CN116033375B - 一种通信基站全站智能化管控方法和系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种通信基站全站智能化管控方法和系统,终端设备接入设备管理平台,设备管理平台建立物模型,不同的物模型的数据格式文件采用API接口方式,与物孪生平台层进行数据信息交互。本发明是基于分布式原生数据孪生技术,把基站全站中各用电通信设备负载、蓄电池组、门锁、空调、照明、烟感以物的形态进行定义,通过解耦技术方法和技术手段构建智能化系统平台架构,通过无线网络连接与基站全站定义不同的物进行数据交互,数据采集、指令下发等方法及装置,实现对不同物的隔离及联动。
Description
技术领域
本发明涉及一种通信基站全站智能化方法和装置,属于通信技术领域。
背景技术
自铁塔公司成立以来,便全权负责铁塔的建设和维护。中国三大电信运营商将不再自己选择基站站址并建造铁塔,而是租用铁塔公司的铁塔,这有利于减少电信行业内铁塔以及相关基础设施的重复建设,实现通信基础设施共建、共享。但是铁塔公司对三家电信运营商共享基站全站的管理方式,仍采用传统的管理方式,租户的电费分摊不精细,上站维护成本高。因此,铁塔公司亟待提高对基站全站管理的智能化管理水平。
目前铁塔公司基站管理是通过FSU(Field Supervision Unit)动环监控方式。通信基站动环监控系统架构如图1所示。
目前FSU五种架构演进方式如下:
1)早期机房动力环境监控系统,各节点独立工作,只能对机房简易的参量进行监测:环境温湿度、漏水、市电有无、重要配电开关等,基本上只能对简易的开关量及少量模拟量的监测。监控主设备在本地完成采集,通过PSTN电话系统或者SMS短信系统将告警通知机房负责人。早期这种动环监控方式,监控内容简陋,及时性差,无法提供完善的管理体制,事后分析缺乏数据支持;
2)传统动力环境监控系统,采用多串口的方式实现对底端动力设备的采集,联网传送实时数据。采用这种方式,布线比较复杂、成本高、依赖工控机性能;
3)底端存储机房环境动力监控系统,在“嵌入式协议解释、主动上报”的基础上,虽然完善底端离线存储,网络异常时底端存储,通过底端设备将告警通知,但是相对成本比较高,功能也非常复杂;
4)多串口服务器动力环境监控系统,将现场RS232/RS422/RS485设备接入多串口服务器,经多串口服务器TCP/IP网络传送至监控主机,采用透明传输机制,设备通信协议解释由监控主机完成,如果网络故障或监控主机出现故障,监控将缺失;
5)嵌入式机房动力环境监控系统,实现底端采集、底端协议解释、统一编码、主动上报技术方案,虽然采用嵌入式解释、主动上报传输机制,但监控数据由监控主机接收,如果网络故障或监控主机出现故障,监控仍将缺失。
因此,上述传统动环监控系统存在以下不足之处:
1)全站设施监管信息无法实时信息同步
通信基站全站中,各设施维护管理分散在不同的平台上,数据共享困难;设备运维人员及管理人员也无法实现实时信息同步。
目前基站动环监控已分化形成各种增值应用,如各种动力设备的管理、资源系统的管理、图像监控、智能门禁监控等。
2)无法快速有效纳管底端智能化设备
随着通信业务的发展,站点数目及网络规模也日趋庞大,监控系统的数据量及其处理能力也面临着日趋严峻的挑战。
面对这种发展趋势,传统的轮巡方式与监控中心集中处理机制必然导致传输网络与监控中心服务器的巨大压力,容易造成网络风暴、中心瓶颈及单点故障等问题。
同时随着底端设备单元的智能化及MQTT广泛应用,传统动环监控无法满足系统的快速迭代升级,造成成本高、效率低,且网络结构复杂,系统维护困难。
3)监控对象不够全面
动环监控系统的监控对象一般是动力设备及环境量,监控的目的也是完成三遥量的监控,不能实现全站监控覆盖,管控比较粗犷。
4)传统的动环监控架构开放性不够
监控系统的开放性包括底端采集设备的互联和监控系统各级间的互联(分别为A、B、C、D接口)。目前,除了B接口,相关的标准规范已经对于其他各级接口进行了详细的规定,但在实际应用过程中对于这些接口的执行力度却远远不够。在不同厂家系统间互联时往往需要额外进行互联软件的开发,更重要的是,一旦一家公司不再进行该监控系统的建设,其底端采集设备将面临无法维护、更换的尴尬局面,最终造成整个监控系统的瘫痪。另一个方面,一家公司承建某地区监控系统后,由于监控系统无法互联的问题,以后各期扩容也只能由该公司建设,在技术和价格上都无法引入有效的竞争。
综上,目前通信基站采用的复杂的紧耦合动环监控方式,建设成本高,网络结构复杂,同时传统的管理方式,不能满足全站运维多工种、多租户、多平台的统一管理。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的缺陷,提供一种通信基站全站智能化的管控方法和系统,以提升铁塔公司对基站全站数字化、智能化管控水平,降低维护成本。
为解决上述技术问题,本发明采用的技术方案如下:
一种通信基站全站智能化管控方法,包括以下步骤:
步骤一、终端设备接入设备管理平台:
步骤1、基站中的终端设备通过各自的手机客户端APP扫描终端设备上预制的二维码信息,通过网络上传到设备管理平台;
步骤2、终端设备接入设备管理平台,并与设备管理平台信息交互;
设备管理平台接受到具有智慧网关能力的终端设备通过物联网协议方式发送的令牌鉴权信息,判定是否允许终端设备接入,验证终端设备合法身份后,在设备管理平台注册并记录该终端设备对应的手机客户端APP上传的设备属性信息,所述设备属性信息通过扫描终端设备上预制的二维码信息获得;
步骤3、具有智慧网关能力的终端设备通过4G、5G或NB-Iot网络方式向设备管理平台回传终端设备的各电路回路上的实时变化的数据参数,并根据预先设定的预警阈值,启动联动机制,自动或远程对该终端设备进行维护操作;
步骤二、设备管理平台建立物模型:
设备管理平台中的物孪生平台层根据基站中终端设备类型、协议标准建立不同的物模型,对终端设备差异化进行数字化抽象描述,将终端设备定义为不同的物模型,物模型是物理设备在数字世界中的数字孪生体,是一种描述物理设备动态及静态的属性集合,包括设备的多维度的属性、参数,以json格式文件表示;
物模型采用API接口方式接收设备管理平台解析出的具有智慧网关能力的终端设备回传的数据参数,匹配对应的物模型,创建生成统一标准对应物模型的json格式文件;
不同的物模型的数据格式文件,采用API接口方式,与物孪生应用层进行数据信息交互。
进一步地,所述基站中的终端设备包括智慧式微型断路器、门锁、空调、照明、视频监控、蓄电池组和/或烟感。
进一步地,所述预制二维码信息包括:网关识别码、设备类型、协议类型和网关识别码类型。
进一步地,终端设备与设备管理平台信息交互过程为:
1)连接:终端设备向设备管理平台发起 mqtt 连接请求;
2)应答:设备管理平台接受 mqtt 连接请求,建立连接;
3)上报:在 mqtt 连接建立成功后,终端设备通过各自对应的上报格式的类属性上报信息给设备管理平台;
4)下发:在终端设备与设备管理平台的 mqtt 连接建立成功后,终端设备侦听自己接受下发指令的上报格式的类属性,设备管理平台通过发布指令到对应终端设备的上报格式的类属性,下发指令给终端设备。
进一步地,所述令牌鉴权信息是按照一定的规则生成的鉴权信息,包括连接地址、端口和用户名。
进一步地,所述具有智慧网关能力的终端设备为带有边缘计算功能的网关。
进一步地,所述设备管理平台包括物孪生平台层和物孪生应用层。
进一步地,物孪生平台层对基站中终端设备建立物模型,过程如下:
1)物模型定义,将基站中的终端设备虚拟抽象为数字化的数据模型;
2)创建物模型,对基站中接入的终端设备分别创建各自的物模型;
3)在物模型中定义终端设备属性,包括终端设备的状态、接入许可;
4)根据定义的终端设备属性,不能在同一物模型中全部定义的,则创建子模块,对子模块进行定义;
5)根据终端设备的业务逻辑定义控制指令;
6)事件及触发规则定义,根据控制指令中定义的业务逻辑自动触发警报和响应事件的操作和触发规则定义;
7)创建终端设备物孪生应用,开发并发布物模型,发布终端设备物孪生应用;
8)对接入的终端设备进行管控;
9)将采集的终端设备所在回路中的数据参数上报至物孪生平台;
10)设备事件触发,当满足触发规则时触发终端设备定义的事件。进一步地,物孪生应用层包括:设备的归属模块、设备的展现模块、设备控制模块和设备保障模块;
设备的归属模块,接受行业应用层指令并解析,并产生传输给设备接入层的指令和数据,设备归属模块通过终端设备各自的物模型输出的标准化数据,进行设备属性的记录,分配到不同的管理组织下进行管理,组织管理按照行业用户的管理不同层级、不同角色进行权限分配;
设备的展现模块,根据终端设备归属组织的不同,进行设备信息的收集、传输、储存、加工、分析、预测、转交、更新和维护,进行各自不同终端设备的展现;
设备控制模块,通过采集终端设备数据参数,根据设置的预警阈值,对终端设备进行控制操作;
设备保障模块,实现基于事件的触发,将各种预定义的事件变成触发器,触发预设的行为和动作,并将相关信息发送到手机客户端APP告知维护人员。
一种通信基站全站智能化管控系统,至少包括设备接入层和设备管理平台,设备管理平台包括和物孪生平台层和物孪生应用层;
设备接入层用于终端设备接入设备管理平台;基站中的终端设备通过各自的手机客户端APP扫描终端设备上预制的二维码信息,通过网络上传到设备管理平台;终端设备接入设备管理平台,并与设备管理平台信息交互;设备管理平台接受到具有智慧网关能力的终端设备通过物联网协议方式发送的令牌鉴权信息,判定是否允许终端设备接入,验证终端设备合法身份后,在设备管理平台注册并记录该终端设备对应的手机客户端APP上传的设备属性信息,所述设备属性信息通过扫描终端设备上预制的二维码信息获得;具有智慧网关能力的终端设备通过4G、5G或NB-Iot网络方式向设备管理平台回传终端设备的各电路回路上的实时变化的数据参数,并根据预先设定的预警阈值,启动联动机制,自动或远程对该终端设备进行维护操作;
物孪生平台层用于建立物模型;对基站中终端设备建立物模型,对终端设备差异化进行数字化抽象描述,将终端设备定义为不同的物模型;物模型采用API接口方式接收设备管理平台解析出的具有智慧网关能力的终端设备回传的数据参数,匹配对应的物模型,创建生成统一标准对应物模型的json格式文件;
不同的物模型的数据格式文件,采用API接口方式,与物孪生应用层进行数据信息交互。
本发明所达到的有益效果:
本发明是基于分布式原生数据孪生技术,把基站全站中各租户用电通信设备负载、蓄电池组、门锁、空调、照明、烟感以物的形态进行定义,通过解耦技术方法和技术手段构建智能化系统平台架构,通过无线网络连接与基站全站定义不同的物进行数据交互,数据采集、指令下发等方法及装置,实现对不同物的隔离及联动。
本发明的优势主要包括:
1)快速接入智能化底端设备单元
随着技术的发展,底端数据采集单元处理器集成化和性能快速提高,使底端进行监控数据的分析和处理、完善监控系统的控制功能成为可能。
通信基站全站智能化管理平台,采用解耦传统的业务逻辑,实现通信基站多管理方、多租户、多维护方、多厂商的基站中不同物的统一接入,统一呈现,统一管理,数据共享的新型智能化的平台架构。
2)终端设备MQTT广泛应用
随着物联网应用场景的不断渗透,通信基站传统的基础设施的管控也越来越智能化、数字化,凸显出通信基站全站智能化管理平台构建的轻量级、低代码、快速接入,统一纳管的能力优势。
3)监控对象更全面,功能更完善
本发明对于全站设施构建不同物的通用模型,为底端设备监控提供了便捷的接口,使用者可以直接接入使用,简单方便地实现监控对象的全覆盖。
4)监控系统的开放性得到了加强
实现通信基站全站管理方、租户、维护方、设备厂商实时的信息同步,共享同一个平台数据,且能各取所需,全面提升通信基站全关管理的效率,通过全站的数字化改造,精细化、智能化的管理方式,实现轻量运营、降本增效。
附图说明
图1是传统通信基站动环监控系统架构图;
图2是设备管理平台层级示意图;
图3是边缘终端接入管理平台示意图;
图4是终端与设备管理平台信息交互过程示意图;
图5是手机端APP二维码扫描采集界面;
图6是网关回传的边缘设备信息图;
图7是设备物模型的创建及物孪生平台层应用设计的流程图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案,而不能以此来限制本发明的保护范围。
本发明的通信基站全站智能化管控方法和系统是针对通信行业,基站全站智能化管理、设计和实现的全新理念,旨在实现通信基站全站基础设施、通信、安防、照明、环境数字化、智慧化于一体的先进的管控方式。
通信基站全站智能的管控方法和系统,是基于分布式数据原生平台衍生出的行业应用方法和装置,覆盖通信基站全站的智能化、数字化的方法和应用。
本系统架构核心部件分为四层:设备接入层、物孪生平台层、物孪生应用层、行业应用层。
通信基站全站运营设备规划主要包括:为通信运营商、行拓用户设备提供电力的交直流智慧微断,智能空调、智慧门锁、蓄电池组、照明、视频监控。本系统支持适配未来基站新增设备的接入,具有范围可延展、容量可扩充的性能。
下面详细阐述通信基站全站智能管控方法的实现流程,如图2所示。
步骤一、设备接入
步骤1、不同品牌的、不同厂家的智慧微断/门锁/空调/照明/视频监控/蓄电池组/烟感等基站中其他终端设备,通过各自的手机客户端APP,扫描智慧微断/门锁/空调/照明/视频监控/蓄电池组/烟感等基站中设备上预制的二维码信息。接入的这些终端设备均为具有智慧网关能力的终端设备。
如图5所示,预制二维码信息包括:网关识别码、设备类型、协议类型和网关识别码类型。
本实施例中,具体为,网关识别码,cog-gw-004;设备类型:智慧断路器;协议类型:TZ-4G(通信4G无线协议类型);网关识别码类型:SID(蜂窝移动通信网中唯一地识别一个移动业务本地网号码),通过电信运营商网络上传到设备管理平台。
步骤2、如图3、图4所示,终端设备接入设备管理平台,与设备管理平台信息交互过程为:
1)连接:终端向设备管理平台发起 mqtt 连接请求;
2)应答:设备管理平台接受 mqtt 连接请求,建立连接;
3)上报:在 mqtt 连接建立成功后,终端通过各自对应的上报格式 topic的类属性上报信息给设备管理平台;上报信息为网关采集到的边缘设备的各类信息,包括告警信息、事件信息等预设的边缘设备需要采集的信息。
4)下发:在终端与设备管理平台的 mqtt 连接建立成功后,终端侦听自己接受下发指令的上报格式topic的类属性,设备管理平台通过发布指令到对应终端的上报格式topic的类属性,下发指令给终端。
设备管理平台接受到具有智慧网关能力的终端设备通过HTTP、MQTT、LORA、LWM2M等各类物联网协议方式发送的令牌token鉴权信息,判定是否允许设备接入,验证设备合法身份后,在设备管理平台注册并记录手机客户端APP上传的设备属性信息。设备属性信息通过扫描设备上预制的二维码信息获得。
令牌token鉴权信息是按照一定的规则生成的鉴权信息,包括以下具体内容:
1)连接地址:device1-api.cogiot.net
2)端口:1883
3)用户名:一般为网关设备 key 密码,设备批次令牌token ,需要向设备管理平台索要。
4)本协议规定在通信格式上应统一采用小端数据格式。小端数据格式是指协议里面有些规定到了bit位,是一种协议存储方式的规定。
步骤3、智慧微断/门锁/空调/照明/视频监控/蓄电池组/烟感等基站中其他终端设备完成安装、上电后,带有边缘计算功能的具有智慧网关能力的终端设备通过4G、5G、NB-Iot等网络方式向设备管理平台回传该设备的各电路回路上的实时变化的数据参数,并根据预先设定的预警阈值,超过预警阈值,启动联动机制,自动或远程对该设备进行维护操作,保障基站全站设备的安全。
以智慧微断为例,数据参数如图6所示,包括以下信息:
网关识别码、微断表地址、微断类型说明、微断的唯一标识、微断交直流类型、生产厂商、生产日期、设备上下状态说明、微断是否支持二级告警说明、设备版本号、毫秒级时间戳。
其中,微断类型说明中,0表示1P微断,1表示2P微断,3表示2P漏电微断,4表示3P微断,5表示3P漏电微断,6表示4P微断,7表示4P漏电微断。
微断交直流类型说明中,0表示交流微断,1表示直流微断。
设备上下状态说明中,0表示离线,1表示上线。
微断是否支持二级告警说明中,0表示不支持二级告警,1表示支持二级告警。
设备管理平台与设备之间进行数据传输使用的协议,支持目前市场上的主流协议,如LWM2M、MQTT、HTTP,NB-IOT、LORA等,同时具备可定制开发协议接口,适配设备接入层的需要。
步骤二、设备管理平台建立物模型、数字孪生核心架构
设备管理平台接收到南向设备接入信息后,智慧网关通过4G无线方式,把采集的数据信息回传到设备管理平台。分布式算力平台层通过API接口方式对接设备管理平台,再通过API接口与物孪生平台层进行数据交互,物孪生平台层根据不同厂家智慧微断/门锁/空调/照明/视频监控/蓄电池组/烟感等基站中设备类型、协议标准建立不同的物模型,进行适配。
其中提到的南向指的是边缘设备与设备管理平台之间的对接,称为南向,设备管理平台与手机客户端的对接为北向。南向设备也就是基站中带有智慧网关的设备。
分布式算力平台层提供负责终端设备接入,实现对边缘设备内部的资源的全面管理,包括建立通信的连接、边缘设备连接数量的统计、计费、服务器上的CPU、内存、磁盘资源做容器云的容器化管理和交换机端口的管控,并通过API接口方式与上层物孪生平台进行信息交互。
设备管理平台中包括物孪生平台层和物孪生应用层。
物孪生平台层中,对不同的接入设备厂家的智慧微断/门锁/空调/照明/视频监控/蓄电池组/烟感等基站中不同的终端设备建立不同的物模型,对设备差异化进行数字化抽象描述,将智慧微断/门锁/空调/照明/视频监控/蓄电池组/烟感等基站中终端设备定义为不同的物模型,边缘计算智慧设备装置,为通信基站全站设备安全运营装置服务。本方案物模型定义是将基站中智慧微断/门锁/空调/照明/视频监控/蓄电池组/烟感等基站中终端设备实体进行数字化、模型化的过程。
智慧微断/门锁/空调/照明/视频监控/蓄电池组/烟感等基站中设备本身定义为单体物或复合物,物模型是物理设备在数字世界中的数字孪生体,是一种描述物理设备动态及静态的属性集合,包括设备的多维度的属性、参数,以json格式(轻量级的数据交换格式)文件表示。如定义物理设备的站址:“int Add=三元祠基站”。物模型采用API方式接收设备管理平台解析出的具有智慧网关能力的终端设备回传的如图6所示的数据参数,匹配对应的物模型,创建生成统一标准即对应物模型的json格式文件。不同的物模型的数据格式文件,采用API接口方式,与物孪生应用层进行数据信息交互,数据格式的转换,数据(信息、指令和报警)的上传下达以及数据/指令下发和数据/告警上报。
如图7所示,智慧微断/门锁/空调/照明/视频监控/蓄电池组/烟感等基站中终端设备物模型的创建及物孪生平台层应用设计的流程如下:
通信基站全站智能边缘设备接入设计及规划流程相同。
首先是1)物模型定义:将机房已安装完成的智慧微断/门锁/空调/照明/视频监控/蓄电池组/烟感等基站中设备虚拟抽象为数字化的数据模型,便于设备管理平台管理和数据交互。
2)当物模型定义完成后,进行物模型创建。智慧微断为一类的物,创建一个物模型,空调等其他基站智慧接入设备分别创建各自的物模型。
3)定义相关设备属性,包括智慧微断/门锁/空调/照明/视频监控/蓄电池组/烟感等基站中其他设备的状态、接入许可等。
4)根据负载不同的属性,不能在同一物模型全部定义的,则创建子物,并进行子模块的定义。
5)在智慧微断/门锁/空调/照明/视频监控/蓄电池组/烟感等基站中其他设备实际的业务需求中,需要通过手机客户端APP或设备管理平台根据业务需要进行自动控制或手动人为干预,则在控制指令中进行定义。
6)事件定义:事件是识别比预期更复杂的情况的数据模式,将根据控制指令中定义的业务逻辑自动触发警报和响应事件的操作,以便快速解决问题。
7)创建智慧微断/门锁/空调/照明/视频监控/蓄电池组/烟感等基站中其他设备物孪生应用、开发并发布物模型、发布智慧微断/门锁/空调/照明/视频监控/蓄电池组/烟感等基站中其他设备物孪生应用。
8)智慧微断/门锁/空调/照明/视频监控/蓄电池组/烟感等基站中其他设备安装、上电并通过无线传输方式接入设备管理平台后,需要对接入的智慧微断/门锁/空调/照明/视频监控/蓄电池组/烟感等基站中其他设备进行管控,并实现对数据的上传下达。
9)设备管理平台对采集的具有智慧网关能力的终端设备如智慧微断各回路中电参量的数据通过分布式算力平台上传到物孪生平台。
10)设备事件触发:当满足预定义的规则发生时触发设备定义的事件,则触发业务事件,下达联动指令和告警,实现设备管理平台对边缘设备的远程控制及管理。
物孪生应用层,包括:设备的归属模块、设备的展现模块、设备控制模块、设备保障模块。
设备的归属模块,接受行业应用层指令并解析,并产生传输给设备接入层的指令和数据,设备归属模块通过各自对应的物模型输出的标准化数据,进行设备属性的记录。分配到不同的管理组织下进行管理,组织管理按照行业应用时用户的不同管理层级、不同角色进行权限分配。
设备的展现模块,根据设备归属组织的不同,进行设备信息的收集、传输、储存、加工、分析、预测、转交、更新和维护,事件的定义等进行各自不同设设备的展现,展现形式根据角色的不同,规划设计不同的需求功能。如:三元祠基站电量的分摊,全站进线侧总电量,南京移动通信设备用电电量,南京联通通信设备用电电量,不同的角色通过各自的账户,看到各自的用电信息,其他客户信息被屏蔽和隔离。
设备控制模块,通过采集用电边缘侧设备端终端设备数据参数,根据国标设置不同的阈值,并分级处理。
设备保障模块,实现基于事件的触发,将各种预定义的事件变成触发器,触发预设的行为和动作。根据设备控制模块中数据参数状态和阈值的设定,联动相关业务流程进行自动智能操作,以保障用电设备的安全。相关信息发送到手机客户端APP告知维护人员,及时排查处理。
采用本方案的管控方法和系统,可以进一步展开进行行业应用。
物孪生应用层通过接口调用物孪生平台建立好的具有设备属性的物模型,统一数据格式,再通过API接口与行业应用层进行数据交互。
平台采用C/S客户端服务器模式,通过HTTP接口方式,按照“开户即用”的设计理念,进行开发设计,为客户提供灵活、开放、友好的应用体验。
全站智能接入设备的设计理念,通信基站全站设备根据步骤一至步骤二的设计理念,通过解耦原智慧微断/门锁/空调/照明/视频监控/蓄电池组/烟感等基站中其他设备数据处理的逻辑,通信基站设备接入平台设计理念,通过分层设计,归纳共性,避免重复开发,减少不必要的工作量。只需要根据用户需求不同,基于分布式数据原生平台,建立不同的物模型,再通过物孪生平台数据处理,即可实现通信基站全站边缘设备的快速开发接入。
以上所述仅是本发明的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明技术原理的前提下,还可以做出若干改进和变形,这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种通信基站全站智能化管控方法,其特征是,包括以下步骤:
步骤一、终端设备接入设备管理平台:
步骤1、基站中的终端设备通过各自的手机客户端APP扫描终端设备上预制的二维码信息,通过网络上传到设备管理平台;
步骤2、终端设备接入设备管理平台,并与设备管理平台信息交互;
设备管理平台接受到具有智慧网关能力的终端设备通过物联网协议方式发送的令牌鉴权信息,判定是否允许终端设备接入,验证终端设备合法身份后,在设备管理平台注册并记录该终端设备对应的手机客户端APP上传的设备属性信息,所述设备属性信息通过扫描终端设备上预制的二维码信息获得;
步骤3、具有智慧网关能力的终端设备通过4G、5G或NB-Iot网络方式向设备管理平台回传终端设备的各电路回路上的实时变化的数据参数,并根据预先设定的预警阈值,启动联动机制,自动或远程对该终端设备进行维护操作;
步骤二、设备管理平台建立物模型:
设备管理平台中的物孪生平台层根据基站中终端设备类型、协议标准建立不同的物模型,对终端设备差异化进行数字化抽象描述,将终端设备定义为不同的物模型,物模型是物理设备在数字世界中的数字孪生体,是一种描述物理设备动态及静态的属性集合,包括设备的多维度的属性、参数,以json格式文件表示;
物模型采用API接口方式接收设备管理平台解析出的具有智慧网关能力的终端设备回传的数据参数,匹配对应的物模型,创建生成统一标准对应物模型的json格式文件;
不同的物模型的数据格式文件,采用API接口方式,与物孪生应用层进行数据信息交互。
2.根据权利要求1所述的通信基站全站智能化管控方法,其特征是,所述基站中的终端设备包括智慧式微型断路器、门锁、空调、照明、视频监控、蓄电池组和/或烟感。
3.根据权利要求1所述的通信基站全站智能化管控方法,其特征是,所述预制二维码信息包括:网关识别码、设备类型、协议类型和网关识别码类型。
4.根据权利要求1所述的通信基站全站智能化管控方法,其特征是,终端设备与设备管理平台信息交互过程为:
1)连接:终端设备向设备管理平台发起 mqtt 连接请求;
2)应答:设备管理平台接受 mqtt 连接请求,建立连接;
3)上报:在 mqtt 连接建立成功后,终端设备通过各自对应的上报格式的类属性上报信息给设备管理平台;
4)下发:在终端设备与设备管理平台的 mqtt 连接建立成功后,终端设备侦听自己接受下发指令的上报格式的类属性,设备管理平台通过发布指令到对应终端设备的上报格式的类属性,下发指令给终端设备。
5.根据权利要求1所述的通信基站全站智能化管控方法,其特征是,所述令牌鉴权信息是按照一定的规则生成的鉴权信息,包括连接地址、端口和用户名。
6.根据权利要求1所述的通信基站全站智能化管控方法,其特征是,所述具有智慧网关能力的终端设备为带有边缘计算功能的网关。
7.根据权利要求1所述的通信基站全站智能化管控方法,其特征是,所述设备管理平台包括物孪生平台层和物孪生应用层。
8.根据权利要求7所述的通信基站全站智能化管控方法,其特征是,物孪生平台层对基站中终端设备建立物模型,过程如下:
1)物模型定义,将基站中的终端设备虚拟抽象为数字化的数据模型;
2)创建物模型,对基站中接入的终端设备分别创建各自的物模型;
3)在物模型中定义终端设备属性,包括终端设备的状态、接入许可;
4)根据定义的终端设备属性,不能在同一物模型中全部定义的,则创建子模块,对子模块进行定义;
5)根据终端设备的业务逻辑定义控制指令;
6)事件及触发规则定义,根据控制指令中定义的业务逻辑自动触发警报和响应事件的操作和触发规则定义;
7)创建终端设备物孪生应用,开发并发布物模型,发布终端设备物孪生应用;
8)对接入的终端设备进行管控;
9)将采集的终端设备所在回路中的数据参数上报至物孪生平台;
10)设备事件触发,当满足触发规则时触发终端设备定义的事件。
9.根据权利要求7所述的通信基站全站智能化管控方法,其特征是,物孪生应用层包括:设备的归属模块、设备的展现模块、设备控制模块和设备保障模块;
设备的归属模块,接受行业应用层指令并解析,并产生传输给设备接入层的指令和数据,设备归属模块通过终端设备各自的物模型输出的标准化数据,进行设备属性的记录,分配到不同的管理组织下进行管理,组织管理按照行业用户的管理不同层级、不同角色进行权限分配;
设备的展现模块,根据终端设备归属组织的不同,进行设备信息的收集、传输、储存、加工、分析、预测、转交、更新和维护,进行各自不同终端设备的展现;
设备控制模块,通过采集终端设备数据参数,根据设置的预警阈值,对终端设备进行控制操作;
设备保障模块,实现基于事件的触发,将各种预定义的事件变成触发器,触发预设的行为和动作,并将相关信息发送到手机客户端APP告知维护人员。
10.一种通信基站全站智能化管控系统,其特征是,至少包括设备接入层和设备管理平台,设备管理平台包括和物孪生平台层和物孪生应用层;
设备接入层用于终端设备接入设备管理平台;基站中的终端设备通过各自的手机客户端APP扫描终端设备上预制的二维码信息,通过网络上传到设备管理平台;终端设备接入设备管理平台,并与设备管理平台信息交互;设备管理平台接受到具有智慧网关能力的终端设备通过物联网协议方式发送的令牌鉴权信息,判定是否允许终端设备接入,验证终端设备合法身份后,在设备管理平台注册并记录该终端设备对应的手机客户端APP上传的设备属性信息,所述设备属性信息通过扫描终端设备上预制的二维码信息获得;具有智慧网关能力的终端设备通过4G、5G或NB-Iot网络方式向设备管理平台回传终端设备的各电路回路上的实时变化的数据参数,并根据预先设定的预警阈值,启动联动机制,自动或远程对该终端设备进行维护操作;
物孪生平台层用于建立物模型;对基站中终端设备建立物模型,对终端设备差异化进行数字化抽象描述,将终端设备定义为不同的物模型;物模型采用API接口方式接收设备管理平台解析出的具有智慧网关能力的终端设备回传的数据参数,匹配对应的物模型,创建生成统一标准对应物模型的json格式文件;
不同的物模型的数据格式文件,采用API接口方式,与物孪生应用层进行数据信息交互。
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