基于Linux的居民用電管理解決方案

本文提出了一種基于嵌入式Linux系統(tǒng)的居民用電管理解決方案，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1所示。整個(gè)居民用電管理系統(tǒng)從結(jié)構(gòu)上看分為4層：第1層為主站，負(fù)責(zé)遠(yuǎn)程抄表和控制，為供電部門和小區(qū)物業(yè)提供數(shù)據(jù)訪問服務(wù);第2層為管理終端，完成數(shù)據(jù)的遠(yuǎn)程接收和轉(zhuǎn)發(fā)，并對其下的管理終端進(jìn)行管理;第3層為抄表終端，用于采集現(xiàn)場的電表數(shù)據(jù)，通過ZigBee協(xié)議發(fā)送到管理終端;第4層為電表。管理終端操作系統(tǒng)選用嵌入式Linux，同時(shí)搭配單片機(jī)實(shí)現(xiàn)與采集終端之間的無線通信。

　　主站和管理終端之間的報(bào)文傳輸遵循《電力負(fù)荷管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸規(guī)約》。根據(jù)該規(guī)約，主站會(huì)向管理終端下達(dá)一些參數(shù)設(shè)置的命令，管理終端在接到命令后應(yīng)記錄下該參數(shù)，并根據(jù)最新的參數(shù)來執(zhí)行任務(wù);在終端掉電重啟后，參數(shù)設(shè)置依然有效。傳統(tǒng)的參數(shù)配置基本采用兩類方法：配置文件法(如.ini文件)和數(shù)據(jù)庫法。由于本系統(tǒng)需要管理的參數(shù)條目不多，使用數(shù)據(jù)庫占用的空間太大;.ini文件雖輕巧但上下文相關(guān)，不易維護(hù)和管理。XML文件則能克服以上缺點(diǎn)。XML(eXtensible Markup Language)是由萬維網(wǎng)協(xié)會(huì)(W3C)設(shè)計(jì)，特別為Web應(yīng)用服務(wù)的SGML的一個(gè)重要分支。

　　它具有簡單、開放、高效且可擴(kuò)充、國際化的特性。XML語言具有很多優(yōu)秀的特性：

　　①具有嚴(yán)格、良好的層次結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)內(nèi)容和表現(xiàn)形式的分離，使得配置文件結(jié)構(gòu)清晰，可讀性強(qiáng);

　?、诰哂锌缙脚_(tái)、自解釋等諸多優(yōu)點(diǎn);

　?、郜F(xiàn)在各種經(jīng)過測試的、性能優(yōu)越的XML解釋器非常多，避免了自己開發(fā)XML解釋器，從而可以大大提高軟件的生產(chǎn)率和健壯性。在眾多的XML解釋器中，通過比較選擇了Ti-nyXml。

　　1 TinyXml的特點(diǎn)

　　TinyXml是一個(gè)簡單、小巧的C++XML解釋器。TinyXml具有以下特點(diǎn)：

　　① TinyXml最大的特點(diǎn)就是體積小，速度快，而且只有2個(gè)頭文件和3個(gè)源文件，總共144 KB，十分適合嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用。

　?、?功能完善，簡單易用，為用戶提供了豐富的API。TinyXml是一種基于DOM模型的解釋器。基于DOM模型是指在分析時(shí)，一次性對整個(gè)XML文檔進(jìn)行分析，并在內(nèi)存中形成對應(yīng)的樹結(jié)構(gòu);同時(shí)，向用戶提供一系列的接口來訪問和編輯該樹結(jié)構(gòu)。這種方式占用內(nèi)存大，速度往往較慢，但可以給用戶提供一個(gè)面向?qū)ο蟮脑L問接口，對用戶更為友好。在本項(xiàng)目中需要存放的參數(shù)不是很多，因而不會(huì)占用系統(tǒng)很多的內(nèi)存。

　　③ 源碼開放，無須付費(fèi)。開放的源碼不僅可以降低產(chǎn)品的生產(chǎn)成本，更為重要的是為產(chǎn)品的維護(hù)完善和穩(wěn)定運(yùn)行提供了最為徹底的保障。

　?、?易于移植。TinyXml與操作系統(tǒng)無關(guān)，可以方便地移植到各種系統(tǒng)平臺(tái)。源代碼中已經(jīng)提供了一份Make-file文件，稍加改造就可以移植到我們的嵌入式Linux下。