DQZHAN訊：四表集抄的關(guān)鍵網(wǎng)絡(luò)技術(shù)

有無線通信技術(shù)

現(xiàn)場總線技術(shù)，主要是Mod-Bus、RS485、EarthNet、CAN、LonWorks。通常EarthNet是全雙工的，其它都是半雙工的；長距離抗干擾傳輸實(shí)現(xiàn)，Mod-Bus靠的是高的模擬電壓，其它靠的是差分信號。運(yùn)用時(shí)應(yīng)注意接口電路的布局布線和連接設(shè)計(jì)要到位。

無線通信技術(shù)，短距離通信主要是2.4GHz頻段“跳頻對碼”的ZigBee、BlueTooth、WiFi和簡易短距通信，移動(dòng)通信包括GPRS或CDMA形式的2G/3G/4G/LTE/5G，簡易短距通信性價(jià)比高，3G/4G通信連通性好，運(yùn)用時(shí)應(yīng)注意前端射頻電路的布局布線和連接設(shè)計(jì)。

電力載波通信PLC，有寬窄帶、高低速、高低壓之分，通常選用低壓窄帶高速PLC芯片或模塊加以實(shí)現(xiàn)。運(yùn)用時(shí)應(yīng)注意接口驅(qū)動(dòng)電路的布局布線和連接設(shè)計(jì)。

局部串行接口技術(shù)

有無線通信多以接口通信芯片或模塊實(shí)現(xiàn)，涉及眾多局部串行接口通信，主要是UART、IIC、SPI、SDIO、USB或SAI/1-wires。SAI/1-wires是一線接口，靠一根線供電和傳輸數(shù)據(jù)。一般地，UART、SPI、SDIO是全雙工工作的，其它都是半雙工的。USB總線是差分傳輸?shù)?，有低、全、高的速度區(qū)別和批量、中斷、同步傳輸?shù)刃问?。這些總線基本上都有主從之分。

嵌入式系統(tǒng)通信傳輸

采集器、集中器、計(jì)量表的數(shù)據(jù)傳輸，就是嵌入式網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用通信系統(tǒng)的建立和實(shí)現(xiàn)，包括計(jì)量表的接口轉(zhuǎn)換模塊。ARM處理器為核心的嵌入式網(wǎng)絡(luò)通信關(guān)鍵是對所需有無線通信芯片或模塊的驅(qū)動(dòng)，即接口或外設(shè)的驅(qū)動(dòng)程序設(shè)計(jì)，首先是局部串行接口的驅(qū)動(dòng)，是**驅(qū)動(dòng)，然后是通過**驅(qū)動(dòng)操作的有無線通信芯片或模塊，是二級驅(qū)動(dòng)。驅(qū)動(dòng)程序包括初始化配置和收發(fā)數(shù)據(jù)操作，收發(fā)數(shù)據(jù)有查詢、中斷和直接數(shù)據(jù)存儲DMA等多種方式，通常以查詢方式運(yùn)行數(shù)據(jù)發(fā)送，中斷方式完成數(shù)據(jù)接收。

web網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)通信傳輸

web網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)年P(guān)鍵是瀏覽器或app與服務(wù)器之間的前后臺通信通道暢通無阻。注意服務(wù)器IP地址，專用光纖等IP地址固定則很容易訪問，IP地址動(dòng)態(tài)變化不久就會(huì)阻塞，可以選用“域名訪問”通過一些代理解析服務(wù)從而達(dá)到通信始終暢通，如“花生殼”動(dòng)態(tài)解析服務(wù)。還需注意服務(wù)器的防火墻、路由等**設(shè)置，開放對外公開的進(jìn)出站接口規(guī)則的限制，外部訪問請求及時(shí)進(jìn)入就有保證了。另外，還需注意服務(wù)器是否受虛擬專網(wǎng)VPN、移動(dòng)接入APN等的相關(guān)限制，應(yīng)該設(shè)法尋找并撤除存在的限制。

網(wǎng)絡(luò)軟件的層次結(jié)構(gòu)

兩種通用網(wǎng)絡(luò)類型的架構(gòu)體系：可以跨平臺的Java-J2EE-myEclipse-SSH-JSP和針對Windows的C#-.Net-VS-EF-ASP，都可以實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代的4-N層簡易實(shí)用網(wǎng)絡(luò)軟件系統(tǒng)。SSH即Strutrs、Spring和Hibernate，可靠高效，應(yīng)用普遍，它含有傳統(tǒng)M(Mode)-V(View)-C(Controller)規(guī)劃結(jié)構(gòu)，Spring整體調(diào)度管理，Hibernate處理數(shù)據(jù)庫等后臺操作，Struts處理前端頁面交互訪問。EF，即EntityFromwork，類似SSH。運(yùn)用時(shí)要注意SSH框架并用時(shí)的沖突解決和Struts行為Action與傳統(tǒng)Serverlet并用時(shí)的沖突解決，如：同時(shí)引入基于SSH的Geoserver地圖服務(wù)，serverlet實(shí)現(xiàn)的頁面局部數(shù)據(jù)無閃爍更新。

數(shù)據(jù)的存儲管理

數(shù)據(jù)表規(guī)劃既要注意緊湊合理又要注意相互關(guān)聯(lián)，特別是數(shù)據(jù)表關(guān)聯(lián)，定義其相互間的對應(yīng)關(guān)系，如一對一、多對一、一對一，盡可能回避“多對多”，如果存在“多對多”要設(shè)法拆分成“多對一”和“一對多”；關(guān)聯(lián)并且合理，軟件運(yùn)行效率就會(huì)大大提高。嵌入式應(yīng)用系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫應(yīng)更緊湊小巧，如選用SQLite并按通信傳輸順序排列數(shù)據(jù)表及其表列。針對基于已有分系集抄系統(tǒng)的整合集抄運(yùn)用，應(yīng)該充分利用各系的數(shù)據(jù)庫服務(wù)器；相同非特別重要數(shù)據(jù)，公共服務(wù)器不存儲，既避免公共資源重復(fù)存儲浪費(fèi)空間，又為以后大數(shù)據(jù)分布存儲改造提升奠定了基礎(chǔ)。

頁面豐富完善技術(shù)

軟件體系架構(gòu)工具生成的頁面基本上都是靜態(tài)的，需要進(jìn)一步豐富完善，以增強(qiáng)可用性和滿足用戶眼球的高度奢求?？梢酝ㄟ^DIV+CSS技術(shù)直接調(diào)整或運(yùn)用DreamWeaver/FontPage傻瓜式獲得所需的頁面布局?？梢赃x用PhotoShop、Flash制作動(dòng)畫或視頻加入頁面進(jìn)一步豐富人機(jī)界面。可以使用JavaScript、jQerry、ajax、AS等腳本語言完成驗(yàn)證、登陸、音視頻切換、地圖/曲線顯示、移動(dòng)焦點(diǎn)行列突現(xiàn)等功能?？梢酝ㄟ^openLayer加載Geoserver地理信息系統(tǒng)GIS實(shí)現(xiàn)地圖指示?？梢赃x用jsCharts、highCharts、fusionCharts等插件完成曲線柱圖等查詢分析圖線指示。

電磁兼容應(yīng)對與改進(jìn)

四表集抄網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)是基于計(jì)量表、采集器、集中器等諸多測控傳輸終端的信息管理系統(tǒng)，必須綜合考慮這些測控傳輸終端及其連接通道的電磁兼容EMC(ElectroMagneticCompatibility)應(yīng)對和改造，確?？煽砍韨鬏敵晒β?。電磁兼容應(yīng)對和改造的環(huán)節(jié)有連接、接地、電源、濾波、隔離、屏蔽、靜電防護(hù)ESD、雷電防護(hù)ES等，充分運(yùn)用電阻R電感L電容C無源模擬濾波、RC有源模擬濾波、軟件數(shù)字濾波及其模擬仿真，注意集成電路ASIC/電子模塊選型和制作監(jiān)測終端成品的EMC認(rèn)證，把相關(guān)電子電路及其印刷電路板PCB設(shè)計(jì)制作的電磁兼容和抑制EMS切實(shí)落實(shí)到位。

軟件設(shè)計(jì)成熟度考慮

四表集抄網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)是一個(gè)綜合性的測控信息軟件管理系統(tǒng)—互聯(lián)網(wǎng)+四表集抄，蘊(yùn)含“大數(shù)據(jù)+云計(jì)算+工業(yè)4.0”，關(guān)系千家萬戶和每個(gè)政-企-事單位，方案規(guī)劃設(shè)計(jì)階段必須確定自身的軟件成熟度CMMI(CapabilityMaturityModelIntegration)規(guī)格。五個(gè)CMMI能力等級：執(zhí)行級、管理級、定義級、量化管理級、優(yōu)化管理級，四表集抄網(wǎng)絡(luò)軟件系統(tǒng)起碼是：定義級出發(fā)，量化管理級要求，優(yōu)化管理級追求；*好是：量化管理級設(shè)計(jì)，優(yōu)化管理級追求。

小結(jié)

四表集抄，勢在必行，方興未艾。“互聯(lián)網(wǎng)+四表集抄”的綜合集抄體系網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，既兼顧現(xiàn)有各系集抄服務(wù)的現(xiàn)狀，又具有大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、工業(yè)4.0的公共服務(wù)擴(kuò)展，還趕上了現(xiàn)代嵌入式網(wǎng)絡(luò)硬軟件通信技術(shù)與web網(wǎng)絡(luò)軟件系統(tǒng)快速構(gòu)造的高科技時(shí)代列車，在理論和實(shí)踐前赴后繼、不斷豐富完善的基礎(chǔ)上，一定能夠迅速發(fā)展、普及應(yīng)用起來。