數(shù)據(jù)采集器與智能數(shù)據(jù)設(shè)備和能源數(shù)據(jù)管理平臺(tái)的連接后，可用能源數(shù)據(jù)管理平臺(tái)借由GPRS網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)對(duì)智能數(shù)據(jù)采集器執(zhí)行終端儀器儀表的初始化設(shè)置，設(shè)置內(nèi)容包括有終端儀器儀表的型號(hào)、自動(dòng)抄表時(shí)間，以及信息上傳時(shí)間等。設(shè)置工作結(jié)束后，智能數(shù)據(jù)采集器便會(huì)按照所設(shè)置的參數(shù)，自動(dòng)執(zhí)行通訊作業(yè)（包括數(shù)據(jù)采集和上傳，信息傳遞等）。

按照初始化時(shí)設(shè)置的通訊協(xié)議，面對(duì)多種儀器儀表使用適當(dāng)?shù)拿罘绞?，可完成設(shè)施通用，互通有無(wú)的目標(biāo)。通過(guò)智能數(shù)據(jù)采集設(shè)施裝置自帶的液晶顯示屏，能夠使用按鈕執(zhí)行相關(guān)操作，從而幫助客戶或者是相關(guān)電子技術(shù)人員隨時(shí)進(jìn)行數(shù)據(jù)查詢工作[5]。

5 結(jié)語(yǔ)

智能數(shù)據(jù)采集器的出現(xiàn)給我們節(jié)省了非常多的能源消耗，因此深受各能源企業(yè)，以及相關(guān)管理部門的青睞。我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)正處于長(zhǎng)足發(fā)展和進(jìn)步階段，科學(xué)技術(shù)的突破與提升，則是發(fā)展的前提和基礎(chǔ)，智能數(shù)據(jù)采集器正是應(yīng)此而生。同時(shí)，國(guó)建目前對(duì)于物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域的發(fā)展制定了明確的目標(biāo)，這些必然會(huì)促使我國(guó)物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)化的快速提升，引領(lǐng)智能采集器技術(shù)的不斷提高。

參考文獻(xiàn)

[1] 王天際，張大鵬，郭曉冬，等.智能數(shù)據(jù)采集器設(shè)計(jì)及應(yīng)用[J].城市建設(shè)理論研究：電子版，2013，11（5）.

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[3] 夏春光.智能電網(wǎng)數(shù)據(jù)采集器：適合住宅和工業(yè)應(yīng)用的ARM解決方案[J].EDN CHINA電子設(shè)計(jì)技術(shù)，2012，19（1）：40-41，45.

[4] 黃一平，梁梓辰，農(nóng)麗萍，等.通用智能卡數(shù)據(jù)采集器研究與實(shí)現(xiàn)[J].測(cè)控技術(shù)，2015，34（12）：45-48.

[5] 劉敏.能源計(jì)量系統(tǒng)遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集器優(yōu)化設(shè)計(jì)[D].上海交通大學(xué)，2013.endprint