CN110941656A - 基于泛能cim的物联网数据接入方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于泛能CIM的物联网数据接入方法及装置包括：具体利用预设的泛能CIM模板，采集目标地址发送的物联网数据；其中所述目标地址至少包含能源设备集群站点和/或能源系统；读取与泛能CIM模板对应的CIM模型的点表；根据CIM模型的点表，将实时订阅的物联网数据转化为CIM数据；根据业务领域，将所述CIM数据发送至云端。通过本发明的技术方案，泛能CIM模型将综合能源物理世界是由不同能源种类、不同能源领域设备构成的复杂系统，形成一种通用的信息模型，使得不同能源种类、不同能源领域的对象及其相关特性能够采用统一的描述框架进行描述，以解决物联网接入标准化问题，从而可以更快速的提高数据分析与应用。
Description
技术领域
本发明涉及能源技术领域，尤其涉及一种基于泛能CIM的物联网数据接 入方法及装置。
背景技术
物联网把新一代IT技术充分运用在各行各业之中，具体地说，就是把感 应器嵌入和装备到电网、铁路、桥梁、隧道、公路、建筑、供水系统、大坝、 油气管道等各种物体中，然后将“物联网”与现有的互联网整合起来，实现人 类社会与物理系统的整合，在这个整合的网络当中，存在能力超级强大的中心 计算机群，能够对整合网络内的人员、机器、设备和基础设施实施实时的管理 和控制，在此基础上，人类可以更加精细和动态的方式管理生产和生活，达到 “智慧”状态，提高资源利用率和生产力水平，改善人与自然间的关系。但是 物联网还处在混战阶段，物联网接入方式各异，复杂且没有统一的接入标准。
目前，物联网数据接入的方案有很多，多是采用物模型方案，没有对整个 能源领域的统一模型来支持数据采集。例如，现阶段云物联网平台支持为产品 定义物模型，将实际产品抽象成由属性、服务、事件所组成的数据模型。进而 这种模式不满足能源行业的划分需求。
因此急需要解决实现物联网数据接入标准化的问题，即通用的信息模型， 使得不同能源种类、不同能源领域的对象及其相关特性能够采用统一的描述框 架进行描述，从而奠定能源世界数字化的基础。
发明内容
本发明提供了一种基于泛能CIM的物联网数据接入方法、装置、计算机 可读存储介质及电子设备，可更为快速简单的确定区域能源系统的配置。
第一方面，本发明提供了一种基于泛能CIM的物联网数据接入方法，包 括：
利用预设的泛能CIM模板，对目标地址发送的物联网数据进行采集；其 中所述目标地址至少包含能源设备集群站点和/或能源系统；
读取与所述泛能CIM模板对应的CIM模型的点表；
根据所述CIM模型的点表，将实时订阅的物联网数据转化为CIM数据；
根据业务领域，将所述CIM数据发送至云端。
优先地，对目标地址发送的物联网数据进行采集，包括：
获取SCADA系统提供的目标地址组件查询接口；
封装所述目标地址组件查询接口，确定所述目标地址组件查询接口的传输 协议；
根据所述传输协议，下载预设的泛能CIM模板；
利用预设的泛能CIM模板，对目标地址发送的物联网数据进行采集。
优先地，泛能CIM模板，包括：
确定目标地址对应的区域范围；
在所述区域范围内，获取目标地址对应的应用系统和/或应用设备与监测点 的对应关系；
将所述对应关系维护到泛能CIM模板中。
优先地，读取与所述泛能CIM模板对应的CIM模型的点表，包括：
确定物联网的数据采集类型；
根据预设的采集数据的传输协议，确定所述物联网数据的消息订阅和/或发 布方式；
根据所述物联网数据的消息订阅和/或发布方式，进行所述物联网数据持久 化处理；
针对持久化处理的物联网数据，读取所述CIM模型的点表。
优先地，根据所述CIM模型的点表，将实时订阅的物联网数据转化为CIM 数据，包括：
根据所述泛能CIM模板，确定提取数据格式；
将监测点的物联网数据重新拼接成所述数据格式；
根据所述数据格式对所述物联网数据转化为CIM数据。
优先地，将所述CIM数据发送至云端，包括：
判断所述CIM数据是否发送失败；
如果所述CIM数据发送失败，则将所述CIM数据转发到续传消息队列以 生成续传数据向云端发送；
判断所述续传数据发送是否失败；
如果所述续传数据发送失败，则按预设时间休眠后发送续传数据。
优先地，将所述CIM数据发送至云端，包括：
确定业务领域及对应业务领域的标识；
根据所述业务领域的标识，获取所述CIM数据接入到云端的服务类型；
根据所述业务领域的标识和所述服务类型，将所述CIM数据发送至云端。
第二方面，本发明提供了一种基于泛能CIM的物联网数据接入装置，包 括：
采集模块，用于利用预设的泛能CIM模板，对目标地址发送的物联网数 据进行采集；其中所述目标地址至少包含能源设备集群站点和/或能源系统；
读取模块，用于读取与所述泛能CIM模板对应的CIM模型的点表；
转换模块，用于根据所述CIM模型的点表，将实时订阅的物联网数据转 化为CIM数据；
接入模块，用于根据业务领域，将所述CIM数据发送至云端。
第三方面，本发明提供了一种计算机可读存储介质，包括执行指令，当电 子设备的处理器执行所述执行指令时，所述处理器执行如第一方面中任一所述 的方法。
第四方面，本发明提供了一种电子设备，包括处理器以及存储有执行指令 的存储器，当所述处理器执行所述存储器存储的所述执行指令时，所述处理器 执行如第一方面中任一所述的方法。
本发明提供了一种基于泛能CIM的物联网数据接入方法、装置、计算机 可读存储介质及电子设备，该方法通过利用预设的泛能CIM模板，对目标地 址发送的物联网数据进行采集；其中所述目标地址至少包含能源设备集群站点 和/或能源系统；读取与泛能CIM模板对应的CIM模型的点表；根据所述CIM 模型的点表，将实时订阅的物联网数据转化为CIM数据；根据业务领域，将 所述CIM数据发送至云端。
综上所述，通过本发明的技术方案，泛能CIM模型将综合能源物理世界 是由不同能源种类(气、电、冷、热等)、不同能源领域(荷、源、网、储) 设备构成的复杂系统，形成一种通用的信息模型，使得不同能源种类、不同能 源领域的对象及其相关特性能够采用统一的描述框架进行描述，以解决物联网 接入标准化问题，从而可以更快速的提高数据分析与应用。
上述的非惯用的优选方式所具有的进一步效果将在下文中结合具体实施 方式加以说明。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有的技术方案，下面将对实施例或现 有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附 图仅仅是本发明中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付 出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明一实施例提供的一种基于泛能CIM的物联网数据接入方法 的流程示意图；
图2为本发明一实施例提供的一种基于泛能CIM的物联网数据接入 装置的结构示意图；
图3为本发明一实施例提供的另一种基于泛能CIM的物联网数据接入方 法的结构示意图；
图4为本发明一实施例提供的一种电子设备的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合具体实施例及 相应的附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施 例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例， 本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例， 都属于本发明保护的范围。
如图1所述，本发明实施例提供了一种基于泛能CIM的物联网数据接入 方法，包括如下各个步骤：
S101、利用预设的泛能CIM模板，采集目标地址发送的物联网数据。
具体地，目标地址至少包含能源设备集群站点和/或能源系统，其中，设备 集群站点可以是泛能站、光伏站、供热站、变电站等，能源系统可以包含用能 系统、配网系统、能源综合系统等。上述能源设备集群站点和能源系统所包含 的站点和系统仅是举例，根据不同应用场景可有相应的变化，进而本方法并不 限于此。
进一步地，针对采集目标地址发送的物联网数据的方法，可以通下述方法 执行：
第一步、获取SCADA系统提供的目标地址组件查询接口；第二步、封装 目标地址组件查询接口，确定目标地址组件查询接口的传输协议；第三步、根 据所述传输协议，下载预设的泛能CIM模板；第四步、利用预设的泛能CIM 模板，对目标地址发送的物联网数据进行采集。
对上述实施目标地址发送的物联网数据的四个步骤可以理解为，边缘网 关中适配器通过SCADA(Supervisory ControlAnd DataAcquisition，即数据采集 与监视控制系统)提供的待执行文件的查询接口，例如提供OCX(Object Linking and Embedding(OLE)Control Extension，对象类别扩充组件)接口，再通过适 配器对OCX接口进行封装，并且提供物联网数据传输的协议方及该协议的接 口，其中该传输协议可以是HTTP查询接口或是其他场景预先定义的传输协议， 在此本发明方法并不做限定。
再进一步地，关于泛能CIM(City Information Modeling，城市信息模型) 模板的建立可以通过以下实施方式：
首先，确定目标地址对应的区域范围。然后，在所述区域范围内，获取目 标地址对应的应用系统和/或应用设备与监测点的对应关系。最后，将所述对应 关系维护到泛能CIM模板中。
具体地，泛能CIM模板可以包含：SCADA系统采集的测点名称、维护的 CIM规范点(即根据所在园区-系统-设备-测点的关系存储在CIM库中，由CIM 系统自行生成)、量测点中文描述、单位、测点类型(即分为模拟量和数字量)、 可自定义每个点的采集频率(即单位为秒)、站编号：根据泛能CIM模板自 动生成、站名称：根据泛能CIM模板自动生成、业务域标识(或业务域编号)： 指导转发器发送到大数据对应的项目中，根据能源接入类型，提取出业务域的 概念，不同能源类型接入，对应不同的业务域编码；例如，关于业务领域(即 可按系统类型)与对应的业务域编码的设置可以如表一所示：
表一：
基于表一所示，泛能CIM模板还可以根据设备的大类进行二级分类，进 而设置对应的业务域编码。
其中，边缘网关获取泛能CIM模板可以利用边缘网关中的采集器通过前 端web页导入下载的泛能CIM模板。
S102、读取与泛能CIM模板对应的CIM模型的点表。
具体地，可以采用以下方式执行：
步骤一、确定物联网的数据采集类型。
其中，物联网的数据采集类型可以包含：实时数据采集、断点数据自动补 采、补招数据采集、告警数据采集。具体确定出物联网的数据采集类型，可以 通过边缘网中采集器进行分类，即通过设置采集器的职责来确定物联网的数据 采集类型。
步骤二、根据预设的采集数据的传输协议，确定所述物联网数据的消息订 阅和/或发布方式；
步骤三、根据所述物联网数据的消息订阅和/或发布方式，进行所述物联网 数据持久化处理；
步骤四、针对持久化处理的物联网数据，读取所述CIM模型的点表。
S103、根据所述CIM模型的点表，将实时订阅的物联网数据转化为CIM 数据。
具体地，可以应用以下方式实施：
首先，根据所述泛能CIM模板，确定提取数据格式；然后，将监测点的 物联网数据重新拼接成所述数据格式；最后，根据所述数据格式对所述物联网 数据转化为CIM数据。可进一步举例说明：可以基于泛能CIM模板中，提取 new列维护的点为CIM规范点数据，然后以“/”作为区分，将测点重新拼接 形成如下json格式中metric的格式。
S104、根据业务领域，将所述CIM数据发送至云端。
具体地，在根据业务领域将CIM数据发送至云端之前，可以采用边缘网 关中的转发器对CIM数据的当前接入状态进行判断；其中判断方式如下方式：
1、判断所述CIM数据是否发送失败；如果所述CIM数据发送失败，则将 所述CIM数据转发到续传消息队列以生成续传数据向云端发送；
2、判断所述续传数据发送是否失败；如果所述续传数据发送失败，则按 预设时间休眠后发送续传数据。
进一步地，将CIM数据发送至云端，可以应用如下实施方式：
首先，确定业务领域及对应业务领域的标识。
具体地，在边缘网关中的转发器将CIM数据传输到云端时，云端服务器 网关会根据预先设置的业务标识将CIM数据转发到对应的大数据项目中。例 如，业务为泛能站对应的业务标识为“UES”。此处的设置与应用可以取决于建 立泛能CIM模板中业务域标识(或业务域编号)。
然后，根据所述业务领域的标识，获取所述CIM数据接入到云端的服务 类型。
最后，根据所述业务领域的标识和所述服务类型，将所述CIM数据发送 至云端。
基于上述提供的方法，利用预设的泛能CIM模板，对目标地址发送的物 联网数据进行采集；其中所述目标地址至少包含能源设备集群站点和/或能源系 统；读取与所述泛能CIM模板对应的CIM模型的点表；根据所述CIM模型 的点表，将实时订阅的物联网数据转化为CIM数据；根据业务领域，将所述 CIM数据发送至云端。可以有效的形成一种通用的信息模型，使得不同能源种 类、不同能源领域的对象及其相关特性能够采用统一的描述框架进行描述，以 解决物联网接入标准化问题，从而可以更快速的提高数据分析与应用。
如图2所示，是本发明实施例提供的一种基于泛能CIM的物联网数据接 入装置的结构示意图。该装置包含采集模块201、读取模块202、转换模块203、 接入模块204。具体如下：
采集模块201，用于利用预设的泛能CIM模板，对目标地址发送的物联网 数据进行采集；其中所述目标地址至少包含能源设备集群站点和/或能源系统；
读取模块202，用于读取与所述泛能CIM模板对应的CIM模型的点表；
转换模块203，用于根据所述CIM模型的点表，将实时订阅的物联网数据 转化为CIM数据；
接入模块204，用于根据业务领域，将所述CIM数据发送至云端。
基于上述提供的装置，处用采集模块201、读取模块202、转换模块203、 接入模块204四大模块的工作方式。可以有效的形成一种通用的信息模型，使 得不同能源种类、不同能源领域的对象及其相关特性能够采用统一的描述框架 进行描述，以解决物联网接入标准化问题，从而可以更快速的提高数据分析与 应用。
如图3所示，结合本发明所提供的方法泛能站为实施例进行举例说明，介 绍关于泛能站数据流程由三个组成部分：即，SCADA系统、边缘网关和云端 接入层，其中SCADA系统：负责提供OCX查询接口，即通过OCX查询接口 接收来自能源设备集群站点和/或能源系统相关的物联网数据。边缘网关包含适 配器：用于封装OCX(Object Linking andEmbedding(OLE)Control Extension对 象类别扩充组件)接口、提供HTTP查询接口；采集器：用于实时数据采集、 断点数据自动补采、补招数据采集、告警数据采集；RabbitMQ(数据总线)： 用于消息订阅/发布、数据持久化；转换器：用于读取CIM点表、订阅实时数 据，并完成数据转换；转发器：用于订阅并实时转发实时CIM化数据、实时 数据发送失败，转发到续传队列、订阅并转发续传数据，发送失败，进入预设 睡眠状态(睡眠时间可自定义)。云端接入层主要由MQTT(Message Queuing Telemetry Transport，消息队列遥测传输)负责：提供MQTT的Server服务、 高并发、海量数据接收、接收数据最大：64KB。
具体实施方式如下：
首先，SCADA系统将监控的物联网数据通过OCX接口传输至边缘云中与OCX接口相连接的适配器：iot-edge-adapter-fc-ocx中。
然后，物联网数据进入到边缘网关。由适配器通过http协议将该物联网数 据发送到采集器，此时假设该采集器对所接入的物联网数据进行实时采集，再 由采集器以AMQP(Advanced Message Queuing Protocol高级消息队列协议) 协议发送到RabbitMQ，并由RabbitMQ负责该物联网数据的消息订阅/发布； 由是实时采集方式，此时RabbitMQ通过实时uncim(可视为此时应用的泛能 CIM模板是实时uncim)向转换器iot-edge-cim发送并由处理实时模块转换为 CIM数据，再由转换器iot-edge-cim将CIM数据反馈给RabbitMQ，RabbitMQ 将CIM数据由AMQP协议发送给转发器，由转发器通过MQTT协议发送至云 端接入层。
最后，将CIM数据发送到云端接入层，由MQTT Gateway(MQTT网关) 接收，并根据CIM数据对应的业务领域进行大数据处理。
综上所提供的泛能站实施例，为结合本发明所提供的一种基于泛能CIM 的物联网数据接入方法及装置具有应用场景的实施例。但本方法并不限于泛能 站，还可应用其他能源领域场景。
图4是本发明实施例提供的一种电子设备的结构示意图。在硬件层面，该 电子设备包括处理器401以及存储有执行指令的存储器402，可选地还包括内 部总线403及网络接口404。其中，存储器402可能包含内存4021，例如高速 随机存取存储器(Random-AccessMemory，RAM)，也可能还包括非易失性存储 器4022(non-volatile memory)，例如至少1个磁盘存储器等；处理器401、 网络接口404和存储器402可以通过内部总线403相互连接，该内部总线503 可以是ISA(Industry Standard Architecture，工业标准体系结构)总线、PCI(Peripheral Component Interconnect，外设部件互连标准)总线或 EISA(ExtendedIndustry StandardArchitecture，扩展工业标准结构)总线等；内 部总线403可以分为地址总线、数据总线、控制总线等，为便于表示，图4中 仅用一个双向箭头表示，但并不表示仅有一根总线或一种类型的总线。当然， 该电子设备还可能包括其他业务所需要的硬件。当处理器401执行存储器402 存储的执行指令时，处理器401执行本发明任意一个实施例中的方法，并至少 用于执行如图1所示的方法。
在一种可能实现的方式中，处理器从非易失性存储器中读取对应的执行指 令到内存中然后运行，也可从其它设备上获取相应的执行指令，以在逻辑层面 上形成一种区域能源系统的配置装置。处理器执行存储器所存放的执行指令， 以通过执行的执行指令实现本发明任一实施例中提供的一种区域能源系统的 配置方法。
处理器可能是一种集成电路芯片，具有信号的处理能力。在实现过程中， 上述方法的各步骤可以通过处理器中的硬件的集成逻辑电路或者软件形式的 指令完成。上述的处理器可以是通用处理器，包括中央处理器(Central Processing Unit，CPU)、网络处理器(Network Processor，NP)等；还可以是 数字信号处理器(Digital Signal Processor，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现场可编程门阵列(Field－Programmable GateArray，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、 分立硬件组件。可以实现或者执行本发明实施例中的公开的各方法、步骤及逻 辑框图。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器 等。
本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质，包括执行指令，当电子 设备的处理器执行执行指令时，所述处理器执行本发明任意一个实施例中提供 的方法。该电子设备具体可以是如图4所示的电子设备；执行指令是一种区域 能源系统的配置装置所对应计算机程序。
本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法或计算机程序 产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例，或软件和硬件 相结合的形式。
本发明中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似 的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。 尤其，对于装置实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述的比较 简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。
还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖 非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、商品或者锅炉不仅 包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过 程、方法、商品或者锅炉所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包 括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、商品或者 锅炉中还存在另外的相同要素。
以上所述仅为本发明的实施例而已，并不用于限制本发明。对于本领域技 术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原理之内所 作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的权利要求范围之内。
Claims (10)
1.一种基于泛能CIM的物联网数据接入方法，其特征在于，包括：
利用预设的泛能CIM模板，采集目标地址发送的物联网数据；其中所述目标地址至少包含能源设备集群站点和/或能源系统；
读取与所述泛能CIM模板对应的CIM模型的点表；
根据所述CIM模型的点表，将实时订阅的物联网数据转化为CIM数据；
根据业务领域，将所述CIM数据发送至云端。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述采集目标地址发送的物联网数据，包括：
获取SCADA系统提供的目标地址组件查询接口；
封装所述目标地址组件查询接口，确定所述目标地址组件查询接口的传输协议；
根据所述传输协议，下载预设的泛能CIM模板；
利用预设的泛能CIM模板，对目标地址发送的物联网数据进行采集。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述泛能CIM模板，包括：
确定目标地址对应的区域范围；
在所述区域范围内，获取目标地址对应的应用系统和/或应用设备与监测点的对应关系；
将所述对应关系维护到泛能CIM模板中。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，读取与所述泛能CIM模板对应的CIM模型的点表，包括：
确定物联网的数据采集类型；
根据预设的采集数据的传输协议，确定所述物联网数据的消息订阅和/或发布方式；
根据所述物联网数据的消息订阅和/或发布方式，进行所述物联网数据持久化处理；
针对持久化处理的物联网数据，读取所述CIM模型的点表。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，根据所述CIM模型的点表，将实时订阅的物联网数据转化为CIM数据，包括：
根据所述泛能CIM模板，确定提取数据格式；
将监测点的物联网数据重新拼接成所述数据格式；
根据所述数据格式对所述物联网数据转化为CIM数据。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，将所述CIM数据发送至云端之前，包括：
判断所述CIM数据是否发送失败；
如果所述CIM数据发送失败，则将所述CIM数据转发到续传消息队列以生成续传数据向云端发送；
判断所述续传数据发送是否失败；
如果所述续传数据发送失败，则按预设时间休眠后发送续传数据。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，将所述CIM数据发送至云端，包括：
确定业务领域及对应业务领域的标识；
根据所述业务领域的标识，获取所述CIM数据接入到云端的服务类型；
根据所述业务领域的标识和所述服务类型，将所述CIM数据发送至云端。
8.一种基于泛能CIM的物联网数据接入装置，其特征在于，包括：
采集模块，用于利用预设的泛能CIM模板，对目标地址发送的物联网数据进行采集；其中所述目标地址至少包含能源设备集群站点和/或能源系统；
读取模块，用于读取与所述泛能CIM模板对应的CIM模型的点表；
转换模块，用于根据所述CIM模型的点表，将实时订阅的物联网数据转化为CIM数据；
接入模块，用于根据业务领域，将所述CIM数据发送至云端。
9.一种计算机可读存储介质，包括执行指令，当电子设备的处理器执行所述执行指令时，所述处理器执行如权利要求1至7中任一所述的方法。
10.一种电子设备，包括处理器以及存储有执行指令的存储器，当所述处理器执行所述存储器存储的所述执行指令时，所述处理器执行如权利要求1至7中任一所述的方法。
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