基于Web和硬件可重構技術的遠程抄表設計

引言
　　
隨著計算機技術的發展，遠程抄表技術逐漸得到廣泛的應用。通過實行一戶一表以及自動遠程抄表，可以做到及時、準確地進行數據采集，并且提供了一種對欠費用戶進行有效管理的手段。遠程抄表系統通常主要由計量儀表、數據集中器、通信網絡以及抄表程序四個部分組成。計量儀表完成信息轉換、數據存儲功能，并支持通過本地通信網絡與數據集中器進行數據交換。數據集中器完成數據匯聚功能，并能與抄表程序進行遠程數據交換。抄表程序則借助通信網絡從數據集中器獲取計量數據，并存入數據庫中。在絕大多數遠程抄表系統中，計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據查詢、統計等操作都是典型的數據庫應用系統，差別也不大。相比之下，通信網絡以及與之緊密相關的數據集中器則是不同系統之間差異較大的地方，同時也是技術上的難點。
　　
針對以上問題，本文提出了一種基于Web和硬件可重構技術的遠程抄表系統結構。軟件方面，它在數據集中器中利用一個嵌入式Web服務器來負責數據的傳送任務，采用HTTP作為通信協議。客戶端則是操作系統自帶的Web瀏覽器，從而可以解決各個系統之間由于通信協議不同而造成的兼容性問題，而且節省了抄表客戶端的軟件開發成本。硬件方面，采用硬件可重構技術和基于IP核的設計方法，在單個FPGA芯片上實現了數據集中器。即使將來需要對系統進行改進和升級，也只需對FPGA芯片的配置文件進行修改，而不必報廢整個硬件系統，從而保護了已有的硬件投資，降低了系統的維護成本。另外，數據集中器上的通信接口也可以借助硬件可重構技術很方便地更改，因而能夠適應各種硬件環境。
　　
遠程抄表系統的體系結構
　　
基于Web的遠程抄表系統的體系結構如圖1所示(以電表為例)。

　　
圖1　基于Web的選程秒表系統的體系結構