水電氣熱四表集中通信的物聯網智能系統：

　　為推動智慧能源建設，改善家用能源管理現狀，我公司以物聯網的最新理論成果為依據，提出了一套水電氣熱四表集中通信的物聯網智能系統。該系統能夠應用于家用能源管理，可實現水、電、氣、熱四表集中通信，且各能源公司能夠對各自的信息進行獨立運行和獨立管理，保證信息的有效性、安全性、私密性和開放性。

　　水電氣熱四表集中通信的物聯網智能系統包括功能體系結構、信息體系結構和物理體系結構，具體結構如圖所示：

　　功能平臺

　　水電氣熱四表集中通信的物聯網智能系統的功能平臺是系統各種智慧化功能實現的平臺，是系統中信息在各物理實體上運行流轉的體現，具體包括對象平臺、傳感平臺、管理平臺、服務平臺和用戶平臺五大平臺。物聯網智能系統通過各平臺功能的融合，最終展現出其智慧性的特點。

　　對象平臺

　　對象平臺是系統實現感知和控制功能的平臺，其分別對應信息體系結構中的對象域和物理體系結構中的對象層，并通過對象域中感知信息系統和控制信息系統與對象層中感知單元和控制單元的結合，實現其感知和控制功能。

　　對象平臺對應的物理實體可包括物聯網智能水表、物聯網智能電表、物聯網智能燃氣表和物聯網智能熱力表，這四種能源表均具有相應的感知和控制單元，可實現相應的感知功能和控制功能。對于感知功能，是指表端能夠對各自的能源計量、自身狀態、使用環境等信息實現感知，并將感知信息通過傳感平臺依次上傳到管理平臺、服務平臺和用戶平臺；對于控制功能，是指表端具有相應的自我控制或者根據用戶平臺和管理平臺的控制命令執行控制的能力，如用戶欠費時的自動關閥、跳閘功能，磁干擾環境下的強磁鎖定功能以及執行遠程實時調價、遠程閥控等命令的功能。

　　傳感平臺

　　傳感平臺是系統中實現對象平臺與管理平臺之間相互通信的平臺，是對象平臺與管理平臺的橋梁，其分別對應于信息體系結構中的傳感域和物理體系結構中的傳感層，并通過傳感域中的能源網絡通信系統與傳感層中的物聯網智能能源表無線通信模塊、物聯網智能網關、移動通信網絡、能源公司通信服務器等物理實體的結合，實現其通信功能。

　　在具體通信過程中，上行的感知信息首先是由各物聯網智能能源表通過其無線通信模塊上傳至物聯網智能網關，再由物聯網智能網關通過移動通信等網絡將感知信息上傳到相應能源公司的通信服務器；對于下行的控制信息，則是上行感知信息的逆方向。

　　管理平臺

　　管理平臺是系統中實現各能源公司綜合管理功能的平臺，其分別對應于信息體系結構中的管理域和物理體系結構中的管理層，并通過管理域中的能源公司綜合管理系統與物理層中的能源公司管理服務器的結合，實現其綜合管理功能。

　　對于管理平臺的綜合管理功能，包括了用戶管理、運營維護管理、遠程抄表管理、遠程閥控管理、遠程調價管理、遠程階梯價格管理、信息安全管理、通信設備管理、感知控制信息數據管理、系統升級管理等，水、電、氣、熱各能源公司可建設各自的管理平臺，通過各自的綜合管理系統和管理服務器對各自的能源供應業務進行維護和管理。

　　服務平臺

　　服務平臺是系統中向用戶提供服務，實現服務功能的平臺，同時也是實現政府和社會資源共享的平臺，其分別對應于信息體系結構中的服務域和物理體系結構中的服務層，并通過服務域中的公共感知服務系統、政府感知服務系統、能源公司感知服務系統和控制服務系統與服務層中的社會公共網絡服務器、政府服務器以及能源公司服務平臺服務器相結合，實現其服務功能和資源共享功能。

　　服務平臺包括能源公司服務平臺、政府服務平臺和社會公共網絡服務平臺。能源公司服務平臺是由對應能源公司主導的為能源用戶提供感知信息服務和控制信息服務的平臺；政府服務平臺是由政府主導的為社會企業、公眾提供信息資源、市場資源、法規監管、公共數據等服務的平臺；社會公共網絡服務平臺則是實現社會信息資源開放共享的平臺，政府、企業、公眾均可以將其想要開放的信息投放到該平臺，實現信息的共享。

　　用戶平臺

　　用戶平臺是系統最終實現用戶享受服務的平臺，其對應信息體系結構中的用戶域和物理體系結構中的用戶層，并通過用戶域的用戶系統與用戶層的移動通信終端、專用終端、互聯網終端、無線局域網終端等用戶端相結合，實現用戶享受服務的功能。

　　在系統具體運行過程中，各能源用戶可通過用戶平臺的各種用戶端接收到上行的各種感知信息，并根據需要將感知信息轉化為相應的控制信息對表端發出相應的控制命令，從而享受到物聯網智能系統提供的網絡查詢、網絡支付、網絡提示、網絡預期、服務數據下載、在線業務申報等服務。

　　物聯網智能網關

　　物聯網智能網關在物聯網時代扮演著非常重要角色，其是連接感知網絡與傳統的移動、互聯網等通信網絡的紐帶，可以實現感知網絡和基礎網絡以及不同類型的基礎網絡之間的協議轉換，不僅能夠完成廣域互聯，也可以完成局域互聯。

　　物聯網智能網關在系統組網中作用

　　在本文所構建的物聯網智能系統中，物聯網智能網關屬于傳感平臺的物理實體，其同樣是整個系統的關鍵設備，是對象平臺各物聯網智能能源表與對應能源公司通信服務器之間實現遠程無線通信的中間關鍵節點，其與各物聯網智能能源表和能源公司之間的組網結構如下圖所示。本文水電氣熱四表集中通信的物聯網智能系統采用的是一種低功耗的星型組網結構，從下圖中可以看到，物聯網智能網關在該組網結構中的關鍵橋梁作用，其下游端通過RF射頻無線通信技術實現與各物聯網智能能源表的連接，上游端則通過接入GPRS網絡或者Internet網絡，實現與各能源公司之間的通信。

　　物聯網智能網關的主要功能特點

　　（1）兼容通信功能

　　通過體系、接口整體規劃以及通信協議的標準化，使物聯網智能網關具有廣泛的兼容通信能力。該功能的實現，使物聯網智能網關不僅能夠與水、電、氣、熱其中任何一種物聯網智能能源表進行通信，并且還能夠與上述其中任意兩種、三種或者同時與四種物聯網智能能源表進行兼容通信。在實際應用過程中，水、電、氣、熱四大能源公司可以根據各地區的小區、企業等單位的能源應用情況，使用同一套物聯網智能網關設備與自己的物聯網智能能源表建立通信關系，進行信息的采集和控制命令的下達，從而實現兩表、三表或者四表集中通信。

　　（2）雙向通信功能

　　物聯網智能網關具有雙向通信功能，即物聯網智能網關不僅可以接收表端發出的感知信息，還能夠向表端發出控制信息。通過物聯網智能網關雙向通信功能的實現，可保證各物聯網智能能源表與對應能源公司之間的通信是實時雙向的。

　　（3）獨立通信信道功能

　　物聯網智能水表、物聯網智能電力、物聯網智能燃氣表、物聯網智能熱力表四種能源表能夠通過同一套物聯網智能網關設備分別與對應的水務公司、電力公司、燃氣公司以及熱力公司進行實時的雙向通信，但不同能源表與對應能源公司之間的通信并不是采用相同的通信信道，而是為其分配了各自獨立的通信信道，各通信信道之間的信息相互獨立，互不影響。

　　通過物聯網智能網關的兼容通信功能、雙向通信功能、獨立通信信道功能，不僅實現了各物聯網智能能源表與對應能源公司管理系統之間的集中通信，同時還使其間的通信具有獨立通道實時雙向的特點，保證了各能源公司的信息是獨立運行、獨立管理的。