探討面向物聯網應用的電能信息采集終端研究與設計分析

摘要：現階段，伴隨無線通訊技術、RFID技術以及電子技術的推廣和運用，特別是在物聯網出現后，讓智能電網飛速發展，所謂智能電網，實質就是互動物聯網的運用。本文將主要圍繞系統的整體方案展開分析，并對電能信息采集終端展開設計探究。

關鍵詞：物聯網；電能信息；采集終端

物聯網，是指將全部物體利用射頻鑒別等信息傳感設施和網絡銜接起來，可做到智能化判斷和監管。其將全新IT技術有效應用在娛樂、生產、生活等各個行業中，簡而言之，即將儀表設施與感應器放置在電網、家庭、公路等不同物體內，之后把已有的物聯網與網絡融合在一起，實現人類社會和物力體系的融合。

一、系統的整體方案分析

根據物聯網結構，此系統包括GPRS無線通信子體系、信息搜集子體系以及遠程數據監控中心等。信息搜集子體系在物聯網的感知搜集層，由計量裝備、PFID讀寫器以及智能電表等構成，完成目標地區不同BI（檢測節點）的狀態、點能量、指數、客戶信息的檢查，且采用中央AOI（路由節點）依據相關協議為A（聚集節點）傳遞信息數據。最終通過聚集節點利用GPRS無線通訊板塊通過互聯網經營商供應的公共無線通信平臺，為遠程數據檢測中心傳遞當場得到的信息。GPRS屬于無線數據通信子體系，置于物聯網的互聯網傳遞層，供應了檢測現場與數據監控中心通信途徑，依據約定的協議展開數據傳遞。數據監控中心在物理網的運用掌控層，經過剖析現場得到的檢測信息數據，針對AI（檢測節點）的指數展開剖析與檢測，對用電數據實施召測，為供電企業的監管工作奠定了良好基礎。[1]

二、終端平臺硬件設計探究

（一）GPRS通訊板塊

1.組網方案

因為此版塊是鑒于IP/TCP協議展開通訊的，而且遠程監控中心是銜接在網絡中的一臺電腦，具備動態或靜態的IP（公網）地址，依據客戶各種要求，在應用這兩種地址過程中，便會存在下列與之相對應的技術方案。

2.利用動態DNS+IP剖析服務

客戶率先在DNS服務商中取得相應域名，終端銜接其服務器時利用域名尋址形式，利用域名剖析器得到中心的IP地位，之后銜接動態IP，創建聯系。這一方案的優勢體現在遠程監控中心不必具備靜態的IP地址，可靠性卻較低。

3.利用靜態IP服務

在中心布置靜態IP地址之后，終端能向和其實現有效銜接，完成數據傳遞，運作穩定性較高。針對靜態IP服務的網絡來講，可運用獨特的方案，即遠程信息中心利用APN專線，任何終端均利用這一公網創建的一個內網靜態IP地址，應用一條APN專線連接互聯網經營商GPRS網絡，中國移動公司便會為用戶安排專門的APN，僅有適用GPRS專網的SIM卡才可打開APN，預防不良客戶的侵襲。終端驅動GPRS互聯網，得到子網IP之后，和已連接網絡的遠程監控中心創建socket銜接，這樣便能完成監控中心和終端的信息傳遞。這一方案具備穩定性好、組網簡易等特征，主要應用在信息點眾多、實效性較高的氛圍中。[2]

（二）RFID板塊

一個代表性的射頻鑒別體系通常由2個部分構成。一個是RFID讀卡器（讀寫器），一個是應答器（射頻卡/電子標簽）。其中FRID應答器與讀寫器間利用天線、線圈（耦合構件）等完成射頻訊號的空間耦合，在具體渠道內，依據時序聯系，完成能量的傳輸與信息數據的互換。應答器在讀寫器內得到諸多能量，二者的天線均作業在諧振頻率中，而且前者自身的頻率等于閱讀器輸送頻率。在射頻鑒別體系內，讀寫器把即將傳送到應答器的數據置于諧振頻率的射頻訊號中，通過天線傳送下去，射頻訊號經過空間輸送至應答器，內部電路針對收取到的訊號予以協調、解碼，且將在儲存器內獲得的信息利用條線輸送到讀寫器，其對收取到的信息展開協調與解碼，最后再傳遞至微處置器展開信息處置。

三、終端平臺軟件設計研究

（一）GPRS數據通信程序

GPRS數據通信程序的性能包括完成鏈路的創建、信息收發和維護鏈路等。這是GPRS板塊運作的根本，同樣也是系統基層的核心構成部分。

應用socket編程過程中，服務端必須要有一個進程在規定的端口號直至用戶端銜接，銜接成功后便能展開信息傳遞。應用此種編程形式，能建設出鑒于GPRS互聯網的無線終端和通訊前置機的通訊進程。

（二）RFID讀卡環節

對于現階段供電企業與用戶互動性較差這一狀況，有效提升供電部門的監管能力與服務能力，滿足用戶實際要求，并且達成智能電網全預付費、全籠罩、全搜集這一目的。

1.DESFIRE射頻卡

和s70/50、Plus CPU有所差別，此射頻卡的數據構造是選用文件的構造，而非靜態地址的儲存構造，一張全新的DESFIRE卡，要在其中建設文件后才可應用。此卡的儲存器利用敏捷性良好的文件體系來組織，文件體系準許一張卡中擁有二十八個應用，所有應用中不可創建文件數要小于十六個。

2.FRID讀卡操控

為推行供電企業多元化的服務形式，提升企業服務水平與監管能力，在信息技術能充分運用的基礎上，加強身份驗證、信息保密等技術手段，確保數據信息的精準、穩定、健全。所以，讀卡軟件設計主要有：明文信息的保密、密文信息的解密以及射頻卡存在性檢查、電表和射頻卡身份核實檢測等。在運用RFID展開讀卡操控時，數顯要完成體系身份檢測，之后用密文的形式傳送掌控指令，若完成解密，便落實具體操控。

四、結論

綜上所述，運用射頻鑒別技術加強用戶、企業、金融組織的信息交互，為三方創造共同利益，實現和諧發展，是面應物聯網應用的電能信息采集終端設計未來主要趨勢。

參考文獻：

[1]謝露，盧繼平，何培東，李顯忠，鄒旭東.兼容電能表與用電信息采集終端的自動化檢定線測量誤差影響因素分析[J].電測與儀表，2015，52（S1）：812.

[2]盧繼平，何培東，李顯忠.兼容電能表與用電信息采集終端的自動化檢定線測量誤差影響因素分析[J].電測與儀表，2015，52（S1）：812.

作者簡介：劉梁娜（1986），女，內蒙古人，本科，工程師，研究方向：電能信息采集。