基于云平臺的環(huán)保用電監(jiān)控的應用研究

安科瑞 陳聰

摘 要：隨著科技水平和網(wǎng)絡信息技術的快速發(fā)展，網(wǎng)絡信息技術在各個領域應用范圍越來越廣泛， 互聯(lián)網(wǎng)技術和云計算技術在環(huán)保用電監(jiān)控方面應用越來越緊密，本文對云平臺的概念、特點以及云平臺在環(huán)保用電監(jiān)控的應用進行介紹。

關鍵詞：環(huán)保用電；監(jiān)控；云平臺；應用

1 云平臺概念和特點

云平臺是指存儲在網(wǎng)絡服務器上的數(shù)據(jù)庫，云平臺由硬件設備和軟件組成，硬件設備包括 CPU、存儲器和服務器等，軟件包括集成開發(fā)軟件和應用軟件等。云平臺把大量的數(shù)據(jù)處理和數(shù)據(jù)存儲工作交給由硬件和軟件組成的數(shù)據(jù)庫來進行。云平臺的核心功能是對大量數(shù)據(jù)進行并行處理和存儲，云平臺的突出特點是能夠脫離人工操作，云平臺可以實現(xiàn)自動管理和維護云平臺中的大量數(shù)據(jù)和資源。云平臺包括下面幾個特點：

（1）靈活性和伸縮性，云平臺能夠按照不同的區(qū)域范圍、軟件性能和硬件配置等多層面提供個性化、靈活性和伸縮性的服務，同時能夠根據(jù)平臺訪問用戶數(shù)量對資源規(guī)模進行動態(tài)性伸縮調整，以此來滿足不同訪問客戶的需要。

（2）數(shù)據(jù)的池化，云平臺依托于計算機網(wǎng)絡虛擬化技術建立的云端服務器集群，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，訪問用戶不再受到地理位置的限制，用戶可以隨時隨地訪問數(shù)據(jù)池中某個服務區(qū)域和資源中心的數(shù)據(jù)資源。

（3）提供自主化服務，對于用戶來說云平臺上提供的服務是透明化的，云平臺上的硬件、軟件和數(shù)據(jù)等能夠按照用戶的不同需求進行自主化的配置，客戶可以根據(jù)自主化的需要進行定制和購買。

（4）安全性高，云平臺可以利用本地和地域復制功能對數(shù)據(jù)中的垃圾信息和多余信息進行過濾處理或者減少，還能合理克服網(wǎng)絡高并發(fā)和網(wǎng)絡擁堵的困擾，利用流量管理器對數(shù)據(jù)流負載進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。

2 云平臺在環(huán)保用電監(jiān)控中的應用

安科瑞環(huán)保用電監(jiān)管云平臺依托物聯(lián)網(wǎng)和電力參數(shù)傳感技術，數(shù)據(jù)采集終端獲取設備用電回路的電力參數(shù)，通過DTU或數(shù)采儀上傳至云平臺，通過Web頁面或APP把監(jiān)控數(shù)據(jù)直觀表現(xiàn)在用戶眼前。

整個方案對用電和環(huán)境指標進行檢測和數(shù)據(jù)采集，把參數(shù)保存并打包形成標準化數(shù)據(jù)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行監(jiān)控軟件開發(fā)，將動態(tài)參數(shù)直觀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時發(fā)布與推送。

該系統(tǒng)除了可以監(jiān)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(jiān)控等方面也非常適用，還可以集成視頻或門禁監(jiān)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，無功電能精度：2級，電壓、電流精度：0.5級 

●  電壓規(guī)格：3×57.7/100V、3×100V、3×380V、3×220/380V 

●  電流規(guī)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℅（無凝露）

●  支持470Mhz Lora無線通訊、RS485通訊 

●  支持全電力參數(shù)測量（U、I、P、Q、S、PF、F） 

●  支持正反向有功、無功電能 

●  支持標準DIN35導軌安裝 

（2）無線網(wǎng)關AF-GSM500：

●  支持460Mhz~510Mhz Lora無線通訊，頻道和擴頻因數(shù)可設置

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

●  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% 無凝露結霜

●  支持LORA無線組網(wǎng)，通過將通訊數(shù)據(jù)在無線信號之間互轉，LORA監(jiān)測支持中繼器模式，滿足用于增強主、從站之間的LORA信號強度

●  支持不低于100臺監(jiān)測設備的數(shù)據(jù)采集

●  支持固定IP和動態(tài)域名解析方式連接數(shù)據(jù)中心

●  支持HJ212-2017污染源在線自動監(jiān)控（監(jiān)測）系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸標準

●  支持一址多發(fā)，數(shù)據(jù)可同時上傳到3個以上不同的平臺

●  寬范圍直流電源輸入，工業(yè)級設計

●  數(shù)據(jù)采集器支持服務器遠程升級，版本更新時無需到現(xiàn)場升級

●  邊緣計算：對采集的數(shù)據(jù)進行實時分析、處理和運算，分擔主站數(shù)據(jù)處理壓力，節(jié)省網(wǎng)絡帶寬

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

●  具備數(shù)據(jù)存儲功能，存儲時間1年

●  具備斷點續(xù)傳

●  支持遠程修改配置、遠程查看實時數(shù)據(jù)和歷史數(shù)據(jù)，歷史數(shù)據(jù)主動補傳

（3）數(shù)據(jù)采集傳輸儀AF-HK100：

●  支持460Mhz~510Mhz Lora無線通訊，頻道和擴頻因數(shù)可設置
●  工作頻段：LTE-FDD/LTE-TDD/CDMA，包含聯(lián)通、移動、電信4G網(wǎng)絡
●  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路開關量輸入通道（有源濕接點（DC12V）/無源干接點可配置）以及4路開關量輸出通道（無源干節(jié)點，觸點容量 DC30V/5A、AC250V/5A）
●  支持LORA無線組網(wǎng)，通過將通訊數(shù)據(jù)在無線信號之間互轉，LORA監(jiān)測支持中繼器模式，滿足用于增強主、從站之間的LORA信號強度
●  支持固定IP和動態(tài)域名解析方式連接數(shù)據(jù)中心

●  支持HJ212-2017污染源在線自動監(jiān)控（監(jiān)測）系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸標準

●  支持一址多發(fā)，數(shù)據(jù)可同時上傳到3個以上不同的平臺

●  數(shù)采儀支持服務器遠程升級，版本更新時無需到現(xiàn)場升級

●  數(shù)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，可于本地進行監(jiān)測參數(shù)管理設置，實時，歷史數(shù)據(jù)查詢，采集周期自定義等功能

●  數(shù)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(shù)據(jù)存儲功能，存儲時間不低于6個月，監(jiān)測數(shù)據(jù)記錄存儲需滿足至少存儲14400條記錄，且支持歷史記錄通過U盤等形式導出

●  數(shù)據(jù)采集誤差≤1‰，系統(tǒng)時鐘計時誤差±0.5‰

●  具備ups后備電池，要求外部電源斷電后，可持續(xù)供電至少6小時

●  設備具備斷點續(xù)傳（無法聯(lián)網(wǎng)的情況下 將數(shù)據(jù)先保存起來，等網(wǎng)絡恢復后再上傳）

●  支持遠程修改配置、遠程查看實時數(shù)據(jù)和歷史數(shù)據(jù)，歷史數(shù)據(jù)主動補傳

●  支持本地操作日志存儲管理

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

3 平臺主要功能

建立產(chǎn)污、治污設施運行耦合聯(lián)動關系，及時發(fā)現(xiàn)治污設施非正常運行。同時通過企業(yè)總生產(chǎn)用電、車間用電的數(shù)據(jù)采集，合理解決惡劣天氣下以及行政處罰企業(yè)停限產(chǎn)無法實時量化監(jiān)管的問題。主要包括：一方面可實時監(jiān)控治污設施運行情況；另一方面，動態(tài)監(jiān)控重污染天氣下應急管控措施落實情況。

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，合理降低設備停機及生產(chǎn)事故風險。

為企業(yè)提供業(yè)務應用、數(shù)據(jù)挖掘分析及增值服務，統(tǒng)計設備用電情況，提升企業(yè)的能源使用效率。

4 結語

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

參考文獻

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

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

[3] 時志強.關于工況用電監(jiān)測系統(tǒng)在環(huán)境管理中的應用研究[J].科學技術創(chuàng)新, 2020(10):189-190.