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乐企直连是实践和探索“智慧税务”的创新模式，通过税务系统与企业自有信息系统直连，将税收政策与开用票业务规则嵌入到企业系统中，打造以数电票数据为核心的税企直连通道，为企业带来新的发展机遇，真正实现业财税一体融合。 目前，乐企服务正在加速推广中，更多的大型企业已接入了乐企平台，实现直连单位连接多家使用单位使用乐企相关功能，开用票更加便利，节约时间与成本。现在大部分企业乐企直连的接入方式是“乐企自用”，除此以外，接入方式还有乐企联用和乐企他用。 随着越多越多的企业完成了乐企的对接，深化了数电票的应用，乐企平台技术进一步完善成熟，目前部分省市的税局开始陆续向符合条件的企业开放乐企联用试点，百望云已助力部分试点企业实现乐企联用的对接，成功开具联用数电票。 什么是乐企联用？和我们常见的乐企自用有什么区别？ 首先，乐企直连的接入形式不同。 乐企自用，是指企业自有信息系统提供的乐企服务仅适用于本单位及下属单位，且不以获取经济利益为主要目的。下属单位包括集团企业成员单位、股权控制单位等。 乐企联用，是指直连平台为本单位及下属单位和不具有控制关系的其他关联市场主体同时提供乐企服务，且使用该服务的其他关联市场主体依赖直连平台开展自身生产经营活动。 我们可以看出，在申请乐企自用时，必须要证明直连单位与使用单位具备股权控制关系，否则不能接入。而乐企联用则既支持有控制关系的使用单位接入，也支持无控制关系的上下游企业作为使用单位接入，特别适用于互联网、直播、旅行、出行、外卖、游戏等行业的企业接入乐企平台，打造财税管理闭环。 另外，使用单位接入与开票能力使用不同。 为了保障“乐企联用”业务的真实性和合法性，联用平台无控制关系的使用单位在对接使用开票能力前，需完成自身开票员在乐企平台的身份认证和备案，在使用各个开票能力进行发票上传时，接口对开票人信息做强校验，必须与备案开票员保持一致。 有控制关系的联用平台使用单位无需备案开票员，在乐企开票时也不会校验开票员信息的一致性，和乐企自用保持一致。 为了更好的满足企业对数电票使用需求，基于最新的乐企联用政策要求，百望云向企业提供数电乐企一体化解决方案，既符合企业多场景、规模化、合规化、自动化涉票业务场景，又能减少企业的对接成本与维护成本，提升企业税务管理及服务效率。 方案亮点一：百望云乐企接入计划清晰，经验丰富 百望云是国家税务总局电子发票服务平台项目的承建商，全程参与票税升级浪潮，对政策及涉票业务有着深刻的理解，有着丰富的技术储备，具备清晰的乐企自用与乐企联用的接入计划，从乐企申请材料准备、资质审核、沙箱测试联调、系统对接到运维保障，为企业提供全流程、全方位的乐企对接与咨询服务，助力乐企快速对接上线与稳定运行。 目前，百望云已助力100+大型企业完成了乐企对接上线，充分应用乐企开用票能力，助力企业财务降本增效。因此，百望云具备了丰富的数电乐企项目实施经验，并总结这些经验形成知识库，能够应对各类问题，以丰富经验确保企业无忧推行。 方案亮点二：自动化开用票风险扫描，加强风险防控 百望云从“风险扫描方案-风险预警通知-风险结果应对”，构建完善合规风险管控体系，内置50个发票风险指标，监控企业的开票用票行为，包括恶意红冲作废、超范围异常开票、进销匹配异常、疑似个人开票、异常开票、取得发票状态异常等等，将开用票与风险合规关联，满足乐企下企业风险信息管理要求，避免企业开用票行为触发乐企平台风险预警，影响企业业务开展，促进财税合规。 方案亮点三：遵从局端数电票版式能力要求，安全高效成本低 百望云支持OFD和PDF格式的电子发票版式文件的生成，生成的数电票版式文件体积小至15K，大幅降低企业对于版式文件的运维成本。同时，伴随着数电票试点票种的扩充，百望云不断对产品迭代升级，深化数电票的使用，目前除基础版数电票外，百望云能够满足建筑服务、不动产销售、旅客运输服务、二手车、机动车、航空运输电子客票行程单等22个特殊数电票票种的版式文件的生成，并可通过网页、APP、程序插件、桌面软件等多个方式阅读、打印电子发票文件，打开速度快，并支持电子发票数据提取解析、报销入账、归档保存等业务流程，满足企业发票自行交付诉求。 另外，在安全方面，百望云具备多种验签机制，支持电子签章、数字签名、国际签名算法和国密算法，根据对应的数字签名或电子签章自动批量验证发票完整性，验签速度快，确保数据的真实性、准确性与未被篡改，符合政策规范。 方案亮点四：智能票单匹配，提高对账效率 通过百望云，企业可实现灵活化的开票场景化配置，支持开票自动查找匹配结算单，企业根据需要可选择单据匹配发票范围，配置自动匹配规则，并根据匹配信息进行校验，从而自动完成票单匹配工作，提高财务数据准确性与合规性，节省时间和成本。 方案亮点五：提供坚实乐企运维保障，系统更稳定 企业在完成乐企平台对接后，持续迭代升级能力是关键。百望云能够利用自身资源优势，帮助企业预先应对乐企平台的接口调整与功能更新，快速定位问题并解决，减少业务阻断时间，充分保障企业侧应对更加平滑，系统使用更加稳定。 综上，百望云推出的数电乐企一体化解决方案，整合了百望云的票、财、税、融的数字化核心能力，在满足企业发票全生命周期的自动化管理需求的同时，又贯穿企业财务全场景的优化改善，搭建财务数据价值链，用数据驱动企业经营决策，最终实现价值增长，提高企业市场竞争力和可持续发展能力。

2024年，在数据与智能的双涡轮驱动下，我们迎来了一个以智能科技为核心的新质生产力大爆发时代。在数智化浪潮的推动下，全球企业正站在转型升级的十字路口。在这个充满变革的时代，企业转型升级的道路充满挑战，但也孕育着无限可能。 近日，主题为“数智新质·力拓未来”的“2024企业数智化转型升级发展论坛”于北京成功举办。大会由数据猿主办，IDC协办，新华社中国经济信息社、上海大数据联盟、上海市数商协会、上海超级计算中心作为支持单位。 数据猿“年中·特别策划季——数智化转型升级”主题策划活动，今年已至第四届，旨在向业界全方位展示中国企业数智化进程的最新全貌。 会上，百望云受邀出席，与行业精英、学术专家和企业领袖共同探讨和洞察在新质生产力的大背景下，企业数智化转型升级的最新发展动向和未来趋势，以及如何通过数智化转型升级提升企业核心竞争力，保持向上增长。 大会现场隆重举行了第四届数智化奖项的颁奖典礼与榜单首发，百望云CEO 杨正道荣誉入选《2024中国数智化转型升级先锋人物》榜！ 在历经数月的时间里，由数据猿组建的初审小组、核心粉丝组成的公审团，以及外部行业专家成员组成的终审团，通过直接申报交流、访谈调研、外界咨询评价、匿名访问等交叉验证的层层筛选推荐机制下，《2024中国数智化转型升级先锋人物》榜单最终发布。 数据猿作为大数据和AI行业的媒体先导，多年来始终致力于推动大数据、人工智能、云计算等为代表的新一代信息技术产业在各行各业的数智化转型升级实践，并不断输出深度观点、行业观察、专业分析，助力企业挖掘内生动力、提升品牌价值、实现高质量持续增长。 数据要素驱动的企业成本降低与效率飞跃 全球正在步入一个以智能科技为核心，驱动数智产业发展的新时代。摆脱传统增长桎梏，新质生产力牢牢锁定了下一个关键发展赛道。数据要素作为新质生产力的关键驱动力，正在重塑传统的生产和经营模式。 数据要素的深度挖掘和智能应用，不仅推动了产品和服务的创新，也为商业模式的转型提供了新的思路和方向，引领着生产力向更高层次迈进。 那么，在数字经济的大背景下，如何用数据和智能技术驱动业务与产品服务创新？又如何用数据要素驱动新质生产力发展？ 数字经济是以数字科技为核心的新型经济形态，其精髓在于“无接触”服务与“交易的全流程数字化”。在数字经济模式下，人工作业的减少，不仅意味着效率的提升，更是企业追求降本增效、确保风控合规的重要途径。 因此，数智化转型的目标是实现无人值守、算力密集的运营模式。企业利用数据要素作为核心驱动力，通过数据要素驱动业务流程，推动资产的线上化，才能真正实现全链条的自动化与智能化，从而达成效率的飞跃与成本的大幅降低。 产业互联网的迅猛发展，加之互联网电商、数字化应用的普及，也让企业产生了前所未有的数据洪流。百望云作为中国领先的票财税融一体化综合企业数字化解决方案服务商，深知数据的潜力与价值，重磅推出“金数数据要素流通解决方案”。 于企业而言，信息化时代积累的海量数据，是宝贵的潜在资产。这些数据不仅记录了企业的经济活动，更蕴含着提升生产效率、优化资源配置、创新商业模式的无限可能。通过将财务、税务、供应链等核心业务数字化，企业不仅能够实现内部管理的优化，更能在企业间形成高效协同的数字商业网络，推动数据要素的高效流动与价值释放。 众所周知，数据运营维护离不开数据。企业的单体数据不足以产生巨大的数据价值，必须叠加其他数据，才能充分发挥“数据要素X”的效能。 百望云与多个产业互联网平台和大数据集团达成合作，链接工商、司法、税务、舆情、通行、电商等多方数据，在取得相关授权的前提下，可以通过多方数据的拉通和交叉校验，实现企业数据价值最大化。 区别于传统数据治理服务商，百望云的产品平台除了帮助企业实现数据资产盘点外，更多地关注在如何打通数据资产目录生态。百望云已经与20多个数据交易所和登记平台达成战略合作关系，可以帮助企业快速实现数据资产、数据产品的线上化登记上架。 通过百望云的发展能力、财税服务能力和数据变现能力，从国家标准入手，加速与供应商及企业进行数据流转，实现互联互通，助力企业数据要素流通和数据运营。 未来，百望云将持续优化数字化票单证能力，通过建立跨行业、跨产业、跨地域、跨客户的资源配置与协同平台，助力客户打造资源配置能力，提高生态资源运用效率，最终实现商业模式的转变以及企业核心竞争力的再造！

近日，北京城建集团完成i城建平台与国家税务总局乐企平台的对接，成功开具出建筑行业数电票。这意味着北京城建集团成为北京市首批实现乐企平台直连的企业，标志着集团在财税数字化上取得重要进展。 百望云作为项目服务方，共同见证了这一历史时刻：双方的合作，覆盖了从乐企申请、系统对接、沙箱测试、系统集成到最后成功开具数电票的全流程，周期短、速度快，整个项目组成员密切合作、攻坚克难，如期完成项目上线，为建筑行业探索数电乐企升级提供了新范本。 探寻触达数字化转型的最短路径 北京城建集团是北京市建筑业的龙头企业，具有房屋建筑工程、公路工程总承包特级资质,拥有城建工程、城建地产、城建设计、城建园林、城建置业、城建资本、城建文旅、城建国际、城建服务等九大产业，从前期投资规划至后期服务运营，打造出上下游联动的完整产业链，致力于转型提升为“国际知名的城市建设综合服务商”。 早在“十三五”初期，北京城建集团就已经面向管理的现代化开启了数字化转型。随着政策驱动和新格局下企业发展面临的新变化，集团对数字化升级提出了更高要求：要深化对数字化转型艰巨性、长期性和系统性的认识；要强化数据驱动、集成创新、合作共赢的理念；要营造勇于、乐于、善于数字化转型的文化氛围。 如何触达数字化转型的最短路径? 北京城建集团业财一体专家组长陈舒剑表示，“外援”十分重要，借助可信赖的数字化解决方案服务商，可实现数字化转型最短路径的快速触达。北京城建集团在业财税一体化的建设过程中，一个很大的亮点就是找到了正好能解决痛点的数字化服务商——百望云。百望云 “通过与百望云携手，北京城建集团实现了发票全生命周期的自动化、智能化管理。最重要的是，通过百望云的数据接口，可以把整个发票结构化的数据全部提供给企业。正是因为建立了基于业务事件驱动的一体化信息处理流程，北京城建促进了业务流程、财务流程、管理流程的有机融合，使财务数据和业务融为一体。”陈舒剑对与百望云的合作给予了高度评价。 实现乐企直连，加速数字化转型 随着金税四期数电乐企的持续推进，北京城建集团也积极探索数字化升级新路径。在这个过程中，百望云一直积极响应国家政策变革，快速迭代产品、优化服务，协助很多行业的龙头企业完成数电乐企系统建设，双方的合作水到渠成。 乐企平台是国家税务总局向符合条件的企业，通过税务系统与企业自有信息系统直连的方式，提供规则开放、标准统一的全面数字化的电子发票等涉税服务的平台。 乐企直连后，首先简化了财务处理流程。乐企平台具备开票、归集、查验、抵扣勾选、退税勾选、代办勾选和入账等七大核心能力，在数电票开票环节无需频繁刷脸认证，即可实现直连直开，同时对接业务系统，实现财务全流程的自动化管理。 其次，强化了风险管理。乐企直连的本质是数据直连，将税务规则嵌入到企业的自有系统中，减少因规则理解差异造成的税企争议，大幅降低税务合规风险。 第三，进一步完善了业财税一体化。乐企直连建设能帮助企业真正实现数电票的全流程数字化流转，降低企业制度性交易成本，加速企业数字化转型。 自今年4月份北京启动试点以来，北京城建集团高度重视，积极参与试点工作，与百望云达成合作，迅速组织人员开展调研，依据集团实际情况制定了详实的项目规划。不仅要完成数电乐企的系统升级，实现合规管理、高效开用票；更要将乐企要求与集团数字化战略相结合，致力于打通业务场景、财务场景、税务场景及数字化应用全场景，帮助企业更好地建立全链条的数字一体化体系。 “乐企平台的成功接入，打通了集团i城建平台与税务端口的壁垒，大幅提高了发票流转效率，实现了全类型票据全生命周期管控。下一步，该平台将在集团全范围内推广，持续提高财务数字化、智能化和自动化管控水平，为集团高质量发展提供坚实支撑。”陈舒剑表示。 如您的企业正在准备上线数电乐企平台，欢迎联系百望云，我们将由项目专家手把手带您快速对接乐企平台，满足数电票开具、流转、存储的全生命周期管理的需求，并为未来的全链路数字化升级提供持续支持。

本文介绍的是由华北水利水电大学李琛设计的泵站智能巡检系统，该系统改变了常规的专人值守的工作模式，实现泵站运行状态的远程智能巡检工作，达到自动监测、故障报警、提前预测等功能。 泵站智能巡检系统以 STM32 单片机为主控制器，采用 M-BUS 总线作为泵站状态信息的传输总线。针对信息传输过程中受线路的损耗及外界干扰导致总线连接的设备减少、传输误码率高等问题，对 M-BUS 总线接口进行自适应改进；通过 Multisim 软件进行电路仿真并验证其电路的可行性，仿真结果显示改进的自适应电路提高总线传输的稳定性及传输效率。 根据泵站智能巡检系统的应用需求，结合机智云平台完成了系统的远程通信组网。通过 WiFi 无线通信模块将采集的泵站状态信息通过单片机串口上传至云端服务器或APP 应用软件；可在 APP 查看泵站的工作运行状态，实现泵站远程信息化的管理，达到管理模式的创新，提高工作人员的管理水平和工作效率。 一 、 引言 当今水利工程发展的一个重要趋势是泵站自动化。不管是农业灌溉，还是水资源的调用，泵站都扮演着重要作用。一个完整的泵站巡检系统包括两个系统，一个是对泵站状态的实时采集系统，另一个是实时的数据传输系统。良好的数据采集和传输系统是监测整个泵站稳定运行的关键环节，将泵站的运行状态实时、准确、快速的传送至主机管理端，通过对数据进行分析处理，做出相应的判断，是保证系统稳定运行的前提。 现如今水利系统信息化建设基本实现自动化，但自动化效率并不高，仅能达到 50% 的运行效率，这归根于泵站监控系统中的一些不足：大多数泵站采用传统控制方式，只能实现短距离本地泵站巡检，不能统筹管理控制；泵站设备与上位机通信没有固定标准，设备之间通讯协议多样化；缺少运行数据的统计与收藏；故障自诊断功能不完善等。为此，本设计的泵站自动巡检系统集合了高精度传感器、单片机、M-BUS 总线、互联网、智能算法等技术，主要目的是为工作人员减轻负担，减少人为操作事故，提供实时监测状态，实现智能预测状态，改善半自动化巡检方式。 二 、 系统需求分析 泵站的巡检系统是实时监测泵站的运行状态，并将状态信息传输至终端设备，便于监控泵站运行状态的健康情况。泵站运行的监测往往需要有专门的工作人员常驻在泵站所在地，人为巡检泵站的各个机组工作状态；而泵站大多分布在偏远郊区且相隔较远，不方便实时得知泵站运行信息。为了改善对泵站运行监控的不及时，设计泵站智能巡检系统。 2 . 1 系统需求分析 根据泵站的运行原理与结构组成，对研究设计该系统需要解决的实际问题，展开泵站智能巡检系统的需求分析研究。 泵站的智能巡检系统按需求可分为五大部分： 1. 对泵站机组运行状态及运行环境信息进行获取； 2. 根据获取的信息进行数据分析预测泵站的工作状态； 3. 整个系统要稳定可靠，有故障设备时应在不影响其他设备正常运行的情况下，及时报警反馈上级； 4. 具有完善的管理功能，对设备运行有良好的记录形式； 5. 可在远程设备对泵站进行管理控制。 为了满足泵站巡检系统的需求，本系统采用以 M-BUS 通信总线为传输总线的有线采集系统，结合智能硬件设备，向泵站发送巡检命令，稳定收发泵站运行状态；并通过无线通信模块将信息上传给云端服务器，满足对泵站的远程控制工作，图1为泵站巡检需求架构图。 图1泵站巡检需求架构图 2.2 系统功能设计 泵站的智能巡检系统是指在智能终端可实时查看泵站的运行状态、系统的健康运行情况，通过命令控制自动化设备执行相应操作；同时具有异常报警、状态分析及历史存储的综合自动化系统。根据对泵站的需求统计，此系统需具备泵站信息采集、数据传输、数据处理、数据显示以及对泵站的远程控制、监测等功能来完成对泵站运行状态的智能巡检工作。 2.3系统总体介绍 为了实现本系统的预期功能，系统设计由硬件部分和软件部分组成，通过软硬件结合协调完成对泵站运行状态的监管。泵站巡检系统的硬件部分由对微控制器选型设计、巡检功能设计、供电模块设计、显示设备设计、各类传感器设计及通信电路设计等组成；硬件连接泵站设备获取泵站信息并进行传输控制。软件部分主要包括控制程序的设计、通信协议的设定、远程终端的设计等，通过程序调用相辅相成发挥智能硬件作用。 1）系统硬件结构 根据泵站状态巡视监测的功能，泵站状态巡检系统的硬件结构可以分为现场从机数据采集层、主机控制层、远程管理层。图2为泵站巡检硬件结构图。现场从机采集层主要是由现场监测装置和数据采集单元通过传感器对泵站的的工作环境、泵站机组的工作温度、转速等进行实时采集，将采集到的参数传输送数据分析层进行分析处理。 图2 泵站巡检硬件结构图 主机控制层是指对 M-BUS 传输的信息进行处理后，当运行状态有故障发生时，具有报警提醒功能；根据运作情况控制泵站从机设备的启停、泵站机组的电压电流、泵站水位阀门的开关；主机控制层外接显示设备，工作人员可根据显示情况直观观测到运行情况，能及时发现故障点；建立主机与 WiFi 模块通信信道，实现网络通信。 远程管理层是由远程移动设备、云端服务器构成的，主要是将接收到的泵站状态信息通过网络协议传输至远程终端设备上，工作人员可随时随地通过互联网登录软件查看泵站运行状态，进行监测、分析、故障诊断、维修安排，方便对泵站运行进行管理。 2）系统软件结构 本系统的软件设计遵循软件工程设计的模块化思想，将泵站巡检系统的功能模块化，分为数据采 集通信模块、无线通信模块、故障报警模块、数据分析处理模块、移动应用终端等组成，图3为软件结构图。 图3 软件结构图 *数据采集通信模块主要是建立获取现场传感器监测的泵站运行状态之间的协议，定时下发询问命令，检测泵站机组是否在线工作，如若在线工作，在接收到询问信息后，自动给主机回送在线命令，并发送采集的设备信息。 *无线通信模块是负责建立 MCU 与云服务器的通信，为远程监控泵站状态充当桥梁作用。无线通信保证移动客户端的泵站数据实时更新，实时传输数据至服务器，同时向MCU 发送故障诊断数据请求和控制命令。 *故障报警模块是将获取的泵站状态与设定的正常值进行对比分析，如若不超过标准值，表示设备正常运行；若不在标准值范围，启动报警装置，提醒工作人员检查泵站运行设备。 *泵站状态数据分析处理层是将采集的数据进行运算处理。如若泵站的部分信息超过正常运行值，将引发故障报警，及时提醒工作人员监测；同时控制中心接收到故障值信息，启动控制设备对泵站运行状态进行调控。数据处理层还包括对泵站信息的存储、历史数据的调用和查询功能。 *移动 APP 的建立是通过机智云物联网平台与 APICloud 连接搭建的，为了方便实时查询泵站数据，便于远程诊断。 三 、 泵站巡检 系统的硬件设计 泵站巡检系统的硬件部分由从机和主机构成。主机主要负责接受从机数据、显示数据、网络上传及控制命令的收发，要求同时与多个从机相通讯，实时性要好，因此要选用处理芯片速度要快；从机部分主要是接受水位、流速、压力、转速等多个传感器采集到的信息，由于传感器采集的信号为模拟电信号，单片机不能直接对模拟信号进行读取，对采集信号做 AD 转换，转为数字信号，并对信号进行数字处理后将传感器信息上传给主机。泵站需要连接多个传感器，要求控制芯片要有足够的外部接口。硬件系统的健康运行是保证整体系统稳定的关键一步。 3.1泵站巡检系统的主机硬件模块 主机系统的功能是接收从机发送的数据，存储并分析数据状态；在巡检过程中发现泵站运行状态信息不符合正常工作状态时，可以发送报警功能；将泵站信息实时显示在监控显示屏上，并且通过 WiFi 模块把数据上传至云端，实现远程实时监控，主要功能电路图如图4所示。 图4 主机设备结构图 1）主机控制模块 主机的核心控制模块采用单片机 STM32F10x 系列，根据几款型号的STM32F10x 系列微处理器进行对比，由于STM32F103 系列芯片具有处理速度快、内部存储空间大,可扩展结构多等优点。最终选用STM32F103RCT6 型号芯片。图5为 STM32F103RCT6 原理图。 图5 STM32F103RCT6 原理图 2）电源模块 主机要驱动人机交互设备、无线 WiFi 模块等设备工作，需要用到 5V 和 3.3V 电压。图6是主机电源模块，24V 外部电源经过 Lm2575-5 降压芯片后降压到 5V，5V 电压，经过 AMS117-3.3 后将电压降到 3.3V 供给微控制器、存储模块和时钟模块使用。 图 6 主机电源电路 3）存储模块 从机将采集到的设备信息发送给主机，并存储在主机存储芯片，在查询历史记录时便于查询到相应的设备状态及操作指令。系统存储模块选用的 AT24C256 芯片，具有对硬件的写保护功能及对软件数据保护功能。图7 所示为 AT24C256 电路图。 图7 AT24C256 电路图 4）无线通信模块 要实现泵站智能巡检系统的主机与智能终端设备的通信，便要借助无线通信。常考虑 WiFi 模块具有高带宽，传输快，可扩展性强，普及度高，实际应用方便、成本低等性能优点，便采用ESP8266 WiFi 模块作为网络通信方式。此芯片的原理图如图8 所示。 图8 ESP8266原理图 ESP8266 WiFi 模块通过串口与 STM32 主机芯片进行通讯，RXD 为接收数据引脚，连接单片机 TX 引脚，从单片机中获取数据；TXD 为发送数据引脚，连接单片机 RX 引脚，向单片机发送接受数据返回值。 5）触控显示设备 在泵站智能检测系统中，由于需要监测的参数多，普通的数码管与 LED 点阵屏不 能实现直观显示，系统采用 TJC8048X570_011C 的 5 英寸电容显示屏作为显示设备。下图9为显示屏的实际图。使用该串口显示屏需要注意不要重复供电，重复供电容易超出工作电压范围，造成烧毁芯片。 图 9 显示屏电路板 3 . 2 泵站巡检系统的 从 机硬件模块 从机电路主要是由多个功能相同的从机构成的，主要功能是监测泵站的运行水位情况、流速状态、电压情况、机组温度等运行情况及外设控制设备，需用到多路传感器及开关电路。 1）从机的 MCU 核心模块 从机负责获取泵站的状态信息及对设备的控制，要连接泵站的多个传感器与控制设 备。当从机接受到主机的命令后，依次将采集到的各泵站的状态信息发送到主机上。由于一些采集信号为模拟信号，需要将信号进行 A/D 转换；存储芯片与单片机连接需要用到串口或者 IIC 端，单片机需要具备这些功能。主机选用的 STM32F103 单片机芯片同样满足从机需求，便采用同样的芯片。 2）电源模块 为了保证各模块的供电电压统一采用外部 24V 电源供电。从机电源电路如图 3-7 所示。从机设备连接的泵站控制阀和输入 4~20mA 的电流转换芯片需要 12V 工作电压，采用 LM2575 芯片；而信号转换器（AD 转换）和单片机工作需要对 12V 电压再降压，采用 AMS1117 使 12V 电压转为 5V 和 3.3V 供单片机工作。 图10 从机电源电路 3）传感器类型 泵站运行中需要监测多个参数，通过传感器实现对泵站运行状态监测，下面对几种监测传感器展开介绍。 *电磁流量计 采用 53W-1HHC0B1 电磁流量计来监测泵站工作的流量信息，当测量导电液体通过时产生的电动势得出液体流量，流量计可双向测量使用，具有设备自我监测、诊断功能。 *液体传感器 本系统选用投入式液位传感器 WL-400F，该传感器采用防腐材料设计，具有耐水性能良好、高精度测量芯体，防弯折设计等特点。投入式液位传感器技术指数如表1所示。 表1 液位传感器技术参数 *继电器 继电器是通过低电平去控制高电平的的电子器件，通过控制泵站中继电器的开关情况进而控制泵站的运行状态；继电器设备在电路中还具有自动调节功能，可防止线路被烧坏。图11为继电器驱动电路。 图11 继电器电路 3.3 M-BUS 通信电路 通过根据 M-BUS 传输特性设计 M-BUS 自适应接口电路，使其能自动调整适应总线电流、电压变化，降低传输过程中线路的干扰，通过电路仿真软件 Multisim 对设计电路进行仿真实验。 1）M-BUS 从机通讯接口 M-BUS 从机接口主要是连接 M-BUS 总线，将单片机采集到的泵站运行状态信息通过从机 M-BUS 接口传送到 M-BUS 总线发送给主机。主机向从机发送采集命令，从机接受到命令后，有序的将采集的泵站信息发送给主机。主机与从机之间的通信功能通过 TSS721A 芯片采用对应的 M-BUS 通信协议实现，而M-BUS 的通讯主要是通过总线收发芯片 TSS721A 来实现。如图12 所示是从机通信电路。 图12 从机通信电路 2) M-BUS 主机通信电路 M-BUS 主机要实现 与 从机的相互通信及向从机发送命令功能 。 主机接收从机信号，需要将从机电流变化转化为电压变化，再将电压变化转化为逻辑电平信号。 *主机发送电路 主机 MCU 与主机发送电路通过 TXD 串口连接，为了防止电路干扰，将 MCU 与发 送电路之间连接光耦进行电路隔离。图13 为主机下行发送电路。 图 13 M-BUS 主机发送电路 *主机接收电路 主机接收电路是通过电流调制接收从机发送给主机数据的电路，将总线电流的变化调制为逻辑电平信号，但主机串口能接受的信号格式为 3.3V 和 0V 的逻辑电平信号，故在接收电路中要将电流调制情况转换为逻辑电平电路。主机接收电路如图14。 图14 M-BUS 主机接收电路 3）验证电路 将 M-BUS 上行接收电路在 Multisim 软件中做电路仿真实验，对采样电阻两端的电压和比较器输出的电压做对比分析，图15为搭建的 M-BUS 上行仿真电路。 图15 M-BUS 主机接收电路的仿真图 由图16采集的电压波形图可知，根据电压波形图分析得出采样电阻两端的逻辑电平和比较器输出端的逻辑电平保持一致，通过电路仿真验证设计的主机接收电路具有电流转换电压信号的功能，验证电路的可行性。 图16 电压波形分析图 四 、 泵站智能巡检系统的软件设计 4.1 主从巡检设备的软件设计 泵站智能巡检系统功能的设计是在 KEIL 软件上开发编程的。其程序开发界面如图17所示。泵站巡检系统的开发语言选用 C 语言。完成编译与调试后的程序代码，选择仿真器类型烧写至主控芯片的内部存储模块中，点击“下载”就可以完成下载程序。采用 KEIL 对单片机编程的步骤如图18。 图 17 KEIL 编程环境 图18 单片机编程开发流程 1）系统主程序设计 STM32F103RCT6 作为泵站巡检系统的主控芯片，要求能实现以下功能：接受泵站现场的各传感器采集泵站的运行状态、监测水位、机组温度等状态信息，对采集信息进行分析判断处理，并向下发送执行机构的控制命令等。为了方便后期对泵站巡检系统的维护与功能扩展，在软件的设计中采用模块化设计方式。图19为系统模块功能。 图19 系统功能模块 在对泵站进行巡检监测时，首先对各个子模块进行初始化设计，并测试各模块间的通信功能；在从机设备接受到主机发送的巡检请求命令后，将执行采集命令，并将采集的信息做判断后，发送给主机，如若工作的状态有异常现象，将启动报警模块，提醒泵站运行状态异常。图20为系统主程序图 。 图20系统主程序图 2） 系统通信程序设计 泵站的主机与从机收发信息均需要一定的协议，系统采用的是 M-BUS 总线通 信，就要遵循 M-BUS 的数据通信协议。接口电路接收到主机发送到从机的命令，根据数据域的指令，执行相应动作。数据域中的协议命令如表2所示。图21为通信程序流程图。 表2 泵站系统的操作指令 图21通信程序流程图 3）数据采集程序设计 要实现对泵站的运行状态进行实时监测，就需要获取各个运行参数，而运行状态参数包含多种信号形式，很难自动测量采样，而且MCU 能识别的信号仅为数字信号，要对各种状态信号进行转换。因此，为了使系统能对泵站运行参数直接采样获取，需先将这些参数转换为标准信号模式。数据采集信号软件流程如图22所示。 图 22 数据采集流程图 4）报警程序设计 根据不同情况划分报警事件类型，有通信线路故障、运行状态超出阈值、设备故障无法正常启动等多种故障形式。当发生故障事件时，系统检测到故障信号，发出警告命令提醒工作人员泵站运行有故障发生，同时对数据进行记录存储，便于使用智能算法根据大数据分析故障问题。图23为故障报警程序流程图。 图23 故障报警程序流程图 5）历史查询程序设计 根据存储的历史状态数据可以对泵站运行进行建模分析，对运行状态进行预测、判断，提前做好防御工作。历史记录模块管理设计人性化，工作人员可以直接登录工号操作，点击查询、保存等就可以直接进行相应操作，方便直观。查询的内容可以看到事件时间、事件状态、故障原因、故障点和操作人员信息等信息。 6）WiFi通信设计 在程序中设定，当单片机或 WiFi 模块向对方发送请求命令时，接受命令方须返回响应指令；设备上电初始化完成后，STM32 单片机发送按键命令用来选择 WiFi 入网模式，有 Airlink 和 SoftAP两种接入云端模式。控制命令是 WiFi 模块发送的控制单片机的指令；心跳命令是用来监测 WiFi 模块与单片机是否正常通信的命令；在程序中设置连续 220ms 单片机未接收心跳命令，则判定通信失败，需要重启 WiFi 模块。图24 为 WiFi 通信流程图。 图24 WiFi 通信流程图 为了实现硬件与机智云平台的相互通信，须在 WiFi 模块上植入通讯固件 GAgent，并通过 Gizwits 协议接入机智云云端服务器。GAgent 具有良好的通讯性能且不受平台的约束，被广泛用于设备数据、机智云端、APP 之间做通信桥梁。GAgent 固件烧录进ESP8266 模块中，实现与云端的通信，可以将串口数据转发给云端数据上传至 APP 端，也可以将云端数据通过 WiFi 模块传送至单片机供设备使用。 4.2显示设备的设计 触摸显示设备采用的是 TFT 彩色触控液晶屏，该显示设备可以显示文字与图片，但是需要对显示内容进行取模，通过取模软件，将汉字转换为对应的 16 进制字模，LCD 显示函数调用字模数组即可显示对应的汉字。 该显示设备与单片机通过十六进制码完成通信，单片机获取到的泵站信息要传送给显示装置，需要遵循显示语言规则，要在 KEIL 软件上编辑系统程序语言，将采集到的泵站状态显示到相应的状态栏中。图25 为串口显示界面。 图 25 串口显示界面 五 、 移动端 APP 设计 为了方便对泵站运行状态的远程实时监控，可以将数据传输至服务器，通过移动终端对泵站状态进行监测并控制泵、阀的启停，实现泵站的现代信息化运行，达到管理模式创新。当泵站运行出现疑难故障问题时，还可以请专家根据远程实时状态进行科学分析，便于及时发现问题、解决问题。 云服务器作为一种新生技术顺势而生。云服务器不仅能够满足开发者对服务器的需求，而且所需要的的项目成本低廉，有现成模块可以直接拿来使用，加快了对软件的开发速度。像机智云平台是智能硬件开发与云服务平台，可以面向个人、企业开放使用。机智云还提供 APP 与微信小程序的 SDK，只需要在该基础上进行修改，即可以对移动端应用进行开发。 5.1 APP开发 泵站巡检系统的移动端 APP 是机智云平台与 APICloud 两个软件相结合完成的，机智云平台提供自助式的智能硬件开发和开放的云服务器，包括机智云端、机智云设备端和 SDK，如图26所示。APICloud 平台通过服务的方式将 API 提供给开发者，帮助开发者降低开发难度，缩短开发周期，迅速实现云端一体化。 图26机智云平台的基本构造 机智云平台作为国内最大的智能硬件自主开发和云服务平台主要涉及设备、云服务和手机三大部分。机智云中 WiFi 设备包含两个部分，一部分 GAgent 的作用是数据的转发，它是设备数据、云服务和手机之间的数据桥梁；另一部分 MCU 的作用是直接与硬件设备的通讯。 对于设备接入云端服务器有两种方式，本系统采用的是 MCU 方案，主要对该方案展开研究，机智云的接入导向如图27所示。将传感器采集到的状态信息通过总线方式发送至 MCU，智能硬件获取的信息通过 MCU 串口协议连接的通信模块 WiFi 发送至云端 API，WiFi 模块 GAgent 部分的作用就是发送数据。 图 27 MCU 与云端通信 5.2 APP 开发流程 对于泵站巡检系统来说，要在移动端 APP 上实现对泵站运行状态实时查询，对运行设备的控制管理，对历史状态的查询，警示提醒功能等。实现的第一步需要把存储在MCU 中的传感器采集到的泵站状态信息通过 WiFi 设备的 GAgent 功能发送至云端。首先将实体设备建立 Product Key，创建新的档案，系统自动生成 Product Key，如图28创建数据点。 图28创建设备数据点 在产品档案中创建一个应用，添加设备端数据通信口，设置数据传输形式，图29为传输形式的选择。 图29 选择硬件连接方案 在基本信息中找到 Product Key 对应的 Product Secret 的密钥，复制粘贴到 MCU 开发中的空白处，使得传感器数据点与 MCU 连接，生成源代码。将代码下载至本地，打开下载的文件复制 Gizwits 文件夹到泵站巡检系统的 KEIL 文件夹中，植入与机智云平台的连接代码，如图30。 图30 生成的硬件 MCU 连接代码 创建硬件设备端与机智云云端服务器的连接后，要进行 APP 的开发设计，良好的APP 软件可以更方便更直观的观测到泵站的状态，带来良好的用户体验，同时也会发挥出设备的价值，逐渐丰富对泵站的智能化设计。在 APICloud 平台上，植入机智云提供的 APP 源码，具体操作如下： 步骤一：在 GitHub 下载机智云提供的 APP demo 工程源码。 步骤二：将源码导入到 APICloud 中。在 APICloud 中每个应用都有自己的 ID，demo 程序中没有 ID，需要新创建一个项目，获取 ID。 步骤三：将下载的 demo 中的源码程序移植到新创项目中，参数配置为自己账户的数据。新创项目中的 config.xml 是 APICloud 提供的配置文件，包括 ID、账户、模块引入。每个项目的 config.xml 都不相同。 步骤四：将项目同步到云端。 步骤五：登录 APICloud 平台，找到 APICloud SVN 提交的项目，并进入项目管理页面。 步骤六：APICloud 会根据源码中使用到的模块自动添加相应的模块，再通过对模块库搜索 GizwifiSDK，手动添加机智云 SDK。 步骤七：此时的源码中还需要添加安卓和 IOS 的 APPID 和 APPSecret，并设置机智云创建的 ProductKey，需要从机智云官网中获取。 步骤八：点击菜单栏进行云编辑，选择运行平台，等待编译接受打包完成，下载安装包进行安装，安装成功便可通过 APP 进行测试。在手机 APP 开发过程中，可以根据不同的需求在源码中添加模块；还可以通过 UI 界面设计，使得 APP 界面变得美观整洁。 六、系统总体测试 6.1 WiFi 无线模块的调试 WiFi 模块作为泵站巡检信息无线传输阶段，对整个智能远程系统设计的优劣具有决 定性作用。通过闪烁 LED 灯来测试 WiFi 硬件电路的收发性能。图31为 WiFi 电路测试图。 图31 WiFi 硬件电路通信测试 完成对 WiFi 硬件电路功能测试后，需测试 WiFi 模块的网络通信功能。将 WiFi 模块通过串口与 PC 机连接，在 PC 机打开串口调试助手和网络调试助手。在网络调试助手上创建 UDP 协议，通过串口调试助手发送指令通过串口控制 WiFi 模块，完成 UDP协议配置并向指定的 IP 地址和端口号发送数据。 图32为 WiFi 通信测试时网络调试助手的配置与数据收发状态显示。 图 32 WiFi 通信测试 6.2 系统整体性能调试 通过实验对泵站智能巡检系统做整体性能测试。由于实验室条件有限，仅对泵站的水位、温度、电压、电流参数进行实时监控。在模拟现场安装液位传感器、温度传感器和电表采集实验设备的状态信息，采集到的信息经信号转换后通过 M-BUS 总线发送至主机控制端，再由主机控制端的 WiFi 模块上传至机智云云端服务器，在移动设备上登录巡检 APP 可实时查看泵站巡检的状态信息，实现远程监控泵站状态的要求，减少专人值守泵站的工作方式，提高泵站状态的预警管理模式。下图33、图34为实验室状态下模拟泵站巡检系统，图35为设计的 APP 与巡检系统通信图。 图33 实验室模拟泵站工作环境 图34 巡检采集过程 图35 APP 通信测试图 通过对泵站智能巡检系统的整体测试，显示该系统具有良好的实时性通信功能，系统性能稳定，可以适用于长时间泵站巡检工作，减少人力浪费，实现资源最优配置。 七 、 总结 本文研究的基于 M-BUS 总线的泵站智能巡检系统，对系统搭建模型进行调试实验，其运行结果验证了巡检系统的实时性和稳定性。现对本文工作总结如下： 1.确定了数据传输和巡检系统的总体方案，完成系统硬件搭建。对获取泵站运行状态参数的方式进行技术掌握后，对比几种有线数据传输方式的优缺点，确定选择 M-BUS总线为传输总线。系统主控芯片选用 STM32F103 型号单片机，并搭建电源电路、信号转换电路等外围功能电路。 2.对 M-BUS 总线接口做了自适应改进，在总线传输过程中，通过调节接口电路中的反馈电阻实现电路的自适应功能。 3.对泵站巡检系统中采集的参数信息采取卡尔曼滤波处理从而获取最优估计值；对卡尔曼算法进行预测改进，用于对泵站状态进行预测。通过设定阈值与采样值进行对比，分析故障状态。 4.基于机智云平台创建 APP，建立主机与 APP 之间的双向通信模式。工作人员通过登录移动 APP 账号，可对泵站运行状态信息进行实时查询。

本文介绍的智慧停车场系统是由安徽理工大学殷雨彤设计开发完成。该停车场管理系统是以STM32F103ZE作为系统核心控制器，融合窄带物联网技术（NB-IoT技术）、红外传感技术以及机智云物联网平台，实现数据实时监测及传输、用户端远程控制，车位管理更便捷高效，车位分配更快速和合理。 一 、 引言 窄带物联网（NB-IoT）技术适合在停车管理等场景中应用。由传感模块进行数据采集，STM32芯片进行数据处理，窄带物联网模块将参数上传至云端，即可实现用户远程监测停车场信息并进行有效调度。 二 、 系统整体架构设计 由于智慧停车场管理系统需要对停车场的车位信息进行收集，并上传至云平台以实现大数据监控和车库管理系统与汽车调度,因此主要采用了三层整体结构设计，终端层、网络层与平台层。终端层传感设备负责采集车位信息数据，通过网络层通信模块将采集的数据上传至云平台，云平台在物联网体系中具有接收、存储、处理数据等功能。由此，不仅能够实现车位信息实时监控，还能够远程管理车位，快速分配空余车位，如图1所示。 图1 系统架构图 三 、 物联网平台 NB-IoT是3GPP针对低功耗设备在广域网进行蜂窝通信定义的新一代蜂窝物联网接入技术。使用NB-IoT技术有着很多优点：首先其信令带宽只有200kB,因此能够比较有效地使用频谱资源；其次,由于NB-IoT具备广覆盖范围、多接入、低功耗、低成本的优势,因此采用了端到端的解决方案，面向低速率、大用户数目以及长距离、广覆盖范围等典型的M2M环境下,如智能城市、智慧穿戴设备、智慧农业等，具有广泛应用。 智慧停车场管理系统对车位信息采集及分配进行主要控制，在传感技术以及网络通信等技术参与下，增强停车场管理智能性，提高车位资源利用率，实现平台端远程控制车位分配。在窄带物联网技术支持下，智慧停车场管理系统，可以根据采集的实时车位数据参数，调整下达的分配指令，安全可靠地处理双向数据，实现停车场低成本、高效率、强有序的智能化管理。 为实现车位监测相关功能，系统主要由负责处理数据的开发板MCU（STM32芯片）、采集车位信息的红外传感器模块以及传输数据到云端的NB-IoT模块，如图2所示。 图2 硬件组成图 1） 红外传感模块 采用了红外对管的避障感应器模块,该模块拥有VCC、GND、OUT三种接口,对周围的环境光线适应能力相当强大,其拥有一对红外接收器和发射管，当在探测路径上出现了障碍物时,经过红外管反馈过来并被接收。经过比较器电路处理之后，数字输出接口会输出高低电平数字信号，用于监测车位信息。 2）红外模块连接 将红外模块与STM32F103芯片进行连接以采集数据并处理。其原理是由传感器给STM32单片机一个信号，单片机对引脚状态进行检测并判断，实现数据接收处理的功能，因此单片机引脚需定义为输入引脚，该系统选用PB7引脚进行设计。先将红外对管的三个引脚VCC、GND、OUT分别连接STM32开发板上的+5V/+3.3V电源、GND、PB7引脚,再进行程序编译下载以实现功能。 四 、 系统测试 为实现系统功能的有效利用，对系统进行了多项模拟测试，包括云平台开发、管理界面的设计、远程数据监测界面等，电脑端测试数据如图3所示。从图3可以看出，云平台实时显示车位信息数据，停车位监测信息会转换成高低电平信号。 图3 电脑端监测数据图 “0”代表红外传感器未检测到车辆，即车位空闲，此时车位可以进行合理分配给需要停车的用户；“1”代表检测到车辆，即车位占用，该车位暂时不进行分配。 使用机智云平台搭建用户端手机软件，对实用性进行检验。用户通过手机App界面显示进行查看，即手机软件可对监测终端上传的车位信息情况进行实时显示。手机端测试界面如图4所示，开关打开即该车位空闲，开关关闭即该车位被占用。 图4 手机App测试界面图 五 、 结语 本设计通过提出了一种智能管理系统，红外模块采集车位数据，经过MCU处理后，由窄带物联网模块将数据上传至机智云云平台，用户端可快速便捷地实现远程监测车位状态并实时控制下达指令，对停车场进行高效智能化管理。