CN112327706A - 一种基于物联网的智慧能源操控服务系统 - Google Patents

一种基于物联网的智慧能源操控服务系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种基于物联网的智慧能源操控服务系统，包括管控平台、指令获取设备和环境调节设备；指令获取设备用于获取用户的控制指令，并将控制指令发送给服务器；管控平台接收控制指令，根据控制指令生成控制环境调节设备动作的调节指令；环境调节设备接收并执行管控平台发送的调节指令，调整环境参数。通过物联网，实现管控平台与环境调节设备之间、环境调节设备与环境调节设备之间以及指令获取设备与管控平台之间的控制连接，实现与各种智能/非智能环境调节设备组件及其操作系统的互联。用户可以通过平台可视化的操作界面对下属环境调节设备组件及其系统进行监管控制。

Description

一种基于物联网的智慧能源操控服务系统
技术领域
本发明涉及物联网技术领域，具体涉及一种基于物联网的智慧能源操控服务系统。
背景技术
在现有的能源和能耗环境调节设备的控制和管理系统中，一般的可以分为如下的两种类型。
第一种是基于互联网思路的能源监测平台，其系统的最底层仅由计量仪表(例如电表、水表、气表等等)组成，与控制系统不能相互兼容(通信线及协议不兼容)，施工时只能分开设置走线。其通过上述仪表进行测量与计量，从而实现对环境调节设备能耗的监测功能。但是这种平台不具备PLC，无法实现对环境调节设备的控制、调度以及管理，也仅仅单纯的反映原始数据的情况或者作简单的对比或统计，不具备分析功能，不便于用户的使用。
第二种是基于工业控制思路的控制系统，其系统的最底层由具体的环境调节设备(例如开关、马达、变频器)及PLC控制器所组成，可以方便的实现对环境调节设备的控制。但是由于采用工业控制软件，没有数据库，也不能进行分析或者设置能源管理计划等功能，在使用上同样存在着一定的缺陷。因此，现有技术还有待发展。
发明内容
针对现有技术中的缺陷，本发明提供一种基于物联网的智慧能源操控服务系统，以解决背景技术中所提出的技术问题。
本发明通过以下技术手段解决上述技术问题：
一种基于物联网的智慧能源操控服务系统，包括管控平台、指令获取设备和环境调节设备；
所述指令获取设备用于获取用户的控制指令，并将所述控制指令发送给服务器；
所述管控平台接收所述控制指令，根据所述控制指令生成控制所述环境调节设备动作的调节指令；
所述环境调节设备接收并执行所述管控平台发送的调节指令，调整环境参数。
进一步，还包括环境数据采集设备，所述环境数据采集设备用于采集实时环境参数，并将采集的实时环境参数上传给所述管控平台。
进一步，还包括地理数据采集设备，所述地理数据采集设备用于采集所述环境调节设备的地理数据，并将采集的地理数据上传到管控平台。
进一步，所述管控平台包括相互通信连接的数据接收模块、数据处理模块、数据存储模块、数据发送模块和环境调节设备通信模块；
所述数据接收模块用于接收所述指令获取设备发送的控制指令、所述环境数据采集设备发送的实时环境参数和所述地理数据采集设备发送的地理数据；
所述数据处理模块根据所述控制指令、所述实时环境参数和所述地理数据，计算生成调节指令；
所述数据发送模块用于将所述调节指令发送到所述环境调节设备；
所述数据存储模块用于存储所述控制指令和实时环境参数；
所述环境调节设备通信模块用于为不同的环境调节设备提供通信网络。
进一步，还包括云服务器，与所述管控平台通过无线网络连接，接收并存储所述管控平台上传的控制指令、调节指令和实时环境参数，利用所述控制指令、调节指令和实时环境参数进行机器学习，对所述管控平台发送调控指令。
进一步，所述云服务器对所述管控平台发送调控指令，包括：
以数据流的方式对环境数据采集设备采集的实时环境参数进行实时的数据处理分析，生成调控指令，将所述调控指令发送给所述管控平台。
进一步，所述云服务器对所述管控平台发送调控指令，包括：
结合所述环境数据采集设备采集的实时环境参数与第三方数据，利用时序数据算法进行机器学习生成调控指令，将所述调控指令发送给所述管控平台进一步，所述环境参数包括温度、湿度、光照强度、噪音。
进一步，所述环境调节设备至少包括空调、加湿器、空气净化器、照明环境调节设备和噪音管理环境调节设备。
进一步，所述环境数据采集设备包括温度传感器、湿度传感器、光强传感器和噪音采集器。
本发明的有益效果体现在：
本发明基于物联网的智慧能源操控服务系统，包括管控平台、指令获取设备和环境调节设备，通过物联网，实现管控平台与环境调节设备之间、环境调节设备与环境调节设备之间以及指令获取设备与管控平台之间的控制连接，实现与各种智能/非智能环境调节设备组件及其操作系统的互联。用户可以通过平台可视化的操作界面对下属环境调节设备组件及其系统进行监管控制。整个过程将不再是繁琐枯燥的单一化操控，平台将呈现更具有感知性的集成化、自动化的操控模式。
不同的环境调节设备将会通过管控平台设定好的触发条件与时间顺序连接在一起，彼此可以相互访问数据或者进行交互。这个功能层次下的每一个环境调节设备组件都不再是单一的个体，它们将通过协同智能模型完成更出色的满足用户需求。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。在所有附图中，类似的元件或部分一般由类似的附图标记标识。附图中，各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制。
图1为本发明实施例提供的一种基于物联网的智慧能源操控服务系统的结构框图。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，因此只作为示例，而不能以此来限制本发明的保护范围。
需要注意的是，除非另有说明，本申请使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域技术人员所理解的通常意义。
如图1所示，本发明的一种基于物联网的智慧能源操控服务系统，包括管控平台、指令获取设备、环境调节设备、环境数据采集设备、地理数据采集设备和云服务器。
其中，指令获取设备用于获取用户的控制指令，并将控制指令发送给服务器。管控平台接收控制指令，根据控制指令生成控制环境调节设备动作的调节指令。环境调节设备接收并执行管控平台发送的调节指令，调整环境参数。环境数据采集设备用于采集实时环境参数，并将采集的实时环境参数上传给管控平台。地理数据采集设备用于采集环境调节设备的地理数据，并将采集的地理数据上传到管控平台。云服务器与管控平台通过无线网络连接，接收并存储管控平台上传的控制指令、调节指令和实时环境参数，利用控制指令、调节指令和实时环境参数进行机器学习，对管控平台发送调控指令。
具体的，环境调节设备至少包括空调、加湿器、空气净化器、照明环境调节设备和噪音管理环境调节设备。环境参数包括温度、湿度、光照强度、噪音。
具体的，管控平台包括相互通信连接的数据接收模块、数据处理模块、数据存储模块、数据发送模块和环境调节设备通信模块。
数据接收模块用于接收指令获取设备发送的控制指令、环境数据采集设备发送的实时环境参数和地理数据采集设备发送的地理数据。数据处理模块根据控制指令、实时环境参数和地理数据，计算生成调节指令。数据发送模块用于将调节指令发送到环境调节设备。数据存储模块用于存储控制指令和实时环境参数。环境调节设备通信模块用于为不同的环境调节设备提供通信网络。
依靠管控平台强大的兼容性，将实现与各种智能/非智能环境调节设备组件及其操作系统的互联。用户可以通过管控平台可视化的操作界面对下属环境调节设备组件及其系统进行监管控制。整个过程将不再是繁琐枯燥的单一化操控，管控平台将呈现更具有感知性的集成化、自动化的操控模式。用户将直接“看到，听到，感受到”各个环境调节设备组件及其系统的操作过程。
管控平台可对用户的需求进行智能响应，通过管控平台建立的对不同的事件的处理规则，根据用户抽象的需求梳理拆分成环境调节设备的控制流，自动对相关联的环境调节设备下达指令。例如，用户下达指令“调整室内舒适度”，管控平台将会把这条指令转化成针对空调、加湿器、空气净化器、照明环境调节设备、噪声管理等环境调节设备的一系列控制指令，实现集成化管理。用户再也不用去一一操控各个环境调节设备，能大大减轻用户的工作量与工作难度。整个操作链的高度集成化可以系统化的提升效率，并同时降低外界环境对整个系统的影响，从而提升稳定性、安全性。
管控平台将根据事件将环境调节设备组件定义分组，通过前期的情境感知分析，将有同一功能或者相互协同作用的环境调节设备组件将被分到同一分组环境，各个环境分组中的环境调节设备组件间将会通过管控平台设定好的触发条件与时间顺序连接在一起，彼此可以相互访问数据或者进行交互。这个功能层次下的每一个环境调节设备组件都不再是单一的个体，他们将通过协同智能模型完成更出色的满足用户更高层次的需求，同时也满足了环境调节设备间配置的灵活性。
管控平台可以基于与用户之间的供需关系，自动化的对能源供给进行调配。当用户的新的需求提出时，环境调节设备不再是单纯的控制信号的接收者，环境调节设备还会参与到整个控制决策制定过程中。用户的指令发布的同时，整条控制链条内的环境调节设备将会互联互通的状态，环境调节设备之间的数据和状态将会相互调取，通过调整环境调节设备简单的合作关系和功率，完成系统的协同合作。
在第二功能层次，环境调节设备间的协作可以大幅提升，系统整体的运营会更加顺畅，能耗上也可以做出最优化的管理。基于供需关系的智能调配还可以同时达到局部环境调节设备灵活调控，减少环境调节设备满/超功率作业时常，延长环境调节设备的服役寿命。这个功能层次为更高层次的功能实现奠定了基础。
管控管控平台会将来自多种环境调节设备或不同的格式的数据进行抽象和处理，一套完善的标准化流程能使多方数据在统一格式、储存备份、数据挖掘、数据清理等环节有据可循。
数据库范式架构：会将符合特定级别的关系模式的数据集合，定义成为一种范式。架构数据库时，通过满足规范要求来优化表的结构和数据组织的表达方式，这样使数据更明确，更简洁。针对具体问题，管控平台会把数据库分成多个相互联系的表做数据隔离。对一个表的修改时，可以通过关系传递到数据库中剩余的表中。从而消除很多错误或垃圾数据出现的机会并减轻更新信息所必要的工作量。
时间序列架构：管控平台在统筹数据之前，会对环境调节设备产生的数据进行时间序列的完善。时间序列分析可以产生非常有价值的信息,将可以给物联网应用层提供很好的决策基础。很多终端环境调节设备不具有时间序列数据产出的功能，而管控平台将给这些数据来源赋予基于时间的用于揭示任何异常、模式或趋势的时间序列信息。
物理空间分析：管控平台会针对数据的地理/空间信息做分析，从而确定各种物理对象之间的空间关系。传统传感器数据在物联网生态系统中需要在一个管控平台上加以理解才能变得可使用，而物理空间分析技术就可以将原始数据转换为可利用的信息。
事件流处理：将数据收集过程从“被动”转变为“主动”。管控平台会实时监测事件流，当特定事件发生时产生/记录重要的数据。管控平台将监控并分析所有数据产生时所发生事件之间的关系，包括时间关系、空间关系、逻辑关系等。对复杂事件的处理流中的模式的检测，事件相关和抽象，事件继承，事件因果性、从属性、同步性完成定义。最终实现实时数据动态收集，以检测紧急情况，从而促进立即响应。
具体的，云服务器对管控平台发送调控指令，包括：
以数据流的方式对环境数据采集设备采集的实时环境参数进行实时的数据处理分析，生成调控指令，将调控指令发送给管控平台。
例如通过时序数据模型来发出适当的指令，例如可以通过耗电量的数据来生成最节能的运行时段方案。或者根据用户手动输入的数据来自动生成方案，适应用户特殊的习惯等。
在数据异常的情况下对设备发出最优指令，通知管理员或用户，达到智能维护的功能。
进一步，云服务器对管控平台发送调控指令，包括：
结合环境数据采集设备采集的实时环境参数与第三方数据，利用时序数据算法进行机器学习生成调控指令，将调控指令发送给管控平台。
通过结合已收集到的设备数据与第三方数据，如天气、人流量等，利用尤其是时序数据算法来进行机器学习的模型设计与调参，以发现数据之间微妙的联系。并通过这些发掘出的关系，将第三方数据整合至智能控制规则的决策中。系统在整个过程中自动收集新数据并学习，让模型越来越准确。
应该理解，本实施例中的能源涵盖类型包括但不限于电力(光伏、水电、火电等)、水(生活、市政、污水等)、气(燃气、蒸汽等)、地热、太阳能、风能、石化等能源类型。
综上所述，本发明基于物联网的智慧能源操控服务系统，包括管控平台、指令获取设备和环境调节设备，通过物联网，实现管控平台与环境调节设备之间、环境调节设备与环境调节设备之间以及指令获取设备与管控平台之间的控制连接，实现与各种智能/非智能环境调节设备组件及其操作系统的互联。用户可以通过平台可视化的操作界面对下属环境调节设备组件及其系统进行监管控制。整个过程将不再是繁琐枯燥的单一化操控，平台将呈现更具有感知性的集成化、自动化的操控模式。
不同的环境调节设备将会通过管控平台设定好的触发条件与时间顺序连接在一起，彼此可以相互访问数据或者进行交互。这个功能层次下的每一个环境调节设备组件都不再是单一的个体，它们将通过协同智能模型完成更出色的满足用户需求。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本发明的权利要求和说明书的范围当中。

Claims (10)

1.一种基于物联网的智慧能源操控服务系统，其特征在于：包括管控平台、指令获取设备和环境调节设备；
所述指令获取设备用于获取用户的控制指令，并将所述控制指令发送给服务器；
所述管控平台接收所述控制指令，根据所述控制指令生成控制所述环境调节设备动作的调节指令；
所述环境调节设备接收并执行所述管控平台发送的调节指令，调整环境参数。
2.根据权利要求1所述的一种基于物联网的智慧能源操控服务系统，其特征在于：还包括环境数据采集设备，所述环境数据采集设备用于采集实时环境参数，并将采集的实时环境参数上传给所述管控平台。
3.根据权利要求2所述的一种基于物联网的智慧能源操控服务系统，其特征在于：还包括地理数据采集设备，所述地理数据采集设备用于采集所述环境调节设备的地理数据，并将采集的地理数据上传到管控平台。
4.根据权利要求3所述的一种基于物联网的智慧能源操控服务系统，其特征在于：所述管控平台包括相互通信连接的数据接收模块、数据处理模块、数据存储模块、数据发送模块和环境调节设备通信模块；
所述数据接收模块用于接收所述指令获取设备发送的控制指令、所述环境数据采集设备发送的实时环境参数和所述地理数据采集设备发送的地理数据；
所述数据处理模块根据所述控制指令、所述实时环境参数和所述地理数据，计算生成调节指令；
所述数据发送模块用于将所述调节指令发送到所述环境调节设备；
所述数据存储模块用于存储所述控制指令和实时环境参数；
所述环境调节设备通信模块用于为不同的环境调节设备提供通信网络。
5.根据权利要求3所述的一种基于物联网的智慧能源操控服务系统，其特征在于：还包括云服务器，与所述管控平台通过无线网络连接，接收并存储所述管控平台上传的控制指令、调节指令和实时环境参数，利用所述控制指令、调节指令和实时环境参数进行机器学习，对所述管控平台发送调控指令。
6.根据权利要求5所述的一种基于物联网的智慧能源操控服务系统，其特征在于：所述云服务器对所述管控平台发送调控指令，包括：
以数据流的方式对环境数据采集设备采集的实时环境参数进行实时的数据处理分析，生成调控指令，将所述调控指令发送给所述管控平台。
7.根据权利要求5所述的一种基于物联网的智慧能源操控服务系统，其特征在于：所述云服务器对所述管控平台发送调控指令，包括：
结合所述环境数据采集设备采集的实时环境参数与第三方数据，利用时序数据算法进行机器学习生成调控指令，将所述调控指令发送给所述管控平台。
8.根据权利要求1所述的一种基于物联网的智慧能源操控服务系统，其特征在于：所述环境参数包括温度、湿度、光照强度、噪音。
9.根据权利要求1所述的一种基于物联网的智慧能源操控服务系统，其特征在于：所述环境调节设备至少包括空调、加湿器、空气净化器、照明环境调节设备和噪音管理环境调节设备。
10.根据权利要求2所述的一种基于物联网的智慧能源操控服务系统，其特征在于：所述环境数据采集设备包括温度传感器、湿度传感器、光强传感器和噪音采集器。
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