CN116566063A - 一种基于物联网的智慧电网用电安全监管方法及系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及电性能的测试装置领域，具体公开一种基于物联网的智慧电网用电安全监管方法及系统。当时，总电路切断；当存在支电路上的负载功率时，则该支电路为异常支电路，判断是否存在满足该支电路上的电器切入的待切换支电路；若存在，则切断该异常支电路并选择满足该电器切入的代价最小的支电路作为该电器的切入对象；若不存在，则切断该异常支电路；本发明在智能改造区域内通过安装智能电表，采用无线连接方式实现区域电路远程管理与用电安全监管功能，实现智控区域内电路状态实时监控，同时以边缘云服务节点为基站，通过智能电表实现对电路的监管。

Description

一种基于物联网的智慧电网用电安全监管方法及系统
技术领域
本发明涉及电性能的测试装置领域，具体涉及一种基于物联网的智慧电网用电安全监管方法及系统。
背景技术
我国的电力事业取得了迅猛的发展，产电量和用电量逐年增高，生活用电量在总用电量中所占的比重也越来越大。近些年，越来越多的带有人工智能功能的用电器走进了我们普通人的家庭中，为我们的工作和生活带来了极大的便利。大量用电器使用给我们带来便利的同时，也带来了很多的安全隐患。因此，用电安全问题愈发成为工业界关注研究的焦点。
随着计算机技术的飞速发展，物理网设备的广泛应用和各种智能电器的不断发展，世界先进国家利用计算机控制技术、网络技术、人工智能技术，实现了家用电器的智能化，取得了良好的经济效益和社会效益。
专利公开号为CN111007433A的专利文献公开了一种基于物联网的智慧用电安全监管系统，包括：用于提供数据服务的设备管理paas层平台；配置在低压配电房和楼层配电箱内的智慧用电安全监测装置，智慧用电安全监测装置用于获取电力数据并通过NB-loT网络与设备管理paas层平台进行数据交互；多个用于采集电力数据的监控终端；与监控终端相连、用于与智慧用电安全监测装置进行数据交互的通讯管理机。通过初级判断模块、能耗管理模块、实时数据模块和分析预警模块的设置，实现了节能，利于提高能耗管理水平。但未对异常支电路进行用电分析，不能及时对支电路进行用电优化。
专利公开号为CN109782051A的专利文献公开了一种基于物联网的负载电流异常预警装置，包括：监测单元、主控单元和传输单元；所述监测单元，用于监测供电线路中各相电压、电流以及用电设备的电气线路的漏电电流；主控单元，用于接收监测单元输出的监测信息，并根据监测信息进行预警判断，当实时监测信息达到预警阈值，则输出告警信息；物联网传输单元，用于接收主控单元输出的告警信息以及实时监测信息并上传，且还用于接收外部控制命令并传输至主控单元；能够准确对作为负载的用电设备的电流信息进行监测并作出准确的预警，从而确保古镇、博物馆等特殊场合下的用电安全。但针对区域内的家用电表以及系统安全方面的管理尚不完善，对电路的监管性以及与用户的交互性较低。
专利公开号为CN115834090A的专利文献公开了一种通信方法及装置，具体公开了第一网络设备接收来自终端的第一报文，并向第二网络设备发送第二报文。其中，第二报文为通过在第一报文内封装安全信息得到的报文。但是，该现有技术针对的是通信网络的安全问题，对于智能电网的物联协调沟通存在适应性问题，未能明确给出针对智能电网的协议建立、通信、数据传输的具体手段。
因此，亟需设计一种基于物联网的智慧电网用电安全监管系统。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供了一种基于物联网的智慧电网用电安全监管系统，具备实时性、可靠性等优点，解决了电路监管存在延迟的问题。
为解决上述电路监管实时性的技术问题，本发明提供如下技术方案：
提供了一种基于物联网的智慧电网用电安全监管系统，该系统包括云服务框架、边缘云服务节点以及智能电表；
本发明的云服务框架优选为用电安全云服务框架（Intelligence Grid ManageSystem），以下简称IGMS云服务框架，当然也可以是现有技术的其他云服务框架。
所述智能电表用以监测用电情况，将电路状态信息通过边缘云服务节点反馈至IGMS云服务框架中；
所述智能电表包括电流监测模块、电压监测模块、数据处理模块；
所述电流监测模块用以对电路中的电流进行实时监控，并将得到的电流数据传输至数据处理模块；所述电压监测模块用以对当前电路中的电压进行实时监控，并将得到的电压数据传输至数据处理模块；
所述数据处理模块根据电流数据、电压数据计算出负载功率；
当总电路负载功率大于总电路额定功率/>，即时，数据处理模块发出指令将总电路切断并发出断电报警信息，通过边缘云服务节点将该断电报警信息发送至IGMS云服务框架；
当支电路负载功率大于支电路额定功率/>，即/>时，则确定该支电路为异常支电路，进行该异常支电路上的电器的用电优化，具体优化为判断是否存在满足该电器切入的待切换支电路；
若存在，则数据处理模块发出指令切断该异常支电路并选择满足该电器切入的代价最小的支电路作为该电器的切入对象，且数据处理模块发出异常报警信息；
若不存在，则数据处理模块发出指令切断该异常支电路，且数据处理模块发出紧急报警信息。
优选地，基于Dijkstra算法进行该支电路上的电器的用电优化，包括以下步骤：
S11、基于各支路节点建立路径图，遍历所有支电路，一条支电路表示一个支路节点，相邻两个支路节点之间的路径距离为代价；
S12、以该异常支电路对应的支路节点为顶点，建立数组S和数组U；数组S表示的是记录已求出最短路径的支路节点，而U则是记录尚未求出最短路径的支路节点；最短路径定义为从顶点出发到目标支路节点的最小代价；目标支路节点包括除顶点以外的其他支路节点；
S13、重复S12步骤直到遍历完所有目标支路节点；
S14、判断是否存在至少一条所述目标支路节点满足该电器的切入；若存在，则数据处理模块发出指令切断该异常支电路并选择满足该待切入电器切入的代价最小的支电路作为该待切入电器的切入对象，将该待切入电器切入至代价最小的支电路中；若不存在，则数据处理模块发出指令切断该异常支电路。
优选地，所述数据处理模块通过以下算法进行负载功率计算：
式中：/>表示负载功率，/>表示支电路的电流，/>表示电路的电压。
优选地，所述边缘云服务节点包括信息处理模块、数据传输模块；
所述信息处理模块用以区别数据处理模块传输的电路状态信息，并根据电路状态信息等级进行先后处理；其中，各类报警信息等级高于其他信息的等级；
所述数据传输模块用以将信息处理模块处理后的电路状态信息上传至IGMS云服务框架。
优选地，所述数据传输模块的TCP/IP协议用于Internet的通信协议，通过先在有传输要求的设备之间建立连接通道，再进行数据传输，保证了数据的可靠性，建立连接通道具体步骤如下：
设定，初始时刻边缘云服务节点和IGMS云服务框架都是处于CLOSED状态，主动打开连接的为边缘云服务节点，被动打开连接的是IGMS云服务框架；IGMS云服务框架先创建传输控制块TCB，时刻准备接受客户进程的连接请求，此时IGMS云服务框架进入了LISTEN状态；
S21、边缘云服务节点向IGMS云服务框架发送一个SYN报文，并指明边缘云服务节点的初始序列号seq，此时边缘云服务节点处于SYN_SENT状态，首部的同步位SYN=1，初始序号seq=x，SYN=1的报文段不能携带数据，消耗掉一个序号；
S22、IGMS云服务框架收到边缘云服务节点的SYN报文之后，会以自己的SYN报文作为应答，指定自己的初始化序列号seq=y；同时会把边缘云服务节点的seq+1作为ack的值，表示自己已经收到了边缘云服务节点的SYN，此时IGMS云服务框架处于SYN_RCVD的状态；
S23、边缘云服务节点收到SYN报文之后，会发送一个ACK报文，把IGMS云服务框架的seq+1作为ack的值，表示已经收到了服务端的SYN报文，此时边缘云服务节点处于ESTABLISHED状态；IGMS云服务框架收到ACK报文之后，也处于ESTABLISHED状态，此时，双方已建立连接，可以进行数据传输。
TCP/IP协议为传输控制/网络协议，SYN为建立新链接的同步标志位，ACK为确认标志位，seq为序号，ack为确认号；
TCB是通过TCP服务器创建的数据结构，通过TCB来封装传输的数据。
优选地，所述数据传输模块的DHCP协议还用于智能电表注册激活时动态获取IP地址；智能电表获取IP步骤如下：
S31、智能电表会以广播的方式向局域网内所有的边缘云服务节点发送请求，请求边缘云服务节点下发IP地址；
S32、局域网内所有的边缘云服务节点回复智能电表，为智能电表提供IP地址；
S33、智能电表选择第一台边缘云服务节点回复的IP地址，并向该边缘云服务节点发送接受请求；
S34、通告所有的边缘云服务节点，智能电表选择的IP地址和对应的云IGMS云服务框架。
优选地，所述IGMS云服务框架包括管理门户、信息管理模块、信息数据库、故障维护模块；
所述管理门户，用以提供web端界面和APP端界面，用于为用户提供一个web界面和APP端来查询电路状态信息；
所述信息数据库用以储存电路状态信息、用户信息、智能电表的位置信息和智能电表的出厂信息；
所述信息管理模块，用以处理边缘云服务节点上报的当前电路状态信息，并将当前电路状态信息中的电流、电压、功率以及各类报警信息均实时传输给信息数据库，同时将当前电路状态信息中的各类报警信息实时传输给故障维护模块；
其中，电路状态信息包括电流、电压、功率以及各类报警信息。
各类报警信息包括断电报警信息、异常报警信息、紧急报警信息。
所述故障维护模块，用以提示管理员各类报警信息。
优选地，当有新用户通过管理门户注册信息时，信息管理模块用以将新用户的用户信息、智能电表的位置信息、智能电表的出厂信息发送至供电中心，供电中心对新用户进行配电。
本发明还提供一种基于物联网的智慧电网用电安全监管系统的物联网的智慧电网用电安全监管方法。
当总电路负载功率大于总电路额定功率/>，即/> 时，所述数据处理模块发出指令将总电路切断并发出断电报警信息，通过边缘云服务节点将该断电报警信息发送至云服务框架；
当存在支电路负载功率大于支电路额定功率/>，即 时，则确定支电路为异常支电路，进行该异常支电路上的电器的用电优化，判断是否存在满足该电器切入的待切换支电路；
若存在，则数据处理模块发出指令切断该异常支电路并选择满足该电器切入的代价最小的支电路作为该电器的切入对象，且数据处理模块发出异常报警信息；
若不存在，则数据处理模块发出指令切断该异常支电路，且数据处理模块发出紧急报警信息。
与现有技术相比，本发明提供了一种基于物联网的智慧电网用电安全监管系统，具备以下有益效果：
1、本发明在智能改造区域内通过改造电表，采用无线通讯方式实现区域电路远程管理+用电安全监管功能，该系统安装具备远程通信的智能电表、边缘云服务节点和IGMS云服务框架实现对智能改造区域电路状态实时监测及智能控制，同时以智能电表为定位基站，通过智能电表与管理交互，实现区域电路精准定位。
本发明实现了针对不同的电路异常情况进行针对性在线处理。当总电路负载功率大于总电路额定功率/>，即/>时，说明该用户用电过饱和，为了减少安全隐患，及时进行总闸切断处理（发出指令将总电路切断）；若支电路异常时，支电路负载功率/>（即该支电路当前的实际功率）﹥/>，当存在满足切入条件的待切换支电路时，能对该支电路上的电器能安全进行电路切换，并以最小的代价进行切入至其他支电路，如此，既能保证该支电路上的电器正常使用，又能节约电流在输送过程中的损耗。
2、在智能改造区域建设边缘云服务节点，可对智能改造区域内智能电表进行分区管理，并通过智能电表对电路进行控制；通过边缘云服务节点可对智能电表信息进行更新管理操作；系统可以实时查询注册时的智能电表的地理位置信息，并统计当前区域注册用户数量以及电路信息。
3、智能电表可通过发送告警信息至IGMS云服务框架，实现区域电路异常状况报警。
4、通过Dijkstra算法实现当前超额支路节点为中心向外扩展，能很快的找到与该超额支路节点的相邻支路节点，以便于用户更快的将电器切入满足条件且代价最小的支电路。
附图说明
图1为本发明一种基于物联网的智慧电网用电安全监管系统的功能模块框图；
图2为本发明一种基于物联网的智慧电网用电安全监管系统原理结构示意图；
图3为本发明中边缘节点与IGMS云服务框架建立建立连接通道步骤的示意图；
图4为本发明基于物联网的智慧电网用电安全监管系统的流程示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。
如图1-图4所示，本实施例提供一种基于物联网的智慧电网用电安全监管系统，该系统包括IGMS云服务框架、边缘云服务节点以及智能电表；
智能电表用以监测用电情况，将电路状态信息通过边缘云服务节点反馈至IGMS云服务框架中；
所述智能电表包括电流监测模块、电压监测模块、数据处理模块；
所述电流监测模块用以对电路中的电流进行实时监控，并将得到的电流数据传输至数据处理模块；所述电压监测模块用以对当前电路中的电压进行实时监控，并将得到的电压数据传输至数据处理模块；
所述数据处理模块根据电流数据、电压数据计算出负载功率P负；
数据处理模块通过以下算法进行负载功率计算：
式中：/>表示负载功率，/>表示支电路的电流，/>表示电路的电压。
电路包括支电路以及总电路，一个用户表示一户家庭，一户家庭中相互并联的电路为各条支电路，各条支电路并联形成总电路，每一条支电路均设置有电流监测模块、电压监测模块，分别通过对应的电流监测模块、电压监测模块监测电流、电压。
各条支电路上的负载功率相加得到；
各条支电路上的额定功率相加得到；
支电路的负载功率定义为该支电路上所有电器的负载功率和；
支电路的额定功率定义为该支电路上所有电器的额定功率和。
当总电路负载功率大于总电路额定功率/>，即时，数据处理模块发出指令将总电路切断并发出断电报警信息，通过边缘云服务节点将该断电报警信息发送至IGMS云服务框架；
当存在支电路负载功率大于支电路额定功率/>，即时，该支电路上的电器定义为待切入电器，该支电路为异常支电路，进行该支电路上的待切入电器的用电优化。
该支电路上的待切入电器的用电优化，包括以下步骤：
S11、基于各支路节点建立路径图；图中，包括支路节点以及相邻支路节点之间的连线，相邻支路节点之间的连线为相邻两个支路节点之间的路径距离；遍历所有支电路，一条支电路表示一个支路节点，相邻两个支路节点之间的路径距离为代价；
S12、以该异常支电路对应的支路节点为顶点，建立数组S和数组U；
支路节点信息包括[当前支电路、相邻支电路、当前支电路负载功率、当前支电路额定功率]，如当前支电路为冰箱所在的支电路，其对应的支路节点信息[冰箱电路、（洗衣机支电路，空调支电路）、100W、200W]数组表示为当前支电路节点为冰箱支电路，与其相邻的支电路分别为洗衣机所在的支电路和空调所在的支电路，当前冰箱支电路的负载功率为100W，当前冰箱支电路的额定功率为200W；
数组S表示的是记录已求出最短路径的支路节点，而U则是记录尚未求出最短路径的支路节点；
最短路径定义为从顶点出发到目标支路节点的最小代价；
目标支路节点包括除顶点以外的其他支路节点；
S13、重复S12步骤直到遍历完所有目标支路节点；
S14、判断是否存在至少一条所述目标支路节点满足该电器的切入；若存在，则数据处理模块发出指令切断该异常支电路并选择满足该待切入电器切入的代价最小的支电路作为该待切入电器的切入对象，将该待切入电器切入至代价最小的支电路中；若不存在，则数据处理模块发出指令切断该异常支电路。
若存在满足该待切入电器切入要求的待切换支电路时（即存在可切换的支电路：该待切入电器切换至该待切换支电路后，该待切换支电路的负载功率不超过该待切换支电路的额定功率/>），数据处理模块发出异常报警信息，并通过边缘云服务节点将该异常报警信息发送至IGMS云服务框架。
若不存在满足该待切入电器切入要求的待切换支电路时（即不存在可切换的支电路：若该待切入电器切换至该待切换支电路后，该待切换支电路的负载功率超过该待切换支电路的额定功率/>），该待切入电器不做切换电路处理，数据处理模块发出紧急报警信息，并通过边缘云服务节点将该紧急报警信息发送至IGMS云服务框架。
所述边缘云服务节点包括信息处理模块、数据传输模块；
所述信息处理模块用以区别数据处理模块传输的电路状态信息，并根据电路状态信息等级进行先后处理；各类报警信息等级高于其他信息（其他信息如功率、电流、电压）的等级，各类报警信息优先于其他信息上传。
所述数据传输模块用以将信息处理模块处理后的电路状态信息上传至IGMS云服务框架。
所述数据传输模块的TCP/IP协议用于Internet的通信协议，通过先在有传输要求的设备之间建立连接通道，再进行数据传输，保证了数据的可靠性，建立连接通道具体步骤如下：
设定，初始时刻边缘云服务节点和IGMS云服务框架都是处于CLOSED状态，主动打开连接的为边缘云服务节点，被动打开连接的是IGMS云服务框架；IGMS云服务框架先创建传输控制块TCB，时刻准备接受客户进程的连接请求，此时IGMS云服务框架进入了LISTEN状态；
S21、边缘云服务节点向IGMS云服务框架发送一个SYN报文，并指明边缘云服务节点的初始序列号seq，此时边缘云服务节点处于SYN_SENT状态，首部的同步位SYN=1，初始序号seq=x，SYN=1的报文段不能携带数据，消耗掉一个序号；
S22、IGMS云服务框架收到边缘云服务节点的SYN报文之后，会以自己的SYN报文作为应答，指定自己的初始化序列号seq=y；同时会把边缘云服务节点的seq+1作为ack的值，表示自己已经收到了边缘云服务节点的SYN，此时IGMS云服务框架处于SYN_RCVD的状态；
S23、边缘云服务节点收到SYN报文之后，会发送一个ACK报文，把IGMS云服务框架的seq+1作为ack的值，表示已经收到了服务端的SYN报文，此时边缘云服务节点处于ESTABLISHED状态；IGMS云服务框架收到ACK报文之后，也处于ESTABLISHED状态，此时，双方已建立连接，可以进行数据传输。
所述数据传输模块的DHCP（动态IP获取协议）协议还用于智能电表注册激活时动态获取IP地址；智能电表获取IP步骤如下：
S31、智能电表会以广播的方式向局域网内所有的边缘云服务节点发送请求，请求边缘云服务节点下发IP地址；
S32、局域网内所有的边缘云服务节点回复智能电表，为智能电表提供IP地址；
S33、智能电表选择第一台边缘云服务节点回复的IP地址，并向该边缘云服务节点发送接受请求；
S34、通告所有的边缘云服务节点，智能电表选择的IP地址和对应的云IGMS云服务框架。
所述IGMS云服务框架包括管理门户、信息管理模块、信息数据库、故障维护模块；
所述管理门户，用以提供web端界面和APP端界面，用于为用户提供一个web界面和APP端来查询电路状态信息；
所述信息数据库用以储存电路状态信息；用户可以通过管理门户访问信息数据库中的电路状态信息；所述信息数据库还用以存储用户信息、智能电表的位置信息和智能电表的出厂信息（智能电表的出厂信息可以包括智能电表名称、型号、出厂编号、参比频率、参比电压、参比电流、最大电流、制造厂名称或商标，生产日期中的至少一个）；
当前电路状态信息中的电流、电压、功率以及各类报警信息均实时在管理门户的web端界面上显示；
所述信息管理模块，用以处理边缘云服务节点上报的当前电路状态信息，并将当前电路状态信息中的电流、电压、功率以及各类报警信息均实时传输给信息数据库，同时将当前电路状态信息中的各类报警信息实时传输给故障维护模块；
其中，电路状态信息包括电流、电压、功率以及各类报警信息。
各类报警信息包括断电报警信息、异常报警信息、紧急报警信息。
当有新用户通过管理门户注册信息时，信息管理模块用以将新用户的用户信息（包括电器的数量、电器的额定功率等）、智能电表的位置信息、智能电表的出厂信息发送至供电中心，供电中心对新用户进行配电；
所述故障维护模块，用以提示管理员各类报警信息；所述故障维护模块还能标记出异常支电路所在的区域。
当接收到断电报警信息，说明总电路负载功率大于总电路额定功率，即/>；
当接收到异常报警信息，说明超负载的支电路上的电器已经切入至其他支电路；
当接收到紧急报警信息，说明超负载的支电路上的电器没有切入至其他支电路，属于停止工作状态。
本实施例还提供一种基于物联网的智慧电网用电安全监管系统的物联网的智慧电网用电安全监管方法。
当总电路负载功率大于总电路额定功率/>，即时，数据处理模块发出指令切断总电路并发出断电报警信息；
当存在支电路负载功率大于支电路额定功率/>，即时，则该/>对应的支电路为异常支电路，判断是否存在满足该电器切入的待切换支电路；
若存在，则数据处理模块发出指令切断该异常支电路并选择满足该电器切入的代价最小的支电路作为该电器的切入对象，且数据处理模块发出异常报警信息；
若不存在，则数据处理模块发出指令切断该异常支电路，且数据处理模块发出紧急报警信息。
在使用时，尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (9)

1.一种基于物联网的智慧电网用电安全监管系统，其特征在于，包括云服务框架、边缘云服务节点以及智能电表，智能电表用以将电路状态信息通过边缘云服务节点反馈至云服务框架；
所述智能电表包括电流监测模块、电压监测模块、数据处理模块；
所述电流监测模块、电压监测模块分别用以对电路中的电流、电压进行实时监控，并将得到的电流数据、电压数据传输至数据处理模块；
所述数据处理模块根据电流数据、电压数据计算出负载功率；
当总电路负载功率大于总电路额定功率/>，即/>时，所述数据处理模块发出指令将总电路切断并发出断电报警信息，通过边缘云服务节点将该断电报警信息发送至云服务框架；
当存在支电路负载功率大于支电路额定功率/>，即/>时，则确定支电路为异常支电路，进行该异常支电路上的电器的用电优化，所述用电优化包括：
判断是否存在满足该电器切入的待切换支电路；
若存在，则所述数据处理模块发出指令切断该异常支电路并选择满足该电器切入的代价最小的支电路作为该电器的切入对象，且数据处理模块发出异常报警信息；
若不存在，则所述数据处理模块发出指令切断该异常支电路，且数据处理模块发出紧急报警信息。
2.根据权利要求1所述的基于物联网的智慧电网用电安全监管系统，其特征在于，判断是否存在满足该电器切入的待切换支电路的方法具体包括以下步骤：
S11、基于各支路节点建立路径图，遍历所有支电路，一条支电路表示一个支路节点，相邻两个支路节点之间的路径距离为代价；
S12、以该异常支电路对应的支路节点为顶点，建立数组S和数组U；数组S表示的是记录已求出最短路径的支路节点，而数组U则是记录尚未求出最短路径的支路节点；最短路径定义为从顶点出发到目标支路节点的最小代价；目标支路节点包括除顶点以外的其他支路节点；
S13、重复S12步骤直到遍历完所有目标支路节点；
S14、判断是否存在至少一条所述目标支路节点满足该电器的切入。
3.根据权利要求1所述的基于物联网的智慧电网用电安全监管系统，其特征在于，所述数据处理模块通过以下算法进行负载功率计算：
式中：/>表示负载功率，/>表示支电路的电流，/>表示电路的电压。
4.根据权利要求1所述的基于物联网的智慧电网用电安全监管系统，其特征在于，所述边缘云服务节点包括信息处理模块、数据传输模块；
所述信息处理模块用以区别智能电表传输的电路状态信息，并根据电路状态信息等级进行先后处理；其中，各类报警信息等级高于其他信息的等级；
所述数据传输模块用以将信息处理模块处理后的电路状态信息上传至云服务框架。
5.根据权利要求4所述的基于物联网的智慧电网用电安全监管系统，其特征在于，所述数据传输模块的TCP/IP协议用于Internet的通信协议，通过先在有传输要求的边缘云服务节点和云服务框架间建立连接通道；
建立连接通道具体步骤如下：
设定，初始时刻边缘云服务节点和云服务框架都是处于CLOSED状态；主动打开连接的为云服务节点，被动打开连接的是云服务框架；
云服务框架先创建传输控制块TCB，时刻准备接受客户进程的连接请求，此时云服务框架进入LISTEN状态；
S21、边缘云服务节点向云服务框架发送一个SYN报文，并指明边缘云服务节点的初始序列号seq，此时边缘云服务节点处于 SYN_SENT 状态，首部的同步位SYN=1，初始序号seq=x；
S22、云服务框架收到边缘云服务节点的SYN报文之后，会以自己的SYN报文作为应答，指定自己的初始化序列号seq=y；同时会把边缘云服务节点的seq+1作为ack的值，表示自己已经收到了边缘云服务节点的SYN，此时云服务框架处于SYN_RCVD的状态；
S23、边缘云服务节点收到SYN报文之后，会发送一个ACK报文，把云服务框架的seq+1作为ack的值，表示已经收到了服务端的SYN报文，此时边缘云服务节点处于ESTABLISHED状态；云服务框架收到ACK报文之后，也处于ESTABLISHED状态，此时双方已建立连接。
6.根据权利要求5所述的基于物联网的智慧电网用电安全监管系统，其特征在于，所述数据传输模块的DHCP协议还用于智能电表注册激活时动态获取IP地址；
智能电表获取IP步骤如下：
S31、智能电表会以广播的方式向局域网内所有的边缘云服务节点发送请求，请求边缘云服务节点下发IP地址；
S32、局域网内所有的边缘云服务节点回复智能电表，为智能电表提供IP地址；
S33、智能电表选择第一台边缘云服务节点回复的IP地址，并向该边缘云服务节点发送接受请求；
S34、通告所有的边缘云服务节点，智能电表选择的IP地址和对应的边缘云服务节点。
7.根据权利要求1所述的基于物联网的智慧电网用电安全监管系统，其特征在于，所述云服务框架包括管理门户、信息管理模块、信息数据库、故障维护模块；
所述管理门户，用以提供web端界面和APP端界面，用于为用户提供一个web界面和APP端来查询电路状态信息；
所述信息数据库用以储存电路状态信息、用户信息、智能电表的位置信息和智能电表的出厂信息；
所述信息管理模块，用以处理边缘云服务节点上报的当前电路状态信息，并将当前电路状态信息中的电流、电压、功率以及各类报警信息均实时传输给信息数据库，同时将当前电路状态信息中的各类报警信息实时传输给故障维护模块；
所述故障维护模块，用以提示管理员各类报警信息。
8.根据权利要求7所述的基于物联网的智慧电网用电安全监管系统，其特征在于，当有新用户通过管理门户注册信息时，信息管理模块用以将新用户的用户信息、智能电表的位置信息、智能电表的出厂信息发送至供电中心，供电中心对新用户进行配电。
9.一种根据权利要求1-8任一项所述的基于物联网的智慧电网用电安全监管系统进行物联网的智慧电网用电安全监管方法；其特征在于，包括以下步骤：
当总电路负载功率大于总电路额定功率/>，即/>时，数据处理模块发出指令切断总电路并发出断电报警信息；
当存在支电路负载功率大于支电路额定功率/>，即/>时，则确定该支电路为异常支电路，判断是否存在满足该电器切入的待切换支电路；
若存在，则数据处理模块发出指令切断该异常支电路并选择满足该电器切入的代价最小的支电路作为该电器的切入对象，且数据处理模块发出异常报警信息；
若不存在，则数据处理模块发出指令切断该异常支电路，且数据处理模块发出紧急报警信息。
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