CN112882433A - 一种多源物联网监控云平台 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种多源物联网监控云平台，属于物联网监控平台技术领域。一种多源物联网监控云平台，包括业务决策与处理层：提供数据显示，控制命令，***管理功能；物联服务层：提供数据解析、对象存储、日志检索、模块配置和命令下发功能；物联网传输层：提供数据传输和网络安全保障功能；边缘计算和数据接收层：提供设备数据接收和处理功能。本发明满足不同行业使用场景的需求，实现一个平台承载多个项目管理；依托现代物联网技术，将多种设备接入平台，多类型信息采集，充分获取原始数据；实现设备端数据自适应接入，数据解析格式统一化，数据互连互通。

Description

一种多源物联网监控云平台

技术领域

本发明涉及物联网监控平台技术领域，尤其涉及一种多源物联网监控云平台。

背景技术

目前，能源管理行业还多为粗放式管理，缺乏完善的能源信息管理工具，甚至还存在现场手工抄录数据的情况。运维人员现场职守，运维经验无法传承，部门沟通效率低下，数据利用率低，数据存在壁垒，故障不能提前预判，无法精准分析与实时响应等。

市场上存在的能源管理平台，多为单介质、单数据能源平台，无法解决整体能源管理的难点和病点，缺少决策支持数据，对于节能评估无法提供可靠参考数据，缺乏有效的企业能效评估指标体系，导致能耗管理措施难以落地。同时，数据采集只能实现三遥(遥测、遥信、遥脉)功能，无法面对大量的能源设备实现遥调、遥控和遥视。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中能源管理平台仅能处理单一能源数据，数据采集信息不足，缺乏高效数据展示的问题，而提出的一种多源物联网监控云平台。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种多源物联网监控云平台，包括：

业务决策与处理层：提供数据显示，控制命令，***管理功能；

物联服务层：提供数据解析、对象存储、日志检索、模块配置和命令下发功能；

物联网传输层：提供数据传输和网络安全保障功能；

边缘计算和数据接收层：提供设备数据接收和处理功能；

所述边缘计算和数据接收层通过所述物联网传输层连接至所述物联服务层；所述物联服务层对数据进行解析、处理，传输至所述业务决策与处理层进行显示；所述业务决策与处理层输入控制命令和***管理指令，下发至所述物联服务层，所述物联服务层对其进行处理，并向所述边缘计算和数据接收层下发命令。

优选的，所述边缘计算和数据接收层连接有若干种设备，包括水、电、气、暖设备。

优选的，所述边缘计算和数据接收层连接的设备设置有遥测、遥信、遥脉、遥调、遥控、遥视功能模块。

优选的，所述遥视功能模块采用若干设置在设备安装环境中的摄像装置。

优选的，所述边缘计算和数据接收层设置若干数据连接方式，包括OneNet、RestfulAPI、通讯管理机、其它第三方平台。

优选的，所述物联服务层将上行数据和下行数据进行独立通道分离，所述物联网传输层保持长连接。

优选的，所述物联服务层的数据解析功能提供若干种规约解析，包括IEC-101、IEC-102、IEC-103、IEC-104、Modbus-RTU、Modbus-TCP、MQTT、DLT645，并将若干种规约数据解析至统一格式的数据源。

优选的，所述物联服务层的模块配置包括常规配置、数据源配置、遥视配置、监控配置、报警配置、统计配置、运维配置。

优选的，所述物联服务层的对象存储功能采用HBase数据库。

与现有技术相比，本发明提供了一种多源物联网监控云平台，具备以下有益效果：

1、本发明，通过数据显示的组态和界面宫格，自由搭配组合，具有高自由的界面显示组态功能、良好的开放性、丰富的功能模块和基本元素，界面直观、操作便捷，满足不同行业使用场景的需求，实现一个平台承载多个项目管理。

2、本发明，通过物联连接部分依托现代物联网技术，将多种设备接入平台，多类型信息采集，充分获取原始数据；物联服务层将上行数据和下行数据进行独立通道分离，解决上行数据与下行数据冲突、产生丢帧的问题；采用长连接，实现遥控、遥调、遥视功能，解决信息采集不足的问题；且无需配置高性能、价格昂贵的物理服务器的问题；并采用负载均衡，提高平台的可靠性和稳定性。

3、本发明，通过采用“模型驱动信息融合、一次采集共享共用、数据贯通业务协同”的设计思路，多数据源兼容，支持主动及被动数据源访问、解析机制；以多种规约为基础，构建数据词典机制的设备数据模型，从而实现设备端数据自适应接入；数据解析格式统一化，实现数据互连互通，实现数据采集、分析、智能运维，并结合了主流的信息化技术手段，对外提供“一平台承载、一体化联动、一站式服务”；对数据进行实时分析应用和深度挖掘，并为其他数据平台提供数据共享融合接口。

4、本发明，实现千万级别的设备融入并发量，采用网格并行计算，存储、应用核心能力为一体的开放平台，通过虚拟化技术提供远近端服务，进一步提高平台的可靠性和高性能。

5、本发明，通过采用HBase数据库，有效利用互联网及其终端设备，通过大数据及人工智能分析决策，实现自动化、智能化、批量化、远程化巡检，对故障自动溯源，自动上报客户端及信息提醒，自动分配运维，自动生成巡检报告，自动生成报表；全面提升运维工作的智能化、规范化水平，建立全链条智能运维体系。

6、本发明，通过多客户端形式，提高适用性和便捷性。

该装置中未涉及部分均与现有技术相同或可采用现有技术加以实现，本发明是一个集现代化通信技术、远程控制、智能运维管理、设备监控、分析与决策支持等关键技术于一体的综合云平台；多客户端形式提高适用性和便捷性；通过数据显示的组态和界面宫格，自由搭配组合，具有高自由的界面显示组态功能、良好的开放性、丰富的功能模块和基本元素等优点，界面直观、操作便捷，满足不同行业使用场景的需求，实现一个平台承载多个项目管理。物联连接部分依托现代物联网技术，将多种设备接入平台，多类型信息采集，充分获取原始数据。物联服务层将上行数据和下行数据进行独立通道分离，解决上行数据与下行数据冲突、产生丢帧的问题；采用长连接，实现遥控、遥调、遥视功能，解决信息采集不足的问题；且无需配置高性能、价格昂贵的物理服务器的问题；并采用负载均衡，提高平台的可靠性和稳定性。采用“模型驱动信息融合、一次采集共享共用、数据贯通业务协同”的设计思路，多数据源兼容，支持主动及被动数据源访问、解析机制，以多种规约为基础，构建数据词典机制的设备数据模型，从而实现设备端数据自适应接入，终端设备数据灵活实时接入。数据解析格式统一化，实现数据互连互通，实现数据采集、分析、智能运维，并结合了主流的信息化技术手段，对外提供“一平台承载、一体化联动、一站式服务”。对数据进行实时分析应用和深度挖掘，并为其他数据平台提供数据共享融合接口。平台实现千万级别的设备融入并发量，采用网格并行计算，存储、应用核心能力为一体的开放平台，通过虚拟化技术提供远近端服务，进一步提高平台的可靠性和高性能。采用HBase数据库，有效利用互联网及其终端设备，通过大数据及人工智能分析决策，实现自动化、智能化、批量化、远程化巡检，对故障自动溯源，自动上报客户端及信息提醒，自动分配运维，自动生成巡检报告，自动生成报表，全面提升运维工作的智能化、规范化水平，建立全链条智能运维体系。

附图说明

图1为本发明的结构框图；

图2为模块配置的结构框图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

参照图1-2，一种多源物联网监控云平台，包括：

业务决策与处理层：提供数据显示，控制命令，***管理功能；实现遥测、遥信、遥脉、遥视的数据显示，遥调和遥控命令下达，以及***配置、项目和用户管理工作；

物联服务层：提供数据解析、对象存储、日志检索、模块配置和命令下发功能；

物联网传输层：提供数据传输和网络安全保障功能；

边缘计算和数据接收层：提供设备数据接收和处理功能；

边缘计算和数据接收层通过物联网传输层连接至物联服务层，将获得的数据传输至物联服务层；物联服务层对数据进行解析、处理，传输至业务决策与处理层进行显示；业务决策与处理层输入控制命令和***管理指令，下发至物联服务层，物联服务层对其进行处理，并向边缘计算和数据接收层下发命令，边缘计算和数据接收层响应命令并执行。

业务决策与处理层的数据显示，利用各客户端进行，客户端包括控制中心显示屏、网页端、移动端等，多客户端形式提高适用性和便捷性；在显示中，单个界面以方格形式展示，方格内采用组态方式，基本元素可任意进行选择、搭配，整体界面采用宫格组合方式，可根据需求进行界面搭配；具有高自由的界面显示组态功能、良好的开放性、丰富的功能模块和基本元素等优点。操作人员根据项目类型，利用基本元素进行单个页面的组态，接着把组态界面任意搭配组合，形成宫格式灵活大屏，展示多种数据；界面直观、操作便捷，满足不同行业管理需求；实现一个平台承载多个项目管理，解决了之前需要多个***各自独立管理、数据不能互联互通、分别显示的局面。

边缘计算和数据接收层连接有若干种设备，包括水、电、气、暖等多种设备；边缘计算和数据接收层连接的设备设置有遥测、遥信、遥脉、遥调、遥控、遥视功能模块；各种设备以匹配行业需求进行选择，并搭配功能模块接入，以适用于多种行业需求。通过多类型设备搭载功能模块，构成实现水、电、气、暖等的全局监控、管控自动化、安防监控、能效分析管理、智能运维、设备台帐管理，多维度为一体的底层设备连接，为多源物联网监控云平台提供基础数据。

遥视功能模块采用若干设置在设备安装环境中的摄像装置，根据设备的具体安装环境以及图像采集需求，进行摄像装置安装，以充分、高效获取信息。

边缘计算和数据接收层设置若干数据连接方式，包括OneNet、RestfulAPI、通讯管理机、其它第三方平台，根据具体应用需求进行设置，以匹配运营环境，接入云平台。

物联服务层将上行数据和下行数据进行独立通道分离，物联网传输层保持长连接；采用软件定义网络技术和软件定义服务技术，通过将上行与下行数据独立，解决上行数据与下行数据冲突、产生丢帧的问题；并采用长连接，实现遥控、遥调、遥视功能，解决信息采集不足的问题；且，通过中移物联OneNet实现与设备保持长连接，避免与设备直连所需配置高性能、价格昂贵的物理服务器的问题；并采用负载均衡，提高平台的可靠性和稳定性。

上行数据和下行数据进行独立通道分离的具体实现为：

物联服务层设置物联服务AMS-Data-ServiceYK和AMS-Data-ServiceYC；物联服务AMS-Data-ServiceYK处理下行的遥控与遥调，物联服务AMS-Data-ServiceYC处理上行的遥测、遥信和遥脉。

物联服务层的数据解析功能提供若干种规约解析，包括IEC-101、IEC-102、IEC-103、IEC-104、Modbus-RTU、Modbus-TCP、MQTT、DLT645。接入的终端设备众多，往往需要由多厂家进行提供，各厂家的不同设备不同规约之间，数据格式不一致，无法直接进行全解析。结合“模型驱动信息融合”的设计思路，对于能源规约多、数据解析复杂的难题，提出一种数据词典机制的信息融合方案，实现设备“生”数据到“熟”数据的自适应适配；通过构建融合若干种规约解析方案的数据词典，对原始数据进行识别，并选定相对应的解析方式，实现适配；解决传统管理平台不能接入多种数据源，不能同时管理水、电、气、暖等多种能源介质和设备的问题。同时，可对接入设备预先配置，包括接入设备类型、接入设备规约的选择和接入设备的数量，减轻数据格式识别适配的负担，即可解决复杂的数据解析工作，让数据的利用变得更加高效。

物联服务层的数据解析功能，将若干种规约数据解析至统一格式的数据源。结合“一次采集共享共用”的设计思路，解析为统一数据源格式的设计，可以实现多种业务的绑定、数据互通，如页面组态、统计分析、报警管理等；并结合“数据贯通业务协同”的思路，采用数据驱动事件，事件驱动业务的模式，实现多业务的协同运行；如，采集到设备异常数据，异常数据驱动报警业务产生，报警信息发送至运维，产生运维业务。

通过采用“模型驱动信息融合、一次采集共享共用、数据贯通业务协同”的设计思路，集中将水、电、气、暖等设备接入平台，边缘计算和数据接收层实现数据采集，物联服务层实现数据处理与分析，各业务、模块间数据互连互通，并利用数据分析预判设备，进行运维管理；结合主流的信息化技术手段，实现对外的“一平台承载、一体化联动、一站式服务”。

物联服务层的模块配置包括常规配置、数据源配置、遥视配置、监控配置、报警配置、统计配置、运维配置；采用灵活配置的方式实现用户所需要的具体功能。常规配置，对项目名称、项目类型、项目地图定位、项目简介等进行配置，以便于快速、准确识别项目。数据源配置，对所采集终端设备、物联网网关、通讯规约、数据格式进行配置。遥视配置，对采集视频方式、界面显示、云台控制进行配置。监控配置，对界面组态进行配置，并搭配数据显示进行展示。报警配置，对开关量、模拟量的报警信息进行配置。统计配置，对统计分析及常用报表进行配置。运维配置，对运维逻辑和运维方式进行配置。通过多种信息配置，实现平台的稳定运行、统一管控、高效处理。

物联服务层的对象存储功能采用HBase数据库，为其提供数据存储支撑。采用存储大量数据的Hadoop分布式文件***和参考了Google公司的Bigtable大数据建模的HBase数据库，Hadoop***为HBase提供给了分布式文件存储***，同时也使得MapReduce组件能够直接访问HBase进行分布式计算，从而使云平台能达到可容纳10000个项目，每个项目可接入1000台设备，达到千万级别的设备融入并发量；同时，物联服务层的计算服务，采用网格并行计算，存储、应用核心能力为一体的开放平台，通过虚拟化技术提供远近端服务，并进一步提高平台的可靠性和高性能。

本发明，通过对传统的单能源监控功能进行延伸和演化，从以数据采集与监控(SCADA)功能为主的传统独立本地***，发展为以大数据为依托、数据互联互通的智能化集中式云平台；实时查看运行数据设备状态和环境视频，对设备和环境数据全面感知，移动端随时随地接收异常告警信息；使设备管理和运维实现互联化、智能化、移动化、可视化。

本发明，是一个集现代化通信技术、远程控制、智能运维管理、设备监控、分析与决策支持等关键技术于一体的综合云平台；多客户端形式提高适用性和便捷性；通过数据显示的组态和界面宫格，自由搭配组合，具有高自由的界面显示组态功能、良好的开放性、丰富的功能模块和基本元素等优点，界面直观、操作便捷，满足不同行业使用场景的需求，实现一个平台承载多个项目管理。物联连接部分依托现代物联网技术，将多种设备接入平台，多类型信息采集，充分获取原始数据。物联服务层将上行数据和下行数据进行独立通道分离，解决上行数据与下行数据冲突、产生丢帧的问题；采用长连接，实现遥控、遥调、遥视功能，解决信息采集不足的问题；且无需配置高性能、价格昂贵的物理服务器的问题；并采用负载均衡，提高平台的可靠性和稳定性。采用“模型驱动信息融合、一次采集共享共用、数据贯通业务协同”的设计思路，多数据源兼容，支持主动及被动数据源访问、解析机制，以多种规约为基础，构建数据词典机制的设备数据模型，从而实现设备端数据自适应接入，终端设备数据灵活实时接入。数据解析格式统一化，实现数据互连互通，实现数据采集、分析、智能运维，并结合了主流的信息化技术手段，对外提供“一平台承载、一体化联动、一站式服务”。对数据进行实时分析应用和深度挖掘，并为其他数据平台提供数据共享融合接口。平台实现千万级别的设备融入并发量，采用网格并行计算，存储、应用核心能力为一体的开放平台，通过虚拟化技术提供远近端服务，进一步提高平台的可靠性和高性能。采用HBase数据库，有效利用互联网及其终端设备，通过大数据及人工智能分析决策，实现自动化、智能化、批量化、远程化巡检，对故障自动溯源，自动上报客户端及信息提醒，自动分配运维，自动生成巡检报告，自动生成报表，全面提升运维工作的智能化、规范化水平，建立全链条智能运维体系。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种多源物联网监控云平台，其特征在于，包括：

业务决策与处理层：提供数据显示，控制命令，***管理功能；

物联服务层：提供数据解析、对象存储、日志检索、模块配置和命令下发功能；

物联网传输层：提供数据传输和网络安全保障功能；

边缘计算和数据接收层：提供设备数据接收和处理功能；

所述边缘计算和数据接收层通过所述物联网传输层连接至所述物联服务层；所述物联服务层对数据进行解析、处理，传输至所述业务决策与处理层进行显示；所述业务决策与处理层输入控制命令和***管理指令，下发至所述物联服务层，所述物联服务层对其进行处理，并向所述边缘计算和数据接收层下发命令。

2.根据权利要求1所述的一种多源物联网监控云平台，其特征在于，所述边缘计算和数据接收层连接有若干种设备，包括水、电、气、暖设备。

3.根据权利要求2所述的一种多源物联网监控云平台，其特征在于，所述边缘计算和数据接收层连接的设备设置有遥测、遥信、遥脉、遥调、遥控、遥视功能模块。

4.根据权利要求3所述的一种多源物联网监控云平台，其特征在于，所述遥视功能模块采用若干设置在设备安装环境中的摄像装置。

5.根据权利要求1所述的一种多源物联网监控云平台，其特征在于，所述边缘计算和数据接收层设置若干数据连接方式，包括OneNet、RestfulAPI、通讯管理机、其它第三方平台。

6.根据权利要求1所述的一种多源物联网监控云平台，其特征在于，所述物联服务层将上行数据和下行数据进行独立通道分离，所述物联网传输层保持长连接。

7.根据权利要求1所述的一种多源物联网监控云平台，其特征在于，所述物联服务层的数据解析功能提供若干种规约解析，包括IEC-101、IEC-102、IEC-103、IEC-104、Modbus-RTU、Modbus-TCP、MQTT、DLT645，并将若干种规约数据解析至统一格式的数据源。

8.根据权利要求1所述的一种多源物联网监控云平台，其特征在于，所述物联服务层的模块配置包括常规配置、数据源配置、遥视配置、监控配置、报警配置、统计配置、运维配置。

9.根据权利要求1所述的一种多源物联网监控云平台，其特征在于，所述物联服务层的对象存储功能采用HBase数据库。

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