CN114390055B - 一种适用于电力行业的云边协同数据采集方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种适用于电力行业的云边协同数据采集方法及系统，其中，一种适用于电力行业的云边协同数据采集方法包括，利用边缘计算模块采集和初步识别用户的实时业务需求，实时业务需求的类别包括基础业务需求和高级业务需求；通过边缘处理模块实时处理基础业务需求，并通过传输模块将基础业务需求的处理结果和高级业务需求传输至云中心；利用云中心处理高级业务需求和对数据进行挖掘，获得云边协同数据；本发明通过在边缘处理模块设置独立数据库，将云中心的部分功能转移至用户侧，利用边缘处理模块快速处理用户侧的实时业务需求，并持续跟踪记录边缘处理模块处理业务的响应时间和处理时间，从而满足实时业务的延时要求。

Description

一种适用于电力行业的云边协同数据采集方法及系统

技术领域

本发明涉及云边协同数据采集的技术领域，尤其涉及一种适用于电力行业的云边协同数据采集方法及系统。

背景技术

边缘计算在配电网的应用非常广泛，包括智能家居、智能交通控制、医疗、工业控制、机场监控等应用。对于实时性强、数据量大、安全可靠性要求高的配电网应用，边缘计算利用其边缘设备的计算、通信资源，可良好的满足网络的业务实时响应、隐私与安全、计算自主性等需求，对电力配电网的发展具有重大意义。

然而，现有的边缘计算应用中边缘计算模块以采集数据为主，对于数据分析和业务响应仍然靠主站实现，边缘计算虽然一定上缓和了终端设备接入配网对用户侧载波通信的波动干扰，但随着智能终端的数量越来越多，现有的边缘计算模式不能满足电力行业业务服务的高响应、高质量要求。

发明内容

本部分的目的在于概述本发明的实施例的一些方面以及简要介绍一些较佳实施例。在本部分以及本申请的说明书摘要和发明名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和发明名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本发明的范围。

鉴于上述现有存在的问题，提出了本发明。

为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：包括，利用边缘计算模块采集和初步识别用户的实时业务需求，实时业务需求的类别包括基础业务需求和高级业务需求；通过边缘处理模块实时处理基础业务需求，并通过传输模块将基础业务需求的处理结果和高级业务需求传输至云中心；利用云中心处理高级业务需求和对数据进行挖掘，获得云边协同数据。

作为本发明所述的适用于电力行业的云边协同数据采集方法的一种优选方案，其中：包括，边缘处理模块当接收到第一信号后，启动计时器，对响应的时长进行计时；而后根据实时业务需求的类别进入边缘处理模块设置的独立数据库，查找对应的业务套餐信息，而后发送第二信号，计时终止，得到响应时间t1；其中，把从查找到对应的业务套餐信息到发送第二信号的过程计时为处理时间t2；传输模块根据预设阈值将基础业务需求的处理结果和高级业务需求发送至云中心；所述传输模块可以为电力载波。

作为本发明所述的适用于电力行业的云边协同数据采集方法的一种优选方案，其中：包括，若所述处理时间t2大于所述预设阈值，则通过所述传输模块将业务套餐信息匹配结果、响应时间t1、处理时间t2和高级业务需求发送至云中心。

作为本发明所述的适用于电力行业的云边协同数据采集方法的一种优选方案，其中：包括，若未找到对应的业务套餐信息时，则通过传输模块将基础业务需求转发至云中心。

作为本发明所述的适用于电力行业的云边协同数据采集方法的一种优选方案，其中：处理高级业务需求包括，分析高级业务需求，获取高级业务需求的特殊元素；计算特征元素的相似度，根据所述相似度将所述高级业务需求划分为n个特征组，完成高级业务需求的分类。

作为本发明所述的适用于电力行业的云边协同数据采集方法的一种优选方案，其中：云边协同数据包括处理实时业务需求的数量及各自的响应时间、高级业务需求的频率、各个实时业务需求的时间地域差异和边缘处理模块(200)的监测定损。

作为本发明所述的适用于电力行业的云边协同数据采集系统的一种优选方案，其中：包括，边缘计算模块，用于采集和初步识别用户的实时业务需求，实时业务需求的类别包括基础业务和高级业务；边缘处理模块，与所述边缘计算模块连接，用于实时处理基础业务；传输模块，与所述边缘处理模块连接，用于将基础业务的处理结果和高级业务需求传输至云中心；云中心，与所述传输模块连接，用于处理高级业务和对数据深度进行挖掘，获得云边协同数据。

作为本发明所述的适用于电力行业的云边协同数据采集系统的一种优选方案，其中：所述传输模块可以为电力载波。

本发明的有益效果：本发明通过在边缘处理模块设置独立数据库，将云中心的部分功能转移至用户侧，利用边缘处理模块快速处理用户侧的实时业务需求，并持续跟踪记录边缘处理模块处理业务的响应时间和处理时间，从而满足实时业务的延时要求。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例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它的附图。其中：

图1为本发明第一个实施例所述的适用于电力行业的云边协同数据采集方法的流程示意图；

图2为本发明第二个实施例所述的适用于电力行业的云边协同数据采集系统的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合说明书附图对本发明的具体实施方式做详细的说明，显然所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通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，都应当属于本发明的保护的范围。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。

其次，此处所称的“一个实施例”或“实施例”是指可包含于本发明至少一个实现方式中的特定特征、结构或特性。在本说明书中不同地方出现的“在一个实施例中”并非均指同一个实施例，也不是单独的或选择性的与其他实施例互相排斥的实施例。

本发明结合示意图进行详细描述，在详述本发明实施例时，为便于说明，表示器件结构的剖面图会不依一般比例作局部放大，而且所述示意图只是示例，其在此不应限制本发明保护的范围。此外，在实际制作中应包含长度、宽度及深度的三维空间尺寸。

同时在本发明的描述中，需要说明的是，术语中的“上、下、内和外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一、第二或第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

本发明中除非另有明确的规定和限定，术语“安装、相连、连接”应做广义理解，例如：可以是固定连接、可拆卸连接或一体式连接；同样可以是机械连接、电连接或直接连接，也可以通过中间媒介间接相连，也可以是两个元件内部的连通。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。

实施例1

参照图1，为本发明的第一个实施例，该实施例提供了一种适用于电力行业的云边协同数据采集方法，包括：

S1：利用边缘计算模块100采集和初步识别用户的实时业务需求，实时业务需求的类别包括基础业务需求和高级业务需求。

S2：通过边缘处理模块200实时处理基础业务需求，并通过传输模块300将基础业务需求的处理结果和高级业务需求传输至云中心400。

边缘处理模块200当接收到第一信号后，启动计时器，对响应的时长进行计时；而后根据实时业务需求的类别进入边缘处理模块200设置的独立数据库，查找对应的业务套餐信息，而后发送第二信号，计时终止，得到响应时间t1；

其中，把从查找到对应的业务套餐信息到发送第二信号的过程计时为处理时间t2；

传输模块300根据预设阈值将基础业务需求的处理结果和高级业务需求发送至云中心400，其中，传输模块300可以为电力载波。

具体的，(1)若处理时间t2大于预设阈值，则通过传输模块300将业务套餐信息匹配结果、响应时间t1、处理时间t2和高级业务需求发送至云中心400。

(2)若未找到对应的业务套餐信息时，则通过传输模块300将基础业务需求转发至云中心400。

其中需要说明的是，“第一信号”为边缘计算模块100向边缘处理模块200发送的驱动信号，用于驱动边缘处理模块200对实时业务需求进行处理；“第二信号”为边缘处理模块200向计时器发送的指令信号，用于命令计时器停止计时。

S3：利用云中心400处理高级业务需求和对数据进行挖掘，获得云边协同数据。

(1)处理高级业务需求

分析高级业务需求，获取高级业务需求的特殊元素；

计算特征元素的相似度，根据相似度将高级业务需求划分为n个特征组，完成高级业务需求的分类。

(2)挖掘数据

云边协同数据包括处理实时业务需求的数量及各自的响应时间、高级业务需求的频率、各个实时业务需求的时间地域差异和边缘处理模块200的监测定损。

云中心400根据数据挖掘的结果将一些高频率的高级业务需求下发，对处理基础业务需求时间过长的边缘处理模块进行定损检测，对响应时间过长的通信路径生成报告，根据地域和季节规律定期调整更新的套餐信息数据。

较佳的是，云中心400和边缘处理模块200除载波通信外，还融合了无线通信和工频通信，多种通信融合可以有助于通信的稳定，在一种通信方式发生故障时有备用方案，同时多种通信方式也能提高边缘计算的应用灵活度。

为了对本方法中采用的技术效果加以验证说明，本实施例选择传统的技术方案和采用本方法进行对比测试，以科学论证的手段对比试验结果，以验证本方法所具有的真实效果。

传统的技术方案容易受到外界干扰，不能满足电力行业业务服务的延时要求，为验证本方法相对传统的技术方案具有较低的处理延时，本实施例中将采用传统的技术方案和本方法分别对实时业务需求进行处理，并对比处理结果，结果如下表所示。

表1：处理实时业务需求的延时时间。

	基础业务需求	高级业务需求
			传统的技术方案	157ms	169ms
本方法	20ms	15ms

由上表可见，本方法相较于传统的技术方案，更能满足延时要求。

实施例2

参照图2，为本发明的第二个实施例，该实施例不同于第一个实施例的是，提供了一种适用于电力行业的云边协同数据采集系统，包括，

边缘计算模块100，用于采集和初步识别用户的实时业务需求，实时业务需求的类别包括基础业务和高级业务；

边缘处理模块200，与边缘计算模块100连接，用于实时处理基础业务；

传输模块300，与边缘处理模块200连接，用于将基础业务的处理结果和高级业务需求传输至云中心400；传输模块300可以为电力载波。

云中心400，与传输模块300连接，用于处理高级业务和对数据深度进行挖掘，获得云边协同数据。

应当认识到，本发明的实施例可以由计算机硬件、硬件和软件的组合、或者通过存储在非暂时性计算机可读存储器中的计算机指令来实现或实施。所述方法可以使用标准编程技术-包括配置有计算机程序的非暂时性计算机可读存储介质在计算机程序中实现，其中如此配置的存储介质使得计算机以特定和预定义的方式操作——根据在具体实施例中描述的方法和附图。每个程序可以以高级过程或面向对象的编程语言来实现以与计算机系统通信。然而，若需要，该程序可以以汇编或机器语言实现。在任何情况下，该语言可以是编译或解释的语言。此外，为此目的该程序能够在编程的专用集成电路上运行。

此外，可按任何合适的顺序来执行本文描述的过程的操作，除非本文另外指示或以其他方式明显地与上下文矛盾。本文描述的过程(或变型和/或其组合)可在配置有可执行指令的一个或多个计算机系统的控制下执行，并且可作为共同地在一个或多个处理器上执行的代码(例如，可执行指令、一个或多个计算机程序或一个或多个应用)、由硬件或其组合来实现。所述计算机程序包括可由一个或多个处理器执行的多个指令。

进一步，所述方法可以在可操作地连接至合适的任何类型的计算平台中实现，包括但不限于个人电脑、迷你计算机、主框架、工作站、网络或分布式计算环境、单独的或集成的计算机平台、或者与带电粒子工具或其它成像装置通信等等。本发明的各方面可以以存储在非暂时性存储介质或设备上的机器可读代码来实现，无论是可移动的还是集成至计算平台，如硬盘、光学读取和/或写入存储介质、RAM、ROM等，使得其可由可编程计算机读取，当存储介质或设备由计算机读取时可用于配置和操作计算机以执行在此所描述的过程。此外，机器可读代码，或其部分可以通过有线或无线网络传输。当此类媒体包括结合微处理器或其他数据处理器实现上文所述步骤的指令或程序时，本文所述的发明包括这些和其他不同类型的非暂时性计算机可读存储介质。当根据本发明所述的方法和技术编程时，本发明还包括计算机本身。计算机程序能够应用于输入数据以执行本文所述的功能，从而转换输入数据以生成存储至非易失性存储器的输出数据。输出信息还可以应用于一个或多个输出设备如显示器。在本发明优选的实施例中，转换的数据表示物理和有形的对象，包括显示器上产生的物理和有形对象的特定视觉描绘。

如在本申请所使用的，术语“组件”、“模块”、“系统”等等旨在指代计算机相关实体，该计算机相关实体可以是硬件、固件、硬件和软件的结合、软件或者运行中的软件。例如，组件可以是，但不限于是：在处理器上运行的处理、处理器、对象、可执行文件、执行中的线程、程序和/或计算机。作为示例，在计算设备上运行的应用和该计算设备都可以是组件。一个或多个组件可以存在于执行中的过程和/或线程中，并且组件可以位于一个计算机中以及/或者分布在两个或更多个计算机之间。此外，这些组件能够从在其上具有各种数据结构的各种计算机可读介质中执行。这些组件可以通过诸如根据具有一个或多个数据分组(例如，来自一个组件的数据，该组件与本地系统、分布式系统中的另一个组件进行交互和/或以信号的方式通过诸如互联网之类的网络与其它系统进行交互)的信号，以本地和/或远程过程的方式进行通信。

应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (2)

1.一种适用于电力行业的云边协同数据采集方法，其特征在于：包括，

利用边缘计算模块（100）采集和识别用户的实时业务需求，实时业务需求的类别包括基础业务需求和高级业务需求；

通过边缘处理模块（200）实时处理基础业务需求，并通过传输模块（300）将基础业务需求的处理结果和高级业务需求传输至云中心（400）；

利用云中心（400）处理高级业务需求和对数据进行挖掘，获得云边协同数据；

边缘处理模块（200）当接收到第一信号后，启动计时器，对响应的时长进行计时；而后根据实时业务需求的类别进入边缘处理模块（200）设置的独立数据库，查找对应的业务套餐信息，而后发送第二信号，计时终止，得到响应时间t1；

其中，把从查找到对应的业务套餐信息到发送第二信号的过程计时为处理时间t2；

传输模块（300）根据预设阈值将基础业务需求的处理结果和高级业务需求发送至云中心（400）；

所述传输模块（300）可以为电力载波；

若所述处理时间t2大于所述预设阈值，则通过所述传输模块（300）将业务套餐信息匹配结果、响应时间t1、处理时间t2和高级业务需求发送至云中心（400）；

分析高级业务需求，获取高级业务需求的特征元素；

计算特征元素的相似度，根据所述相似度将所述高级业务需求划分为n个特征组，完成高级业务需求的分类；

云边协同数据包括处理实时业务需求的数量及各自的响应时间、高级业务需求的频率、各个实时业务需求的时间地域差异和边缘处理模块（200）的监测定损。

2.一种适用于电力行业的云边协同数据采集系统，其特征在于：包括，

边缘计算模块（100），用于采集和初步识别用户的实时业务需求，实时业务需求的类别包括基础业务需求和高级业务需求；

边缘处理模块（200），与所述边缘计算模块（100）连接，用于实时处理基础业务需求；

边缘处理模块（200）当接收到第一信号后，启动计时器，对响应的时长进行计时；而后根据实时业务需求的类别进入边缘处理模块（200）设置的独立数据库，查找对应的业务套餐信息，而后发送第二信号，计时终止，得到响应时间t1；

其中，把从查找到对应的业务套餐信息到发送第二信号的过程计时为处理时间t2；

第一信号为边缘计算模块（100）向边缘处理模块（200）发送的驱动信号，用于驱动边缘处理模块（200）对实时业务需求进行处理；第二信号为边缘处理模块（200）向计时器发送的指令信号，用于命令计时器停止计时;

传输模块（300），与所述边缘处理模块（200）连接，用于将基础业务需求的处理结果和高级业务需求传输至云中心（400）；

传输模块（300）根据预设阈值将基础业务需求的处理结果和高级业务需求发送至云中心（400），其中，传输模块（300）可以为电力载波；

云中心（400），与所述传输模块（300）连接，用于处理高级业务需求和对数据深度进行挖掘，获得云边协同数据；

云中心（400）根据数据挖掘的结果将一些高频率的高级业务需求下发，对处理基础业务需求时间过长的边缘处理模块进行定损检测，对响应时间过长的通信路径生成报告，根据地域和季节规律定期调整更新的套餐信息数据。