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什么是智能电网以及如何实现智能计表？

WIZnet中文博客 — Fri, 07 May 2010 18:47:31 +0900

最近，我们经常在电视，互联网或报纸见到关于“智能电网”(Smart Meter)的报道。现在智能电网是一个全球性的热门话题。许多人预测，智能电网将成为一个广泛的基础设施，甚至比互联网的应用还要广泛。

我们已经知道环境的污染、能源枯竭以及全球变暖所引起的问题的严重性。我们正在经历自然灾害为世界各地带来的损失。

很多国家一直在寻找解决办法拯救地球，并承认“能源”是所有问题的主要原因。目前，设计欠佳的的能源网浪费了很多能源。有人建议用可再生能源或核能来解决这个问题，但生产效率和电力管理是解决该问题的最重要因素。

我们每天都在不停消耗电力进行生产，并周而复始。

智能电网技术的实现，可以更好的管理这个输电用电的循环。

然而，当前发电系统有几个问题。电力的生产效率很低，因为有很大一部份的能源被浪费掉了。即使我们的发电量多过实际需求，如果没有及时消耗，多余的电力都会被浪费。正因我们不能估计实时的电力需求，唯一的方法就是生产多余的电力来保证供应。因此，我们需要有更多的电力生产设施和燃料。煤炭，石油和天然气为燃料的使用是导致全球变暖的主要来源。

如果我们的发电量可以实现按需发电，并有效地使用它，我们可以减少燃料的过度使用和二氧化碳的排放。换言之，我们能阻止环境的污染和全球变暖的进展，并减缓自然资源枯竭。

智能电网技术的核心就是有效地实行电力的生产和管理。

我们通过智能电网可以检查能源的供应和耗用量以及实时电表状态。

世界各地对智能电网的兴趣正在逐渐增加。自2001年以来,美国一直建立智能电网基础设施,以取代旧的电力系统和加强能源安全，这个项目预计将于2030年完成。EPRI, EDF,日立，GE和一些主要的美国电力公司都参与了这项业务。

自2006年,欧盟政府一直领先的项目“欧洲智能电网技术平台”，这一项目将于2020年完成。

该项目主要面对的问题是欧盟国家之间可替代能源和电力的交易。德国，意大利，英国和西班牙都积极支持这一项目，ABB，西门子，Shell都在参与这项业务。

日本正在开发国家项目’III’，也就是智能 (Intelligent), 互动(Interactive), 以及整合(Integrate)的电力系统。他们正在开发新的电力网, 将在可再生能源系统中使用。

智能电网技术的主要特点是电力网络的融合和IT实时数据通信技术。通过智能电网，发电和用电都将比上一代电网更加有效。用户可以选择在电费低廉的时段使用电力。

例如，您可以在午夜, 当其他人用电量很小的时候去使用洗衣机, 从而享受比白天低的用电费用。通过监测实时用电，电力供应商可以灵活地控制电力生产，减少浪费及节省再用能源。从家用电器到工业设备，智能网将都扮演电力系统的重要角色。

人们在智能电网发展方面有许多的考虑。其中，AMI (Advanced Metering Infrastructure)也就是‘高级测量基础设施’正在被迅速应用到市场。该系统是专门为客户提供实时定价。用户使用实时定价系统可以节省他们的电费。

智能仪表(Smart Meter)是AMI的主要设备。目前很多国家都在积极开发和商业化智能仪表设备，其市场规模更大至无法预测。智能仪表位于智能电网的底层，并安装于客户使用现场，如家庭，学校，办公室和工厂。根据美国政府估计，仅美国市场的规模就有约十亿美元的市场规模。

智能电网是双向的通讯系统并可启动再生能源系统（风能，太阳能，地热和潮汐能），鼓励用户节约能源，提高电力管理的效率。互联网是最重要的沟通工具之一。

互联网是一个在我们的日常生活的必需品，但它也可以导致严重的问题。

我们已经经历过由互联网带来的大量副作用。网络恐怖主义或黑客可以麻痹我们的信息网络，并直接影响我们的电力系统。我们会遇到国家紧急状态- 交通堵塞，医疗事故，金融系统崩溃，犯罪增加等。而如果一旦发生电力系统的瘫痪，其造成的经济破坏损失将是巨大的。

为了克服在互联网上存在的问题，我们应该考虑如何设计智能仪表设备。

第一考虑的是安全。智能电网连接到互联网。通过这方面，互联网黑客或病毒可以攻击仪表设备的内存（RAM）。如果一个设备被攻击而遭到破坏，它将会迅速蔓延到整个电网。

当我们设计仪表设备时，我们必须应用安全技术，

如PKI（Public key Interchange）

或NAC（Network Access control）和一个基于网站的安全协议，如HTTPS。

除了以上这些软件解决方案，我们也应该考虑基于硬件的解决方案。高性能计算机对于病毒或黑客（如DDoS攻击)仍然很脆弱。如果我们可以在主CPU和网络接口之间添加一个硬件，就可以有一个完善的安全体系。

智能仪表设备的用量将会十分巨大，因为它们被安装至每个家庭，办公室，学校，工厂等。智能电网并不局限于个别行业，其整个网络可以扩展到国家政策和公共事业部门。因此，智能仪表设备的成本应该足够低，以适应每个人的需求。

这种智能仪表系统应该得到优化、简化，而且应该低成本的供应给实际生产。互联网和安全性也必须得到实现。但是，我们不能使用OS（操作系统）。为了运作这个操作系统，该系统需要一个高性能的CPU和较大内存，这样的话我们不能作出质优价廉的仪表设备。我们要优化我们的平台，用有限的微处理器（MCU）和内存资源来实现所有必需的功能。

我们还需要保证系统的可靠性和稳定性。依赖软件的系统, 对面对各种问题是薄弱的，包括安全隐患。如果所有的功能由硬件实现，这个系统将是最可靠的，但其实不可能有这样的一个系统。

如果与互联网相关的部分由单独的硬件处理及管理，CPU不会受到攻击。此外，CPU有更多的资源，因为网络处理的负载全部卸载到了专用硬件。

实现互联网连接需要足够的技术知识和经验，因为不同的应用环境会有很多的变化及特点。即使有良好的基于软件的解决方案，它都需要很长的开发时间来优化和测试代码。因此，如果我们可以使用一个市场认可的专用网络芯片，我们的工程师开发难度会大大降低，从而可以轻松建立一个可靠和稳定的系统。

目前的智能仪表的平台还是几乎和迷你PC一样过于规范和昂贵。依靠这样的平台，我们永远不能打开智能电网的市场。要优化智能电网系统，我们必须采取低成本的CPU（16位或32位的）和专用的互联网芯片。

通过数据包的过滤，专用的互联网芯片会加强系统的安全性。如果再加入基于软件的安全协议（如PKI, NAC, HTTPS），该系统将完全可以阻挡任何类型的网络攻击。

如果有可能以固件(firmware)或者简单的嵌入式操作系统来实现全部功能，您就可以最大限度地为硬件平台减小成本。

通过硬件逻辑处理所有互联网的功能，网络芯片将使你轻松实现互联网功能而无需要求任何网络知识，并且提供更加稳定和可靠的系统。

互联网芯片并不意味着如MAC和PHY的简单的控制器。当这种芯片用来处理所有的TCP / IP协议和互联网功能，我们的芯片对于其他基于软件的系统有明显的优势。

WIZnet是一间芯片制造商, 10多年来一直在研发和提供最可靠的互联网芯片解决方案。

我们的方案适合于任何智能电网和智能仪表市场。目前WIZnet芯片已经被应用到美国和欧洲的Google电表设备里面，但市场尚未成熟。我们正在针对智能电网和仪表开发更具竞争力的芯片和系统平台。

WIZnet同时也专注于家电领域。在智能电网时代，家电产品也应该拥有一定的智能来处理网络传来的数据。智能电网设备和现实并不遥远。任何人都可以开发这种设备，WIZnet将提供智能仪表的整体解决方案来支持客户的研发。

Jace Sohn

WIZnet CMO

http://www.wiznet.co.kr

3月4-5号，IIC China展会。(国际集成电路深圳会展)

WIZnet中文博客 — Mon, 01 Mar 2010 11:09:51 +0900

WIZnet即将于3月4-5号参加一年一度的IIC China深圳会展。

届时我们将展出最新的芯片/模块，以及最新的参考设计。

欢迎新老朋友来我们的展位参观！

具体信息如下：

时间：3月4-5号（周四/五）

地点：深圳会展中心

展台位置是:2T33

Socket Register Part 2

WIZnet Hong Kong — Fri, 26 Feb 2010 18:27:00 +0900

Hi,

This week we will finish off with the final sections of the Socket Registers.
Below is a list of socket registers:

0x415 - The IP Type of service field specifies the protocol number in the IP header. This is used for IP RAW mode

0x416 - The Time to Live register specifies the datagram’s life time in the IP header

0x420~0x421 - The Transfer Free Size registers allows the user to determine the amount of free space remaining in the transfer buffer. You should check if this register is free or not before
sending packets.

0x422 ~0x423 - The read pointer register indicates the current read position of the transfer buffer. This register is used in our driver to determine which data is being read.

0x424~0x425 - The write pointer register indicates the current write position of the transfer buffer. This register is also used in our driver to determine if there is any new data being written.

0x426~0x427 - The Received Size Register indicates the amount of byte received in the RX buffer. You should check this register to know if there is any new data received from the network.

0x428~0x429 - The read pointer register indicates the current read position of the receive buffer. This is used in the driver to determine if there are any unread data in the buffer.

As you can see, there are some essential registers which you might use from this list, but one thing I would like to highlight is that the 0x426~0x427 - The Received Size Register is important. You should use it to check for any new data received or you can use the interrupt PIN and Sn_IR register as an alternative method to check for new data.

Thank you! We will continue next week.

WIZnet HK

Smart Meter Success Story

WIZnet Hong Kong — Fri, 19 Feb 2010 17:12:00 +0900

WIZnet’s Germany distributor, DacomWest, has successfully applied the WIZ120SR into the smart metering application. Meters with GPIO, UART, or SPI interfaces can use the WIZ120SR to enable Ethernet connectivity.

The diagram below shows the implementation of the Smart metering application.

The WIZ120SR is applied at the client side of the application. The meter will periodically send data via Ethernet to the server which stores all the records.

端口寄存器

WIZnet中文博客 — Fri, 19 Feb 2010 17:01:48 +0900

这个星期，我们会继续讲讲这个端口寄存器。

这个端口寄存器能容许客户选择不同的protocols，例如TCP, UDP, IPRAW, MACRAW, PPPoE。端口命令寄存器能提供不同的指令到芯片，如打开端口，发送，接收，等等。中断的端口提供中断状态，如发送确定，超时，接收，断开，和连接。
这种端口的状态允许用户检查当前芯片组的状态。
这个来源端口寄存器用于设置端口的UDP和TCP端口的连接。

如果终端硬件是已知的，用户可以输入它到终端硬件地址寄存器。
然而，这是可选的，因为硬件地址可以解决地址解析协议ARP(Address resolution Protocol)。当使用多播(multi cast)模式，您还要指定硬件终端地址，终端IP和终端端口。这些参数也应该与多投网络相对应。

下周，我们将继续讨论端口寂存器第2部分。

谢谢!

WIZnet HK

智能电表成功案例 Smart Meter Success Story

WIZnet中文博客 — Fri, 12 Feb 2010 13:10:29 +0900

DacomWest是WIZnet的德国客户，他们成功用WIZnet双串口转以太网模块WIZ120SR实现了智能电表系统。

下面的图示是他们的具体实施方法:

WIZ120SR客户端把电表数据发给服务器。服务器负责监控。用数据Flash用来记录。

Virtual serial port program (WIZ VSP) official

WIZnet Hong Kong — Wed, 10 Feb 2010 17:04:00 +0900

WIZnet officially launches the virtual serial port program (WIZ VSP). This free software allows PC programs and networking devices to communicate with each other. The WIZ VSP redirects serial data from a local/virtual serial port to a remote networking device with serial port.

As a result, when users use WIZnet’s Serial to Ethernet products to enable network connectivity, they do not need to make changes to their existing serial software.

For more information,, please visit this website.
http://www.wiznet.co.kr/rg4_board/list.php?&bbs_code=en_pds

To learn more about our WIZ VSP program, please view our webinar at
http://www.wiznet.co.kr/rg4_board/list.php?&bbs_code=en_pds

Translated from Johnny Yan's Post.
WIZnet Chinese Blog:http://blog.sina.com.cn/s/blog_61b952280100gqnf.html

Socket Register 1

WIZnet Hong Kong — Fri, 05 Feb 2010 19:44:00 +0900

Hi All,

This week we will go through the Socket Registers.

The socket register allows the user to select the different protocols such as TCP, UDP, IPRAW, MACRAW, PPPoE.

The Socket Command Register provides the different command to the chip such as OPEN socket, Send, Receive, and so forth.

The Socket Interrupt socket provides the socket interrupt status such as send ok, timeout, receive, disconnect, and connect.

Socket State this registers allows the user to check the current state in the state machine of our chipset.

The source port register is used for set the source port for the UDP and TCP socket connection

If the destination hardware is known, the user can input it in the Destination Hardware Address register. However, this is optional because the hardware address can be resolved by the Address resolution Protocol.

When using multi cast mode, you also nee to specify the Destination Hardware Address, Destination IP, and Destination Port. These parameters should match the multicast network.

Next week we will continue to discuss Socket Register Part2.

Thank you

WIZnet HK

共用寄存器第3部分转载篇

WIZnet中文博客 — Fri, 05 Feb 2010 17:55:18 +0900

大家好，

我们即将要在这一篇里完成共用寄存器的话题。

下面是最后一套共用寄存器

在PPPoE里的身份验证类型(The Authentication Type)是作ADSL调制解调器使用。此设置取决于您的互联网服务供应商。 PPP LCP的请求定时器(Request Timer)和PPP LCP的幻数(Magic Number)也用于ADSL调制解调器。

在无法访问的IP和端口寄存器只能用于UDP模式。但是IP地址和端口就无法被访问, 而且这些地方的数值都是写入这些寄存器里。

如果你有任何问题，欢迎你来向我查询！谢谢！

Wiznet 香港分公司

來源: http://wiznethk.blogspot.com/2010/01/common-register-part-3.html

共用寄存器第3部分转载篇

wiznet中文博客 — Thu, 04 Feb 2010 18:22:32 +0900

大家好，

我们即将要在这一篇里完成共用寄存器的话题。

下面是最后一套共用寄存器

在无法访问的IP和端口寄存器只能用于UDP模式。但是IP地址和端口就无法被访问, 而且这些地方的数值都是写入这些寄存器里。

如果你有任何问题，欢迎你来向我查询！谢谢！

Wiznet 香港分公司

來源: http://wiznethk.blogspot.com/2010/01/common-register-part-3.html

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端口寄存器

智能电表成功案例 Smart Meter Success Story

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Socket Register 1

共用寄存器 第3部分 转载篇

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共用寄存器第3部分转载篇

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