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基于云平台的环保用电监控的应用研究
更新时间：2022-09-26
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基于云平台的环保用电监控的应用研究
任运业
（江苏安科瑞微电网研究院有限公司，江苏江阴 214405）
摘 要：随着科技水平和网络信息技术的快速发展，网络信息技术在各个领域应用范围越来越广泛， 互联网技术和云计算技术在环保用电监控方面应用越来越紧密，本文对云平台的概念、特点以及云平台在环保用电监控的应用进行介绍。
关键词：环保用电；监控；云平台；应用
1 云平台概念和特点
云平台是指存储在网络服务器上的数据库，云平台由硬件设备和软件组成，硬件设备包括 CPU、存储器和服务器等，软件包括集成开发软件和应用软件等。云平台把大量的数据处理和数据存储工作交给由硬件和软件组成的数据库来进行。云平台的核心功能是对大量数据进行并行处理和存储，云平台的突出特点是能够脱离人工操作，云平台可以实现自动管理和维护云平台中的大量数据和资源。云平台包括下面几个特点：
（1）灵活性和伸缩性，云平台能够按照不同的区域范围、软件性能和硬件配置等多层面提供个性化、灵活性和伸缩性的服务，同时能够根据平台访问用户数量对资源规模进行动态性伸缩调整，以此来满足不同访问客户的需要。
（2）数据的池化，云平台依托于计算机网络虚拟化技术建立的云端服务器集群，具有并行处理存储、分布式处理存储和互联网通信等一系列强大功能，访问用户不再受到地理位置的限制，用户可以随时随地访问数据池中某个服务区域和资源中心的数据资源。
（3）提供自主化服务，对于用户来说云平台上提供的服务是透明化的，云平台上的硬件、软件和数据等能够按照用户的不同需求进行自主化的配置，客户可以根据自主化的需要进行定制和购买。
（4）安全性高，云平台可以利用本地和地域复制功能对数据中的垃圾信息和多余信息进行过滤处理或者清除，还能有效克服网络高并发和网络拥堵的困扰，利用流量管理器对数据流负载进行相应的均衡化处理，具体包括流量的拆分、配置和故障转移等。
2 云平台在环保用电监控中的应用
安科瑞环保用电监管云平台依托物联网和电力参数传感技术，数据采集终端获取设备用电回路的电力参数，通过DTU或数采仪上传至云平台，通过Web页面或APP把监控数据直观表现在用户眼前。
整个方案对用电和环境指标进行检测和数据采集，把参数保存并打包形成标准化数据包，然后利用LoRa途径传送到云平台，云平台具有的模板式组件能够进行监控软件开发，将动态参数直观反映到应用软件的界面。云平台集成了报警功能，能够做到对报警信息的实时发布与推送。
该系统除了可以监控环保治理设备的工作情况及企业停限产期间的生产状态以外，在VOCs、烟尘、废水等环境监控等方面也非常适用，还可以集成视频或门禁监控，值得应用与推广。
（1）全电参量测量智能模块ADW400：
● 有功电能精度：1级，无功电能精度：2级，电压、电流精度：0.5级
● 电压规格：3×57.7/100V、3×100V、3×380V、3×220/380V
● 电流规格：3×1.5(6)A，3×20(100)A，3×80(400)A，3×120(600)A
● 工作温度：-25℃~+55℃
● 相对湿度：≤95℅（无凝露）
● 支持470Mhz Lora无线通讯、RS485通讯
● 支持全电力参数测量（U、I、P、Q、S、PF、F）
● 支持正反向有功、无功电能
● 支持标准DIN35导轨安装
（2）无线网关AF-GSM500：
● 支持460Mhz~510Mhz Lora无线通讯，频道和扩频因数可设置
● 工作频段：TD-LTE/ FDD-LTE/WCDMA/TD-SCDMA/ GSM/ EVDO/CDMA2000，包含联通、移动、电信4G网络
● 传输速率：4G网速上行2Mbps，下行68Mbps
● 工作温度：-40度~85度
● 湿度范围：0~95% 无凝露结霜
● 支持LORA无线组网，通过将通讯数据在无线信号之间互转，LORA监测支持中继器模式，满足用于增强主、从站之间的LORA信号强度
● 支持不低于100台监测设备的数据采集
● 支持固定IP和动态域名解析方式连接数据中心
● 支持HJ212-2017污染源在线自动监控（监测）系统数据传输标准
● 支持一址多发，数据可同时上传到3个以上不同的平台
● 宽范围直流电源输入，工业级设计
● 数据采集器支持服务器远程升级，版本更新时无需到现场升级
● 边缘计算：对采集的数据进行实时分析、处理和运算，分担主站数据处理压力，节省网络带宽
● 具备就地显示屏，可查看实时数据，历史数据，并且具备一定的人机交互能力，可直接修改一些参数
● 具备数据存储功能，存储时间1年
● 具备断点续传
● 支持远程修改配置、远程查看实时数据和历史数据，历史数据主动补传
（3）数据采集传输仪AF-HK100：
● 支持460Mhz~510Mhz Lora无线通讯，频道和扩频因数可设置
● 工作频段：LTE-FDD/LTE-TDD/CDMA，包含联通、移动、电信4G网络
● 传输速率：4G网速上行50Mbps，下行150Mbps
● 工作温度：-20℃～+60℃
● 储存温度：-40℃～+80℃
● 相对湿度：≤95%RH
● 电磁兼容：GB/T 17626.2静电放电抗扰性试验 3 级；GB/T 17626.4电快速瞬变脉冲群抗扰性试验 3 级；GB/T 17626.5冲击（浪涌）抗扰性试验 4 级
● 具备不少于6路RS485/RS232 串口，8路模拟量输入通道（电流电压信号可配置），8路开关量输入通道（有源湿接点（DC12V）/无源干接点可配置）以及4路开关量输出通道（无源干节点，触点容量 DC30V/5A、AC250V/5A）
● 支持LORA无线组网，通过将通讯数据在无线信号之间互转，LORA监测支持中继器模式，满足用于增强主、从站之间的LORA信号强度
● 支持固定IP和动态域名解析方式连接数据中心
● 支持HJ212-2017污染源在线自动监控（监测）系统数据传输标准
● 支持一址多发，数据可同时上传到3个以上不同的平台
● 数采仪支持服务器远程升级，版本更新时无需到现场升级
● 数采仪具备不小于7英寸触摸显示屏，并且具备一定的人机交互能力，可于本地进行监测参数管理设置，实时，历史数据查询，采集周期自定义等功能
● 数采仪具备至少16GB本地存储空间并支持外置SD卡扩容
● 具备数据存储功能，存储时间不低于6个月，监测数据记录存储需满足至少存储14400条记录，且支持历史记录通过U盘等形式导出
● 数据采集误差≤1‰，系统时钟计时误差±0.5‰
● 具备ups后备电池，要求外部电源断电后，可持续供电至少6小时
● 设备具备断点续传（无法联网的情况下 将数据先保存起来，等网络恢复后再上传）
● 支持远程修改配置、远程查看实时数据和历史数据，历史数据主动补传
● 支持本地操作日志存储管理
● 具备用户管理功能，支持分系统管理员及一般操作人员两种权限，可根据用户名密码登录
3 平台主要功能
建立产污、治污设施运行耦合联动关系，及时发现治污设施非正常运行。同时通过企业总生产用电、车间用电的数据采集，有效解决恶劣天气下以及行政处罚企业停限产无法实时量化监管的问题。主要包括：一方面可实时监控治污设施运行情况；另一方面，动态监控重污染天气下应急管控措施落实情况。
提供信息化管理手段，为企业提供治污设施异常、停限产异常、设备故障告警功能，避免企业因设施停运造成的超标排放，有效降低设备停机及生产事故风险。
为企业提供业务应用、数据挖掘分析及增值服务，统计设备用电情况，提升企业的能源使用效率。
4 结语
云平台应用于环保用电监控具有容错性和伸缩性等优点，同时具有云端存储功能，依托于云平台可以完成环保用电监控包括数据收集、数据分析、数据管理、网络传输、状态展示等一系列监控活动，基于云平台技术提供的数据快速分析和存储等强大服务，环保用电监控和云平台相互结合的模式已成功应用在多个项目中。
参考文献
[1]岳建伟.基于云平台的环境监控系统的应用研究[J].资源节约与环保，2019(4)：71.
[2]胡慧，王辉.云计算技术现状与发展趋势分析[J].软件导刊，2009(9)：3-4.
[3]时志强.关于工况用电监测系统在环境管理中的应用研究[J].科学技术创新, 2020(10):189-190.
作者简介
任运业，男，现任职于江苏安科瑞微电网研究院有限公司，从事电气相关物联网系统研发工作。
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