关键词：RFID技术；交通；应用
中图分类号：O434文献标识码： A
引言
随着信息技术的飞速发展，全社会信息化建设的步伐不断加快，信息化受益所涉及的领域也不断的扩大，时下交通行业信息化建设也有了一定的发展，但仍然存在着一些问题，如由于受传统思维和习惯的影响，当前的交通行业统计工作仍然以手工作业为主，受人的主观因素制约较为明显和突出，大大影响了工作的低效率和信息的准确度。RFID技术是一种非接触的自动识别技术，是射频技术在识别领域的应用，是本世纪十大重要技术之一。
一、RFID技术简述
1、RFID的概念及其工作原理
无线射频识别(Radio Frequency Identification简称RFID)通过射频信号作非接触式自动识别并获取有用信息。射频识别产品体积小，可附着在需辨别实体上，以非接触方式快速读取储存信息。一般而言，RFID系统由读写器、电子标签和数据管理系统三部分组成。读写器读写电子标签信息，通过网络与其他计算机通讯，获取电子标签信息，并进而解释及数据管理。电子标签由RED芯片和天线组成，每个芯片含唯一识别码，表示电子标签所附着物体。数据管理系统完成数据信息存储及管理，可由简单小型数据库担当，也可集成RFID管理模块的大型ERP数据库管理软件。
RFID系统的组成及其工作原理。RFID系统因应用不同其组成会有所不同，但基本都由电子标签（Tag）、阅读器（Reader）和数据交换与管理系统（Processor）三大部分组成。电子标签（或称射频卡、应答器等），由耦合元件及芯片组成，其中饱含带加密逻辑、串行EEPROM（电可擦除及可编程式只读存储器）、微处理器CPU以及射频收发及相关电路。电子标签具有智能读写和加密通信的功能，它是通过无线电波与读写设备进行数据交换，工作的能量是由阅读器发出的射频脉冲提供。阅读器，有时也被称为查询器、读写器或读出装置，主要由无线收发模块、天线、控制模块及接口电路等组成。阅读器可将主机的读写命令传送到电子标签，再把从主机发往电子标签的数据加密，将电子标签返回的数据解密后送到主机。数据交换与管理系统主要完成数据信息的存储及管理、对卡进行读写控制等。
RFID卡与读写器实现数据通信过程中起关键的作用是天线。一方面,无源的RFID卡芯片要启动电路工作需要通过天线在读写器天线产生的电磁场中获得足够的能量；另一方面,天线决定了RFID卡与读写器之间的通信信道及方式。一般是15米以内，GPS定位输出为每秒1次，经过CPU处理，向中心传输，一般30秒一个点，传输时间很短，就是GPRS上网时间。上网方式通常是HTTP或TCP，当然还有几种，如客户端方式等。
2、RFID的特性
读写速度快：传统条码、IC卡等识别技术一次只扫描一条记录，而RFID非接触方式及无方向性要求，标签一进入磁场，解读器即时读取其中信息，几毫秒就可完成一次读写。防冲撞机制使之可同时处理多个标签，实现批量识别，每秒同时最多可识别50个，能在运动中识别；形状多样、体积小：RFID读取时不受形状与尺寸限制，不需为读取精度而配合纸张固定尺寸和印刷品质。此外，其标签往小型化与多样态发展，可用于不同产品；环境适应能力强：RFID对水、油、药品等的抗污性强，RFID在脏污或黑暗中也可读取数据；可重复使用：RFID为电子数据，可反复被覆写回收标签重复使用；穿透性好，无障碍阅读：即使被覆盖，RFID也可穿透木材、纸张和塑料等非金属或非透明材质，作穿透性通信。不过其对于铁质金属就无法通讯；数据记忆容量大：容量随记忆规格发展而扩大，未来物品所需携带资料愈来愈大，对卷标所能扩充容量需求也增加，而RFID不会受到限制；安全性高：RFID按国际统一电子产品代码的编码制在出厂前就固化在芯片中的，不重复、不可复制。数据可加密，扇区可独立一次锁定，并根据用户需求锁定重要信息，难仿冒、难侵入。
二、RFID系统在当今的交通运输业发展中的应用分析
RFID作为一种交换性的标识技术，在西方发达国家已经出现了普及化的趋势，而且该技术在西方发达国家的研制中越来越趋向专业化。在交通运输行业中的物流管理、材料管理、服务性领域与工业自动化领域显示出强大的优势，有着光明的前景。而在中国，RFID系统发展相对缓慢，但是在交通运输行业已经显示出强大的应用效力，主要作用于铁路列车的车号识别、交通运输中集装箱的管理、高速公路关卡的收费、当下比较推广流行的门禁管理等方面。下面我们结合RFID的系统优势进行具体的应用分析论述。
1、铁路列车车号的识别应用分析
铁路上比较苦恼的是列车车号的识别，众多列车车厢，当遇到突发与危险情况时很难在短时间内确定出事列车车号，而RFID系统适用于所有的铁路机车与货车，通过在机车上安装电子性标签，并且在所有路段进、编组站点、中大型的货运站分界点进行地面识别设备的安装，通过车站信息中心枢纽的专门的计算机车站集中管理系统进行列车车号的掌握与分析，在各大铁路部门之间建立有效联系的铁路运输管理系统。对特定车号的车次进行分析与追踪，十分便捷。
2、集装箱的管理分析
RFID系统在集装箱的管理中也优势明显。首先，基于RFID系统的集装箱管理系统能够实现对集装箱运输过程中的物流追踪与定位，根据获取的物流信息进行实时跟踪记录。最大程度的避免集装箱在实际运输过程中可能出现的集装箱错箱、露箱失误。提高交通运输速度，提高集装箱运输的安全与可靠性能，在整体上提升我国集装箱运输服务的管理水平。还可以通过集装箱上的电子标签定位集装箱的固有信息，主要包括集装箱的型号、集装箱运输内容、集装箱的所有者、集装箱的尺寸等信息。通过RFID系统还可以实现集装箱错误信息的更改。如果集装箱货品类型，集装箱所有者、运单号码、集装箱运输路线发生错误时可以借助RFID系统进行自动的检索与数据清点，确保集装箱信息的准确无误，这些更正都可以通过系统固有的无线传输技术完成。检索与查找更加方便。
3、RFID系统支持的高速公路的自动收费管理
我国地域广阔，交通运输面临着极大的考验，而我国的交通运输管理中最关键的是高速公路的收费管理。RFID系统有效的解决了这一难题，这也成为RFID系统在交通运输行业中最为成功的应用。不仅提高了收费效率而且有效的避免了高速公路管理人员乱收费与贪污的现象。通过先进的非接触识别技术，车辆在高速路口完成正确的自动缴费，缴费效率提高的同时也解决了高速公路常见的拥堵现象，尤其是在节假日高速公路不收费的情况下，RFID系统的优势是十分明显的。这是如何实现的呢，RFID系统的射频卡安装在车辆的挡风玻璃之后，面对多车道的情况，可以采用人工收费与自动收费并存的收费方式，高速公路管理更加规范与科学，并体现出人性化的特点。
4、城市交通调度管理系统
城市交通调度管理是智能交通管理系统的核心组成部分。RFID技术则是交通调度管理系统中信息采集的有效手段。利用将RFID应用于公交车场管理系统，可以实现公交车进出站时信息自动采集，不用停车，这样公交调度系统能准确掌握公交停车场车辆进出的实时动态信息。通过对采集的数据进行分析，能更合理地安排车辆，从而实现公交车辆的智能化管理，提升城市形象。
RFID技术手段具有很高的经济性，与全球卫星定位系统（GPS）等技术相比具有安装方便、适应性强、成本低、车辆无需改造等特点。
5、智能停车场管理
智能车场体系能有效、精确、智能的对进出停车场的系统车辆和非系统车辆的数据信息进行辨认、收集、记录并按需求上传、处理，而且可经过相应人工干预进行弥补，避免非正常事件影响。当车辆驶入/出门禁天线通信区时，天线以微波通讯的方式与进行双向数据交换，从电子车卡上读取车辆的有关信息，在司机卡上读取司机的有关信息，主动辨认电子车卡和司机卡并判断车卡是不是有用和司机卡的合法性，车道操控电脑显现与该电子车卡和司机卡一一对应的车牌号码及驾驶员等材料信息；车道操控电脑主动将经过时刻、车辆和驾驶员的有关信息存入数据库中，车道操控电脑依据读到的数据进行判断完成通行和收费办理。
6、公共自行车管理
公共自行车体系由公共自行车、锁柱、网点管理、后台体系四大基础部分构成。每个使用公共自行车的人都要办理一张RFID卡，上面标有身份证等个人信息辨认记录，并且在租车、还车时都要在公共自行车专用车架装备的电脑锁柱上刷卡。后台体系中央管理中心能够监控到每个网点每一辆车的状况。自行车前旁边面装有车栓，与网点的锁柱衔接，内置RFID对自行车的身份进行仅有辨认。锁柱内还有读卡器和处理芯片，能够独立主动处理市民的租借事务。
北京、上海、武汉等多个大中城市正在逐步完善公共自行车系统，市民凭智能卡从租赁网点取车，到达目的地后在另一网点存放，由智能系统识别和保存，使公共自行车成为公交体系末端组成部分，缩短市民在乘坐公交车等前后步行距离，方便市民出行。
7、基于RFID的车辆识别系统
（1）总体方案
车辆出入识别系统是在每一个车辆上安装RFID识别卡，将电子识别标签作为车辆信息的载体，利用射频识别设备、车辆检测设备和PC机等硬件设备构建车辆信息采集系统，然后通过软件编程实现硬件设备的调用和通信，采集电子识别卡上的信息，实时记录车辆的出入信息，对过往车辆进行自动识别和信息采集，加强对车辆的出入管理。基于RFID的车辆识别系统主要由前端信息采集单元、车载信息单元（电子车卡和司机卡）、数据处理中心、用户终端应用系统、信息传输系统组成。
（2）硬件系统
基于RFID的车辆识别系统的硬件包括电子标签、阅读器和天线组成。电子标签内记载所标识车辆在管理部门登记在册的合法信息，通过系统软件可以对每个标签进行授权，以鉴别该车辆是否有权通过此门。本系统选用的汽车电子识别标签尺寸同普通IC卡一样，主要由纸质面层、以聚脂薄膜为基片的印刷电路层和纸质背层三部分粘合组成。智能读写器主要安装在大门出入口、车辆经过需要监控的交通路口，负责驱动天线发射信号或接收天线返回的信号，分析处理放置在车辆上的电子标签数据，同时将这些数据传送到系统的PC服务器中，通过系统软件对进出的车辆做出迅速的识别和记录。射频天线用来发射无线信号激活电子标签，同时接收电子车证反馈的无线射频信号，并将这些信号传送给读写器。系统选用TDJ系列定向天线，能够保证发射天线的极化方向始终与电子标签接收天线的极化方向一致，全面接收能量。
（3）软件系统
基于RFID的车辆识别系统由系统设置模块、通讯模块、卡信息管理操作、车辆出入数据监控模块组成，各模块采用SQL作为数据库。系统设置模块包括登录密码设置、管理员密码设置、通讯端口设置、车型设置、单位设置和退出系统等功能。通讯功能模块完成控制指令的发送和实时数据接收，是车辆识别管理系统能实时正常工作的核心。通讯功能模块包括停止监控、监控器对表、发送黑名单（禁止通行）和删除黑名单等功能。卡信息管理模块可以进行注册卡发卡、修改信息、报失卡、取消报失、旧卡换新和读卡信息等操作，系统操作人员在发卡时经由通信适配器读取在RFID读卡器上的卡片信息；每张卡通过卡号与车辆信息建立数据关联，发卡的时候将射频卡的卡号和车辆即车主进行绑定，并保存在计算机的数据库里面。车辆出入数据监控模块对射频信号进行自动采集，实时监控出入的车辆状态。当持卡车辆进出系统大门设置的识别区域时，其随身携带的射频卡被应用系统快速识别，数据采集系统自动采集电子车牌内数据，进入系统数据库查询并判断该车辆是否为合法车辆，决定是否让其通行。
三、RFID技术在交通领域的发展前景
1、RFID电子车牌。将RFID技术应用于电子车牌，可以在电子车牌内记录详细的车辆信息，各路面探测系统通过对电子车牌进行远距离读取，实现车辆识别监控管理等功能。
2、智能信号灯控制。通过安装在路口的RFID阅读器可以探测并计算出某两个红绿灯区间的车辆数目，从而智能地计算红灯或绿灯的分配时间。如果一个道路走向上的车辆足够多，该走向上的交通信号灯将自动变味绿灯，而另一个道路走向上将变为红灯。RFID技术运用于智能信号灯控制可以有效的缓解城市的交通拥堵。
3、进入控制。通过装在路口的RFID阅读器，并辅以其他自动控制系统，可以不让特定类型的车辆、或有违章记录的车辆进入某区域或某路段，达到进入控制的目的。
4、智能停车场管理。不仅可以对停车场、小区车辆门禁自动收费监控管理，还具有停车场、小区泊位查询管理功能。
5、特殊车辆的监控。对危险车辆、校车、公车、出租车、公共自行车进行统一管理。如将RFID技术运用于危货运输车辆的监管，时刻查询车辆行驶路线，避免车辆进入人流车流密度大，交通事故多发路段，对车辆技术状态实时监控。
6、配合无线传感器网络形成车联网。RFID配合无线传感器网络（WSN）可以克服RFID抗干扰能力差、搜集数据依靠阅读器的缺点，形成WSID网络，实现车车、车路通信和定位等功能。
7、交通统计。运用RFID技术进行交通统计，克服现有统计制度统计数据精度不高，类别单一的缺点，为交通管理部门提供各种车辆、船舶的精确交通流数据，实现交通监管信息化、智能化，另外还可以为交通规划提供基础数据。
结束语
我们不难发现RFID系统在交通运输业中的作用越来越被凸显，作用越来越重要，即使RFID系统在实际使用的过程中也暴露出部分问题，但是从其总体发展趋势来看，其应用将更加广泛，涉及到各个领域，其管理、记录与监控功能将在新技术的支撑下实现性能的更加优化，功能更加完善，设计更加人性，在各行各业中发挥其技术上的优势，推动我国各项产业的稳定发展。
参考文献
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随着我国经济发展的需要，高素质人才的缺口越来越大，为此，强化教育教学，提高人员素质成为了社会发展必须要解决的一个重大问题。在教育重视程度不断强化的基础上，教育教学的理念和技术有了显著的发展，更多的先进技术在教育中得到了应用，教学资源的丰富化也在进一步实现。就目前的教学现状而言，积极进行教学资源的建设，一方面可以提升教育教学的广泛性，另一方面可以强化教学的深入性，所以利用现代化方式采集资源意义重大。网络技术和信息技术是现阶段利用的较为普遍的技术，此技术的突出优势是信息传递速度快，而且采集范围广，对于教学资源的建设有着重要的意义，所以本文就网络信息采集技术辅助教学资源建设进行研究分析，目的是积极探讨技术利用，从而建立起更加规模化和专业性的教学资源。
【关键词】
网络信息采集技术;辅助教学;资源建设
教学资源建设是现代教育教学的一项重要内容，强化资源建设不仅可以丰富教学内容，而且通过教学资源的共享，实现教育教学质量的整体提升。过去的教育资源采集，主要依靠的是渠道的力量，但是由于渠道建设的投入巨大，而且效果不显著，所以积极探讨其他教育资源建设采集方式意义重大。目前的社会，信息技术和网络技术应用广泛，网络资源更是层出不穷，所以积极利用信息网络技术，进行网络信息的采集，可以更好地帮助教学资源的采集，从而实现教学资源库的建设，进而帮助教学质量的提升。
一、利用网络信息采集技术辅助教学资源建设的客观性
(一)网络信息采集技术利用的必要性。
在目前的教育教学中，利用网络信息采集技术进行辅助教学资源的建设具有客观性，有限是因为此技术的利用十分的必要。过去的教学资源采集主要利用的是人工的力量，不仅资源获取的范围比较小，而且资源利用的共享率也比较低。目前，我国经济的发展对于教育的依靠越来越大，在这种环境下，实现教育教学质量和效果的提升，一方面要进行辅助资源教学的扩充，另一方面还要实现社会资源的共享，所以说积极利用网络信息采集技术十分的必要。
(二)网络信息采集技术利用的可能性。
网络信息采集技术利用的可能性主要是因为现阶段的社会发生了两点改变:一是信息技术和网络技术迅速发展并在社会生活中得到了普遍的应用，与之相关的设备在人们生活中的利用率有了明显的普及，换言之就是网络信息采集技术利用有了必要的客观基础。二是人们为了方便办公、生活和学习，计算机常识普遍提升，利用技术也有了明显的进步，所以网络信息采集技术的利用条件愈加成熟。在客观物质基础之上，主观应用条件的不断成熟，为网络信息采集技术的普遍化利用提供了可能。
二、利用网络信息采集技术辅助教学资源采集的意义
(一)可以实现教学资源的共享。
网络信息采集技术在辅助教学资源采集中具有重要的意义，利用此技术可以实现教学资源的共享。在过去，辅助教学资源的采集依靠人工化进行，采集到的资源也大都集中在固定的范围内被固定的区域人员所使用，所以资源的利用价值不高。现如今，利用网络信息采集技术进行辅助教学资源的采集，不仅实现了采集范围的扩大化，而且可以将采集到的资源录入到网络共享资源库当中，这样，只要通过网络就可以进行资源的利用。这种技术的利用大大提升了资源的交流，使得资源利用价值成倍提升。
(二)有助于课程的层次化适应。
利用网络信息采集技术进行辅助教学资源的采集，另一个突出的意义在于可以实现课程层次化的适应。因为我国的教育有不同的阶段划分，而不同阶段所利用的辅助教学资源的专业性也有差异。所以利用网络信息采集术可以在不同的阶段教学中，选用适合自己层次的教学资源，当然，利用丰富的教学资源，还可以进行教学深化。所以说网络信息采集技术对于课程的层次化适应非常的有效。
三、强化网络信息采集技术辅助教学资源采集的措施
(一)强化校园网络的建设。
要积极利用网络采集技术进行辅助教学资源的采集必然要借助网络的力量，所以需要对校园的网络进行强化。校园网络的强化主要从两个方面进行:一是效率化提升。效率化提升主要指利用更新设备、改换线路等措施使得校园网络的运行效率得到加速，这样，在进行网络信息采集的时候效率会更高。二是进行质量优化。质量优化重在校园网络的安全性建设。通过网络安全措施的进一步实施，使得校园网络的安全得到保障，那么其质量也会得到相应的提升。
(二)提高师生对于网络的认知和了解。
提高师生对于网络的认知和了解也是强化网络信息采集技术在辅助教学资源建设中的重要措施。辅助教学资源要想对教学产生更加显著的影响，不仅要实现资源的丰富化，更要完成资料的专业化。强化老师和学生对网络的认知和了解，可以积极利用老师和学生的力量在网络上进行教学资源的采集，通过不同个体的渠道差异，可以采集到更多具有丰富性的教学辅助资源，而且强化了网络认知之后，对于资源的筛选也会更加的到位，这样，辅助教学资源的专业性可以得到进一步提升。
(三)积极做好技术利用的相关培训。
积极做好技术利用的相关培训对于提升网络信息采集技术的应用效果强化也具有积极的意义。技术利用的相关培训主要包括两方面的内容:一是理论依据基础。通过这方面的培训，师生们对于网络信息采集技术的认知会有进一步的深化，对于利用过程中的问题认识也会有进一步的深入，这样，在分析问题和解决问题方面便会有所提升。二是相关技术的操作培训。通过操作培训的进行，技术利用的专业性会显著增强，解决问题的实践操作也会更加具有效果。
(四)重视资源的设计与连接。
重视资源的设计和连接也是强化网络信息采集技术应用的重要措施。此项工作主要从两方面进行:一是对收集到的辅助教学资源进行整体和分类，从而确定其具体的利用范围。二是将已经收集到的资源和与之相关的内容进行连接设计，从而实现资料查找和利用的便捷。简言之就是在辅助教学资源利用的过程中，通过科学的设计和连接使得资源的潜在利用范围发生扩大，这样，资源库原有的规模会得到进一步的扩充，其利用价值也会得到明显的提高。
四、结语
教学资源对于教学质量的提升意义重大，而目前的教学要想实现深入的增加和广度的扩展，需要对辅助教学资源进行扩展。网络信息采集技术在现实使用中具有较强的便捷性，而且由于渠道的多样化，信息资源的丰富性也比较强，所以在辅助教学资源的建设中，积极利用网络信息采集技术，可以实现辅助教学资源库的实时扩充，进而有效提升教学的质量。
作者：魏巍巍 单位：北京信息职业技术学院软件与信息工程学院
【参考文献】
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1电能信息采集技术概述
电能信息采集主要是借助自动化系统实现对电能数据的收集和处理，是计量电能的主要方式。该项技术的实现运用了较多的现代技术，比如电能计量技术、电力营销技术、计算机技术、电力负荷管理技术和数字通讯技术等，因此该技术的实际功能较多，不仅可以自动采集电能信息，还可以对电力系统的异常情况进行监测，实现用电分析等，其在电力系统中的运用具有重要的现实意义。
2运用电能信息采集技术的重要意义
2.1提高了电力企业的服务质量
电力企业运用电能信息采集技术后，将通过计算机技术分析和统计用户的电能使用情况，用户可以网上查询、核实自己的用电情况，也可以拨打相关热线电话了解用电情况，提高了电力企业的服务质量。同时，该项技术的使用能够快速、及时地为电力企业提供供电资料，便于电力企业作出正确的营销决策，为用户提供更好的服务。
2.2改变了电力营销模式
在传统的电力系统管理模式中，为统计用户的电能使用情况，电力营销人员需要挨家挨户地定期统计，不仅需要耗费大量的人力、物力，同时对电能的统计往往会存在一定的误差，致使用户与电力企业的关系不融洽，用户拖欠电费的情况时有发生，不利于电力营销工作的顺利开展。但是运用电能信息采集技术后，电力营销模式发生了较大改变，营销人员通过计算机统计便可方便、快捷地获取用户的用电信息，并实现对用户用电的控制，避免用户拖欠电费情况的发生。
2.3促进了电力营销的精细化管理
电力企业进行精细化管理不仅可以实现对电力资源的合理利用，还可以为电力企业创造更多的经济利益。在电力系统中运用电能信息采集技术对电力企业的精细化管理具有极大的促进作用，一方面，电力营销人员能够及时掌握用户的用电情况，根据用户不同的用电需求，科学制订电力营销策略；另一方面，使用该技术可以掌握电能质量和用电异常情况，有助于电力营销人员进行精细化管理。
2.4创造更多的经济效益
电能信息采集技术的使用不仅能减少电力企业抄表人员数量，同时也能极大地提高电能统计的工作效率，减少电能统计误差。根据不完全统计，采用电能信息采集技术后，电力企业的自动抄表比手工抄表效率高出近30倍，近千户的用电情况一般在2h内就可以完成统计，工作效率非常高，几乎无统计误差。可见，使用该技术能够节省大量的人力、物力，降低企业的管理成本，为企业创造更多的经济效益。
3电能信息采集技术的合理应用
3.1用电信息采集
将电能信息采集技术运用于电力系统后，用电信息采集将不再通过手工抄表实现，信息采集系统会根据时间设定，定期统计用户的用电情况，实现对用电信息的自动采集，并借助计算机软件汇总、整理用电信息，形成统计表格或统计图。同时，信息采集系统可对异常的用电情况进行监测，便于用电企业进行维修和管理。
3.2用户分类
当前，根据对电能的不同需求，可以将用户分为公用配电、居民用电和商业用电三种，其中，商业用电的级别可分为单相电、三相电和专变电等。不同的用户需求，电能信息采集技术的具体使用方案不同——公用配电只需实现电能信息收集即可；民居用电范围广，应实现对电能信息的集中收集；对于商业用电而言，需要安装专变采集终端。
3.3电负荷控制
电力系统的供需不平衡往往会导致电负荷运作，严重时，还会导致停电。这不仅会给用户带来生活上的不便和经济损失，同时也会损坏用电系统，影响电力企业的经济效益。将电能信息采集技术运用到电力系统，可实现对电负荷的控制——当电力系统出现电负荷时，相关电力管理人员能够及时获得信息，从而采取相应的措施保证电力系统的供需平衡，减少停电带来的经济损失。
3.4用电分析
对用户的用电情况进行分析是制订电力营销策略的基础，也是电网管理的重要依据。在运用电能信息采集技术前，用电分析工作主要由电力企业的相关管理人员完成，不仅对管理人员的业务水平要求较高，同时工作效率较低。充分运用电能信息采集技术后，系统会自动生成用电统计结果，并根据相关统计完成对用电情况的分析，以图表等形式制作成相关报表，供管理人员制订电力营销策略时参考。
4结束语
【 关键词 】 智能电网；用电信息；采集系统；智能电能表
New Technology of Electricity Information Collection System based on Smart Grid
Peng Han-qing
（Gaoyou City Power Supply Company of Jiangsu Province Power Company JiangsuGaoyou 22560）
【 Abstract 】 Along with the development of smart grid， The demand of the electric power enterprise to improve its efficiency increasing intense，and the service level continuously improve. The article analyzes the development of the electricity consumption information collection system，introduces the new technique of this system in smart grid.
【 Keywords 】 the smart grid； the electricity consumption information； collection system；intelligent ammeter
1 引言
智能电网的发展给电力技术带来革命性的发展，电能的发、输、变、配、用等各个环节都在不断走向智能化。用电信息采集是智能用电环节的重点技术，进行准确而有效的用电信息采集，有助于电网企业提升线损管理水平、优化电费计量、提供优质服务。
2 智能电网背景下的用电信息采集
2.1 用电信息采集推动智能电网发展
供电企业为了给电力用户提供更加优质的服务，必须提升电力营销管理水平，做好用电信息采集工作。通过对电力客户准确的用电信息采集，电力营销部门能够进行有效的电能市场需求预测，并对采集的信息进行分析和管理，确保电能收取方式科学合理，电价电费执行措施有效，确保售电市场健康发展。
基于用电信息采集对我国电力发展的重要性，提升用电信息采集的科学性、实时性、准确性也呼唤着智能用电技术的提升，要求在现有基础上，解决用电采集系统技术标准不统一、功能不完善、自动化程度低等问题，构建一个统一的用电信息采集智能化平台。
2.2 智能电网发展对用电信息采集提出新要求
2.2.1加强智能量测
智能电网发展要求构建与客户双向交互的电力流、业务流、信息流，这种新型供用电关系的构建就必然要求加强智能量测，融合智能技术和智能元件技术，使用智能电能表，能够对测量对象值展开智能甄别，通过高级量测和高速通信技术，提高抄表质量，从而有效降低抄表成本，提升供电企业的线损分析水平，促进配电网降低损耗，提升整体供用电服务质量。
2.2.2提供双向互动服务
未来的智能用电小区将融合智能用电交互终端、双向互动服务、分布式电源管理，并具有智能家居、电动汽车充电等业务，这些新业务为的出现，对用电信息的量测、采集的要求更高。同时，未来的电信网、广播电视网、互联网的“三网融合”，以及电力光纤到户都要求电网能够智慧的掌控和支配电力，自主选择使用电能的方式。
2.3 智能电网下用电信息采集发展原则
根据国家电网公司规划，在智能电网下将集中建成电力客户的用电信息采集系统，实现用电信息的实时采集和预付费控制，用电信息采集系统的建设按照“统一规划、统一标准、统一建设”的原则，实现电力客户用电信息采集的“全覆盖、全采集、全费控”，并能够支持新能源接入、阶梯电价以及与电力客户的双向互动服务。
3 智能电网下的用电信息采集新技术
如图1所示，为坚强智能电网下电力用户信息采集系统的闭环流程。包括各级电压用户、居民用户和配变的关口计量，进入电力用户用电信息采集系统，该系统信息能够与供电企业的营销业务管理系统和辅助分析决策系统交互，并可以将采集到的用电信息上送到智能用电信息共享平台。系统与电网之间还具有相应的系统检验、运行管理、安全防护体系。
该电力用户用电信息采集系统包括主站系统、通信网络、采集终端、智能电能表等。智能电网用电环节的重点是智能电能表的应用和用电信息采集系统的建设运行，而用电信息采集环节使用的智能新技术集中体现在：智能采集技术、交互终端技术、需方响应技术、高速通信技术、智能电表技术等。
3.1 智能电能表：进行智能用电信息采集
智能电能表与传统电能表的主要区别在于，传统电能表需要手动抄表，进行人工测量管理，而智能电网发展下，智能电能表的发展能够实现自动抄表、自动测量管理功能，支持智能家居下对电表、燃气表、水表的自动抄收和存储，以及根据实时抄表情况实现动态浮动电价，进行设备记录自检，并自我修复和矫正智能电能表的计量误差。智能电能表还配备安全芯片ESAM，通过加密处理实现用电信息的安全存储、身份认证、权限控制。
智能电能表主要由测量单元、数据处理单元、通信单元三部分组成，不仅具有传统电表的电能计量功能，还扩展了信息存储、自动存储、实时采集、动态监测、信息交互功能。测量单元主要进行电能的测量，完成对电能量的实时采集。数据处理单元能够对采集到的信息进行集中处理，将采集到的电压和电流信息转化成与电能成正比的脉冲输出，并经过单片机进行处理，最终转化为需要统计的各类用电量加以输出，实现费控功能，通信单元的通信信道物理层式独立的，具有冗余配置，支持RS485通信、红外通信、载波通信、公网通信模块，各类不同模块之间遵循DL/T 645-2007通信协议。
3.2 无线网通信：完成高效实时数据传输
高速通信技术是支撑智能用电信息采集的关键技术，用电信息采集采集系统还需要同营销信息系统相配合，构成统一完整的营销管理体系，与预付费电能表售电系统相配合，构成统一完整的预付费体系，统一实现电网在购电侧、供电侧、受电测三个环节进行电能采集的统一处理，将负荷管理、集中抄表、关口电能采集、配变监测全面整合，实现“分时电价、阶梯电价、全面预付费”的构想。
为了进行高效实时的数据传输，解决用户电表采集存在的问题，必须全面升级和发展高速通信技术。高速通信技术发展的趋势是全光纤通信，然而，由于全光纤技术点多、面广，投资和维护成本大，全面实现有一定难度，综合考虑终端数量、信道容量、覆盖范围、通讯方式等因素，目前智能用电信息采集使用了无线公网（包括3G/4G在内的新一代公网通信），并积极考虑投资无线专网，最终我国智能电网通信将逐渐从无线公网向无线专网、光纤通信过渡，实现更加高速、可靠、稳定的通信。
3.3 智能化营销：构建双向交互营销策略
从电力用户的角度出发，在传统的电能计量和收费模式下，电网用户只能够按照既定的电价来用电，而智能电网下实行了需方响应技术后，用户能够根据智能用电采集下用电负荷的变化，来实时调整自身用电措施，从而削峰填谷，提升电能的有效利用率，帮助电网降低负荷波动，加强能效管理，通过需求相应技术，电力用户对电能使用的参与意识增强，在新型智能设备的帮助下实现信息共享。
从供电企业的角度出发，应该实现营销管理现代化、营销业务智能化，可以实现智能化客户服务，包括：自动生成最优客户用电方案、实现电费的智能化多渠道缴纳、线路故障时帮助客户自动定位代供电方案、根据客户需要进行个性化服务定制、实现智能采集下的电能使用情况和电费使用情况可视化显示和控制等。通过智能用电信息采集和反馈机制，实现智能化的电力客户服务、营销业务管理和决策，从而为供电企业实现电力营销提供了更多元的途径。
4 结束语
智能用电已经成为未来用电的主流趋势，也是提升我国能源优化配置效率的重要载体，加强智能电网下用电信息采集系统新技术的研究，促进用电环节向着智能化、自动化、低碳化方向发展，不仅有利于加强电网用电信息采集的准确性，为新能源入网、阶梯电价征收、加强电网双向交互，也有利于加强对用电需求侧管理、提升电力营销水平，最终为国家智能电网战略的实现添砖加瓦。
参考文献
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[3] 王晓峰，李庚清.用电信息采集系统发展新趋势[J].电力需求侧管理，2010，12.
一直以来，条码扫描都是物流领域最为常用的高级数据采集形式，无论是在仓库通道、货站入口还是货场，它都拥有着极高的“人气”。虽然当今条码扫描可能仍代表着数据采集应用的主流，但在不远的将来，RFID、语音或直接部件打标(DPM)等解决方案将会博得客户青睐。
“融”与“合”
目前各种高级数据采集技术可以说是“百花齐放”，它们在实现数据采集的自动化和零错误方面发挥着重要作用。
举例来说，在仓库中，条码扫描、语音指示应用程序和RFID既可以单独使用，也可以强强联手，在它们强大功能的支持下，标准仓储职能将得以自动实施，而从接货到理货、补货、出货、分拣、包装和装运，整个流程也将得到大大简化。RFID将带来更细化的实时库存监控，其广泛的优势无疑会惠及仓储流程甚至整条供应链。
在货场中，RFID能够即时识别进出货场的集装箱、运输工具或其他资产。条码扫描可提供特定车辆的完整维护记录，让用户清楚预定的维护任务，从而简化车辆的维护工作。
所以说无论选择哪种技术，工作效率都将得到提高，实时的库存监控会帮助您做出更有效的战略决策，实时订单状态有助于您进一步提升客户服务水平，同时资产的利用率也会大幅提高。目前物流环境中部署条码扫描产品是比较常见的，或许在不远的将来，企业战略、供应商指示或政府法规都可能需要在特定的业务领域引入RFID功能。也许说不定哪天，需要借助直接部件打标功能来对车辆、飞机等交通工具中携带的重要资产进行端对端跟踪。
同时，数据采集技术的扩展也带来了不少难题。引入新的数据采集技术就要部署和管理全新的系统，所带来的高资产和运营费用会不会抵消掉它们的优势，让用户觉得得不偿失；能否有效地融合这些高级技术以更好地满
足企业需求，这些都是需要慎重对待的问题。
潜在需求
企业在当今甚至将来很长一段时间都要面临的一个事实是，需要在各业务领域分期部署多种不同的数据采集技术。为了经济高效地满足这一关键业务需求，一款高度灵活的协同架构必不可少，它要能够让当今和未来的高级数据采集技术“和平”共存，在必要时还能支持在仓库、货场或其他领域高效地引入数据采集功能。这款解决方案不会“挑剔”数据采集的类型，无论是1维/2维条码、RFID标签还是直接部件标记，它都应照单全收，同时，它会让单一IT基础架构拥有最大的灵活性，而不会造成技术混杂的局面。
这样，用户不但扩展了功能范围，同时又控制了技术采购和管理相关的资产和运营费用，而移动数据采集解决方案带来的诸多优势定会让用户受益匪浅，业务流程的自动化和零错误也将进一步改进客户服务水平和企业盈利能力。
目前大家都在寻找一款能够支持当今所有RF技术(Wi-Fi、RFID、网状网络、WiMax和固定移动网络融合[FMC])的无线网络平台，让用户不但能够自由地选择网络设计来满足眼前的需要，同时还可充分发挥现有技术投资和未来技术的作用。
对于设备来说，能否提供多种现成可用的数据采集技术，或者是否支持在将来引入特定技术同样是要考虑的因素。举例来说，如果当前需要条码扫描和RFID两种技术，那么购买一款多用途设备来减少设备和管理成本相比来说更为经济有效。但如果用户只需要条码扫描，而对于是否在仓库或货场引入RFID技术尚犹豫不决，那么用户应购买一款能够支持RFID功能添加的设备，以保护投资。一般来看，企业的员工从事着形形的工作，因此，就需要一系列外观大小各异的设备来满足不同员工和职能的需求，比如说手持式/佩戴式/车载式设备或内置到其他设备中的设备。
最后，从设备的管理来考虑。如果从部署到支持都需要相关人员亲临设备，那么这对IT员工的影响将是巨大的。设备管理工作相关的时间和成本会让它的优势化为乌有，而IT员工也会迷失于支持工作的“大海”中不知所措，集中精力完成更高级别的企业战略目标更是无从谈起。为了避免这一耗时耗力又耗钱的局面，采用一定确保选择的移动设备能够充分支持远程管理。
应时而生
摩托罗拉一直以来都在致力于推动高级数据采集技术的研发、商业化和部署工作。正是这种进取精神促使摩托罗拉准确洞察商机，先行推出了能够支持各种数据采集和RF技术的环境，有了这一环境，企业能够轻松容纳雨后春笋般涌现的新兴技术，满足不断变化的企业需求。
强大的开放式平台
无线LAN平台支持所有RF技术。配备了摩托罗拉新一代无线(Wi-NG)架构的无线交换机为当今和将来RF技术的支持奠定了基础―从Wi-Fi和RFID到网状网络、WiMax和固定移动网络融合(FMC)无所不包。802.11a/b/g支持会让您在选择无线网络设计时拥有极大的灵活性，专利移动功能将为您提供高度可靠的无线连接，给您的工作人员带来卓越的无线体验。网状网络让企业能够轻松将无线LAN连接延伸到货场或其他领域，无需借助缆线和光纤。这带来的就是扩展性极强的无线LAN，能够将无线通信功能带到企业的新领域，进一步提高工作效率，降低无线移动解决方案的总拥有成本(TCO)，提高投资回报(ROI)。
同时，与WiMax的兼容可以在广阔的室外货场环境中部署稳定且经济高效的无线连接。另外，通过FMC可将台式电话功能部署到移动语音设备，让企业更充分地利用在现有电话设备上的投资。催生的无线LAN能够支持所有移动技术和协议，让用户自由地设计无线网络，以更好地满足眼前的需求，同时能够集成将来的技术，实现更佳的投资保护。
远程管理
由于无线交换机拥有集中的智能性(这并非像基于第一代存取点的无线LAN中那样分散)，因此该平台还支持对无线LAN基础架构以及移动设备的集中和远程管理。
IT人员可以轻松地在全球任何地方安装新设备，只需按一下按钮即可完成对所有设备的软件和固件更新安排，同时还能够监控一系列统计资料，用于从远程对大多数技术支持问题进行故障诊断和修正。借助远程管理功能来管理整套移动解决方案，IT部门将能够更好地为远程用户提供高级支持，同时还能把精力更多地放在其他重要IT计划上。
移动设备平台
摩托罗拉移动设备基于通用技术平台构建，这种平台能够支持一种或多种高级数据采集功能。也就是说，同一款设备可以执行条码采集、直接部件标记读取、语音指示分拣以及RFID标签读取等多项任务。这种方案为企业选择单一设备来满足多项数据采集要求提供了巨大的灵活性，大大降低了移动设备和基础设施的购置和管理成本，有效减少了多款移动解决方案带来的混乱。
多种移动设备形式
嵌入式技术近年来得到了大力的发展,因其体积小,功耗低,可靠性高,功能全面等优点,已深入应用到多种领域。嵌入式技术除了在日常生活中得到了广泛的应用外,在数据采集领域也有了长足的发展。运用嵌入式技术开发的掌上数据采集仪,不仅可以采集和处理大量的数据,还可以记录图片和视频资料,大大的提高了数据采集的精确度。无线通信是利用电磁波信号可以在自由空间传播的特性进行信息交换的一种通信方法。将无线通信技术运用在数据采集中,可以大大简化数据采集工作,提高数据采集过程中的动态响应。但传统的GPRS网络传输速度不高,并不能满足大数据的传输要求。随着第三代移动通信技术(3G)的飞快发展和应用,相比GPRS而言,3G网络的传输速度有了极大的提升,可以满足图片和视频等数据的高速传输要求。基于此,本文选择以嵌入式系统为核心,集成数据采集传感器、摄像头模块、GPS模块和3G无线通信模块的系统平台进行研究,并应用于远程数据的采集和传输,满足当前社会发展的数字化的要求。
2嵌入式数据采集系统的软硬件分析
随着社会的发展,在野外数据采集中,除了采集传统的数据,根据采集工作的不同还需要采集现场的图片或者视频,因此摄像头模块是必须考虑的。同时数据采集仪除了处理传统的采集数据,还需要对数据中的图片或视频进行压缩,所以对整个系统的处理器也有很高的要求。而在数据的远程传输上,传统的GPRS网络不能满足速度上的要求,因此更高速更稳定的3G无线通信网络是最好的选择。本文所研究的采集系统基于OMAP4460嵌入式平台,集成有GPS、摄像头等模块,通过数据接口接驳3G无线通信模块以及数据采集传感器模块。OMAP4460基于Cortex-A9架构,集成有两个1.5GHZ核心的CPU以及主频为400MHZ的GPU[1]。相比较早期的嵌入式处理器无论是数据处理还是图形能力都有了极大的提升,符合整个系统开发的需求。3G无线网络模块选择了WCDMA无线模块,在国内WCDMA相比CDMA2000和TD-SCDMA而言,传输速度快,数据传输更稳定[2]。嵌入式数据采集系统的软件平台采用Linux系统。Linux系统具有高度的可设置性,因而在嵌入式系统中有着广泛的应用[3]。相比较其他嵌入式系统,Linux系统的源代码是完全开发的,注释清晰且文档齐全,除了使用成本很低外,还非常有利于个性化定制。同时系统内核小但功能强大且运行稳定,还支持多种外部设备。另外Linux系统具有非常优秀的网络功能并提供了完善的开发工具[4]。
3无线通信网络的数据传输
在Linux系统下最常用的通信机制是Socket套接字。Socket套接字是面向B/S模型而设计的,有3种类型:流式套接字(SOCK_STREAM)、数据报式套接字(SOCK_DGRAM)、原始套接字(RAW)。本文的研究选用了流式套接字,流式套接字需要建立连接并威化才能保持通信,但其数据传输的安全性高且纠错性强。针对野外采集数据传输的特殊要求,实现无线网络传输功能的软件设计有如下要求:有相应的登录验证机制,客户端数据采集仪需要与远程服务器经过验证后才能进行数据传输;数据传输完毕后需进行纠错,以检验文件传输是否正确。客户端功能实现的步骤和部分代码如下:初始化并与服务器建立连接,然后客户端向服务器发送验证密码,服务器返回验证结果,如果出错,则返回等待重新发送验证密码。部分实现代码如下:1)登录向服务器发送验证密码send(sockfd,client_passwd,strlen(client_passwd),0);recv(sockfd,buf,sizeof(buf),0);对服务器返回数据进行判断if((strncmp(buf,"right",5))==0)正确则跳出当前循环出错则返回,等待重新发送密码……2)传输数据传输结束后,客户端发送结束标识,并发送传输数据包的MD5校验码,服务器对MD5校验码进行验证,然后返回结果,如出错,则请求重新发送。客户端部分实现代码如下:生成数据包的MD5校验码MD5_Init(ctx);MD5_Update(ctx,fp,strlen(fp));MD5_Final(md_s,ctx)发送MD5校验码send(sockfd,md_s,sizeof(md_s),0);MD5校验码不一致则请求重新发送……
论述了城市建筑集中供热采暖节能技术的意义，针对城市建筑集中供热采暖技术中存在的不足，从热力管网、热力源、用户端三方面，阐述了集中供热采暖节能技术的主要研究内容，从而实现供热采暖的节能目标。
关键词:
城市建筑，集中供热，节能技术，采暖
0引言
国内社会和经济出现了空前繁荣的局面，但是现阶段全球范围内的能源缺乏问题已经严重的束缚了社会和经济的进一步发展，很多国家就节能降耗等方面不断的研究和探索，希望可以有效的改善我们对于能源的利用效率，避免不必要的能源浪费，以达到集约化的节能降耗目标，同时这也是我国在进一步发展过程中所面临的关键性问题。目前，国内的建筑在供暖设计时，开始大量地采取集中供热采暖的方法。同时，进一步的提升城市建筑集中供热采暖的节能性，不断降低对于能源的消耗量，能够显著的缓解现阶段我国所面临的能源短缺的问题。
1城市建筑集中供热采暖节能技术具有的意义
我国地域面积非常辽阔，全国的气候有着多样化特征。北方大部分区域冬季时面临较低的温度以及寒冷的气候条件，这会在很大程度上影响到当地居民的生产与生活。所以，必须进行科学适宜的供热采暖工作，以保障当地居民拥有舒适的生活环境。同时，在我国城市不断发展过程中，所需的供暖面积也持续的扩大，这一过程中的能源消耗与环境污染严重的影响到城市附近的生态系统，这一问题也逐渐被社会所关注。因此，城市建筑集中供热采暖时，要采取科学的节能手段，使供热采暖具备更大的经济性，避免出现能源过多浪费的问题，同时降低能源消耗给自然环境所带来的破坏作用。
2城市建筑集中供热采暖技术在应用中的不足
目前，在城市建筑设计时，未建立整体、充足的保暖措施，同时建筑物的能耗也很难符合规范要求。在城市建筑的建设施工时，受到所使用施工材料的影响，建筑本身具备的储热及保暖效果偏差，很难有效的避免热量向建筑外部传递。同时，热量也会较多的通过门窗等结构流失。很多城市中供热采暖系统的供热效率偏低，有着相对大的热损耗现象。在大部分城市中，集中供热采暖系统不具备较高的自动化控制技术水平，大多数的供热系统较为老化，并且供热的管道也不具备良好的防水及保温效果，导致供热系统运行时，自身的供热效率及系统的能耗量得不到有效的管控，也使供热系统的节能性无法保证。目前，国内城市集中供热采暖所用的能源多数为煤炭资源，而煤燃烧时会形成非常多的有害气体，同时受到系统的热值转换水平影响，使得城市集中供热采暖所消耗的煤炭资源总量很多，在其能耗管控方面依然有着非常多的问题。
3城市建筑集中供热采暖节能的技术研究
3．1热力网节能技术
城市建筑的集中供热采暖运行时，采用热力网节能的方法能够有效的改善系统所具备的整体节能效果。热力网起到了供热站和用户之间有效连接的作用，是整个系统中非常关键的环节，对城市建筑集中供热采暖来说，必须要经过此环节才可以实现。在进行集中供热采暖的过程中，系统不可避免地要在不同的工况下运行，而使得系统的热量遭受一定的损失。所以，对热力网热损的控制对于提升整个供热采暖系统的节能性有着极为现实的意义。城市建筑集中供热采暖进行设计及布局时，应当依照不同城市自身的地质环境情况、水文条件以及城市建筑的整体布局等，使集中供热采暖的热力网设计更加具备准确性和科学性。同时，进行热力网设计时也应当确保其节能性及经济性。在供热采暖热力网的设计方案选用上，应当依照相关的水力信息数据进行确定，以使所选用的方案达到整体最优。在对热力网管道敷设过程中，应当依照城市的整体布局，同时在作业前进行科学的论证与讨论，施工材料也应当选用保温及耐久性能良好的材料，同时兼顾管网的占用面积及资金投入等因素，并尽量减少施工的周期。进行热力网主干线施工时，应当尽量的缩小管网的距离，同时科学的设定相应的运行参数，以使系统具备相对适宜的供热采暖指标。对于热力网管控方面，应当采用较高水平的自动化以及智能化技术，以取代或者革新之前所采用的人为管控的模式。当采取自动化的管控技术之后，就能够完成对于系统的实时监控，全方位、全时段的收集供热采暖系统运行的各种参数数据，并经由相关的计算与统计，对所采集的信息进行汇总与梳理，从而最大限度的避免由于人为操控所带来的误差，进一步的强化系统的自动化水平。自动化管控工作者应持续的强化自我素养，也要主动积极地投入到热力网的设计、规划中，这样才可以达到系统运行的自动化要求，增强对于系统的操控精准度，避免系统运行中出现不必要的能源浪费问题，从而使系统更加的具有经济性。
3．2热力源节能的技术
对于城市建筑集中供热采暖的运行过程来说，采取热源节能技术具有重要的意义。采取此节能手段，能够显著地改善供热采暖运行的效率，降低系统对于能源的消耗，并减小系统运行时对生态环境的破坏程度。进行热力源节能方案制定时，应当严格控制高硫煤的使用，同时强化对于煤资源的加工技术。而对于设备装置的选用，应当主动、积极的采取相对清洁的工艺，同时安装循环流化床锅炉。燃料燃烧过程应当进行自动化控制，并全方位、全时段地对整个阶段实施监测。同时，依照现实的热力源参数，来完成对系统调控相关的工作。应当实施科学、规范的操控，同时形成完善的热源运行规划，依据城市不同时期的温度波动，实时的采取合理措施加以调控，以增强系统运行的效率，避免不必要的能源损耗，从而实现节能的目标。
3．3用户端节能技术
对城市建筑供热采暖系统来说，其用户端是系统最末尾的部分，也是相对关键的环节，对于系统的节能性有着非常重要的影响。第一，在建筑物设计和改造时，应当关注其自身的节能要求，同时应当使用相对性能优良的隔热门窗结构，才可以避免建筑物内部热量的过多散失，以不断的强化建筑物对内部热量的控制性能。对城市建筑物的围护层设计与建设过程，应当依据各个城市所在地区的气候环境，制定能够达到建筑节能规范要求的围护层，从而对建筑物内部的热量进行有效的保护。目前，我国城市建筑物的围护层保温工艺具有多种形式，同时也可以显著地提升建筑物的隔热、防水质量。第二，应当不断的健全供热采暖的计量体系，依照真实的需求而适宜的进行热量供应，并合理地对供热进行配置，依照各个用户所具有的个性化要求，采取独立的供热采暖计量手段。对城市建筑供热采暖旧系统进行改造时，应当通过安装热分配表，把用户所用的热量和相关费用统筹的计算，以此来通过相应的经济管控，调整用户对于采暖的消费，从而让用户拥有环保观念。对于建筑物内部的采暖装置选用时，应当不断强化控制装置的技术水平，严格的杜绝用户自行调整供热采暖的水力分配，从而达到依据实际需求而进行供暖的目的。第三，要科学的设置不同热力站所采用的联结方法。在一次管网和二次管网热交换过程中，采取科学的联结方法能够有效地降低系统的热能损耗，也可以有效提升换热机组的热交换效率。同时，使用自动化的交互装置，能够显著的提升系统的供热量，进而达到节能的目的。
4结语
对于城市建筑的集中供热采暖节能来说，应当依照城市所在地的环境因素，同时全面的分析供热采暖系统所具备的运营成本以及会对城市生态的破坏情况，来制定科学合理的节能策略，从而提升城市建筑供热采暖的节能水平，使城市的发展更加的具备可持续性。
作者：辛丽君 单位：太原市热力公司
参考文献:
关键词: OPC RX7i RSView32 通讯
中图分类号: TP1文献标识码: A文章编号: 1007-3973 (2010) 04-085-02
1 引言
当今,软件在自动化领域内使用的重要性与日俱增。无论项目是否涉及到操作、可视化、数据存档或控制,向纯粹的、基于PC的软件解决方案的发展趋势是不可阻挡的。时间已经证明,这些软件解决方案不再是开发单个的块,而是由专用的单个软件组件组成。采用可重复使用的模块以及利用这些模块所具有的柔性构成整个系统,其能力似乎是没有什么能替代的,唯一例外的是通信接口的不兼容性。用于适配通信接口的时间和资金是必需要投入的,其目的是将这些软件模块组合在一起。
随着OPC技术的日臻成熟,其在过程数据采集、历史数据访问、报警和事件处理、数据冗余技术等方面得到了越来越广泛的应用,正在逐步取代串行通信方式和DDE方式,而成为过程控制系统通信的标准。
美国GE Fanuc自动化公司的RX7i系列是建立在一个标准的嵌入式开放式结构上,具有突破性意义的可编程控制器(PAC)家族的第一成员。RX7i的单一控制引擎和通用编程环境能提供在多个硬件平台上的应用可移植性。
RSView32?是基于Windows环境(支持Windows 2000)的工业监控软件。利用RSView32可以广泛的和不同的PLC-包括第三方的PLC建立通讯连接,建立广阔的监控应用。
2 OPC数据通讯技术
OPC是基于Microsoft公司的Distributed interNet Application (DNA)构架和Component Object Model (COM)技术的,根据易于扩展性而设计的。OPC规范定义了一个工业标准接口,这个标准使得COM技术适用于过程控制和制造自动化等应用领域。
OPC全称是OLE for Process Control,是过程控制业中的新兴标准。OPC新技术标准的出现为数据采集接口和现场过程控制PLC系统应用建立了桥梁。在过去,为了实现不同生产装置的PLC系统和数据采集接口之间的数据通信,必须要花费很多时间去开发专用的通信接口程序。在这种情况下,OPC标准应运而生。OPC以OLE/COM/DCOM机制作为应用程序级的通信标准,采用客户/服务器模式,把开发访问接口的任务放在硬件生产厂家或第三方厂家,以OPC服务器的形式提供给用户,解决了软、硬件厂商的矛盾,完成了系统的集成,提高了系统的开放性和可互操作性。
OPC是以OLE/COM机制作为应用程序的通讯标准。OLE/COM是一种客户/服务器模式,具有语言无关性、代码重用性、易于集成性等优点。OPC规范了接口函数,不管现场设备以何种形式存在,客户都以统一的方式去访问,从而保证软件对客户的透明性,使得用户完全从低层的开发中脱离出来。
基于OPC的软件结构如图。
由图可见,应用程序与OPC服务器之间必须有OPC接口,OPC规范提供了两套标准接口:Custom标准接口,OLE自动化标准接口。通常在系统设计中采用OLE自动化标准接口。
OLE自动化标准接口,及采用OLE自动化技术进行调用,其技术为上节所述的OLE自动化技术。OLE自动化标准接口定义了以下三层接口,依次呈包含关系。
OPC Server:OPC启动服务器,获得其他对象和服务的起始类,并用于返回OPC Group类对象;
OPC Group:存储由若干OPC Item组成的Group信息,并用于返回OPC Item类对象。
OPC Item:存储具体Item 的定义、数据值、状态值等信息。
由于OPC规范基于OLE/COM技术,同时OLE/COM的扩展远程OLE自动化与DCOM技术支持TCP/IP等多种网络协议,因此可以将OPC客户、服务器在物理上分开,分布于网络不同节点上。
OPC规范可以应用在许多应用程序中,如它们可以应用于从SCADA或者DCS系统的物理设备中获取原始数据的最低层,它们同样可以应用于从SCADA或者DCS系统中获取数据到应用程序中。实际上,OPC设计的目的就是从网络上某节点获取数据。OPC的客户/服务器关系图同样描述了OPC在SCADA系统的应用。
3 OPC技术在过程数据读写中的应用研究
兰州七里河污水处理厂是甘肃省兰州市重点工程项目,它的竣工为兰州人民在节能减排,治理污染做出了突出的贡献。通过建立一套完整的SCADA系统,整个污水处理厂的自动控制系统,并综合考虑与无线电调度系统、公司企业内部网络的衔接,建立自控系统、调度系统、企业内部网(Intranet)系统三位一体的综合管理与控制系统。
根据水处理厂设备分类和控制要求,污水处理厂自控系统包括:提升泵站PAC1、鼓风机房站PAC2(包括生物曝气池,二沉池)、加药站PAC3(包括回用水)和中心控制室组成。系统由管理层、控制管理层、现场控制层三层组成,控制系统结构采用集散型控制系统。
GE Fanuc自动化公司的RX7i系列PAC构成全过程自动控制系统;采用工业以太网网络在PLC之间及PLC与过程控制计算机之间建立连接;使用GES OPC Server实现控制网络的组态和优化;使用组态软件RS View32开发监控系统人机界面,完成对全过程生产信息的采集和管理。
与RX7i系列PAC配套的通信组态软件GES OPC Serve以及监控系统组态软件RS View32均提供了对OPC服务器的支持,用户只需对其进行简单的配置,即可使用相应当OPC服务器。
GES OPC Serve中OPC服务器的配置在完成对通信网络的组态及优化之后,单击GES中的Configure项即可打开如图所示的配置界面。在对话框中反键点击Server Configuration单击Define New,选中Ge TCP/IP Channel单击“OK” 输入合法的name名,输入配置好的IP地址,选中“Enabled”,单击“OK”按钮即可。
这样,就完成了对GES OPC Serve中OPC服务器的配置 ,配置后的服务器名为GES OPC Server,客户端读取的OPC数据项为[Topic]Itern。
RS View32中OPC服务器的配置更为简单,只需在对项目进行“启动”(startup)配置时,在startup页面中选择”OPC/DDE Server”选项,使得在运行项目的同时启动RS View32作为OPC服务器的功能即可、此时,OPC服务器名为RSI.RS View32OPCTagServer,而客户端读取的OPC数据项即是在标签数据库(Tag Data base)中组态的标签名(Tag Name)。
在完成对OPC服务器的配置,并运行该服务器之后,可通过在RS View32中新建Tag对该服务器进行测试。测试过程十分简单,只需连接相应的服务器,并添加配置好的组(Group)及数据项(Item)即可。
4 结束语
随着自动化技术的飞速发展,自动化软硬件设备的种类越来越多,更新周期也越来越短,OPC技术作为适应工业控制向着开放系统发展的产物以及一项崭新的开放式数据交换技术,给工业控制软硬件的发展带来了巨大的影响。使用0PC技术和过程监控系统进行数据交互,将先进的控制算法用于复杂工业对象的控制,提高了控制效果,并实现了企业的经济效益。
参考文献:
[1] OPC Data Access Specification 1.0A[S].OPC Fundation,1997.
[2] OPC Overview 1.0[S]. OPC Fundation,1998.
关键词：ZigBee，智能交通，无线传感器网络
Abstract: aiming at the intersection of our country, big cars, traffic more chaotic phenomenon, focuses on how to use ZigBee technology to build a wireless sensor network and ultimately based on wireless sensor traffic information collection system design. In this paper, according to the development of intelligent transportation system at home and abroad present situation and developing trend, then it introduces wireless sensor network system structure, adopt ZigBee wireless sensor network technology as the carrier, by this way as a foundation, analyzed the ZigBee wireless sensor network architecture, including the network node type and network topology structure, etc, and on the principle of the networking ZigBee technology.
中图分类号： TN711文献标识码：A 文章编号：
引言
交通系统要想完善和可靠，就必须要有一个有效且准确地交通信息采集系统。交通信息采集系统完成的主要任务是将从底层采集到的实时交通信息数据迅速而且准确地传送给监控中心，然后由它将新的控制决策重新下载到各个监控器中来对交通参数完成优化。所以说，交通信息采集系统是实时的和历史统计的交通流数据信息进行进一步研究的基础，是智能交通系统中的一个重要构成元素。无线传感器网络技术作为一种新兴技术，在交通信息领域的应用当中极具有创新性和非常广阔的前景。
具有功耗低、成本低、时延短、网络容量大、安全、可靠等特点的短距离无线通信ZigBee技术就极其适合应用于无线传感器网络中。将各种交通设备（包括交通检测器）通过ZigBee块进行无线联网，从而可以建立一个可靠、实时和大范围内可发挥作用的交通系统。由于ZigBee技术的成本很低，能量消耗也不大，比现有的其它无线技术拥有更多的应用优势。
无线传感器网络
无线传感器网络一般是由传感器节点(sensor node)、汇聚节点(sink node)还有就是管理节点（manager node）这三种节点组成。我们在建立无线传感器网络时，采用的是自组织方式，很多随机布置在监测区域内的传感器节点将所采集到的数据一个一个的进行传输，并在此过程中对数据进行处理，最终会到达汇聚节点，汇聚节点再通过有线或无线的方式把数据传输给管理节点。用户对传感器网络进行的配置与管理操作是通过管理节点来进行的，同时也可以通过管理节点监测任务和收集监测数据。如图1所示：
图1线传感器网络体系结构示意图
系统实现方案
本系统总体要实现的功能是，在十字路口的每一个入口处布设有众多传感器，进行交通数据的检测，并根据相邻路口车流量情况以及数据库里保存的以往记录进行综合考虑，对交叉口的信号灯时间合理分配，完成对交通信号灯的控制，同时将检测结果回馈至其他路口并上传至数据库。
图2 系统整体工作图
本系统我们采用的是星型拓扑。它是将每个十字路口看做一个节点，以节点为中心构造现场交通数据采集的小型无线传感器网络，以完成交通数据采集的功能。本系统选择用来进行交通信息的检测的是巨磁阻传感器，因为它具有较高的灵敏度。
当有车辆通过时，周围的地磁场发生变化，两个相距5-10cm的磁阻传感器开始采集信号，将变化的磁场信号经放大后，再经过A/D转换器后送入微处理器，处理器立即启用定时器记录下车辆通过的时刻。然后，处理器接着开始采集后端传感器的输出信号，当检测到车辆后，计时器停止计时。车辆计数工作重新开始，继续检测下一辆车。系统是利用两组传感器来判断车辆行驶的方向。最后，采集到的交通信息经处理后传输至收发单元，收发单元再将信号发送给无线传感器汇聚节点。最后，采集到的交通信息经处理后传输至收发单元，收发单元再将信号发送给无线传感器汇聚节点。利用安装在道路边上的无线传感器节点，我们不止可以对车道上行经的车辆进行实时检测，还可以实时检测停留在车道上的排队车辆长度。传感器节点将监测到的这些信息实时的发送给无线传感器汇聚节点。无线传感器汇聚节点最终综合以上信息，对交通信号进行控制。收发单元则使用无线射频模块，利用高频电磁波进行远距离传输。
结论
本系统实现了数据采集、处理，以及由交通信号灯显示控制结果等基本的功能于一体的传感器智能化设计，具有良好可拓展性。我们选用的巨磁阻传感器具有环境适应性强、成本低、精度高、故障率低等优点。但本论文的设计研究只是一个开端，在系统的设计过程中，还存在很多不足，有待于今后进一步研究。
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1.作者介绍：张程源（1988-），男，河南南阳人，长安大学电子与控制工程学院硕士，交通信息工程及控制专业。研究方向：智能交通系统
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