基于物联网与云计算的能源监管系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种基于物联网与云计算的能源监管系统，包含数据采集层、数据传输层和应用管理层，数据采集层由具有数据远传功能的各种计量仪表组成，数据传输层由集中器和采集器构成，采集器与数据采集层的各种计量仪表连接，若干个采集器与集中器连接进行数据集中，应用管理层包含云计算平台、客户端和管理平台，客户端和管理平台与云计算平台连接，集中器与云计算平台连接。本实用新型结构简单，搭建方便，成本低廉，易扩展，易维护的巨大优势，可大大促进我国节能减排战略的全面推进。
【专利说明】
基于物联网与云计算的能源监管系统
技术领域
[0001]本实用新型涉及一种能源监管系统，特别是一种基于物联网与云计算的能源监管系统。
【背景技术】
[0002]我国“节能减排”战略，智能电网用户端配用电智能化与企业能源管理，迫切需要精准、高效、方便、低成本的能源计量监管手段，以解决企业的能耗诊断，能耗数据的分项计量和多维分析;能耗的在线监控和动态优化，节能前后的实效对比核查等问题。节能减排是一项非常大的系统工程，必须有能源计量分析评估基础架构。目前这个基础架构不具备，就是缺乏分项计量的技术手段，该现状已成为当前制约我国节能减排全面推进的技术瓶颈。
【实用新型内容】
[0003]本实用新型所要解决的技术问题是提供一种基于物联网与云计算的能源监管系统，它解决海量能源大数据收集与处理系统，为解决企业能耗监管诊断，能耗数据的分项计量和多维分析。
[0004]为解决上述技术问题，本实用新型所采用的技术方案是:
[0005]—种基于物联网与云计算的能源监管系统，其特征在于:物联网与云计算的技术架构，包含数据采集层、数据传输层和应用管理层，数据采集层由具有数据远传功能的各种计量仪表与集中器和采集器构成，采集器与数据采集层的各种计量仪表连接，若干个采集器与集中器连接进行数据集中，构成底层物联网硬件系统，数据传输层由物联网系统通过网关与云计算系统连接，数据通过通讯管理软件实现传输与通讯，应用管理层包含云计算平台、通讯服务器，数据库服务器，应用服务器，客户端和管理平台，客户端(移动客户端)和管理平台与云计算平台连接，完成数据处理应用服务。
[0006]进一步地，所述数据采集层各种计量仪表通过RS485总线、M-BUS总线、CAN总线通信规约互联，并通过总线系统与采集器和集中器连接交换数据。
[0007]进一步地，所述集中器与云计算平台通过GPRS/3G/4G或WiFi通讯和TCP/IP协议实现数据交换，采集器与集中器之间使用470-490MHZ ISM频段实现与本地无线局域物联网的通讯。
[0008]进一步地，所述云计算平台包含云通讯服务器，实现系统应用服务器与物联网数据可靠传输与通讯；数据服务器，提供数据存储与处理；应用服务器，进行数据的校验、计算、存储、分析、建模、管理等，提供用户端用电行为模拟、决策支持等高层次服务。
[0009]进一步地，采集器通过带有RS485的能耗表对能耗数据进行采集并加密，数据采集前置装置采用超低功耗元件，每个传感器节点均从输电线路中取电，不带电池。
[0010]进一步地，数据采集层通过RS485总线与同一开闭所或配电室内电表连接，运行标准MDBUS、DL/T645-1997、DL/T645-2007、或M-BUS通讯规约，支持非标准或企业专属通讯规约，上行通过470Mhz-51MHz无线CEINWARE-NET实现与采集器的数据交换；能耗数据由带RS485接口的能耗表连接到读表器进行数据采集，通过无线CEINWARE-NET，将各个读表器采集的数据汇总于集中器，集中器实现数据的透明传输，数据传输终端内置嵌入式处理器对数据进行缓存、协议封装后通过GPRS网络传送到服务器，进行后续的数据分析处理，读表器通过RS485总线接口直接连接到能耗表上，既可支持单个能耗表，也可同时支持多个能耗表，集中器亦可通过RS485总线直接与电表连接，实现对能耗表参数的采集、存储、预处理或将采集到的电能表数据实时传送到服务器。
[0011]本实用新型与现有技术相比，具有以下优点和效果:
[0012]1、结构简单，搭建方便，成本低廉，易扩展，易维护的巨大优势，可大大促进我国节能减排战略的全面推进；
[0013]2、解决海量能源大数据收集与处理系统，为解决企业能耗监管诊断，能耗数据的分项计量和多维分析；
[0014]3、能耗的在线监控和动态优化，节能前后的实效对比核查等问题，为我国智能电网用户端配用电智能化与企业能源管理，实现企业用能管理的自动化与智能化提供了一种精准、高效、方便、低成本的技术手段。
【附图说明】
[0015]图1是本实用新型的基于物联网与云计算的能源监管系统的示意图。
【具体实施方式】
[0016]下面结合附图并通过实施例对本实用新型作进一步的详细说明，以下实施例是对本实用新型的解释而本实用新型并不局限于以下实施例。
[0017]如图所示，本实用新型的一种基于物联网与云计算的能源监管系统，系统构成采用“物联网-网关-云计算”三级分层技术架构，包含数据采集层、数据传输层和应用管理层。
[0018]物联网与云计算的技术架构，包含数据采集层、数据传输层和应用管理层，数据采集层由具有数据远传功能的各种计量仪表与集中器和采集器构成，采集器与数据采集层的各种计量仪表连接，若干个采集器与集中器连接进行数据集中，构成底层物联网硬件系统，数据传输层由物联网系统通过网关与云计算系统连接，数据通过通讯管理软件实现传输与通讯，应用管理层包含云计算平台、通讯服务器，数据库服务器，应用服务器，客户端和管理平台，客户端(移动客户端)和管理平台与云计算平台连接，完成数据处理应用服务。
[0019]数据采集层由具有数据远传功能的各种计量仪表I组成，计量仪表I包括电表、流量计、气表、水表等。通过RS485总线、M-BUS总线、CAN总线等通讯规约，将同一区域内的所有计量仪表互联，并通过总线系统与采集器/集中器连接交换数据。集中器可以通过RS485(或M-BUS)直接读取设备层仪表数据，又可以通过采集器以间接读表的方式读取远程仪表的数据。
[0020]数据采集层由⑶CGlROl集中器3和采集器2组成，采集器2与数据采集层的各种计量仪表连接，若干个采集器2与集中器3连接进行数据集中。下行通过各种标准工业总线实现与设备层计量仪表数据交换，上行通过GPRS/3G/4G或WiFi通讯和TCP/IP协议实现与上层服务器的数据交换。采集器与集中器之间使用470-490MHZ ISM频段实现与本地无线局域物联网的通讯。带有智能网关功能的集中器支持多种通讯规约，支持设备层与服务器之间的数据交换与通讯。
[0021]应用管理层包含云计算平台、客户端4和管理平台5，客户端4和管理平台5与云计算平台连接，集中器与云计算平台连接。管理层可由公有或企业私有云服务器或传统服务器实现。云通讯服务器实现系统应用服务器与物联网数据可靠传输与通讯，云数据服务器提供数据存储与处理。应用服务器可进行数据的校验、计算、存储、分析、建模、管理等，提供用户端用电行为模拟、决策支持等高层次服务。
[0022]采集器通过带有RS485的能耗表对能耗数据进行采集并加密，数据采集前置装置采用超低功耗元件，每个传感器节点均从输电线路中取电，不带电池。
[0023]数据采集层通过RS485总线与同一开闭所或配电室内电表连接，运行标准MDBUS、DL/T645-1997、DL/T645-2007、或M-BUS通讯规约，支持非标准或企业专属通讯规约，上行通过470Mhz-510MHz无线CEINWARE-NET实现与采集器的数据交换。能耗数据由带RS485接口的能耗表连接到读表器进行数据采集，通过无线CEINWARE-NET，将各个读表器采集的数据汇总于集中器，集中器实现数据的透明传输，数据传输终端内置嵌入式处理器对数据进行缓存、协议封装后通过GPRS网络传送到服务器，进行后续的数据分析处理，读表器通过RS485总线接口直接连接到能耗表上，既可支持单个能耗表，也可同时支持多个能耗表，集中器亦可通过RS485总线直接与电表连接，实现对能耗表参数的采集、存储、预处理或将采集到的电能表数据实时传送到服务器。能耗表集中器采集的数据经GSM网络空中接口功能模块对数据进行解码处理，转换成在公网数据传送的格式，通过GPRS无线数据网络进行传输，最终传到云服务器。云服务器可进行数据的校验、计算、存储、分析、建模、管理等。可对异常情况进行报警，同时对用户使用情况进行实时监控。
[0024]能耗数据集中器在工作时，在中央处理单元、系统定时子系统、和集中器组态表的控制下，通过M-BUS/RS485/CAN/无线M-BUS等物理接口、使用与数据源相适应的多种通讯规约从数据源读取数据，或者通过BLT/BLE/Zigbee/专用低功耗短距离无线通讯等部件与下级采集器进行自组网获取下级采集器数据，采集的数据先发送到中央处理单元，经过中央处理单元校验、加密、编码处理后，数据可以通过WiFi/GPRS/3G/4G数据交换部件发送到后台服务器。
[0025]本说明书中所描述的以上内容仅仅是对本实用新型所作的举例说明。本实用新型所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离本实用新型说明书的内容或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本实用新型的保护范围。
【主权项】
1.一种基于物联网与云计算的能源监管系统，其特征在于:物联网与云计算的技术架构，包含数据采集层、数据传输层和应用管理层，数据采集层由具有数据远传功能的各种计量仪表与集中器和采集器构成，采集器与数据采集层的各种计量仪表连接，若干个采集器与集中器连接进行数据集中，构成底层物联网硬件系统，数据传输层由物联网系统通过网关与云计算系统连接，数据通过通讯管理软件实现传输与通讯，应用管理层包含云计算平台、通讯服务器，数据库服务器，应用服务器，客户端和管理平台，客户端和管理平台与云计算平台连接，完成数据处理应用服务。2.按照权利要求1所述的基于物联网与云计算的能源监管系统，其特征在于:所述数据采集层各种计量仪表通过RS485总线、M-BUS总线、CAN总线通信规约互联，并通过总线系统与采集器和集中器连接交换数据。3.按照权利要求1所述的基于物联网与云计算的能源监管系统，其特征在于:所述集中器与云计算平台通过GPRS/3G/4G或WiFi通讯和TCP/IP协议实现数据交换，采集器与集中器之间使用470-490MHZ ISM频段实现与本地无线局域物联网的通讯。4.按照权利要求1所述的基于物联网与云计算的能源监管系统，其特征在于:所述云计算平台包含云通讯服务器，实现系统应用服务器与物联网数据可靠传输与通讯;数据服务器，提供数据存储与处理;应用服务器，进行数据的校验、计算、存储、分析、建模、管理等，提供用户端用电行为模拟、决策支持等高层次服务。5.按照权利要求1所述的基于物联网与云计算的能源监管系统，其特征在于:采集器通过带有RS485的能耗表对能耗数据进行采集并加密，数据采集前置装置采用超低功耗元件，每个传感器节点均从输电线路中取电，不带电池。6.按照权利要求1所述的基于物联网与云计算的能源监管系统，其特征在于:数据采集层通过RS485总线与同一开闭所或配电室内电表连接，运行标准MDBUS、DL/T645-1997、DL/T645-2007、或M-BUS通讯规约，支持非标准或企业专属通讯规约，上行通过470Mhz_51MHz无线CEINWARE-NET实现与采集器的数据交换；能耗数据由带RS485接口的能耗表连接到读表器进行数据采集，通过无线CEINWARE-NET，将各个读表器采集的数据汇总于集中器，集中器实现数据的透明传输，数据传输终端内置嵌入式处理器对数据进行缓存、协议封装后通过GPRS网络传送到服务器，进行后续的数据分析处理，读表器通过RS485总线接口直接连接到能耗表上，既可支持单个能耗表，也可同时支持多个能耗表，集中器亦可通过RS485总线直接与电表连接，实现对能耗表参数的采集、存储、预处理或将采集到的电能表数据实时传送到服务器。
【文档编号】G06F17/30GK205692169SQ201620482086
【公开日】2016年11月16日
【申请日】2016年5月25日 公开号201620482086.0, CN 201620482086, CN 205692169 U, CN 205692169U, CN-U-205692169, CN201620482086, CN201620482086.0, CN205692169 U, CN205692169U
【发明人】林强, 吴建兵, 蒋苏敏, 胡建权, 王培 , 梁朝正
【申请人】江苏斯因信息科技有限公司