CN114338684A - 一种能源管理系统及方法 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种能源管理系统及方法，系统包括：负载均衡模块，用于将服务调用方与服务对应的服务节点连接；还用于将服务的流量负载均摊到多个操作单元上；服务网关模块，用于向服务调用方提供动态路由，并对服务调用方进行用户鉴权；还用于配合所述负载均衡模块，限制操作单元对应的流量负载低于预设负载阈值；服务配置中心，用于对能源管理系统下多种服务进行注册并配置；服务集群模块，用于将多种服务以及多个操作单元进行隔离，以将多种服务部署在多个操作单元上；远程调用模块，用于获取多种服务对应的服务节点，以远程调用多种服务；高可用流量防护组件，用于隔离运行状态出现异常的各个模块以及流量负载超出预设阈值的操作单元。

Description

一种能源管理系统及方法

技术领域

本申请涉及系统架构领域，具体涉及一种能源管理系统及方法。

背景技术

能源管理系统的功能主要包括采集各类能源存储和使用情况的数据，对实时数据的显示、对历史数据的补传及汇总。通过大数据和机器学习算法分析预测诊断，可以对未来能耗数据做出科学判断。按小时、天、月、年的数据与历史数据对比，并通过各种图表直观展示。平台不仅能确保能源设备在各个环节安全可用，还可以清楚地掌握每个能源设备耗损程度，采取优化用能的方案。灵活设置能耗告警级别，个性化设置报警规则，对各类异常能耗予以报警提示。一旦有故障可以精准定位。也便于业主方进行设备检修和维护保养，间接保障设备平稳运行，提高仪器使用寿命。能耗监管是整个节能体系的先导与依据，一方面可以发现建筑节能潜力所在，为技术节能、管理节能提供依据。。

但现有的能源管理系统通常为单体式架构，虽然较为简单，但是却具有很大的局限性，单体式的能源管理系统会随着事件的推移逐渐变得复杂，从而导致开发和部署过程变得困难，同时也会导致修正漏洞和添加新的功能变得难以实现，还会降低系统的运行速度，同时因为所有模块都运行在一个进程中，任何一个模块中的一个漏洞，比如内存泄露，将会有可能弄垮整个进程。除此之外，因为所有应用实例都是唯一的，这个漏洞将会影响到整个应用的可靠性。

发明内容

为了解决上述问题，本申请提出了一种能源管理系统及方法，其中，能源管理系统基于微服务架构，系统包括：

负载均衡模块，用于将服务调用方与所述服务对应的服务节点连接；还用于将所述服务的流量负载均摊到多个操作单元上；服务网关模块，用于向所述服务调用方提供动态路由，并对所述服务调用方进行用户鉴权；还用于配合所述负载均衡模块，限制所述操作单元对应的流量负载低于预设负载阈值；服务配置中心，用于对所述能源管理系统下多种服务进行注册并配置；服务集群模块，用于将所述多种服务以及所述多个操作单元进行隔离，以将所述多种服务部署在所述多个操作单元上；远程调用模块，用于获取所述多种服务对应的所述服务节点，以远程调用所述多种服务；高可用流量防护组件，用于监控所述能源管理系统中各个模块的运行状态，以及所述多个操作单元对应的所述流量负载，并通过限制并发线程数以及通过响应时间对资源进行降级，以隔离所述运行状态出现异常的所述各个模块以及所述流量负载超出预设阈值的所述操作单元。

在一个示例中，所述系统还包括：分布式事务模块，用于同步所述能源管理系统、所述服务调用方、所述操作单元对应的数据的一致性。

在一个示例中，所述系统还包括：链路追踪模块，用于记录完成一个业务逻辑时调用到的若干种服务，并将所述若干种服务之间的调用关系进行展示。

在一个示例中，所述系统还包括：日志管理跟踪模块，用于监控所述能源管理系统的系统日志以及所述多种服务对应的服务日志。

在一个示例中，所述服务网关模块还用于：通过设置临时令牌以及所述临时令牌的失效时间，对所述服务调用方的登陆状态进行校验。

在一个示例中，所述能源管理系统通过HTTP或者HTTPS加JSON形式传输接口，且所述多种服务之间通过API接口调用。

在一个示例中，所述服务配置中心还用于生成所述多种服务的服务注册表，所述服务注册表中存储有所述多种服务对应的操作单元的网络位置。

在一个示例中，若所述服务对应有多个网络位置，则所述负载均衡模块还用于通过负载均衡算法，在所述多个网络位置中，选择负载最小的所述网络位置，以作为所述服务的操作单元。

在一个示例中，所述多种服务至少包括：API网关服务、认证授权服务、权限菜单管理服务、基础信息服务、能源数据监控服务、日志服务、远程调用服务、建筑信息模型展示服务、能源流向服务、权限菜单管理服务中、基础信息服务、能耗报警设置服务、动态数据展示的其中一种。

本申请实施例还提供了一种能源管理方法，所述方法包括：负载均衡模块将服务调用方与所述服务对应的服务节点连接；还用于将所述服务的流量负载均摊到多个操作单元上；服务网关模块向所述服务调用方提供动态路由，并对所述服务调用方进行用户鉴权；还用于配合所述负载均衡模块，限制所述操作单元对应的流量负载低于预设负载阈值；服务配置中心对所述能源管理系统下多种服务进行注册并配置；服务集群模块将所述多种服务以及所述多个操作单元进行隔离，以将所述多种服务部署在所述多个操作单元上；远程调用模块获取所述多种服务对应的所述服务节点，以远程调用所述多种服务；高可用流量防护组件监控所述能源管理系统中各个模块的运行状态，以及所述多个操作单元对应的所述流量负载，并通过限制并发线程数以及通过响应时间对资源进行降级，以隔离所述运行状态出现异常的所述各个模块以及所述流量负载超出预设阈值的所述操作单元。

通过本申请提出的方法能够保证能源管理系统中的每个微服务组件都是简单灵活、独立部署的，并且可以快速迭代。开发人员可以采用新技术编写、可以使用不同语言、不同数据存储技术或重构服务。还可针对用户访问流量大的服务单独扩展，从而能够节约资源。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1为本申请实施例中一种能源管理系统的技术架构图示意图；

图2为本申请实施例中一种能源管理方法的流程示意图。

具体实施方式

为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请具体实施例及相应的附图对本申请技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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，都属于本申请保护的范围。

以下结合附图，详细说明本申请各实施例提供的技术方案。

如图1所示，本申请实施例提供一种能源管理系统，包括：

负载均衡模块，当一台操作单元的单位时间内的访问量越大时，操作单元压力就越大，大到超过自身承受能力时，操作单元就会崩溃。为了避免操作单元崩溃，让用户有更好的体验，我们通过负载均衡的方式来分担操作单元压力。这里的操作单元可以指服务器或是计算设备。因此，负载均衡模块用于将服务调用方与服务对应的服务节点连接；还用于将服务的流量负载均摊到多个操作单元上；这里的服务调用方指终端及PC端设备，负载均衡模块为Nginx服务器，Nginx是一个高性能的HTTP和反向代理web服务器。

服务网关模块，这里采用Spring Cloud Gateway，用于向服务调用方提供动态路由，并对服务调用方进行用户鉴权；还用于配合负载均衡模块，限制操作单元对应的流量负载低于预设负载阈值。网关主要是控制外部对内的访问，是各个微服务应用的总入口，网关根据客户端以Restful的通信方式发出HTTP请求，网关分析请求，根据网关中的yml文件配置有权限的微服务子模块，根据结果调用相应的微服务。网关的职责是识别、判断调用者身份、判断请求调用次数上限、防止恶意数据抓取并限制并发量。

服务配置中心，若没有服务配置中心，那么配置文件相对分散，在一个微服务架构中，配置文件会随着微服务的增多变得越来越多，而且分散在各个微服务中，不好统一管理和配置。同时配置文件无法区分环境，微服务项目可能会有多个环境，例如：开发环境、预发布环境、生成环境。每个环境所使用的配置理论上都是不同的，一旦需要修改，就需要我们去各个微服务下手动维护，这比较困难。同时配置文件无法实时更新，我们修改好了配置文件之后，必须重新启动微服务才能使配置文件生效，这对一个正在运行的项目来说是非常不友好的。基于上面这些问题，我们就需要引入配置中心来解决。服务配置中心，用于对能源管理系统下的多种服务进行注册并配置；这里服务配置中心采用Nacos注册配置中心，Nacos同时支持三类接口:OPEN-API:纯HTTP接口、SDK:目前官方社区已有JAVA版本、spring注解。同时，Nacos客户端能够实时获取到Nacos服务端的最新数据。

服务集群模块，为避免操作单元崩溃的情况发生，我们可以建立很多很多服务器，组成一个服务器集群，当用户访问网站时，先访问一个中间服务器，在让这个中间服务器在服务器集群中选择一个压力较小的服务器，然后将该访问请求引入该服务器。如此以来，用户的每次访问，都会保证服务器集群中的每个服务器压力趋于平衡，分担了服务器压力，避免了服务器崩溃的情况。因此服务集群单元用于将多种服务以及多个操作单元进行隔离，以将多种服务部署在多个操作单元上。这里服务集群模块采用Docker服务集群。

远程调用模块，用于获取多种服务对应的服务节点，以远程调用多种服务，这里远程调用模块为基于RPC服务远程调用协议的Dubbo框架。

高可用流量防护组件，用于监控能源管理系统中各个模块的运行状态，以及多个操作单元对应的流量负载，并通过限制并发线程数以及通过响应时间对资源进行降级，以隔离运行状态出现异常的各个模块以及流量负载超出预设阈值的操作单元。这里高可用流量防护组件为Sentinel流量防卫兵。

在一个实施例中，修通还包括分布式事务模块，分布式事务就是指事务的参与者、支持事务的服务器、资源服务器以及事务管理器分别位于不同的分布式系统的不同节点之上，简单的说，就是一次大的操作由不同的小操作组成，这些小的操作分布在不同的服务器上，且属于不同的应用，分布式事务需要保证这些小操作要么全部成功，要么全部失败。本质上来说，分布式事务就是为了保证不同数据库的数据一致性。实现分布式事务方案有很多种，本申请实施例中分布式事务模块为Kafka分布式流媒体平台。

在一个实施例中，系统还包括链路追踪模块，用于记录完成一个业务逻辑时调用到的微服务，并将这种串行或并行的调用关系展示出来。本申请中的链路追踪模块为SkyWalking开源观测平台，SkyWalking由探针、平台后端、存储、用户界面组成。其中，基于不同的来源探针可能是不一样的，但作用都是收集数据，以将数据格式化为SkyWalkin适用的格式。例如在Java中则是做字节码植入，无侵入式的收集，并通过HTTP或者gRPC方式发送数据到平台后端。平台后端是一个支持集群模式运行的后台，用于数据聚合、数据分析以及驱动数据流从探针到用户界面的流程。平台后端还提供了各种可插拔的能力，如不同来源数据格式化，不同存储系统以及集群管理。还可以使用观测分析语言来进行自定义聚合分析。存储是开放式的，可以选择一个既有的存储系统，如ElasticSearch、H2或MySQL集群，也可以选择自己实现一个存储系统。用户界面也就是SkyWalking的可视化界面，同样也是可定制以匹配已存在的后端。

在一个实施例中，系统还包括日志管理跟踪模块，用于监控所述能源管理系统的系统日志以及所述多种服务对应的服务日志。所述日志管理跟踪模块为ELK分布式日志追踪系统。其中，ELK分别表示：Elasticsearch,Logstash,Kibana。Logstash用于对各个服务的日志进行采集、过滤、推送。Elasticsearch用于存储Logstash传送的结构化数据，提供给Kibana。Kibana用于提供用户UIweb页面进行，数据展示和分析形成图表等。

在一个实施例中，为了保证对外服务的安全性，可以在服务接口处加入用户登录状态校验机制，防止客户端在发起请求时被篡改等安全方面的考虑，本系统使用OAuth2加JWT结合生成token令牌，并设置令牌失效时间，定时刷新令牌。一旦确定用户名和密码正确，那么在服务器端使用秘钥创建JWT，并且返回给浏览器。在请求头部增加JWT信息，服务器端进行解密获取用户信息，然后进行其他业务逻辑处理，再返回客户端，实现安全登录。

在一个实施例中，本系统去除了SOA架构中SOAP协议和ESB企业服务总线，变为HTTP或者HTTPS加JSON形式传输接口，服务之间通过轻量级API调用。

在一个实施例中，使用Nacos使得微服务的发现、配置管理、服务治理更加便捷和简化。它会实时对服务提供健康检查，以阻止向不健康的主机或操作单元发送请求。每个服务在启动时都会向服务配置中心上报自己的网络位置，因此服务配置中心可以生成服务注册表，服务注册表是服务发现的核心部分，包含所有操作单元的网络地址的数据库。服务发现客户端会定期从服务发现中心同步服务注册表，并缓存在客户端。

在一个实施例中，若服务对应有多个网络位置，则负载均衡模块还用于通过负载均衡算法，在所述多个网络位置中，选择负载最小的所述网络位置，以作为所述服务的操作单元。即当需要对某服务进行请求时，操作单元通过该注册表，定位目标服务网络地址。若目标服务存在多个网络地址，则使用负载均衡算法从多个操作单元中选择出一个，然后发出请求。

在一个实施例中，多种服务至少包括：API网关服务、认证授权服务、权限菜单管理服务、基础信息服务、能源数据监控服务、日志服务、远程调用服务、建筑信息模型展示服务、能源流向服务、权限菜单管理服务中、基础信息服务、能耗报警设置服务、动态数据展示的其中一种。

如图2所示，本申请实施例还提供了一种能源管理方法，包括：

S201：负载均衡模块将服务调用方与所述服务对应的服务节点连接；还用于将所述服务的流量负载均摊到多个操作单元上；

S202：服务网关模块向所述服务调用方提供动态路由，并对所述服务调用方进行用户鉴权；还用于配合所述负载均衡模块，限制所述操作单元对应的流量负载低于预设负载阈值；

S203：服务配置中心对所述能源管理系统下多种服务进行注册并配置；

S204：服务集群模块将所述多种服务以及所述多个操作单元进行隔离，以将所述多种服务部署在所述多个操作单元上；

S205：远程调用模块获取所述多种服务对应的所述服务节点，以远程调用所述多种服务；

S206：高可用流量防护组件监控所述能源管理系统中各个模块的运行状态，以及所述多个操作单元对应的所述流量负载，并通过限制并发线程数以及通过响应时间对资源进行降级，以隔离所述运行状态出现异常的所述各个模块以及所述流量负载超出预设阈值的所述操作单元。

本申请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，对于方法实施例而言，由于其基本相似于系统实施例，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。

本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

在一个典型的配置中，计算设备包括一个或多个处理器(CPU)、输入/输出接口、网络接口和内存。

内存可能包括计算机可读介质中的非永久性存储器，随机存取存储器(RAM)和/或非易失性内存等形式，如只读存储器(ROM)或闪存(flash RAM)。内存是计算机可读介质的示例。

计算机可读介质包括永久性和非永久性、可移动和非可移动媒体可以由任何方法或技术来实现信息存储。信息可以是计算机可读指令、数据结构、程序的模块或其他数据。计算机的存储介质的例子包括，但不限于相变内存(PRAM)、静态随机存取存储器(SRAM)、动态随机存取存储器(DRAM)、其他类型的随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、快闪记忆体或其他内存技术、只读光盘只读存储器(CD-ROM)、数字多功能光盘(DVD)或其他光学存储、磁盒式磁带，磁带磁磁盘存储或其他磁性存储设备或任何其他非传输介质，可用于存储可以被计算设备访问的信息。按照本文中的界定，计算机可读介质不包括暂存电脑可读媒体(transitory media)，如调制的数据信号和载波。

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、商品或者设备不仅包括那些要素，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、商品或者设备所固有的要素。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、商品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上所述仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请。对于本领域技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的权利要求范围之内。

Claims (10)

1.一种能源管理系统，其特征在于，所述能源管理系统基于微服务架构，所述能源管理系统包括：

负载均衡模块，用于将服务调用方与所述服务对应的服务节点连接；还用于将所述服务的流量负载均摊到多个操作单元上；

服务网关模块，用于向所述服务调用方提供动态路由，并对所述服务调用方进行用户鉴权；还用于配合所述负载均衡模块，限制所述操作单元对应的流量负载低于预设负载阈值；

服务配置中心，用于对所述能源管理系统下多种服务进行注册并配置；

服务集群模块，用于将所述多种服务以及所述多个操作单元进行隔离，以将所述多种服务部署在所述多个操作单元上；

远程调用模块，用于获取所述多种服务对应的所述服务节点，以远程调用所述多种服务；

高可用流量防护组件，用于监控所述能源管理系统中各个模块的运行状态，以及所述多个操作单元对应的所述流量负载，并通过限制并发线程数以及通过响应时间对资源进行降级，以隔离所述运行状态出现异常的所述各个模块以及所述流量负载超出预设阈值的所述操作单元。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统还包括：

分布式事务模块，用于同步所述能源管理系统、所述服务调用方、所述操作单元对应的数据的一致性。

3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统还包括：

链路追踪模块，用于记录完成一个业务逻辑时调用到的若干种服务，并将所述若干种服务之间的调用关系进行展示。

4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统还包括：

日志管理跟踪模块，用于监控所述能源管理系统的系统日志以及所述多种服务对应的服务日志。

5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述服务网关模块还用于：通过设置临时令牌以及所述临时令牌的失效时间，对所述服务调用方的登陆状态进行校验。

6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述能源管理系统通过HTTP或者HTTPS加JSON形式传输接口，且所述多种服务之间通过API接口调用。

7.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述服务配置中心还用于生成所述多种服务的服务注册表，所述服务注册表中存储有所述多种服务对应的操作单元的网络位置。

8.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，若所述服务对应有多个网络位置，则所述负载均衡模块还用于通过负载均衡算法，在所述多个网络位置中，选择负载最小的所述网络位置，以作为所述服务的操作单元。

9.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述多种服务至少包括：API网关服务、认证授权服务、权限菜单管理服务、基础信息服务、能源数据监控服务、日志服务、远程调用服务、建筑信息模型展示服务、能源流向服务、权限菜单管理服务中、基础信息服务、能耗报警设置服务、动态数据展示的其中一种。

10.一种能源管理方法，其特征在于，所述方法包括：

负载均衡模块将服务调用方与所述服务对应的服务节点连接；还用于将所述服务的流量负载均摊到多个操作单元上；

服务网关模块向所述服务调用方提供动态路由，并对所述服务调用方进行用户鉴权；还用于配合所述负载均衡模块，限制所述操作单元对应的流量负载低于预设负载阈值；

服务配置中心对所述能源管理系统下多种服务进行注册并配置；

服务集群模块将所述多种服务以及所述多个操作单元进行隔离，以将所述多种服务部署在所述多个操作单元上；

远程调用模块获取所述多种服务对应的所述服务节点，以远程调用所述多种服务；

高可用流量防护组件监控所述能源管理系统中各个模块的运行状态，以及

所述多个操作单元对应的所述流量负载，并通过限制并发线程数以及通过响应时间对资源进行降级，以隔离所述运行状态出现异常的所述各个模块以及所述流量负载超出预设阈值的所述操作单元。

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