CN115065698A - 一种基建现场物联感知平台 - Google Patents

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李建华
朱敏捷
朱逸芝
周灵刚
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Abstract

本发明公开了一种基建现场物联感知平台，解决了现有技术的不足，包括物联网模块、物联边缘代理模块和基建现场数据管理中心，基建现场数据管理中心与基建全过程统一平台通信连接，基建现场数据管理中心与物联网模块和物联边缘代理模块通信连接，物联网模块与数据采集终端通过互联网铜线连接；物联边缘代理模块通过环境数据采集模块与环境数据采集传感器通信连接，物联边缘代理模块通过高支模数据采集模块与高支模安全监测传感器通信连接。

Description

一种基建现场物联感知平台
技术领域
本发明涉及物联感知技术领域，尤其是指一种基建现场物联感知平台。
背景技术
如今，电网发展对安全作业提出了更高的要求。电网现场作业具备范围更广、类型更多、精密度更高、应用价值更高的安全信息。现场安全监测设备可全方位提高电力现场作业各环节信息感知的深度和广度，有助于提升电网现场作业的监督、分析、预警功能，是电网安全作业智能化的重要支撑技术。长期以来，一直沿用安规制度和现场人为监督的方式进行电力现场作业的安全管理，主要存在以下方面问题：
(1)电网现场作业安全缺乏有效监督。安全管理规章流于形式，事故隐患无法在源头进行预警：管理和人为因素占据了导致安全事故发生的失效因素的绝大部分，即管理规章执行不到位、违规操作、错误指挥等是导致安全事故发生的重要原因，而管理规章执行不到位、违规操作和指挥的根源是缺乏监督。
(2)电网现场作业缺乏有效指导。电网现场作业人员面对特殊的施工环境和情况时,缺乏实施的专业指导，容易因操作失误发生事故。
(3)电网现场作业无环境和生理指标监测。缺乏环境参数(温度,湿度、氧气浓度等)和作业人员生理指标(血氧、血压、心跳、体温等)的实时监测，导致无法及时发现和处理人身事故隐患。
(4)电网现场作业人员流动性管理较弱。对于施工现场作业人员的进出场的监测手段落后，导致人员调度效率低下、调度安排缺乏科学性与合理性，难以通过智能化的管理来提高整体的工作效率。
基于这些需求，迫切需要建设完善的基建现场物联感知平台应用，部署能够感知电力施工现场各类情景的终端设备，实现对于施工现场各类数据的实时化感知、采集、传输以及预警，同时建立完善的基建现场物联平台应用对采集到的数据进行综合分析处理，实现现场作业人员的有效监督和指导，实现现场作业人员科学调度，为电网现场作业安全工作提供技术支持，从而提升电网企业的安全生产的管理水平。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术中的缺点，提供一种基建现场物联感知平台。
本发明的目的是通过下述技术方案予以实现：
一种基建现场物联感知平台，包括物联网模块、物联边缘代理模块和基建现场数据管理中心，基建现场数据管理中心与基建全过程统一平台通信连接，基建现场数据管理中心与物联网模块和物联边缘代理模块通信连接，物联网模块与数据采集终端通过互联网铜线连接；物联边缘代理模块通过环境数据采集模块与环境数据采集传感器通信连接，物联边缘代理模块通过高支模数据采集模块与高支模安全监测传感器通信连接。
基建现场数据管理中心对物联代理、智能终端、存量信息系统的统一安全接入和管理，通过远程维护、APP应用升级实现边缘代理的数据采集、设备管理、互联配置、运行监视功能；对全过程系统提供统一的感知数据访问接口。
边缘物联代理和基建现场数据管理中心是智慧物联感知体系的核心。通过统一的边缘代理(边)和基建现场数据管理中心(云)的建设，实现云边协同，统一数据采集来源，解决感知层重复建设、数据重复采集等问题。边缘物联代理可部署在配电站房、配电台区、变电站、输电线路、大用户、居民用户，实现区域范围内采集终端的统一接入管理。
边缘物联代理遵循物联网标准的软硬件架构体系，主要包括硬件层、系统层、核心服务层、应用框架层与应用层。采用通用化的硬件设计，基于支持容器化技术的操作系统，搭载各类APP实现对各类终端的数据采集和就地控制。
作为优选，所述的物联边缘代理模块的软硬件架构包括硬件层、系统层、核心服务层、应用框架层和应用层；
硬件层通过不可克隆函数、可信计算模块和可信执行环境实现硬件的可信，为后续操作系统的可信提供底层支撑，同时采用安全密码模块为系统提供硬件级的密码算法支持；
系统层基于安全操作系统，实现支持实时调度、资源隔离、安全可信的系统层，同时封装提供密码模块；
核心服务层提供设备管理、应用管理、北向互联、南向通信和通信QoS核心服务，支撑应用框架层；
应用架构层基于核心服务层对外提供模型管理、设备管理、函数计算、任务调度及规则引擎应用框架，供应用层调用，降低应用层应用APP对底层资源的无效请求，提高应用层应用效率；
应用层通过应用框架层对外提供服务，为第三方应用提供底层硬件监控能力；降低第三方应用对基础硬件监控的开发难度，有利于第三方应用更专注于本身业务的开发。
作为优选，所述的数据采集终端包括移动智能终端和智能手环，所述的环境数据采集传感器包括温湿度传感器和风速风向传感器，所述的高支模安全监测传感器包括应力传感器和位移传感器。
作为优选，所述的基建现场数据管理中心还将采集和处理的数据上传至基建全过程统一平台，基建现场数据管理中心基建全过程统一平台之间还设有防火墙。
作为优选，所述的基建现场数据管理中心还设有报警模块，报警模块在工作时执行以下功能：基建现场数据管理中心监控物联网模块和物联边缘代理模块的工作状态，当物联网模块或物联边缘代理模块出现故障或物联网模块或物联边缘代理模块停止工作时，报警模块发出报警。
作为优选，当数据采集终端、环境数据采集传感器和高支模安全监测传感器发生故障时，报警模块发出报警。
作为优选，所述的基建现场数据管理中心还对数据采集终端、环境数据采集传感器和高支模安全监测传感器采集的数据进行分析，如果数据异常，则报警模块发出报警提醒相关人员数据异常。
作为优选，所述的基建现场数据管理中心还对对数据采集终端、环境数据采集传感器和高支模安全监测传感器采集的数据进行分析后，还对异常数据进行记录，记录异常数据的具体数值和异常数据发生的时间；基建现场数据管理中心寻找异常数据是否存在周期性的异常数据集，若存在周期性的异常数据集，则向相关人员进行反馈，相关人员判断是否为异常数据还是周期性变化的正常数据，若是周期性变化的正常数据，则更新判断数据是否异常的逻辑；若是异常数据，则对异常数据的周期性进行记录，当要到产生周期性异常数据时，基建现场数据管理中心控制报警模块发出报警提醒相关人员。
本发明的有益效果是：基建现场物联感知平台的建立能够完善基础设施层，通过现场感知信息、人员体征信息、高危监测信息和绿色施工监测信息等各类感知层信息，整合数据服务、统一数据标准、充分开展专业管理内部和跨专业的数据共享共用，通过底层数据的高效共享，打通各业务间的协同应用，可以提高公司内部业务的协同效率，也大大提升了管理效能。
同时，通过感知信息、数据综合分析等技术的便捷优势，推进业务在线流转，提高了管理环节的响应速度，极大提升了管理效益；借助人工智能、大数据技术的应用，充分挖掘数据价值，构建智能化管理平台，辅助业务人员开展工作，也能够切实提高个人工作效率。
附图说明
图1是本发明的一种架构图。
其中：1、物联网模块，2、物联边缘代理模块，3、基建现场数据管理中心，4、基建全过程统一平台，5、数据采集终端，6、环境数据采集传感器。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进一步描述。
实施例：
一种基建现场物联感知平台，包括物联网模块、物联边缘代理模块和基建现场数据管理中心，基建现场数据管理中心与基建全过程统一平台通信连接，基建现场数据管理中心与物联网模块和物联边缘代理模块通信连接，物联网模块与数据采集终端通过互联网铜线连接；物联边缘代理模块通过环境数据采集模块与环境数据采集传感器通信连接，物联边缘代理模块通过高支模数据采集模块与高支模安全监测传感器通信连接。
基建现场数据管理中心对物联代理、智能终端、存量信息系统的统一安全接入和管理，通过远程维护、APP应用升级实现边缘代理的数据采集、设备管理、互联配置、运行监视功能；对全过程系统提供统一的感知数据访问接口。
边缘物联代理和基建现场数据管理中心是智慧物联感知体系的核心。通过统一的边缘代理(边)和基建现场数据管理中心(云)的建设，实现云边协同，统一数据采集来源，解决感知层重复建设、数据重复采集等问题。边缘物联代理可部署在配电站房、配电台区、变电站、输电线路、大用户、居民用户，实现区域范围内采集终端的统一接入管理。
边缘物联代理遵循物联网标准的软硬件架构体系，主要包括硬件层、系统层、核心服务层、应用框架层与应用层。采用通用化的硬件设计，基于支持容器化技术的操作系统，搭载各类APP实现对各类终端的数据采集和就地控制。
所述的物联边缘代理模块的软硬件架构包括硬件层、系统层、核心服务层、应用框架层和应用层；
硬件层通过不可克隆函数、可信计算模块和可信执行环境实现硬件的可信，为后续操作系统的可信提供底层支撑，同时采用安全密码模块为系统提供硬件级的密码算法支持；
系统层基于安全操作系统，实现支持实时调度、资源隔离、安全可信的系统层，同时封装提供密码模块；
核心服务层提供设备管理、应用管理、北向互联、南向通信和通信QoS核心服务，支撑应用框架层；
应用架构层基于核心服务层对外提供模型管理、设备管理、函数计算、任务调度及规则引擎应用框架，供应用层调用，降低应用层应用APP对底层资源的无效请求，提高应用层应用效率；
应用层通过应用框架层对外提供服务，为第三方应用提供底层硬件监控能力；降低第三方应用对基础硬件监控的开发难度，有利于第三方应用更专注于本身业务的开发。
所述的数据采集终端包括移动智能终端和智能手环，所述的环境数据采集传感器包括温湿度传感器和风速风向传感器，所述的高支模安全监测传感器包括应力传感器和位移传感器。
所述的基建现场数据管理中心还将采集和处理的数据上传至基建全过程统一平台，基建现场数据管理中心基建全过程统一平台之间还设有防火墙。
作为优选，所述的基建现场数据管理中心还设有报警模块，报警模块在工作时执行以下功能：基建现场数据管理中心监控物联网模块和物联边缘代理模块的工作状态，当物联网模块或物联边缘代理模块出现故障或物联网模块或物联边缘代理模块停止工作时，报警模块发出报警。
当数据采集终端、环境数据采集传感器和高支模安全监测传感器发生故障时，报警模块发出报警。
所述的基建现场数据管理中心还对数据采集终端、环境数据采集传感器和高支模安全监测传感器采集的数据进行分析，如果数据异常，则报警模块发出报警提醒相关人员数据异常。
所述的基建现场数据管理中心还对对数据采集终端、环境数据采集传感器和高支模安全监测传感器采集的数据进行分析后，还对异常数据进行记录，记录异常数据的具体数值和异常数据发生的时间；基建现场数据管理中心寻找异常数据是否存在周期性的异常数据集，若存在周期性的异常数据集，则向相关人员进行反馈，相关人员判断是否为异常数据还是周期性变化的正常数据，若是周期性变化的正常数据，则更新判断数据是否异常的逻辑；若是异常数据，则对异常数据的周期性进行记录，当要到产生周期性异常数据时，基建现场数据管理中心控制报警模块发出报警提醒相关人员。
以上所述的实施例只是本发明的一种较佳的方案，并非对本发明作任何形式上的限制，在不超出权利要求所记载的技术方案的前提下还有其它的变体及改型。

Claims (8)

1.一种基建现场物联感知平台，其特征是，包括物联网模块、物联边缘代理模块和基建现场数据管理中心，基建现场数据管理中心与基建全过程统一平台通信连接，基建现场数据管理中心与物联网模块和物联边缘代理模块通信连接，物联网模块与数据采集终端通过互联网铜线连接；物联边缘代理模块通过环境数据采集模块与环境数据采集传感器通信连接，物联边缘代理模块通过高支模数据采集模块与高支模安全监测传感器通信连接。
2.根据权利要求1所述的一种基建现场物联感知平台，其特征是，所述的物联边缘代理模块的软硬件架构包括硬件层、系统层、核心服务层、应用框架层和应用层；
硬件层通过不可克隆函数、可信计算模块和可信执行环境实现硬件的可信，为后续操作系统的可信提供底层支撑，同时采用安全密码模块为系统提供硬件级的密码算法支持；
系统层基于安全操作系统，实现支持实时调度、资源隔离、安全可信的系统层，同时封装提供密码模块；
核心服务层提供设备管理、应用管理、北向互联、南向通信和通信QoS核心服务，支撑应用框架层；
应用架构层基于核心服务层对外提供模型管理、设备管理、函数计算、任务调度及规则引擎应用框架，供应用层调用，降低应用层应用APP对底层资源的无效请求，提高应用层应用效率；
应用层通过应用框架层对外提供服务，为第三方应用提供底层硬件监控能力。
3.根据权利要求1或2所述的一种基建现场物联感知平台，其特征是，所述的数据采集终端包括移动智能终端和智能手环，所述的环境数据采集传感器包括温湿度传感器和风速风向传感器，所述的高支模安全监测传感器包括应力传感器和位移传感器。
4.根据权利要求1所述的一种基建现场物联感知平台，其特征是，所述的基建现场数据管理中心还将采集和处理的数据上传至基建全过程统一平台，基建现场数据管理中心基建全过程统一平台之间还设有防火墙。
5.根据权利要求1所述的一种基建现场物联感知平台，其特征是，所述的基建现场数据管理中心还设有报警模块，报警模块在工作时执行以下功能：基建现场数据管理中心监控物联网模块和物联边缘代理模块的工作状态，当物联网模块或物联边缘代理模块出现故障或物联网模块或物联边缘代理模块停止工作时，报警模块发出报警。
6.根据权利要求5所述的一种基建现场物联感知平台，其特征是，当数据采集终端、环境数据采集传感器和高支模安全监测传感器发生故障时，报警模块发出报警。
7.根据权利要求5或6所述的一种基建现场物联感知平台，其特征是，所述的基建现场数据管理中心还对数据采集终端、环境数据采集传感器和高支模安全监测传感器采集的数据进行分析，如果数据异常，则报警模块发出报警提醒相关人员数据异常。
8.根据权利要求7所述的一种基建现场物联感知平台，其特征是，所述的基建现场数据管理中心还对对数据采集终端、环境数据采集传感器和高支模安全监测传感器采集的数据进行分析后，还对异常数据进行记录，记录异常数据的具体数值和异常数据发生的时间；基建现场数据管理中心寻找异常数据是否存在周期性的异常数据集，若存在周期性的异常数据集，则向相关人员进行反馈，相关人员判断是否为异常数据还是周期性变化的正常数据，若是周期性变化的正常数据，则更新判断数据是否异常的逻辑；若是异常数据，则对异常数据的周期性进行记录，当要到产生周期性异常数据时，基建现场数据管理中心控制报警模块发出报警提醒相关人员。
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