一种基于多源数据融合的电力物联网智慧终端及方法与流程

1.本发明涉及电力物联网智慧终端技术领域，特别涉及一种基于多源数据融合的电力物联网智慧终端及方法。


背景技术：

2.中国能源需求的压力巨大，能源供给制约较多，能源技术水平总体落后，能源生产和消费对生态环境损害严重。与此同时，伴随着世界能源转型的大趋势，中国作为能源大国和负责任大国，也肩负着推动技术创新、促进地区能源转型、实现可持续发展的重任。因此电力物联网是我国能源结构转型的必然产物。然而目前市面上电力物联网智慧终端仍存在以下几点问题：
3.1、火灾中占比最高的是由电气原因引发火灾，主要是因为电线短路、接触不良、电气设备老化、电气设备质量差、违规操作、超负荷用电等问题，从而造成大量的经济损失和人员伤亡；
4.2、安全用电和安全用电管理制度一直都是相辅相成的存在，且安全用电所覆盖的范围较大，然而用户用电安全意识较差，管理人员无法实时监管到位，造成用电不当的情况；
5.3、目前大部分的电力终端无法将将智能电表、低压断路器、无功补偿装置、电动汽车充电桩、水气热计量装置及用户智能家居等数据互联互通，数据采集范围较窄，无法实现全面感知，智能化水平较低。


技术实现要素：

6.本发明的目的在于提供一种基于多源数据融合的电力物联网智慧终端及方法，通过云平台接收的数据基础上，建立智能配电、智能用电、智慧园区、开展综合能源服务，共同实现对用户符合的精确感知，满足家用电器级的深入感知和精准控制需求，为用电设备的精准运行监测、智能控制和源网荷协同运行提供了技术方案，解决当前用电安全和能耗管理难题，以解决上述背景技术中提出的问题。
7.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
8.一种基于多源数据融合的电力物联网智慧终端，包括智能终端，智能终端两侧分别设置有安装座，安装座两端分别开设有安装孔，智能终端一侧分别设置有本地通信接线端子，智能终端另一侧分别设置有通信接口、开关量输入接口、模拟量输入接口、继电器输出接口、以太网接口和无线通信接口，智能终端通过无线通讯信号与云平台进行数据交互，云平台分别通过无线通讯信号与智能移动终端进行信号传输连接。
9.进一步的，智能终端内安装有中心处理器，中心处理器包括终端通信模块、终端采集模块、终端数据临时存储模块和设备图像监控模块，终端采集模块进行终端数据采集，临时存储模块将终端采集模块采集到的数据进行临时储存，设备图像监控模块对电力设备及环境异常情况进行实时监控，并通过终端通信模块将数据传输至云平台。
10.进一步的，终端通信模块包括有线、无线数据传输通道，涵盖2g/3g/4g网络，终端采集模块多元化数据采集包括多串口和lora/433mhz/zigbee多元化无线采集数据。
11.进一步的，云平台包括数据统计分析模块、能效分析模块、用能预警模块、设备监测管理模块、数据库管理模块和移动终端展示模块，数据统计分析模块将接收到的数据进行统计，接收数据包括电量和非电量数据，并对数据与历史数据进行对比分析，用能预警模块将统计分析后的数据分类分项的进行能耗计算，包括电量、水量、燃气量、集中供冷供热量以及其他能耗，数据库管理模块储存和分类管理接收到的数据，为数据统计分析模块和能效分析模块提供数据基础，移动终端展示模块将数据进行报表统计与展示，并生成表格。
12.进一步的，数据库管理模块由结构化数据、非结构化数据和缓存数据构成，结构化数据包括终端设备位置数据、配置数据、待审核数据和专业知识数据，非结构化数据包括变电站、线路、公变、专变、用户和营销服务资源信息，缓存数据包括应用数据库保存前后端应用的业务数据。
13.进一步的，移动终端展示模块包括分区展示模块、故障报警提醒模块、维保管理模块、能耗报告模块和针对性监控模块，分区展示模块将接收分析后的能耗数据按照分项/区域/部门等不同的组织方式进行报表统计，故障报警提醒模块接收到设备监测管理模块监测到异常信息后，进行设备异常故障报警，维保管理模块将设备管理维护信息进行储存并生成表格，并根据维护管理情况计算设备质量和使用寿命，能耗报告模块通过多维度统计分析用户能耗使用情况，针对性监控模块将能耗报告模块中高能耗设备进行单独实时监控。
14.进一步的，分区展示模块同时提供将接收分析后的能耗数据通过饼图、柱状图、曲线图和堆积图的数据可视化功能。
15.进一步的，云平台组织架构由感知层、平台层、网络层和应用层构成，感知层包括电表、导轨表、水表、燃气表和智能终端，电表、导轨表、水表、燃气表和智能终端进行多源数据采集，感知层为平台层提供数据依据，平台层包括智能网关，智能网关进行分析处理，网络层进行安全网络传输，平台层将处理分析后的数据通过网络层输送至应用层，应用层包括移动手机和电脑，应用层进行数据结果的展示。
16.本发明提供另一种技术方案，一种基于多源数据融合的电力物联网智慧终端的实现方法，包括以下步骤：
17.步骤一：智能终端分别通过本地通信接线端子和各通讯接口与数据采集终端进行连接，支持多种采集方式，并将采集数据通过有线和无线数据传输通道输送至云平台；
18.步骤二：云平台通过数据统计分析模块和能效分析模块对接收的数据进行统计分析，通过模式识别算法分解用电负荷成分，实现分项计量功能，用能预警模块对用能进行预警，设备监测管理模块实时监测终端设备，停电主动上报，出现异常时对现场异常图像抓拍与数据传输相结合，对电力设备及环境异常情况进行实时监控；
19.步骤三：数据库管理模块对数据进行分类管理，为数据统计分析模块和能效分析模块提供大量多源数据基础，利用信息化手段，提升数据监控分析效率，移动终端展示模块通过数据融通提供标准化数据服务，支撑各类应用的快速构建、随需迭代，为用户提供丰富的可视化数据。
20.进一步的，针对步骤三中，移动终端展示模块通过与智能移动终端进行信号传输，
智能移动终端通过配套app客户端软件，采用无线信号直接与智能终端连接，现场实时查看电力设备运行情况。
21.与现有技术相比，本发明的有益效果是：
22.1.本发明提出的一种基于多源数据融合的电力物联网智慧终端及方法，智能终端通过设置的多种接口个接线端子，提供通信通道，拓展采集范围，增加采集要素，与传统配电终端和智能开关设备配套使用或独立安装使用，对电力设备进行统一监控与管理。
23.2.本发明提出的一种基于多源数据融合的电力物联网智慧终端及方法，通过高效的设备内部组网机制提高设备在线率，中心处理器满足各种方式的数据采集，对电力设备及环境异常情况进行实时监控，为电能管理的完善与创新提供了更好的平台与途径，有效的提升了电能应用的安全性、可靠性、经济性。
24.3.本发明提出的一种基于多源数据融合的电力物联网智慧终端及方法，通过云平台接收的数据基础上，建立智能配电、智能用电、智慧园区、开展综合能源服务，共同实现对用户符合的精确感知，满足家用电器级的深入感知和精准控制需求，为用电设备的精准运行监测、智能控制和源网荷协同运行提供了技术方案，解决当前用电安全和能耗管理难题。
25.4.本发明提出的一种基于多源数据融合的电力物联网智慧终端及方法，用能预警模块多通道发送预警信息，便于管理人员和用户随时随地进行电气安全的可视化、信息化和与可控化管理，进一步提高用户安全用电意识，数据库管理模块为云平台提供了信息保障，多维度统计分析用户能耗使用情况，对高能耗设备进行单独实时监控，大大提高了使用灵活性，针对性强，防范电气火灾事故，减少涉电事故，不断提高安全生产技术保障水平。
附图说明
26.图1为本发明的智能终端立体图；
27.图2为本发明的智能终端另一立体图；
28.图3为本发明的整体模块拓扑图；
29.图4为本发明的中心处理器模块图；
30.图5为本发明的云平台模块图；
31.图6为本发明的数据库管理模块示意图；
32.图7为本发明的移动终端展示模块示意图；
33.图8为本发明的云平台组织架构示意图。
34.图中：1、智能终端；12、安装座；13、安装孔；14、本地通信接线端子；15、通信接口；16、开关量输入接口；17、模拟量输入接口；18、继电器输出接口；19、以太网接口；2、无线通信接口；3、无线通讯信号；4、云平台；41、数据统计分析模块；42、能效分析模块；43、用能预警模块；44、设备监测管理模块；45、数据库管理模块；451、结构化数据；452、非结构化数据；453、缓存数据；46、移动终端展示模块；461、分区展示模块；462、故障报警提醒模块；463、维保管理模块；464、能耗报告模块；465、针对性监控模块；5、中心处理器；51、终端通信模块；52、终端采集模块；53、终端数据临时存储模块；54、设备图像监控模块；6、智能移动终端。
具体实施方式
35.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。
36.请参阅图1-3，一种基于多源数据融合的电力物联网智慧终端，包括智能终端1，智能终端1两侧分别设置有安装座12，安装座12两端分别开设有安装孔13，智能终端1一侧分别设置有本地通信接线端子14，智能终端1另一侧分别设置有通信接口15、开关量输入接口16、模拟量输入接口17、继电器输出接口18、以太网接口19和无线通信接口2，智能终端1通过无线通讯信号3与云平台4进行数据交互，云平台4分别通过无线通讯信号3与智能移动终端6进行信号传输连接，智能终端1通过设置的多种接口个接线端子，提供通信通道，拓展采集范围，增加采集要素，与传统配电终端和智能开关设备配套使用或独立安装使用，对电力设备进行统一监控与管理，通过高效的设备内部组网机制提高设备在线率；
37.请参阅图4-5，智能终端1内安装有中心处理器5，中心处理器5包括终端通信模块51、终端采集模块52、终端数据临时存储模块53和设备图像监控模块54，终端通信模块51包括有线、无线数据传输通道，涵盖2g/3g/4g网络，终端采集模块52多元化数据采集包括多串口和lora/433mhz/zigbee多元化无线采集数据，满足各种方式的数据采集，终端采集模块52进行终端数据采集，临时存储模块53将终端采集模块52采集到的数据进行临时储存，设备图像监控模块54对电力设备及环境异常情况进行实时监控，并通过终端通信模块51将数据传输至云平台4，云平台4包括数据统计分析模块41、能效分析模块42、用能预警模块43、设备监测管理模块44、数据库管理模块45和移动终端展示模块46，数据统计分析模块41将接收到的数据进行统计，接收数据包括电量和非电量数据，并对数据与历史数据进行对比分析，用能预警模块43将统计分析后的数据分类分项的进行能耗计算，包括电量、水量、燃气量、集中供冷供热量以及其他能耗，数据库管理模块45储存和分类管理接收到的数据，为数据统计分析模块41和能效分析模块42提供数据基础，移动终端展示模块46将数据进行报表统计与展示，并生成表格，中心处理器5通过多种采集方式拓展了采集范围，增加了采集要素，为电能管理的完善与创新提供了更好的平台与途径，有效的提升了电能应用的安全性、可靠性、经济性，通过云平台4接收的数据基础上，建立智能配电、智能用电、智慧园区、开展综合能源服务，也可和用户建立有效互动，解决当前用电安全和能耗管理难题，用能预警模块43多通道发送预警信息，便于管理人员和用户随时随地进行电气安全的可视化、信息化和与可控化管理，进一步提高用户安全用电意识。
38.请参阅图6-8，数据库管理模块45由结构化数据451、非结构化数据452和缓存数据453构成，结构化数据451包括终端设备位置数据、配置数据、待审核数据和专业知识数据，非结构化数据452包括变电站、线路、公变、专变、用户和营销服务资源信息，缓存数据453包括应用数据库保存前后端应用的业务数据，为云平台4提供了信息保障，移动终端展示模块46包括分区展示模块461、故障报警提醒模块462、维保管理模块463、能耗报告模块464和针对性监控模块465，分区展示模块461将接收分析后的能耗数据按照分项/区域/部门等不同的组织方式进行报表统计，分区展示模块461同时提供将接收分析后的能耗数据通过饼图、柱状图、曲线图和堆积图的数据可视化功能，显示直观，方便用户做出决策，故障报警提醒模块462接收到设备监测管理模块44监测到异常信息后，进行设备异常故障报警，维保管理模块463将设备管理维护信息进行储存并生成表格，并根据维护管理情况计算设备质量和
使用寿命，帮助用户实时监管各种设备的使用情况，能耗报告模块464通过多维度统计分析用户能耗使用情况，针对性监控模块465将能耗报告模块464中高能耗设备进行单独实时监控，大大提高了使用灵活性，针对性强，扩大了适用范围，防范电气火灾事故，减少涉电事故，不断提高安全生产技术保障水平，云平台4组织架构由感知层、平台层、网络层和应用层构成，感知层包括电表、导轨表、水表、燃气表和智能终端1，电表、导轨表、水表、燃气表和智能终端1进行多源数据采集，感知层为平台层提供数据依据，平台层包括智能网关，智能网关进行分析处理，网络层进行安全网络传输，平台层将处理分析后的数据通过网络层输送至应用层，应用层包括移动手机和电脑，应用层进行数据结果的展示，体系架构完善，通过各类终端数据统一标准化接入，解决数据的采集问题，广覆盖、大连接、低时延、高可靠的信息通信网络，解决数据的传输问题，超大规模终端统一物联管理、云计算和边缘计算协同，解决数据的管理问题，数据融通提供标准化数据服务，支撑各类应用的快速构建、随需迭代，解决数据的价值创造问题。
39.一种基于多源数据融合的电力物联网智慧终端的实现方法，包括以下步骤：
40.步骤一：智能终端1分别通过本地通信接线端子14和各通讯接口与数据采集终端进行连接，支持多种采集方式，并将采集数据通过有线和无线数据传输通道输送至云平台4；
41.步骤二：云平台4通过数据统计分析模块41和能效分析模块42对接收的数据进行统计分析，通过模式识别算法分解用电负荷成分，实现分项计量功能，用能预警模块43对用能进行预警，设备监测管理模块44实时监测终端设备，停电主动上报，出现异常时对现场异常图像抓拍与数据传输相结合，对电力设备及环境异常情况进行实时监控；
42.步骤三：数据库管理模块45对数据进行分类管理，为数据统计分析模块41和能效分析模块42提供大量多源数据基础，利用信息化手段，提升数据监控分析效率，移动终端展示模块46通过数据融通提供标准化数据服务，支撑各类应用的快速构建、随需迭代，为用户提供丰富的可视化数据，移动终端展示模块46通过与智能移动终端6进行信号传输，智能移动终端6通过配套app客户端软件，采用无线信号直接与智能终端1连接，现场实时查看电力设备运行情况。
43.综上所述，本基于多源数据融合的电力物联网智慧终端及方法，智能终端1通过设置的多种接口个接线端子，提供通信通道，拓展采集范围，增加采集要素，与传统配电终端和智能开关设备配套使用或独立安装使用，对电力设备进行统一监控与管理，通过高效的设备内部组网机制提高设备在线率，中心处理器5满足各种方式的数据采集，对电力设备及环境异常情况进行实时监控，为电能管理的完善与创新提供了更好的平台与途径，有效的提升了电能应用的安全性、可靠性、经济性，通过云平台4接收的数据基础上，建立智能配电、智能用电、智慧园区、开展综合能源服务，也可和用户建立有效互动，解决当前用电安全和能耗管理难题，用能预警模块43多通道发送预警信息，便于管理人员和用户随时随地进行电气安全的可视化、信息化和与可控化管理，进一步提高用户安全用电意识，数据库管理模块45为云平台4提供了信息保障，移动终端展示模块46按照分项/区域/部门等不同的组织方式进行报表统计，方便用户做出决策，帮助用户实时监管各种设备的使用情况，多维度统计分析用户能耗使用情况，对高能耗设备进行单独实时监控，大大提高了使用灵活性，针对性强，扩大了适用范围，防范电气火灾事故，减少涉电事故，不断提高安全生产技术保障
水平。
44.以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明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发明披露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。