摘  要：本文針對目前燃氣計費管理系統(tǒng)中普遍存在的控制不穩(wěn)定、可擴展性差、造價過高、功能不全面以及設(shè)計不規(guī)范等問題，采用遠程通訊控制、彈片機控制以及上、下位機通訊的方式實現(xiàn)時時控制執(zhí)行機構(gòu)的方法，按照國家金卡工程的設(shè)計規(guī)范，設(shè)計出高效率、功能強大、可自主二次開發(fā)、并且具有較高的性能價格比的網(wǎng)絡(luò)計費管理系統(tǒng)。該系統(tǒng)可直接納入金卡工程管理系統(tǒng)，為我國實現(xiàn)燃氣網(wǎng)絡(luò)管理提供了一個良好的解決方案。
    關(guān)鍵詞：IC卡 網(wǎng)絡(luò) 燃氣

1引言
   隨著人們生活水平的日益提高，煤氣、天然氣已經(jīng)成為人們?nèi)粘Ｉ钪械闹饕剂?，隨之而來的，人們對煤氣、天然氣的計費、管理要求也在逐漸提高。人工計費管理中工作人員數(shù)量多，工作效率低下，在抄表收費的過程中經(jīng)常會出現(xiàn)誤抄、估抄、漏抄、欠收和對用戶正常生活的干擾等現(xiàn)象。如何能夠既節(jié)省人力、物力，同時又能夠準確、快捷、方便地對煤氣、天然氣實現(xiàn)統(tǒng)一管理已經(jīng)成為一個亟待解決的問題。在計算機正逐漸走入平常百姓家的今天，在計算機網(wǎng)絡(luò)正在蓬勃發(fā)展的今天，運用計算機網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)對燃氣管道的計費管理成為解決問題的最佳方案。
    目前，在社會上有很多種解決燃氣管理計費系統(tǒng)，但是結(jié)果都不十分令人滿意。總起來看存在這樣幾個問題：
    (1)使用電子閥門控制開關(guān)存在著經(jīng)常無法按照指令實現(xiàn)正常開啟的功能，經(jīng)常出現(xiàn)漏氣的現(xiàn)。
    (2)整個計費系統(tǒng)及硬件綜合在一起的造價太高，影響在我們這樣的發(fā)展中國家的推廣。
    (3)目前使用的管理系統(tǒng)普遍都擁有自己的規(guī)范，與金卡工程的管理規(guī)范有出入，而且可擴展性差，不能進行二次開發(fā)。
    正是根據(jù)以上大多數(shù)產(chǎn)品所普遍存在的問題，我們經(jīng)過仔細研究，幾經(jīng)試驗，終于開發(fā)出TDJ管道燃氣IC卡自動計費管理系統(tǒng)，可以完全解決以上的問題。
2系統(tǒng)功能
    該系統(tǒng)具有以下幾點功能：
    (1)自動計費：控制閥自動開啟或關(guān)閉，液晶顯示器顯示燃氣使用數(shù)量，預(yù)告IC卡購氣余額。
    (2)累計購氣數(shù)量：剩余與新購氣數(shù)量自動累加。
    (3)預(yù)報購氣：從購氣量剩下6立方米時開始，每使用1立方米鳴笛一次，提示用戶購氣。
    (4)當(dāng)電池電量不足時：液晶顯示器顯示低電壓，并鳴笛提示。
    (5)外電池需要更換時由內(nèi)電池供電，保證不間斷供氣。
    (6)自動報警及泄漏報警：內(nèi)電池耗盡、購氣量耗盡，報警后自動停止供氣，直至更換新電池和插入新購IC卡，方能自動恢復(fù)供氣，還具備燃氣泄漏報警切斷功能，如果有燃氣泄漏，系統(tǒng)經(jīng)自動報警并切斷控制閥。
    (7)防偽防盜：如插入偽卡或拆卸破壞表體的任何部件，控制閥將自動關(guān)閉，停止供氣；只能由管理人員使用專用電子鑰匙開啟，才能恢復(fù)供氣。
    (8)微機管理：使用微機管理系統(tǒng)進行：用戶管理、銷售情況走勢、異常分析、數(shù)據(jù)維護、統(tǒng)計報表；購卡、驗卡、加密、補卡、通過銀行代收費等功能。
    根據(jù)以上對管理系統(tǒng)功能的分析，采用了兩級計算機系統(tǒng)控制的形式，管理系統(tǒng)要采用PC586或以上機型實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)管理、通信；硬件系統(tǒng)采用以PIC單片機系統(tǒng)實現(xiàn)硬件控制。?
3硬件系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)
    硬件系統(tǒng)主要包括：電源部分、報警部分、電子鑰匙、PIC單片機、顯示器、存儲器、厚膜電路和表體等幾部分組成。硬件系統(tǒng)通過寫卡器與管理系統(tǒng)相連完成工作。其系統(tǒng)圖如圖1所示：
    在硬件系統(tǒng)中，在單片機上我們采用了PIC單片機。它具有省電，低功耗、保密性好等特點，非常適合用在該系統(tǒng)中。
    電源是電子類系統(tǒng)的能源所在，本系統(tǒng)采用內(nèi)、外置雙電源，以外電源為主，提供系統(tǒng)的日常用電，當(dāng)外電源沒有電需要更換時，由內(nèi)置電源對系統(tǒng)供電，使整個系統(tǒng)始終保持不間斷供電；同時，雙回路電源采用了特殊的設(shè)計方法，在特殊情況下即使有巨大的電壓降產(chǎn)生，系統(tǒng)仍可保持恒定的電源。
    電子鑰匙是在同類產(chǎn)品中獨特的一種設(shè)計方式，鑰匙上采用PIC單片機，用程序?qū)ο到y(tǒng)中的單片機進行操作，改寫存儲器當(dāng)中的內(nèi)容，使之產(chǎn)生正確內(nèi)容回送，達到開發(fā)的最終效果，實現(xiàn)鑰匙的功能。
    與控制閥的接口電路使用的是厚膜電路。這個電路采用了普通的元器件，運用了特殊的設(shè)計方法，實現(xiàn)對控制閥的控制，厚膜具有信號穩(wěn)定，造價低廉，功率強大的特點。
    整個硬件系統(tǒng)的設(shè)置突出了：低造價、低功耗、系統(tǒng)穩(wěn)定、保護措施完善的特點。?

4網(wǎng)絡(luò)管理部分
    網(wǎng)絡(luò)的管理部分包括兩大部分：網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)查詢系統(tǒng)。分別采用了客戶機/服務(wù)器模式和瀏覽器/服務(wù)器模式。
4.1網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)
    這套網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)的設(shè)計思想是面向?qū)ο蟮木W(wǎng)絡(luò)編程思想。數(shù)據(jù)庫的后臺管理采用Microsoft SQL Server進行管理。在網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)方面遠程通訊采用通過調(diào)制解調(diào)器撥號上網(wǎng)或是DDN、X.25、ISDN，公司內(nèi)部局域網(wǎng)則采用以太網(wǎng)等拓撲結(jié)構(gòu)。
    下面分別從設(shè)計思想，編程語言，數(shù)據(jù)庫管理和維護、網(wǎng)絡(luò)管理與結(jié)構(gòu)這幾個方面對整個系統(tǒng)進行論述。
    (1)設(shè)計思想
    在設(shè)計上，針對客戶機/服務(wù)器模式，在編程方面采用客戶機與服務(wù)器分別編程共同完成任務(wù)的思想，在客戶機端主要是針對特殊命令特殊處理的方式，對于要求速度快，對系統(tǒng)數(shù)據(jù)影響不大并且可以在當(dāng)?shù)貦C完成的一些操作則把程序編在客戶機方，這樣可以大大加快速度，減少數(shù)據(jù)傳送，減少服務(wù)器方的命令和信息處理，節(jié)省系統(tǒng)資源。
    在服務(wù)器方針對系統(tǒng)要求，我們做了大量的系統(tǒng)需求分析，最后將管理系統(tǒng)分成數(shù)據(jù)管理（包括數(shù)據(jù)的壓縮和備份）、數(shù)據(jù)庫的基本功能（數(shù)據(jù)的查詢，添加，刪除，更新），和硬件的統(tǒng)一管理（寫卡、讀卡、端口設(shè)置，加密），系統(tǒng)管理（遠程登錄，分析，管理客戶），數(shù)據(jù)的特殊處理（統(tǒng)計，生成報表，打印特殊報表）等幾個模塊。
    系統(tǒng)中使用了虛擬動態(tài)庫、流控制、多線程的同步和異步過程調(diào)用，對客戶機的遠程控制，對服務(wù)器的資源管理等多項技術(shù)，并且在模塊接口設(shè)計上采用了標準化的設(shè)計接口方式，為程序的可擴展性和二次開發(fā)作了很好的鋪墊。
    (2)數(shù)據(jù)庫的管理和維護
    在后臺數(shù)據(jù)庫管理上，我們采用Microsoft SQL Server進行管理。統(tǒng)一的導(dǎo)航管理系統(tǒng)可以在Windows系統(tǒng)和Windows NT系統(tǒng)中管理數(shù)據(jù)，采用優(yōu)化的存儲結(jié)構(gòu)并且把數(shù)據(jù)壓縮后再進行存儲，以達到最優(yōu)。維護上采用數(shù)據(jù)日志和數(shù)據(jù)備份進行維護，并且作了鏡像服務(wù)器，給數(shù)據(jù)加了雙重保險。
    (3)網(wǎng)絡(luò)管理
    局域網(wǎng)硬件采用以太網(wǎng)結(jié)構(gòu)，在軟件管理上采用Windows NT操作系統(tǒng)，安全性和易用方面很好，在編程方面又可以和Windows相容。在局域網(wǎng)外又增設(shè)了防火墻，并使用了代理服務(wù)器，加大了系統(tǒng)的安全性。在遠程通訊方面，對于通過撥號上網(wǎng)的客戶端要通過密碼識別，才能登錄，并授予不同權(quán)限，加大了對數(shù)據(jù)庫的安全管理。
4.2網(wǎng)絡(luò)查詢系統(tǒng)
    網(wǎng)絡(luò)查詢系統(tǒng)主要是針對在日常生活中網(wǎng)絡(luò)已日漸走入家庭而增設(shè)的。該系統(tǒng)在InterDev開發(fā)和管理環(huán)境中采用HTML語言、VBScript語言和JAVAScript語言結(jié)合起來實現(xiàn)對數(shù)據(jù)庫的時時查詢和統(tǒng)計功能。InterDev開發(fā)和管理環(huán)境也是微軟公司的產(chǎn)品Visual Stadio開發(fā)環(huán)境中的一部分，和整個系統(tǒng)有良好的統(tǒng)一性，它支持用VBScript和JAVAScript語言，而且可運用ADO對象和數(shù)據(jù)庫相連，功能強大。這個系統(tǒng)采用了瀏覽器/服務(wù)器的模式，可以通過網(wǎng)絡(luò)直接查詢，不受時間地點的限制，并能迅速得到統(tǒng)計結(jié)果，可以說這個系統(tǒng)是管理系統(tǒng)的必要的補充。?
5結(jié)論
    本系統(tǒng)采用了厚膜電路解決了燃氣IC卡表造價過高的難點；利用雙重控制避免閥門控制不穩(wěn)定的現(xiàn)象；而且在系統(tǒng)設(shè)計上完全按照國家要求的設(shè)計規(guī)范，并預(yù)留了可擴展接口，有良好的可擴展性。目前，整個系統(tǒng)在試點區(qū)域已投入使用五年，運轉(zhuǎn)正常，完全能夠滿足用戶的要求，深受用戶的好評。該系統(tǒng)的投入使用，為我國實現(xiàn)燃氣的網(wǎng)絡(luò)化管理，為金卡工程的順利實施提供了一個很好的解決方案。??
6參考文獻
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