CN115967175A - 一种面向储能电站边缘端数据采集控制装置及方法 - Google Patents

Abstract

本申请涉及面向储能电站边缘端数据采集控制装置及方法，其装置包括协议转换模块；还包括云边交互子模块、本地消息交换子模块、数据子模块和边缘影子设备；云边交互子模块用于负责云端与边缘端的基础通信；本地消息交换子模块用于负责边缘自治模块内部组件之间的信息交互；数据子模块用于接收和发送数据到mosquitto组件；边缘影子设备用于保存储能电站各设备的基础状态信息；还包括数据源、输入组件、处理组件和输出组件；数据源用于获取储能电站各设备数据；输入组件用于读取数据源的数据；处理组件用于接收输入组件的数据和处理；输出组件用于输出处理组件的处理结果。本申请具有减少云端设备的算力资源消耗的效果。

Description

一种面向储能电站边缘端数据采集控制装置及方法

技术领域

本申请涉及储能电站技术领域，尤其是涉及一种面向储能电站边缘端数据采集控制装置及方法。

背景技术

储能电站作为提高新能源利用率、减少弃光弃风的新型电力系统，一方面可以提高电网的灵活性，在电网发生局部负荷过重、频率振荡等问题时能参与电网侧系统调频，另一方面，可以改善电能质量，提高电网的可靠性。

现有的储能电站涉及设备繁多，应用环境复杂多样，储能电站的数据分析处理需要耗费云端设备庞大的算力资源，对云端设备的要求较高。

针对上述中的相关技术，发明人发现现有的储能电站控制方式存在有难以管理海量储能电站设备的问题。

发明内容

为了更好地管理海量储能电站设备，减少云端设备的算力资源消耗，降低对云端设备的依赖性，本申请提供了一种面向储能电站边缘端数据采集控制装置及方法。

第一方面，本申请提供一种面向储能电站边缘端数据采集控制装置。

本申请是通过以下技术方案得以实现的：

一种面向储能电站边缘端数据采集控制装置，包括边缘自治模块和与所述边缘自治模块通讯连接的协议转换模块，所述协议转换模块用于将储能电站各设备协议转换为mqtt协议；

所述边缘自治模块包括云边交互子模块、本地消息交换子模块、数据子模块和边缘影子设备，所述边缘影子设备与所述本地消息交换子模块进行信息交互，所述本地消息交换子模块将交互信息上传至所述云边交互子模块；

云边交互子模块用于负责云端与边缘端的基础通信；

本地消息交换子模块用于负责边缘自治模块内部组件之间的信息交互；

数据子模块用于接收和发送数据到mosquitto组件；

边缘影子设备用于保存储能电站各设备的基础状态信息；

所述边缘自治模块通讯连接有Sqlite数据库，所述边缘自治模块向所述Sqlite数据库同步储能电站各设备的基础状态信息和配置信息，所述Sqlite数据库存储储能电站各设备的基础状态信息和配置信息；

还包括从mosquitto组件订阅储能电站各设备的配置信息的边缘自治网关模块，所述边缘自治网关模块将订阅的数据发送至云端；

所述边缘自治网关模块包括数据源、输入组件、处理组件和输出组件；

所述数据源用于获取储能电站各设备数据；

所述输入组件用于读取所述数据源的数据；

所述处理组件用于接收所述输入组件的数据和处理；

所述输出组件用于输出所述处理组件的处理结果。

本申请在一较佳示例中可以进一步配置为：所述输入组件采用Modbus协议或Mqtt协议进行数据采集，或所述输入组件进行本地文件读取。

本申请在一较佳示例中可以进一步配置为：所述处理组件采用自定义形式。

本申请在一较佳示例中可以进一步配置为：所述输出组件将处理结果输出至Mysql数据库、Mqtt服务器、Http服务器、Rabbitmq消息队列或Rest api服务器。

本申请在一较佳示例中可以进一步配置为：还包括安装于云端的采集配置APP、K8s交互模块和云边交互模块；

所述采集配置APP用于配置储能电站各设备进行数据采集的通信信息和数据读取地址，配置完毕后，将所有储能电站设备的配置信息通过所述K8s交互模块发布；

所述K8s交互模块用于与Kubernetes API服务器进行数据交互，以发布配置信息至Kubernetes集群；

所述云边交互模块用于负责云端与边缘端的基础通信，所述云边交互模块与所述边缘自治模块的所述云边交互子模块进行信息交互，并将配置信息下发至边缘端的本地消息交换子模块；

所述本地消息交换子模块将下发的配置信息同步至所述数据子模块和所述边缘影子设备。

本申请在一较佳示例中可以进一步配置为：还包括安装于云端的云端影子设备和数据桥接APP；

所述云端影子设备用于基于Kubernetes集群的list-watch机制与所述边缘影子设备进行数据联动，实时监听储能电站设备的数据变化情况；

所述数据桥接APP用于监听所述云端影子设备的储能电站设备的配置信息的变更情况，并将变更信息下发至所述边缘自治模块。

第二方面，本申请提供一种面向储能电站边缘端数据采集控制方法。

本申请是通过以下技术方案得以实现的：

一种面向储能电站边缘端数据采集控制方法，应用于上述的面向储能电站边缘端数据采集控制装置，包括以下步骤，

获取输入组件、处理组件和输出组件；

当需要配置储能电站各设备进行数据采集时，基于某一储能电站设备，对所述输入组件、所述处理组件和所述输出组件进行自由组合，远程配置储能电站设备。

本申请在一较佳示例中可以进一步配置为：所述远程配置储能电站设备的步骤包括，

基于输入组件读取数据；

判断数据是否读取成功；

若数据读取成功，则执行所述处理组件；

令所述处理组件的处理结果从输出组件输出；

判断处理结果是否从所述输出组件成功输出；

若处理结果未从所述输出组件成功输出，则重复上述步骤，直至处理结果从所述输出组件成功输出。

本申请在一较佳示例中可以进一步配置为：所述基于输入组件读取数据的步骤前，还包括，

判断输入组件是否存在；

若无输入组件，则创建输入组件；

判断输入组件是否创建成功；

若所述输入组件创建成功，则基于所述输入组件读取数据。

本申请在一较佳示例中可以进一步配置为：所述获取输入组件、处理组件和输出组件的步骤前，还包括，

按照储能电站各设备的配置信息，自定义私有协议用于数据采集；

其中，所述私有协议基于加解密协议对数据进行上层封装，对核心数据的读写地址位进行自定义。

第三方面，本申请提供一种计算机设备。

本申请是通过以下技术方案得以实现的：

一种计算机设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述任意一种面向储能电站边缘端数据采集控制方法的步骤。

第四方面，本申请提供一种计算机可读存储介质。

本申请是通过以下技术方案得以实现的：

一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述任意一种面向储能电站边缘端数据采集控制方法的步骤。

综上所述，与现有技术相比，本申请提供的技术方案带来的有益效果至少包括：

在边缘自治模块中，云边交互子模块用于负责云端与边缘端的基础通信；本地消息交换子模块用于负责边缘自治模块内部组件之间的信息交互；数据子模块用于接收和发送数据到mosquitto组件；边缘影子设备用于保存储能电站各设备的基础状态信息；协议转换模块将储能电站各设备协议转换为mqtt协议；边缘自治网关模块从mosquitto组件订阅储能电站各设备数据，数据源获取储能电站各设备数据并传输至Http端和Mqtt端，Http端和Mqtt端将接收到的数据发送至云端；以借助边缘自治模块、协议转换模块和边缘自治网关模块实现边缘端轻量级数据流的采集控制，便于大批量管理储能电站各设备，实现大批量设备上下线在线监控，能够更好地管理海量储能电站设备，减少了云端设备的算力资源消耗，降低对云端设备的依赖性。

附图说明

图1为本申请一个示例性实施例提供的一种面向储能电站边缘端数据采集控制装置的整体框图。

图2为本申请又一个示例性实施例提供的一种面向储能电站边缘端数据采集控制方法的云端影子设备远程配置边缘端储能电站设备配置信息的示意图。

图3为本申请又一个示例性实施例提供的一种面向储能电站边缘端数据采集控制方法的按轻量级数据流配置储能电站设备的原理示意图。

图4为本申请另一个示例性实施例提供的一种面向储能电站边缘端数据采集控制方法的配置流程图。

图5为本申请一个示例性实施例提供的一种面向储能电站边缘端数据采集控制方法的数据加解密流程图。

具体实施方式

本具体实施例仅仅是对本申请的解释，其并不是对本申请的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本申请的权利要求范围内都受到专利法的保护。

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例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作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。

另外，本文中术语“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本文中字符“/”，如无特殊说明，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

下面结合说明书附图对本申请实施例作进一步详细描述。

参照图1，本申请实施例提供一种面向储能电站边缘端数据采集控制装置，包括边缘自治模块和与边缘自治模块通讯连接的协议转换模块。

协议转换模块通过修改位于边缘端的储能电站各设备的协议，如电池的设备协议、变压器的设备协议等等，将储能电站各设备协议转换为mqtt协议，以便于统一储能电站各设备的通信协议，便于后续的边缘端采集控制。

协议转换模块包括Modbus RTU协议子模块和自定义协议子模块。Modbus RTU协议子模块使用RS-232或RS-485串行接口与储能电站各设备进行通信，能够兼容CADA服务器、HMI服务器、OPC服务器和各商业数据采集软件程序。自定义协议子模块可以自定义协议与储能电站各设备进行通信，使用更灵活。

协议转换模块通过mosquitto组件与边缘自治模块进行通讯，mosquitto组件要求使用用户名和密码验证登录服务器后才能授权用户进行订阅操作Sub与发布操作Pub，极大保障了边缘自治模块和储能电站各设备的安全性。

边缘自治模块负责与云端服务器进行基础的通信，例如：保持心跳、收发设备配置和状态、启动边缘侧应用的系统性功能等。

边缘自治模块包括云边交互子模块、本地消息交换子模块、数据子模块和边缘影子设备。

数据子模块用于接收和发送数据到mosquitto组件，采集储能电站各设备的数据或向储能电站各设备下发指令；边缘影子设备用于保存储能电站各设备的基础状态信息；边缘影子设备与本地消息交换子模块进行信息交互；本地消息交换子模块用于负责边缘自治模块内部组件之间的信息交互；本地消息交换子模块将交互信息上传至云边交互子模块；云边交互子模块用于负责云端与边缘端的基础通信；云边交互子模块将交互信息传输至云端。

在一实施例中，一种面向储能电站边缘端数据采集控制装置还包括Sqlite数据库，Sqlite数据库与边缘自治模块通讯连接，边缘自治模块向Sqlite数据库同步储能电站各设备的基础状态信息和配置信息，Sqlite数据库存储储能电站各设备的基础状态信息和配置信息，例如在边缘侧Sqlite数据库存储储能电站各设备的软件基础信息，实现云端配置数据的本地备份，提升了软件基础数据存储的安全性。Sqlite数据库为开源、轻型数据库，占用资源非常少，数据处理速度较快。

边缘自治模块通过边缘自治网关模块与云端通信。边缘自治网关模块通过mosquitto组件订阅边缘自治模块获取的储能电站各设备数据，将订阅的数据按轻量级流配置发送至云端。

边缘自治网关模块包括数据源、连接所述数据源输出端的输入组件、连接所述输入组件输出端的处理组件和连接所述处理组件输出端的输出组件，以将订阅的数据按轻量级流配置发送至云端。

本实施例中，数据源通过mosquitto组件订阅储能电站各设备数据，存储储能电站各设备数据并传输至输出组件。数据源可以为任一常用的数据库。

输入组件用于读取所述数据源的数据。输入组件可以采用Modbus协议进行数据采集。输入组件可以采用Mqtt协议进行采集数据的接收。输入组件可以采用File协议进行本地问价读取。

处理组件用于接收所述输入组件的数据和处理。处理组件可以采用自定义形式，处理组件为自定义处理程序，任何代码都可以形成处理组件的执行流程。

输出组件用于输出所述处理组件的处理结果。输出组件可以采用输出数据到Mysql数据库的形式、输出数据到Mqtt服务器的形式、输出数据到Rabbitmq消息队列的形式、输出数据到Rest api服务器或输出数据到Http服务器的形式。

其中，输出组件通过设置Http端和Mqtt端，Http端和Mqtt端为虚拟端口，以将接收到的数据发送至云端的Mqtt服务器或Http服务器。

在一实施例中，采用断点续传的方式将储能电站各设备数据传输至Http端。断点续传在数据下载或上传时，先将下载或上传任务划分为多个部分，每一个部分采用一个线程进行上传或下载，当碰到网络故障时，可以从已经上传或下载的部分开始继续上传或下载未完成的部分，节省传输时间，改善传输总速度，提高通讯效率。

在一实施例中，采用离线数据存储的方式将储能电站各设备数据传输至Mqtt端。通过离线数据存储对数据源在线存储的储能电站各设备数据进行备份，防范数据灾难造成的数据丢失。

在一实施例中，边缘自治网关模块将订阅的储能电站各设备数据分析处理后发送至云端。边缘自治网关模块包括数据分析处理子模块。数据分析处理子模块用于对储能电站各设备数据进行分析处理，数据分析处理子模块的输出端与Http端和Mqtt端通讯连接。

在一实施例中，边缘自治网关模块还包括设备联动子模块。设备联动子模块用于通过总线控制或多线控制储能电站各设备，集中向储能电站各设备下发指令，便于大批量管理储能电站各设备，实现大批量设备上下线在线监控，反馈速度更快。

参照图2，本申请中，为了实现云端与边缘自治模块的数据通讯，需要在云端安装采集配置APP、K8s交互模块、云边交互模块、数据桥接APP和云端影子设备。

采集配置APP用于配置储能电站各设备进行数据采集的通信信息和数据读取地址，配置完毕后，将所有储能电站设备的配置信息通过K8s交互模块发布。采集配置APP用于配置储能电站各设备进行数据采集的通信信息、数据读取地址和以何种模式输出到云端，以辅助面向储能电站边缘端数据采集控制装置在云端对位于边缘端的储能电站各设备进行远程配置，解决了传统配置方式需要现场实施，配置不灵活的问题。

K8s交互模块用于与Kubernetes API服务器进行数据交互，以发布配置信息至Kubernetes集群。K8s交互模块用于与Kubernetes API服务器进行数据交互，以获取K8s集群资源信息，有利于全面掌握更多的数据资源，提高集群资源的使用效率。

云边交互模块用于负责云端与边缘端的基础通信，云边交互模块与边缘自治模块的云边交互子模块进行信息交互，并将配置信息下发至边缘端的本地消息交互子模块。

本地消息交换子模块将下发的配置信息同步至其它子模块，如数据子模块和边缘影子设备。

云端影子设备用于基于Kubernetes集群的list-watch机制与边缘影子设备进行数据联动，实时监听储能电站设备的数据变化情况。云端影子设备保存储能电站各设备的基础状态信息和配置信息，实现数据云备份，并将数据变更信息通过数据桥接APP下发至边缘端。

数据桥接APP用于监听云端影子设备的储能电站设备的配置信息的变更情况，并将变更信息下发至边缘自治模块。

具体地，云端业务需要修改边缘侧某个储能电站设备的配置信息时，由云端业务APP订阅变更数据后，通过调用数据桥接APP提供的接口执行变更业务操作，修改储能电站设备的属性值，如参照通用协作API中的下发指令，将储能电站设备【hygrothermograph-instance】的属性【humidity，temperature】值分别修改为【570，251】；

数据桥接APP接收到修改请求后，调用预设的接口直接修改云端影子设备内存储的对应的储能电站设备对应的配置信息。

基于Kubernetes集群的list-watch机制，设置cloudcore服务监听到云端影子设备内的储能电站各设备的配置信息，并将监听到的变更的储能电站设备的配置信息转化为统一数据格式下发到边缘侧服务端。

边缘侧的edgecore服务接收到云端下发的储能电站设备的变更配置信息请求，将请求信息转发至边缘端的数据处理服务。

数据处理服务根据边缘侧变更的配置信息执行配置命令，例如，需要执行储能电站设备的modbus通讯协议内容变更配置，则将变更的配置信息以modbus命令的格式写入边缘端的储能电站设备，不关心实时写入结果。

同时，数据处理服务会定期采集储能电站各设备的变更的配置信息并上报至边缘侧核心的edgecore服务，服务端的edgecore将变更的配置信息转化为统一数据格式上传到云端的cloudcore服务，由cloudcore服务将接收的变更的配置信息写入云端影子设备，并通过数据桥接APP基于Kubernetes集群的list-watch机制和cloudcore服务监听云端影子设备内的储能电站各设备的变更的配置信息，并将监听到的变更的储能电站设备的配置信息转化为统一数据格式下发到边缘侧服务端，将变更数据下发至消息中间件。

本实施例中，list-watch机制作为事件监听机制，云端影子设备的任何信息变更都会通知相应的监听者。

本实施例中，采用通用数据结构在云端业务APP和rabbitmg之间进行通讯。

云端影子设备是边缘端的储能电站真实设备在云端内存的数字模拟，是虚拟的内存模型，云端影子设备借助于开源Kubernetes集群的list-watch机制来实现影子设备的数据联动功能，进而在云端应用中能够实时监听储能电站真实设备中的数据变化情况。

本申请实施例提供的一种面向储能电站边缘端数据采集控制装置的有益效果如下：

一种面向储能电站边缘端数据采集控制装置通过设置边缘自治模块，云边交互子模块用于负责云端与边缘端的基础通信；本地消息交换子模块用于负责边缘自治模块内部组件之间的信息交互；数据子模块用于接收和发送数据到mosquitto组件；边缘影子设备用于保存储能电站各设备的基础状态信息；协议转换模块将储能电站各设备协议转换为mqtt协议；边缘自治网关模块从mosquitto组件订阅储能电站各设备数据，数据源获取储能电站各设备数据并传输至Http端和Mqtt端，Http端和Mqtt端将接收到的数据发送至云端；以借助边缘自治模块、协议转换模块和边缘自治网关模块实现边缘端轻量级数据流的采集控制，便于大批量管理储能电站各设备，实现大批量设备上下线在线监控，能够更好地管理海量储能电站设备，减少了云端设备的算力资源消耗，降低对云端设备的依赖性，有利于储能电站各设备的数据的稳定传输；再者，保障了边缘自治模块和储能电站各设备的数据安全性。

同时，依赖开源Kubernetes集群，Kubernetes集群可以区分命名空间，在每个命名空间中又可以发布大量的储能电站设备配置，以扩容成一个大集群，并通过安装在云端的采集配置APP、K8s交互模块、云边交互模块、数据桥接APP和云端影子设备，设计影子设备反馈机制来实现影子设备的数据联动功能，能够在云端应用中实时监听储能电站真实设备中的数据变化情况，并在云端对位于边缘端的储能电站各设备进行远程配置，从云端控制边缘端的储能电站设备，实现动态管理海量储能电站设备配置信息的目的。

上述一种面向储能电站边缘端数据采集控制装置中的各个模块可全部或部分通过软件、硬件及其组合来实现。上述各模块可以硬件形式内嵌于或独立于计算机设备中的处理器中，也可以以软件形式存储于计算机设备中的存储器中，以便于处理器调用执行以上各个模块对应的操作。

参照图3，为了应对配置变更频繁的场景，减少代码的编写工作量和应用的重启率，本申请实施例还提供一种面向储能电站边缘端数据采集控制方法，该一种面向储能电站边缘端数据采集控制方法应用于上述实施例中一种面向储能电站边缘端数据采集控制装置，所述方法的主要步骤描述如下。

获取输入组件、处理组件和输出组件；

当需要配置储能电站各设备进行数据采集时，基于某一储能电站设备，对输入组件、处理组件和输出组件进行自由组合，远程配置储能电站设备。

具体地，为了应对配置变更频繁的场景，如数据采集的点位地址变更，不同设备采集的点位数量和地址均发生变化的情况，同时，基于接口标准化原理，因数据产生、接收、发送都有通用的方法，这些通用方法具有固定的调用方式，因此，结合储能电站各设备所需的配置参数，预先配置不同的输入组件、不同的处理组件和不同的输出组件，并存储至相应的配置列表中。

当需要配置储能电站各设备进行数据采集时，基于某一储能电站设备，在配置列表中进行查找对比，获取与该储能电站设备相对应的输入组件、处理组件和输出组件的组合方案，将输入组件、处理组件、输出组件三项进行自由组合重用，远程配置储能电站设备，实现轻量级数据流的配置。

每一个输入组件、处理组件、输出组件都有统一的执行过程。

通过标准化数据产生、接收和发送的方式，对输入组件、处理组件、输出组件进行自由组合重用，不依赖外部组件，仅通过内存模型就能实现轻量级数据流；同时，在储能电站设备的配置需要变更时，只需要修改配置参数，不需要重启应用，减少了代码的编写工作量，也无需现场配置，配置更灵活，实现了动态配置。

参照图4，在一实施例中，远程配置储能电站设备的步骤包括，

基于输入组件读取数据；

判断数据是否读取成功；

若数据读取成功，则执行所述处理组件；

令所述处理组件的处理结果从输出组件输出；

判断处理结果是否从所述输出组件成功输出；

若处理结果未从所述输出组件成功输出，则重复上述步骤，直至处理结果从所述输出组件成功输出。

例如，输入组件A的出口可以对接到处理组件B的入口，基于输入组件A读取数据，判断数据是否读取成功，若数据读取成功，数据就从输入组件A流转到处理组件B进行处理。

处理组件B的出口可以对接到输出组件C的入口，使得处理组件B的处理结果从输出组件C输出，再判断处理结果是否从输出组件C成功输出；若处理结果从输出组件C成功输出，则结束配置程序。

若处理结果未从输出组件C成功输出，则重复上述步骤，直至处理结果从输出组件C成功输出，结束配置程序。

在一实施例中，所述基于输入组件读取数据的步骤前，还包括，

判断输入组件是否存在；

若无输入组件，则创建输入组件；

判断输入组件是否创建成功；

若所述输入组件创建成功，则基于所述输入组件读取数据。

通过创建输入组件，在创建组件时会按配置建立一个数据源，使得数据源会不断的给创建的输入组件提供数据，以保证任一储能电站设备能匹配到输入组件，输入组件始终能够读取数据。

在一实施例中，若数据无法读取成功，则判断所述输入组件是否无数据输入；

若所述输入组件有数据输入，则重新基于所述输入组件读取数据；

若所述输入组件无数据输入，则记录所述输入组件无数据输入的错误信息，并重新基于所述输入组件读取数据。

通过判断输入组件是否无数据输入的方式进行溯源，若所述输入组件有数据输入，则重新基于所述输入组件读取数据，以获取储能电站设备的参数配置；若输入组件无数据输入，则记录所述输入组件无数据输入的错误信息，并重新基于所述输入组件读取数据，以继续执行储能电站设备的数据配置任务。

每一个输入组件、处理组件和输出组件都有一个入口和出口，数据从入口流入，从出口流出，不依赖外部组件，仅通过预置的输入组件、处理组件和输出组件就能实现，实现了轻量级的数据流。

参照图5，在一实施例中，为了增强数据传输的安全性，在云端的云边交互模块和边缘端的边缘自治网关模块之间设计加解密方案，具体如下：

在进行数据传输前，云端执行以下步骤，

采用MD5算法截取数据的前16个字符，生成消息报文的信息摘要，将所述信息摘要作为公钥；

使用AES算法生成随机的会话密码；

基于所述会话密码加密消息报文，得到会话密钥；

采用公钥加密所述会话密钥，发送至边缘端的所述边缘自治网关模块。

接收所述会话密钥后，边缘端的边缘自治网关模块执行以下步骤，

采用RSA算法计算私钥，根据所述私钥解密所述会话密钥，得到密文；

使用pwd算法解密所述密文，得到消息报文。

通过采用公钥和会话密码的形式，对数据进行加密，采用私钥和pwd算法对已加密的数据进行解密，适配云端的云边交互模块和边缘端的边缘自治网关模块的通讯环境，以保证云端和边缘端数据传输的安全性。

在一实施例中，边缘端的边缘自治网关模块还执行以下步骤，

采用MD5算法截取解密的所述消息报文的前16个字符，生成消息报文的信息摘要；

验证所述信息摘要与云端保存的对应的信息摘要是否一致；

若一致，将解密的所述消息报文下发至储能电站的各设备，否则，舍弃解密的所述消息报文。

通过对解密后的消息报文的信息摘要与加密前数据的信息摘要进行对比，判断是否为同一信息摘要，以减少传输数据的失真或变更，能减少不法分子发布的虚假指令对真实指令的不良影响。

在一实施例中，获取输入组件、处理组件和输出组件的步骤前，还包括，

按照储能电站各设备的配置信息，自定义私有协议用于数据采集；

其中，私有自定义协议基于加解密协议对数据进行上层封装，对核心数据的读写地址位进行自定义。

基于加解密协议对数据进行上层封装，对核心数据的读写地址位进行自定义，自定义数据结构，对核心数据的读写地址位进行自定义，以改动核心数据的读写地址位，屏蔽厂家协议的公有属性，防止不法分子按照公开的协议信息进行数据读写，以减少不法分子轻易读写数据的情况。

具体地，对核心数据的读写地址位进行自定义包括，

获取核心数据的原内存地址；

基于所述原内存地址，按预设规则映射得到加密地址；

基于所述加密地址访问核心数据的原内存地址。

其中，预设规则可以采用驱动软件当前的空闲地址，建立原内存地址与当前任一空闲地址的一对一映射关系。

例如，储能电站设备的数据存储于原内存0X00012位置上，将0X00012原内存地址映射为加密地址0X00029，通过操作0X00029才能访问原先的0X00012。

在一实施例中，在进行加密前，执行以下步骤，

预先设置数据传输通道的编号和对应的数据类型；

获取采集数据所处的数据传输通道的编号及相应的数据类型；

基于所述数据类型，识别所述数据是否为关键数据；

若所述数据为关键数据，根据所述编号，对数据传输通道内的所述数据进行加密。

通过在采集过程中区分数据所处的数据传输通道和数据类型，实现仅对关键数据的加解密，在保证数据传输效率的同时，能够有效防止敏感信息泄露。

本申请实施例提供的一种面向储能电站边缘端数据采集控制方法的实施原理如下：

用户可以在采集配置APP中以统一格式配置需要采集的储能电站各设备的配置信息，配置信息包括通信协议信息和点位信息；

配置完毕后，将所有的储能电站设备的配置信息通过k8s交互模块发布到kubernetes集群；

发布完毕后，云边交互模块将发布的所有储能电站设备的配置信息下发至边缘端；

边缘端的本地消息交换子模块会将云端下发的所有储能电站设备的配置信息的消息同步给边缘端的其他子模块，并同步到边缘端的Sqlite数据库中，以从云端操作边缘端的储能电站各设备，完成储能电站海量设备的动态配置工作；

再启动边缘自治网关模块，以同步Sqlite数据库中保存的储能电站设备的配置信息；

同步完毕后，按照配置信息的通信协议信息和点位信息，调用自定义私有协议进行储能电站的数据采集；

将采集到的数据按照轻量级流配置上传到云端。

通过输入组件、处理组件和输出组件的调用实现自由组合，动态配置储能电站设备，无需现场配置，配置更灵活，数据从输入组件流入，通过处理组件进行处理后，从输出组件流出，不依赖外部组件，仅通过内置组件就能实现轻量级数据流，减少了代码的编写工作量和应用的重启率，有利于更好地管理海量储能电站设备。

通过创建输入组件，保证任一储能电站设备总能匹配到输入组件，输入组件始终能够读取数据。

通过判断输入组件是否无数据输入，重新获取储能电站设备的参数配置，以及记录输入组件无数据输入的错误信息，以便于错误溯源和继续执行储能电站设备的数据配置任务。

通过对加解密协议对数据进行上层封装，实现自定义私有协议解析数据，以减少不法分子轻易读写数据的情况，使得海量管理储能电站设备的传输数据过程更安全。

应理解，上述实施例中各步骤的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本申请实施例的实施过程构成任何限定。

在一个实施例中，提供了一种计算机设备，该计算机设备可以是服务器。该计算机设备包括通过系统总线连接的处理器、存储器、网络接口和数据库。其中，该计算机设备的处理器用于提供计算和控制能力。该计算机设备的存储器包括非易失性存储介质、内存储器。该非易失性存储介质存储有操作系统、计算机程序和数据库。该内存储器为非易失性存储介质中的操作系统和计算机程序的运行提供环境。该计算机设备的网络接口用于与外部的终端通过网络连接通信。该计算机程序被处理器执行时以实现上述任意一种面向储能电站边缘端数据采集控制方法。

在一个实施例中，提供了一种计算机可读存储介质，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，处理器执行计算机程序时实现以下步骤：

获取输入组件、处理组件和输出组件；

当需要配置储能电站各设备进行数据采集时，基于某一储能电站设备，对输入组件、处理组件和输出组件进行自由组合，远程配置储能电站设备。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一非易失性计算机可读取存储介质中，该计算机程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，本申请所提供的各实施例中所使用的对存储器、存储、数据库或其它介质的任何引用，均可包括非易失性和/或易失性存储器。非易失性存储器可包括只读存储器(ROM)、可编程ROM(PROM)、电可编程ROM(EPROM)、电可擦除可编程ROM(EEPROM)或闪存。易失性存储器可包括随机存取存储器(RAM)或者外部高速缓冲存储器。作为说明而非局限，RAM以多种形式可得，诸如静态RAM(SRAM)、动态RAM(DRAM)、同步DRAM(SDRAM)、双数据率SDRAM(DDRSDRAM)、增强型SDRAM(ESDRAM)、同步链路(Synchlink)DRAM(SLDRAM)、存储器总线(Rambus)直接RAM(RDRAM)、直接存储器总线动态RAM(DRDRAM)、以及存储器总线动态RAM(RDRAM)等。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为了描述的方便和简洁，仅以上述各功能单元、模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能单元、模块完成，即将所述系统的内部结构划分成不同的功能单元或模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。

Claims (10)

1.一种面向储能电站边缘端数据采集控制装置，其特征在于，包括边缘自治模块和与所述边缘自治模块通讯连接的协议转换模块，所述协议转换模块用于将储能电站各设备协议转换为mqtt协议；

所述边缘自治模块包括云边交互子模块、本地消息交换子模块、数据子模块和边缘影子设备，所述边缘影子设备与所述本地消息交换子模块进行信息交互，所述本地消息交换子模块将交互信息上传至所述云边交互子模块；

云边交互子模块用于负责云端与边缘端的基础通信；

本地消息交换子模块用于负责边缘自治模块内部组件之间的信息交互；

数据子模块用于接收和发送数据到mosquitto组件；

边缘影子设备用于保存储能电站各设备的基础状态信息；

所述边缘自治模块通讯连接有Sqlite数据库，所述边缘自治模块向所述Sqlite数据库同步储能电站各设备的基础状态信息和配置信息，所述Sqlite数据库存储储能电站各设备的基础状态信息和配置信息；

还包括从mosquitto组件订阅储能电站各设备的配置信息的边缘自治网关模块，所述边缘自治网关模块将订阅的数据发送至云端；

所述边缘自治网关模块包括数据源、输入组件、处理组件和输出组件；

所述数据源用于获取储能电站各设备数据；

所述输入组件用于读取所述数据源的数据；

所述处理组件用于接收所述输入组件的数据和处理；

所述输出组件用于输出所述处理组件的处理结果。

2.根据权利要求1所述的面向储能电站边缘端数据采集控制装置，其特征在于，所述输入组件采用Modbus协议或Mqtt协议进行数据采集，或所述输入组件进行本地文件读取。

3.根据权利要求1所述的面向储能电站边缘端数据采集控制装置，其特征在于，所述处理组件采用自定义形式。

4.根据权利要求1所述的面向储能电站边缘端数据采集控制装置，其特征在于，所述输出组件将处理结果输出至Mysql数据库、Mqtt服务器、Http服务器、Rabbitmq消息队列或Rest api服务器。

5.根据权利要求1-4任意一项所述的面向储能电站边缘端数据采集控制装置，其特征在于，还包括安装于云端的采集配置APP、K8s交互模块和云边交互模块；

所述采集配置APP用于配置储能电站各设备进行数据采集的通信信息和数据读取地址，配置完毕后，将所有储能电站设备的配置信息通过所述K8s交互模块发布；

所述K8s交互模块用于与Kubernetes API服务器进行数据交互，以发布配置信息至Kubernetes集群；

所述云边交互模块用于负责云端与边缘端的基础通信，所述云边交互模块与所述边缘自治模块的所述云边交互子模块进行信息交互，并将配置信息下发至边缘端的本地消息交换子模块；

所述本地消息交换子模块将下发的配置信息同步至所述数据子模块和所述边缘影子设备。

6.根据权利要求5所述的面向储能电站边缘端数据采集控制装置，其特征在于，还包括安装于云端的云端影子设备和数据桥接APP；

所述云端影子设备用于基于Kubernetes集群的list-watch机制与所述边缘影子设备进行数据联动，实时监听储能电站设备的数据变化情况；

所述数据桥接APP用于监听所述云端影子设备的储能电站设备的配置信息的变更情况，并将变更信息下发至所述边缘自治模块。

7.一种面向储能电站边缘端数据采集控制方法，其特征在于，应用于权利要求1-6任意一项所述的面向储能电站边缘端数据采集控制装置，包括以下步骤，

获取输入组件、处理组件和输出组件；

当需要配置储能电站各设备进行数据采集时，基于某一储能电站设备，对所述输入组件、所述处理组件和所述输出组件进行自由组合，远程配置储能电站设备。

8.根据权利要求7所述的面向储能电站边缘端数据采集控制方法，其特征在于，所述远程配置储能电站设备的步骤包括，

基于输入组件读取数据；

判断数据是否读取成功；

若数据读取成功，则执行所述处理组件；

令所述处理组件的处理结果从输出组件输出；

判断处理结果是否从所述输出组件成功输出；

若处理结果未从所述输出组件成功输出，则重复上述步骤，直至处理结果从所述输出组件成功输出。

9.根据权利要求8所述的面向储能电站边缘端数据采集控制方法，其特征在于，所述基于输入组件读取数据的步骤前，还包括，

判断输入组件是否存在；

若无输入组件，则创建输入组件；

判断输入组件是否创建成功；

若所述输入组件创建成功，则基于所述输入组件读取数据。

10.根据权利要求7所述的面向储能电站边缘端数据采集控制方法，其特征在于，所述获取输入组件、处理组件和输出组件的步骤前，还包括，

按照储能电站各设备的配置信息，自定义私有协议用于数据采集；

其中，所述私有自定义协议基于加解密协议对数据进行上层封装，对核心数据的读写地址位进行自定义。

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