一种基于边缘计算能耗及碳排放数据监管的系统及监管方法与流程

1.本发明涉及能耗及碳排放数据监测技术领域，具体为一种基于基于边缘计算能耗及碳排放数据监管的系统及监管方法。


背景技术：

2.工业和交通和建筑等领域能源消耗量极大，是温室气体排放的重要来源，建筑领域将是我国关键领域之一。
3.能耗及碳排放数据监管系统是用于各行业能源管理及碳排放数据管理的软硬件一体化集成的大型系统，该系统利用各种电表、水表、燃气表、热流量计等智能仪表与智能网关相配合智能化、自动化的采集现场的耗能设备所计量的水、电、汽、热等能源，通过数据库与设备之间的物联网平台来传输能耗数据，利用能耗数据以及碳排放因子可以计算出碳排放的数据。
4.随着各个行业的不断发展，各个行业整体的能耗上升，也就导致了碳排放数据的增加，这不仅增加行业中各企业的能耗成本也增加了碳数据的排放，传统的能耗监测系统无法根据企业实际能耗进行实时快速的诊断，并且无法统计计量碳排放数据，无法为各个企业碳减排制定相应措施。
5.针对现有系统存在的问题：人工抄表、数据填报，无法做到数据的实时计量与监测，本发明提供了一种基于边缘计算的能耗及碳排放数据监管方法及系统，解决了每个企业使用的智能仪表和场所不同，传统的监测平台无法实时灵活的监测管理企业的实际能源消耗情况并进行快速的诊断，因此，亟待一种改进的技术来解决现有技术中所存在的这一问题。


技术实现要素：

6.本发明的目的在于提供一种包括物联网能耗监测系统、碳排放数据监测管理系统、服务器部署、数据传输，物联网能耗监测系统由硬件层、终端设备通信接口、软件层组成，终端设备通信采用的是modbus rtu转tcp智能网关，软件层由数据层、数据传输层、业务处理层、系统应用层、系统配置管理层组成，其中数据库底层的数据是由下位智能仪表自动化采集，再通过物联网系统传输到数据库里面，碳排放数据监测管理系统由数据层、系统支撑层、系统应用层组成，有利于完善建筑领域碳排放核算体系，做好建筑碳排放数据的基础性工作，实现双碳目标有数可依，实现能耗及碳排放的信息化、数据化、可视化，基于边缘计算的能耗及碳排放数据监管方法及系统，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：一种基于边缘计算能耗及碳排放数据监管的系统及监管方法，包括物联网能耗监测系统、碳排放数据监测管理系统、服务器部署、数据传输安全，所述
8.物联网能耗监测系统由硬件层、终端设备通信接口、软件层，所述硬件层包括电表、水表、燃气表、热流量计等智能仪表，所述终端设备通信采用的是modbus rtu转tcp智能
网关，下位通讯协议支持modbus，上位通讯协议支持mqtt、tcp、udp，所述软件层包括数据层、数据传输层、业务处理层、系统应用层、系统配置管理层；
9.所述碳排放数据监测管理系统上包括数据层、系统支撑层、系统应用层；
10.所述服务器部署采用自建机房的方式部署；
11.所述数据传输安全将下位底层设备采集的数据通过各种安全的协议，以json格式上传汇总到物联中台进行分析处理。
12.优选的，所述硬件层采用智能仪表，实时动态的将现场的能耗数据采集并上传，其中数据存储层和下位智能仪表之间通过物联中台连接，物联中台对智能仪表上传的数据加工有序化处理写到数据存储层。
13.优选的，所述数据层采用mysql、sqlserver数据库对数据进行存储，数据层中的数据包括各类数据表，分别存储智能仪表采集上传的数据。
14.优选的，所述数据传输安全方面将下位底层设备采集的数据通过各种安全的协议，以json格式上传汇总到物联中台进行分析处理。
15.优选的，所述业务处理层对海量数据库数据进行分类处理。
16.优选的，所述系统应用层包括数据可视化2d、3d展示、实时监测统计分析、措施控制。
17.优选的，所述系统支撑层包括可视化引擎、可视化报表组件、弹性数据接入组件、碳排放核算模型库、企业项目编码库。
18.优选的，所述服务器部署采用自建机房的方式部署，利用k8s集群部署多台服务器，集群部署在下位设有多台仪表，多个仪表与智能网关采用rs485总线连接，通过modbus rtu转tcp网关，以json数据格式与服务器进行挂接通信，多个智能网关与多台服务器之间采用tcp、udp、mqtt等协议进行通信，采用的是数据读写分离的方式。
19.优选的，一种基于边缘计算能耗及碳排放数据监管方法包括以下步骤：
20.步骤一、下位智能仪表自动化采集数据库底层的数据，再通过物联网系统传输到数据库里面；
21.步骤二、业务处理层对海量数据库数据进行分类处理，提前准备软件不同功能模块分析和处理；
22.步骤三、现场的能耗数据采集并上传实时动态，其中数据存储层和下位智能仪表之间通过物联中台连接，物联中台对智能仪表上传的数据加工有序化处理写到数据存储层；
23.步骤四、mysql、sqlserver数据库对采集到的实时数据进行存储；
24.步骤五、下位底层设备采集的数据通过各种安全的协议，以json格式上传汇总到物联中台进行分析处理。
25.与现有技术相比，本发明的有益效果是：
26.(1)采用多层编码的组织架构，保证了系统是有序高效的运行，该组织架构是整个系统的核心和关键，所有的功能模块都是基于组织架构进行展开，它是系统统一的保证；
27.(2)该发明有利于完善建筑领域碳排放核算体系，做好建筑碳排放数据的基础性工作，实现双碳目标有数可依，实现能耗及碳排放的信息化、数据化、可视化，为管理分析和管理决策提供智慧工具。
附图说明
28.图1为本发明基于边缘计算能耗及碳排放数据监管系统结构示意图。
具体实施方式
29.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。
30.请参阅图1，本发明提供一种技术方案：一种基于边缘计算能耗及碳排放数据监管的系统及监管方法，包括物联网能耗监测系统、碳排放数据监测管理系统、服务器部署、数据传输安全，所述
31.物联网能耗监测系统由硬件层、终端设备通信接口、软件层，所述硬件层包括电表、水表、燃气表、热流量计等智能仪表，所述终端设备通信采用的是modbus rtu转tcp智能网关，通讯协议有mqtt、modbus、rs485，所述软件层包括数据层、数据传输层、业务处理层、系统应用层、系统配置管理层；
32.所述碳排放数据监测管理系统上包括数据层、系统支撑层、系统应用层；
33.所述服务器部署采用自建机房的方式部署；
34.所述数据传输安全将下位底层设备采集的数据通过各种安全的协议，以json格式上传汇总到物联中台进行分析处理。
35.硬件层采用智能仪表，实时动态的将现场的能耗数据采集并上传，其中数据存储层和下位智能仪表之间通过物联中台连接，物联中台对智能仪表上传的数据加工有序化处理写到数据存储层。
36.数据层采用mysql、sqlserver数据库对数据进行存储，数据层中的数据包括各类数据表，分别存储智能仪表采集上传的数据，数据库中各数据表分开存储数据、表与表之间采用字段相关联，做到表中数据需要相互关联的是关联在一起。
37.采用多层编码的组织架构，保证了系统是有序高效的运行，该组织架构是整个系统的核心和关键，所有的功能模块都是基于组织架构进行展开，它是系统统一的保证。
38.组织架构采用的是复杂多层唯一编码，所有组织架构下公司和项目都是具有唯一编码，并且相互关联的公司和项目，编码也是具有关联性，该唯一编码可以实现快速查找、快速统计、快速输出相关信息。
39.数据传输安全方面将下位底层设备采集的数据通过各种安全的协议，以json格式上传汇总到物联中台进行分析处理，业务处理层是对海量数据库数据进行分类处理，为软件不同功能模块分析和处理做好提前的准备，系统应用层包括数据可视化2d、3d展示、实时监测统计分析、措施控制等，是整个系统的核心和关键组成。
40.系统支撑层包括可视化引擎、可视化报表组件、弹性数据接入组件、碳排放核算模型库、企业项目编码库。
41.服务器部署采用自建机房的方式部署，利用k8s集群部署多台服务器，集群部署在下位设有多台仪表，多个仪表与智能网关采用rs485总线连接，通过modbus rtu转tcp网关，以json数据格式与服务器进行挂接通信，多个智能网关与多台服务器之间采用tcp、udp、
mqtt等协议进行通信，采用的是数据读写分离的方式。
42.基于边缘计算能耗及碳排放数据监管方法：下位智能仪表自动化采集数据库底层的数据，再通过物联网系统传输到数据库里面，业务处理层对海量数据库数据进行分类处理，提前准备软件不同功能模块分析和处理，现场的能耗数据采集并上传实时动态，其中数据存储层和下位智能仪表之间通过物联中台连接，物联中台对智能仪表上传的数据加工有序化处理写到数据存储层，mysql、sqlserver数据库对采集到的实时数据进行存储，下位底层设备采集的数据通过各种安全的协议，以json格式上传汇总到物联中台进行分析处理。
43.该发明有利于完善建筑领域碳排放核算体系，做好建筑碳排放数据的基础性工作，实现双碳目标有数可依，实现能耗及碳排放的信息化、数据化、可视化，为管理分析和管理决策提供智慧工具。
44.尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

技术特征：
1.一种基于边缘计算能耗及碳排放数据监管的系统及监管方法，包括物联网能耗监测系统、碳排放数据监测管理系统、服务器部署、数据传输安全，其特征在于：所述物联网能耗监测系统由硬件层、终端设备通信接口、软件层，所述硬件层包括电表、水表、燃气表、热流量计等智能仪表，所述终端设备通信采用的是modbus rtu转tcp智能网关，下位通讯协议支持modbus，上位通讯协议支持mqtt、tcp、udp，所述软件层包括数据层、数据传输层、业务处理层、系统应用层、系统配置管理层；所述碳排放数据监测管理系统上包括数据层、系统支撑层、系统应用层；所述服务器部署采用自建机房的方式部署；所述数据传输安全将下位底层设备采集的数据通过各种安全的协议，以json格式上传汇总到物联中台进行分析处理。2.根据权利要求1所述的一种基于边缘计算能耗及碳排放数据监管的系统及监管方法，其特征在于：所述硬件层采用智能仪表，实时动态的将现场的能耗数据采集并上传，其中数据存储层和下位智能仪表之间通过物联中台连接，物联中台对智能仪表上传的数据加工有序化处理写到数据存储层。3.根据权利要求1所述的一种基于边缘计算能耗及碳排放数据监管的系统及监管方法，其特征在于：所述数据层采用mysql、sqlserver数据库对数据进行存储，数据层中的数据包括各类数据表，分别存储智能仪表采集上传的数据。4.根据权利要求1所述的一种基于边缘计算能耗及碳排放数据监管的系统及监管方法，其特征在于：所述数据传输安全方面将下位底层设备采集的数据通过各种安全的协议，以json格式上传汇总到物联中台进行分析处理。5.根据权利要求1所述的一种基于边缘计算能耗及碳排放数据监管的系统及监管方法，其特征在于：所述业务处理层对海量数据库数据进行分类处理。6.根据权利要求1所述的一种基于边缘计算能耗及碳排放数据监管的系统及监管方法，其特征在于：所述系统应用层包括数据可视化2d、3d展示、实时监测统计分析、措施控制。7.根据权利要求1所述的一种基于边缘计算能耗及碳排放数据监管的系统及监管方法，其特征在于：所述系统支撑层包括可视化引擎、可视化报表组件、弹性数据接入组件、碳排放核算模型库、企业项目编码库。8.根据权利要求1所述的一种基于边缘计算能耗及碳排放数据监管的系统及监管方法，其特征在于：所述服务器部署采用自建机房的方式部署，利用k8s集群部署多台服务器，集群部署在下位设有多台仪表，多个仪表与智能网关采用rs485总线连接，通过modbus rtu转tcp网关，以json数据格式与服务器进行挂接通信，多个智能网关与多台服务器之间采用tcp、udp、mqtt等协议进行通信，采用的是数据读写分离的方式。9.实现权利要求1所述的一种基于边缘计算能耗及碳排放数据监管方法包括以下步骤：步骤一、下位智能仪表自动化采集数据库底层的数据，再通过物联网系统传输到数据库里面；步骤二、业务处理层对海量数据库数据进行分类处理，提前准备软件不同功能模块分析和处理；
步骤三、现场的能耗数据采集并上传实时动态，其中数据存储层和下位智能仪表之间通过物联中台连接，物联中台对智能仪表上传的数据加工有序化处理写到数据存储层；步骤四、mysql、sqlserver数据库对采集到的实时数据进行存储；步骤五、下位底层设备采集的数据通过各种安全的协议，以json格式上传汇总到物联中台进行分析处理。

技术总结
本发明公开了一种基于边缘计算能耗及碳排放数据监管的系统及监管方法，包括物联网能耗监测系统、碳排放数据监测管理系统、服务器部署、数据传输，物联网能耗监测系统由硬件层、终端设备通信接口、软件层组成，终端设备通信采用的是Modbus rtu转TCP智能网关，软件层由数据层、数据传输层、业务处理层、系统应用层、系统配置管理层组成，其中数据库底层的数据是由下位智能仪表自动化采集，再通过物联网系统传输到数据库里面，碳排放数据监测管理系统由数据层、系统支撑层、系统应用层组成，该发明有利于完善建筑领域碳排放核算体系，做好建筑碳排放数据的基础性工作，实现双碳目标有数可依，实现能耗及碳排放的信息化、数据化、可视化。化。化。


技术研发人员：韦永斌 彭世红 赵伟 汪超 张玉俊
受保护的技术使用者：中建国际建设有限公司
技术研发日：2023.05.11
技术公布日：2023/8/13