中創(chuàng )物聯(lián)網(wǎng)中間件在智能用電系統應用

　　一、 背景

　　國家電網(wǎng)公司在2009年首次提出了建設“堅強智能電網(wǎng)”的概念，涉及發(fā)電、輸電、變電、配電、用電和調電等環(huán)節，具有信息化、自動(dòng)化、互動(dòng)化特征，實(shí)現“電力流、信息流、業(yè)務(wù)流”的高度一體化融合。

　　其中用電環(huán)節智能化是智能電網(wǎng)的主要標志，是實(shí)現電網(wǎng)實(shí)時(shí)信息采集管理、電網(wǎng)與用戶(hù)之間實(shí)時(shí)交互響應，增強電網(wǎng)綜合服務(wù)能力，滿(mǎn)足互動(dòng)營(yíng)銷(xiāo)需求，提升服務(wù)水平的重要手段。

　　智能用電小區是實(shí)現用電智能化的典型應用。與普通小區相比，智能用電小區能夠提供配電自動(dòng)化、電力光纖到戶(hù)、用電信息采集、智能用電服務(wù)互動(dòng)平臺、光伏發(fā)電系統、電動(dòng)汽車(chē)充電樁管理、智能家居服務(wù)等功能和智能安防等一系列增值服務(wù)。通過(guò)利用互聯(lián)網(wǎng)、短信、電話(huà)、郵件、傳真等多種靈活、多樣的交互方式，實(shí)現與用戶(hù)的遠程互動(dòng)，進(jìn)行電費繳納、業(yè)務(wù)受理、故障報修、信息查詢(xún)等，旨在創(chuàng )建低碳、節能、環(huán)保、智能的現代居住示范區。

　　設想一下，只用一根電線(xiàn)就可上網(wǎng)、打電話(huà)、收看有線(xiàn)電視;在返回家前先掏出手機按幾下，家中的空調、熱水器、電飯煲隨即提前開(kāi)啟，等推開(kāi)家門(mén)，馬上就可以洗個(gè)熱水澡，吃上香噴噴的米飯;輕輕點(diǎn)擊智能交互終端的屏幕，即可繳納電費、查看能耗分析，并選擇更合適的節電模式。雖然智能小區還處于"概念化"的實(shí)驗階段，但是其發(fā)展前景廣闊，這種未來(lái)時(shí)代的新生活，離我們并不遙遠了。

　　而智能用電小區的實(shí)現還需依賴(lài)于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，物聯(lián)網(wǎng)應用于智能電網(wǎng)是信息通信技術(shù)發(fā)展到一定階段的必然，使用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)才能有效整合小區中的各類(lèi)系統基礎設施資源。中創(chuàng )軟件商用中間件股份有限公司經(jīng)過(guò)多年的積累，以物聯(lián)網(wǎng)信息聚合技術(shù)為理論基礎，研發(fā)了物聯(lián)網(wǎng)應用中間件InforSuite IOT EdgeServer系列產(chǎn)品，它能夠在采集小區各種設備原始信息的同時(shí)進(jìn)行大量的數據處理和計算，從海量的、雜亂無(wú)章的原始數據中提煉出對于智能小區系統具有特定意義的數據，并且能夠有效降低網(wǎng)絡(luò )數據傳輸總量，降低網(wǎng)路負荷。

　　二、 中創(chuàng )軟件物聯(lián)網(wǎng)應用中間件

　　InforSuite IOT EdgeServer(簡(jiǎn)稱(chēng)IIES)是中創(chuàng )軟件商用中間件股份有限公司自主研發(fā)的應用于物聯(lián)網(wǎng)解決方案的基礎中間件平臺。

　　IIES提供廣泛的傳感設備支持并可以通過(guò)其靈活可擴展的框架迅速支持各種感知設備，為企業(yè)降低感知設備依賴(lài)的風(fēng)險;提供強大的事件處理引擎，將海量的傳感信息過(guò)濾、分組、關(guān)聯(lián)和聚合生成透明的業(yè)務(wù)數據，增強了傳感數據的通透性;提供傳感設備模擬工具、壓力測試工具、設計工具以及SDK開(kāi)發(fā)包，為基于RFID與傳感器應用解決方案的開(kāi)發(fā)部署提供可視化開(kāi)發(fā)支持;為傳感設備管理和監控提供工具，便于設備的規劃和管控。

　　IIES產(chǎn)品族的成員及功能描述如下表所示。

　　一、 背景

　　國家電網(wǎng)公司在2009年首次提出了建設“堅強智能電網(wǎng)”的概念，涉及發(fā)電、輸電、變電、配電、用電和調電等環(huán)節，具有信息化、自動(dòng)化、互動(dòng)化特征，實(shí)現“電力流、信息流、業(yè)務(wù)流”的高度一體化融合。

　　其中用電環(huán)節智能化是智能電網(wǎng)的主要標志，是實(shí)現電網(wǎng)實(shí)時(shí)信息采集管理、電網(wǎng)與用戶(hù)之間實(shí)時(shí)交互響應，增強電網(wǎng)綜合服務(wù)能力，滿(mǎn)足互動(dòng)營(yíng)銷(xiāo)需求，提升服務(wù)水平的重要手段。

　　智能用電小區是實(shí)現用電智能化的典型應用。與普通小區相比，智能用電小區能夠提供配電自動(dòng)化、電力光纖到戶(hù)、用電信息采集、智能用電服務(wù)互動(dòng)平臺、光伏發(fā)電系統、電動(dòng)汽車(chē)充電樁管理、智能家居服務(wù)等功能和智能安防等一系列增值服務(wù)。通過(guò)利用互聯(lián)網(wǎng)、短信、電話(huà)、郵件、傳真等多種靈活、多樣的交互方式，實(shí)現與用戶(hù)的遠程互動(dòng)，進(jìn)行電費繳納、業(yè)務(wù)受理、故障報修、信息查詢(xún)等，旨在創(chuàng )建低碳、節能、環(huán)保、智能的現代居住示范區。

　　設想一下，只用一根電線(xiàn)就可上網(wǎng)、打電話(huà)、收看有線(xiàn)電視;在返回家前先掏出手機按幾下，家中的空調、熱水器、電飯煲隨即提前開(kāi)啟，等推開(kāi)家門(mén)，馬上就可以洗個(gè)熱水澡，吃上香噴噴的米飯;輕輕點(diǎn)擊智能交互終端的屏幕，即可繳納電費、查看能耗分析，并選擇更合適的節電模式。雖然智能小區還處于"概念化"的實(shí)驗階段，但是其發(fā)展前景廣闊，這種未來(lái)時(shí)代的新生活，離我們并不遙遠了。

　　而智能用電小區的實(shí)現還需依賴(lài)于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，物聯(lián)網(wǎng)應用于智能電網(wǎng)是信息通信技術(shù)發(fā)展到一定階段的必然，使用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)才能有效整合小區中的各類(lèi)系統基礎設施資源。中創(chuàng )軟件商用中間件股份有限公司經(jīng)過(guò)多年的積累，以物聯(lián)網(wǎng)信息聚合技術(shù)為理論基礎，研發(fā)了物聯(lián)網(wǎng)應用中間件InforSuite IOT EdgeServer系列產(chǎn)品，它能夠在采集小區各種設備原始信息的同時(shí)進(jìn)行大量的數據處理和計算，從海量的、雜亂無(wú)章的原始數據中提煉出對于智能小區系統具有特定意義的數據，并且能夠有效降低網(wǎng)絡(luò )數據傳輸總量，降低網(wǎng)路負荷。

　　二、 中創(chuàng )軟件物聯(lián)網(wǎng)應用中間件

　　InforSuite IOT EdgeServer(簡(jiǎn)稱(chēng)IIES)是中創(chuàng )軟件商用中間件股份有限公司自主研發(fā)的應用于物聯(lián)網(wǎng)解決方案的基礎中間件平臺。

　　IIES提供廣泛的傳感設備支持并可以通過(guò)其靈活可擴展的框架迅速支持各種感知設備，為企業(yè)降低感知設備依賴(lài)的風(fēng)險;提供強大的事件處理引擎，將海量的傳感信息過(guò)濾、分組、關(guān)聯(lián)和聚合生成透明的業(yè)務(wù)數據，增強了傳感數據的通透性;提供傳感設備模擬工具、壓力測試工具、設計工具以及SDK開(kāi)發(fā)包，為基于RFID與傳感器應用解決方案的開(kāi)發(fā)部署提供可視化開(kāi)發(fā)支持;為傳感設備管理和監控提供工具，便于設備的規劃和管控。

　　IIES產(chǎn)品族的成員及功能描述如下表所示。

　　三、 智能用電小區系統整體架構

　　中創(chuàng )軟件物聯(lián)網(wǎng)應用中間件IIES是一種基礎軟件設施和共性軟件平臺，作為感知設備和上層應用之間的橋梁和紐帶，負責支撐起整個(gè)智能用電小區應用系統的互聯(lián)，為應用提供了快速構建的架構支撐與工具手段，對其實(shí)現規范化和標準化起到了凝練和引領(lǐng)的作用?；贗IES的智能用電小區系統總體架構圖如圖一所示。

　　在每個(gè)家庭中部署各種用途的智能設備和傳感設備，具有可采集和可控制的雙向功能。它們采集的信息由IIES的Device Agent前置機進(jìn)行匯總和預處理后，通過(guò)支撐網(wǎng)絡(luò )將這些信息發(fā)送到部署于小區管理中心的IIES Server服務(wù)器端。IIES Server將海量的數據信息進(jìn)行過(guò)濾、分組、關(guān)聯(lián)和聚合等復雜處理，最終生成有意義的業(yè)務(wù)數據，并上傳于上層應用，包括與用戶(hù)的互動(dòng)服務(wù)平臺、小區物業(yè)管理的系統平臺和遠端電力公司的工作平臺中。平臺應用涵蓋了配電自動(dòng)化管理、用電信息采集、智能用電互動(dòng)、光伏發(fā)電控制、電動(dòng)汽車(chē)充電樁管理、智能家居、智能安防等組成部分。

　　四、 智能用電小區系統的主要功能

　　智能用電小區綜合了計算機技術(shù)、綜合布線(xiàn)技術(shù)、通信技術(shù)、控制技術(shù)、測量技術(shù)等多學(xué)科領(lǐng)域，是一種多領(lǐng)域、多系統協(xié)調的集成應用。系統的主要功能如下：

　　1) 電力光纖到戶(hù)

　　通過(guò)光纖將寬帶、電話(huà)線(xiàn)、電視信號線(xiàn)和電力線(xiàn)集成為一條線(xiàn)進(jìn)入小區家庭。在提供電力的同時(shí)，實(shí)現了電信網(wǎng)、廣播電視網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)、電網(wǎng)的四網(wǎng)融合，避免了小區通信網(wǎng)絡(luò )的重復建設，實(shí)現了方便未來(lái)智能技術(shù)的應用。

　　2) 配電自動(dòng)化

　　通過(guò)優(yōu)化智能小區低壓配電系統網(wǎng)絡(luò )結構，配置高可靠供電電源，部署智能開(kāi)關(guān)設備與自動(dòng)化監控設備，構建小區配電自動(dòng)化系統，確保電網(wǎng)控制系統和客戶(hù)用電系統的安全，為小區客戶(hù)提供更加安全可靠的電力供應，更加快速的故障響應和處理，減少停電時(shí)間，提供更優(yōu)質(zhì)、更安全的供電服務(wù)。

　　3) 用電信息采集

　　小區統一安裝智能電表和采集設備，自動(dòng)采集用電信息，實(shí)現遠程抄表。獲取到的信息將整合到電力公司以分析用電規律合理安排供電，用戶(hù)也可使用智能終端設備查看詳細的用電情況。

　　也可實(shí)現對水表、燃氣表等多表的自動(dòng)抄表，支持遠程繳費。

　　4) 智能用電互動(dòng)服務(wù)

　　通過(guò)智能家居交互終端及短信、電話(huà)等多種途徑給用戶(hù)提供靈活、多樣的互動(dòng)服務(wù)，為用戶(hù)提供用電量和余額查詢(xún)、繳費、智能控制、用電策略決策等雙向交互服務(wù)。提供多種用電模式，如選擇外出模式將會(huì )自動(dòng)關(guān)閉家中的水電暖電器和門(mén)窗，此外還有在家模式、睡眠模式等。引導人們更加科學(xué)合理地使用電力資源，推動(dòng)低碳經(jīng)濟的發(fā)展，比如在用電高峰時(shí)期，住戶(hù)可以根據預設的用電策略，選擇關(guān)閉部分家用電器，等到低谷時(shí)期再自動(dòng)啟用。

　　5) 光伏發(fā)電系統

　　支持太陽(yáng)能光伏發(fā)電、小型風(fēng)力發(fā)電、電動(dòng)汽車(chē)、儲能裝置等新能源新設備接人電網(wǎng)，有效解決接人時(shí)諧波影響、雙向計量、配網(wǎng)安全等問(wèn)題，通過(guò)就地消納和優(yōu)化控制，實(shí)現削峰填谷，平衡供電容量和用電負荷的關(guān)系，提高電網(wǎng)資產(chǎn)利用率。

　　6) 電動(dòng)汽車(chē)充電樁管理

　　小區內部署汽車(chē)充電樁計量、控制裝置，實(shí)現充電信息采集、監控，對用戶(hù)充電時(shí)段和充電容量進(jìn)行合理的管理控制，達到電動(dòng)汽車(chē)有序充電的目的。

　　7) 智能家居

　　通過(guò)智能家居交互終端和智能插座，實(shí)現對家用電器的信息采集、監控和聯(lián)動(dòng)，用戶(hù)可通過(guò)手機或網(wǎng)站對家用電器進(jìn)行遠程監控;還可通過(guò)家庭內部部署的各類(lèi)傳感器和互聯(lián)互通網(wǎng)絡(luò )，實(shí)現對家庭用能、環(huán)境、設備運行狀況等信息的快速采集與傳遞。

　　8) 智能安防

　　不經(jīng)過(guò)鑰匙開(kāi)門(mén)進(jìn)入，系統就會(huì )自動(dòng)報警并給房主發(fā)短信，提醒房主利用電腦上網(wǎng)與房間里的智能終端相連，實(shí)現攝像監控，關(guān)注家里的情況。還可同時(shí)配備紅外感應、燃氣感應和煙霧感應等安防設備。這些安防設備都與業(yè)主的手機相綁定，當有外人從窗口闖入，或者燃氣、煙霧達到一定濃度時(shí)，便會(huì )自動(dòng)給業(yè)主發(fā)送短信提醒。

　　五、 總結

　　基于中創(chuàng )軟件物聯(lián)網(wǎng)中間件IIES開(kāi)發(fā)和建設智能用電小區，能夠有效屏蔽感知層硬件及網(wǎng)絡(luò )平臺差異，提供彈性可擴展的核心架構，可靠支撐應用開(kāi)發(fā)、運行時(shí)共享和開(kāi)放互聯(lián)互通，保障智能小區相關(guān)系統的可靠部署與管理。

　　此外，IIES遵循國際標準，融合國內外中間件產(chǎn)學(xué)研最優(yōu)技術(shù)成果，能夠為物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域各個(gè)行業(yè)包括智能電網(wǎng)提供全方位的平臺化解決方案。