关于用电基于B/S方式智能用电服务系统设计与开发
最后更新时间：2024-02-19
作者：用户投稿
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论文导读：机网络技术，提出了一种基于B/S模式的智能用电服务系统的实现方案。该系统以智能电表的应用为硬件基础，通过网络协议编程构建用电自动测量网络，并实现对用户用电数据的实时采集。软件则以LAMP（Linux+Apache+MySQL+PHP）为开发平台，综合利用AJAX（异步JaScript和XML，AsynchronousJaScriptandXML）以及实时数据库技术实现系
摘 要：针对智能电网下智能终端的应用，结合现有量测方法和计算机网络技术，提出了一种基于B/S模式的智能用电服务系统的实现方案。该系统以智能电表的应用为硬件基础，通过网络协议编程构建用电自动测量网络，并实现对用户用电数据的实时采集。软件则以LAMP（Linux+Apache+MySQL+PHP）为开发平台，综合利用AJAX（异步JaScript和XML，Asynchronous JaScript and XML）以及实时数据库技术实现系统的整体设计。该用电智能服务系统以浏览器为用户终端，可以为用户提供综合耗电统计、在线用电付费、智能用电决策以及实时信息交流等便捷而多样化的服务入口，从而为实现用户智能用电提供有力支撑。
关键词：智能电网；智能用电；智能电表；B/S模式；LAMP平台
2095-1302（2013）04-0041-04
0 引 言
随着现代信息和通信技术的进一步发展，以及人们节能意识的进一步加强，智能电网下的能源与信息交互变得愈加紧迫，凸显了在新的技术背景下实现智能用电的重要性。智能用电是智能电网终端应用的最终体现，也是构建坚强智能电网的重要支柱和主要环节之一。实现智能用电一方面有利于电网企业走向营销现代化以及供电配电的科学化，另一方面也有利于实现电网与客户之间能量流、信息流、业务流的实时互动，构建新型的供用电关系[1-2]。
本文立足智能电网中智能互动终端的应用，以现有量测体系及网络技术为基础设计开发了一种智能用电服务系统。智能用电服务系统的设计采用浏览器/服务器（Browser/Server，B/S）模式，以智能电表为系统的数据采集终端，实现对电网供电及客户用电信息的收集与处理，通过浏览器终端提供人机交互界面，为用户提供实时信息交互及基础业务服务平台。
1 系统设计方案
智能用电服务系统的摘自：毕业论文评语www.7ctime.com
设计涉及软件与硬件两个层面的应用，系统整体设计拓扑结构如图1所示，系统的主体部分由基于硬件的用电数据采集网络，提供数据存储处理和业务信息服务的服务器媒介以及面向应用的客户终端三个部分构成。
作为智能用电服务系统实现过程中最基本也是最重要的部分，系统采用智能电表实现对用户用电信息的实时测量和收集，搭建底层的自动化用电测量网络。智能电表是一种具有自动测量功能和实时处理机制的电能测量仪表，它具有编程可控和通信功能，能够与外部通信系统和数据中心进行信息交流。为实现对用电数据的实时存储和处理，采用JA语言进行RS-485和网络编程开发了专门用于智能电表通信交互的系统后台软件。利用该软件可建立上位机与智能电表间的直接通信，实现对智能电表的访问和控制。后台软件将智能电表的测量数据进行实时存储和处理，完成对冗余数据的过滤和优化，建立实时数据库机制[3]，为系统数据的后续应用提供了保障。这样，为所有入网的用户配备相应的智能电表及相关的基础硬件，利用电表与上位机间的通信软件可以实现对用户用电数据的远程集抄和智能应用。
智能用电服务系统的上层应用着眼于实时的数据处理和灵活的用户互动，本文从现有的网络技术出发，采用目前流行的LAMP开源服务器平台组合作为开发基础，实现了B/S模式下系统的总体设计[4]。系统的服务器媒介为系统实时数据响应和用户业务处理提供了重要的物理基础，同时采用Web浏览器作为系统用户终端，确保了系统访问的便捷性。
2 系统硬件基础
智能电表是实现智能用电服务系统功能设计的底层硬件保障，设计合理的智能电表对系统实现用电数据的采集至关重要。图2所示是一种针对系统数据需求以及现行配电用电规模，采用可编程且具有双向通信功能的智能电表示意图[5]。该智能电表整合了实时电量的测量存储，数据信息的交流处理以及可控微系统等功能。
计量单元与显示模块是智能电表的基础模块，该模块集成了基本的测量元件和具有高速数据处理能力的电能测量芯片。计量单元模块的工作具有实时性，它可以根据预先设定的时间间隔（在本文应用中设定为1 min）对用户电量进行实时采集和测量，在这个过程中测量元件为电能信息采集提供了通道，而电能芯片则为实现相关用电数据的计算处理提供了基础。采集获得的电能信息经过一系列的A/D转换，在电能芯片内部实现高速运算论文导读：
和数值校准，由此获得电能量、功率参数及电压值。
数据存储和事件记录模块是智能电表的内部存储功能所在，在实际的设计中，该模块由两个独立的数据存储区构成。数据存储功能实现对一定时间电能计量信息的存储，电表内部以电能采集频率为参考，对电量信息进行存储，可以连续存储2个月内用户的所有计量信息，而在电表断电以后该数据信息可以实现2天的断电保存。事件记录功能用于对电表的维护历史及异常信息进行存储，智能电表的事件记录以电网系统下发的事件代码为标准，对电表最近1个月内的开盖、计量清零、操作人员编码及操作时间、用电异常等事件进行记录。
异常报警模块是智能电表的内部安全机制，该模块可以实时地根据用户电能信息在无人为干预的情况下对电表进行安全防护，包括过载保护、断电、超压及欠压报警。
可控微系统由微处理芯片和多组继电控制开关构成，微处理芯片接收编程输入，可以与外部系统如电表付费平台、电力部门控制总站等建立联系，以脉冲输出或电平开关信号控制内置开关，对电表进行停电、送电等操作，实现电表的远程控制。
外部通信模块和编程接入模块是智能电表实现智能控制的接口模块。智能电表内置局域网通信卡，集成RS-485转换接口，通过外部编程可以实现与电表间的双向通信，与电表内部的各个模块建立联系，对其进行远程设定和控制。
3 系统软件
摘 要：针对智能电网下智能终端的应用，结合现有量测方法和计算机网络技术，提出了一种基于B/S模式的智能用电服务系统的实现方案。该系统以智能电表的应用为硬件基础，通过网络协议编程构建用电自动测量网络，并实现对用户用电数据的实时采集。软件则以LAMP（Linux+Apache+MySQL+PHP）为开发平台，综合利用AJAX（异步JaScript和XML，Asynchronous JaScript and XML）以及实时数据库技术实现系统的整体设计。该用电智能服务系统以浏览器为用户终端，可以为用户提供综合耗电统计、在线用电付费、智能用电决策以及实时信息交流等便捷而多样化的服务入口，从而为实现用户智能用电提供有力支撑。
关键词：智能电网；智能用电；智能电表；B/S模式；LAMP平台
2095-1302（2013）04-0041-04
0 引 言
随着现代信息和通信技术的进一步发展，以及人们节能意识的进一步加强，智能电网下的能源与信息交互变得愈加紧迫，凸显了在新的技术背景下实现智能用电的重要性。智能用电是智能电网终端应用的最终体现，也是构建坚强智能电网的重要支柱和主要环节之一。实现智能用电一方面有利于电网企业走向营销现代化以及供电配电的科学化，另一方面也有利于实现电网与客户之间能量流、信息流、业务流的实时互动，构建新型的供用电关系[1-2]。
本文立足智能电网中智能互动终端的应用，以现有量测体系及网络技术为基础设计开发了一种智能用电服务系统。智能用电服务系统的设计采用浏览器/服务器（Browser/Server，B/S）模式，以智能电表为系统的数据采集终端，实现对电网供电及客户用电信息的收集与处理，通过浏览器终端提供人机交互界面，为用户提供实时信息交互及基础业务服务平台。
1 系统设计方案
智能用电服务系统的摘自：毕业论文评语www.7ctime.com
设计涉及软件与硬件两个层面的应用，系统整体设计拓扑结构如图1所示，系统的主体部分由基于硬件的用电数据采集网络，提供数据存储处理和业务信息服务的服务器媒介以及面向应用的客户终端三个部分构成。
作为智能用电服务系统实现过程中最基本也是最重要的部分，系统采用智能电表实现对用户用电信息的实时测量和收集，搭建底层的自动化用电测量网络。智能电表是一种具有自动测量功能和实时处理机制的电能测量仪表，它具有编程可控和通信功能，能够与外部通信系统和数据中心进行信息交流。为实现对用电数据的实时存储和处理，采用JA语言进行RS-485和网络编程开发了专门用于智能电表通信交互的系统后台软件。利用该软件可建立上位机与智能电表间的直接通信，实现对智能电表的访问和控制。后台软件将智能电表的测量数据进行实时存储和处理，完成对冗余数据的过滤和优化，建立实时数据库机制[3]，为系统数据的后续应用提供了保障。这样，为所有入网的用户配备相应的智能电表及相关的基础硬件，利用电表与上位机间的通信软件可以实现对用户用电数据的远程集抄和智能应用。
智能用电服务系统的上层应用着眼于实时的数据处理和灵活的用户互动，本文从现有的网络技术出发，采用目前流行的LAMP开源服务器平台组合作为开发基础，实现了B/S模式下系统的总体设计[4]。系统的服务器媒介为系统实时数据响应和用户业务处理提供了重要的物理基础，同时采用Web浏览器作为系统用户终端，确保了系统访问的便捷性。
2 系统硬件基础
智能电表是实现智能用电服务系统功能设计的底层硬件保障，设计合理的智能电表对系统实现用电数据的采集至关重要。图2所示是一种针对系统数据需求以及现行配电用电规模，采用可编程且具有双向通信功能的智能电表示意图[5]。该智能电表整合了实时电量的测量存储，数据信息的交流处理以及可控微系统等功能。
计量单元与显示模块是智能电表的基础模块，该模块集成了基本的测量元件和具有高速数据处理能力的电能测量芯片。计量单元模块的工作具有实时性，它可以根据预先设定的时间间隔（在本文应用中设定为1 min）对用户电量进行实时采集和测量，在这个过程中测量元件为电能信息采集提供了通道，而电能芯片则为实现相关用电数据的计算处理提供了基础。采集获得的电能信息经过一系列的A/D转换，在电能芯片内部实现高速运算论文导读：
和数值校准，由此获得电能量、功率参数及电压值。
数据存储和事件记录模块是智能电表的内部存储功能所在，在实际的设计中，该模块由两个独立的数据存储区构成。数据存储功能实现对一定时间电能计量信息的存储，电表内部以电能采集频率为参考，对电量信息进行存储，可以连续存储2个月内用户的所有计量信息，而在电表断电以后该数据信息可以实现2天的断电保存。事件记录功能用于对电表的维护历史及异常信息进行存储，智能电表的事件记录以电网系统下发的事件代码为标准，对电表最近1个月内的开盖、计量清零、操作人员编码及操作时间、用电异常等事件进行记录。
异常报警模块是智能电表的内部安全机制，该模块可以实时地根据用户电能信息在无人为干预的情况下对电表进行安全防护，包括过载保护、断电、超压及欠压报警。
可控微系统由微处理芯片和多组继电控制开关构成，微处理芯片接收编程输入，可以与外部系统如电表付费平台、电力部门控制总站等建立联系，以脉冲输出或电平开关信号控制内置开关，对电表进行停电、送电等操作，实现电表的远程控制。
外部通信模块和编程接入模块是智能电表实现智能控制的接口模块。智能电表内置局域网通信卡，集成RS-485转换接口，通过外部编程可以实现与电表间的双向通信，与电表内部的各个模块建立联系，对其进行远程设定和控制。
3 系统软件