CN110113379A - 一种基于OneNet平台的微电网监控系统及其实现方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种基于OneNet平台的微电网监控系统及其实现方法，系统包括设备层、平台层和应用层。所述设备层包括微电网现场设备和无线传输设备，其中微电网现场设备包括光伏发电装置、风力发电装置、储能装置、负载控制装置和中央控制装置；所述无线传输设备包括NB‑IOT无线模块、MCU主控模块；所述平台层包括OneNet物联网开放平台，用于连接设备层和应用层，负责设备的接入和开放接口辅助应用层系统的开发；所述应用层包括微电网监控系统服务器端，连接OneNet物联网开放平台用于远程监控管理微电网。本发明在设备端和服务器端引入了物联网开放平台，降低了传统连接方式对设备接入和应用开发的难度，提高了系统可靠性和安全性，且有利于服务器端功能的拓展。
Description
技术领域
本发明涉及微电网及物联网开发领域，具体涉及一种基于OneNet平台的微电网监控系统及其实现方法。
背景技术
在国内物联网发展的过程中出现了以运营商为主导的物联网开放平台，如移动OneNet平台和电信OceanConnect平台。因而传统的物联网架构也随之发生变化，设备终端需要先连接到运营商物联网开放平台，再通过开放平台将数据推送到服务器应用端。OneNet是由中国移动打造的PaaS物联网开放平台，平台作为连接和数据的中心，能适应各种传感网络和通信网络，将面向多个领域开放，帮助开发者轻松实现设备接入与设备连接，快速完成产品开发部署，为智能硬件、智能家居产品提供完善的物联网解决方案。
微电网是指由分布式电源、储能装置、能量转换装置、负荷、监控和保护装置等组成的小型发配电系统。微电网的提出旨在实现分布式电源的灵活、高效应用，解决数量庞大、形式多样的分布式电源并网问题。开发和延伸微电网能够充分促进分布式电源与可再生能源的大规模接入，实现对负荷多种能源形式的高可靠供给，是实现主动式配电网的一种有效方式，使传统电网向智能电网过渡。
现阶段微电网的通信网络不够统一，多种通信方式并存使得其部署难度较大，同时在微电网系统的搭建过程中耗费大量时间在设备接入层的环境搭建和应用系统开发上。
发明内容
针对现有技术存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种基于OneNet平台的微电网监控系统及其实现方法。提高微电网系统的可靠性和灵活性，同时简化应用管理系统端的开发难度。
为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种基于OneNet平台的微电网监控系统，包括设备层、平台层和应用层；所述设备层包括微电网现场设备和无线传输设备，其中微电网现场设备包括光伏发电装置、风力发电装置、储能装置、负载控制装置和中央控制装置，共同组成微电网发配电系统；所述无线传输设备包括NB-IOT无线模块、MCU主控模块，完成对微电网现场设备数据的无线传输；所述平台层包括OneNet物联网开放平台，用于连接设备层和应用层，负责设备的接入和开放接口辅助应用层系统的开发；所述应用层包括微电网监控系统服务器端，连接OneNet物联网开放平台用于远程监控管理微电网。
一种基于OneNet平台的微电网监控系统实现方法，具体步骤如下：
1）在OneNet物联网开放平台上注册无线传输设备；
2）注册成功后，微电网现场设备通过无线传输设备接入OneNet物联网开放平台，上传数据；
3）微电网监控系统服务器端与OneNet物联网开放平台连接，获取上传到平台的数据；
4）通过浏览器远程后台访问微电网监控系统服务器端进行监控管理。
所述步骤1）中注册无线传输设备的流程为：在OneNet物联网开放平台上自定义创建MQTT接入协议的产品，产品创建后生成对应的产品ID，在创建的产品下创建需要接入的无线传输设备，并生成相应的设备注册码和鉴权信息，在创建的无线传输设备下创建需要上传的数据流模板。
所述步骤2）中上传微电网现场设备数据的过程为：无线传输设备通过产品ID、设备名称、设备注册码和鉴权信息完成微电网现场设备和OneNet物联网开放平台的连接，将获取到的微电网现场设备的数据包括电压、电流、功率、温度数据通过NB-IOT无线模块传输到平台上。
所述步骤3）中微电网监控系统服务器端采用B/S架构，利用APACHE、PHP和MYSQL搭建；前端页面采用HTML、CSS、JavaScript技术，后端开发采用PHP语言结合MYSQL数据库；利用AJAX技术实现对微电网数据的周期性轮询，轮询后平台将相关信息以HTTP/HTTPS请求的方式，发送给监控系统服务器端解析后显示；微电网监控系统服务器端通过调用OneNet平台开放的API接口最终实现微电网数据监控、历史数据查询、数据告警、传输设备管理、控制指令下发功能；APACHE服务器提供WWW服务，将本地服务器映射到公网，通过浏览器远程访问微电网监控系统服务器进行监控与操作界面。
本发明与现有技术相比较，具有如下显而易见的突出实质性特点和显著优点：
本发明摒弃了传统物联网的无平台直连方式，在设备端和服务器端引入了物联网开放平台，降低了传统连接方式对设备接入和应用开发的难度，平台开放API提供一站式物联网使能组件，虽然增加了物联网架构的中间环节但是简化了设备接入层的环境和应用系统的开发。
本发明设备端所有微电网数据传输通过OneNet平台时均先保存在平台上，再保存在本地MYSQL数据库增强了数据安全性可靠性，避免了数据传输过程的丢失。控制指令均在平台缓存，服务器端下发命令至平台后再由平台发送给设备端，增强了控制的可靠性。
本发明服务器端系统依托于OneNet物联网开放平台提供包括用户权限管理、微电网数据监控、历史数据查询、数据告警、传输设备管理、控制指令下发等功能，后期功能的拓展性较强。
附图说明
图1是本发明实施例的系统结构框图。
图2是本发明实施例的系统功能框图。
图3是本发明实施例系统实现方法流程图。
具体实施方式
为了使本发明的目的技术方案及优点更加清楚明白，以下优选实施例结合附图对本发明进行进一步详细说明。
如图1所示，一种基于OneNet平台的微电网监控系统，包括设备层、平台层和应用层。所述设备层包括微电网现场设备和无线传输设备，其中微电网现场设备包括光伏发电装置、风力发电装置、储能装置、负载控制装置和中央控制装置，共同组成微电网发配电系统；所述无线传输设备包括NB-IOT无线模块、MCU主控模块，完成对微电网现场设备数据的无线传输。所述平台层包括OneNet物联网开放平台，用于连接设备层和应用层，负责设备的接入和开放接口辅助应用层系统的开发。所述应用层包括微电网监控系统服务器端，连接OneNet物联网开放平台用于远程监控管理微电网。其中，系统服务器端采用B/S架构，利用APACHE、PHP和MYSQL搭建。前端页面采用HTML、CSS、JavaScript技术，后端开发采用PHP语言结合MYSQL数据库，前后端采用AJAX技术进行交互，服务器端通过调用OneNet平台开放的API接口实现应用层和平台层的连接，并开发相应功能。
如图3所示，一种基于OneNet平台的微电网监控系统实现方法，具体步骤如下：
1）在OneNet物联网开放平台上注册无线传输设备：
在OneNet物联网开放平台上自定义创建MQTT接入协议的产品，产品创建后生成对应的产品ID，在创建的产品下创建需要接入的无线传输设备，并生成相应的设备注册码和鉴权信息，在创建的无线传输设备下创建需要上传的数据流模板。
2）注册成功后，微电网现场设备通过无线传输设备接入OneNet物联网开放平台，上传数据：
无线传输设备通过产品ID、设备名称、设备注册码和鉴权信息完成微电网现场设备和OneNet物联网开放平台的连接，将获取到的微电网现场设备的数据包括电压、电流、功率、温度数据通过NB-IOT无线模块传输到平台上。
3）微电网监控系统服务器端与OneNet物联网开放平台连接，获取上传到平台的数据：
微电网监控系统服务器端通过调用OneNet平台开放的API接口实现与平台的连接并实现微电网数据监控、数据告警、设备管理、命令下发等操作。利用AJAX技术可以实现对微电网数据的周期性轮询，轮询后平台将相关信息以HTTP/HTTPS请求的方式，发送给监控系统服务器端解析后显示。
4）通过浏览器远程后台访问微电网监控系统服务器端进行监控管理：
APACHE服务器提供WWW服务，将本地服务器映射到公网，即可通过浏览器远程访问系统服务器端监控与操作界面。
如图2所示，本发明系统各部分功能如下：
用户验证登录和用户权限管理功能：用户需通过验证才可以访问后台进行操作，并且根据用户身份的不同设置相应的操作权限。高级权限用户可以获得系统的限制权限操作具体包括：控制指令下发、设备管理、系统操作日志查看和用户权限管理；普通权限用户只能获得数据查看的权限，不能进行相关操作。
微电网数据监控和历史查询功能：利用AJAX技术能够周期性轮询上传至平台的微电网设备的电压、电流、功率等数据并显示，同时数据会同步保存到本地MYSQL数据库，保存后的数据可作历史数据进行查询或导出作为后续分析使用。
微电网数据告警功能：在OneNet平台和服务器端均可以设置告警阈值，当设备采集的数据符合阈值条件时，平台会把告警值推送至服务器端告警中心显示，并保存在本地MYSQL数据库，在后台可以查看告警数据的历史记录。
设备管理功能：与OneNet平台连接后服务器端可调用API在OneNet平台上直接注册、修改、删除传输设备，不再需要登录平台操作。
命令下发功能：应用层服务器端可下发控制指令至OneNet平台，控制指令缓存在OneNet平台上，进而由平台下发至传输设备的MCU主控模块，由MCU模块解析后响应开关信号给主站中央控制装置，进而控制从站微电网设备的启停。
Claims (5)
1.一种基于OneNet平台的微电网监控系统，其特征在于：包括设备层、平台层和应用层；所述设备层包括微电网现场设备和无线传输设备，其中微电网现场设备包括光伏发电装置、风力发电装置、储能装置、负载控制装置和中央控制装置，共同组成微电网发配电系统；所述无线传输设备包括NB-IOT无线模块、MCU主控模块，完成对微电网现场设备数据的无线传输；所述平台层包括OneNet物联网开放平台，用于连接设备层和应用层，负责设备的接入和开放接口辅助应用层系统的开发；所述应用层包括微电网监控系统服务器端，连接OneNet物联网开放平台用于远程监控管理微电网。
2.一种基于OneNet平台的微电网监控系统实现方法，其特征在于，具体步骤如下：
1）在OneNet物联网开放平台上注册无线传输设备；
2）注册成功后，微电网现场设备通过无线传输设备接入OneNet物联网开放平台，上传数据；
3）微电网监控系统服务器端与OneNet物联网开放平台连接，获取上传到平台的数据；
4）通过浏览器远程后台访问微电网监控系统服务器端进行监控管理。
3.根据权利2所述的基于OneNet平台的微电网监控系统实现方法，其特征在于：所述步骤1）中注册无线传输设备的流程为：在OneNet物联网开放平台上自定义创建MQTT接入协议的产品，产品创建后生成对应的产品ID，在创建的产品下创建需要接入的无线传输设备，并生成相应的设备注册码和鉴权信息，在创建的无线传输设备下创建需要上传的数据流模板。
4.根据权利2所述的基于OneNet平台的微电网监控系统实现方法，其特征在于：所述步骤2）中上传微电网现场设备数据的过程为：无线传输设备通过产品ID、设备名称、设备注册码和鉴权信息完成微电网现场设备和OneNet物联网开放平台的连接，将获取到的微电网现场设备的数据包括电压、电流、功率、温度数据通过NB-IOT无线模块传输到平台上。
5.根据权利2所述的基于OneNet平台的微电网监控系统实现方法，其特征在于：所述步骤3）中微电网监控系统服务器端采用B/S架构，利用APACHE、PHP和MYSQL搭建；前端页面采用HTML、CSS、JavaScript技术，后端开发采用PHP语言结合MYSQL数据库；利用AJAX技术实现对微电网数据的周期性轮询，轮询后平台将相关信息以HTTP/HTTPS请求的方式，发送给监控系统服务器端解析后显示；微电网监控系统服务器端通过调用OneNet平台开放的API接口最终实现微电网数据监控、历史数据查询、数据告警、传输设备管理、控制指令下发功能；APACHE服务器提供WWW服务，将本地服务器映射到公网，通过浏览器远程访问微电网监控系统服务器进行监控与操作界面。
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