Serviços de dados IoT fornecidos pela plataforma IOT EMS
Resumo: A plataforma Acrel IoT EMS é baseada no data center Acrel IoT, que estabeleceu padrões de dados de uplink e downlink para fornecer aos usuários da Internet serviços de dados de IoT de energia. O Acrel IoT EMS é uma plataforma online centralizada para conectar todos os produtos de rede Acrel. Ela oferece recursos unificados de acesso, monitoramento e controle, o que economiza tempo e permite que você supervisione toda a sua frota de rede. Se o seu dispositivo Acrel estiver no IoT EMS, ele pode ser usado para gerar links de acesso remoto para equipamentos conectados à rede 4G ou Wi-Fi. Assim que um evento de alarme ocorrer, em poucos segundos, as informações relevantes sobre o alarme e o evento serão rapidamente enviadas pelo aplicativo para notificar a pessoa responsável.
Palavras-chave: IoT; sistema de gestão de energia; medidor de IoT; plataforma de nuvem
Ⅰ. Introdução
Nos últimos anos, o conceito de Internet das Coisas (IoT) foi acelerado para se integrar a aplicações industriais e se tornou o pensamento técnico fundamental nas cidades inteligentes e nas soluções de informatização em geral. Atualmente, a IoT entrou em um novo estágio de integração transfronteiriça, inovação integrada e desenvolvimento em larga escala, partindo de especulações conceituais, aplicações fragmentadas, desenvolvimento em circuito fechado e assim por diante. Ela desempenhou um papel importante na transformação e modernização de indústrias tradicionais, na urbanização, na construção de cidades inteligentes e na melhoria contínua da qualidade de vida das pessoas. E alcançou resultados notáveis nessas áreas.
A plataforma Acrel IoT EMS é um conjunto de modelos de negócios na internet que combina vendas online para fornecer serviços PAAS para usuários da internet amplamente distribuídos. Após concluir a instalação dos produtos Acrel IoT, os usuários podem acessar facilmente a plataforma escaneando o código QR com seus celulares, sem precisar se preocupar com o processo de depuração e operação da plataforma, podendo selecionar as funções da plataforma e obter os serviços de dados correspondentes de forma independente.
Ⅱ. Análise de Demanda
Os grupos de clientes da plataforma IoT EMS são divididos em dois grupos: o primeiro são os usuários da internet; o segundo são as cidades inteligentes. Os usuários da internet geralmente incluem os seguintes tipos:
1. Um inquilino tem três ou cinco apartamentos para alugar e precisa ter o medidor e a cobrança de água e eletricidade;
2. Existem várias pequenas redes de supermercados e querem fazer gestão de energia, controle remoto e gestão de segurança elétrica;
3. Para uma propriedade em uma determinada comunidade, se você quiser comprar várias pilhas de carregamento para gerenciamento centralizado de carregamento, você precisa cobrar pela operação;
4. A administração predial de um determinado edifício necessita apenas de alguns medidores para realizar a gestão da medição de energia no andar;
5. Uma pequena fábrica quer gerenciar a medição de energia de sua própria pequena fábrica;
6. Um integrador de sistemas de IoT deseja obter diretamente os dados dos produtos de IoT e precisa de uma plataforma de gerenciamento unificada;
As desvantagens do modelo de negócios tradicional para os usuários da Internet acima são as seguintes:
1. Os sistemas de dados são caros
2. São necessários serviços de dados diversificados
3. A depuração é muito profissional
4. A seleção do hardware do sistema é muito profissional
5. O pagamento do serviço é inconveniente
As necessidades das cidades inteligentes são as seguintes:
1. Necessidade de acessar vários tipos de hardware massivo
2. É necessário extrair as informações regulatórias que preocupam a liderança e combinar tecnologias como GIS e BIM para alcançar a macro-supervisão
3. Fornecer uma plataforma de serviço de operação unificada para fornecer serviços de dados de IoT aos usuários finais
Ⅲ. Estrutura do sistema
O IoT EMS considera o fluxo de energia do fornecimento de energia, a gestão de energia, a gestão de equipamentos e a análise do consumo de energia como a linha principal. Ele conecta os elos de produção, processamento, distribuição e transmissão de energia, consumo e economia. Combinado com a interconexão de pessoas e coisas, ele forma o ecossistema de IoT de energia, tendo a Acrel Products como mídia. Produtos de IoT e agentes de energia interagem com a plataforma na forma de fluxos de dados e fluxos de negócios.
3.1 Estrutura de rede
A plataforma Acrel IoT EMS adota uma estrutura em camadas e distribuída, composta principalmente por três partes: camada de percepção (equipamento de aquisição de terminal), camada de rede (terminal de gerenciamento de comunicação) e camada de plataforma (plataforma de nuvem IoT de energia).
● Camada de percepção: Vários sensores conectados à rede, incluindo medidores multifuncionais, medidores de eletricidade pré-pagos, medidores multi-loop, medidores de eletricidade IoT, medidores de água IoT, pilhas de carregamento de bateria para carros, pilhas de carregamento de carros, controladores de iluminação pública, etc.
● Camada de rede: o gateway inteligente coleta os dados da camada de percepção, realiza a conversão e o armazenamento do protocolo e, em seguida, carrega os dados na plataforma IoT EMS.
● Camada de plataforma: a camada de plataforma inclui servidor de aplicativos e servidor de dados, que podem implementar aplicativos na web ou APP.
3.2 Arquitetura da plataforma
A estrutura de rede do sistema da plataforma IoT EMS adota uma estrutura em camadas e distribuída, incluindo: camada de percepção, camada de dados, camada de aplicação, camada de apresentação e camada de operação. O diagrama da arquitetura do sistema é mostrado na figura.
A camada de sensores inclui vários produtos da nossa empresa, que é a camada inferior de todo o sistema e o elemento básico necessário para construir a plataforma de nuvem IoT, incluindo medidores multifuncionais, medidores pré-pagos, medidores multi-loop, medidores IoT, pilhas de carregamento, controladores de postes de luz e assim por diante.
A plataforma intermediária de processamento de dados é a principal responsável pelo processamento, armazenamento e interação de dados. Para garantir a capacidade de processamento de dados de toda a plataforma, armazenamos dados em tempo real, dados históricos e dados comerciais em diferentes bibliotecas, além de fornecer diversas interfaces para permitir a interação de dados com sistemas de terceiros.
A camada superior de aplicação é a plataforma IoT EMS, que realiza principalmente diversas aplicações funcionais. A plataforma é dividida em quatro seções principais, de acordo com o fluxo de energia: fornecimento de energia, gerenciamento de energia, gerenciamento de equipamentos e análise do consumo de energia. O fornecimento de energia inclui coleta de energia, operação e manutenção inteligentes. O gerenciamento de energia inclui consumo seguro de eletricidade e submódulos de qualidade de energia. O gerenciamento de equipamentos inclui iluminação inteligente, pré-pago e pilha de carregamento. A análise do consumo de energia inclui gerenciamento de energia e submódulos de serviços de valor agregado. A plataforma fornece aos usuários uma interface de interação humano-computador por meio da web e de aplicativos, e vários usuários da camada de operação podem acessar e operar a plataforma por meio desses dois métodos.
Ⅲ. Função de plataforma
3.1、Fornecimento de energia
3.1.1 Coleta de energia
O módulo de coleta de energia pode realizar consultas, análises, alertas antecipados e exibição abrangente de diversos dados de monitoramento para garantir a compatibilidade ambiental da sala de distribuição de energia. Em termos de inteligência, a medição remota, a sinalização remota e o controle remoto do sistema de monitoramento de fornecimento e distribuição de energia são realizados, e o sistema é detectado e gerenciado de forma abrangente. Em termos de gerenciamento de recursos de dados, ele pode exibir ou consultar a operação de cada equipamento na sala de fornecimento e distribuição de energia, incluindo dados históricos e em tempo real. De acordo com as diferentes necessidades, relatórios diários, mensais e anuais podem ser consultados e impressos para melhorar a eficiência do trabalho e economizar recursos humanos.
3.1.2 Operação e manutenção inteligentes
O módulo inteligente de operação e manutenção adota medidor de energia multifuncional, comunicação sem fio, gateway de computação de ponta e tecnologia de análise de big data, coleta dados de campo por meio do gateway inteligente e os armazena localmente, e então os envia para a plataforma de nuvem regularmente. A plataforma pode acessar simultaneamente milhares de dados de subestações de usuários. Os dados coletados pela plataforma incluem os parâmetros elétricos e dados ambientais da subestação, incluindo corrente, tensão e potência, status de comutação, temperatura do transformador, temperatura e umidade ambiente, imersão em água, fumaça, vídeo, controle de acesso e outras informações. Se ocorrer uma anormalidade, um alarme será enviado por SMS e APP em até 10 segundos. A plataforma envia as tarefas de operação e manutenção para o celular do pessoal designado por meio do APP do celular e rastreia o processo de execução da operação e manutenção por NFC para fechar o ciclo, melhorar a eficiência da operação e manutenção e encontrar imediatamente os defeitos de operação e eliminá-los.
3.2、gestão de energia
3.2.1 Segurança elétrica
O módulo de segurança elétrica realiza rastreamento ininterrupto de dados e análise estatística dos principais fatores de incêndio elétrico (temperatura do cabo, corrente de fuga, corrente de carga, tensão) e coleta dados no local via 4G. Alerta sobre os potenciais riscos à segurança de linhas e equipamentos elétricos (como temperatura anormal do cabo, sobrecarga, sobretensão, subtensão e vazamento, etc.) e alerta em tempo hábil por SMS, envio de APP, chamadas de voz automáticas, etc., para prevenir eficazmente a ocorrência de incêndios elétricos. O sistema pode exibir parâmetros elétricos, como corrente de fuga e temperatura do cabo, em todos os pontos de monitoramento, auxiliar em registros de inspeção e operações de despacho, fornecer relatórios de análise de potenciais riscos à segurança e avaliar o status de segurança elétrica da empresa em tempo real.
3.2.2 Qualidade de energia
A questão da qualidade da energia elétrica tem atraído cada vez mais atenção e se tornou um dos focos de pesquisa do sistema elétrico. Por um lado, com o desenvolvimento da ciência e da tecnologia e a ampla aplicação de diversos equipamentos elétricos sofisticados e complexos, a maioria desses equipamentos é muito sensível à qualidade da energia; como resultado, a qualidade da energia elétrica se torna muito instável. O principal objetivo da análise da qualidade da energia elétrica é determinar o tipo e a extensão das perturbações do sinal de energia e ajustar e compensar efetivamente as fontes de perturbação correspondentes. Portanto, a chave para melhorar a qualidade da energia elétrica é obter informações sobre as diversas fontes de perturbação de forma oportuna e precisa.
O monitoramento da qualidade da energia inclui desequilíbrio trifásico, harmônicos e fator de potência. Quando as três fases estiverem desequilibradas ou o fator de potência estiver muito baixo, um alarme será gerado e notificado aos usuários por push de aplicativo, SMS, e-mail e assim por diante.
3.3. Gerenciamento de dispositivos
3.3.1 Iluminação Inteligente
Com a melhoria contínua do padrão de vida da população, as necessidades das pessoas em relação ao ambiente de trabalho e de vida estão se tornando cada vez maiores, assim como as necessidades por sistemas de iluminação. O consumo de energia na área de iluminação representa uma proporção considerável do consumo total de energia, e economizar energia e melhorar a qualidade da iluminação são as principais prioridades. Como parte importante do consumo de eletricidade, a eletricidade para iluminação representa cerca de 10% do consumo de eletricidade. Com o rápido desenvolvimento da economia nacional e a melhoria contínua do padrão de vida da população, o consumo de eletricidade para iluminação continuará a aumentar.
A iluminação inteligente utiliza a tecnologia da Internet das Coisas para monitorar continuamente o consumo de energia dos circuitos de iluminação instalados em diversas áreas da cidade. A plataforma avalia as condições de funcionamento das lâmpadas monitorando a corrente e a tensão do circuito de iluminação. Qualquer estado anormal de funcionamento pode ser monitorado pela plataforma, e as informações de alerta e alarme podem ser enviadas por meio do aplicativo móvel, SMS e e-mail, chegando rapidamente ao responsável, lembrando o operador de que o contator desarma, a fonte de alimentação perde tensão, etc.
3.3.2 Gestão pré-paga
A função de eletricidade pré-paga pode ser usada em diversos complexos comerciais, comunidades, prédios de escritórios, apartamentos em estilo hoteleiro e outras propriedades, departamentos de gestão logística de escolas, dormitórios de fábricas, redes de supermercados e propriedades de grande porte. Atualmente, o sistema de água e eletricidade pré-pago tem sido utilizado com sucesso nos cenários acima e tem operado de forma estável por muitos anos. É adequado para o gerenciamento de eletricidade pré-paga por empresas imobiliárias para inquilinos residenciais, comerciais e comerciais, ou para o gerenciamento de eletricidade pré-paga e consumo de energia de dormitórios estudantis por escolas e sistemas de controle de segurança.
3.3.3 Operação de carregamento do carro/bateria do carro
Veículos elétricos tornaram-se um meio de transporte de energia verde amplamente utilizado. Ao mesmo tempo, o número de bicicletas elétricas está aumentando, o que resolve o problema de viagens de curta distância das pessoas. No entanto, notícias sobre segurança e acidentes com incêndios relacionados a bicicletas elétricas também são frequentes, com uma tendência de aumento a cada ano. Isso trouxe grandes perdas para a sociedade e se tornou um perigo oculto para a segurança da vida e das propriedades das pessoas. Com base nos perigos e características dos incêndios em bicicletas elétricas, departamentos governamentais em todos os níveis emitiram documentos para regulamentar os comportamentos de estacionamento e carregamento em caso de incêndios em bicicletas elétricas. O módulo de função de operação de carregamento do carro/bateria coleta e monitora continuamente os dados do local da estação de carregamento e de cada estação de carregamento conectada ao sistema por meio da tecnologia da Internet das Coisas e, ao mesmo tempo, protege contra várias falhas, como proteção contra superaquecimento do carregador e sobretensão da entrada e saída do carregador, subtensão, falha de detecção de isolamento e uma série de falhas para alerta precoce. Após o usuário escanear o código QR pelo aplicativo, o sistema inicia uma solicitação de carregamento e controla a estação de carregamento correspondente ao código QR para concluir o processo de carregamento do veículo elétrico. A estação de carregamento pode ser equipada com um módulo sem fio para conexão à internet, cooperando com tecnologias de criptografia e distribuição de chaves, e se conectando diretamente à nuvem com base no protocolo de troca de dados TCP/IP.
3.4. análise energética
3.4.1 gestão de energia
Para avançar de forma constante na meta de carbono duplo, sob o pano de fundo do "controle duplo" da intensidade do consumo de energia e do consumo total, as empresas precisam considerar como lidar com o controle duplo do consumo de energia para garantir a produção normal. A maioria das empresas existentes ainda utiliza o modelo de "planejamento individual, projeto independente, operação independente" para diversos sistemas de fornecimento de energia, como eletricidade, água, gás, refrigeração e aquecimento. Equipamentos de medição insuficientes são geralmente detectados; a precisão dos equipamentos de medição não é alta e os dados de medição são imprecisos; a confiabilidade da leitura manual dos medidores é baixa; é difícil monitorar e avaliar efetivamente a eficiência energética dos principais equipamentos consumidores de energia; fornecem dados de referência confiáveis; falta um sistema eficaz de índice de avaliação da eficiência energética empresarial e é difícil implementar medidas de gestão do consumo de energia.
O módulo de gerenciamento de energia adota automação e tecnologia da informação para realizar o gerenciamento automático e científico de todo o processo, desde a coleta de dados de energia, monitoramento de processos, análise do consumo do meio energético, gerenciamento do consumo de energia, etc. Portanto, ele combina organicamente todo o processo de gerenciamento de energia, produção e uso de energia, e utiliza tecnologia avançada de processamento e análise de dados para conduzir análises e gerenciamento da produção offline, alcançar o agendamento unificado de todo o sistema energético da planta e otimizar o equilíbrio do meio energético e o uso eficaz. Além disso, melhora a qualidade da energia, reduz o consumo de energia e atinge o objetivo de economizar energia, reduzir o consumo e melhorar o nível geral de gerenciamento de energia.
3.4.2 Serviços de valor agregado
(1) Configuração industrial
O método tradicional de desenvolvimento de aplicativos de configuração de automação industrial exige que os desenvolvedores tenham a capacidade de escrever código, compreender os conceitos e utilizar métodos de estruturas de desenvolvimento relacionadas. Esse método de desenvolvimento exige um longo ciclo de desenvolvimento e requisitos muito elevados para os desenvolvedores. Ao mesmo tempo, os aplicativos tradicionais de configuração de automação industrial são implantados no setor industrial, e a conveniência e a acessibilidade de implantação são muito baixas.
Com o rápido desenvolvimento da Internet Industrial, os requisitos de aplicações são frequentemente atualizados e iterados muito rapidamente, e os fabricantes de equipamentos muitas vezes não possuem a experiência necessária em desenvolvimento de software de configuração industrial, o que torna o desenvolvimento e a atualização do software de configuração industrial muito lentos, muitas vezes incapazes de atender às necessidades do rápido crescimento dos negócios. Ao mesmo tempo, o acesso ao software de configuração industrial não se limita mais ao local industrial, e a demanda por acesso de fora do local industrial também está aumentando.
O módulo de configuração industrial na plataforma IoT EMS resolve os problemas de baixa implantação e baixa acessibilidade dos aplicativos tradicionais de configuração de automação industrial. Os usuários podem ajustar os componentes da tela de configuração arrastando e soltando o mouse na ferramenta de desenvolvimento. Atributos, localização, tamanho, etc., e uma rica biblioteca de componentes de configuração integrada, permitem que os usuários não precisem de conhecimento de escrita de código nem de experiência técnica em desenvolvimento de software de configuração de automação industrial, mas também podem desenvolver facilmente a interface de configuração industrial e oferecer suporte à exibição de dados, controle remoto e outras funções.
(2) Visualização 3D
A tecnologia de visualização 3D realiza a visualização multidimensional por meio de simulação virtual, fornece serviços digitais aos clientes, auxilia as empresas na gestão bidirecional da economia de energia e melhora o nível de gestão energética. As principais funções que podem ser implementadas são: sincronização em tempo real das informações em cada área; controle global do consumo de energia em cada área; monitoramento visual do status de operação do equipamento; inspeção inteligente, análise automática da operação do equipamento, qualidade de energia, segurança elétrica, consumo anormal de energia no caminho da inspeção, etc., e registro dos resultados da inspeção.
Ⅴ. Resumir
Como uma forma de desenvolvimento industrial que combina a indústria energética tradicional e a tecnologia da Internet das Coisas, a Internet das Coisas da Energia é um importante suporte estratégico para o desenvolvimento integrado da revolução energética nacional e da revolução digital. A Internet das Coisas da Energia é uma extensão da Internet das Coisas para o processo de produção, configuração e consumo de energia. Com o rápido desenvolvimento das modernas tecnologias da informação, como a "Big Cloud IoT Smart Chain", a Internet das Coisas da Energia integra informação, comunicação, tecnologia digital e desenvolvimento de sistemas de energia. Todos os aspectos de transmissão, transformação, distribuição e consumo de eletricidade são profundamente integrados para realizar o monitoramento multidirecional de status, processamento inteligente de informações e interconexão inteligente, interação humano-computador e serviços inteligentes.
Horário da postagem: 01/08/2022
