基于云平臺的環(huán)保用電監控的應用研究

摘 要：隨著(zhù)科技水平和網(wǎng)絡(luò )信息技術(shù)的快速發(fā)展，網(wǎng)絡(luò )信息技術(shù)在各個(gè)領(lǐng)域應用范圍越來(lái)越廣泛， 互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和云計算技術(shù)在環(huán)保用電監控方面應用越來(lái)越緊密，本文對云平臺的概念、特點(diǎn)以及云平臺在環(huán)保用電監控的應用進(jìn)行介紹。

關(guān)鍵詞：環(huán)保用電；監控；云平臺；應用

       云平臺是指存儲在網(wǎng)絡(luò )服務(wù)器上的數據庫，云平臺由硬件設備和軟件組成，硬件設備包括 CPU、存儲器和服務(wù)器等，軟件包括集成開(kāi)發(fā)軟件和應用軟件等。云平臺把大量的數據處理和數據存儲工作交給由硬件和軟件組成的數據庫來(lái)進(jìn)行。云平臺的核心功能是對大量數據進(jìn)行并行處理和存儲，云平臺的突出特點(diǎn)是能夠脫離人工操作，云平臺可以實(shí)現自動(dòng)管理和維護云平臺中的大量數據和資源。云平臺包括下面幾個(gè)特點(diǎn)：

      （1）靈活性和伸縮性，云平臺能夠按照不同的區域范圍、軟件性能和硬件配置等多層面提供個(gè)性化、靈活性和伸縮性的服務(wù)，同時(shí)能夠根據平臺訪(fǎng)問(wèn)用戶(hù)數量對資源規模進(jìn)行動(dòng)態(tài)性伸縮調整，以此來(lái)滿(mǎn)足不同訪(fǎng)問(wèn)客戶(hù)的需要。

       （2）數據的池化，云平臺依托于計算機網(wǎng)絡(luò )虛擬化技術(shù)建立的云端服務(wù)器集群，具有并行處理存儲、分布式處理存儲和互聯(lián)網(wǎng)通信等一系列強大功能，訪(fǎng)問(wèn)用戶(hù)不再受到地理位置的限制，用戶(hù)可以隨時(shí)隨地訪(fǎng)問(wèn)數據池中某個(gè)服務(wù)區域和資源中心的數據資源。

       （3）提供自主化服務(wù)，對于用戶(hù)來(lái)說(shuō)云平臺上提供的服務(wù)是透明化的，云平臺上的硬件、軟件和數據等能夠按照用戶(hù)的不同需求進(jìn)行自主化的配置，客戶(hù)可以根據自主化的需要進(jìn)行定制和購買(mǎi)。

      （4）安全性高，云平臺可以利用本地和地域復制功能對數據中的垃圾信息和多余信息進(jìn)行過(guò)濾處理或者清除，還能有效克服網(wǎng)絡(luò )高并發(fā)和網(wǎng)絡(luò )擁堵的困擾，利用流量管理器對數據流負載進(jìn)行相應的均衡化處理，具體包括流量的拆分、配置和故障轉移等。

        安科瑞環(huán)保用電監管云平臺依托物聯(lián)網(wǎng)和電力參數傳感技術(shù)，數據采集終端獲取設備用電回路的電力參數，通過(guò)DTU或數采儀上傳至云平臺，通過(guò)Web頁(yè)面或APP把監控數據直觀(guān)表現在用戶(hù)眼前。

        整個(gè)方案對用電和環(huán)境指標進(jìn)行檢測和數據采集，把參數保存并打包形成標準化數據包，然后利用LoRa途徑傳送到云平臺，云平臺具有的模板式組件能夠進(jìn)行監控軟件開(kāi)發(fā)，將動(dòng)態(tài)參數直觀(guān)反映到應用軟件的界面。云平臺集成了報警功能，能夠做到對報警信息的實(shí)時(shí)發(fā)布與推送。

        該系統除了可以監控環(huán)保治理設備的工作情況及企業(yè)停限產(chǎn)期間的生產(chǎn)狀態(tài)以外，在VOCs、煙塵、廢水等環(huán)境監控等方面也非常適用，還可以集成視頻或門(mén)禁監控，值得應用與推廣。

       （1）全電參量測量智能模塊ADW400：

 

●  有功電能精度：1級，無(wú)功電能精度：2級，電壓、電流精度：0.5級 

●  電壓規格：3×57.7/100V、3×100V、3×380V、3×220/380V 

●  電流規格：3×1.5(6)A，3×20(100)A，3×80(400)A，3×120(600)A 

●  工作溫度：-25℃~+55℃

●  相對濕度：≤95℅（無(wú)凝露）

●  支持470Mhz Lora無(wú)線(xiàn)通訊、RS485通訊 

●  支持全電力參數測量（U、I、P、Q、S、PF、F） 

●  支持正反向有功、無(wú)功電能 

●  支持標準DIN35導軌安裝 

        （2）無(wú)線(xiàn)網(wǎng)關(guān)AF-GSM500：

 

 

●  支持460Mhz~510Mhz Lora無(wú)線(xiàn)通訊，頻道和擴頻因數可設置

●  工作頻段：TD-LTE/ FDD-LTE/WCDMA/TD-SCDMA/ GSM/ EVDO/CDMA2000，包含聯(lián)通、移動(dòng)、電信4G網(wǎng)絡(luò )

●  傳輸速率：4G網(wǎng)速上行2Mbps，下行68Mbps

●  工作溫度：-40度~85度

●  濕度范圍：0~95% 無(wú)凝露結霜

●  支持LORA無(wú)線(xiàn)組網(wǎng)，通過(guò)將通訊數據在無(wú)線(xiàn)信號之間互轉，LORA監測支持中繼器模式，滿(mǎn)足用于增強主、從站之間的LORA信號強度

●  支持不低于100臺監測設備的數據采集

●  支持固定IP和動(dòng)態(tài)域名解析方式連接數據中心

●  支持HJ212-2017污染源在線(xiàn)自動(dòng)監控（監測）系統數據傳輸標準

●  支持一址多發(fā)，數據可同時(shí)上傳到3個(gè)以上不同的平臺

●  寬范圍直流電源輸入，工業(yè)級設計

●  數據采集器支持服務(wù)器遠程升級，版本更新時(shí)無(wú)需到現場(chǎng)升級

●  邊緣計算：對采集的數據進(jìn)行實(shí)時(shí)分析、處理和運算，分擔主站數據處理壓力，節省網(wǎng)絡(luò )帶寬

●  具備就地顯示屏，可查看實(shí)時(shí)數據，歷史數據，并且具備一定的人機交互能力，可直接修改一些參數

●  具備數據存儲功能，存儲時(shí)間1年

●  具備斷點(diǎn)續傳

●  支持遠程修改配置、遠程查看實(shí)時(shí)數據和歷史數據，歷史數據主動(dòng)補傳

      （3）數據采集傳輸儀AF-HK100：

 

●  支持460Mhz~510Mhz Lora無(wú)線(xiàn)通訊，頻道和擴頻因數可設置

●  工作頻段：LTE-FDD/LTE-TDD/CDMA，包含聯(lián)通、移動(dòng)、電信4G網(wǎng)絡(luò )

●  傳輸速率：4G網(wǎng)速上行50Mbps，下行150Mbps

●  工作溫度：-20℃～+60℃

●  儲存溫度：-40℃～+80℃

●  相對濕度：≤95%RH 

●  電磁兼容：GB/T 17626.2靜電放電抗擾性試驗 3 級；GB/T 17626.4電快速瞬變脈沖群抗擾性試驗 3 級；GB/T 17626.5沖擊（浪涌）抗擾性試驗 4 級

●  具備不少于6路RS485/RS232 串口，8路模擬量輸入通道（電流電壓信號可配置），8路開(kāi)關(guān)量輸入通道（有源濕接點(diǎn)（DC12V）/無(wú)源干接點(diǎn)可配置）以及4路開(kāi)關(guān)量輸出通道（無(wú)源干節點(diǎn)，觸點(diǎn)容量 DC30V/5A、AC250V/5A）

●  支持LORA無(wú)線(xiàn)組網(wǎng)，通過(guò)將通訊數據在無(wú)線(xiàn)信號之間互轉，LORA監測支持中繼器模式，滿(mǎn)足用于增強主、從站之間的LORA信號強度

●  支持固定IP和動(dòng)態(tài)域名解析方式連接數據中心

●  支持HJ212-2017污染源在線(xiàn)自動(dòng)監控（監測）系統數據傳輸標準

●  支持一址多發(fā)，數據可同時(shí)上傳到3個(gè)以上不同的平臺

●  數采儀支持服務(wù)器遠程升級，版本更新時(shí)無(wú)需到現場(chǎng)升級

●  數采儀具備不小于7英寸觸摸顯示屏，并且具備一定的人機交互能力，可于本地進(jìn)行監測參數管理設置，實(shí)時(shí)，歷史數據查詢(xún)，采集周期自定義等功能

●  數采儀具備至少16GB本地存儲空間并支持外置SD卡擴容

●  具備數據存儲功能，存儲時(shí)間不低于6個(gè)月，監測數據記錄存儲需滿(mǎn)足至少存儲14400條記錄，且支持歷史記錄通過(guò)U盤(pán)等形式導出

●  數據采集誤差≤1‰，系統時(shí)鐘計時(shí)誤差±0.5‰

●  具備ups后備電池，要求外部電源斷電后，可持續供電至少6小時(shí)

●  設備具備斷點(diǎn)續傳（無(wú)法聯(lián)網(wǎng)的情況下 將數據先保存起來(lái)，等網(wǎng)絡(luò )恢復后再上傳）

●  支持遠程修改配置、遠程查看實(shí)時(shí)數據和歷史數據，歷史數據主動(dòng)補傳

●  支持本地操作日志存儲管理

●  具備用戶(hù)管理功能，支持分系統管理員及一般操作人員兩種權限，可根據用戶(hù)名密碼登錄

       建立產(chǎn)污、治污設施運行耦合聯(lián)動(dòng)關(guān)系，及時(shí)發(fā)現治污設施非正常運行。同時(shí)通過(guò)企業(yè)總生產(chǎn)用電、車(chē)間用電的數據采集，有效解決惡劣天氣下以及行政處罰企業(yè)停限產(chǎn)無(wú)法實(shí)時(shí)量化監管的問(wèn)題。主要包括：一方面可實(shí)時(shí)監控治污設施運行情況；另一方面，動(dòng)態(tài)監控重污染天氣下應急管控措施落實(shí)情況。

   

 

       提供信息化管理手段，為企業(yè)提供治污設施異常、停限產(chǎn)異常、設備故障告警功能，避免企業(yè)因設施停運造成的超標排放，有效降低設備停機及生產(chǎn)事故風(fēng)險。

  

  

  

   

 

  為企業(yè)提供業(yè)務(wù)應用、數據挖掘分析及增值服務(wù)，統計設備用電情況，提升企業(yè)的能源使用效率。

  

 

       云平臺應用于環(huán)保用電監控具有容錯性和伸縮性等優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)具有云端存儲功能，依托于云平臺可以完成環(huán)保用電監控包括數據收集、數據分析、數據管理、網(wǎng)絡(luò )傳輸、狀態(tài)展示等一系列監控活動(dòng)，基于云平臺技術(shù)提供的數據快速分析和存儲等強大服務(wù)，環(huán)保用電監控和云平臺相互結合的模式已成功應用在多個(gè)項目中。

參考文獻

[1]岳建偉.基于云平臺的環(huán)境監控系統的應用研究[J].資源節約與環(huán)保，2019(4)：71. 

[2]胡慧，王輝.云計算技術(shù)現狀與發(fā)展趨勢分析[J].軟件導刊，2009(9)：3-4. 

[3]時(shí)志強.關(guān)于工況用電監測系統在環(huán)境管理中的應用研究[J].科學(xué)技術(shù)創(chuàng )新, 2020(10):189-190.