刁俊武

（中海油信息科技有限公司智能制造（惠州）分公司 广东省惠州市 516086）

在大型天然气企业工作中，如依旧借助传统抄表方式，掌握天然气使用情况，不仅需要大量人力资源，更会增加不必要数据整理时间。再加上人工抄表方式，一旦出现失误问题，在大量数据汇集与整理过程中，极易导致企业经济效益受损，严重时，甚至会危及天然气稳定运行。因此，在天然气运营管理过程中，应设计仪表管理系统，并做好仪表集中管理工作，并设计天然气仪表管理模块，在管理系统支持下，实现自动化数据处理，提升数据采集效率与精准度，为天然气能源管理工作开展打下坚实基础。

1 天然气仪表数据系统设计目的与应具备的功能

1.1 仪表数据采集系统设计目的

天然气作为重要能源之一，近些年，以其低廉价格、便捷实用性得到广泛关注，天然气深入于大众生活多个环节中，有利于优化以往能源结构。但是，在天然气实际应用中能够发现，部分群众在使用天然气过程中存在漠视与浪费问题，如果消费者始终以购买者角色出现在能源应用中，不利于实现持续发展这一目标，更浪费宝贵能源。为解决天然气应用存在的问题，合理配置、优化天然气资源，在实际工作中，应做好数据采集系统设计工作[1]，将物联网技术与数据采集系统相互融合，进而在最短时间内做好天然气数据采集与传递工作，将各类数据整合在一起，充分发挥数据采集系统重要作用，以此实现节能减排这一目标。

1.2 仪表数据采集系统应具备的功能

对仪表数据采集系统加以分析，要想保障天然气数据采集系统稳定运行，更好地对天然气进行管理，应确保天然气数据采集系统具有以下几项功能。

（1）为实时的燃气管理工作，在这一模块中，应具备自测与预警等多项功能，并在物联网技术支持下，对仪表数据采集系统进行实时监测，在实时监管模块中，一旦出现数据异常问题，实时监测模块能够及时发出经警报，并在物联网技术辅助下，实现更为智慧的处理方式，最终维护天然气数据采集系统稳定运行，提升数据采集系统的处理能力与有效性。

（2）为终端的互动应用，在这一结构中，无论是天然气企业，还是应用燃气的个人，都可以借助自主选择方式，选择天然气能源的应用时间与方式，进而降低高峰时期天然气负荷，不断提升天然气应用效率，以此为主提升客户体验，进而转换天然气服务模式，推动天然气行业稳步发展，互动终端系统，在天然气数据采集系统中的得到合理应用，并取得较为显著成绩，有利于提升天然气数据采集系统管理能力。在诸多先进技术支持下，天然气管理系统得到完善，并在传感与计量设备支持下，借助仪表数据管理方式，不断优化、调节能源应用模式，进而制定更为适合的天然气应用能力，提升天然气安全管理与有效运行能力，并以此为基础，实现实时监管，确保天然气应用按去哪性，降低天然气企业运营成本，维护天然气企业稳定运行。

2 天然气仪表数据采集系统涉及的相关技术

2.1 物联网技术

对物联网技术加以分析，此项技术需要借助传感器、单元处理器以及通信等几大模块，以这些模块为物联网系统节点，并借助自主组织方式，构建分布式无线网络，并在这一过程中获取各项网络数据，做好网络数据的控制与管理工作。对物联网每个节点加以分析，这些节点在协议辅助下构成，在不断优化过程中联合无线电波方式，将获得的数据传递至信息处理中心。在物联网技术应用过程中，应基于物联网技术终端设备进行深入探究，明确物联网设备终端模块，例如，在物联网技术终端中，终端由不同硬件构成[2]，这些硬件设备中涵盖数据读取、加工与发送等不同功能，在诸多硬件设备与模块支持下，天然气仪表数据采集系统运行功耗不断下降，有利于降低天然气企业运行成本，且具有便携式安装特点。在物联网设备终端中，借助传感设备，对这些数据加以处理，并在无线网络辅助下，做好数据的收集与处理工作。与此同时，在物联网天然气仪表数据采集工作中，可以借助传感设备，在嵌入式技术帮助下，最大限度发挥传感设备作用，简化数据传播方式，在物联网技术辅助下，对仪表采集数据系统进行智能化管理。其次，在天然气企业仪表数据采集系统设计过程中，为保障物联网技术得到合理应用，还应结合物联网架构，明确物联网的不同层次，进而发挥物联网技术的重要功能，满足天然气企业服务需求。对物联网架构进行深入研究，物联网包含局域网、互联网等多项结构，并以此为支撑结构，实现这一层次与功能，物联网需要连接不同介质，完善数据采集功能，将更多应用层功能加以展现。

2.2 加密与校验技术

在仪表数据采集系统设计工作中，要想实现仪表采集系统各项功能，引入AES 计算方式。对AES[3]加密方式进行分析，在此种加密方式中，需要十轮迭代计算，在迭代计算过程中所产生的分组成为128 位。进而在加密过程中，完成上述九轮迭代的数据计算、位移与加密等步骤，最终得到精准计算结果。此外，在天然气企业仪表数据采集工作中，部分天然气企业电子设备所处环境相对于恶劣，部分天然气企业温度、湿度较为极端，极易影响电子设备稳定运行，为保障天然气仪表数据采集系统运行能力，应引入CRC 循环校验方式，做好冗余校验工作，进而完善仪表数据采集系统，使数据采集系统有效性得到全面提升。

3 仪表数据采集系统的设计要求

3.1 仪表数据采集系统企业需求

在天然气企业仪表数据采集系统设计工作中，应以物联网技术为基础，构建智能化仪表数据采集系统，优化以往抄表工作存在的问题。因此，在数据采集系统设计工作中，应结合物联网技术，对数据的精准度与可靠性进行分析，并在数据传输与处理过程中，对故障数据进行处理，进而做好故障警报工作，并通知相关部门做好故障排查工作。在天然气企业仪表数据采集系统设计工作中，还应引入多级顾虑机制，对网络中错误的传输数据加以去除，对正确的数据进行标记，并在数据处理过程中采用人工方式，对数据进行核实。与此同时，在系统构建过程中，应结合天然气企业数据采集需求，遵循安全性、稳定运行为系统设计原则，维护仪表数据系统采集运行安全性，避免仪表数据采集系统出现故障所带来的不良影响与安全事故。与此同时，在仪表数据采集系统总框架设计工作中，应结合可复用性，确保系统功能得到复用，最终维护系统稳定运行能力。

3.2 仪表数据采集系统数据库

在数据库设计过程中，应结合天然气仪表采集与管理工作进行分析，并以此为数据系统设计主要结构，做好仪表数据检测工作，并在检测过程中，对各类设备与数据结构进行分析，进而在仪表数据库中，提取更多有效信息，如天然气企业仪表数据的坐标地址与连接点，对这些数据进行分析与处理，进而通过特殊指令，读取仪表温度与压力。在得到这些数据后，数据库连接物联网，对这些设备运行进行分析，并检测仪表使用对象，借助编码方式，将各类数据进行分类，并做好数据统计工作。最后，在数据库结构设计工作中，还应结合仪表数据采集对象，对各类信息进行分析与处理，进而对错误日志进行标记，在不同维度做好数据分析工作。与此同时，在数据库设计工作中，应重点关注数据字典，结合数据字典所提供各类内容，做好仪表检测工作，进而在数据采集工作完成后，获得天然气企业仪表原始数据，对原始数据进行解析，呈现仪表数据结果。

4 天然气企业仪表数据模块的设计与实现

4.1 实现任务生成

在仪表数据采集工作中，要想完成此项工作内容，需要借助数据生产模块，以此为基础任务，做好数据的采集工作，分析数据采集频率。首先，在本模块设计工作中，需要结合系统框架，对每一次的数据采集频率进行分析，并在数据采集过程中借助触发器，制定数据采集工作。这也意味着，在仪表生成模块设计工作中，应引入任务触发器，并做好任务触发器自定义工作。Cron[4]作为计算机内嵌系统，其合理应用，有利于构建、维护网络环境，在实际应用中，Cron 多用于固定日期与时间。只有在日期与时间固定完成后，才能做好数据采集工作。其次，在仪表数据采集系统中，要想实现仪表数据采集功能，还应结合任务调度方式，以任务调度为基础，对任务调度进行抽象化处理，进而触发一对一数据采集关系，并完成数据采集与传递等多项工作。与此同时，在仪表数据调度线程启动工作中，应关注触发任务是否完成，在任务完成后，在物联网技术支持下对仪表线程进行实时扫描，完成天然气仪表数据采集工作，确保任务生产模块各项数据及时传递，最大限度提高仪表数据采集与应用效率。

4.2 实现任务执行

在天然气仪表数据采集工作中，应确保开发环境与运行环境稳定性，只有这样，才能推动任务开展，保障任务执行有效性，开发环境与稳定运行具体要求如下所示：

4.2.1 开发环境

a.客户端

（1）浏览器：IE10（64 位）；

（2）操作系统：Windows7 64 位；

（3）分辨率：1920*1080；

（4）开发语言：Java，JavaScript/css/html；

（5）Java 环境：JDK1.7.0_45；

（6）接口：Restful、808、modbus；

（7）开发工具：IBM Rational Team Concert、eclipse。

b.服务端

（1）操作系统：Windows server2012，64 位；

（2）Java 环境：JDK1.7.0_45；

（3）服务器：Apache Tomcat7.0.57；

（4）数据库：Mysql5.5.15（64 位）。

4.2.2 运行环境

a.客户端

（1）浏览器：IE10（64 位）；

（2）操作系统：Windows7 64 位；

（3）分辨率：1920*1080。

b.服务端

（1）操作系统：Windows Server2012，64 位；

（2）Java 环境：JDK1.7.0_45；

（3）服务器：Apache Tomcat7.0.57；

c.数据库：Mysql5.5.15 （64 位）。

此外，在执行过程中，还应以维护仪表数据采集系统安全性为主，

管理分析平台建设，应接入视频传感器设备，保证信息传输过程中的信息安全问题，同时保证运行过程中有专门维护团队对该系统功能性和安全性提供保障，信息安全解决方案是以满足安全策略为最终目标。该平台运用的信息安全与运维相关方案主要有防火墙安全设备保障、服务器采用虚拟机WinServer 操作系统、软件系统采用防DDOS 攻击的等技术手段，进行三层安全防御措施[5]，保障仪表数据执行工作有序开展。此外，还应结合物联网技术，做好数据的传输与监控工作，保障数据采集系统稳定性，在数据传输过程中应注意的是，将输出电压为220V 的防爆电源接入本数据传输接口的电源接口[6]。剥开电缆外皮，压线在信号输入接线柱上，压牢，不得有松动现象。专业安装人员到现场后，与现场工作人员沟通施工时间和施工注意事项。适当时间需要停电处理，以此实现数据采集系统效率与精准度。

5 结束语

在数据采集工作中，需要借助后台程序，获取各类数据，并天然气仪表数据频率，在特定时间内生产相应指令，并传递至数据采集系统中，在数据传递完成后，各类数据再次得到校验与解密，并在校验与解密工作完成后，优化天然气仪表数据采集系统，并结合用户的应用需求，在物理网平台中，构建自主服务端，为用户展示具体的天然气使用情况。在天然气仪表数据采集中心中，为提升采集效率与精准度，可以连接各数据节点，将数据发送至仪表设备，将各类数据写入数据库中，做好数据管理与维护工作，提升天然气企业服务能力，确保天然气资源合理分配，实现资源合理分配这一目标。