基于云平臺(tái)的環(huán)保用電監(jiān)控的應(yīng)用研究

安科瑞 陳聰

摘 要：隨著科技水平和網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)的快速發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)在各個(gè)領(lǐng)域應(yīng)用范圍越來(lái)越廣泛， 互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和云計(jì)算技術(shù)在環(huán)保用電監(jiān)控方面應(yīng)用越來(lái)越緊密，本文對(duì)云平臺(tái)的概念、特點(diǎn)以及云平臺(tái)在環(huán)保用電監(jiān)控的應(yīng)用進(jìn)行介紹。

關(guān)鍵詞：環(huán)保用電；監(jiān)控；云平臺(tái)；應(yīng)用

1 云平臺(tái)概念和特點(diǎn)

云平臺(tái)是指存儲(chǔ)在網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器上的數(shù)據(jù)庫(kù)，云平臺(tái)由硬件設(shè)備和軟件組成，硬件設(shè)備包括 CPU、存儲(chǔ)器和服務(wù)器等，軟件包括集成開(kāi)發(fā)軟件和應(yīng)用軟件等。云平臺(tái)把大量的數(shù)據(jù)處理和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)工作交給由硬件和軟件組成的數(shù)據(jù)庫(kù)來(lái)進(jìn)行。云平臺(tái)的核心功能是對(duì)大量數(shù)據(jù)進(jìn)行并行處理和存儲(chǔ)，云平臺(tái)的突出特點(diǎn)是能夠脫離人工操作，云平臺(tái)可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)管理和維護(hù)云平臺(tái)中的大量數(shù)據(jù)和資源。云平臺(tái)包括下面幾個(gè)特點(diǎn)：

（1）靈活性和伸縮性，云平臺(tái)能夠按照不同的區(qū)域范圍、軟件性能和硬件配置等多層面提供個(gè)性化、靈活性和伸縮性的服務(wù)，同時(shí)能夠根據(jù)平臺(tái)訪問(wèn)用戶數(shù)量對(duì)資源規(guī)模進(jìn)行動(dòng)態(tài)性伸縮調(diào)整，以此來(lái)滿足不同訪問(wèn)客戶的需要。

（2）數(shù)據(jù)的池化，云平臺(tái)依托于計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)虛擬化技術(shù)建立的云端服務(wù)器集群，具有并行處理存儲(chǔ)、分布式處理存儲(chǔ)和互聯(lián)網(wǎng)通信等一系列強(qiáng)大功能，訪問(wèn)用戶不再受到地理位置的限制，用戶可以隨時(shí)隨地訪問(wèn)數(shù)據(jù)池中某個(gè)服務(wù)區(qū)域和資源中心的數(shù)據(jù)資源。

（3）提供自主化服務(wù)，對(duì)于用戶來(lái)說(shuō)云平臺(tái)上提供的服務(wù)是透明化的，云平臺(tái)上的硬件、軟件和數(shù)據(jù)等能夠按照用戶的不同需求進(jìn)行自主化的配置，客戶可以根據(jù)自主化的需要進(jìn)行定制和購(gòu)買。

（4）安全性高，云平臺(tái)可以利用本地和地域復(fù)制功能對(duì)數(shù)據(jù)中的垃圾信息和多余信息進(jìn)行過(guò)濾處理或者減少，還能合理克服網(wǎng)絡(luò)高并發(fā)和網(wǎng)絡(luò)擁堵的困擾，利用流量管理器對(duì)數(shù)據(jù)流負(fù)載進(jìn)行相應(yīng)的均衡化處理，具體包括流量的拆分、配置和故障轉(zhuǎn)移等。

2 云平臺(tái)在環(huán)保用電監(jiān)控中的應(yīng)用

安科瑞環(huán)保用電監(jiān)管云平臺(tái)依托物聯(lián)網(wǎng)和電力參數(shù)傳感技術(shù)，數(shù)據(jù)采集終端獲取設(shè)備用電回路的電力參數(shù)，通過(guò)DTU或數(shù)采儀上傳至云平臺(tái)，通過(guò)Web頁(yè)面或APP把監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)直觀表現(xiàn)在用戶眼前。

整個(gè)方案對(duì)用電和環(huán)境指標(biāo)進(jìn)行檢測(cè)和數(shù)據(jù)采集，把參數(shù)保存并打包形成標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)據(jù)包，然后利用LoRa途徑傳送到云平臺(tái)，云平臺(tái)具有的模板式組件能夠進(jìn)行監(jiān)控軟件開(kāi)發(fā)，將動(dòng)態(tài)參數(shù)直觀反映到應(yīng)用軟件的界面。云平臺(tái)集成了報(bào)警功能，能夠做到對(duì)報(bào)警信息的實(shí)時(shí)發(fā)布與推送。

該系統(tǒng)除了可以監(jiān)控環(huán)保治理設(shè)備的工作情況及企業(yè)停限產(chǎn)期間的生產(chǎn)狀態(tài)以外，在VOCs、煙塵、廢水等環(huán)境監(jiān)控等方面也非常適用，還可以集成視頻或門禁監(jiān)控，值得應(yīng)用與推廣。

（1）全電參量測(cè)量智能模塊ADW400：

●  有功電能精度：1級(jí)，無(wú)功電能精度：2級(jí)，電壓、電流精度：0.5級(jí) 

●  電壓規(guī)格：3×57.7/100V、3×100V、3×380V、3×220/380V 

●  電流規(guī)格：3×1.5(6)A，3×20(100)A，3×80(400)A，3×120(600)A 

●  工作溫度：-25℃~+55℃

●  相對(duì)濕度：≤95℅（無(wú)凝露）

●  支持470Mhz Lora無(wú)線通訊、RS485通訊 

●  支持全電力參數(shù)測(cè)量（U、I、P、Q、S、PF、F） 

●  支持正反向有功、無(wú)功電能 

●  支持標(biāo)準(zhǔn)DIN35導(dǎo)軌安裝 

（2）無(wú)線網(wǎng)關(guān)AF-GSM500：

●  支持460Mhz~510Mhz Lora無(wú)線通訊，頻道和擴(kuò)頻因數(shù)可設(shè)置

●  工作頻段：TD-LTE/ FDD-LTE/WCDMA/TD-SCDMA/ GSM/ EVDO/CDMA2000，包含聯(lián)通、移動(dòng)、電信4G網(wǎng)絡(luò)

●  傳輸速率：4G網(wǎng)速上行2Mbps，下行68Mbps

●  工作溫度：-40度~85度

●  濕度范圍：0~95% 無(wú)凝露結(jié)霜

●  支持LORA無(wú)線組網(wǎng)，通過(guò)將通訊數(shù)據(jù)在無(wú)線信號(hào)之間互轉(zhuǎn)，LORA監(jiān)測(cè)支持中繼器模式，滿足用于增強(qiáng)主、從站之間的LORA信號(hào)強(qiáng)度

●  支持不低于100臺(tái)監(jiān)測(cè)設(shè)備的數(shù)據(jù)采集

●  支持固定IP和動(dòng)態(tài)域名解析方式連接數(shù)據(jù)中心

●  支持HJ212-2017污染源在線自動(dòng)監(jiān)控（監(jiān)測(cè)）系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸標(biāo)準(zhǔn)

●  支持一址多發(fā)，數(shù)據(jù)可同時(shí)上傳到3個(gè)以上不同的平臺(tái)

●  寬范圍直流電源輸入，工業(yè)級(jí)設(shè)計(jì)

●  數(shù)據(jù)采集器支持服務(wù)器遠(yuǎn)程升級(jí)，版本更新時(shí)無(wú)需到現(xiàn)場(chǎng)升級(jí)

●  邊緣計(jì)算：對(duì)采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)分析、處理和運(yùn)算，分擔(dān)主站數(shù)據(jù)處理壓力，節(jié)省網(wǎng)絡(luò)帶寬

●  具備就地顯示屏，可查看實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，歷史數(shù)據(jù)，并且具備一定的人機(jī)交互能力，可直接修改一些參數(shù)

●  具備數(shù)據(jù)存儲(chǔ)功能，存儲(chǔ)時(shí)間1年

●  具備斷點(diǎn)續(xù)傳

●  支持遠(yuǎn)程修改配置、遠(yuǎn)程查看實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)和歷史數(shù)據(jù)，歷史數(shù)據(jù)主動(dòng)補(bǔ)傳

（3）數(shù)據(jù)采集傳輸儀AF-HK100：

●  支持460Mhz~510Mhz Lora無(wú)線通訊，頻道和擴(kuò)頻因數(shù)可設(shè)置
●  工作頻段：LTE-FDD/LTE-TDD/CDMA，包含聯(lián)通、移動(dòng)、電信4G網(wǎng)絡(luò)
●  傳輸速率：4G網(wǎng)速上行50Mbps，下行150Mbps
●  工作溫度：-20℃～+60℃

●  儲(chǔ)存溫度：-40℃～+80℃

●  相對(duì)濕度：≤95%RH
●  電磁兼容：GB/T 17626.2靜電放電抗擾性試驗(yàn) 3 級(jí)；GB/T 17626.4電快速瞬變脈沖群抗擾性試驗(yàn) 3 級(jí)；GB/T 17626.5沖擊（浪涌）抗擾性試驗(yàn) 4 級(jí)
●  具備不少于6路RS485/RS232 串口，8路模擬量輸入通道（電流電壓信號(hào)可配置），8路開(kāi)關(guān)量輸入通道（有源濕接點(diǎn)（DC12V）/無(wú)源干接點(diǎn)可配置）以及4路開(kāi)關(guān)量輸出通道（無(wú)源干節(jié)點(diǎn)，觸點(diǎn)容量 DC30V/5A、AC250V/5A）
●  支持LORA無(wú)線組網(wǎng)，通過(guò)將通訊數(shù)據(jù)在無(wú)線信號(hào)之間互轉(zhuǎn)，LORA監(jiān)測(cè)支持中繼器模式，滿足用于增強(qiáng)主、從站之間的LORA信號(hào)強(qiáng)度
●  支持固定IP和動(dòng)態(tài)域名解析方式連接數(shù)據(jù)中心

●  支持HJ212-2017污染源在線自動(dòng)監(jiān)控（監(jiān)測(cè)）系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸標(biāo)準(zhǔn)

●  支持一址多發(fā)，數(shù)據(jù)可同時(shí)上傳到3個(gè)以上不同的平臺(tái)

●  數(shù)采儀支持服務(wù)器遠(yuǎn)程升級(jí)，版本更新時(shí)無(wú)需到現(xiàn)場(chǎng)升級(jí)

●  數(shù)采儀具備不小于7英寸觸摸顯示屏，并且具備一定的人機(jī)交互能力，可于本地進(jìn)行監(jiān)測(cè)參數(shù)管理設(shè)置，實(shí)時(shí)，歷史數(shù)據(jù)查詢，采集周期自定義等功能

●  數(shù)采儀具備至少16GB本地存儲(chǔ)空間并支持外置SD卡擴(kuò)容

●  具備數(shù)據(jù)存儲(chǔ)功能，存儲(chǔ)時(shí)間不低于6個(gè)月，監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)記錄存儲(chǔ)需滿足至少存儲(chǔ)14400條記錄，且支持歷史記錄通過(guò)U盤(pán)等形式導(dǎo)出

●  數(shù)據(jù)采集誤差≤1‰，系統(tǒng)時(shí)鐘計(jì)時(shí)誤差±0.5‰

●  具備ups后備電池，要求外部電源斷電后，可持續(xù)供電至少6小時(shí)

●  設(shè)備具備斷點(diǎn)續(xù)傳（無(wú)法聯(lián)網(wǎng)的情況下 將數(shù)據(jù)先保存起來(lái)，等網(wǎng)絡(luò)恢復(fù)后再上傳）

●  支持遠(yuǎn)程修改配置、遠(yuǎn)程查看實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)和歷史數(shù)據(jù)，歷史數(shù)據(jù)主動(dòng)補(bǔ)傳

●  支持本地操作日志存儲(chǔ)管理

●  具備用戶管理功能，支持分系統(tǒng)管理員及一般操作人員兩種權(quán)限，可根據(jù)用戶名密碼登錄

3 平臺(tái)主要功能

建立產(chǎn)污、治污設(shè)施運(yùn)行耦合聯(lián)動(dòng)關(guān)系，及時(shí)發(fā)現(xiàn)治污設(shè)施非正常運(yùn)行。同時(shí)通過(guò)企業(yè)總生產(chǎn)用電、車間用電的數(shù)據(jù)采集，合理解決惡劣天氣下以及行政處罰企業(yè)停限產(chǎn)無(wú)法實(shí)時(shí)量化監(jiān)管的問(wèn)題。主要包括：一方面可實(shí)時(shí)監(jiān)控治污設(shè)施運(yùn)行情況；另一方面，動(dòng)態(tài)監(jiān)控重污染天氣下應(yīng)急管控措施落實(shí)情況。

提供信息化管理手段，為企業(yè)提供治污設(shè)施異常、停限產(chǎn)異常、設(shè)備故障告警功能，避免企業(yè)因設(shè)施停運(yùn)造成的超標(biāo)排放，合理降低設(shè)備停機(jī)及生產(chǎn)事故風(fēng)險(xiǎn)。

為企業(yè)提供業(yè)務(wù)應(yīng)用、數(shù)據(jù)挖掘分析及增值服務(wù)，統(tǒng)計(jì)設(shè)備用電情況，提升企業(yè)的能源使用效率。

4 結(jié)語(yǔ)

云平臺(tái)應(yīng)用于環(huán)保用電監(jiān)控具有容錯(cuò)性和伸縮性等優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)具有云端存儲(chǔ)功能，依托于云平臺(tái)可以完成環(huán)保用電監(jiān)控包括數(shù)據(jù)收集、數(shù)據(jù)分析、數(shù)據(jù)管理、網(wǎng)絡(luò)傳輸、狀態(tài)展示等一系列監(jiān)控活動(dòng)，基于云平臺(tái)技術(shù)提供的數(shù)據(jù)快速分析和存儲(chǔ)等強(qiáng)大服務(wù)，環(huán)保用電監(jiān)控和云平臺(tái)相互結(jié)合的模式已成功應(yīng)用在多個(gè)項(xiàng)目中。

參考文獻(xiàn)

[1] 岳建偉.基于云平臺(tái)的環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用研究[J].資源節(jié)約與環(huán)保，2019(4)：71.

[2] 胡慧，王輝.云計(jì)算技術(shù)現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)分析[J].軟件導(dǎo)刊，2009(9)：3-4.

[3] 時(shí)志強(qiáng).關(guān)于工況用電監(jiān)測(cè)系統(tǒng)在環(huán)境管理中的應(yīng)用研究[J].科學(xué)技術(shù)創(chuàng)新, 2020(10):189-190.