專利名稱：嵌入式智能交互終端及其通訊方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種嵌入式智能交互終端及其通訊方法，對(duì)用電裝置信息進(jìn)行采集和 智能分析，并可以利用雙通道(有線以太網(wǎng)通道和無(wú)線通道)與用電信息主站進(jìn)行數(shù)據(jù)、服 務(wù)的交互，屬于電力用電技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
社會(huì)發(fā)展日新月異，電力用戶對(duì)電能的質(zhì)量和服務(wù)提出了更高的要求。為了更好 的順應(yīng)社會(huì)需求，國(guó)家電網(wǎng)公司提出了建設(shè)統(tǒng)一堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)的戰(zhàn)略決策。建立智能電網(wǎng) 的主要目的之一是通過增強(qiáng)供電公司與電力大用戶的信息互動(dòng)，實(shí)現(xiàn)大用戶用電自動(dòng)化， 使得營(yíng)配系統(tǒng)的用電管理、故障定位及電能監(jiān)控深入到大用戶的供電末端，全面提升供電 公司針對(duì)大用戶的綜合服務(wù)能力，滿足大用戶的多元化需求，提高用戶的用電質(zhì)量、改變傳 統(tǒng)的用電模式及習(xí)慣，提高設(shè)備利用效率和運(yùn)營(yíng)效率，降低用戶的用電成本；滿足智能電網(wǎng) 互動(dòng)化的要求，加強(qiáng)大用戶側(cè)信息資源的集成和整合。據(jù)申請(qǐng)人了解，目前供電公司對(duì)大用戶的內(nèi)部用電相關(guān)信息掌握得很少，主要是 由于沒有專門的設(shè)備或系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)智能量測(cè)、智能控制、雙向信息互動(dòng)，無(wú)法準(zhǔn)確評(píng)估用戶在 用電過程中出現(xiàn)的各類情況(如電壓波動(dòng)對(duì)用戶的影響等)，也無(wú)法為大用戶經(jīng)濟(jì)、安全運(yùn) 行提出明確的建議。中國(guó)市場(chǎng)上沒有現(xiàn)成的設(shè)備能夠?qū)崿F(xiàn)上述功能；歐洲和美國(guó)目前也僅 處于智能電網(wǎng)智能用電服務(wù)和設(shè)備的規(guī)劃和前期階段。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述問題，本發(fā)明提出了一種嵌入式智能交互終端及 其通訊方法，具體技術(shù)方案如下一種嵌入式智能交互終端，包括數(shù)據(jù)處理與控制模塊、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊、上行模塊 和下行模塊，所述數(shù)據(jù)處理與控制模塊分別同數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊、上行模塊和下行模塊進(jìn)行通所述上行模塊包括上行通信模塊、上行以太網(wǎng)模塊和3G通信模塊；所述上行以太 網(wǎng)模塊和3G踏通信模塊通過上行通訊模塊與所述數(shù)據(jù)處理與控制模塊進(jìn)行通信；所述下行模塊包括下行通訊模塊和下行以太網(wǎng)模塊；通過下行通訊模塊與所述數(shù) 據(jù)處理與控制模塊進(jìn)行通信；所述上行模塊與數(shù)據(jù)處理與控制模塊之間還設(shè)有TCP/IP加密模塊。所述數(shù)據(jù)處理與控制模塊還連接有外部接口模塊；接口模塊連接液晶屏、觸摸屏、 話機(jī)、用戶智能卡、加密狗、攝像頭和硬盤。還包括電源管理模塊，所述電源管理模塊把外部電源轉(zhuǎn)換成各個(gè)模塊所需電源， 分別為它們供電；所述電源管理模塊的控制端連接數(shù)據(jù)處理與控制模塊的輸出端。一種上述的嵌入式智能交互終端的通訊方法，本終端與各類型的用電信息采集裝 置和用電信息主站進(jìn)行通訊，步驟包括
1)所述數(shù)據(jù)處理與控制模塊對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理與轉(zhuǎn)換，生成統(tǒng)一的碼制；2)所述TCP/IP加密模塊將步驟1)得到的數(shù)碼進(jìn)行加密，通過TCP/IP協(xié)議、經(jīng)由 上行通訊模塊與用電信息主站通訊；3)所述上、下行通訊模塊與上、下行以太網(wǎng)模塊構(gòu)成以太網(wǎng)通訊通道，所述上行通 訊模塊與3G通訊模塊構(gòu)成3G無(wú)線通訊通道；所述以太網(wǎng)通訊通道經(jīng)下行通訊模塊與用電信息采集裝置通訊，經(jīng)上行通訊模塊 與用電信息主站通訊；所述3G無(wú)線通訊通道經(jīng)上行通訊模塊與用電信息主站通訊；在與用電信息主站通訊中，以太網(wǎng)通訊通道或3G無(wú)線通訊通道中的任一種為主 通道，另外一種為備用通道，主通道無(wú)法成功通信時(shí)，切換到備用通道。本終端與用電信息采集裝置進(jìn)行通信包括以下步驟(Si)本終端與用電信息采集器建立連接(SlOl)本終端使用以太網(wǎng)通訊通道經(jīng)下行通訊模塊向用電信息采集器下發(fā)登錄 命令；(S102)用電信息采集器如果收到登錄命令后，返回的確認(rèn)幀；本終端收到確認(rèn) 幀，則通信信道被正確建立，否則轉(zhuǎn)到(S103)；(S103)如果本終端在指定時(shí)間內(nèi)未收到確認(rèn)幀，那么本終端重發(fā)登錄命令；(S104)本終端按照預(yù)設(shè)的重新發(fā)送次數(shù)進(jìn)行重發(fā)登錄命令，如果重發(fā)次數(shù)小于預(yù) 設(shè)的最大值，本終端等待確認(rèn)，轉(zhuǎn)到(S105)；(S105)如重發(fā)送次數(shù)達(dá)到預(yù)設(shè)的最大值，仍沒有收到采集器的確認(rèn)，那么傳輸失 敗，結(jié)束；(S106)當(dāng)本終端重啟后，本終端主動(dòng)重新發(fā)送登錄信息，與用電信息采集器進(jìn)行 通信；(S107)當(dāng)用電信息采集器因異常重啟后，本終端可檢測(cè)到，并在用電信息采集器 正常后，主動(dòng)再次連接，登錄到用電信息采集器上；(S2)智能交互終端開啟/關(guān)閉用電信息采集器上報(bào)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)功能設(shè)置(S201)本終端使用以太網(wǎng)通信通道經(jīng)下行通訊模塊向用電信息采集器下發(fā)開啟 /關(guān)閉上報(bào)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)功能的命令；(S202)用電信息采集器上行接口啟動(dòng)/停止主動(dòng)上報(bào)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)功能；(S203)當(dāng)本終端下發(fā)開啟命令后，用電信息采集器接收到下行接口主動(dòng)上報(bào)的實(shí) 時(shí)數(shù)據(jù)后，主動(dòng)上報(bào)給本終端，本終端同時(shí)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)；(S204)當(dāng)本終端下發(fā)關(guān)閉命令后，用電信息采集器取消主動(dòng)上報(bào)給本終端的功 能；(S3)用電信息采集器主動(dòng)上報(bào)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)至智能交互終端(S301)本終端使用以太網(wǎng)通信通道經(jīng)下行通訊模塊向用電信息采集器下發(fā)開啟 上報(bào)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)功能的命令；(S302)用電信息采集器上行接口啟動(dòng)主動(dòng)上報(bào)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)功能；(S303)用電信息采集器接收下行接口的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)后，判斷該數(shù)據(jù)是否是本終端要 求主動(dòng)上報(bào)的；如果是，則傳發(fā)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)給本終端，否則轉(zhuǎn)到(S304)；(S304)如果用電信息采集器判斷收到的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)不是本終端要求主動(dòng)上報(bào)的，則保存該數(shù)據(jù)，并繼續(xù)監(jiān)測(cè)下行接口的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)；(S305)本終端接收到用電信息采集器的數(shù)據(jù)后，返回給下行接口成功接收的確認(rèn) 信號(hào)，同時(shí)把存儲(chǔ)數(shù)據(jù)。本終端與用電信息主站的雙向交互通訊智能交互終端將采集到的數(shù)據(jù)處理后，通過太網(wǎng)通訊通道或3G無(wú)線通訊通道經(jīng) 上行通訊模塊傳送至用電信息主站；用電信息主站將用電信息、用電提醒、智能化分析結(jié)果等通過有線或無(wú)線通道傳 送至智能交互終端，并向本終端發(fā)送數(shù)據(jù)采集命令。本發(fā)明技術(shù)方案中，1)在一臺(tái)智能交互終端上集成了用電信息數(shù)據(jù)處理與傳輸和多制式用電裝置信 息實(shí)時(shí)采集的功能，能夠?qū)Χ囝愋投嘁?guī)約的用電信息數(shù)據(jù)進(jìn)行處理、轉(zhuǎn)換，生成統(tǒng)一的碼 制，經(jīng)加密后通過TCP/IP進(jìn)行傳輸；監(jiān)測(cè)以太網(wǎng)口的數(shù)據(jù)包，對(duì)來自以太網(wǎng)口的用電信息 采集、發(fā)送等指令作出響應(yīng)；同時(shí)可以實(shí)時(shí)與用電信息主站進(jìn)行信息交互；2)智能交互終端的通信方式同時(shí)支持有線和無(wú)線通信通道，有線主要是以太網(wǎng)， 無(wú)線支持3G模式。使用完全不同性質(zhì)的兩個(gè)通道進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，發(fā)揮兩個(gè)通道各自的優(yōu) 勢(shì)，極大提高了數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃院蛯?shí)時(shí)性；3)智能交互終端配備了嵌入式話機(jī)，當(dāng)用戶拿起話機(jī)后，終端會(huì)自動(dòng)撥號(hào)，直接進(jìn) 入客服呼叫中心的排隊(duì)系統(tǒng)，等待服務(wù)，使用戶可以快速連接客服得到便利的服務(wù)；4)智能交互終端內(nèi)部加載加密狗硬件加密裝置，終端使用時(shí)系統(tǒng)不斷自動(dòng)檢測(cè)終 端上的加密狗是否和本機(jī)主板匹配，如果加密狗被更換或者損壞，將給出提示后鎖定系統(tǒng); 用戶不能對(duì)加密狗做任何操作，如果加密狗被移走、丟失或者被用戶更換，智能交互終端系 統(tǒng)將無(wú)法啟動(dòng)；同時(shí)，加密模塊與智能交互終端內(nèi)軟件的自動(dòng)升級(jí)相互綁定，不定期對(duì)終端 進(jìn)行掃描和驗(yàn)證，以保證網(wǎng)內(nèi)終端均為賦有權(quán)限的設(shè)備；5)智能交互終端通過CPU卡對(duì)使用者的身份進(jìn)行識(shí)別，只有當(dāng)用戶通過驗(yàn)證后， 終端才會(huì)賦予用戶相應(yīng)的權(quán)限，以保證智能交互終端中數(shù)據(jù)的安全性和可靠性；6)多臺(tái)智能交互終端利用終端內(nèi)部自帶的組網(wǎng)模塊，可實(shí)現(xiàn)局域網(wǎng)的自組網(wǎng)，以 此可對(duì)每臺(tái)終端處理的數(shù)據(jù)量進(jìn)行合理的分配，最終實(shí)現(xiàn)多臺(tái)智能交互終端的大批量數(shù)據(jù) 計(jì)算；7)多臺(tái)智能交互終端通過內(nèi)部的模塊或程序，可實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的相互備份，以保證在 異常情況下，數(shù)據(jù)能夠正常處理和傳輸。本發(fā)明提供的終端，實(shí)現(xiàn)對(duì)大用戶主要用電設(shè)備的信息實(shí)時(shí)采集、分析，通過能效 智能診斷，為大用戶節(jié)能改造提供參考和建議，并實(shí)現(xiàn)能效的在線預(yù)評(píng)估及能效信息發(fā)布 和交流等智能用電服務(wù)。


圖1 本發(fā)明實(shí)施例的結(jié)構(gòu)框圖；圖2 本本發(fā)明實(shí)施例的的主要部件框圖；圖3 本發(fā)明實(shí)施例的與采集器通訊的流程圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明技術(shù)方案作進(jìn)一步說明設(shè)計(jì)一種智能交互終端，利用高性能的嵌入式數(shù)據(jù)處理、傳輸模塊，實(shí)時(shí)采集多制 式用電裝置的信息，對(duì)多規(guī)約的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理、轉(zhuǎn)換、分析、傳輸，同時(shí)可以實(shí)時(shí)與用電信息 主站進(jìn)行信息交互，監(jiān)測(cè)以太網(wǎng)口的數(shù)據(jù)包，對(duì)來自以太網(wǎng)口的用電信息采集、發(fā)送等指令 作出響應(yīng)。如圖1，一種本例的終端，包括數(shù)據(jù)處理與控制模塊、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊、上行模塊和下 行模塊，所述數(shù)據(jù)處理與控制模塊分別同數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊、上行模塊和下行模塊進(jìn)行通信；所 述上行模塊包括上行通信模塊、上行以太網(wǎng)模塊和3G通信模塊；所述上行以太網(wǎng)模塊和3G 踏通信模塊通過上行通訊模塊與所述數(shù)據(jù)處理與控制模塊進(jìn)行通信；所述下行模塊包括下 行通訊模塊和下行以太網(wǎng)模塊；通過下行通訊模塊與所述數(shù)據(jù)處理與控制模塊進(jìn)行通信； 所述上行模塊與數(shù)據(jù)處理與控制模塊之間還設(shè)有TCP/IP加密模塊。數(shù)據(jù)處理與控制模塊為本終端的核心模塊，接收智能交互終端電源提供的電能并 加以分配，向智能交互終端的各個(gè)組成模塊部件供電；接收電源開關(guān)和操作系統(tǒng)來的開機(jī) 信號(hào)實(shí)現(xiàn)開機(jī)、關(guān)機(jī)、重啟、待機(jī)和休眠等操作；提供接口，將液晶屏、觸摸屏、話機(jī)、用戶智 能卡、加密狗、攝像頭、硬盤等設(shè)備連接起來。本實(shí)施例采用Intel Atom 270處理器，芯片 為 Intel 945GSE+ICH7M，集成 Intel GM 顯卡、Realtek ALC662 聲卡、以太網(wǎng)控制器、USB2. 0 控制器，具有USB、SATA等外接接口。如圖2所示，本例中，數(shù)據(jù)處理與控制模塊的實(shí)現(xiàn)可以用主板來進(jìn)行，為智能交互 終端的核心部分。主板上的主要部件為芯片組、總線、輸入輸出接口和電源接口。其功能包 括1)將CPU、內(nèi)存等關(guān)鍵核心部件通過總線和芯片組連接起來，組成智能交互終端 的核心；2)接收智能交互終端電源提供的電能并加以分配，向智能交互終端的各個(gè)組成模 塊部件供電；3)接收電源開關(guān)和操作系統(tǒng)來的開機(jī)信號(hào)實(shí)現(xiàn)開機(jī)、關(guān)機(jī)、重啟、待機(jī)和休眠等操 作；主板提供接口，將液晶屏、觸摸屏、話機(jī)、用戶智能卡、加密狗、攝像頭、硬盤等設(shè)備 連接起來。數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊，主要是硬盤，為智能交互終端數(shù)據(jù)存放部分，通過數(shù)據(jù)線接至數(shù)據(jù) 處理與控制模塊；顯示模塊，主要由液晶屏、液晶屏高壓板和多點(diǎn)觸摸屏、觸摸屏引線互聯(lián)構(gòu)成，液 晶顯示屏粘貼在觸摸屏的背面；液晶顯示屏通過LVDS接口與主板連接獲得數(shù)據(jù)信號(hào)，液晶 屏高壓板通過板載高壓接口與主板連接；觸摸屏通過USB與主板連接；觸摸屏采用多點(diǎn)觸 摸屏，可以兩只手、多個(gè)手指，甚至多個(gè)人，同時(shí)操作屏幕的內(nèi)容，更加方便與人性化；話機(jī)模塊，主要由話機(jī)和話機(jī)電路共同組成，用于實(shí)現(xiàn)對(duì)講或電話語(yǔ)音輸入，并轉(zhuǎn) 變?yōu)橄鄳?yīng)的模擬信號(hào)；智能交互終端配備了嵌入式話機(jī)，當(dāng)用戶拿起話機(jī)后，終端會(huì)自動(dòng)連 線至預(yù)先設(shè)置好的客戶服務(wù)呼叫中心；當(dāng)終端用戶要掛機(jī)時(shí)，直接將話機(jī)放入話機(jī)卡槽，系 統(tǒng)會(huì)獲取掛斷消息，在收取掛斷消息后切斷電話；其特征在于，用戶拿起話機(jī)后，終端自動(dòng)撥號(hào)，即可直接進(jìn)入客服呼叫中心的排隊(duì)系統(tǒng)，等待服務(wù)；音響模塊，主要由兩個(gè)5W的喇叭以及電路板互聯(lián)構(gòu)成，通過USB與主板連接獲得 5V穩(wěn)壓電源；聲音輸入接口則與話機(jī)的音頻接口連接，保證話機(jī)被拿起時(shí)，喇叭切換到靜 音狀態(tài)；在話機(jī)未使用狀態(tài)時(shí)為系統(tǒng)提供廣播通知、通告等功能的硬件支持；音頻模塊，用于對(duì)講時(shí)的語(yǔ)音傳輸和處理，同時(shí)具有IP電話的功能；其將模擬語(yǔ) 音信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字信號(hào)，編碼后發(fā)送給IP處理模塊封裝成IP包通過以太網(wǎng)進(jìn)行傳輸；視頻模塊，主要由攝像頭以及采集芯片組成，通過USB接口與主板連接；智能交互 終端視頻采集模塊通過硬件數(shù)據(jù)采集，通過CMOS鏡頭對(duì)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行采集，系統(tǒng)軟件對(duì)其進(jìn)行 動(dòng)態(tài)采集；當(dāng)終端顯示電話接通后，智能交互終端將用戶端視頻發(fā)往視頻服務(wù)器，交互的對(duì) 方可自動(dòng)在視頻服務(wù)器獲取用戶視頻；硬件加密模塊，主要由加密狗構(gòu)成，通過USB接口與主板連接；在智能終端內(nèi)嵌硬 件加密狗，加密狗內(nèi)寫入加密后的終端主板序列號(hào)；終端使用時(shí)系統(tǒng)不斷自動(dòng)檢測(cè)終端上 的加密狗信息是否和本機(jī)主板匹配，如果加密狗被更換或者損壞，將給出提示后鎖定系統(tǒng); 用戶不能對(duì)加密狗做任何操作，如果加密狗被移走、丟失或者被用戶更換，智能交互終端系 統(tǒng)將無(wú)法啟動(dòng)；智能卡模塊，主要由智能讀卡器和用戶卡組成；智能交互終端應(yīng)用接觸式智能卡 識(shí)別用戶使用權(quán)限，權(quán)限覆蓋系統(tǒng)入口，應(yīng)用程序入口以及數(shù)據(jù)篩選功能；當(dāng)用戶在終端插 入身份卡后，讀卡程序從智能卡中讀取用戶編號(hào)，智能卡校驗(yàn)碼等信息，并對(duì)這些信息進(jìn)行 解密識(shí)別，以確認(rèn)是否為合法用戶；用戶通過識(shí)別后，終端將賦予用戶相應(yīng)的權(quán)限；當(dāng)用戶 彈出終端中的身份卡后，讀卡程序即檢查到卡被彈出，表示當(dāng)前用戶結(jié)束操作，終端即進(jìn)入 鎖定狀態(tài)，無(wú)法進(jìn)行操作，終端顯示相應(yīng)的信息界面；外部接口模塊，主要包括電源接口、網(wǎng)絡(luò)接口、開關(guān)、以及話機(jī)接口 ；電源接口和網(wǎng) 絡(luò)接口均通過一個(gè)引板固定在支撐板的右下方；電源接口和網(wǎng)絡(luò)接口均通過線路直接與主 板上的電源接口和網(wǎng)絡(luò)接口相連；有線通訊模塊，主要是以太網(wǎng)控制器模塊和接口，用于數(shù)據(jù)處理與控制模塊與其 他設(shè)備的有線通訊連接，完成以太網(wǎng)中物理層與數(shù)據(jù)鏈路層的數(shù)據(jù)包封裝/拆包處理；無(wú)線通訊模塊，主要是3G通信模塊，用于數(shù)據(jù)處理與控制模塊與其他設(shè)備的無(wú)線 通訊連接；上行通訊模塊，支持以太網(wǎng)和3G無(wú)線信道，配置制定以太網(wǎng)通信信道為主通道， 3G通信信道為備用通道，上行通訊模塊主要用于智能交互終端的遠(yuǎn)程通訊；下行通訊方式，支持以太網(wǎng)通信通道，主要用于智能交互終端的本地通訊，滿足工 業(yè)應(yīng)用中局域網(wǎng)的通訊。本例的主板上設(shè)有電源管理模塊，所述電源管理模塊把外部電源轉(zhuǎn)換成各個(gè)模塊 所需電源，分別為它們供電。所述數(shù)據(jù)處理與控制模塊控制電源管理模塊的工作。下面以一個(gè)大型工礦企業(yè)為例，說明本發(fā)例的工作過程將本發(fā)明智能交互終端安裝在大型工礦企業(yè)的廠區(qū)，通過網(wǎng)線將智能交互終端接 入企業(yè)的局域網(wǎng)。具體步驟如下智能交互終端通上電源后，開機(jī)，終端進(jìn)入初始化狀態(tài)，此時(shí)智能交互終端將啟動(dòng) 硬件加密模塊，自動(dòng)檢測(cè)終端內(nèi)嵌的硬件加密狗是否存在，硬件加密狗是否和本機(jī)主板匹配；若加密狗被移走、丟失或被更換，智能交互終端系統(tǒng)將無(wú)法正常啟動(dòng)，同時(shí)終端還將發(fā) 送報(bào)警信息至主站。若加密狗檢測(cè)正常，智能交互終端將繼續(xù)啟動(dòng)身份驗(yàn)證程序，觸發(fā)智能卡模塊進(jìn) 行工作；當(dāng)用戶在終端插入身份卡后，讀卡程序從智能卡中讀取用戶編號(hào)、智能卡校驗(yàn)碼等 信息，并對(duì)這些信息進(jìn)行解密識(shí)別，以確認(rèn)是否為合法用戶；用戶通過識(shí)別后，終端將賦予 用戶相應(yīng)的權(quán)限，權(quán)限包括了系統(tǒng)入口，應(yīng)用程序入口以及數(shù)據(jù)篩選等功能；當(dāng)身份卡從 終端中的取出后，讀卡程序即檢查到卡被拿出，表示當(dāng)前用戶結(jié)束操作，終端即進(jìn)入鎖定狀 態(tài)，無(wú)法進(jìn)行操作，終端顯示相應(yīng)的信息界面。當(dāng)智能交互終端的硬件驗(yàn)證和使用者驗(yàn)證均通過后，終端將啟動(dòng)數(shù)據(jù)傳輸線程。 數(shù)據(jù)傳輸線程首先識(shí)別網(wǎng)絡(luò)接口，以確定以太網(wǎng)傳輸模式是否正常工作。經(jīng)識(shí)別采用以太 網(wǎng)傳輸模式，進(jìn)入數(shù)據(jù)傳輸線程，啟動(dòng)網(wǎng)絡(luò)初始化設(shè)置；隨后，智能交互終端的各個(gè)模塊將 全部啟動(dòng)，待機(jī)。系統(tǒng)使用者在智能交互終端上登錄用電信息互動(dòng)系統(tǒng)，根據(jù)智能卡驗(yàn)證的身份， 在系統(tǒng)中進(jìn)行相應(yīng)權(quán)限的操作。用戶登錄用電信息互動(dòng)系統(tǒng)后，智能交互終端通過顯示模塊輸出，將各種信息通 過交互界面顯示出來。用戶通過交互界面，使用觸摸屏觸發(fā)智能交互終端響應(yīng)各種輸入事 件，比如菜單的選擇、信息的收取與查看、采集數(shù)據(jù)指令的發(fā)送等等，系統(tǒng)確認(rèn)后，將這些指 令傳送至數(shù)據(jù)處理與控制模塊進(jìn)行處理。智能交互終端配備了嵌入式話機(jī)，當(dāng)用戶拿起話機(jī)后，智能交互終端啟動(dòng)話機(jī)模 塊、音頻模塊、視頻模塊。終端自動(dòng)撥號(hào)，自動(dòng)連線至預(yù)先設(shè)置好的用電服務(wù)客戶呼叫中心， 直接進(jìn)入客服呼叫中心的排隊(duì)系統(tǒng)，等待服務(wù)，在接受呼叫中心服務(wù)時(shí)，用戶可通過語(yǔ)音、 視頻的方式與服務(wù)人員進(jìn)行溝通；當(dāng)終端用戶掛機(jī)時(shí)，直接將話機(jī)放入話機(jī)卡槽，智能交互 終端會(huì)獲取掛斷消息，在收取掛斷消息后切斷電話。對(duì)于智能交互終端與采集器的通訊，默認(rèn)采用的是有線的通訊方式，即以太網(wǎng)通 訊方式。首先，用戶通過智能交互終端發(fā)出采集命令，或者智能交互終端接收用電信息主站 的命令發(fā)出采集命令，再或者智能交互終端根據(jù)系統(tǒng)的設(shè)置自動(dòng)發(fā)出采集命令。如圖4所 示，主要通訊步驟如下智能交互終端首先向采集器發(fā)出登錄指令，與采集器建立連接，采集器處理完畢 后返回確認(rèn)信息給終端；智能交互終端得到采集器的確認(rèn)反饋消息后，終端發(fā)出開啟數(shù)據(jù)上報(bào)的命令，采 集器更改該設(shè)置后向終端發(fā)送確認(rèn)信息；采集器進(jìn)行工作，將采集到的數(shù)據(jù)自動(dòng)上報(bào)至終端，終端接收到信息后，返回確認(rèn) 信息給采集器；終端啟動(dòng)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊，將數(shù)據(jù)存儲(chǔ)至終端的存儲(chǔ)器中；終端啟動(dòng)數(shù)據(jù)處理與控制模塊，通過各種規(guī)約轉(zhuǎn)換機(jī)制對(duì)采集器上傳的數(shù)據(jù)進(jìn)行 處理與轉(zhuǎn)換，生成統(tǒng)一的碼制，并存儲(chǔ)。TCP/IP加密模塊將數(shù)據(jù)進(jìn)行加密，通過TCP/IP協(xié) 議、經(jīng)由通信模塊與用電信息主站通訊。對(duì)用電信息主站傳輸過來的數(shù)據(jù)，智能交互終端調(diào)用數(shù)據(jù)處理與控制模塊中的解 析處理程序，進(jìn)行數(shù)據(jù)提取、處理、整合，將處理好的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中，供用戶查看。
在通信實(shí)時(shí)監(jiān)聽狀態(tài)中，系統(tǒng)實(shí)時(shí)識(shí)別通信狀態(tài)，驅(qū)動(dòng)網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議，保持與主 站、采集器建立的連接；判斷數(shù)據(jù)緩存中是否有未發(fā)送的數(shù)據(jù)，根據(jù)協(xié)議讀取數(shù)據(jù)并發(fā)送； 同時(shí)，一直監(jiān)聽下行接口是否有上傳的數(shù)據(jù)。智能交互終端在運(yùn)行過程中，如與外界的通信連接中斷，終端將根據(jù)設(shè)置判斷是 否啟用備用的無(wú)線通道——3G模式，若設(shè)置為“是”，終端可切換到備用通道，當(dāng)有線通信的 主通道恢復(fù)時(shí)，可切換回主通道；如設(shè)置為“否”，終端將備份數(shù)據(jù)，直到通信恢復(fù)。在異常處理狀態(tài)中，如果終端異常，如數(shù)據(jù)采集失敗、數(shù)據(jù)傳輸失敗等情況，終端 將發(fā)出信號(hào)驅(qū)動(dòng)報(bào)警燈報(bào)警，同時(shí)將報(bào)警信息存入本地日志中，本發(fā)明主要應(yīng)用于電力用電技術(shù)領(lǐng)域，實(shí)現(xiàn)對(duì)用電裝置信息進(jìn)行采集和智能分 析，并可以利用網(wǎng)絡(luò)通道與用電信息主站進(jìn)行數(shù)據(jù)、服務(wù)的交互，適合于大型工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的數(shù) 據(jù)采集、處理及實(shí)時(shí)傳送。需要理解到的是上述說明并非是對(duì)本發(fā)明的限制，在本發(fā)明構(gòu)思范圍內(nèi)，所進(jìn)行 的添加、變換、替換等，也應(yīng)屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
一種嵌入式智能交互終端，其特征是包括數(shù)據(jù)處理與控制模塊、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊、上行模塊和下行模塊，所述數(shù)據(jù)處理與控制模塊分別同數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊、上行模塊和下行模塊進(jìn)行通信；所述上行模塊包括上行通信模塊、上行以太網(wǎng)模塊和3G通信模塊；所述上行以太網(wǎng)模塊和3G踏通信模塊通過上行通訊模塊與所述數(shù)據(jù)處理與控制模塊進(jìn)行通信；所述下行模塊包括下行通訊模塊和下行以太網(wǎng)模塊；通過下行通訊模塊與所述數(shù)據(jù)處理與控制模塊進(jìn)行通信；所述上行模塊與數(shù)據(jù)處理與控制模塊之間還設(shè)有TCP/IP加密模塊。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的嵌入式智能交互終端，其特征是所述數(shù)據(jù)處理與控制模塊還 連接有外部接口模塊；接口模塊連接液晶屏、觸摸屏、話機(jī)、用戶智能卡、加密狗和攝像頭。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的嵌入式智能交互終端，其特征是還包括電源管理模塊，所 述電源管理模塊把外部電源轉(zhuǎn)換成各個(gè)模塊所需電源，分別為它們供電；所述電源管理模 塊的控制端連接數(shù)據(jù)處理與控制模塊的輸出端。
4.一種權(quán)利要求1 3任一所述的嵌入式智能交互終端的通訊方法，其特征是本終端 與各類型的用電信息采集裝置和用電信息主站進(jìn)行通訊，步驟包括1)所述數(shù)據(jù)處理與控制模塊對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理與轉(zhuǎn)換，生成統(tǒng)一的碼制；2)所述TCP/IP加密模塊將步驟1)得到的數(shù)碼進(jìn)行加密，通過TCP/IP協(xié)議、經(jīng)由上行 通訊模塊與用電信息主站通訊；3)所述上、下行通訊模塊與上、下行以太網(wǎng)模塊構(gòu)成以太網(wǎng)通訊通道，所述上行通訊模 塊與3G通訊模塊構(gòu)成3G無(wú)線通訊通道；所述以太網(wǎng)通訊通道經(jīng)下行通訊模塊與用電信息采集裝置通訊，經(jīng)上行通訊模塊與用 電信息主站通訊；所述3G無(wú)線通訊通道經(jīng)上行通訊模塊與用電信息主站通訊；在與用電信息主站通訊中，以太網(wǎng)通訊通道或3G無(wú)線通訊通道中的任一種為主通道， 另外一種為備用通道，主通道無(wú)法成功通信時(shí)，切換到備用通道。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的嵌入式智能交互終端的通訊方法，其特征是本終端與用電信 息采集裝置進(jìn)行通信包括以下步驟(Si)本終端與用電信息采集器建立連接(5101)本終端使用以太網(wǎng)通訊通道經(jīng)下行通訊模塊向用電信息采集器下發(fā)登錄命令；(5102)用電信息采集器如果收到登錄命令后，返回的確認(rèn)幀；本終端收到確認(rèn)幀，則 通信信道被正確建立，否則轉(zhuǎn)到(S103)；(5103)如果本終端在指定時(shí)間內(nèi)未收到確認(rèn)幀，那么本終端重發(fā)登錄命令；(5104)本終端按照預(yù)設(shè)的重新發(fā)送次數(shù)進(jìn)行重發(fā)登錄命令，如果重發(fā)次數(shù)小于預(yù)設(shè)的 最大值，本終端等待確認(rèn)，轉(zhuǎn)到(S105)；(5105)如重發(fā)送次數(shù)達(dá)到預(yù)設(shè)的最大值，仍沒有收到采集器的確認(rèn)，那么傳輸失敗，結(jié)束；(5106)當(dāng)本終端重啟后，本終端主動(dòng)重新發(fā)送登錄信息，與用電信息采集器進(jìn)行通(S107)當(dāng)用電信息采集器因異常重啟后，本終端可檢測(cè)到，并在用電信息采集器正常后，主動(dòng)再次連接，登錄到用電信息采集器上；(52)智能交互終端開啟/關(guān)閉用電信息采集器上報(bào)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)功能設(shè)置(5201)本終端使用以太網(wǎng)通信通道經(jīng)下行通訊模塊向用電信息采集器下發(fā)開啟/關(guān) 閉上報(bào)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)功能的命令；(5202)用電信息采集器上行接口啟動(dòng)/停止主動(dòng)上報(bào)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)功能；(5203)當(dāng)本終端下發(fā)開啟命令后，用電信息采集器接收到下行接口主動(dòng)上報(bào)的實(shí)時(shí)數(shù) 據(jù)后，主動(dòng)上報(bào)給本終端，本終端同時(shí)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)；(5204)當(dāng)本終端下發(fā)關(guān)閉命令后，用電信息采集器取消主動(dòng)上報(bào)給本終端的功能；(53)用電信息采集器主動(dòng)上報(bào)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)至智能交互終端(5301)本終端使用以太網(wǎng)通信通道經(jīng)下行通訊模塊向用電信息采集器下發(fā)開啟上報(bào) 實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)功能的命令；(5302)用電信息采集器上行接口啟動(dòng)主動(dòng)上報(bào)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)功能；(5303)用電信息采集器接收下行接口的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)后，判斷該數(shù)據(jù)是否是本終端要求主 動(dòng)上報(bào)的；如果是，則傳發(fā)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)給本終端，否則轉(zhuǎn)到(S304)；(5304)如果用電信息采集器判斷收到的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)不是本終端要求主動(dòng)上報(bào)的，則保存 該數(shù)據(jù)，并繼續(xù)監(jiān)測(cè)下行接口的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)；(5305)本終端接收到用電信息采集器的數(shù)據(jù)后，返回給下行接口成功接收的確認(rèn)信 號(hào)，同時(shí)把存儲(chǔ)數(shù)據(jù)。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的嵌入式智能交互終端的通訊方法，其特征是智能交互終端與 用電信息主站的雙向交互通訊智能交互終端將采集到的數(shù)據(jù)處理后，通過太網(wǎng)通訊通道或3G無(wú)線通訊通道經(jīng)上行 通訊模塊傳送至用電信息主站；用電信息主站將用電信息、用電提醒、智能化分析結(jié)果等通過有線或無(wú)線通道傳送至 智能交互終端，并向本終端發(fā)送數(shù)據(jù)采集命令。
全文摘要
一種多功能智能交互終端，包括數(shù)據(jù)處理與控制模塊、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊、TCP/IP加密模塊、有線通訊模塊、無(wú)線通訊模塊、上行通訊模塊、下行通訊模塊。本終端的通訊方法包括數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)傳輸過程，支持有線和無(wú)線通訊通道，有線通訊方式為以太網(wǎng)通信，無(wú)線通訊是3G模式。其中上行通訊方式支持以太網(wǎng)和3G無(wú)線信道，配置制定以太網(wǎng)或3G中的一種為主通道，另外一種為備用通道，主要用于該設(shè)備的遠(yuǎn)程通訊；下行通訊方式支持以太網(wǎng)通道，主要用于該設(shè)備的本地通訊，滿足工業(yè)應(yīng)用中局域網(wǎng)的通訊。本發(fā)明操作方便、運(yùn)行可靠、信息傳輸量大、傳輸速度快，能夠?yàn)橛脩籼峁┙换バ詮?qiáng)、方便快捷的用電信息及用電服務(wù)，實(shí)現(xiàn)了智能用電互動(dòng)式服務(wù)平臺(tái)的作用。
文檔編號(hào)H04L29/06GK101997877SQ20101054590
公開日2011年3月30日 申請(qǐng)日期2010年11月16日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月16日
發(fā)明者初方, 徐磊, 李斌, 林航, 沈建新, 錢朝陽(yáng) 申請(qǐng)人:江蘇省電力公司;江蘇省電力公司南京供電公司;江蘇蘇源高科技有限公司