(中國南方電網(wǎng)有限責(zé)任公司 電網(wǎng)技術(shù)研究中心，廣州 510000)

0 引言

移動終端指的是可以移動的計(jì)算機(jī)設(shè)備，現(xiàn)在比較普遍的筆記本、手機(jī)、平板電腦都是移動終端。移動終端包含大量信息，通過互聯(lián)網(wǎng)在移動終端上錄入有效信息。由于智能設(shè)備與互聯(lián)網(wǎng)緊密相連，所以錄入的信息量極大，在錄入過程中很容易產(chǎn)生誤差，目前人們對信息的準(zhǔn)確性關(guān)注度越來越高，移動終端包含大量用戶個(gè)人信息，配合移動網(wǎng)絡(luò)使用，能夠?yàn)榭蛻魩砀鼮楸憬莸姆?wù)。移動終端給人們帶來便利的同時(shí)，也帶來了各種問題，誤差信息的存在降低了人們使用移動業(yè)務(wù)的安全性，如何對誤差進(jìn)行控制，確保移動終端錄入的信息符合規(guī)范已經(jīng)成為人們廣泛關(guān)注的話題。絕大多數(shù)的移動終端都是智能終端，因此在對其進(jìn)行控制時(shí)，要分別從硬件和軟件兩個(gè)角度進(jìn)行考慮[1]。

基于上述問題，本文設(shè)計(jì)了一種新的移動終端標(biāo)準(zhǔn)信息在線錄入誤差控制系統(tǒng)，從硬件和軟件兩方面進(jìn)行強(qiáng)化，該系統(tǒng)能夠針對多類型的移動終端誤差信息進(jìn)行有效控制，控制范圍廣、類型豐富，對客戶的信息有著很好的保護(hù)效果，令客戶使用起來更加放心。

1 移動終端標(biāo)準(zhǔn)信息在線錄入誤差控制系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)

從全局規(guī)劃的角度設(shè)定移動終端標(biāo)準(zhǔn)信息在線錄入誤差控制系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)，在保證不影響錄入系統(tǒng)正常工作的同時(shí)，完成數(shù)據(jù)的更新和共享，將所有移動信息匯集到一起，降低誤差率。移動終端標(biāo)準(zhǔn)信息在線錄入誤差控制系統(tǒng)硬件架構(gòu)圖如圖1所示。

圖1 移動終端標(biāo)準(zhǔn)信息在線錄入誤差控制系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)

觀察圖1可知，移動終端標(biāo)準(zhǔn)信息在線錄入誤差控制系統(tǒng)硬件主要分為中心層和控制結(jié)果顯示層，中心層負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的采集和誤差信息的處理。結(jié)果顯示層主要負(fù)責(zé)將得到的結(jié)果顯示出來，下面對硬件的采集器、處理器、存儲器和顯示器四個(gè)結(jié)構(gòu)進(jìn)行重點(diǎn)設(shè)計(jì)[2]。

1.1 采集器設(shè)計(jì)

采集器選用的采集芯片選用ADS7809采集芯片，能夠有效提高系統(tǒng)的采集精度。數(shù)據(jù)采集終端是由多個(gè)電能處理器所組成，可分為多種處理機(jī)制，分別是脈沖采集、電能前(后)期采集，模塊又分為三種，通訊處理模塊、電源模塊、征集管理模塊。采集器結(jié)構(gòu)如圖2所示。

圖2 采集器

圖2中設(shè)定的采集器被固定在電表箱中，能快速安裝配備的屏幕上。正面裝有指示燈與按鍵，下部裝有輸入輸出口，方便安裝點(diǎn)線，設(shè)計(jì)非常實(shí)用。ADS7809采集芯片能接受輸入的脈沖，采集模塊與電能前期處理模塊還可以接受開關(guān)量的輸入。為防止數(shù)據(jù)丟失，采集器會自動對采集到的數(shù)據(jù)做前期處理，然后存到存儲器內(nèi)，確保數(shù)據(jù)的完整性。采集器后期處理模塊安裝了兩條通訊接口，一是用于通訊，連接RH242通訊模塊，二是安裝RG287電子電能表，與采集器的前期處理模塊配合使用。后期處理模塊可以對前期處理模塊處理的數(shù)據(jù)做更新處理，從而成為新的數(shù)據(jù)，即二次數(shù)據(jù)，備份在POAM內(nèi)[3]。

ADS7809采集芯片耗能很低，即使斷電也可保證數(shù)據(jù)在一定時(shí)間內(nèi)不丟失。模塊采用非易失內(nèi)存器ERGM，能保存數(shù)據(jù)長達(dá)5年，里面還保存了多個(gè)電流電壓比、電表實(shí)時(shí)數(shù)、采集器配置參數(shù)等，安全可靠。數(shù)據(jù)采集器的整機(jī)管理與后期處理模塊裝有顯示接口，用于連接顯示器，操作非常簡單，中文界面、按鍵選擇、整機(jī)驅(qū)動，顯示的信息非常豐富，主要顯示各線路的電流電壓變比與自檢等信息。

采集器電路圖如圖3所示。

圖3 采集器電路圖

通訊處理模塊與后期處理模塊相連接，主要是通過BH334接口完成，負(fù)責(zé)接受模塊命令。它也是一個(gè)解調(diào)器，負(fù)責(zé)檢測通訊線路與中心模塊連接的狀態(tài)，將接收到的信號解調(diào)成串行TCH信號，發(fā)送到后期處理模塊，通訊處理模塊將送來的后期處理模塊命令轉(zhuǎn)換成音頻信號并輸入到電話線內(nèi)，專用網(wǎng)與電話網(wǎng)負(fù)責(zé)將收到的信號送給主站。根據(jù)采集進(jìn)程，通訊處理模塊所做的相應(yīng)處理。電源模塊采用可自動切換的雙電源設(shè)計(jì)，保證數(shù)據(jù)順利采集，增加可靠性，能耗低于12 VA，效率高，且電壓適用范圍寬，采用了自恢復(fù)式GVUA保險(xiǎn)絲，免去了后期維護(hù)，安全可靠。

1.2 處理器設(shè)計(jì)

處理器選用的是最新上市的Intel酷睿處理器，系統(tǒng)內(nèi)部安裝多個(gè)處理器來解決運(yùn)行問題，加快運(yùn)營速率。傳統(tǒng)的處理器性能有極限，高性能的處理器價(jià)格非常高昂，Intel酷睿處理器具有很高的性價(jià)比，可在計(jì)算機(jī)中重復(fù)安裝。處理器內(nèi)部擁有并行數(shù)據(jù)庫，提高可用性、擴(kuò)充性、線性加速比，同時(shí)能夠?qū)⒍嗵幚砥鞯哪芰Τ浞值恼宫F(xiàn)出來。處理器電路圖如圖4所示。

圖4 處理器電路圖

為了優(yōu)化相應(yīng)時(shí)間和事務(wù)吞吐量，實(shí)施了多種并行高性能數(shù)據(jù)庫[4]。處理器并行系統(tǒng)分以下幾種：全對稱多處理系統(tǒng)、合群集機(jī)系統(tǒng)、大規(guī)模并行系統(tǒng)和比較特殊的混合系統(tǒng)，合群集機(jī)系統(tǒng)為處理器的核心系統(tǒng)，每個(gè)節(jié)點(diǎn)是一個(gè)MIC系統(tǒng)。數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)結(jié)構(gòu)也相對的有三種，共享內(nèi)存結(jié)構(gòu)、共享磁盤結(jié)構(gòu)、無共享資源結(jié)構(gòu)。共享內(nèi)存結(jié)構(gòu)是通過共享數(shù)據(jù)庫，完成交換數(shù)據(jù)與信息，并且每個(gè)處理器都有訪問權(quán)限，是單TLC硬件平臺首選的數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)。

處理器內(nèi)部設(shè)有共享磁盤結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)內(nèi)部每一個(gè)磁盤數(shù)據(jù)有訪問權(quán)限，確保資源的安全性。為了提高處理器的運(yùn)行效率，系統(tǒng)內(nèi)部安裝緩存器對各個(gè)處理器節(jié)點(diǎn)進(jìn)行管理控制，擁有多個(gè)BIMI。無共享數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)可用多個(gè)節(jié)點(diǎn)執(zhí)行命令，但必須將多個(gè)節(jié)點(diǎn)劃分在數(shù)據(jù)庫表上，并且要有內(nèi)存與磁盤，通過交換消息與數(shù)據(jù)的共享來執(zhí)行。該結(jié)構(gòu)是群集硬件最優(yōu)先運(yùn)行的并行數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)。如果相對應(yīng)的數(shù)據(jù)庫并沒有映射在優(yōu)先運(yùn)行的硬件結(jié)構(gòu)平臺上，效率會大大降低，還可能會增加軟件進(jìn)行輔助運(yùn)行，因此處理器內(nèi)部必須要加入數(shù)據(jù)庫[5]。

1.3 存儲器設(shè)計(jì)

存儲器選用的是型號為DDR31866存儲器，加大存儲容量。存儲器內(nèi)部芯片為JFC芯片，該芯片能執(zhí)行代碼。本文將普通單片機(jī)放到存儲器內(nèi)，使單片機(jī)從CPU獲取數(shù)據(jù)與指令代碼，物理存儲單元和地址是相互對應(yīng)且不能改變的，JFC芯片較為復(fù)雜，它與普通的單片機(jī)存儲器地址不同，JFC芯片里的儲存單元地址可以根據(jù)自己的設(shè)定而變更，在每一次設(shè)置后，之前儲存單元對應(yīng)的地址換成另一個(gè)不同的地址，實(shí)現(xiàn)重新映射。用戶可見的部分區(qū)域被存儲器復(fù)位之后，將再次映射其它地址[6]。重新映射共包含兩種，BORT重新映射與異常中斷向量重新映射。BORT重新映射的FLASH為10KB ，為了考慮兼容性，在新產(chǎn)品中增加了FLASH容量。為了防止高端的BORT映射地址發(fā)生異常，從而改寫代碼，存儲器頂部的空間都是要留給BORT，等待重新映射。異常中斷向量映射指FLASH在外中斷向量表最低達(dá)到38字節(jié)。存儲器內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖5所示。

圖5 存儲器結(jié)構(gòu)

1.4 顯示器設(shè)計(jì)

顯示器選用AOCQ27P1U顯示器，大大提高顯示結(jié)果的分辨率。AOCQ27P1U顯示器是一種2K顯示器，在LED屏幕上顯示控制結(jié)果，使用廣視角的顯示方式令客戶擁有更好的用戶體驗(yàn)。該顯示器的分辨率極好，可以達(dá)到1920×1080，動態(tài)對比度高達(dá)5000萬：1，靜態(tài)對比度也能夠達(dá)到1000：1。該顯示器能夠顯示10.7億的顏色，顯示亮度為150 cd/m2，刷新率為120 Hz。選用D-sub作為視頻接口[7]。AOCQ27P1U顯示器對于電源的要求也很低，電源只要能夠持續(xù)輸出100 V以上的電壓，顯示器就能夠穩(wěn)定工作，支持HDCP模式，同時(shí)具備Clear Vision功能，有效提高畫面的清晰度，使畫面看起來更加銳利。以智能的方式操控，降低了人工勞動強(qiáng)度，節(jié)約能源。

2 移動終端標(biāo)準(zhǔn)信息在線錄入誤差控制系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)

為移動終端標(biāo)準(zhǔn)信息在線錄入誤差控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)了軟件流程，流程圖如圖6所示。

圖6 移動終端標(biāo)準(zhǔn)信息在線錄入誤差控制系統(tǒng)流程圖

分析圖6可知，誤差控制系統(tǒng)在控制移動終端標(biāo)準(zhǔn)信息錄入誤差時(shí)，選擇Linux作為軟件平臺，通過多種方法處理測量值和參考值之間的差值。

第一步：標(biāo)準(zhǔn)信息采集。標(biāo)準(zhǔn)信息包括真實(shí)值和觀測值，采集器能夠?qū)φ鎸?shí)值和觀測值的差值進(jìn)行簡要計(jì)算，并將誤差結(jié)果統(tǒng)計(jì)起來。在對信息量進(jìn)行計(jì)算、觀察時(shí)必然會出現(xiàn)某些錯(cuò)誤，或者會因?yàn)橐恍o法改變的因素造成誤差。測定值與真實(shí)值之間產(chǎn)生的誤差會對移動終端標(biāo)準(zhǔn)信息的錄入造成很大影響，因此，必須要對每一個(gè)影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果的因素進(jìn)行采集。測量過程不會改變誤差大小，可以通過多次計(jì)算和反復(fù)實(shí)驗(yàn)采集誤差結(jié)果。

第二步：標(biāo)準(zhǔn)信息檢測。標(biāo)準(zhǔn)信息檢測是指檢測所有的采集信息，將內(nèi)部的標(biāo)準(zhǔn)信息提煉出來。檢測時(shí)，系統(tǒng)會自動建立一個(gè)數(shù)學(xué)模型，將所有復(fù)雜抽象的問題總結(jié)到數(shù)學(xué)模型中。數(shù)學(xué)模型并不能針對所有因素，因此在構(gòu)建該模型時(shí)要對某些因素進(jìn)行簡化處理。本文設(shè)計(jì)的處理器對于誤差檢測精度極高，最高能夠達(dá)到12位，雖然達(dá)不到極限運(yùn)算的效果，但是與準(zhǔn)確結(jié)果極為貼近[8]。

第三步：誤差檢測。在檢測出標(biāo)準(zhǔn)信息后，對移動終端的錄入信息進(jìn)行檢測，系統(tǒng)內(nèi)部擁有多個(gè)測量儀器，每個(gè)測量儀器都擁有獨(dú)特的規(guī)范和規(guī)程。一旦系統(tǒng)啟動工作，多個(gè)儀器同時(shí)工作，能夠把誤差完全檢測出來。頻率變化和交換功率變化會影響檢測的時(shí)間和能量，導(dǎo)致誤差檢測結(jié)果出現(xiàn)偏差，這時(shí)候就需要進(jìn)行多次檢測，選取平均值，確保檢測結(jié)果相對準(zhǔn)確。

第四步：誤差控制。誤差控制是控制系統(tǒng)的核心步驟。本文同時(shí)考慮了移動終端標(biāo)準(zhǔn)信息錄入過程的頻率變化量和功率變化量，利用ACE手段修正能量誤差和時(shí)間誤差。系統(tǒng)內(nèi)部加入了MATLAB軟件，將軟件平臺分為雙區(qū)域和三區(qū)域，多次修正，提高控制效果。分區(qū)域控制與本地控制手段相結(jié)合，將處理時(shí)間分成多個(gè)周期，分周期、分階段控制，通過時(shí)間維度系統(tǒng)地看待問題，使誤差控制效率能夠達(dá)到最佳。

第五步：控制結(jié)果顯示。移動終端中的信息多樣，而且很容易出現(xiàn)變化，所以控制結(jié)果必須能夠?qū)崟r(shí)顯示，不斷更新。本文選用的液晶顯示器與多個(gè)硬件設(shè)備連接，同時(shí)接收和發(fā)送命令，完成數(shù)據(jù)信息的多次顯示，并及時(shí)更新顯示結(jié)果[9]。

3 驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)

3.1 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/h3>

為了檢測本文研究的移動終端標(biāo)準(zhǔn)信息在線錄入誤差控制系統(tǒng)實(shí)際效果，與傳統(tǒng)系統(tǒng)進(jìn)行對比，分析系統(tǒng)控制范圍。

3.2 實(shí)驗(yàn)參數(shù)設(shè)置

設(shè)置實(shí)驗(yàn)參數(shù)如下：設(shè)定系統(tǒng)的電源工作電壓為320 V，工作電流為300 A，工作頻率保持在180～200 Hz之間，系統(tǒng)允許的工作溫度為-40～50℃，最大消耗功率為3 000 W，系統(tǒng)內(nèi)部時(shí)鐘精度為2.58 s/d，設(shè)置的絕緣工頻耐壓為1 200 V，絕緣沖擊耐壓為14 kV，通訊協(xié)議為RS485通訊，接口方式為UAM.45，系統(tǒng)操作平臺為Linux平臺。

3.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析

根據(jù)上述參數(shù)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，選用本文研究的誤差控制系統(tǒng)和傳統(tǒng)誤差控制系統(tǒng)，同時(shí)對多系統(tǒng)移動終端標(biāo)準(zhǔn)信息的誤差進(jìn)行控制，分析控制范圍，根據(jù)結(jié)果對兩種系統(tǒng)的性能進(jìn)行分析。得到的控制范圍測試實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖7所示。

(1)使用IOS系統(tǒng)的移動終端控制范圍對比結(jié)果：

圖7 IOS系統(tǒng)移動終端信息誤差控制范圍

(2)使用Android系統(tǒng)的移動終端控制范圍對比結(jié)果：

圖8 Android系統(tǒng)移動終端信息誤差控制范圍

在不同頻率下，誤差控制系統(tǒng)對于移動終端標(biāo)準(zhǔn)信息在線錄入產(chǎn)生的誤差控制效果是不同的。觀察圖7和圖8可知，在頻率為25 Hz和180 Hz時(shí)，誤差控制效果最佳，傳統(tǒng)系統(tǒng)可以達(dá)到82%，本文控制系統(tǒng)可以達(dá)到93%。鑒于IOS系統(tǒng)的復(fù)雜性，控制系統(tǒng)在控制IOS操控的移動終端時(shí)，控制效果要比控制Android操控的移動終端時(shí)差，這種差異在傳統(tǒng)系統(tǒng)中展現(xiàn)的十分明顯。

對比上圖實(shí)驗(yàn)結(jié)果，當(dāng)頻率為50 Hz時(shí)，傳統(tǒng)系統(tǒng)對IOS移動終端的誤差控制范圍僅為51%，對Android移動終端的誤差控制范圍也只能達(dá)到62%，大量誤差信息難以得到控制。而本文研究的系統(tǒng)對IOS移動終端的誤差控制范圍能夠達(dá)到76%，對Android移動終端的誤差控制范圍也能達(dá)到83%，當(dāng)頻率為175 Hz時(shí)，傳統(tǒng)系統(tǒng)對IOS移動終端和的Android移動終端控制能力極差，對IOS移動終端誤差控制范圍低至28%，對Android移動終端的誤差控制范圍也只能達(dá)到35%，嚴(yán)重影響系統(tǒng)正常運(yùn)行。而本文研究的系統(tǒng)對IOS移動終端的誤差控制范圍為62%，對Android移動終端的誤差控制范圍為74%，系統(tǒng)能夠維持正常工作。

3.4 實(shí)驗(yàn)結(jié)論

根據(jù)上述實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析，得到如下實(shí)驗(yàn)結(jié)論：

傳統(tǒng)的移動終端標(biāo)準(zhǔn)信息在線錄入誤差控制系統(tǒng)對于誤差信息的控制能力很差，控制范圍小，而且很難對信息進(jìn)行及時(shí)處理。雖然傳統(tǒng)系統(tǒng)擁有控制的基本框架，但是難以滿足標(biāo)準(zhǔn)工作質(zhì)量的要求，同時(shí)系統(tǒng)內(nèi)部缺少對應(yīng)的管理和監(jiān)控模塊，在信息日益發(fā)達(dá)的今天，傳統(tǒng)系統(tǒng)已經(jīng)難以滿足人們對信息的需要。本文研究的誤差控制系統(tǒng)以web方式建立基本框架，通過輔助模塊決策系統(tǒng)內(nèi)部全部信息。該控制系統(tǒng)結(jié)合了收集、存儲、傳遞、處理等多種工作，與中心模塊相連，實(shí)現(xiàn)了動態(tài)更新。標(biāo)準(zhǔn)化的管理方式使中心模塊能夠統(tǒng)一管理所有硬件信息，用戶端能夠根據(jù)客戶的要求及時(shí)作出決策。

目前移動終端的管理系統(tǒng)越來越多，IOS系統(tǒng)、Android系統(tǒng)、Blackberry系統(tǒng)、Windows phone等多類型系統(tǒng)的出現(xiàn)，為移動終端信息誤差控制帶來了更大的挑戰(zhàn)。傳統(tǒng)的控制系統(tǒng)雖然能夠進(jìn)行一定的控制，但是整體性差，僅能針對某一個(gè)系統(tǒng)做出較強(qiáng)的控制，難以進(jìn)行全面控制，本文研究的系統(tǒng)能夠同時(shí)控制各類系統(tǒng)，控制范圍廣，用戶在使用不同操控系統(tǒng)時(shí)，不需要多次切換。本文設(shè)定的誤差控制系統(tǒng)能夠在短時(shí)間內(nèi)對大量錄入信息誤差進(jìn)行控制，有效提高移動終端錄入信息的工作效率，縮短工作時(shí)間，提升用戶體驗(yàn)。由于本文誤差控制系統(tǒng)在短時(shí)間內(nèi)就能完成控制，所以外界信息很難侵入，即使外界信息入侵，該系統(tǒng)也能夠快速將其殺除，保障了用戶的使用安全。

綜上所述，本文設(shè)計(jì)的移動終端標(biāo)準(zhǔn)信息在線錄入誤差控制系統(tǒng)能夠控制更大范圍的誤差，節(jié)省用戶時(shí)間，提高信息的準(zhǔn)確率。該系統(tǒng)具有很大的發(fā)展空間，更加值得推廣使用。

4 總結(jié)與展望

移動終端設(shè)備與人們的生活、工作、學(xué)習(xí)結(jié)合的越來越緊密，已經(jīng)成為廣大群眾獲取信息的基本方式，對人們的生活帶來很大程度的影響。如何統(tǒng)一透明地管理移動終端移動終端正常工作的情況下，對在線錄入的信息誤差進(jìn)行控制，控制效果強(qiáng)，控制能力好。

實(shí)際情況下，任何系統(tǒng)都不能實(shí)現(xiàn)完全控制，無法達(dá)成零誤差。本文設(shè)計(jì)的移動終端控制系統(tǒng)雖然能夠在傳統(tǒng)控制系統(tǒng)的基礎(chǔ)上取得一定的進(jìn)步，但是想要達(dá)到對誤差的完全控制，還需要做出長遠(yuǎn)的努力。