模组化采集终端3041.pdf

新型模组化采集终端设计 国网计量中心 一、概述 （一）背景 目前运行的采集终端基于 2013 版用电信息采集系统系 列标准进行设计，还存在以下改进空间： 1.型式要求按照终端接口和功能共分为 7 种，每种终端 的接口和功能固定； 2.现场若需硬件改动，则需要更换整个终端； 3.不同厂商开发的软件，可靠性差异较大； 4.应具备更灵活的软硬件结构，以适应采集 2.0 的发展 要求。 新型模组化采集终端基于国网科技项目“计量装置在线 智能诊断及采集系统运行可靠性关键技术研究”研究成果 “模组化终端硬件结构”，进一步提出需求，着重提升稳定 性和实用化水平，去除冗余信息，便于安装和运维，将用电 信息采集终端设计成多个功能独立的模组结构型式，并按各 地区实际需求配制相应的模组组合，形成具有不同功能的终 端，同时实现统一操作系统，提升终端运行可靠性；通过加 载驱动实现模块识别，提升终端功能扩展性。 （二 ）研究进程 1.2016年 9 月，基于采集 2.0 架构研究形成终端分报告。 2.2016 年 12 月，基于国网科技项目“支持远程安全升 级、台区智能识别的用电信息采集终端技术研究”和采集 2.0 终端分报告形成模组化终端概要设计。 3.2017 年 1 月，召开模组化终端技术研讨会，项目组单 位和采集 2.0 参研终端厂商参会，对模组化终端概要设计展 开讨论，并对各研究方向进行分工。 4.2017 年 4 月，召开模组化终端技术研讨会，项目组单 位和采集 2.0 参研终端厂商参会，对各单位研究成果进行汇 总讨论，对下一步研究内容进行分工。 二、硬件设计 （一）模组化采集终端Ⅰ型 整体外观如下图所示： 图 1 整体外观渲染图 图 2 整体外观渲染图 图 3 整体外观渲染图 模组化终端的整体尺寸图如下所示： 图4 整体尺寸图 各个模块的堆叠方式如下图所示： 图 5 模块堆叠方式 终端模块分解图如下所示： 图 6 整机分解图 （三）模组化采集终端Ⅱ型 整体外观图： 图 7 整体外观图 整体尺寸图： 图 8 整体外观图 堆叠方式： 图9 整体外观图 分解图： 图 10 整体外观图 三、系统软件 （一）操作系统 为实现海量数据处理与分析应用、基于宽带信道的用电 信息采集、智能用电双向交互等技术，设计了一种性能强大、 功能完善、扩展能力强的统一操作系统。 目前业内采集终端主流的操作系统为开源的Linux 操作 系统，但是基于 Linux 平台的产品有一些缺点：处理性能弱， 无法实现高性能的数据处理；软件平台落后，无法实现图像 处理、语音处理等主流技术；操作系统没有特定的技术支撑 厂商，发展新功能速度慢等，为解决 Linux 操作系统的以上 缺点，定制了采集终端专用操作系统，对 Linux 内核进行优 化和增强，同时完成用电信息采集行业的通用业务，如抄表、 通信、安全等。 （二）应用软件框架 基于面向对象方法设计应用软件框架 ，要求用于模组化 终端各模块中 的软件均符合该框架，满足新模块即插即用要 求。采集终端应用软件应设计为运行于统一操作系统内的 A