水電氣熱四表集中通信的物聯(lián)網(wǎng)智能系統(tǒng)：
為推動智慧能源建設，改善家用能源管理現(xiàn)狀，我公司以物聯(lián)網(wǎng)的最新理論成果為依據(jù)，提出了一套水電氣熱四表集中通信的物聯(lián)網(wǎng)智能系統(tǒng)。該系統(tǒng)能夠應用于家用能源管理，可實現(xiàn)水、電、氣、熱四表集中通信，且各能源公司能夠?qū)Ω髯缘男畔⑦M行獨立運行和獨立管理，保證信息的有效性、安全性、私密性和開放性。
水電氣熱四表集中通信的物聯(lián)網(wǎng)智能系統(tǒng)包括功能體系結(jié)構(gòu)、信息體系結(jié)構(gòu)和物理體系結(jié)構(gòu)，具體結(jié)構(gòu)如圖所示：
功能平臺
水電氣熱四表集中通信的物聯(lián)網(wǎng)智能系統(tǒng)的功能平臺是系統(tǒng)各種智慧化功能實現(xiàn)的平臺，是系統(tǒng)中信息在各物理實體上運行流轉(zhuǎn)的體現(xiàn)，具體包括對象平臺、傳感平臺、管理平臺、服務平臺和用戶平臺五大平臺。物聯(lián)網(wǎng)智能系統(tǒng)通過各平臺功能的融合，最終展現(xiàn)出其智慧性的特點。
對象平臺
對象平臺是系統(tǒng)實現(xiàn)感知和控制功能的平臺，其分別對應信息體系結(jié)構(gòu)中的對象域和物理體系結(jié)構(gòu)中的對象層，并通過對象域中感知信息系統(tǒng)和控制信息系統(tǒng)與對象層中感知單元和控制單元的結(jié)合，實現(xiàn)其感知和控制功能。
對象平臺對應的物理實體可包括物聯(lián)網(wǎng)智能水表、物聯(lián)網(wǎng)智能電表、物聯(lián)網(wǎng)智能燃氣表和物聯(lián)網(wǎng)智能熱力表，這四種能源表均具有相應的感知和控制單元，可實現(xiàn)相應的感知功能和控制功能。對于感知功能，是指表端能夠?qū)Ω髯缘哪茉从嬃?、自身狀態(tài)、使用環(huán)境等信息實現(xiàn)感知，并將感知信息通過傳感平臺依次上傳到管理平臺、服務平臺和用戶平臺；對于控制功能，是指表端具有相應的自我控制或者根據(jù)用戶平臺和管理平臺的控制命令執(zhí)行控制的能力，如用戶欠費時的自動關閥、跳閘功能，磁干擾環(huán)境下的強磁鎖定功能以及執(zhí)行遠程實時調(diào)價、遠程閥控等命令的功能。
傳感平臺
傳感平臺是系統(tǒng)中實現(xiàn)對象平臺與管理平臺之間相互通信的平臺，是對象平臺與管理平臺的橋梁，其分別對應于信息體系結(jié)構(gòu)中的傳感域和物理體系結(jié)構(gòu)中的傳感層，并通過傳感域中的能源網(wǎng)絡通信系統(tǒng)與傳感層中的物聯(lián)網(wǎng)智能能源表無線通信模塊、物聯(lián)網(wǎng)智能網(wǎng)關、移動通信網(wǎng)絡、能源公司通信服務器等物理實體的結(jié)合，實現(xiàn)其通信功能。
在具體通信過程中，上行的感知信息首先是由各物聯(lián)網(wǎng)智能能源表通過其無線通信模塊上傳至物聯(lián)網(wǎng)智能網(wǎng)關，再由物聯(lián)網(wǎng)智能網(wǎng)關通過移動通信等網(wǎng)絡將感知信息上傳到相應能源公司的通信服務器；對于下行的控制信息，則是上行感知信息的逆方向。
管理平臺
管理平臺是系統(tǒng)中實現(xiàn)各能源公司綜合管理功能的平臺，其分別對應于信息體系結(jié)構(gòu)中的管理域和物理體系結(jié)構(gòu)中的管理層，并通過管理域中的能源公司綜合管理系統(tǒng)與物理層中的能源公司管理服務器的結(jié)合，實現(xiàn)其綜合管理功能。
對于管理平臺的綜合管理功能，包括了用戶管理、運營維護管理、遠程抄表管理、遠程閥控管理、遠程調(diào)價管理、遠程階梯價格管理、信息安全管理、通信設備管理、感知控制信息數(shù)據(jù)管理、系統(tǒng)升級管理等，水、電、氣、熱各能源公司可建設各自的管理平臺，通過各自的綜合管理系統(tǒng)和管理服務器對各自的能源供應業(yè)務進行維護和管理。
服務平臺
服務平臺是系統(tǒng)中向用戶提供服務，實現(xiàn)服務功能的平臺，同時也是實現(xiàn)政府和社會資源共享的平臺，其分別對應于信息體系結(jié)構(gòu)中的服務域和物理體系結(jié)構(gòu)中的服務層，并通過服務域中的公共感知服務系統(tǒng)、政府感知服務系統(tǒng)、能源公司感知服務系統(tǒng)和控制服務系統(tǒng)與服務層中的社會公共網(wǎng)絡服務器、政府服務器以及能源公司服務平臺服務器相結(jié)合，實現(xiàn)其服務功能和資源共享功能。
服務平臺包括能源公司服務平臺、政府服務平臺和社會公共網(wǎng)絡服務平臺。能源公司服務平臺是由對應能源公司主導的為能源用戶提供感知信息服務和控制信息服務的平臺；政府服務平臺是由政府主導的為社會企業(yè)、公眾提供信息資源、市場資源、法規(guī)監(jiān)管、公共數(shù)據(jù)等服務的平臺；社會公共網(wǎng)絡服務平臺則是實現(xiàn)社會信息資源開放共享的平臺，政府、企業(yè)、公眾均可以將其想要開放的信息投放到該平臺，實現(xiàn)信息的共享。
用戶平臺
用戶平臺是系統(tǒng)最終實現(xiàn)用戶享受服務的平臺，其對應信息體系結(jié)構(gòu)中的用戶域和物理體系結(jié)構(gòu)中的用戶層，并通過用戶域的用戶系統(tǒng)與用戶層的移動通信終端、專用終端、互聯(lián)網(wǎng)終端、無線局域網(wǎng)終端等用戶端相結(jié)合，實現(xiàn)用戶享受服務的功能。
在系統(tǒng)具體運行過程中，各能源用戶可通過用戶平臺的各種用戶端接收到上行的各種感知信息，并根據(jù)需要將感知信息轉(zhuǎn)化為相應的控制信息對表端發(fā)出相應的控制命令，從而享受到物聯(lián)網(wǎng)智能系統(tǒng)提供的網(wǎng)絡查詢、網(wǎng)絡支付、網(wǎng)絡提示、網(wǎng)絡預期、服務數(shù)據(jù)下載、在線業(yè)務申報等服務。
物聯(lián)網(wǎng)智能網(wǎng)關
物聯(lián)網(wǎng)智能網(wǎng)關在物聯(lián)網(wǎng)時代扮演著非常重要角色，其是連接感知網(wǎng)絡與傳統(tǒng)的移動、互聯(lián)網(wǎng)等通信網(wǎng)絡的紐帶，可以實現(xiàn)感知網(wǎng)絡和基礎網(wǎng)絡以及不同類型的基礎網(wǎng)絡之間的協(xié)議轉(zhuǎn)換，不僅能夠完成廣域互聯(lián)，也可以完成局域互聯(lián)。
物聯(lián)網(wǎng)智能網(wǎng)關在系統(tǒng)組網(wǎng)中作用
在本文所構(gòu)建的物聯(lián)網(wǎng)智能系統(tǒng)中，物聯(lián)網(wǎng)智能網(wǎng)關屬于傳感平臺的物理實體，其同樣是整個系統(tǒng)的關鍵設備，是對象平臺各物聯(lián)網(wǎng)智能能源表與對應能源公司通信服務器之間實現(xiàn)遠程無線通信的中間關鍵節(jié)點，其與各物聯(lián)網(wǎng)智能能源表和能源公司之間的組網(wǎng)結(jié)構(gòu)如下圖所示。本文水電氣熱四表集中通信的物聯(lián)網(wǎng)智能系統(tǒng)采用的是一種低功耗的星型組網(wǎng)結(jié)構(gòu)，從下圖中可以看到，物聯(lián)網(wǎng)智能網(wǎng)關在該組網(wǎng)結(jié)構(gòu)中的關鍵橋梁作用，其下游端通過RF射頻無線通信技術實現(xiàn)與各物聯(lián)網(wǎng)智能能源表的連接，上游端則通過接入GPRS網(wǎng)絡或者Internet網(wǎng)絡，實現(xiàn)與各能源公司之間的通信。
物聯(lián)網(wǎng)智能網(wǎng)關的主要功能特點
（1）兼容通信功能
通過體系、接口整體規(guī)劃以及通信協(xié)議的標準化，使物聯(lián)網(wǎng)智能網(wǎng)關具有廣泛的兼容通信能力。該功能的實現(xiàn)，使物聯(lián)網(wǎng)智能網(wǎng)關不僅能夠與水、電、氣、熱其中任何一種物聯(lián)網(wǎng)智能能源表進行通信，并且還能夠與上述其中任意兩種、三種或者同時與四種物聯(lián)網(wǎng)智能能源表進行兼容通信。在實際應用過程中，水、電、氣、熱四大能源公司可以根據(jù)各地區(qū)的小區(qū)、企業(yè)等單位的能源應用情況，使用同一套物聯(lián)網(wǎng)智能網(wǎng)關設備與自己的物聯(lián)網(wǎng)智能能源表建立通信關系，進行信息的采集和控制命令的下達，從而實現(xiàn)兩表、三表或者四表集中通信。
?。?）雙向通信功能
物聯(lián)網(wǎng)智能網(wǎng)關具有雙向通信功能，即物聯(lián)網(wǎng)智能網(wǎng)關不僅可以接收表端發(fā)出的感知信息，還能夠向表端發(fā)出控制信息。通過物聯(lián)網(wǎng)智能網(wǎng)關雙向通信功能的實現(xiàn)，可保證各物聯(lián)網(wǎng)智能能源表與對應能源公司之間的通信是實時雙向的。
（3）獨立通信信道功能
物聯(lián)網(wǎng)智能水表、物聯(lián)網(wǎng)智能電力、物聯(lián)網(wǎng)智能燃氣表、物聯(lián)網(wǎng)智能熱力表四種能源表能夠通過同一套物聯(lián)網(wǎng)智能網(wǎng)關設備分別與對應的水務公司、電力公司、燃氣公司以及熱力公司進行實時的雙向通信，但不同能源表與對應能源公司之間的通信并不是采用相同的通信信道，而是為其分配了各自獨立的通信信道，各通信信道之間的信息相互獨立，互不影響。
通過物聯(lián)網(wǎng)智能網(wǎng)關的兼容通信功能、雙向通信功能、獨立通信信道功能，不僅實現(xiàn)了各物聯(lián)網(wǎng)智能能源表與對應能源公司管理系統(tǒng)之間的集中通信，同時還使其間的通信具有獨立通道實時雙向的特點，保證了各能源公司的信息是獨立運行、獨立管理的。