吴翔翔
广东卓维网络有限公司 广东佛山 528200
摘要：考虑到能源互联网的重要性以及传统电力通信技术的不足,基于物联网的最新相关技术,系统地提出了建设能源互联网数据支撑平台的方案。针对终端海量、分布式调度与大数据特性,讨论了实现能源物联网的关键技术及采用这些技术的必要性。在明确了建设目标和软硬件架构后,借助开源框架搭建能源互联网数据采集平台,分析了平台搭建的难点与解决方案。通过对原型系统进行测试,得出该平台具备良好性能的结论,并总结了该平台的特点。
关键词：基于物联网技术；能源；互联网数据；支撑平台；
引言
如今，全世界都在向全球化，世界化与多元化的方向不断发展和进步。而且，随着人们生活水平质量的提高以及国家的经济水平和科技化在不断的增强，且各种新兴能源更是以蓬勃发展的姿态不断的发展和进步，全球的能源也更是在不断的由分散向融合的方向所发展。全球能源以电能为主要能源，其他能源则作为辅助资源广泛分布，为人们的生活带来便利。
能源互联网的数据采集涉及的范围很广泛、且用户的数量巨大，但是现有的电力专网覆盖范围常有限，且成本的造价是非常高的。所以采用传统的电力采集数据与处理方案是非常行不通的。但是，物联网技术在很多在很多行业得到应用与发展，密切的联系了许多事物之间的关系，更是在成本方面上能够大大的降低。所以物联网技术虽然在某些方面还不算过于成熟，但是基于物联网技术下的能源互联网数据支撑平台可以有效的为能源互联网提供技术支持并且有效的降低成本。
一、关键技术
1.1物联网技术
物联网（internet of things，IoT）技术作为嵌入式技术、网络技术与软件技术的交叉领域，被定义为利用红外感应器、射频识别、GPS等通信技术，按照一定协议将物品终端连接至通信主网，从而进行信息交换，实现智能交互的网络。一般认为物联网结构可分为感知层、网络层与应用层3个层次：感知层主要包括计量传感设备；网络层
包括网络的协议栈及其软硬件实现；应用层包括集中式或分布式的云计算平台以及用户应用软件等，是“物”与用户直接进行交互的部分。
1.2序列化技术
数据序列化是指将数据对象转变成可以传输以及保持的形式。终端与服务器的数据交换总是需要将数据序列化后才能进行。由于物联网的终端设备在种类上呈现较高的差异性，在数量上呈现海量的特征，设备的通信性能有限，需要选择相应的序列化格式。当前广泛采用的数据序列化格式有以XML为代表的强自描述性语言，此外Google公司推出了基于二进制的Proto Buffer序列化格式，保证了数据对象的高压缩比与并发高速存取，用户一次性定义数据结构后，直接利用该协议生成多种语言平台的数据类（结构体等），并可采用多语言完成数据的序列化和反序列化，具有语言中立、平台中立的特点，本文选择其作为上层数据的序列化协议。
二、能源互联网数据支撑平台方案
2.1建设目标
传统的能源供应在许多方面上都存在着不足，很容易导致用户能源供应中断，不能够及时满足用户的需求。而能源互联网数据支撑平台方案则有效的解决了传统能源中存在的监测不到位、不全面的许多问题和缺点。能源互联网数据支撑平台方案的建成需要许多技术的支持，才能够有效的为这一平台方案提供有力保障。
2.1基本架构
平台作为联系底层终端设备和上层数据库服务器的桥梁，对底层传感器等量测设备上传的数据流进行解析，然后将数据流封装为对象，通过MQTT的订阅发布机制将对象化的数据上传至本地以及云端的数据库服务器。数据库服务器上的程序实现数据对象的解码，并将各数据项存入数据库中。
在终端设备高度分散的情况下，网关和运行于其上的程序保证了系统的自律性：网关调度区内设备的数据上传，对终端节点进行分区管理；与此同时，总数据平台可以与网关设备协同，实现全局最优控制。
三、平台特点
3.1面向对象的编程特点
基于物联网技术的能源互联网数据支撑平台，在进行编程之时，不仅仅是根据自己的思想来进行处理，而是面向所有的对象，把许多事物进行编程和处理。这种编程从底端进行数据的采集和分析，不仅能够大大的降低成本，而且对数据进行结构化的定义和分析。
3.2广泛支持多种协议标准
在能源互联网数据支撑平台中，终端接入协议等方面，要选择许多应用层方面的协议。多种标准协议的使用，能够使能源互联网数据支撑平台更加稳定，也会更加可靠。在能源互联网数据平台中，多种协议的支持才能够有效的保证这一平台的安全性和稳定性。在很多的格式下，能够对多种形式进行编码和压缩，能够最大化的节省资源和空间，从而更好的保证能源互联网平台的有力支撑。
3.3? 多任务调度分散自律
在网关中利用开源任务调度框架Quartz对任务以及触发机制进行调度管理，对大量终端上传数据的解析、以及对终端设备控制指令的下达进行分散控制。由于物联网的终端设备较为分散，且终端设备往往只具备极为受限的硬件资源，将储存、处理、计算的任务全部交由
统一的云平台会显著加重通信信道的负担，提高服务器的成本，因此利用网关设备进行分布式计算与存储，迎合了近年来提出的“雾计算”和“边缘计算”的思想，该平台在一定程度上体现了这一“自律”的特征。
四、平台实现的难点
4.1数据采集的实时性与同步性
在很多场景下，工业生产中对电能数据的可靠性有着严格的要求。例如电网企业在进行电费结算工作时，通过远程抄表技术对电表数据进行读写，如果此时有多个读写进程并发，并且对同一数据对象进行操作，可能导致电能数据采集错误，影响了电费结算的正常进行，进而造成不必要的经济纠纷。因此需要考虑数据采集的实时性与同步性。
4.2终端数据的异构性
现在的时代是一个全球互相联系的时代，更是一个在全球互联网下共存的时代，万物都可以互相联系和互相接触的。许多传统的电力行业已经形成了稳定的一套体系，在很多问题上面都能够有条不紊的实施与解决。但是基于物联网下的能源互联网数据支撑平台才刚刚兴起，在很多方面都存在着许多不足。而且，能源互联网数据支撑平台的程序并不是在很多环境下都适用的，它的终端数据是具有异构性的。所以能源互联网能否在不同的环境下稳定安全的进行，还是一个等待解决的问题。所以能源互联网数据终端的异构性影响着很多方面的数据采集和分析，需要平台进行支撑与处理。
4.3资源受限环境中网络传输的稳定性
由于物联网的终端设备往往都是资源受限的情况，这可能导致网络传输不可靠。电能数据在进行网络传输的过程中，需要考虑网络突然断开后的处理方式。当发现量测数据长期未能上报时，需要检查连接状态、尝试重连。
五、结束语
新技术的发展不仅仅是为人们的生活带来了更多的便利，同时更是促进了很多行业的高速发展，向着更好的方向不断的进步和发展。物联网已经在很多行业中得到了广泛的应用，虽然物联网技术在很多方面还不算太成熟，但是它的出现和发展使成本大大的降低。而且基于物联网下的能源互联网数据支撑平台，验证了方案的可行性，为以后的能源互联网打下了坚实的基础。并且对于以后的多能源系统有着重要意义和影响。
参考文献
［1］董朝阳，赵俊华，文福拴，等．从智能电网到能源互联网：基本概念与研究框架［J］．电力系统自动化，2014，38（15）：1-11．
［2］李志宇．物联网技术研究进展［J］．计算机测量与控制，2012，20（6）：1445-1448．
［3］孙宏斌，张伯明，吴文传，等．自律协同的智能电网能量管理系统家族：概念、体系架构和示例［J］．电力系统自动化，2014，38（9）：1-5．