基于物聯網與云計算的能源監管系統的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種基于物聯網與云計算的能源監管系統，包含數據采集層、數據傳輸層和應用管理層，數據采集層由具有數據遠傳功能的各種計量儀表組成，數據傳輸層由集中器和采集器構成，采集器與數據采集層的各種計量儀表連接，若干個采集器與集中器連接進行數據集中，應用管理層包含云計算平臺、客戶端和管理平臺，客戶端和管理平臺與云計算平臺連接，集中器與云計算平臺連接。本實用新型結構簡單，搭建方便，成本低廉，易擴展，易維護的巨大優勢，可大大促進我國節能減排戰略的全面推進。
【專利說明】
基于物聯網與云計算的能源監管系統
技術領域
[0001]本實用新型涉及一種能源監管系統，特別是一種基于物聯網與云計算的能源監管系統。
【背景技術】
[0002]我國“節能減排”戰略，智能電網用戶端配用電智能化與企業能源管理，迫切需要精準、高效、方便、低成本的能源計量監管手段，以解決企業的能耗診斷，能耗數據的分項計量和多維分析;能耗的在線監控和動態優化，節能前后的實效對比核查等問題。節能減排是一項非常大的系統工程，必須有能源計量分析評估基礎架構。目前這個基礎架構不具備，就是缺乏分項計量的技術手段，該現狀已成為當前制約我國節能減排全面推進的技術瓶頸。
【實用新型內容】
[0003]本實用新型所要解決的技術問題是提供一種基于物聯網與云計算的能源監管系統，它解決海量能源大數據收集與處理系統，為解決企業能耗監管診斷，能耗數據的分項計量和多維分析。
[0004]為解決上述技術問題，本實用新型所采用的技術方案是:
[0005]—種基于物聯網與云計算的能源監管系統，其特征在于:物聯網與云計算的技術架構，包含數據采集層、數據傳輸層和應用管理層，數據采集層由具有數據遠傳功能的各種計量儀表與集中器和采集器構成，采集器與數據采集層的各種計量儀表連接，若干個采集器與集中器連接進行數據集中，構成底層物聯網硬件系統，數據傳輸層由物聯網系統通過網關與云計算系統連接，數據通過通訊管理軟件實現傳輸與通訊，應用管理層包含云計算平臺、通訊服務器，數據庫服務器，應用服務器，客戶端和管理平臺，客戶端(移動客戶端)和管理平臺與云計算平臺連接，完成數據處理應用服務。
[0006]進一步地，所述數據采集層各種計量儀表通過RS485總線、M-BUS總線、CAN總線通信規約互聯，并通過總線系統與采集器和集中器連接交換數據。
[0007]進一步地，所述集中器與云計算平臺通過GPRS/3G/4G或WiFi通訊和TCP/IP協議實現數據交換，采集器與集中器之間使用470-490MHZ ISM頻段實現與本地無線局域物聯網的通訊。
[0008]進一步地，所述云計算平臺包含云通訊服務器，實現系統應用服務器與物聯網數據可靠傳輸與通訊；數據服務器，提供數據存儲與處理；應用服務器，進行數據的校驗、計算、存儲、分析、建模、管理等，提供用戶端用電行為模擬、決策支持等高層次服務。
[0009]進一步地，采集器通過帶有RS485的能耗表對能耗數據進行采集并加密，數據采集前置裝置采用超低功耗元件，每個傳感器節點均從輸電線路中取電，不帶電池。
[0010]進一步地，數據采集層通過RS485總線與同一開閉所或配電室內電表連接，運行標準MDBUS、DL/T645-1997、DL/T645-2007、或M-BUS通訊規約，支持非標準或企業專屬通訊規約，上行通過470Mhz-51MHz無線CEINWARE-NET實現與采集器的數據交換；能耗數據由帶RS485接口的能耗表連接到讀表器進行數據采集，通過無線CEINWARE-NET，將各個讀表器采集的數據匯總于集中器，集中器實現數據的透明傳輸，數據傳輸終端內置嵌入式處理器對數據進行緩存、協議封裝后通過GPRS網絡傳送到服務器，進行后續的數據分析處理，讀表器通過RS485總線接口直接連接到能耗表上，既可支持單個能耗表，也可同時支持多個能耗表，集中器亦可通過RS485總線直接與電表連接，實現對能耗表參數的采集、存儲、預處理或將采集到的電能表數據實時傳送到服務器。
[0011]本實用新型與現有技術相比，具有以下優點和效果:
[0012]1、結構簡單，搭建方便，成本低廉，易擴展，易維護的巨大優勢，可大大促進我國節能減排戰略的全面推進；
[0013]2、解決海量能源大數據收集與處理系統，為解決企業能耗監管診斷，能耗數據的分項計量和多維分析；
[0014]3、能耗的在線監控和動態優化，節能前后的實效對比核查等問題，為我國智能電網用戶端配用電智能化與企業能源管理，實現企業用能管理的自動化與智能化提供了一種精準、高效、方便、低成本的技術手段。
【附圖說明】

[0015]圖1是本實用新型的基于物聯網與云計算的能源監管系統的示意圖。
【具體實施方式】
[0016]下面結合附圖并通過實施例對本實用新型作進一步的詳細說明，以下實施例是對本實用新型的解釋而本實用新型并不局限于以下實施例。
[0017]如圖所示，本實用新型的一種基于物聯網與云計算的能源監管系統，系統構成采用“物聯網-網關-云計算”三級分層技術架構，包含數據采集層、數據傳輸層和應用管理層。
[0018]物聯網與云計算的技術架構，包含數據采集層、數據傳輸層和應用管理層，數據采集層由具有數據遠傳功能的各種計量儀表與集中器和采集器構成，采集器與數據采集層的各種計量儀表連接，若干個采集器與集中器連接進行數據集中，構成底層物聯網硬件系統，數據傳輸層由物聯網系統通過網關與云計算系統連接，數據通過通訊管理軟件實現傳輸與通訊，應用管理層包含云計算平臺、通訊服務器，數據庫服務器，應用服務器，客戶端和管理平臺，客戶端(移動客戶端)和管理平臺與云計算平臺連接，完成數據處理應用服務。
[0019]數據采集層由具有數據遠傳功能的各種計量儀表I組成，計量儀表I包括電表、流量計、氣表、水表等。通過RS485總線、M-BUS總線、CAN總線等通訊規約，將同一區域內的所有計量儀表互聯，并通過總線系統與采集器/集中器連接交換數據。集中器可以通過RS485(或M-BUS)直接讀取設備層儀表數據，又可以通過采集器以間接讀表的方式讀取遠程儀表的數據。
[0020]數據采集層由⑶CGlROl集中器3和采集器2組成，采集器2與數據采集層的各種計量儀表連接，若干個采集器2與集中器3連接進行數據集中。下行通過各種標準工業總線實現與設備層計量儀表數據交換，上行通過GPRS/3G/4G或WiFi通訊和TCP/IP協議實現與上層服務器的數據交換。采集器與集中器之間使用470-490MHZ ISM頻段實現與本地無線局域物聯網的通訊。帶有智能網關功能的集中器支持多種通訊規約，支持設備層與服務器之間的數據交換與通訊。
[0021]應用管理層包含云計算平臺、客戶端4和管理平臺5，客戶端4和管理平臺5與云計算平臺連接，集中器與云計算平臺連接。管理層可由公有或企業私有云服務器或傳統服務器實現。云通訊服務器實現系統應用服務器與物聯網數據可靠傳輸與通訊，云數據服務器提供數據存儲與處理。應用服務器可進行數據的校驗、計算、存儲、分析、建模、管理等，提供用戶端用電行為模擬、決策支持等高層次服務。
[0022]采集器通過帶有RS485的能耗表對能耗數據進行采集并加密，數據采集前置裝置采用超低功耗元件，每個傳感器節點均從輸電線路中取電，不帶電池。
[0023]數據采集層通過RS485總線與同一開閉所或配電室內電表連接，運行標準MDBUS、DL/T645-1997、DL/T645-2007、或M-BUS通訊規約，支持非標準或企業專屬通訊規約，上行通過470Mhz-510MHz無線CEINWARE-NET實現與采集器的數據交換。能耗數據由帶RS485接口的能耗表連接到讀表器進行數據采集，通過無線CEINWARE-NET，將各個讀表器采集的數據匯總于集中器，集中器實現數據的透明傳輸，數據傳輸終端內置嵌入式處理器對數據進行緩存、協議封裝后通過GPRS網絡傳送到服務器，進行后續的數據分析處理，讀表器通過RS485總線接口直接連接到能耗表上，既可支持單個能耗表，也可同時支持多個能耗表，集中器亦可通過RS485總線直接與電表連接，實現對能耗表參數的采集、存儲、預處理或將采集到的電能表數據實時傳送到服務器。能耗表集中器采集的數據經GSM網絡空中接口功能模塊對數據進行解碼處理，轉換成在公網數據傳送的格式，通過GPRS無線數據網絡進行傳輸，最終傳到云服務器。云服務器可進行數據的校驗、計算、存儲、分析、建模、管理等。可對異常情況進行報警，同時對用戶使用情況進行實時監控。
[0024]能耗數據集中器在工作時，在中央處理單元、系統定時子系統、和集中器組態表的控制下，通過M-BUS/RS485/CAN/無線M-BUS等物理接口、使用與數據源相適應的多種通訊規約從數據源讀取數據，或者通過BLT/BLE/Zigbee/專用低功耗短距離無線通訊等部件與下級采集器進行自組網獲取下級采集器數據，采集的數據先發送到中央處理單元，經過中央處理單元校驗、加密、編碼處理后，數據可以通過WiFi/GPRS/3G/4G數據交換部件發送到后臺服務器。
[0025]本說明書中所描述的以上內容僅僅是對本實用新型所作的舉例說明。本實用新型所屬技術領域的技術人員可以對所描述的具體實施例做各種修改或補充或采用類似的方式替代，只要不偏離本實用新型說明書的內容或者超越本權利要求書所定義的范圍，均應屬于本實用新型的保護范圍。
【主權項】
1.一種基于物聯網與云計算的能源監管系統，其特征在于:物聯網與云計算的技術架構，包含數據采集層、數據傳輸層和應用管理層，數據采集層由具有數據遠傳功能的各種計量儀表與集中器和采集器構成，采集器與數據采集層的各種計量儀表連接，若干個采集器與集中器連接進行數據集中，構成底層物聯網硬件系統，數據傳輸層由物聯網系統通過網關與云計算系統連接，數據通過通訊管理軟件實現傳輸與通訊，應用管理層包含云計算平臺、通訊服務器，數據庫服務器，應用服務器，客戶端和管理平臺，客戶端和管理平臺與云計算平臺連接，完成數據處理應用服務。2.按照權利要求1所述的基于物聯網與云計算的能源監管系統，其特征在于:所述數據采集層各種計量儀表通過RS485總線、M-BUS總線、CAN總線通信規約互聯，并通過總線系統與采集器和集中器連接交換數據。3.按照權利要求1所述的基于物聯網與云計算的能源監管系統，其特征在于:所述集中器與云計算平臺通過GPRS/3G/4G或WiFi通訊和TCP/IP協議實現數據交換，采集器與集中器之間使用470-490MHZ ISM頻段實現與本地無線局域物聯網的通訊。4.按照權利要求1所述的基于物聯網與云計算的能源監管系統，其特征在于:所述云計算平臺包含云通訊服務器，實現系統應用服務器與物聯網數據可靠傳輸與通訊;數據服務器，提供數據存儲與處理;應用服務器，進行數據的校驗、計算、存儲、分析、建模、管理等，提供用戶端用電行為模擬、決策支持等高層次服務。5.按照權利要求1所述的基于物聯網與云計算的能源監管系統，其特征在于:采集器通過帶有RS485的能耗表對能耗數據進行采集并加密，數據采集前置裝置采用超低功耗元件，每個傳感器節點均從輸電線路中取電，不帶電池。6.按照權利要求1所述的基于物聯網與云計算的能源監管系統，其特征在于:數據采集層通過RS485總線與同一開閉所或配電室內電表連接，運行標準MDBUS、DL/T645-1997、DL/T645-2007、或M-BUS通訊規約，支持非標準或企業專屬通訊規約，上行通過470Mhz_51MHz無線CEINWARE-NET實現與采集器的數據交換；能耗數據由帶RS485接口的能耗表連接到讀表器進行數據采集，通過無線CEINWARE-NET，將各個讀表器采集的數據匯總于集中器，集中器實現數據的透明傳輸，數據傳輸終端內置嵌入式處理器對數據進行緩存、協議封裝后通過GPRS網絡傳送到服務器，進行后續的數據分析處理，讀表器通過RS485總線接口直接連接到能耗表上，既可支持單個能耗表，也可同時支持多個能耗表，集中器亦可通過RS485總線直接與電表連接，實現對能耗表參數的采集、存儲、預處理或將采集到的電能表數據實時傳送到服務器。
【文檔編號】G06F17/30GK205692169SQ201620482086
【公開日】2016年11月16日
【申請日】2016年5月25日 公開號201620482086.0, CN 201620482086, CN 205692169 U, CN 205692169U, CN-U-205692169, CN201620482086, CN201620482086.0, CN205692169 U, CN205692169U
【發明人】林強, 吳建兵, 蔣蘇敏, 胡建權, 王培 , 梁朝正
【申請人】江蘇斯因信息科技有限公司