水電氣熱四表集中通信的物聯(lián)網(wǎng)智能系統(tǒng)：
為推動(dòng)智慧能源建設(shè)，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(yīng)用于家用能源管理，可實(shí)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(jìn)行獨(dú)立運(yùn)行和獨(dú)立管理，保證信息的有效性、安全性、私密性和開(kāi)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(tái)
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(tái)是系統(tǒng)各種智慧化功能實(shí)現(xiàn)的平臺(tái)，是系統(tǒng)中信息在各物理實(shí)體上運(yùn)行流轉(zhuǎn)的體現(xiàn)，具體包括對(duì)象平臺(tái)、傳感平臺(tái)、管理平臺(tái)、服務(wù)平臺(tái)和用戶平臺(tái)五大平臺(tái)。物聯(lián)網(wǎng)智能系統(tǒng)通過(guò)各平臺(tái)功能的融合，最終展現(xiàn)出其智慧性的特點(diǎn)。
對(duì)象平臺(tái)
對(duì)象平臺(tái)是系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)感知和控制功能的平臺(tái)，其分別對(duì)應(yīng)信息體系結(jié)構(gòu)中的對(duì)象域和物理體系結(jié)構(gòu)中的對(duì)象層，并通過(guò)對(duì)象域中感知信息系統(tǒng)和控制信息系統(tǒng)與對(duì)象層中感知單元和控制單元的結(jié)合，實(shí)現(xiàn)其感知和控制功能。
對(duì)象平臺(tái)對(duì)應(yīng)的物理實(shí)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?xì)獗砗臀锫?lián)網(wǎng)智能熱力表，這四種能源表均具有相應(yīng)的感知和控制單元，可實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的感知功能和控制功能。對(duì)于感知功能，是指表端能夠?qū)Ω髯缘哪茉从?jì)量、自身狀態(tài)、使用環(huán)境等信息實(shí)現(xiàn)感知，并將感知信息通過(guò)傳感平臺(tái)依次上傳到管理平臺(tái)、服務(wù)平臺(tái)和用戶平臺(tái)；對(duì)于控制功能，是指表端具有相應(yīng)的自我控制或者根據(jù)用戶平臺(tái)和管理平臺(tái)的控制命令執(zhí)行控制的能力，如用戶欠費(fèi)時(shí)的自動(dòng)關(guān)閥、跳閘功能，磁干擾環(huán)境下的強(qiáng)磁鎖定功能以及執(zhí)行遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)調(diào)價(jià)、遠(yuǎn)程閥控等命令的功能。
傳感平臺(tái)
傳感平臺(tái)是系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)對(duì)象平臺(tái)與管理平臺(tái)之間相互通信的平臺(tái)，是對(duì)象平臺(tái)與管理平臺(tái)的橋梁，其分別對(duì)應(yīng)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(guò)傳感域中的能源網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)與傳感層中的物聯(lián)網(wǎng)智能能源表無(wú)線通信模塊、物聯(lián)網(wǎng)智能網(wǎng)關(guān)、移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)、能源公司通信服務(wù)器等物理實(shí)體的結(jié)合，實(shí)現(xiàn)其通信功能。
在具體通信過(guò)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(guò)其無(wú)線通信模塊上傳至物聯(lián)網(wǎng)智能網(wǎng)關(guān)，再由物聯(lián)網(wǎng)智能網(wǎng)關(guān)通過(guò)移動(dòng)通信等網(wǎng)絡(luò)將感知信息上傳到相應(yīng)能源公司的通信服務(wù)器；對(duì)于下行的控制信息，則是上行感知信息的逆方向。
管理平臺(tái)
管理平臺(tái)是系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)各能源公司綜合管理功能的平臺(tái)，其分別對(duì)應(yīng)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(guò)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(wù)器的結(jié)合，實(shí)現(xiàn)其綜合管理功能。
對(duì)于管理平臺(tái)的綜合管理功能，包括了用戶管理、運(yùn)營(yíng)維護(hù)管理、遠(yuǎn)程抄表管理、遠(yuǎn)程閥控管理、遠(yuǎn)程調(diào)價(jià)管理、遠(yuǎn)程階梯價(jià)格管理、信息安全管理、通信設(shè)備管理、感知控制信息數(shù)據(jù)管理、系統(tǒng)升級(jí)管理等，水、電、氣、熱各能源公司可建設(shè)各自的管理平臺(tái)，通過(guò)各自的綜合管理系統(tǒng)和管理服務(wù)器對(duì)各自的能源供應(yīng)業(yè)務(wù)進(jìn)行維護(hù)和管理。
服務(wù)平臺(tái)
服務(wù)平臺(tái)是系統(tǒng)中向用戶提供服務(wù)，實(shí)現(xiàn)服務(wù)功能的平臺(tái)，同時(shí)也是實(shí)現(xiàn)政府和社會(huì)資源共享的平臺(tái)，其分別對(duì)應(yīng)于信息體系結(jié)構(gòu)中的服務(wù)域和物理體系結(jié)構(gòu)中的服務(wù)層，并通過(guò)服務(wù)域中的公共感知服務(wù)系統(tǒng)、政府感知服務(wù)系統(tǒng)、能源公司感知服務(wù)系統(tǒng)和控制服務(wù)系統(tǒng)與服務(wù)層中的社會(huì)公共網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器、政府服務(wù)器以及能源公司服務(wù)平臺(tái)服務(wù)器相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)其服務(wù)功能和資源共享功能。
服務(wù)平臺(tái)包括能源公司服務(wù)平臺(tái)、政府服務(wù)平臺(tái)和社會(huì)公共網(wǎng)絡(luò)服務(wù)平臺(tái)。能源公司服務(wù)平臺(tái)是由對(duì)應(yīng)能源公司主導(dǎo)的為能源用戶提供感知信息服務(wù)和控制信息服務(wù)的平臺(tái)；政府服務(wù)平臺(tái)是由政府主導(dǎo)的為社會(huì)企業(yè)、公眾提供信息資源、市場(chǎng)資源、法規(guī)監(jiān)管、公共數(shù)據(jù)等服務(wù)的平臺(tái)；社會(huì)公共網(wǎng)絡(luò)服務(wù)平臺(tái)則是實(shí)現(xiàn)社會(huì)信息資源開(kāi)放共享的平臺(tái)，政府、企業(yè)、公眾均可以將其想要開(kāi)放的信息投放到該平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)信息的共享。
用戶平臺(tái)
用戶平臺(tái)是系統(tǒng)最終實(shí)現(xiàn)用戶享受服務(wù)的平臺(tái)，其對(duì)應(yīng)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(guò)用戶域的用戶系統(tǒng)與用戶層的移動(dòng)通信終端、專用終端、互聯(lián)網(wǎng)終端、無(wú)線局域網(wǎng)終端等用戶端相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)用戶享受服務(wù)的功能。
在系統(tǒng)具體運(yùn)行過(guò)程中，各能源用戶可通過(guò)用戶平臺(tái)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(yīng)的控制信息對(duì)表端發(fā)出相應(yīng)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(luò)查詢、網(wǎng)絡(luò)支付、網(wǎng)絡(luò)提示、網(wǎng)絡(luò)預(yù)期、服務(wù)數(shù)據(jù)下載、在線業(yè)務(wù)申報(bào)等服務(wù)。
物聯(lián)網(wǎng)智能網(wǎng)關(guān)
物聯(lián)網(wǎng)智能網(wǎng)關(guān)在物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代扮演著非常重要角色，其是連接感知網(wǎng)絡(luò)與傳統(tǒng)的移動(dòng)、互聯(lián)網(wǎng)等通信網(wǎng)絡(luò)的紐帶，可以實(shí)現(xiàn)感知網(wǎng)絡(luò)和基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)以及不同類型的基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)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(guān)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(guān)屬于傳感平臺(tái)的物理實(shí)體，其同樣是整個(gè)系統(tǒng)的關(guān)鍵設(shè)備，是對(duì)象平臺(tái)各物聯(lián)網(wǎng)智能能源表與對(duì)應(yīng)能源公司通信服務(wù)器之間實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程無(wú)線通信的中間關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)，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(guān)在該組網(wǎng)結(jié)構(gòu)中的關(guān)鍵橋梁作用，其下游端通過(guò)RF射頻無(wú)線通信技術(shù)實(shí)現(xiàn)與各物聯(lián)網(wǎng)智能能源表的連接，上游端則通過(guò)接入GPRS網(wǎng)絡(luò)或者Internet網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)與各能源公司之間的通信。
物聯(lián)網(wǎng)智能網(wǎng)關(guān)的主要功能特點(diǎn)
?。?）兼容通信功能
通過(guò)體系、接口整體規(guī)劃以及通信協(xié)議的標(biāo)準(zhǔn)化，使物聯(lián)網(wǎng)智能網(wǎng)關(guān)具有廣泛的兼容通信能力。該功能的實(shí)現(xiàn)，使物聯(lián)網(wǎng)智能網(wǎng)關(guān)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(jìn)行通信，并且還能夠與上述其中任意兩種、三種或者同時(shí)與四種物聯(lián)網(wǎng)智能能源表進(jìn)行兼容通信。在實(shí)際應(yīng)用過(guò)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(yīng)用情況，使用同一套物聯(lián)網(wǎng)智能網(wǎng)關(guān)設(shè)備與自己的物聯(lián)網(wǎng)智能能源表建立通信關(guān)系，進(jìn)行信息的采集和控制命令的下達(dá)，從而實(shí)現(xiàn)兩表、三表或者四表集中通信。
（2）雙向通信功能
物聯(lián)網(wǎng)智能網(wǎng)關(guān)具有雙向通信功能，即物聯(lián)網(wǎng)智能網(wǎng)關(guān)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(guò)物聯(lián)網(wǎng)智能網(wǎng)關(guān)雙向通信功能的實(shí)現(xiàn)，可保證各物聯(lián)網(wǎng)智能能源表與對(duì)應(yīng)能源公司之間的通信是實(shí)時(shí)雙向的。
?。?）獨(dú)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?xì)獗?、物?lián)網(wǎng)智能熱力表四種能源表能夠通過(guò)同一套物聯(lián)網(wǎng)智能網(wǎng)關(guān)設(shè)備分別與對(duì)應(yīng)的水務(wù)公司、電力公司、燃?xì)夤疽约盁崃具M(jìn)行實(shí)時(shí)的雙向通信，但不同能源表與對(duì)應(yīng)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(dú)立的通信信道，各通信信道之間的信息相互獨(dú)立，互不影響。
通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)智能網(wǎng)關(guān)的兼容通信功能、雙向通信功能、獨(dú)立通信信道功能，不僅實(shí)現(xiàn)了各物聯(lián)網(wǎng)智能能源表與對(duì)應(yīng)能源公司管理系統(tǒng)之間的集中通信，同時(shí)還使其間的通信具有獨(dú)立通道實(shí)時(shí)雙向的特點(diǎn)，保證了各能源公司的信息是獨(dú)立運(yùn)行、獨(dú)立管理的。