一种适用于智慧城市的能耗数据采集系统及方法与流程

1.本发明主要涉及智慧城市数据采集技术领域，具体地说，涉及一种适用于智慧城市的能耗数据采集系统及方法。


背景技术：

2.智慧城市建设是未来城市发展的重要趋势，是城市可持续发展的必然要求。能耗数据智能挖掘是智慧城市节能监管体系的基础和重要组成部分，对提高智慧城市能源利用效率和节能减排具有决定性作用，而能耗数据的采集是智能挖掘中的重中之重。


技术实现要素：

3.有鉴于此，本发明的目的在于提供一种适用于智慧城市的能耗数据采集系统及方法，有助于推动智慧城市能耗的网络化、实时化、智能化监管。
4.本发明提供的一种适用于智慧城市的能耗数据采集系统，包括：
5.物联网感知层，所述物联网感知层基于物联网技术构建包括传感器、控制器和各类功能终端的传感器网络底层架构，并基于多网络集成实现传感器网络底层架构设备的互联互通，同时整合各类标准接口，构建广域网层以将不同区域范围和/或不同应用划分和/或不同底层协议的设备子网统一到预设标准平台上，用于实现高可用性的物联网感知；
6.若干个前端数据采集服务端，每一个所述前端数据采集服务端均包括插入式可扩展数据采集框架、数据中转站、自动化编码转换系统，所述插入式可扩展数据采集框架基于所构建的传感器网络底层架构以不同数据采集方式对智慧城市能耗数据进行采集，自动化编码转换系统用于对所采集的智慧城市能耗数据进行编码转换；数据中转站用于将插入式可扩展数据采集框架内的智慧城市能耗数据传输给自动化编码转换系统进行编码转换；
7.数据采集模块，所述数据采集模块分别与每一个前端数据采集服务端连接，用于发送数据采集逻辑控制指令并接收经编码转换后的智慧城市能耗数据；
8.区域数据中心，所述区域数据中心与数据采集模块连接，用于对数据采集模块传输的智慧城市能耗数据进行分析处理和储存管理。
9.进一步地，所述物联网感知层实现高可用性的物联网感知的具体过程为：在预设的网络测试平台上进行传感器网络底层架构冗余部署的仿真测试；在考虑网络传输数据路径选择负载均衡的前提下，优化所述传感器网络路由协议，将优于原网络路由方案的网络布置应用；在已进行路由与负载均衡优化的传感器网络上，利用无线传感器数据融合技术减少传感器网络内数据传输量，并在仿真测试成功后将之应用于实际网络中；将适用于传感器网络的简单心跳机制嵌入到传感器网络中，实时反馈传感器网络各节点的工作情况。
10.进一步地，所述广域网层包括gsm/cdma/gprs、以太网、3g网络和vpn中的至少两种；和/或所述各类标准接口包括tcp/ip接口、rs-232、rs-485和dsp1.1/2.0中的至少两种；和/或所述多网络包括有线网络、lonworks plc、wifi、zigbee、frid和bluetooth中的至少两种。
11.进一步地，所述插入式可扩展数据采集框架包括modbus数据采集框架、plc数据采集框架、ilon数据采集框架和传感器网络数据采集框架。
12.进一步地，所述自动化编码转换系统对所述智慧城市能耗数据进行编码转换实现数据编码统一以及soap/xml协议转换。
13.本发明的另一个方面，还提供一种适用于智慧城市的能耗数据采集方法，所述方法基于上述所述的适用于智慧城市的能耗数据采集系统进行数据采集，包括以下步骤：
14.s1、基于物联网技术构建传感器网络底层架构，并基于多网络集成实现传感器网络底层架构中不同底层设备的互联互通，同时整合各类标准接口，搭建系统软件与硬件间可靠的信道；
15.s2、构建广域网层，将不同区域范围和/或不同应用划分和/或不同底层协议的设备子网统一到预设标准平台上，屏蔽物联网接入层上各种物联网实现的具体细节，抽象出不同属性数据；
16.s3、基于数据采集模块的数据采集逻辑控制指令以不同数据采集框架对智慧城市的能耗数据进行采集，并将所采集的智慧城市能耗数据传输给插入式可扩展数据采集框架；
17.s4、利用自动编码转换系统将所采集的智慧城市能耗数据进行编码转换实现数据编码统一和soap/xml协议转换；
18.s5、通过数据中转站将编码转换后的智慧城市能耗数据传输给区域数据中心进行分析处理和储存管理。
19.本发明中，通过构建高可用性的物联网感知层和集成多种数据采集框架的插入式可扩展数据采集框架对智慧城市能耗数据进行数据采集，实现了不同设备、不同接口、不同区域范围的统一，同时利用自动化编码转换系统对能耗数据进行进行编码转换实现了数据编码统一和soap/xml协议转换，为后续能耗数据的识别、管理和应用工作提供了有效平台，一定程度上也提高了后续系统的正常高效工作。
附图说明
20.构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
21.图1是本发明中一种适用于智慧城市的能耗数据采集系统的结构框图；
22.图2是本发明中物联网感知层实现高可用性的流程图，
23.图3是本发明中一种适用于智慧城市的能耗数据采集方法的流程图。
具体实施方式
24.需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
25.如图1所示，本发明提供了一种适用于智慧城市的能耗数据采集系统，包括：
26.物联网感知层，所述物联网感知层基于物联网技术构建包括传感器、控制器和各类功能终端的传感器网络底层架构，并基于多网络集成实现传感器网络底层架构设备的互联互通，同时整合各类标准接口，构建广域网层以将不同区域范围和/或不同应用划分和/
或不同底层协议的设备子网统一到预设标准平台上，用于实现高可用性的物联网感知；
27.若干个前端数据采集服务端，每一个所述前端数据采集服务端均包括插入式可扩展数据采集框架、数据中转站、自动化编码转换系统，所述插入式可扩展数据采集框架基于所构建的传感器网络底层架构以不同数据采集方式对智慧城市能耗数据进行采集，自动化编码转换系统用于对所采集的智慧城市能耗数据进行编码转换；数据中转站用于将插入式可扩展数据采集框架内的智慧城市能耗数据传输给自动化编码转换系统进行编码转换；
28.数据采集模块，所述数据采集模块分别与每一个前端数据采集服务端连接，用于发送数据采集逻辑控制指令并接收经编码转换后的智慧城市能耗数据；
29.区域数据中心，所述区域数据中心与数据采集模块连接，用于对数据采集模块传输的智慧城市能耗数据进行分析处理和储存管理。
30.本实施例中，首先，通过构建物联网感知层实现传感器网络底层架构中不同设备、不同接口的互联互通，进而提高能耗数据采集系统的通信能力和处理能力；然后基于插入式可扩展数据采集框架和自动化编码转换系统采集智慧城市能耗数据并进行编码转换；最后，将编码转换后的能耗数据传输给区域数据中心进行分析处理和储存管理，进而实现智慧城市能耗数据的采集，为后续能耗数据处理流程提供有效平台。
31.如图2所示，所述物联网感知层实现高可用性的物联网感知的具体过程为：在预设的网络测试平台上进行传感器网络底层架构冗余部署的仿真测试；在考虑网络传输数据路径选择负载均衡的前提下，优化所述传感器网络路由协议，将优于原网络路由方案的网络布置应用；在已进行路由与负载均衡优化的传感器网络上，利用无线传感器数据融合技术减少传感器网络内数据传输量，并在仿真测试成功后将之应用于实际网络中；将适用于传感器网络的简单心跳机制嵌入到传感器网络中，实时反馈传感器网络各节点的工作情况。进而使得后续能耗数据处理系统(包括但不限于数据差别化管理、数据缺陷管理和数据分析预测管理)能够实时掌握传感器网络底层架构中各节点的工作情况，后续能耗数据处理系统能根据该工作情况解决一些故障。
32.其中，所述广域网层包括gsm/cdma/gprs、以太网、3g网络和vpn中的至少两种；和/或所述各类标准接口包括tcp/ip接口、rs-232、rs-485和dsp1.1/2.0中的至少两种；和/或所述多网络包括有线网络、lonworks plc、wifi、zigbee、frid和bluetooth中的至少两种。
33.其中，所述插入式可扩展数据采集框架包括modbus数据采集框架、plc数据采集框架、ilon数据采集框架和传感器网络数据采集框架。在实际应用当中，还可根据实际情况对数据采集框架进行扩展。
34.其中，所述自动化编码转换系统对所述智慧城市能耗数据进行编码转换实现数据编码统一以及soap(simple object access protocol，简单对象访问协议)/xml(extensible markup language，可扩展标记语言)协议转换。
35.如图3所示，本发明还提供一种适用于智慧城市的能耗数据采集方法，所述方法基于上述所述的适用于智慧城市的能耗数据采集系统进行数据采集，包括以下步骤：
36.s1、基于物联网技术构建传感器网络底层架构，并基于多网络集成实现传感器网络底层架构中不同底层设备的互联互通，同时整合各类标准接口，搭建系统软件与硬件间可靠的信道；
37.s2、构建广域网层，将不同区域范围和/或不同应用划分和/或不同底层协议的设
备子网统一到预设标准平台上，屏蔽物联网接入层上各种物联网实现的具体细节，抽象出不同属性数据；
38.s3、基于数据采集模块的数据采集逻辑控制指令以不同数据采集框架对智慧城市的能耗数据进行采集，并将所采集的智慧城市能耗数据传输给插入式可扩展数据采集框架；
39.s4、利用自动编码转换系统将所采集的智慧城市能耗数据进行编码转换实现数据编码统一和soap/xml协议转换；
40.s5、通过数据中转站将编码转换后的智慧城市能耗数据传输给区域数据中心进行分析处理和储存管理。
41.基于上述对适用于智慧城市的能耗数据采集系统的描述，所述能耗数据采集方法具有同样的技术效果，此处不再赘述。
42.总而言之，本发明具有如下优点：
43.本发明中，基于多网络集成能够实现传感器网络底层架构中不同底层设备的互联互通；而通过整合各类标准接口，为系统软件与硬件之间搭建出可靠信道；同时，所述广域网层能够将不同区域范围和/或不同应用划分和/或不同底层协议的设备子网统一到预设标准平台上，并屏蔽物联网接入层上各种物联网实现的具体细节，抽象出不同属性数据；并通过所述插入式可扩展数据采集框架对智慧城市能耗数据进行数据采集，利用自动化编码转换系统对能耗数据进行进行编码转换实现了所采集能耗数据的编码统一和soap/xml协议转换，为后续能耗数据的识别、管理和应用工作提供了有效平台，一定程度上也提高了后续系统的正常高效工作。
44.以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。