水电气热四表集中通信的物联网智能系统：

　　为推动智慧能源建设，改善家用能源管理现状，我公司以物联网的最新理论成果为依据，提出了一套水电气热四表集中通信的物联网智能系统。该系统能够应用于家用能源管理，可实现水、电、气、热四表集中通信，且各能源公司能够对各自的信息进行独立运行和独立管理，保证信息的有效性、安全性、私密性和开放性。

　　水电气热四表集中通信的物联网智能系统包括功能体系结构、信息体系结构和物理体系结构，具体结构如图所示：

　　功能平台

　　水电气热四表集中通信的物联网智能系统的功能平台是系统各种智慧化功能实现的平台，是系统中信息在各物理实体上运行流转的体现，具体包括对象平台、传感平台、管理平台、服务平台和用户平台五大平台。物联网智能系统通过各平台功能的融合，最终展现出其智慧性的特点。

　　对象平台

　　对象平台是系统实现感知和控制功能的平台，其分别对应信息体系结构中的对象域和物理体系结构中的对象层，并通过对象域中感知信息系统和控制信息系统与对象层中感知单元和控制单元的结合，实现其感知和控制功能。

　　对象平台对应的物理实体可包括物联网智能水表、物联网智能电表、物联网智能燃气表和物联网智能热力表，这四种能源表均具有相应的感知和控制单元，可实现相应的感知功能和控制功能。对于感知功能，是指表端能够对各自的能源计量、自身状态、使用环境等信息实现感知，并将感知信息通过传感平台依次上传到管理平台、服务平台和用户平台；对于控制功能，是指表端具有相应的自我控制或者根据用户平台和管理平台的控制命令执行控制的能力，如用户欠费时的自动关阀、跳闸功能，磁干扰环境下的强磁锁定功能以及执行远程实时调价、远程阀控等命令的功能。

　　传感平台

　　传感平台是系统中实现对象平台与管理平台之间相互通信的平台，是对象平台与管理平台的桥梁，其分别对应于信息体系结构中的传感域和物理体系结构中的传感层，并通过传感域中的能源网络通信系统与传感层中的物联网智能能源表无线通信模块、物联网智能网关、移动通信网络、能源公司通信服务器等物理实体的结合，实现其通信功能。

　　在具体通信过程中，上行的感知信息首先是由各物联网智能能源表通过其无线通信模块上传至物联网智能网关，再由物联网智能网关通过移动通信等网络将感知信息上传到相应能源公司的通信服务器；对于下行的控制信息，则是上行感知信息的逆方向。

　　管理平台

　　管理平台是系统中实现各能源公司综合管理功能的平台，其分别对应于信息体系结构中的管理域和物理体系结构中的管理层，并通过管理域中的能源公司综合管理系统与物理层中的能源公司管理服务器的结合，实现其综合管理功能。

　　对于管理平台的综合管理功能，包括了用户管理、运营维护管理、远程抄表管理、远程阀控管理、远程调价管理、远程阶梯价格管理、信息安全管理、通信设备管理、感知控制信息数据管理、系统升级管理等，水、电、气、热各能源公司可建设各自的管理平台，通过各自的综合管理系统和管理服务器对各自的能源供应业务进行维护和管理。

　　服务平台

　　服务平台是系统中向用户提供服务，实现服务功能的平台，同时也是实现政府和社会资源共享的平台，其分别对应于信息体系结构中的服务域和物理体系结构中的服务层，并通过服务域中的公共感知服务系统、政府感知服务系统、能源公司感知服务系统和控制服务系统与服务层中的社会公共网络服务器、政府服务器以及能源公司服务平台服务器相结合，实现其服务功能和资源共享功能。

　　服务平台包括能源公司服务平台、政府服务平台和社会公共网络服务平台。能源公司服务平台是由对应能源公司主导的为能源用户提供感知信息服务和控制信息服务的平台；政府服务平台是由政府主导的为社会企业、公众提供信息资源、市场资源、法规监管、公共数据等服务的平台；社会公共网络服务平台则是实现社会信息资源开放共享的平台，政府、企业、公众均可以将其想要开放的信息投放到该平台，实现信息的共享。

　　用户平台

　　用户平台是系统最终实现用户享受服务的平台，其对应信息体系结构中的用户域和物理体系结构中的用户层，并通过用户域的用户系统与用户层的移动通信终端、专用终端、互联网终端、无线局域网终端等用户端相结合，实现用户享受服务的功能。

　　在系统具体运行过程中，各能源用户可通过用户平台的各种用户端接收到上行的各种感知信息，并根据需要将感知信息转化为相应的控制信息对表端发出相应的控制命令，从而享受到物联网智能系统提供的网络查询、网络支付、网络提示、网络预期、服务数据下载、在线业务申报等服务。

　　物联网智能网关

　　物联网智能网关在物联网时代扮演着非常重要角色，其是连接感知网络与传统的移动、互联网等通信网络的纽带，可以实现感知网络和基础网络以及不同类型的基础网络之间的协议转换，不仅能够完成广域互联，也可以完成局域互联。

　　物联网智能网关在系统组网中作用

　　在本文所构建的物联网智能系统中，物联网智能网关属于传感平台的物理实体，其同样是整个系统的关键设备，是对象平台各物联网智能能源表与对应能源公司通信服务器之间实现远程无线通信的中间关键节点，其与各物联网智能能源表和能源公司之间的组网结构如下图所示。本文水电气热四表集中通信的物联网智能系统采用的是一种低功耗的星型组网结构，从下图中可以看到，物联网智能网关在该组网结构中的关键桥梁作用，其下游端通过RF射频无线通信技术实现与各物联网智能能源表的连接，上游端则通过接入GPRS网络或者Internet网络，实现与各能源公司之间的通信。

　　物联网智能网关的主要功能特点

　　（1）兼容通信功能

　　通过体系、接口整体规划以及通信协议的标准化，使物联网智能网关具有广泛的兼容通信能力。该功能的实现，使物联网智能网关不仅能够与水、电、气、热其中任何一种物联网智能能源表进行通信，并且还能够与上述其中任意两种、三种或者同时与四种物联网智能能源表进行兼容通信。在实际应用过程中，水、电、气、热四大能源公司可以根据各地区的小区、企业等单位的能源应用情况，使用同一套物联网智能网关设备与自己的物联网智能能源表建立通信关系，进行信息的采集和控制命令的下达，从而实现两表、三表或者四表集中通信。

　　（2）双向通信功能

　　物联网智能网关具有双向通信功能，即物联网智能网关不仅可以接收表端发出的感知信息，还能够向表端发出控制信息。通过物联网智能网关双向通信功能的实现，可保证各物联网智能能源表与对应能源公司之间的通信是实时双向的。

　　（3）独立通信信道功能

　　物联网智能水表、物联网智能电力、物联网智能燃气表、物联网智能热力表四种能源表能够通过同一套物联网智能网关设备分别与对应的水务公司、电力公司、燃气公司以及热力公司进行实时的双向通信，但不同能源表与对应能源公司之间的通信并不是采用相同的通信信道，而是为其分配了各自独立的通信信道，各通信信道之间的信息相互独立，互不影响。

　　通过物联网智能网关的兼容通信功能、双向通信功能、独立通信信道功能，不仅实现了各物联网智能能源表与对应能源公司管理系统之间的集中通信，同时还使其间的通信具有独立通道实时双向的特点，保证了各能源公司的信息是独立运行、独立管理的。