基于Web和硬件可重構(gòu)技術(shù)的遠(yuǎn)程抄表設(shè)計(jì)

引言
　　
隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，遠(yuǎn)程抄表技術(shù)逐漸得到廣泛的應(yīng)用。通過實(shí)行一戶一表以及自動(dòng)遠(yuǎn)程抄表，可以做到及時(shí)、準(zhǔn)確地進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，并且提供了一種對欠費(fèi)用戶進(jìn)行有效管理的手段。遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)通常主要由計(jì)量儀表、數(shù)據(jù)集中器、通信網(wǎng)絡(luò)以及抄表程序四個(gè)部分組成。計(jì)量儀表完成信息轉(zhuǎn)換、數(shù)據(jù)存儲功能，并支持通過本地通信網(wǎng)絡(luò)與數(shù)據(jù)集中器進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。數(shù)據(jù)集中器完成數(shù)據(jù)匯聚功能，并能與抄表程序進(jìn)行遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)交換。抄表程序則借助通信網(wǎng)絡(luò)從數(shù)據(jù)集中器獲取計(jì)量數(shù)據(jù)，并存入數(shù)據(jù)庫中。在絕大多數(shù)遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)中，計(jì)量儀表通常沒有太多差別，而對于抄表程序以及緊接其后的各種數(shù)據(jù)查詢、統(tǒng)計(jì)等操作都是典型的數(shù)據(jù)庫應(yīng)用系統(tǒng)，差別也不大。相比之下，通信網(wǎng)絡(luò)以及與之緊密相關(guān)的數(shù)據(jù)集中器則是不同系統(tǒng)之間差異較大的地方，同時(shí)也是技術(shù)上的難點(diǎn)。
　　
針對以上問題，本文提出了一種基于Web和硬件可重構(gòu)技術(shù)的遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。軟件方面，它在數(shù)據(jù)集中器中利用一個(gè)嵌入式Web服務(wù)器來負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的傳送任務(wù)，采用HTTP作為通信協(xié)議。客戶端則是操作系統(tǒng)自帶的Web瀏覽器，從而可以解決各個(gè)系統(tǒng)之間由于通信協(xié)議不同而造成的兼容性問題，而且節(jié)省了抄表客戶端的軟件開發(fā)成本。硬件方面，采用硬件可重構(gòu)技術(shù)和基于IP核的設(shè)計(jì)方法，在單個(gè)FPGA芯片上實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)集中器。即使將來需要對系統(tǒng)進(jìn)行改進(jìn)和升級，也只需對FPGA芯片的配置文件進(jìn)行修改，而不必報(bào)廢整個(gè)硬件系統(tǒng)，從而保護(hù)了已有的硬件投資，降低了系統(tǒng)的維護(hù)成本。另外，數(shù)據(jù)集中器上的通信接口也可以借助硬件可重構(gòu)技術(shù)很方便地更改，因而能夠適應(yīng)各種硬件環(huán)境。
　　
遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)
　　
基于Web的遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)如圖1所示(以電表為例)。

　　
圖1　基于Web的選程秒表系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)