基于Web和硬件可重构技术的远程抄表设计

引言
　　
随着计算机技术的发展，远程抄表技术逐渐得到广泛的应用。通过实行一户一表以及自动远程抄表，可以做到及时、准确地进行数据采集，并且提供了一种对欠费用户进行有效管理的手段。远程抄表系统通常主要由计量仪表、数据集中器、通信网络以及抄表程序四个部分组成。计量仪表完成信息转换、数据存储功能，并支持通过本地通信网络与数据集中器进行数据交换。数据集中器完成数据汇聚功能，并能与抄表程序进行远程数据交换。抄表程序则借助通信网络从数据集中器获取计量数据，并存入数据库中。在绝大多数远程抄表系统中，计量仪表通常没有太多差别，而对于抄表程序以及紧接其后的各种数据查询、统计等操作都是典型的数据库应用系统，差别也不大。相比之下，通信网络以及与之紧密相关的数据集中器则是不同系统之间差异较大的地方，同时也是技术上的难点。
　　
针对以上问题，本文提出了一种基于Web和硬件可重构技术的远程抄表系统结构。软件方面，它在数据集中器中利用一个嵌入式Web服务器来负责数据的传送任务，采用HTTP作为通信协议。客户端则是操作系统自带的Web浏览器，从而可以解决各个系统之间由于通信协议不同而造成的兼容性问题，而且节省了抄表客户端的软件开发成本。硬件方面，采用硬件可重构技术和基于IP核的设计方法，在单个FPGA芯片上实现了数据集中器。即使将来需要对系统进行改进和升级，也只需对FPGA芯片的配置文件进行修改，而不必报废整个硬件系统，从而保护了已有的硬件投资，降低了系统的维护成本。另外，数据集中器上的通信接口也可以借助硬件可重构技术很方便地更改，因而能够适应各种硬件环境。
　　
远程抄表系统的体系结构
　　
基于Web的远程抄表系统的体系结构如图1所示(以电表为例)。

　　
图1　基于Web的选程秒表系统的体系结构