有无线通信技术

    现场总线技术，主要是Mod-Bus、RS485、EarthNet、CAN、LonWorks。通常EarthNet是全双工的，其它都是半双工的；长距离抗干扰传输实现，Mod-Bus靠的是高的模拟电压，其它靠的是差分信号。运用时应注意接口电路的布局布线和连接设计要到位。

    无线通信技术，短距离通信主要是2.4GHz频段“跳频对码”的ZigBee、BlueTooth、WiFi和简易短距通信，移动通信包括GPRS或CDMA形式的2G/3G/4G/LTE/5G，简易短距通信性价比高，3G/4G通信连通性好，运用时应注意前端射频电路的布局布线和连接设计。

    电力载波通信PLC，有宽窄带、高低速、高低压之分，通常选用低压窄带高速PLC芯片或模块加以实现。运用时应注意接口驱动电路的布局布线和连接设计

局部串行接口技术

    有无线通信多以接口通信芯片或模块实现，涉及众多局部串行接口通信，主要是UART、IIC、SPI、SDIO、USB或SAI/1-wires。SAI/1-wires是一线接口，靠一根线供电和传输数据。一般地，UART、SPI、SDIO是全双工工作的，其它都是半双工的。USB总线是差分传输的，有低、全、高的速度区别和批量、中断、同步传输等形式。这些总线基本上都有主从之分。

嵌入式系统通信传输

    采集器、集中器、计量表的数据传输，就是嵌入式网络应用通信系统的建立和实现，包括计量表的接口转换模块。ARM处理器为核心的嵌入式网络通信关键是对所需有无线通信芯片或模块的驱动，即接口或外设的驱动程序设计，首先是局部串行接口的驱动，是一级驱动，然后是通过一级驱动操作的有无线通信芯片或模块，是二级驱动。驱动程序包括初始化配置和收发数据操作，收发数据有查询、中断和直接数据存储DMA等多种方式，通常以查询方式运行数据发送，中断方式完成数据接收。

web网络系统通信传输

    web网络传输的关键是浏览器或app与服务器之间的前后台通信通道畅通无阻。注意服务器IP地址，专用光纤等IP地址固定则很容易访问，IP地址动态变化不久就会阻塞，可以选用“域名访问”通过一些代理解析服务从而达到通信始终畅通，如“花生壳”动态解析服务。还需注意服务器的防火墙、路由等安全设置，开放对外公开的进出站接口规则的限制，外部访问请求及时进入就有保证了。另外，还需注意服务器是否受虚拟专网VPN、移动接入APN等的相关限制，应该设法寻找并撤除存在的限制。

网络软件的层次结构

    两种通用网络类型的架构体系：可以跨平台的Java-J2EE-myEclipse-SSH-JSP和针对Windows的C#-.Net-VS-EF-ASP，都可以实现现代的4-N层简易实用网络软件系统。SSH即Strutrs、Spring和Hibernate，可靠高效，应用普遍，它含有传统M(Mode)-V(View)-C(Controller)规划结构，Spring整体调度管理，Hibernate处理数据库等后台操作，Struts处理前端页面交互访问。EF，即Entity Fromwork，类似SSH。运用时要注意SSH框架并用时的冲突解决和Struts行为Action与传统Serverlet并用时的冲突解决，如：同时引入基于SSH的Geoserver地图服务，serverlet实现的页面局部数据无闪烁更新。

数据的存储管理

    数据表规划既要注意紧凑合理又要注意相互关联，特别是数据表关联，定义其相互间的对应关系，如一对一、多对一、一对一，尽可能回避“多对多”，如果存在“多对多”要设法拆分成“多对一”和“一对多”；关联并且合理，软件运行效率就会大大提高。嵌入式应用系统数据库应更紧凑小巧，如选用SQLite并按通信传输顺序排列数据表及其表列。针对基于已有分系集抄系统的整合集抄运用，应该充分利用各系的数据库服务器；相同非特别重要数据，公共服务器不存储，既避免公共资源重复存储浪费空间，又为以后大数据分布存储改造提升奠定了基础。

页面丰富完善技术

    软件体系架构工具生成的页面基本上都是静态的，需要进一步丰富完善，以增强可用性和满足用户眼球的高度奢求。可以通过DIV+CSS技术直接调整或运用DreamWeaver/FontPage傻瓜式获得所需的页面布局。可以选用PhotoShop、Flash制作动画或视频加入页面进一步丰富人机界面。可以使用JavaScript、jQerry、ajax、AS等脚本语言完成验证、登陆、音视频切换、地图/曲线显示、移动焦点行列突现等功能。可以通过openLayer加载Geoserver地理信息系统GIS实现地图指示。可以选用jsCharts、highCharts、fusionCharts等插件完成曲线柱图等查询分析图线指示。

电磁兼容应对与改进

    四表集抄网络系统是基于计量表、采集器、集中器等诸多测控传输终端的信息管理系统，必须综合考虑这些测控传输终端及其连接通道的电磁兼容EMC(Electro Magnetic Compatibility)应对和改造，确保可靠抄表传输成功率。电磁兼容应对和改造的环节有连接、接地、电源、滤波、隔离、屏蔽、静电防护ESD、雷电防护ES等，充分运用电阻R电感L电容C无源模拟滤波、RC有源模拟滤波、软件数字滤波及其模拟仿真，注意集成电路ASIC/电子模块选型和制作监测终端成品的EMC认证，把相关电子电路及其印刷电路板PCB设计制作的电磁兼容和抑制EMS切实落实到位。

软件设计成熟度考虑

    四表集抄网络系统是一个综合性的测控信息软件管理系统—互联网+四表集抄，蕴含“大数据+云计算+工业4.0”，关系千家万户和每个政-企-事单位，方案规划设计阶段必须确定自身的软件成熟度CMMI(Capability Maturity Model Integration)规格。五个CMMI能力等级：执行级、管理级、定义级、量化管理级、优化管理级，四表集抄网络软件系统起码是：定义级出发，量化管理级要求，优化管理级追求；最好是：量化管理级设计，优化管理级追求。

小结

    四表集抄，势在必行，方兴未艾。“互联网+四表集抄”的综合集抄体系网络架构，既兼顾现有各系集抄服务的现状，又具有大数据、云计算、工业4.0的公共服务扩展，还赶上了现代嵌入式网络硬软件通信技术与web网络软件系统快速构造的高科技时代列车，在理论和实践前赴后继、不断丰富完善的基础上，一定能够迅速发展、普及应用起来。

本文部分摘自《环球表计》2016年3月刊，原文题目《四表集抄网络架构设计及关键技术探讨》，作者怯肇乾。