蓝奥声核心技术分享——基于物联网的能源监测数据采集技术

1.技术背景

基于物联网的能源监测数据采集技术主要解决物联网能源监测节点面向目标对象以协同方式进行能源监测数据采集的问题，属于蓝奥声核心技术--边缘协同感知(EICS）技术的关键支撑性技术之一。该项技术涉及无线物联网边缘智能与测控的技术领域，主要涉及面向能源监测的边缘协同感知网络及协同数据管理系统。

能源的综合利用效率主要体现在安全性、节能性及经济性方面。随着物联网智能技术的发展，能源监测与安全监控管理不仅面向能源生产、存储、传输、配送环节，还需要更广泛地、深入地涵盖到分布式能源节点的能源使用消耗的全过程，基于对用户范围内不同目标场景中能源负载对象及关联终端设备进行监测监控。

面向目标场景的物联网边缘智能技术需要解决的问题是，基于场景感知的关联决策与服务。决定目标场景状态的是与目标场景关联的若干目标对象及其关联的状态变量，其中大部分状态变量往往源自作为目标对象设备的无线传感器或其它感知监测设备，这些感知监测设备作为目标感知节点，也是边缘感知网络所服务的目标对象设备，直接与所服务目标场景的移动对象或位置环境建立了关联绑定关系。

考虑物联网场景智能服务的无线覆盖问题，随着周边环境场景目标对象设备数量的增加，如果边缘域面向低功耗目标对象设备的感知服务能力，完全或过多地依赖于专用服务节点或基站设备（如物联网主机、路由器、网关/中继、定位基站等），则将导致感知服务能力的无线覆盖性与算力的不足或者更高的资源成本消耗。

目标感知节点具有面向特定物理对象的感知监测能力，但考虑到功耗、资源、算力、安装数量或技术兼容性等问题，通常并不需要它们复用于网络服务节点，但在必要性时在功耗资源允许时，它们也可以履行网络服务节点角色的部分职责，以提升边缘网络系统硬件设备的复用性及性价比。

建立分布式、持续性、大数据量的设备状态能源监测系统，可以对节点能源利用效率及安全水平，进行监控、汇总、评估、指导等信息服务，为持续改善能源使用效率及安全性管理提供决策依据。

面向工业现场环境的用电设备监控管理，基于无线多模式管理与协同定位追踪等关键技术，建立可提供分布式、低功耗、大数据、持续性、边缘与中心智能管理相结合的信息服务系统。

电能监测节点为一种能源监测节点，对分布式设备用电时段及电能状态进行监测，根据预案进行安全预警及保护的监控。系统可根据实时监测数据与分段记录数据进行在线统计，为用户提供在线可视化监控及信息服务。

用电监测的基础信息包括：1)设备状态：设备匹配绑定、使用时段、位置区域及关联信息；2)实时电能监测数据：实时采集与定时上报数据；3）历史数据记录：包括正常分段记录与异常日志记录；4)用电量、用电状况及用电异常（预警及保护日志）等统计信息。

根据用户需求形成应用管理报表：1)设备节能环保及能源利用效率管理；2)设备使用效率及安全隐患报表；3)用电管理改善指导信息；4）安全监控及调度管理等。

2.2蓝奥声能源监测数据采集技术针对解决现有物联网边缘感知监测技术存在的以下几方面缺陷问题：

1)协同性问题：边缘服务节点设备缺乏完整的无线感知能力模型，现场网络服务节点之间缺乏灵活的协同服务配合。现场环境的分布式能源监测节点仅仅作为目标监测节点，分别将采集数据上传给上位主机；监测节点之间缺乏必要的协同监测能力，包括协同监测数据处理、协同保护、