CN117097782A - 一种边缘设备联动装置及其实现方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种边缘设备联动装置，包括边缘物联代理及与所述边缘物联代理通过硬件通信接口相连的子设备，所述子设备包括采集终端和控制终端；所述边缘物联代理包括联动控制模块及分别与所述联动控制模块连接的采集模块和联动执行模块，所述联动控制模块包括边缘物联代理联动控制软件和数据模型配置文件，所述数据模型配置文件用于配置采集数据模型和联动事件处理模型。本发明根据不同现场设备联动需求，不用定制设计软件，只需修改数据模型配置文件，不用改变程序源码，适用较多的场景联动需求，具有通用性；降低了联动系统场景实现的复杂程度，有效提高了多个子设备联动管理的效率和智能性，提升了站所的自动化监测和智能化运维水平。

Description

一种边缘设备联动装置及其实现方法

技术领域

本发明涉及电力设备技术领域，具体涉及一种边缘设备联动装置及其实现方法。

背景技术

泛在电力物联网(UEIOT：Ubiquitous Electric Internet of Things)是围绕电力系统各环节，充分应用移动互联、人工智能等现代信息技术、先进通信技术，实现电力系统各环节万物互联、人机交互，具有状态全面感知、信息高效处理、应用便捷灵活特征的智慧服务系统。

随着泛在电力物联网建设的快速推进，原有的网络边界不断向用户侧延伸，其计算能力和安全防护特性也从云端向终端和边缘侧下沉。根据泛在电力物联网总体建设方案，边缘物联代理将作为终端接入和边缘计算的核心装置进行大规模部署，使得在距离风险源更近边缘侧采集和分析终端的网络行为成为可能。

边缘物联代理装置基于国产化工业级芯片设计研发，适用于配电站房、变电站等场所内，具备环境监测、智能安防、设备状态监测、视频终端接入、辅助运维等功能。通过边缘物联代理装置进行设备的接入和管理，结合AI算法，提升了站所的自动化监测、智能化运维水平，结合站房辅助平台、可视化平台，实现站所基础设备的可管、可视、可控。

在互联网服务领域中，随着技术不断的进步和发展，有许多场景都需要对大量设备进行管理，边缘设备联动装置应运而生，用于实现对若干个设备的联动管理。然而，现有的边缘设备联动装置，一般需要软件定制，根据现场联动需求，定制设计软件，没有一定通用性。

发明内容

本发明主要是为了解决现有的边缘设备联动装置需要定制设计软件，缺乏通用性的问题，提供了一种边缘设备联动装置及其实现方法，根据不同现场设备联动需求，不用定制设计软件，只需修改数据模型配置文件，不用改变程序源码，适用较多的场景联动需求，具有通用性；降低了联动系统场景实现的复杂程度，有效提高了多个子设备联动管理的效率和智能性，提升了站所的自动化监测和智能化运维水平。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案。

一种边缘设备联动装置，包括边缘物联代理及与所述边缘物联代理通过硬件通信接口相连的子设备，所述子设备包括采集终端和控制终端；所述边缘物联代理包括联动控制模块及分别与所述联动控制模块连接的采集模块和联动执行模块，所述联动控制模块包括边缘物联代理联动控制软件和数据模型配置文件，所述数据模型配置文件用于配置采集数据模型和联动事件处理模型。

本发明提供了一种边缘设备联动装置，包括数据模型配置文件，通过数据模型配置文件配置采集数据模型，即给所有监控数据项赋予相应事件编码；通过数据模型配置文件配置联动事件处理模型，即在相应事件编码下设置相应联动动作执行条件；配置完成后，采集数据模型基于监控数据项触发相应事件编码的判断，当边缘物联代理获取该事件编码对应的数据项时，触发相应事件编码，则该事件编码对应的联动事件处理模型基于监控数据项触发相应联动动作执行条件的判断，如果条件成立，则边缘物联代理执行联动动作，即下发控制指令给控制终端，否则不执行任何操作。本发明根据不同现场设备联动需求，不用定制设计软件，只需修改数据模型配置文件，不用改变程序源码，适用较多的场景联动需求，具有通用性，有效提高了多个子设备联动管理的效率和智能性，提升了站所的自动化监测和智能化运维水平。

作为优选，所述采集模块用于接收采集终端采集的监控数据项，所述采集模块包括但不限于电流采集单元、温度采集单元和湿度采集单元；所述联动执行模块用于根据监控数据项下发联动控制指令给控制终端执行联动动作，所述联动动作包括但不限于开关闭合/断开和设备启动/停止；所述采集模块和所述联动执行模块可以集成在同一个设备上，也可以独立于不同设备上。

作为优选，所述边缘物联代理设有多个硬件通信接口，所述硬件通信接口包括但不限于微网、以太网、RS232和RS485；若干个所述子设备可以连接在所述边缘物联代理的同一个硬件通信接口上，也可以连接在所述边缘物联代理的不同硬件通信接口上，但所有子设备必须都连接到一台边缘物联代理上。

作为优选，所述采集终端包括但不限于电表和温湿度计。电表用于采集现场电流数据，温湿度计用于采集现场温湿度数据。

作为优选，所述控制终端包括但不限于开关、抽湿机和空调。针对开关执行的动作包括闭合或断开；针对抽湿机、空调等设备执行的动作包括启动或停止。

一种边缘设备联动装置的实现方法，适用于上述的一种边缘设备联动装置，包括以下步骤：

步骤S1：设备连接，将子设备与边缘物联代理连接；

步骤S2：通过数据模型配置文件配置采集数据模型和联动事件处理模型；

步骤S3：当边缘物联代理获取采集终端采集的数据项时，采集数据模型触发数据项相应事件编码的判断；

步骤S4：如果触发相应事件编码，则调用相应的联动事件处理模型基于所述数据项触发相应联动动作执行条件的判断；否则返回步骤S3；

步骤S5：如果相应联动动作执行条件成立，则边缘物联代理下发相应的控制指令给控制终端，控制终端执行相应的联动动作；否则不执行任何操作；

步骤S6：判断遍历事件是否完成，若完成，返回步骤S3；否则启动联动从触发事件判断。

本发明提供了一种边缘设备联动装置的实现方法，将所有需要联动的采集终端和控制终端（子设备）与一个边缘物联代理的硬件通信接口相连；在边缘物联代理中分配所有的采集终端和控制终端协议类型，以及边缘物联代理和子设备通信数据解析和编码组包；配置数据模型配置文件，给所有需要监控的数据项分配相应事件编码，在对应事件编码下设置相应事件判断条件和事件处理动作；根据处理动作信息调用控制终端协议类型，下发联动控制命令。所有联动从触发事件，再根据数据模型的判断条件判断是否触发联动，如果触发条件满足，触发边缘物联代理下发控制命令给相应的控制终端。本发明关键是用灵活配置文件结合软件实现多场景多设备的联动装置，过程中，不需要修改软件源码，通过配置数据模型配置文件，来实现场景的联动效果，整个过程降低了联动系统场景实现的复杂程度，增加了系统的多场景适用，减少研发人员对软件的维护复杂程度，只需维护一套代码，不同的应用场景只需相应的维护一个配置文件，也降低了维护人员的门槛。

作为优选，步骤S1还包括：在边缘物联代理中分配所有的采集终端和控制终端协议类型，及边缘物联代理和子设备通信数据解析和编码组包。

作为优选，步骤S2中配置采集数据模型是指给所有监控数据项赋予相应事件编码；配置联动事件处理模型是指在相应事件编码下设置相应联动动作执行条件。

作为优选，所述采集数据模型包括采集终端名称、采集终端协议类型、采集终端接入边代接口类型及参数、采集终端地址、采集终端监控数据项ID及参数和对应触发事件列表。

作为优选，所述联动事件处理模型包括事件列表和事件处理动作，所述事件处理动作包含数据项ID、数据项数值判断条件（即相应联动动作执行条件）、判断结果、执行设备信息和执行动作。

因此，本发明的优点是：根据不同现场设备联动需求，不用定制设计软件，只需修改数据模型配置文件，不用改变程序源码，适用较多的场景联动需求，具有通用性，有效提高了多个子设备联动管理的效率和智能性，提升了站所的自动化监测和智能化运维水平；降低了联动系统场景实现的复杂程度，也降低了维护人员的门槛。

附图说明

图1是本发明实施例一中一种边缘设备联动装置的结构示意图。

图2是本发明实施例二中一种边缘设备联动装置的实现方法的流程图。

图3是本发明实施例三中边缘设备联动装置的示意图。

1、边缘物联代理 2、硬件通信接口 3、子设备 4、采集终端 5、控制终端 6、联动控制模块7、采集模块 8、联动执行模块 9、边缘物联代理联动控制软件 10、数据模型配置文件 11、微网 12、以太网 13、RS232 14、RS485 15、电表 16、温湿度计 17、开关 18、抽湿机19、空调。

具体实施方式

下面结合附图与具体实施方式对本发明做进一步的描述。

实施例一。

一种边缘设备联动装置，如图1所示，包括边缘物联代理1及与边缘物联代理1通过硬件通信接口2相连的子设备3，子设备3包括采集终端4和控制终端5；边缘物联代理1包括联动控制模块6及分别与联动控制模块6连接的采集模块7和联动执行模块8，联动控制模块6包括边缘物联代理联动控制软件9和数据模型配置文件10，数据模型配置文件10用于配置采集数据模型和联动事件处理模型。

本实施例提供了一种边缘设备联动装置，包括数据模型配置文件10，通过数据模型配置文件10配置采集数据模型，即给所有监控数据项赋予相应事件编码；通过数据模型配置文件10配置联动事件处理模型，即在相应事件编码下设置相应联动动作执行条件；配置完成后，采集数据模型基于监控数据项触发相应事件编码的判断，当边缘物联代理1获取该事件编码对应的数据项时，触发相应事件编码，则该事件编码对应的联动事件处理模型基于监控数据项触发相应联动动作执行条件的判断，如果条件成立，则边缘物联代理1执行联动动作，即下发控制指令给控制终端5，否则不执行任何操作。本实施例根据不同现场设备联动需求，不用定制设计软件，只需修改数据模型配置文件10，不用改变程序源码，适用较多的场景联动需求，具有通用性，有效提高了多个子设备3联动管理的效率和智能性，提升了站所的自动化监测和智能化运维水平。

采集模块7用于接收采集终端4采集的监控数据项，采集模块7包括但不限于电流采集单元、温度采集单元和湿度采集单元；联动执行模块8用于根据监控数据项下发联动控制指令给控制终端5执行联动动作，联动动作包括但不限于开关闭合/断开和设备启动/停止；采集模块7和联动执行模块8可以集成在同一个设备上，也可以独立于不同设备上。

如图1所示，边缘物联代理1设有多个硬件通信接口2，硬件通信接口2包括但不限于微网11、以太网12、RS232 13和RS485 14；若干个子设备3可以连接在边缘物联代理1的同一个硬件通信接口2上，也可以连接在边缘物联代理1的不同硬件通信接口2上，但所有子设备3必须都连接到一台边缘物联代理1上。

如图1所示，采集终端4包括但不限于电表15和温湿度计16。电表15用于采集现场电流数据，温湿度计16用于采集现场温湿度数据。

如图1所示，控制终端5包括但不限于开关17、抽湿机18和空调18。针对开关17执行的动作包括闭合或断开；针对抽湿机18、空调19等设备执行的动作包括启动或停止。

实施例二。

一种边缘设备联动装置的实现方法，适用于上述的一种边缘设备联动装置，如图2所示，包括以下步骤：

步骤S1：设备连接，将子设备与边缘物联代理连接；

步骤S2：通过数据模型配置文件配置采集数据模型和联动事件处理模型；

步骤S3：当边缘物联代理获取采集终端采集的数据项时，采集数据模型触发数据项相应事件编码的判断；

步骤S4：如果触发相应事件编码，则调用相应的联动事件处理模型基于所述数据项触发相应联动动作执行条件的判断；否则返回步骤S3；

步骤S5：如果相应联动动作执行条件成立，则边缘物联代理下发相应的控制指令给控制终端，控制终端执行相应的联动动作；否则不执行任何操作；

步骤S6：判断遍历事件是否完成，若完成，返回步骤S3；否则启动联动从触发事件判断。

本实施例提供了一种边缘设备联动装置的实现方法，将所有需要联动的采集终端和控制终端（子设备）与一个边缘物联代理的硬件通信接口相连；在边缘物联代理中分配所有的采集终端和控制终端协议类型，以及边缘物联代理和子设备通信数据解析和编码组包；配置数据模型配置文件，给所有需要监控的数据项分配相应事件编码，在对应事件编码下设置相应事件判断条件和事件处理动作；根据处理动作信息调用控制终端协议类型，下发联动控制命令。所有联动从触发事件，再根据数据模型的判断条件判断是否触发联动，如果触发条件满足，触发边缘物联代理下发控制命令给相应的控制终端。本实施例关键是用灵活配置文件结合软件实现多场景多设备的联动装置，过程中，不需要修改软件源码，通过配置数据模型配置文件，来实现场景的联动效果，整个过程降低了联动系统场景实现的复杂程度，增加了系统的多场景适用，减少研发人员对软件的维护复杂程度，只需维护一套代码，不同的应用场景只需相应的维护一个配置文件，也降低了维护人员的门槛。

步骤S1还包括：在边缘物联代理中分配所有的采集终端和控制终端协议类型，及边缘物联代理和子设备通信数据解析和编码组包。

步骤S2中配置采集数据模型是指给所有监控数据项赋予相应事件编码；配置联动事件处理模型是指在相应事件编码下设置相应联动动作执行条件。

采集数据模型包括采集终端名称、采集终端协议类型、采集终端接入边代接口类型及参数、采集终端地址、采集终端监控数据项ID及参数和对应触发事件列表。

联动事件处理模型包括事件列表和事件处理动作，事件处理动作包含数据项ID、数据项数值判断条件（即相应联动动作执行条件）、判断结果、执行设备信息和执行动作。

实施例三。

如图3所示，举例一个边缘物联代理和网络路由器，采集设备：电表、温湿度计1、温湿度计2；控制设备：开关、抽湿机、空调。

整个系统温湿度计1和抽湿机对应是一个房间，该房间需要保持湿度80 %以下；温湿度计2和空调在另一个房间，该房间需要保持温度30℃以下。电表和开关对应这两个房间的用电计量和通断电控制，电流不能超过50A。空调通过WIFI连接到路由器，边缘物联代理有网线连接路由器，边代和空调连在同一个局域网。电表、温湿度计1和温湿度计2连接到边缘物联代理的485-1接口上；开关和抽湿机连接到边缘物联代理的485-2接口上。

边缘联动装置具体步骤：

按上述要求连接好系统；

设备接入；

按照联动需求配置数据模型配置文件，包含监控设备数据项，如图3所示；

收到电表采集设备上报数据；

调用电表监控数据模型；

监控电流数据；

触发电流判断事件；

根据判断条件，电流超过50A，执行联动操作，控制开关断开；反之则不进行开关控制；

收到温湿度计1上报数据；

调用温湿度计1监控数据湿度数据；

触发湿度判断事件；

湿度大于80%，执行联动操作，开启抽湿机；湿度小于70%，关闭抽湿机；

收到温湿度计2上报数据；

调用温湿度计2监控数据温度数据；

触发温度判断事件；

温度大于30℃，执行联动操作，开启空调；温度小于25℃，关闭空调。

数据模型配置文件配置配置，规则如下：

一、配置采集数据模型中的监控数据项、绑定事件编号：

配置DTS9003电表，监控数据项（本例中监控电流），绑定事件（E1，电流超负荷控制开关断开）；

配置温湿度计1，监控数据项（本例中监控湿度），绑定事件（E2，根据不同湿度，抽湿机按照要求工作）；

配置温湿度计2，监控数据项（本例中监控温度），绑定事件（E3，根据不同温度，设置空调工作状态）；

二、配置联动事件处理模型中的事件执行判断条件、指定执行设备和执行动作：

事件E1：判断条件（电流大于50A），执行设备（开关），执行动作（断开）；

事件E2：判断条件1（湿度大于80%），执行设备（抽湿机），执行动作（开启）；

判断条件2（湿度小于70%），执行设备（抽湿机），执行动作（关闭）；

事件E3：判断条件1（温度大于30℃），执行设备（空调），执行动作（开启）；

判断条件2（温度小于25℃），执行设备（空调），执行动作（关闭）。

以上内容，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种边缘设备联动装置，其特征在于，包括边缘物联代理及与所述边缘物联代理通过硬件通信接口相连的子设备，所述子设备包括采集终端和控制终端；所述边缘物联代理包括联动控制模块及分别与所述联动控制模块连接的采集模块和联动执行模块，所述联动控制模块包括边缘物联代理联动控制软件和数据模型配置文件，所述数据模型配置文件用于配置采集数据模型和联动事件处理模型。

2.根据权利要求1所述的一种边缘设备联动装置，其特征在于，所述采集模块用于接收采集终端采集的监控数据项，所述采集模块包括但不限于电流采集单元、温度采集单元和湿度采集单元；所述联动执行模块用于根据监控数据项下发联动控制指令给控制终端执行联动动作，所述联动动作包括但不限于开关闭合/断开和设备启动/停止；所述采集模块和所述联动执行模块可以集成在同一个设备上，也可以独立于不同设备上。

3.根据权利要求1所述的一种边缘设备联动装置，其特征在于，所述边缘物联代理设有多个硬件通信接口，所述硬件通信接口包括但不限于微网、以太网、RS232和RS485；若干个所述子设备可以连接在所述边缘物联代理的同一个硬件通信接口上，也可以连接在所述边缘物联代理的不同硬件通信接口上。

4.根据权利要求1或2所述的一种边缘设备联动装置，其特征在于，所述采集终端包括但不限于电表和温湿度计。

5.根据权利要求1或2所述的一种边缘设备联动装置，其特征在于，所述控制终端包括但不限于开关、抽湿机和空调。

6.一种边缘设备联动装置的实现方法，适用于如权利要求1-5任一项所述的一种边缘设备联动装置，其特征在于，包括以下步骤：

步骤S1：设备连接，将子设备与边缘物联代理连接；

步骤S2：通过数据模型配置文件配置采集数据模型和联动事件处理模型；

步骤S3：当边缘物联代理获取采集终端采集的数据项时，采集数据模型触发数据项相应事件编码的判断；

步骤S4：如果触发相应事件编码，则调用相应的联动事件处理模型基于所述数据项触发相应联动动作执行条件的判断；

步骤S5：如果相应联动动作执行条件成立，则边缘物联代理下发相应的控制指令给控制终端，控制终端执行相应的联动动作。

7.根据权利要求6所述的一种边缘设备联动装置的实现方法，其特征在于，步骤S1还包括：在边缘物联代理中分配所有的采集终端和控制终端协议类型，及边缘物联代理和子设备通信数据解析和编码组包。

8.根据权利要求6所述的一种边缘设备联动装置的实现方法，其特征在于，步骤S2中配置采集数据模型是指给所有监控数据项赋予相应事件编码；配置联动事件处理模型是指在相应事件编码下设置相应联动动作执行条件。

9.根据权利要求8所述的一种边缘设备联动装置的实现方法，其特征在于，所述采集数据模型包括采集终端名称、采集终端协议类型、采集终端接入边代接口类型及参数、采集终端地址、采集终端监控数据项ID及参数和对应触发事件列表。

10.根据权利要求8或9所述的一种边缘设备联动装置的实现方法，其特征在于，所述联动事件处理模型包括事件列表和事件处理动作，所述事件处理动作包含数据项ID、数据项数值判断条件、判断结果、执行设备信息和执行动作。