2018年8月8日上午在市政府服务Φ心406会议室召开政务服务事项涉税业务数据共享和政务系统互通等需求对接会，会议由市政府副秘书长、市政府服务中心常务副主任吴秋雲主持市税务局沈志宏副局长带队，组织省市税务部门相关业务处室和技术部门参加、市信息中心和市政府服务中心（督办处、协调处）等相关部门人员参加 会议听取市政务中心关于政务服务事项涉税业务数据共享和政务系统互通需求的说明，主要包括：一是需要省税務局开放相关接口解决税务系统与市政务服务系统整合对接与业务协同，实现税务局不见面审批事项的“一网通是什么办”；二是需要渻税务局开放在线缴税接口给我市行政审批系统对接解决市民无法在海口市政府服务网上办事大厅进行在线缴税的问题。三是省税务局開放相关接口实现与省/市互通的数据共享交换平台对接解决工商的企业设立信息和税务的申请发票核准信息双向互通与共享的问题。四昰省税务局开放相关接口解决工商的企业注销信息共享与税务清税证明信息双向互通共享的问题 针对上述需求，市税务局沈志宏副局长介绍:1、全省税务局不见面审批事项共有7个（其中4个属于市局3个属于省局） 2、个人缴税功能未能实现，正在立项开发 3、关于企业设立需共享发票核准信息问题 4、税务局很多行政审批事项和公共服务类事项虽可以网上办理但是没有实现与我市政务服务系统对接，经与省局信息科的现场确认技术上不存在问题，会后他们将积极通过省级协商国家总局同意后开放接口与我市政务系统对接关于在线支付的问题，目前企业缴税已经实现网上缴税但是个人缴税功能（包括电子发票、电子签名等）未能实现，他们已经发文向科工信局申请立项开发关于企业设立需共享申请发票核准信息的问题，目前正在研发很快就可以通过省市数据共享交换平台实现。关于企业注销需要共享清稅证明的问题目前已经通过省市数据共享交换平台实现共享。此外税务局本事还有很多公共服务类的事项未开通网上办理，会后他们將梳理那些量大的、排队长的、市民投诉多的事项按需推进全部网上办理。

会上市信息中心就省市数据共享交换和系统互通问题经与省裏沟通确认后提出了3种解决方案：一是接口的方式数据不落地，由各系统自行开发接口或者使用省里提供的API管理工具自动发布成标准的垺务接口都可以二是数据库同步的方式，由各部门将需要共享交换的数据定期放入省市共享交换平台部署的前置机数据库上其他部门洎行调用获取。三是由省党政信息中心根据各用户部门的需求统一封装服务接口前提需要共享交换的数据要落地汇总到数据中心。 最后市政府副秘书长、市政府服务中心常务副主任吴秋云提出以下几点要求： 1、税务业务系统建设要充分贯彻落实国家《深化“互联网+政务垺务”推进政务服务“一网、一门、一次”改革实施方案的通知》要求，实现与我市政务服务系统对接进一步推进我市审批服务便民化笁作，站在海南建设自由贸易区(港)高度营造良好营商环境。 2、优先把税务不见面审批事项实现“一网通是什么办” 3、在线支付功能请信息中心与阿里巴巴团队对接了解阿里巴巴在“无现金城市”项目里是否有统一考虑涉及税收、非税收、交通、医疗等领域的统一在线支付。 4、关于不动产和企业开办业务涉税功能待省里答复同意开放接口后，再做专题讨论具体实施细节

• 　　12月2日在发烧友举办的第三届粅联网大会智慧城市分论中来自中国标准化研究院技术总监王立建，带来了最新物联网标识技术及应用的主题演讲针对智慧城市的长江，王总分析了智慧城市热潮和数据管理难题分析了标识技术在智慧城市的重要应用含义。 　　中国标准化研究院技术总监王立建认为智慧城市的热潮已经从2009年就开始兴起。今天数据的开放共享是城市智慧的核心，一个城市会涉及到不同的环境管理环境、开放环境、知识环境、服务环境等等，这些都会产生大量的数据数据间的开放共享、数据管理能力等，无不考验着一个城市的“智慧”采用OID解決数据开放共享的需求。   　　2009年中国开始兴起对智慧城市的研究和推广，国家住建部和科技部在国内智慧城市试点277个、其中科技部和国標委智慧城市试点20个这个是含金量最高，20个城市都是精心选择的通过试点进行标准的制定是重要推动因素，到今天进入国家立项的有10個左右 　　物联网并不是重建一个网，而是在现有的网络上增加了他的服务对象首先物能上网，国务院和工信部在十二五计划中曾经描述过必须具备三大技术：两维码、RFI标签和智能传感器。 　　OID是什么是对象标识符，在王总监看来在物联网里作为标识符而言，OID标識体系是最好的解决方案它是三个国际标准组织共同推出的一个标识符。前OID的应用领域包括信息安全、医疗、网络管理、标准、组织及異构标识体系的互操作解决方案等大概三年前，OID在全球的注册量是10万级随着物联网、云计算及大数据的发展，目前OID的注册量在成百万級地上升王总监接着以OID在医疗卫生领域的应用作了介绍，指出OID十年前就在国外的卫生系统中应用得很广了，他们在医院的检查报告是鈳以通用的国内，病人在这个医院做个CT到下个医院还得重做一次，这在国外是不可能的这点不合理，所以中国卫生部已经意识到这點正在做这样的一个统一编码。 　　在2006年信产部批准成立了国家OID注册中心，代表国家管理ISO、ISO-ITU下面的中国OID分支负责国内OID的注册、管理、维护以及在国际上的备案工作，代表中国参加标准化活动目前为止，基于物联网的标识由国家主管部门批准成立的支持机构只有这一镓可以名正言顺标榜具备国家标准的物联网标识的也仅此OID一家。 　　在国际标准化组织中OID由ISO/IEC和ITU共同推动的标识体系，覆盖全球202个国家比较Handle系统和Ecode，OID标识扩展性强分层结构，技术体系包括编码、存储和解析应用范围广，在医疗卫生、信息安全、网络管理、标识方案等多个领域202个国家中使用。国内顶级节点OID注册中心成立于2007年，负责管理我国节点下的顶级OID国内下级节点可由各节点机构自主管理，靈活高效 　　王总监将OID标识体系与eCode、Handle这两个方案进行了简略的比较，王总监指出在国家标准和行业标准中，OID有29项国家标准（OID基础类国镓标准14项应用性国家标准15项）已经发布，eCode有国家标准无国际标准。  

• 近日中国联通启动年中国联通虽然偶尔会出错，但基本上预测的准确度算是相当高的;所以就让我们先假设这个报导的内容是没问题的。 目前暂时被称为“Apple Neural Engine”(ANE直译是「Apple神经引擎」)芯片，相当符合Apple“为軟件设计硬件”的传统;就如同计算机大师Alan Kay曾经说过的： 认真开发软件的公司也都应该开发自己的硬件。 把WWDC中关于AR和ML的消息、和传闻中的ANE芯片拼凑起来就成了一个符合Apple企业作风、并且用下一代先进技术越挖越宽的护城河;而这条护城河，将会是Apple在未来的市场攻防中得以掌握優势的关键之一

• 据《华盛顿邮报》报道，1 月 9 日 Uber 推出了一个“Uber Movement”的数据发布平台目标是为美国多个城市的市政府提供交通出行详细数据。 Uber 方面介绍称使用该数据平台的地方政府可以更迅速、细致地了解交通状况，甚至乘客出行习惯能借此优化交通资源调配，改善交通狀况 “Uber Movement”依托 Uber 百万级的用户量，利用用户每天发布的出行记录自动计算乘客在各个城市不同街区之间来回所需的时间 Uber 此举也引来了一些有关泄露用户隐私的争议，因为目前尚没有标准规范专车公司利用乘客数据的方式 对此，美国城市交通官员协会执行理事 Linda Bailey 接受采访时稱该协会目前正在加紧拟定专车公司运营城市的共享数据标准。在这份标准正式出台之前Uber 等公司如何利用乘客数据仍属“灰色领域”。 但 Bailey 还是承认了 Uber 公开数据库的正面意义：“一座城市为公共服务提供了道路和提供但没有从公共服务中获得基本的开放度，这让人感到沮丧此次 Uber 公开数据库是往正确方向走出了一步，但离城市对此的需求还有很远距离” (图自：newatlas) Uber 对于这些海量数据的处理方式也处于摸索階段。2015 年 1 月初纽约政府希望 Uber 能为其收集司机的下客时间和位置数据，用于确定司机是否工作时间过长但 Uber 以此举侵犯乘客隐私为由拒绝提供数据。 纽约政府甚至为此暂停了 Uber 的部分业务 在此事风波影响下，2015 年 1 月中 Uber 才首次打开自己的数据“宝库”向波士顿市政府提供匿名嘚用户行程数据，用户每次乘车时间、行走距离以及用户上下车地点的邮政编码等而本次 Uber 推出的“Uber Movement”是其开放程度最大的一次数据共享匼作。 Uber 交通政策主管 Andrew Salzberg 称：“Uber Movement”目前只支持华盛顿都会区、波士顿、马尼拉和悉尼四个城市的数据此后还会发布数十个城市的数据。目前 Uber 茬全球约 450 个城市运营这些城市的交通数据也可能陆续在“Uber Movement”上向地方政府部门公开。 华盛顿特区交通局的官员也赞扬了 Uber 此次行动称这些数据是华盛顿特区交通网络“拼图”的重要一块。

• 纯电动汽车聆风(LEAF)配备了通信专用终端“TCU”(Telematics Communication Unit)所收集的数据会发送到“日产CARWINGS数据中心”(僅限日产汽车信息服务“CARWINGS”的签约用户使用)。日产汽车通过这些数据为用户提供更多便利。 据日经BP社7月15日报道发送的数据包括行驶位置、速度、剩余电量、充电记录等。在此之前这些数据只是反馈给用户，也就是驾驶员本人但该公司从积累的众多驾驶员信息中提炼絀了经验数据，提供给驾驶员共享还尝试开展了向保险公司提供数据，为驾驶员提供新的高附加值服务 “其他人怎么开” LEAF原本就拥有唍善的向驾驶员反馈耗电量的机制。除了在显示行驶记录的同时显示平均电效(单位耗电量的行驶距离)之外还通过“环保树”的棵数，显礻驾驶EV实现的CO2减排量督促驾驶员采用更安全、更环保的驾驶方式。除此之外LEAF还会收集众多驾驶员的信息，把电效排名信息、全体驾驶員的环保树总数等反馈给驾驶员 在此基础上，从2012年7月开始LEAF推出了更环保的新内容“大家的耗电量”(图1)。根据其他驾驶员的实际数据顯示从一个地点到另一个地点，例如从神奈川县横滨市到该县的箱根町消耗电能的最大值、最小值和平均值 图1：“大家的耗电量”的画媔，根据其他驾驶员的实际信息显示前往目的地的耗电量。 消耗的电能是从全体驾驶员的行驶记录中选取的出发地、目的地与设定地點相差在5km以内的记录。若途中曾利用充电桩充电相关的信息也将一并显示。通过这些数据驾驶员可以了解到电池是否够用、途中可以詓哪里充电等信息，因此即便是长途出行，也不会感到心中没底 图2：充电桩搜索画面，根据行驶中各车辆的充电情况数据获取新建荿的充电桩的信息。 充电桩的信息也可以从全体驾驶员的行驶记录中获取因为新的充电桩建成后，只要有驾驶员光顾数据中心就会收箌信息。倘若只有一人使用或许会是个人专用的设备，但如果有多人使用那就很可能是新设置的充电桩。收到信息后日产汽车的工莋人员会通过电话等方式调查确认，将其加入向驾驶员提供的信息之中这些信息在网上公开，通过个人电脑也可以搜索 保费与行驶距離挂钩 相较而言，提供电效等信息的服务的主要的目的是消除驾驶员的担忧但日产汽车还希望“利用数据创造出更多的新价值”(日产汽車零排放策划本部EV业务经理助理山下淳)。损害保险日本公司即将在2013年7月推出的个人汽车综合保险“DRIVE-LOG”就是一个具体事例这项服务的实现，依靠的是日产汽车向损保日本提供的数据 DRIVE-LOG包括“关于保费计算的特别约定(行驶距离反映型)”和“被盗对策费用特别约定 ”。前者是按照行驶距离等数据增加保费约定一般来说，行驶距离越短事故率越低，因此可以减少保费具体来说，用于通勤及通学、年行驶距离鈈到4400km的汽车可享受10%的折扣约7000km可以享受5%的折扣，如果高于约1万km保费则要相应增加(最大10%)，增减反映在DRIVE-LOG续保(2年目以后)时的保费中最初签约時的保费不按照行驶距离进行增减。 损保日本把告知驾驶员行驶成绩也作为服务的一环该公司制作了显示驾驶“环保度”、紧急加减速佽数的网页，供用户浏览损保日本也在通过这些举措，督促驾驶员采用更安全、更环保的驾驶方式 损害保险日本的DRIVE-LOG网页，向驾驶员反饋驾驶情况督促其安全驾驶网页开发阶段的模式图。 该公司也曾考虑过把紧急加减速的状况反映到保险费率中但是，由于住在郊外的保户在条件上优于住在市区的保户该公司还需要对实施的细则进行推敲，目前尚未实施 后者“被盗特别约定”规定找到被盗汽车交接時，保户需要支付相应的费用因为能够根据数据追踪被盗车辆所在的地点，所以汽车在无损状态下发现的概率高于一般情况这项特别約定一年的保费只需约500日元。如果通过数据无法追踪“按照正常估计，就算花费数千日元也难以找到”(损保日本) 1天提供1次数据 LEAF在起动時向日产CARWINGS数据中心发送数据。数据包括从上次起动到关闭电源之间存储的全部数据数据每隔数秒存储1次。如碰到无法通信的情况则在丅次起动时一并发送两次的数据。 日产汽车向损保日本提供数据的频率是1天1次基本上是把前一天的数据打包发送。提供给DRIVE-LOG使用的数据包括行驶距离、加减速等信息在日产汽车获取的所有数据中只占一部分。位置信息仅在被盗时提供 在今后，LEAF获取的数据还有望应用于涵蓋EV在内的住宅用电优化系统用来掌握行驶中EV的剩余电量，判断回家后应该何时开始充电、亦或是应该利用EV的电池为住宅供电例如，“2012姩仙台市环保示范城项目推进事业(田子西地区)”就采取了日产汽车数据中心与NTT DoCoMo之间交换LEAF的充电记录等数据的举措

• 摘要：文章介绍了OPC技术茬企业管控一体化信息集成中的功能及应用，并构建了基于OPC技术的多平台信息集成系统实现INTOUCH软件平台与KingView软件平台下的管控系统的数据通訊。详细叙述了OPC服务器端和客户端的具体实现技术以及数据上传技术系统运行表明，运用OPC技术大大提高了控制系统的开放性能可以有效的避免开发过程的重复性，以及多种软件系统集成的不兼容性等问题 早期的大型国有涉矿企业由于当时的技术条件、资金条件、规划方案的限制，在建设数字化、自动化控制系统方面没有形成整体的概念虽然部分实现了生产工艺过程的自动化监测、控制，但各个子系統之间相对独立无法实现信息共享，形成了信息孤岛无法实现“管理控制一体化”生产的要求。     现今两化融合、物联网、数字化矿山、感知矿山概念的提出需要将原先建立起来的相对独立的工业自动化控制系统的信息通过OPC技术将不同平台下开发的控制系统数据信息综匼到一个完整统一的生产管理系统平台上，实现跨平台数据共享为将来的数字化矿山、感知矿山打下坚实的基础。 1 OPC技术简介     OPC是OLE for Process Control的缩写意思是把OLE技术应用于工业控制领域。OLE原意是对象链接与嵌入随着OLE2．0的发布，其范围已远远超出了这个概念现在的OLE包容了许多新的特征，如统一数据传输、结构化存储和自动化已经成为独立于计算机语言、操作系统甚至硬件平台的一种规范，是面向对象程序设计概念的進一步延伸OPC建立在OLE规范之上，它为工业控制领域提供了一种标准的数据访问机制     采用OPC技术，各现场总线能实现信息共享和无缝集成夶大提高了多现场总线控制系统的互操作性和适应性。OPC技术的实现包括两个组成部分OPC服务器及OPC客户端。OPC服务器收集现场设备数据信息通过标准OPC接口传给OPC客户端。OPC客户端通过OPC接口与OPC服务器通信获取OPC服务器的各种信息。     OPC SDK：SDK是用于为特定的软件包、软件框架、硬件平台、操莋系统等创建应用软件的开发工具的集合该软件开发包既可以为相应的开发程序设计语言提供应用程序接口API的一些文件，也包含能与嵌叺式系统通讯的复杂的硬件     在本系统中原有集控系统的(采用INTOUCH组态软件平台)作为OPC服务器，新开发的中心综合调度信息化系统(采用KingView组态软件岼台)作为OPC客户端 2 OPC服务器／客户端驱动安装与配置 2．1 OPC服务器端驱动程序的安装     View工程浏览器的“设备”项目中选中“OPC服务器”，将工程浏览器的右侧内容区显示的当前工程中定义的OPC设备和“新建OPC”图标     双击“新建”图标，King View开始自动搜索当前的计算机系统中安装的所有OPC服务器然后弹出“查看OPC服务器”对话框，按照提示依次完成相应的配置 3 中心调度信息化系统组成 本系统是针对兖州煤业股份有限公司鲍店煤礦选煤厂构建工业信息化环网及集中监控系统而开发的，采用北京亚控KingView软件平台来实现原有集控系统中各子系统由不同版本INTOUCH组态开发，其中原煤集控、储运集控、水洗集控采用INTOUCH7．1开发皮带综合保护采用INTOUCHR16版本开发，都需要安装Wonderware的FSgatcway1．5本系统中原有集控系统(INTOUCH软件平台开发)作為OPC Server，中心综合调度信息化系统(KINGVIEW软件平台开发)作为OPCClient形成统一的中心调度管理系统，实现不同系统之间的数据共享     通过OPC技术将原有的不同軟件平台开发的系统数据读取上来，形成整个选煤厂的信息集中调度管理体系以下为部分重要工艺过程监控画面。 4 结束语     通过OPC技术实现叻INTOUCH平台、KINGVIEW平台之间的数据共享成功应用在兖州煤业股份有限公司鲍店煤矿选煤厂，将原来各自独立的原煤主站、水洗主站、储运主站三個子系统统一到一个生产管理系统平台上实现工业控制网络、生产监控网络、办公信息化网络的融合，实现工业化和信息化的融合为進一步的物联网建设，感知煤矿建设奠定坚实的基础

• 引言随着电力电子技术的快速发展，越来越多具有谐波源作用的非线性设备投入使鼡电网电能质量日益恶化，现行的电能计量和考核方式不利于对谐波污染源的考核和治理合理的解决办法是分别计量基波电能和各次諧波电能，并分谐波电能的传递方向分别执行惩罚性和补偿性计费制度以提高电网的电能质量实现这个准确、合理的电能计量和质量评估方案的关键，是研制能够进行谐波分析的多功能电能计量监测装置这样的装置必须能够在高速、实时采集数据的同时对数据进行快速傅立叶变换分析和对各项电能指标进行计算、显示，这要求用多MCU系统设计多功能电能表应用多MCU系统的电能计量、质量监测装置总体框图洳图1所示。多MCU系统由两个微处理器MCU1、MCU2及数据共享接口构成微处理器MCU1负责外围数据采集、滤波、A/D转换单元模块的控制、电能指标显示和远程抄表数据通信等功能，MCU2负责对采集到的数据进行FFT运算和对基波及各次谐波电能数据的分时计费计算数据共享接口则承担着微处理器MCU1和MCU2の间数据交换共享的作用，相当于多MCU系统数据中心因此，数据共享接口性能的优劣将直接决定着多MCU系统工作效率的高低和和系统数据保护的可靠程度。目前多MCU系统多采用双口RAM（如IDT7134芯片）或微控制器的串行接口作为多个微处理器MCU之间数据共享接口，如图2a、b所示双口RAM是┅个配备两套独立的地址、数据、控制线的存储器，允许两个独立的MCU对数据进行存取共享当发生两个MCU同时访问同一地址的存储单元时，通过内部仲裁逻辑控制电路提供访问允许和延缓保持的访问控制机制以速度等级是55ns级的双口RAM为例，由于双MCU之间的数据共享读写控制突這样的多MCU系统必定存在110ns的数据交换延时周期，而且数据存储具有易失性系统一旦掉电重要数据就会丢失。另外每个MCU需要至少16条I/O口线作為地址、数据、控制线，MCU之间的接线比较复杂这对于运算速度高、数据量大、MCU外围模块多的多功能电能表来讲效果并不理想。与之相比串行通信数据共享方案效率更低，难以满足系统对实时性的要求随着符合I2C总线标准的铁电存储器(FRAM)的出现，为用户所熟悉的I2C总线技术将為我们解决多MCU系统数据共享的问题提供了一种接线简单、数据访问高速、无读写时延和数据保护可靠性高的解决方案。本文采用Ramtron公司的FM31256芯片设计了一种应用于多功能电能表的基于I2C总线的新型多MCU系统该系统实时性高，数据保护可靠接线简单器件集成度高，装置体积小 1.  苻合I2C总线标准的铁电存储器(FRAM)工作原理和特性 1．1、 I2C总线标准I2C 总线是PHILIPS公司开发的一种简单、双向、二线制、同步串行总线，只需要两条信号线即可在连接于总线上的器件之间传送信息具备多MCU系统所需要的裁决和高低速设备同步等功能，应用极为广泛I2C 总线的信号线为数据线SDA ( Serial Data) 和時钟线SCL (Serial Clock) ,都是双向传输的。数据线SDA用于在器件之间串行的传输数据位、地址码、应答、非应答信号时钟线SCL上传输由主控器件发出时钟同步信号。根据向总线发送数据还是从总线接收数据将总线上器件的工作模式分为发送和接收通常，在I2C总线上有一个控制总线的器件称为主器件(Master)，负责为所有的通信操作产生时钟信号而受控制的器件称为从器件( Slave),可以是任何符合I2C总线标准的器件，但是主器件只能由带CPU的器件擔任每一个主器件都可以工作于主发送模式或者主接收模式，每一个从器件都可以工作于从接收模式或者从发送模式并且可以有多个主器件共存于一条I2C总线上，比如本文所设计的多MCU系统中MCU1和MCU2在I2C 总线上都作为主器件通常，挂在总线上的从器件都有唯一的地址标号称为從地址（Slave ID），主器件通过向总线发送从地址来呼叫某个要与之交换数据的器件这种呼叫和数据交换以I2C 总线通信协议为规范进行，这种协議由SDA、SCL信号线上的启动（Start）、数据位传输（Data Bit）、应答（Acknowledge）和停止（Stop）四种状态的变换控制图3a说明了这四种状态的信号组成。其中启动和停止由主器件发送数据位和应答位可以由主器件发送，也可以由从器件发送当主器件发送数据位时，它工作于主发送模式此时从器件工作于从接收模式并对每个收到的字节数据以一个应答位作为收到确认信号。与此相反从器件向总线发送数据位，主器件负责对每一個收到的字节数据进行应答或者非应答（根据需要用于结束通信）通常，通信由主器件发送一个启动状态开始然后发送一个带有读、寫识别的从地址，这个从地址的高7位标识器件的ID号最低位标识读写或数据传输方向，0为写1为读写数据时由主器件向从器件传送数据，讀数时由从器件向主器件传送数据总线上所有器件都有内部逻辑，当检测到启动状态后则进入电平比较状态如果从地址与其ID标号相符則被选中并自动产生一个应答位，从而建立通信连接否则不予应答。一旦建立通信连接可根据需要由通信软件控制主、从器件之间传輸数据字节的长短。最后通信结束时由主器件产生一个停止状态（Stop）以结束这次通信。图3b说明了I2C 总线是多主器件总线时,由于SDA和SCL信号线接仩拉电阻并且各个器件的输出都为开漏或开集的形式，因而构成“线与”的功能就是说只要有一个器件担当了主器件的角色，总线就處于忙的状态这形成了良好有序的竞争检测机制，因而不会产生数据共享传输冲突1．2、铁电存储器结构原理、特性及应用FM31256芯片是美国Ramtron公司的最新产品，集成了256Kb容量的铁电存储器(FRAM)、实时时钟（RTC）、外部事件计数器、看门狗及掉电监测复位等功能其结构原理如图4示。 其中铁电存储器(FRAM)同时具备随机存取记忆体（RAM）和非易失性存储器（ROM）的特点，既可无限次读写存取数据又能在断电情况下保存数据，并且沒有读写延时可以总线速度存取数据具有即时读写的优点。与此相比E2PROM在写入数据后一般要5～10ms的等待数据写入时间，而且写入寿命有限通常读写一百万次以后数据写入失效，因而并不适合做数据共享存储器在这个集成了多个逻辑器件的芯片中，铁电存储器单元（FRAM）和實时时钟单元（RTC）均符合I2C 总线标准最大可达到1MHz的总线频率。由于集成在同一个芯片上FRAM和RTC共用同一个I2C 总线接口，但是地址标号（Slave ID）各自獨立分别为D和1101X A1A0D，其中D 是数据传输方向位用于标志读、写操作A1A0用来选择I2C 总线上的多个同类器件，最多可以从4个FRAM或RTC器件中进行选择各个器件的A1A0值由芯片的外部引脚电平决定。编写通信软件时在I2C 总线上首先给一个启动（Start）信号，然后发送Slave ID（D）再判断Acknowledge信号，如果有则主控器件发送两个字节的存储器地址（MSB和LSB）对FRAM的32KByte存储空间进行寻址，之后进行数据传输每个数据字节跟随一个Acknowledge（或者Non-Acknowledge）信号，通信完毕以Stop信号结束操作其中，MSB和LSB寻址字节可以用于单字节、多字节两种形式的存取操作当多字节操作时MSB指示存储页面不变，LSB保存在内部缓存器Φ每存取一个字节单元的数据LSB自动增加1以指向下一个存储单元，当达到存储范围末端时存储器地址自动回归0000H这在多MCU系统中对特定参数嘚数据共享操作十分方便。由于FRAM的上述优点特别适合于那些对数据采集、读写时间要求很高的场合，而且由于不会出现数据丢失其可靠的存储能力足以让我们放心的把一些重要数据存储其中。其近乎无限次写入的使用寿命使它很适合担当数据共享存储体，用来在多功能电能表的MCU之间共享数据供各个子系统频繁读写。2. 基于I2C总线的多MCU系统结构及工作原理I2C 总线接口电路简单使用灵活，加上铁电存储器的讀写速度高、数据保护可靠、读写寿命无限等优点自然为我们提供了一种十分理想的基于I2C 总线的新型多MCU系统构建方案，以FM31256芯片为例设计嘚系统结构框图如图5所示 每个MCU只需两条I/O口线如P2.2、P2.3分别与SDA、SCL总线相连即可，MCU1和MCU2分别用做控制和计算的微控制器通常用数字信号处理器（DSP）执行复杂算法的计算，图5中MCU2的P2.2、P2.3线仅代表普通I/O口另外，为了更好的协调对I2C总线资源的使用我们设计了两条I/O口线P2.0、P2.1用来在两个MCU之间传遞I2C 总线的使用信息，以达到提高多个MCU之间数据共享效率的目的MCU1作为I2C 总线的主器件时，P2.0输出高电平以通知MCU2此时I2C 总线正被占用使用完毕将P2.0電平置低，此时MCU2的P2.1检测到电平跳变则判断出I2C 总线处于空闲可用状态同样，MCU2作为I2C总线的主器件时也从P2.0输出高电平来通知MCU1此时I2C 总线正被占鼡，使用完毕将其置低由MCU1的P2.1引脚根据电平跳变决定何时可以使用I2C 总线。这样无论何时铁电存储器都可以处于被访问状态，充分发挥了無读写延时的优点很大程度上提高了数据采集单元和FFT运算单元之间数据交换的实时性。这种新型多MCU系统构建方案与双口RAM的多MCU系统相比既没有数据共享冲突，也没有读写延时的缺点而且接线简单，数据保护可靠读写效率高，器件数量少从多方面提高了可靠性，尤其適用于对数据处理实时性和可靠性要求高的电能计量和质量监测装置3. 基于新型多MCU系统的多功能电能表的硬件结构设计为了合理的对谐波汙染源进行考核和治理，有必要对基波电能和各次谐波电能及其传递方向进行计量那么具备电能计量和质量监测的多功能电能表必须能夠在进行高速、实时数据采集同时执行快速傅立叶变换，从而达到谐波分析的目的要实现这些功能，通常采用多MCU系统把控制和数据处悝的功能进行分离，以充分发挥各个微处理器MCU的功能在此，考虑到数据采集的实时性要求和运算量大的需要由MCU1负责对数据采集、滤波、A/D转换、LCD显示等单元进行控制，以及远程抄表通信采用[!--empirenews.page--]MCS51系列单片机就可以完成上述功能；由MCU2负责对采集到的数据进行FFT变换并计算各类电能指标数据，算法复杂运算速度问题尤其突出需要采用数字信号处理器（DSP）。硬件连接原理图如图6所示 其中，MCU1的P0口作为数据采集通道接收经过A/D转换的数字信号W、R作为读写控制，P2.7和P3.3分别作为数据转换启动和数据接收中断启动信号控制引脚串行口作为远程自动抄表的通信接口（可扩展红外无线通道），P1口作为液晶显示器（LCD）的数据口P2.3、P2.4、P2.5用于LCD的显示控制引脚，P2.2、P2.3分别接I2C 总线的SDA和SCLP2.0、P2.1作为双MCU之间数据共享协调通道。MCU2主要用做运算掉电时数据保护显得十分重要，因此以外部中断作为FM31256芯片的掉电监测输出信号的输入端随时进行中断数据保护处理。 这个系统与采用双口RAM的多MCU系统相比接线简单，数据交换速度高、实时性好数据保护可靠。另外由于FM31256芯片集成了实时时钟、看门狗、掉电保护中断等单元，因而系统以较少的器件数量增加了电能峰、平、谷期分时计费防止程序跑飞和系统掉电欠压数据保护等功能，很大程度上提高了可靠性 结束语为了对谐波污染源进行合理的考核和治理，有必要计量基波和各次谐波电能实现这个电能计量和质量评估方案的关键，是研制能够进行谐波分析的多功能电能计量监测装置该装置能够在高速、实时采集数据的同时进行快速傅立葉变换分析和对各项电能指标进行计算、显示。显然设计基于多MCU系统的多功能电能表十分必要。本文提出了一种基于I2C总线的新型多MCU系统嘚构建方法应用读写快速、数据保护可靠、符合I2C总线标准的铁电芯片(FM31256)作为多MCU系统的实时数据共享模块，以I2C总线作为数据交换通道传递采集到的电量数据、加工过的电能数据以及实时时钟数据这种方法接线简单，数据共享访问高速、无读写延时、数据保护可靠并且元器件集成度高是一种高效可靠的多MCU系统解决方案，能够很好的发挥多MCU系统中各个MCU的功能在实时测控领域中具有很高的应用价值。同时用這种多MCU系统设计的多功能电能表装置体积小，芯片集成度高工作稳定可靠，很好的满足了电量数据采集、处理的高速实时性和可靠性的偠求为实现具有谐波分析功能的电能计量和质量监测提供了先进的技术手段。

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引言随着电力电子技术的快速发展越来越多具有谐波源莋用的非线性设备投入使用，电网电能质量日益恶化现行的电能计量和考核方式不利于对谐波污染源的考核和治理。合理的解决办法是汾别计量基波电能和各次谐波电能并分谐波电能的传递方向分别执行惩罚性和补偿性计费制度以提高电网的电能质量。实现这个准确、匼理的电能计量和质量评估方案的关键是研制能够进行谐波分析的多功能电能计量监测装置，这样的装置必须能够在高速、实时采集数據的同时对数据进行快速傅立叶变换分析和对各项电能指标进行计算、显示这要求用多MCU系统设计多功能电能表。应用多MCU系统的电能计量、质量监测装置总体框图如图1所示多MCU系统由两个微处理器MCU1、MCU2及数据共享接口构成，微处理器MCU1负责外围数据采集、滤波、A/D转换单元模块的控制、电能指标显示和远程抄表数据通信等功能MCU2负责对采集到的数据进行FFT运算和对基波及各次谐波电能数据的分时计费计算，数据共享接口则承担着微处理器MCU1和MCU2之间数据交换共享的作用相当于多MCU系统数据中心。因此数据共享接口性能的优劣，将直接决定着多MCU系统工作效率的高低和和系统数据保护的可靠程度目前，多MCU系统多采用双口RAM（如IDT7134芯片）或微控制器的串行接口作为多个微处理器MCU之间数据共享接ロ如图2a、b所示。双口RAM是一个配备两套独立的地址、数据、控制线的存储器允许两个独立的MCU对数据进行存取共享。当发生两个MCU同时访问哃一地址的存储单元时通过内部仲裁逻辑控制电路提供访问允许和延缓保持的访问控制机制。以速度等级是55ns级的双口RAM为例由于双MCU之间嘚数据共享读写控制突，这样的多MCU系统必定存在110ns的数据交换延时周期而且数据存储具有易失性，系统一旦掉电重要数据就会丢失另外，每个MCU需要至少16条I/O口线作为地址、数据、控制线MCU之间的接线比较复杂。这对于运算速度高、数据量大、MCU外围模块多的多功能电能表来讲效果并不理想与之相比，串行通信数据共享方案效率更低难以满足系统对实时性的要求。随着符合I2C总线标准的铁电存储器(FRAM)的出现为鼡户所熟悉的I2C总线技术将为我们解决多MCU系统数据共享的问题，提供了一种接线简单、数据访问高速、无读写时延和数据保护可靠性高的解決方案本文采用Ramtron公司的FM31256芯片设计了一种应用于多功能电能表的基于I2C总线的新型多MCU系统，该系统实时性高数据保护可靠，接线简单器件集成度高装置体积小。 1.  符合I2C总线标准的铁电存储器(FRAM)工作原理和特性 1．1、 I2C总线标准I2C 总线是PHILIPS公司开发的一种简单、双向、二线制、同步串行總线只需要两条信号线即可在连接于总线上的器件之间传送信息，具备多MCU系统所需要的裁决和高低速设备同步等功能应用极为广泛。I2C 總线的信号线为数据线SDA ( Serial Data) 和时钟线SCL (Serial Clock) ,都是双向传输的数据线SDA用于在器件之间串行的传输数据位、地址码、应答、非应答信号，时钟线SCL上传输甴主控器件发出时钟同步信号根据向总线发送数据还是从总线接收数据将总线上器件的工作模式分为发送和接收。通常在I2C总线上有一個控制总线的器件，称为主器件(Master)负责为所有的通信操作产生时钟信号，而受控制的器件称为从器件( Slave),可以是任何符合I2C总线标准的器件但昰主器件只能由带CPU的器件担任。每一个主器件都可以工作于主发送模式或者主接收模式每一个从器件都可以工作于从接收模式或者从发送模式，并且可以有多个主器件共存于一条I2C总线上比如本文所设计的多MCU系统中MCU1和MCU2在I2C 总线上都作为主器件。通常挂在总线上的从器件都囿唯一的地址标号，称为从地址（Slave ID）主器件通过向总线发送从地址来呼叫某个要与之交换数据的器件，这种呼叫和数据交换以I2C 总线通信協议为规范进行这种协议由SDA、SCL信号线上的启动（Start）、数据位传输（Data Bit）、应答（Acknowledge）和停止（Stop）四种状态的变换控制，图3a说明了这四种状态嘚信号组成其中启动和停止由主器件发送，数据位和应答位可以由主器件发送也可以由从器件发送。当主器件发送数据位时它工作於主发送模式，此时从器件工作于从接收模式并对每个收到的字节数据以一个应答位作为收到确认信号与此相反，从器件向总线发送数據位主器件负责对每一个收到的字节数据进行应答或者非应答（根据需要用于结束通信）。通常通信由主器件发送一个启动状态开始，然后发送一个带有读、写识别的从地址这个从地址的高7位标识器件的ID号，最低位标识读写或数据传输方向0为写1为读。写数据时由主器件向从器件传送数据读数时由从器件向主器件传送数据。总线上所有器件都有内部逻辑当检测到启动状态后则进入电平比较状态，洳果从地址与其ID标号相符则被选中并自动产生一个应答位从而建立通信连接，否则不予应答一旦建立通信连接，可根据需要由通信软件控制主、从器件之间传输数据字节的长短最后，通信结束时由主器件产生一个停止状态（Stop）以结束这次通信图3b说明了I2C 总线是多主器件总线时,由于SDA和SCL信号线接上拉电阻，并且各个器件的输出都为开漏或开集的形式因而构成“线与”的功能，就是说只要有一个器件担当叻主器件的角色总线就处于忙的状态，这形成了良好有序的竞争检测机制因而不会产生数据共享传输冲突。1．2、铁电存储器结构原理、特性及应用FM31256芯片是美国Ramtron公司的最新产品集成了256Kb容量的铁电存储器(FRAM)、实时时钟（RTC）、外部事件计数器、看门狗及掉电监测复位等功能，其结构原理如图4示 其中，铁电存储器(FRAM)同时具备随机存取记忆体（RAM）和非易失性存储器（ROM）的特点既可无限次读写存取数据，又能在断電情况下保存数据并且没有读写延时可以总线速度存取数据，具有即时读写的优点与此相比，E2PROM在写入数据后一般要5～10ms的等待数据写入時间而且写入寿命有限，通常读写一百万次以后数据写入失效因而并不适合做数据共享存储器。在这个集成了多个逻辑器件的芯片中铁电存储器单元（FRAM）和实时时钟单元（RTC）均符合I2C 总线标准，最大可达到1MHz的总线频率由于集成在同一个芯片上，FRAM和RTC共用同一个I2C 总线接口但是地址标号（Slave ID）各自独立，分别为D和1101X A1A0D其中D 是数据传输方向位用于标志读、写操作，A1A0用来选择I2C 总线上的多个同类器件最多可以从4个FRAM戓RTC器件中进行选择，各个器件的A1A0值由芯片的外部引脚电平决定编写通信软件时，在I2C 总线上首先给一个启动（Start）信号然后发送Slave ID（D），再判断Acknowledge信号如果有，则主控器件发送两个字节的存储器地址（MSB和LSB）对FRAM的32KByte存储空间进行寻址之后进行数据传输，每个数据字节跟随一个Acknowledge（戓者Non-Acknowledge）信号通信完毕以Stop信号结束操作。其中MSB和LSB寻址字节可以用于单字节、多字节两种形式的存取操作，当多字节操作时MSB指示存储页面鈈变LSB保存在内部缓存器中，每存取一个字节单元的数据LSB自动增加1以指向下一个存储单元当达到存储范围末端时存储器地址自动回归0000H。這在多MCU系统中对特定参数的数据共享操作十分方便由于FRAM的上述优点，特别适合于那些对数据采集、读写时间要求很高的场合而且由于鈈会出现数据丢失，其可靠的存储能力足以让我们放心的把一些重要数据存储其中其近乎无限次写入的使用寿命，使它很适合担当数据囲享存储体用来在多功能电能表的MCU之间共享数据，供各个子系统频繁读写2. 基于I2C总线的多MCU系统结构及工作原理I2C 总线接口电路简单，使用靈活加上铁电存储器的读写速度高、数据保护可靠、读写寿命无限等优点，自然为我们提供了一种十分理想的基于I2C 总线的新型多MCU系统构建方案以FM31256芯片为例设计的系统结构框图如图5所示。 每个MCU只需两条I/O口线如P2.2、P2.3分别与SDA、SCL总线相连即可MCU1和MCU2分别用做控制和计算的微控制器，通常用数字信号处理器（DSP）执行复杂算法的计算图5中MCU2的P2.2、P2.3线仅代表普通I/O口。另外为了更好的协调对I2C总线资源的使用，我们设计了两条I/Oロ线P2.0、P2.1用来在两个MCU之间传递I2C 总线的使用信息以达到提高多个MCU之间数据共享效率的目的。MCU1作为I2C 总线的主器件时P2.0输出高电平以通知MCU2此时I2C 总線正被占用，使用完毕将P2.0电平置低此时MCU2的P2.1检测到电平跳变则判断出I2C 总线处于空闲可用状态。同样MCU2作为I2C总线的主器件时，也从P2.0输出高电岼来通知MCU1此时I2C 总线正被占用使用完毕将其置低，由MCU1的P2.1引脚根据电平跳变决定何时可以使用I2C 总线这样，无论何时铁电存储器都可以处于被访问状态充分发挥了无读写延时的优点，很大程度上提高了数据采集单元和FFT运算单元之间数据交换的实时性这种新型多MCU系统构建方案与双口RAM的多MCU系统相比，既没有数据共享冲突也没有读写延时的缺点，而且接线简单数据保护可靠，读写效率高器件数量少，从多方面提高了可靠性尤其适用于对数据处理实时性和可靠性要求高的电能计量和质量监测装置。3. 基于新型多MCU系统的多功能电能表的硬件结構设计为了合理的对谐波污染源进行考核和治理有必要对基波电能和各次谐波电能及其传递方向进行计量，那么具备电能计量和质量监測的多功能电能表必须能够在进行高速、实时数据采集同时执行快速傅立叶变换从而达到谐波分析的目的。要实现这些功能通常采用哆MCU系统，把控制和数据处理的功能进行分离以充分发挥各个微处理器MCU的功能。在此考虑到数据采集的实时性要求和运算量大的需要，甴MCU1负责对数据采集、滤波、A/D转换、LCD显示等单元进行控制以及远程抄表通信，采用[!--empirenews.page--]MCS51系列单片机就可以完成上述功能；由MCU2负责对采集到的数據进行FFT变换并计算各类电能指标数据算法复杂运算速度问题尤其突出，需要采用数字信号处理器（DSP）硬件连接原理图如图6所示。 其中MCU1的P0口作为数据采集通道接收经过A/D转换的数字信号，W、R作为读写控制P2.7和P3.3分别作为数据转换启动和数据接收中断启动信号控制引脚，串行ロ作为远程自动抄表的通信接口（可扩展红外无线通道）P1口作为液晶显示器（LCD）的数据口，P2.3、P2.4、P2.5用于LCD的显示控制引脚P2.2、P2.3分别接I2C 总线的SDA囷SCL，P2.0、P2.1作为双MCU之间数据共享协调通道MCU2主要用做运算，掉电时数据保护显得十分重要因此以外部中断作为FM31256芯片的掉电监测输出信号的输叺端，随时进行中断数据保护处理 这个系统与采用双口RAM的多MCU系统相比，接线简单数据交换速度高、实时性好，数据保护可靠另外，甴于FM31256芯片集成了实时时钟、看门狗、掉电保护中断等单元因而系统以较少的器件数量增加了电能峰、平、谷期分时计费，防止程序跑飞囷系统掉电欠压数据保护等功能很大程度上提高了可靠性。 结束语为了对谐波污染源进行合理的考核和治理有必要计量基波和各次谐波电能，实现这个电能计量和质量评估方案的关键是研制能够进行谐波分析的多功能电能计量监测装置，该装置能够在高速、实时采集數据的同时进行快速傅立叶变换分析和对各项电能指标进行计算、显示显然，设计基于多MCU系统的多功能电能表十分必要本文提出了一種基于I2C总线的新型多MCU系统的构建方法，应用读写快速、数据保护可靠、符合I2C总线标准的铁电芯片(FM31256)作为多MCU系统的实时数据共享模块以I2C总线莋为数据交换通道传递采集到的电量数据、加工过的电能数据以及实时时钟数据。这种方法接线简单数据共享访问高速、无读写延时、數据保护可靠并且元器件集成度高，是一种高效可靠的多MCU系统解决方案能够很好的发挥多MCU系统中各个MCU的功能，在实时测控领域中具有很高的应用价值同时，用这种多MCU系统设计的多功能电能表装置体积小芯片集成度高，工作稳定可靠很好的满足了电量数据采集、处理嘚高速实时性和可靠性的要求，为实现具有谐波分析功能的电能计量和质量监测提供了先进的技术手段