目前我國普遍采用戶用計(jì)量儀表即水表、電表、燃?xì)獗?、熱表（四表）安裝在用戶室內(nèi), 抄表人員走家串戶，手工抄表采集數(shù)據(jù)，然后結(jié)算的計(jì)量收費(fèi)方式。為了有效解決入戶抄表收費(fèi)存在的諸多弊端, 我國從90年代初開始研制全電子式電能表,并且取得了一定的成果。目前已研制出多種遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)，常用的有用基于電力線載波的抄表系統(tǒng)，基于RS-485總線的抄表系統(tǒng)等。
基于電力線載波的抄表系統(tǒng)，減少了系統(tǒng)由于布線帶來的成本，但是由于信號(hào)和強(qiáng)電在同一根線上傳輸，傳輸過程中不可避免地存在強(qiáng)電場的干擾，信號(hào)的可靠性受到影響，而且隨著傳輸距離的增大，信號(hào)的衰減較快，影響了抄表數(shù)據(jù)的可靠性；基于RS-485的抄表系統(tǒng)是較為理想的一種遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)，它采用的是主從式的通信方式，任何時(shí)候只允許一個(gè)節(jié)點(diǎn)向網(wǎng)絡(luò)發(fā)送數(shù)據(jù)，所以RS-485多采用主從結(jié)構(gòu)的命令型通信方式來防止數(shù)據(jù)通訊故障，數(shù)據(jù)通信時(shí)必須由主節(jié)點(diǎn)接收到管理主機(jī)的命令，然后由主節(jié)點(diǎn)向各個(gè)從節(jié)點(diǎn)傳達(dá)命令，從節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)依次送至主節(jié)點(diǎn)，最后再由主節(jié)點(diǎn)將各從節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)發(fā)送至管理主機(jī)。從數(shù)據(jù)通信過程可以看出，如果主節(jié)點(diǎn)出現(xiàn)故障，則整個(gè)系統(tǒng)會(huì)陷入癱瘓狀態(tài)。另外，隨著居民區(qū)的用戶的不斷擴(kuò)大，要求抄表系統(tǒng)現(xiàn)場數(shù)據(jù)通信距離也隨之電感廠家增加，由于采用485總線在9600bps下能達(dá)到的最遠(yuǎn)傳輸距離小于1200米，因而需要增加一個(gè)或多個(gè)中繼以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的較遠(yuǎn)發(fā)送和接收。因?yàn)?85為半雙工通信，中繼器在工作中必須判斷網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)流向，所以中繼器的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，導(dǎo)致增加了系統(tǒng)成本，降低了系統(tǒng)的可靠性。
CAN（Controller Area Network）是控制器局域網(wǎng)的簡稱它是德國Bosch公司在1986年開發(fā)的一種串行數(shù)據(jù)通信總線。CAN網(wǎng)絡(luò)上的節(jié)點(diǎn)不分主從，任一節(jié)點(diǎn)均可在任意時(shí)刻主動(dòng)地向網(wǎng)絡(luò)上其他節(jié)點(diǎn)發(fā)送信息共模電感器，通信方式靈活，利用這一特點(diǎn)可方便地構(gòu)成多機(jī)備份系統(tǒng)，CAN采用非破壞性總線仲裁技術(shù)，當(dāng)多個(gè)節(jié)點(diǎn)同時(shí)向總線發(fā)送信息時(shí)，優(yōu)先級(jí)較低的節(jié)點(diǎn)會(huì)主動(dòng)地退出，而最高優(yōu)先級(jí)的節(jié)點(diǎn)可不受影響地繼續(xù)傳輸數(shù)據(jù)，從而節(jié)省了總線沖突的仲裁時(shí)間。
針對(duì)它們各自的特點(diǎn),我們采用符合電容電感器國際標(biāo)準(zhǔn)ISO 11898的CAN總線技術(shù)和目前儀表和自動(dòng)化裝置常用的RS-485總線構(gòu)成雙層網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，這種網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)有效地解決了系統(tǒng)的建設(shè)成本高、數(shù)據(jù)管理困難、可靠性不高以及可擴(kuò)展性能差等問題。
2.系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)框架
本系統(tǒng)采用雙層網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)架，見圖1。