何锎，虞建平，李克

（杭州西力智能科技股份有限公司，浙江杭州，310024）

0 引言

隨著科技的發(fā)展，社會(huì)的進(jìn)步，生產(chǎn)的自動(dòng)化越來(lái)越成為現(xiàn)在社會(huì)的主流。物聯(lián)網(wǎng)作為一個(gè)新興產(chǎn)業(yè)，正逐漸進(jìn)入我們的生活。

2009年8月，溫家寶總理在無(wú)錫視察時(shí)提出“感知中國(guó)”，無(wú)錫市率先建立了“感知中國(guó)”研究中心，中國(guó)科學(xué)院、運(yùn)營(yíng)商、多所大學(xué)在無(wú)錫建立了物聯(lián)網(wǎng)研究院。物聯(lián)網(wǎng)被正式列為國(guó)家五大新興戰(zhàn)略性產(chǎn)業(yè)之一，寫(xiě)入了十一屆全國(guó)人大三次會(huì)議政府工作報(bào)告，物聯(lián)網(wǎng)在中國(guó)受到了全社會(huì)極大的關(guān)注。

多表智能抄讀是物聯(lián)網(wǎng)的一個(gè)重要組成部分。我公司響應(yīng)國(guó)家發(fā)展號(hào)召，所制作的多表智能抄表系統(tǒng)相比于 傳統(tǒng)人工抄表，此系統(tǒng)具有準(zhǔn)確，便利的優(yōu)點(diǎn)，減少了人工工作量，解放了勞動(dòng)力，減少人工成本。

本系統(tǒng)由B/S架構(gòu)組成，用戶并不需要下載客戶端，可以直接在網(wǎng)站上操作。而維護(hù)人員可以在后臺(tái)上觀察各種數(shù)據(jù)并生成報(bào)表，還可以借助第三方接口，使用戶可以輕松地使用支付寶，微信，網(wǎng)銀進(jìn)行繳費(fèi)，提高了用戶體驗(yàn)。

1 設(shè)計(jì)方案

多表采集主站系統(tǒng)簡(jiǎn)略框架拓?fù)鋱D如圖1所示。此系統(tǒng)的主要功能是把表，集中器和主站進(jìn)行鏈接，把表數(shù)據(jù)通過(guò)集中器，采集終端等設(shè)備進(jìn)行傳輸。

1.1 系統(tǒng)構(gòu)成

圖1

本系統(tǒng)頁(yè)面由用戶管理、終端管理、表管理、采集點(diǎn)、水表費(fèi)控、電表費(fèi)控、水表抄讀、電表抄讀、用水報(bào)表、費(fèi)控報(bào)表、用電報(bào)表11個(gè)模塊組成，各模塊之間相互獨(dú)立。本系統(tǒng)使用了谷歌的AngularJS進(jìn)行UI界面的實(shí)現(xiàn)，采用MVC框架結(jié)構(gòu)，使得界面元素的控制和后臺(tái)數(shù)據(jù)控制完全分離，降低了各個(gè)模塊的耦合性，簡(jiǎn)化了程序的開(kāi)發(fā)[1]。

用戶登入主站網(wǎng)頁(yè)后的頁(yè)面如圖2所示。此系統(tǒng)明確地顯示了各個(gè)模塊，用戶可以依據(jù)需求選擇不同的操作模塊。工作人員也可以根據(jù)用戶的需求對(duì)主站頁(yè)面進(jìn)行調(diào)整，剔除不需要的模塊，方便用戶的操作，提高用戶體驗(yàn)。

圖2

系統(tǒng)中各模塊對(duì)應(yīng)的功能模塊如圖3所示，工作人員也可以根據(jù)用戶的需求對(duì)主站頁(yè)面進(jìn)行。

本系統(tǒng)可以對(duì)電表、水表和氣表進(jìn)行控制、抄讀工作，并通過(guò)第三方接口實(shí)現(xiàn)用戶在線繳費(fèi)查詢功能。

在硬件方面上，多表遠(yuǎn)程集抄系統(tǒng)主要由電能表、水表、氣表、熱表、采集器、采集終端、主站系統(tǒng)構(gòu)成，通過(guò)與計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)和營(yíng)業(yè)收費(fèi)系統(tǒng)相連，實(shí)現(xiàn)抄表收費(fèi)一體化[2]。

1.2 鏈接操作

操作人員對(duì)表，采集終端等設(shè)備進(jìn)行鏈接操作流程如圖4所示，鏈接操作由用戶管理、終端管理、表管理和采集點(diǎn)四個(gè)模塊共同實(shí)現(xiàn)。操作人員通過(guò)這四個(gè)模塊實(shí)現(xiàn)把表、集中器、主站相互鏈接的功能，并輸入和保存用戶數(shù)據(jù)，方便用戶查詢，操作。

1.2.1 用戶管理

用戶管理模塊主要功能是保存用戶信息。頁(yè)面上方增加了搜索頁(yè)面方便用戶查詢。此模塊可以進(jìn)行查詢、新增和導(dǎo)入這三種操作，這三種操作是工作人員對(duì)基表，集中器和主站進(jìn)行鏈接的一環(huán)。操作人員通過(guò)這個(gè)模塊實(shí)現(xiàn)添加、查看和刪除用戶信息的功能。

圖3

圖4

1.2.2 終端管理

終端管理模塊功能與用戶管理模塊功能類似，不過(guò)它保存的是采集終端設(shè)備的型號(hào)信息等。此模塊也有頁(yè)面查詢功能，也有新增導(dǎo)入功能，也是工作人員進(jìn)行鏈接操作中的一環(huán)。

1.2.3 表管理

表管理模塊主要功能是保存表信息，也是作為鏈接操作中的一環(huán)。

1.2.4 采集點(diǎn)模塊

采集點(diǎn)模塊是用來(lái)顯示采集終端的頁(yè)面模塊，此模塊可以顯示采集終端的工作狀態(tài)，也是作為鏈接操作中的一環(huán)。

1.3 統(tǒng)計(jì)查詢

統(tǒng)計(jì)查詢模塊的主要功能是在后臺(tái)自動(dòng)生成設(shè)備拓?fù)鋱D、硬件在線情況表、設(shè)備使用量表等。

設(shè)備拓?fù)鋱D主要是展示了各表，各采集器的鏈接情況，并且顯示了各設(shè)備硬件的型號(hào)等信息。

硬件在線情況表所顯示的便是各個(gè)鏈接系統(tǒng)網(wǎng)上的集中器和表計(jì)的在線狀態(tài)，如果出現(xiàn)設(shè)備中斷情況或者異常情況，工作人員可以依據(jù)此表作輔助性參考對(duì)整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行維修或更換。設(shè)備使用量表的功能是顯示各個(gè)表計(jì)設(shè)備在一段時(shí)間內(nèi)運(yùn)行時(shí)所走的工作量，通常是為繳費(fèi)提供依據(jù)。上述的一段時(shí)間間隔可以根據(jù)用戶需求而作修改。

1.4 數(shù)據(jù)采集

數(shù)據(jù)采集由水表抄讀、電表抄讀、用水報(bào)表和用電報(bào)表四個(gè)模塊組成。其中水表抄讀和電表抄讀這兩個(gè)模塊一般運(yùn)用在工作人員對(duì)單個(gè)或少個(gè)基表的小型抄讀上面。用水報(bào)表模塊和用電報(bào)表模塊主要運(yùn)用在系統(tǒng)自動(dòng)抄讀的大型抄讀功能中。

1.4.1 小型抄讀

小型抄讀主要是操作人員對(duì)單只或幾只表的抄讀。操作人員在對(duì)應(yīng)模塊的搜索選項(xiàng)中輸入目標(biāo)基表的地址編號(hào)便可以進(jìn)行抄讀。它可以實(shí)現(xiàn)基表的實(shí)時(shí)抄讀功能，這種功能基本在小批試測(cè)試和故障查詢時(shí)運(yùn)用較多。小型抄讀可以精確快速地顯示基表，采集終端等鏈接設(shè)備是否出現(xiàn)故障情況。

1.4.2 大型抄讀

大型抄讀由用水報(bào)表模塊和用電報(bào)表模塊組成，它的功能是在某一段間隔時(shí)間內(nèi)對(duì)很多只基表進(jìn)行自動(dòng)抄讀，并且生成EXCEL報(bào)表。操作人員可以在這兩個(gè)界面中下載報(bào)表，報(bào)表顯示各表在一段時(shí)間內(nèi)的走字讀數(shù)和各表在間隔時(shí)間內(nèi)的用量。工作人員可以根據(jù)用戶需求在這兩個(gè)模塊頁(yè)面中設(shè)置抄讀間隔時(shí)間和所要抄讀表的編號(hào)地址信息，也可以根據(jù)用戶所需查詢歷史用量信息。

1.5 費(fèi)控管理

費(fèi)控管理由水表費(fèi)控模塊、電表費(fèi)控模塊和費(fèi)控報(bào)表模塊組成。

水表費(fèi)控模塊有開(kāi)戶、充值、退費(fèi)、銷戶、閥門(mén)控制和水價(jià)調(diào)整六種功能。水表的費(fèi)控功能操作流程圖如圖5。操作人員根據(jù)用戶提供的單位信息和用戶信息選擇開(kāi)戶對(duì)象，并對(duì)開(kāi)戶用戶進(jìn)行警報(bào)門(mén)限和階梯水價(jià)等一系列設(shè)置。開(kāi)戶完成后，已開(kāi)戶用戶信息便會(huì)出現(xiàn)在充值、退費(fèi)、銷戶、閥門(mén)控制和水價(jià)調(diào)整的模塊頁(yè)面中。操作人員就可以進(jìn)行各種操作。當(dāng)操作人員對(duì)用戶信息進(jìn)行注銷操作后，已注銷的用戶信息就又會(huì)出現(xiàn)在開(kāi)戶設(shè)置頁(yè)面中，操作人員可以對(duì)此用戶進(jìn)行再次開(kāi)戶操作。

電表費(fèi)控模塊有開(kāi)戶、充值、退費(fèi)、銷戶和控制五種功能，其中開(kāi)戶、充值、退費(fèi)、銷戶功能與水表費(fèi)控模塊的操作方法基本一致。電表的控制功能與水表的閥門(mén)控制功能的區(qū)別就在于電表進(jìn)行斷電操作，水表進(jìn)行斷水操作（無(wú)閥水表在本系統(tǒng)中沒(méi)有閥門(mén)控制功能）。

費(fèi)控報(bào)表模塊是在間隔時(shí)間內(nèi)生成報(bào)表，這種報(bào)表可以是日?qǐng)?bào)、周報(bào)或者月報(bào)，根據(jù)用戶要求可以進(jìn)行調(diào)整。報(bào)表顯示水表或者電表的開(kāi)戶、充值、退費(fèi)等各種操作記錄，也顯示水表或者電表的歷史使用金額和剩余金額。這個(gè)模塊的建立主要是為了方便用戶公司或小區(qū)進(jìn)行統(tǒng)一操作查詢。

2 多表遠(yuǎn)程抄讀的實(shí)現(xiàn)

系統(tǒng)的多表遠(yuǎn)程抄讀功能是通過(guò)硬件上的各種基表終端，集中器鏈接抄讀數(shù)據(jù)信號(hào)，然后上傳到主站網(wǎng)站，并在網(wǎng)站上顯示這幾步操作實(shí)現(xiàn)的。操作人員可以通過(guò)主站系統(tǒng)精確實(shí)時(shí)讀取到目標(biāo)基表的讀數(shù)。

操作人員也可以在主站系統(tǒng)上進(jìn)行數(shù)據(jù)采集任務(wù)的編輯，設(shè)置采集周期、開(kāi)始時(shí)間、結(jié)束時(shí)間、補(bǔ)采次數(shù)優(yōu)先級(jí)等。通過(guò)運(yùn)行數(shù)據(jù)采集任務(wù)，主站系統(tǒng)可以定時(shí)地采集終端設(shè)備上的數(shù)據(jù)，為維護(hù)分析人士提供大量的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)[3]。

圖5

主站系統(tǒng)會(huì)在每月的月末或月初生成賬單報(bào)表（賬單報(bào)表生成時(shí)間可以根據(jù)用戶需求而進(jìn)行調(diào)整，可以是周結(jié)、月結(jié)、季節(jié)或年結(jié)等）。系統(tǒng)會(huì)用第三方接口將賬單上傳到銀行系統(tǒng)，通過(guò)短信或微信等方式把賬單寄給用戶。用戶可以通過(guò)網(wǎng)上銀行、支付寶等平臺(tái)直接繳納費(fèi)用，改變了傳統(tǒng)繁瑣的繳費(fèi)模式[4]。

3 故障查詢

對(duì)于故障查詢這一塊，系統(tǒng)提供了三種查詢模式。分別是總分表模式、小流量采集模式、小周期數(shù)據(jù)采集模式?？偡直砟Ｊ绞枪ぷ魅藛T通過(guò)系統(tǒng)生成的歷史數(shù)據(jù)報(bào)表的信息來(lái)判斷設(shè)備是否出現(xiàn)故障。后兩者模式可以記錄支路上的流量使用情況，在數(shù)據(jù)出現(xiàn)異常的情況下可以提供判斷依據(jù)。

4 結(jié)束語(yǔ)

為了提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性，也為了降低各個(gè)模塊之間的耦合性，我公司在制造系統(tǒng)時(shí)運(yùn)用了基于AngularJS和SpringBoot的構(gòu)建思維。這種思維的優(yōu)點(diǎn)就是可以使得前后臺(tái)完全分離，提高用戶體驗(yàn)。這改變了傳統(tǒng)人工抄表和用戶繳費(fèi)模式，是在物聯(lián)網(wǎng)思想下所作出的一次創(chuàng)新測(cè)試。

根據(jù)公司內(nèi)部對(duì)此系統(tǒng)實(shí)際情況測(cè)試，也根據(jù)一些已應(yīng)用此系統(tǒng)的用戶反饋情況來(lái)看，此系統(tǒng)可以適應(yīng)不同型號(hào)表的數(shù)據(jù)同時(shí)抄讀，也可以對(duì)很多只表進(jìn)行同時(shí)抄讀。系統(tǒng)具有很強(qiáng)的穩(wěn)定性，并且在對(duì)于故障情況發(fā)生時(shí)進(jìn)行快速響應(yīng)，通知操作人員維修。

本系統(tǒng)的出現(xiàn)，使得各表統(tǒng)一抄讀的設(shè)想得以實(shí)現(xiàn)，響應(yīng)國(guó)家所提倡智能生活的口號(hào)。