CN112333292B - 一种电力物联网关边缘计算方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了电力物联网关边缘计算方法，包括多个电力系统终端监测设备，与终端监测设备连接的电力物联网关，与电力物联网关联结的触摸屏；电力物联网关包括形成边缘计算规则且显示在所述触摸屏上的对象数据库，和运算规则且显示在触摸屏上的节点列表数据库；和可编辑运算且以运算流程交互流程图显示在触摸屏上的流程单元；以及用于存储电力物联网关生成的配置文件的存储部件；计算方法包括：预先设置的配置过程和运行过程；通过硬件联结和技术方法，本发明在边缘处就可快速设置和得到相应的处理结果，同时通过触摸屏的简捷操作和运输输入，大大简化和降低服务端的各种压力，并能提供简捷快速的反应能力。

Description

一种电力物联网关边缘计算方法
技术领域
本发明属于电力系统状态监测领域，尤其涉及位于终端的电力物联网关层的边缘计算的实现方法。
背景技术
电力系统的状态监测是保证其健康运行的必要手段，由于终端电力设备运行状态及环境的复杂多变，监测的参量愈发呈多样性和综合性，而整体数据业务流程也随之趋于复杂和多变。因此，传统的终端监测设备——尤其对于接入网络层的网络接入节点类嵌入式设备来说，数据处理业务日趋复杂多变，使固件的升级更新变得更加频繁，软件的维护和定制开发对设备厂商造成愈加繁琐的负担。
因此，作为整个电力物联网网络层的接入节点，电力物联网关需要承担起统一数据模型和可配置数据业务的重要功能，以求大量减少终端设备频繁跟随数据业务变化导致的软件定制化开发升级。
发明内容
有鉴于此，需要克服现有技术中的上述缺陷中的至少一个。本发明提供了一种电力物联网关边缘计算方法，包括多个电力系统终端监测设备，通过有线和无线方式与所述终端监测设备连接的电力物联网关，与所述电力物联网关联结且用于显示和输入的触摸屏；
所述电力物联网关包括形成边缘计算规则的对象数据库，所述对象数据库以形成多层导航树的边缘计算规则列表显示在所述触摸屏上；和运算规则的节点列表数据库，所述节点列表数据库包括运算节点库，输入节点库，输出节点库，所述运算节点库和所述输入节点库和所述输出节点库以节点数据列表图显示在所述触摸屏上；和可编辑运算流程单元，所述可编辑运算流程单元在所述触摸屏上将与所述对象数据库对应的对象数据和采用所述节点列表数据库中的对应节点数据进行规则运算的流程以运算流程交互流程图显示；用于存储所述电力物联网关生成的配置文件的存储部件；
所述计算方法包括以下步骤：
预先设置的配置过程，机器启动，所述触摸屏与所述对象数据库、所述节点列表数据库、所述可编辑运算流程单元交互，在所述触摸屏上对应显示所述边缘计算规则列表、运算流程交互流程图、所述节点数据列表图；所述边缘计算规则列表中多层导航树的每一具体层级在所述运算流程交互流程图中都存在对应的交互流程图，通过拖拽所述节点数据列表图中的相应节点方式，在所述运算流程交互流程图中组织运算流程，且在所述运算流程交互流程图自动显示对应代码，运算规则设置完成后，通过保存模块将所述运算规则存储至所述电力物联网关中的所述存储部件中形成配置文件；
运行过程，所述电力物联网关启动时，从所述存储部件中读取存有所述运算规则的所述配置文件并解出所有的所述运算规则，所述电力物联网关接收来自所述终端监测设备的数据，按照所述运算规则指定的触发条件，触发对应的运算规则，所述输入节点接收当前节点数值并赋值给所述运算流程交互流程图中的相关参量，执行首级运算，并根据计算结果的值，分别执行指定的下级运算，直至下级运算终止，形成节点输出并输出。
本技术方案提供了一种新的设计方案，提供一种可配置的运算规则，网关通过有线（SPI/I2C/RS485/RJ45等）或无线（BLE/LARO/ZigBee/WiFi等）方式，收集附近各类终端监测设备或其他需要控制和上传数据的设备的传感器监测数据，通过边缘计算模块预先设置，并进行一系列预设规则的运算，产生用户需要的监测数据、告警事项、联动控制等结果，并上传监测平台或控制相应设备，如此在边缘处就可快速设置和得到相应的处理结果，同时通过触摸屏的简捷操作和运输输入，大大简化和降低服务端的各种压力，并能提供简捷快速的反应能力。
另外，根据本发明公开的电力物联网关边缘计算方法还具有如下附加技术特征：
进一步地，所述运行过程中，所述电力物联网关接收来自所述终端监测设备的数据，按照所述运算规则指定定时或数据采集更新的触发条件，触发对应的运算规则，所述输入节点接收当前节点数值并赋值给所述运算流程交互流程图中的相关参量，执行Id=0首级运算，并根据计算结果的真假值，分别执行NextT或NextF指定的下级运算，直至下级运算Id为-1或<out>节点终止。
进一步地，所述对象数据库和所述节点列表数据库和可编辑运算流程单元分别形成的所述多层导航树和所述运算流程交互流程图和所述节点数据列表图，在所述触摸屏上形成左中右三部分区域，通过所述触摸屏的拖拽功能将所述节点数据列表图中的相应节点数据拖拽至所述运算流程交互流程图中的对应位置，所述多层导航树选中的层级实例在所述运算流程交互流程图中与对应流程图对应显示。
进一步地，所述输入节点库为所述电力物联网关采集来自所述终端监测设备的传感数据，所述传感数据包括模拟量输入，数字量输入，数字量输出，模拟量抽样波形，图片。
进一步地，所述运算节点库包括算术运算节点，关系运算节点，逻辑运算符，位运算符，赋值运算符，自定义运算节点。
进一步地，所述输出节点库包括数据更新、数据变化、数据异常、数据越限，且和AO/DO联动控制，所述输出节点库的数据通过网络传输至监测平台，或通过AO/DO通道输出控制对应设备。
进一步地，在所述配置过程中，运算规则设置完成后，通过保存按键将所述运算规则采用xml格式存储至所述存储部件中。
进一步地，所述存储部件为flash。
进一步地，所述有线方式包括SPI/I2C/RS485/RJ45中的一种或任意组合。
进一步地，所述无线方式包括BLE/LoRa/ZigBee/WiFi中的一种或任意组合。
本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
本发明的上述和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1是本发明实施例的系统示意图；
图2是本发明实施例的触摸屏显示布局示意图；
图3是本发明一个具体实施例的运算流程示意图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能解释为对本发明的限制。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“联接”、“连通”、“相连”、“联结”、“配合”应做广义理解，例如，可以是固定联结，一体地联结，也可以是可拆卸联结；可以是两个元件内部的连通；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连；“配合”可以是面与面的配合，也可以是点与面或线与面的配合，也包括孔轴的配合，对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
下面将参照附图来描述本发明的粘钢片的对位装置，其中图1是本发明实施例的系统示意图；图2是本发明实施例的触摸屏显示布局示意图；图3是本发明一个具体实施例的运算流程示意图。
如图1所示，根据本发明的实施例，包括多个电力系统终端监测设备，通过有线和无线方式与所述终端监测设备连接的电力物联网关，与所述电力物联网关联结且用于显示和输入的触摸屏；
所述电力物联网关包括形成边缘计算规则的对象数据库，所述对象数据库以形成多层导航树的边缘计算规则列表显示在所述触摸屏上；和运算规则的节点列表数据库，所述节点列表数据库包括运算节点库，输入节点库，输出节点库，所述运算节点库和所述输入节点库和所述输出节点库以节点数据列表图显示在所述触摸屏上；和可编辑运算流程单元，所述可编辑运算流程单元在所述触摸屏上将与所述对象数据库对应的对象数据和采用所述节点列表数据库中的对应节点数据进行规则运算的流程以运算流程交互流程图显示；用于存储所述电力物联网关生成的配置文件的存储部件；
所述计算方法包括以下步骤：
预先设置的配置过程，机器启动，所述触摸屏与所述对象数据库、所述节点列表数据库、所述可编辑运算流程单元交互，在所述触摸屏上对应显示所述边缘计算规则列表、运算流程交互流程图、所述节点数据列表图；所述边缘计算规则列表中多层导航树的每一具体层级在所述运算流程交互流程图中都存在对应的交互流程图，通过拖拽所述节点数据列表图中的相应节点方式，在所述运算流程交互流程图中组织运算流程，且在所述运算流程交互流程图自动显示对应代码，运算规则设置完成后，通过保存模块将所述运算规则存储至所述电力物联网关中的所述存储部件中形成配置文件；
运行过程，所述电力物联网关启动时，从所述存储部件中读取存有所述运算规则的所述配置文件并解出所有的所述运算规则，所述电力物联网关接收来自所述终端监测设备的数据，按照所述运算规则指定的触发条件，触发对应的运算规则，所述输入节点接收当前节点数值并赋值给所述运算流程交互流程图中的相关参量，执行首级运算，并根据计算结果的值，分别执行指定的下级运算，直至下级运算终止，形成节点输出并输出。
另外，根据本发明公开的电力物联网关边缘计算方法的还具有如下附加技术特征：
根据本发明的实施例，所述运行过程中，所述电力物联网关接收来自所述终端监测设备的数据，按照所述运算规则指定定时或数据采集更新的触发条件，触发对应的运算规则，所述输入节点接收当前节点数值并赋值给所述运算流程交互流程图中的相关参量，执行Id=0首级运算，并根据计算结果的真假值，分别执行NextT或NextF指定的下级运算，直至下级运算Id为-1或<out>节点终止，如图3所示。
根据本发明的实施例，所述对象数据库和所述节点列表数据库和可编辑运算流程单元分别形成的所述多层导航树和所述运算流程交互流程图和所述节点数据列表图，在所述触摸屏上形成左中右三部分区域，通过所述触摸屏的拖拽功能将所述节点数据列表图中的相应节点数据拖拽至所述运算流程交互流程图中的对应位置，所述多层导航树选中的层级实例在所述运算流程交互流程图中与对应流程图对应显示，如图2所示，在图2中，整个界面分三部分，左侧是边缘计算规则列表，按规则类型和实例分两层导航树；右侧是节点列表，分运算节点、输入节点和输出节点三类；中间是可编辑的运算流程交互，通过拖拽相应节点的方式，组织运算流程，且在流程图右侧附加对应的代码。
根据本发明的一些实施例，所述输入节点库为所述电力物联网关采集来自所述终端监测设备的传感数据，所述传感数据包括模拟量输入，数字量输入，数字量输出，模拟量抽样波形，图片。
根据本发明的实施例，所述运算节点库包括算术运算节点，关系运算节点，逻辑运算符，位运算符，赋值运算符，自定义运算节点。
根据本发明的实施例，所述输出节点库包括数据更新、数据变化、数据异常、数据越限，且和AO/DO联动控制，所述输出节点库的数据通过网络传输至监测平台，或通过AO/DO通道输出控制对应设备。
根据本发明的一个实施例，在所述配置过程中，运算规则设置完成后，通过保存按键将所述运算规则采用xml格式存储至所述存储部件中。
在配置完成后，保存到网关存储部件中（如Flash）的运算规则以xml格式存储，例如图3中一条“XX线1#接头护套环流三相平衡告警”运算规则，表示如下：
<edge_calc name="XX线1#接头护套环流三相平衡告警" va_stack="Ia,Ib,Ic,L,H,k,20,5,3">
<in mop_id="1001,1002,1003" assign="Ia,Ib,Ic" />
<ec id="0" op="Min" va_in="Ia,Ib,Ic" va_out="L" nextT="1" nextF="1"/>
<ec id="1" op="Lt" va_in="L,20" va_out="null" nextT="2" nextF="-1"/>
<ec id="2" op="Max" va_in="Ia,Ib,Ic" va_out="H" nextT="3" nextF="3"/>
<ec id="3" op="Div" va_in="H,L" va_out="k" nextT="4" nextF="4"/>
<ec id="4" op="Ge" va_in="k,5" va_out="null" nextT="6" nextF="5"/>
<ec id="5" op="Ge" va_in="k,3" va_out="null" nextT="7" nextF="-1"/>
<out id="6" type="Report3PhBalance" level="2"/>
<out id="7" type="Report3PhBalance" level="1"/>
</edge_calc>
其中：
<edge_calc>为运算规则节点，含有name（运算规则的名称，utf-8编码）和va_stack（参数列表）两个属性，其下又包含<in>、<ec>、<out>三类子节点；
<in>为输入节点，定义该运算规则的所有输入节点，含有mop_id（监测点id）和assign（参数赋值）两个节点，示例中表示一共有id为1001、1002和1003三个监测节点的数据作为输入节点，分别赋值给Ia、Ib和Ic三个参数变量；
<ec>为运算节点，按序定义整个运算流程的各级运算，含有id（节点编号）、op（运算符）、va_in（输入参数列表）、va_out（输出参数列表）、nextT（真值下级执行运算）、nextF（假值下级执行运算）等属性；
<out>为输出节点，含有id（节点编号）、type（输出类型）、level（事件等级）等属性。
根据本发明的一个实施例，所述存储部件为flash。
根据本发明的一些实施例，所述有线方式包括SPI/I2C/RS485/RJ45中的一种或任意组合。
根据本发明的一些实施例，所述无线方式包括BLE/LoRa/ZigBee/WiFi中的一种或任意组合。
本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
任何提及“一个实施例”、“实施例”、“示意性实施例”等意指结合该实施例描述的具体构件、结构或者特点包含于本发明的至少一个实施例中。在本说明书各处的该示意性表述不一定指的是相同的实施例。而且，当结合任何实施例描述具体构件、结构或者特点时，所主张的是，结合其他的实施例实现这样的构件、结构或者特点均落在本领域技术人员的范围之内。
尽管参照本发明的多个示意性实施例对本发明的具体实施方式进行了详细的描述，但是必须理解，本领域技术人员可以设计出多种其他的改进和实施例，这些改进和实施例将落在本发明原理的精神和范围之内。具体而言，在前述公开、附图以及权利要求的范围之内，可以在零部件和/或者从属组合布局的布置方面作出合理的变型和改进，而不会脱离本发明的精神。除了零部件和/或布局方面的变型和改进，其范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种电力物联网关边缘计算方法，其特征在于,包括多个电力系统终端监测设备，通过有线和无线方式与所述终端监测设备连接的电力物联网关，与所述电力物联网关联结且用于显示和输入的触摸屏；
所述电力物联网关包括形成边缘计算规则的对象数据库，所述对象数据库以形成多层导航树的边缘计算规则列表显示在所述触摸屏上；和运算规则的节点列表数据库，所述节点列表数据库包括运算节点库，输入节点库，输出节点库，所述运算节点库和所述输入节点库和所述输出节点库以节点数据列表图显示在所述触摸屏上；和可编辑运算流程单元，所述可编辑运算流程单元在所述触摸屏上将与所述对象数据库对应的对象数据和采用所述节点列表数据库中的对应节点数据进行规则运算的流程以运算流程交互流程图显示；用于存储所述电力物联网关生成的配置文件的存储部件；
所述计算方法包括以下步骤：
预先设置的配置过程，机器启动，所述触摸屏与所述对象数据库、所述节点列表数据库、所述可编辑运算流程单元交互，在所述触摸屏上对应显示所述边缘计算规则列表、运算流程交互流程图、所述节点数据列表图；所述边缘计算规则列表中多层导航树的每一具体层级在所述运算流程交互流程图中都存在对应的交互流程图，通过拖拽所述节点数据列表图中的相应节点方式，在所述运算流程交互流程图中组织运算流程，且在所述运算流程交互流程图自动显示对应代码，运算规则设置完成后，通过保存模块将所述运算规则存储至所述电力物联网关中的所述存储部件中形成配置文件；
运行过程，所述电力物联网关启动时，从所述存储部件中读取存有所述运算规则的所述配置文件并解出所有的所述运算规则，所述电力物联网关接收来自所述终端监测设备的数据，按照所述运算规则指定的触发条件，触发对应的运算规则，所述输入节点接收当前节点数值并赋值给所述运算流程交互流程图中的相关参量，执行首级运算，并根据计算结果的值，分别执行指定的下级运算，直至下级运算终止，形成节点输出并输出。
2.根据权利要求1所述的电力物联网关边缘计算方法，其特征在于，所述运行过程中，所述电力物联网关接收来自所述终端监测设备的数据，按照所述运算规则指定定时或数据采集更新的触发条件，触发对应的运算规则，所述输入节点接收当前节点数值并赋值给所述运算流程交互流程图中的相关参量，执行Id=0首级运算，并根据计算结果的真假值，分别执行NextT或NextF指定的下级运算，直至下级运算Id为-1或<out>节点终止；
其中，Id为节点编号，NextT为真值下级执行运算，NextF为假值下级执行运算。
3.根据权利要求1所述的电力物联网关边缘计算方法，其特征在于，所述对象数据库和所述节点列表数据库和可编辑运算流程单元分别形成的所述多层导航树和所述运算流程交互流程图和所述节点数据列表图，在所述触摸屏上形成左中右三部分区域，通过所述触摸屏的拖拽功能将所述节点数据列表图中的相应节点数据拖拽至所述运算流程交互流程图中的对应位置，所述多层导航树选中的层级实例在所述运算流程交互流程图中与对应流程图对应显示。
4.根据权利要求1所述的电力物联网关边缘计算方法，其特征在于，所述输入节点库为所述电力物联网关采集来自所述终端监测设备的传感数据，所述传感数据包括模拟量输入，数字量输入，数字量输出，模拟量抽样波形，图片。
5.根据权利要求1所述的电力物联网关边缘计算方法，其特征在于，所述运算节点库包括算术运算节点，关系运算节点，逻辑运算符，位运算符，赋值运算符，自定义运算节点。
6.根据权利要求1所述的电力物联网关边缘计算方法，其特征在于，所述输出节点库包括数据更新、数据变化、数据异常、数据越限，且和AO/DO联动控制，所述输出节点库的数据通过网络传输至监测平台，或通过AO/DO通道输出控制对应设备。
7.根据权利要求1所述的电力物联网关边缘计算方法，其特征在于，在所述配置过程中，运算规则设置完成后，通过保存按键将所述运算规则采用xml格式存储至所述存储部件中。
8.根据权利要求1所述的电力物联网关边缘计算方法，其特征在于，所述存储部件为flash。
9.根据权利要求1所述的电力物联网关边缘计算方法，其特征在于，所述有线方式包括SPI/I2C/RS485/RJ45中的一种或任意组合。
10.根据权利要求1所述的电力物联网关边缘计算方法，其特征在于，所述无线方式包括BLE/LoRa/ZigBee/WiFi中的一种或任意组合。
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