Dịch vụ dữ liệu IoT do nền tảng IoT EMS cung cấp
Tóm tắt: Nền tảng Acrel IoT EMS là một nền tảng dựa trên trung tâm dữ liệu Acrel IoT, nơi đã thiết lập các tiêu chuẩn dữ liệu đường lên và đường xuống để cung cấp cho người dùng Internet các dịch vụ dữ liệu IoT năng lượng. Acrel IoT EMS là một nền tảng trực tuyến tập trung để kết nối tất cả các sản phẩm mạng Acrel. Nền tảng này cung cấp khả năng truy cập, giám sát và điều khiển thống nhất, giúp tiết kiệm thời gian và cho phép bạn giám sát toàn bộ hệ thống mạng của mình. Nếu thiết bị Acrel của bạn được kết nối với IoT EMS, nó có thể được sử dụng để tạo liên kết truy cập từ xa đến các thiết bị được kết nối với mạng 4G hoặc wifi. Khi sự kiện báo động xảy ra, chỉ trong vài giây, thông tin báo động và sự kiện liên quan sẽ nhanh chóng được gửi qua ứng dụng để thông báo cho người có liên quan.
Từ khóa: IoT; hệ thống quản lý năng lượng; đồng hồ đo IoT; nền tảng đám mây
Ⅰ. Giới thiệu
Trong những năm gần đây, khái niệm Internet vạn vật (IoT) đã được đẩy mạnh tích hợp với các ứng dụng công nghiệp, trở thành tư duy kỹ thuật then chốt trong các thành phố thông minh và giải pháp thông tin hóa tổng thể. Hiện nay, IoT đã bước vào một giai đoạn mới của hội nhập xuyên biên giới, đổi mới sáng tạo tích hợp và phát triển quy mô lớn, từ những suy đoán khái niệm, ứng dụng phân mảnh, phát triển vòng kín, v.v. IoT đã đóng vai trò quan trọng trong việc chuyển đổi và nâng cấp các ngành công nghiệp truyền thống, đô thị hóa, xây dựng thành phố thông minh và cải thiện liên tục chất lượng cuộc sống của người dân. Và IoT đã đạt được những thành tựu đáng kể trong các lĩnh vực này.
Nền tảng Acrel IoT EMS là một tập hợp các mô hình kinh doanh Internet kết hợp bán hàng trực tuyến để cung cấp dịch vụ PAAS cho người dùng Internet phân tán rộng rãi. Sau khi hoàn tất cài đặt sản phẩm Acrel IoT, người dùng có thể dễ dàng truy cập nền tảng bằng cách quét mã QR bằng điện thoại di động mà không cần quan tâm đến quy trình gỡ lỗi và vận hành nền tảng, đồng thời có thể tự lựa chọn các chức năng nền tảng và nhận các dịch vụ dữ liệu tương ứng.
Ⅱ. Phân tích nhu cầu
Nhóm khách hàng của nền tảng IoT EMS được chia thành hai nhóm: nhóm thứ nhất là người dùng Internet; nhóm thứ hai là thành phố thông minh. Người dùng Internet thường bao gồm các loại sau:
1. Người thuê nhà có ba hoặc năm căn hộ cho thuê và cần phải đo đếm và tính phí điện nước;
2. Có một số chuỗi siêu thị nhỏ và muốn quản lý năng lượng, điều khiển từ xa và quản lý an toàn điện;
3. Đối với một bất động sản trong một cộng đồng nhất định, nếu bạn muốn mua nhiều cọc thu phí để quản lý thu phí tập trung thì bạn cần phải thu phí vận hành;
4. Ban quản lý tòa nhà chỉ cần vài mét để thực hiện quản lý đo đếm năng lượng trên sàn;
5. Một nhà máy nhỏ muốn quản lý việc đo đếm điện năng của chính nhà máy nhỏ của mình;
6. Nhà tích hợp hệ thống IoT muốn trực tiếp lấy dữ liệu của các sản phẩm IoT và cần một nền tảng quản lý thống nhất;
Những nhược điểm của mô hình kinh doanh truyền thống đối với những người dùng Internet nêu trên như sau:
1. Hệ thống dữ liệu đắt tiền
2. Cần có các dịch vụ dữ liệu đa dạng
3. Gỡ lỗi quá chuyên nghiệp
4. Lựa chọn phần cứng hệ thống quá chuyên nghiệp
5. Thanh toán dịch vụ không thuận tiện
Nhu cầu của thành phố thông minh như sau:
1. Cần truy cập vào nhiều loại phần cứng lớn
2. Cần phải trích xuất thông tin quy định mà ban lãnh đạo quan tâm và kết hợp các công nghệ như GIS và BIM để đạt được sự giám sát vĩ mô
3. Cung cấp nền tảng dịch vụ vận hành thống nhất để cung cấp dịch vụ dữ liệu IoT cho người dùng cuối
III. Cấu trúc hệ thống
IoT EMS lấy dòng năng lượng từ cung cấp năng lượng, quản lý năng lượng, quản lý thiết bị và phân tích tiêu thụ năng lượng làm trọng tâm. Nó kết nối các liên kết sản xuất, xử lý, phân phối và truyền tải năng lượng, tiêu thụ và tiết kiệm năng lượng. Kết hợp với sự kết nối giữa con người và vạn vật, nó hình thành nên hệ sinh thái IoT năng lượng với Acrel Products là phương tiện truyền thông. Các sản phẩm IoT và các tác nhân năng lượng tương tác với nền tảng dưới dạng luồng dữ liệu và luồng nghiệp vụ.
3.1 Cấu trúc mạng
Nền tảng Acrel IoT EMS áp dụng cấu trúc phân lớp và phân tán, chủ yếu bao gồm ba phần: lớp nhận thức (thiết bị thu thập đầu cuối), lớp mạng (thiết bị đầu cuối quản lý truyền thông) và lớp nền tảng (nền tảng đám mây IoT năng lượng).
● Lớp nhận thức: Nhiều cảm biến khác nhau được kết nối với mạng, bao gồm đồng hồ đa chức năng, đồng hồ điện trả trước, đồng hồ nhiều vòng, đồng hồ điện IoT, đồng hồ nước IoT, cọc sạc ô tô chạy bằng pin, cọc sạc ô tô, bộ điều khiển đèn đường, v.v.
● Lớp mạng: Cổng thông minh thu thập dữ liệu của lớp nhận thức, thực hiện chuyển đổi và lưu trữ giao thức, sau đó tải dữ liệu lên nền tảng IoT EMS.
● Lớp nền tảng: Lớp nền tảng bao gồm máy chủ ứng dụng và máy chủ dữ liệu, có thể triển khai các ứng dụng trên web hoặc APP.
3.2 Kiến trúc nền tảng
Cấu trúc mạng hệ thống của nền tảng IoT EMS áp dụng cấu trúc phân lớp và phân tán, bao gồm: lớp nhận thức, lớp dữ liệu, lớp ứng dụng, lớp trình bày và lớp vận hành. Sơ đồ kiến trúc hệ thống được thể hiện trong hình.
Lớp cảm biến bao gồm nhiều sản phẩm khác nhau của công ty chúng tôi, là lớp dưới cùng của toàn bộ hệ thống và là yếu tố cơ bản cần thiết để xây dựng nền tảng đám mây IoT, bao gồm đồng hồ đa chức năng, đồng hồ trả trước, đồng hồ đa vòng, đồng hồ IoT, cọc sạc, bộ điều khiển đèn đường, v.v.
Nền tảng xử lý dữ liệu trung gian chủ yếu chịu trách nhiệm xử lý dữ liệu, lưu trữ dữ liệu và tương tác dữ liệu. Để đảm bảo khả năng xử lý dữ liệu của toàn bộ nền tảng, chúng tôi lưu trữ dữ liệu thời gian thực, dữ liệu lịch sử và dữ liệu kinh doanh trong các thư viện khác nhau, đồng thời cung cấp nhiều giao diện khác nhau để cho phép tương tác dữ liệu với các hệ thống của bên thứ ba.
Tầng ứng dụng phía trên là nền tảng IoT EMS, chủ yếu thực hiện các ứng dụng chức năng khác nhau. Nền tảng được chia thành bốn phân khúc chính theo dòng năng lượng: cung cấp năng lượng, quản lý năng lượng, quản lý thiết bị và phân tích mức tiêu thụ năng lượng. Cung cấp năng lượng bao gồm thu thập điện năng, vận hành và bảo trì thông minh. Quản lý năng lượng bao gồm tiêu thụ điện an toàn và các phân hệ phụ về chất lượng điện năng. Quản lý thiết bị bao gồm chiếu sáng thông minh, trả trước, trạm sạc. Phân tích mức tiêu thụ năng lượng bao gồm quản lý năng lượng và các phân hệ phụ về dịch vụ giá trị gia tăng. Nền tảng cung cấp giao diện tương tác giữa người dùng và máy tính thông qua web và ứng dụng, và nhiều người dùng khác nhau của tầng vận hành có thể truy cập và vận hành nền tảng thông qua hai phương thức này.
Ⅲ. Chức năng nền tảng
3.1、Cung cấp năng lượng
3.1.1 Thu thập năng lượng
Module thu thập điện năng có thể thực hiện truy vấn, phân tích, cảnh báo sớm và hiển thị toàn diện các dữ liệu giám sát khác nhau, đảm bảo tính thân thiện với môi trường của phòng phân phối điện. Về mặt trí tuệ, hệ thống giám sát nguồn điện và phân phối điện được thực hiện đo lường từ xa, báo hiệu từ xa và điều khiển từ xa, đồng thời hệ thống được phát hiện và quản lý toàn diện. Về mặt quản lý tài nguyên dữ liệu, nó có thể hiển thị hoặc truy vấn hoạt động của từng thiết bị trong phòng phân phối điện, bao gồm dữ liệu lịch sử và dữ liệu thời gian thực. Tùy theo nhu cầu khác nhau, có thể truy vấn và in báo cáo hàng ngày, hàng tháng và hàng năm, giúp nâng cao hiệu quả công việc và tiết kiệm nhân lực.
3.1.2 Vận hành và bảo trì thông minh
Mô-đun vận hành và bảo trì thông minh sử dụng đồng hồ đo công suất đa chức năng, giao tiếp không dây, cổng điện toán biên và công nghệ phân tích dữ liệu lớn, thu thập dữ liệu thực địa thông qua cổng thông minh và lưu trữ cục bộ, sau đó đẩy dữ liệu lên nền tảng đám mây một cách thường xuyên. Nền tảng có thể đồng thời truy cập hàng nghìn dữ liệu trạm biến áp của người dùng. Dữ liệu do nền tảng thu thập bao gồm các thông số điện và dữ liệu môi trường của trạm biến áp, bao gồm dòng điện, điện áp và công suất, trạng thái đóng cắt, nhiệt độ máy biến áp, nhiệt độ và độ ẩm môi trường, ngâm nước, khói, video, kiểm soát truy cập và các thông tin khác. Nếu xảy ra bất thường, báo động sẽ được gửi qua SMS và APP trong vòng 10 giây. Nền tảng gửi các nhiệm vụ vận hành và bảo trì đến điện thoại di động của nhân viên được chỉ định thông qua APP trên điện thoại di động và theo dõi quá trình thực hiện vận hành và bảo trì thông qua NFC để khép kín vòng lặp, cải thiện hiệu quả vận hành và bảo trì, đồng thời tìm ra và loại bỏ ngay các lỗi vận hành.
3.2、quản lý năng lượng
3.2.1 An toàn điện
Mô-đun an toàn điện thực hiện theo dõi dữ liệu liên tục và phân tích thống kê các yếu tố chính gây cháy điện (nhiệt độ cáp, dòng rò, dòng tải, điện áp), thu thập dữ liệu tại chỗ thông qua mạng 4G. Các mối nguy hiểm tiềm ẩn về an toàn của đường dây và thiết bị điện (như nhiệt độ cáp bất thường, quá tải, quá áp, thiếu áp và rò rỉ, v.v.) và cảnh báo kịp thời thông qua tin nhắn SMS, ứng dụng, cuộc gọi thoại tự động, v.v., để ngăn ngừa hiệu quả sự cố cháy điện. Hệ thống có thể hiển thị các thông số điện như dòng rò và nhiệt độ cáp tại tất cả các điểm giám sát, hỗ trợ ghi chép kiểm tra và vận hành, cung cấp báo cáo phân tích mối nguy hiểm tiềm ẩn về an toàn và đánh giá tình trạng an toàn điện của doanh nghiệp theo thời gian thực.
3.2.2 Chất lượng điện năng
Vấn đề chất lượng điện năng ngày càng được quan tâm và trở thành một trong những trọng tâm nghiên cứu của hệ thống điện. Một mặt, với sự phát triển của khoa học công nghệ và việc ứng dụng rộng rãi các thiết bị điện phức tạp, tinh vi, hầu hết các thiết bị này đều rất nhạy cảm với chất lượng điện năng; kết quả là chất lượng điện năng trở nên rất không ổn định. Mục đích chính của việc phân tích chất lượng điện năng là xác định loại và phạm vi nhiễu tín hiệu điện năng, đồng thời điều chỉnh và bù trừ hiệu quả các nguồn nhiễu tương ứng. Do đó, chìa khóa để cải thiện chất lượng điện năng là thu thập thông tin về các nguồn tín hiệu nhiễu một cách kịp thời và chính xác.
Giám sát chất lượng điện năng bao gồm mất cân bằng ba pha, sóng hài và hệ số công suất. Khi ba pha mất cân bằng hoặc hệ số công suất quá thấp, cảnh báo sẽ được phát ra và thông báo cho người dùng qua ứng dụng, tin nhắn SMS, email, v.v.
3.3. Quản lý thiết bị
3.3.1 Chiếu sáng thông minh
Với mức sống không ngừng được cải thiện, nhu cầu về môi trường làm việc và sinh hoạt của người dân ngày càng cao, và nhu cầu về hệ thống chiếu sáng cũng ngày càng cao. Mức tiêu thụ năng lượng trong lĩnh vực chiếu sáng chiếm tỷ trọng đáng kể trong tổng mức tiêu thụ năng lượng, và việc tiết kiệm năng lượng và nâng cao chất lượng chiếu sáng là ưu tiên hàng đầu. Là một phần quan trọng trong tiêu thụ điện, điện chiếu sáng hiện chiếm khoảng 10% tổng mức tiêu thụ điện. Với sự phát triển nhanh chóng của nền kinh tế quốc dân và mức sống không ngừng được cải thiện, mức tiêu thụ điện chiếu sáng sẽ tiếp tục tăng.
Hệ thống chiếu sáng thông minh sử dụng công nghệ Internet vạn vật (IoT) để liên tục giám sát tình trạng tiêu thụ điện năng của các mạch chiếu sáng được lắp đặt tại nhiều khu vực trong thành phố. Nền tảng này đánh giá tình trạng hoạt động của đèn bằng cách theo dõi giá trị dòng điện và điện áp của mạch chiếu sáng. Bất kỳ trạng thái hoạt động bất thường nào cũng có thể được nền tảng giám sát, và thông tin cảnh báo có thể được gửi qua ứng dụng di động, tin nhắn SMS và email, nhanh chóng đến người phụ trách, nhắc nhở người vận hành khi tiếp điểm bị ngắt, nguồn điện bị mất điện áp, v.v.
3.3.2 Quản lý trả trước
Chức năng điện trả trước có thể được sử dụng cho nhiều loại hình bất động sản như khu phức hợp thương mại, khu dân cư, tòa nhà văn phòng, cao ốc văn phòng, căn hộ khách sạn và các bất động sản khác, bộ phận quản lý hậu cần của trường học, ký túc xá nhà máy, chuỗi siêu thị và các bất động sản quy mô lớn. Hiện tại, điện nước trả trước đã được sử dụng thành công trong các trường hợp nêu trên và hoạt động ổn định trong nhiều năm. Tính năng này phù hợp cho việc quản lý điện trả trước của các công ty bất động sản cho người thuê nhà ở, văn phòng và cửa hàng, hoặc quản lý điện và mức tiêu thụ điện trả trước của ký túc xá sinh viên của trường học và hệ thống kiểm soát an ninh.
3.3.3 Hoạt động sạc ô tô/ắc quy
Xe điện đã trở thành phương tiện di chuyển năng lượng xanh được sử dụng rộng rãi. Đồng thời, số lượng xe đạp điện ngày càng tăng, giúp giải quyết vấn đề di chuyển quãng đường ngắn của người dân. Tuy nhiên, tin tức về tai nạn an toàn và cháy nổ liên quan đến xe đạp điện cũng xuất hiện thường xuyên, và có xu hướng gia tăng qua từng năm. Điều này đã gây ra những tổn thất lớn cho xã hội và trở thành mối nguy hiểm tiềm ẩn đối với sự an toàn tính mạng và tài sản của người dân. Dựa trên những nguy cơ và đặc điểm của các vụ cháy xe đạp điện, các cơ quan chính quyền các cấp đã ban hành văn bản quy định về hành vi đỗ xe và sạc xe đạp điện. Mô-đun chức năng vận hành sạc của ô tô/xe pin liên tục thu thập và giám sát dữ liệu của vị trí cọc sạc và từng cọc sạc được kết nối với hệ thống thông qua công nghệ Internet vạn vật, đồng thời bảo vệ chống lại các sự cố khác nhau như bảo vệ quá nhiệt bộ sạc, quá áp đầu vào và đầu ra của bộ sạc, thiếu điện áp, lỗi phát hiện cách điện và một loạt các sự cố để cảnh báo sớm. Sau khi người dùng quét mã QR thông qua ứng dụng, hệ thống sẽ khởi tạo yêu cầu sạc và điều khiển cọc sạc tương ứng với mã QR để hoàn tất quá trình sạc xe điện. Cọc sạc có thể được trang bị mô-đun không dây để kết nối Internet, hợp tác với công nghệ mã hóa và công nghệ phân phối khóa, đồng thời kết nối trực tiếp với đám mây dựa trên giao thức trao đổi dữ liệu TCP/IP.
3.4. phân tích năng lượng
3.4.1 quản lý năng lượng
Để thúc đẩy mục tiêu carbon kép một cách bền vững, trong bối cảnh "kiểm soát kép" cường độ tiêu thụ năng lượng và tổng mức tiêu thụ, các doanh nghiệp cần xem xét cách thức xử lý việc kiểm soát kép tiêu thụ năng lượng để đảm bảo sản xuất bình thường. Hầu hết các doanh nghiệp hiện nay vẫn áp dụng phương thức "lập kế hoạch riêng, thiết kế độc lập, vận hành độc lập" đối với các hệ thống cung cấp năng lượng khác nhau như điện, nước, khí đốt, làm mát và nhiệt. Thiết bị đo lường thường thiếu hụt; độ chính xác của thiết bị đo lường không cao và dữ liệu đo lường không chính xác; độ tin cậy của việc đọc công tơ thủ công thấp; khó theo dõi và đánh giá hiệu quả hiệu suất năng lượng của các thiết bị tiêu thụ năng lượng lớn; cung cấp dữ liệu tham chiếu đáng tin cậy; thiếu hệ thống chỉ số đánh giá hiệu suất năng lượng doanh nghiệp hiệu quả, khó triển khai các biện pháp quản lý tiêu thụ năng lượng.
Mô-đun quản lý năng lượng áp dụng công nghệ tự động hóa và thông tin, thực hiện quản lý tự động và khoa học toàn bộ quy trình từ thu thập dữ liệu năng lượng, giám sát quy trình, phân tích mức tiêu thụ năng lượng, quản lý mức tiêu thụ năng lượng, v.v. Do đó, nó kết hợp hữu cơ toàn bộ quy trình quản lý năng lượng, sản xuất và sử dụng năng lượng, đồng thời sử dụng công nghệ xử lý và phân tích dữ liệu tiên tiến để phân tích và quản lý sản xuất ngoại tuyến, đạt được lịch trình thống nhất cho toàn bộ hệ thống năng lượng của nhà máy, tối ưu hóa cân bằng năng lượng và sử dụng hiệu quả. Đồng thời, nó còn cải thiện chất lượng năng lượng, giảm mức tiêu thụ năng lượng, đạt được mục tiêu tiết kiệm năng lượng, giảm tiêu thụ và nâng cao trình độ quản lý năng lượng tổng thể.
3.4.2 Dịch vụ giá trị gia tăng
(1)Cấu hình công nghiệp
Phương pháp phát triển ứng dụng cấu hình tự động hóa công nghiệp truyền thống đòi hỏi các nhà phát triển phải có khả năng viết mã, hiểu các khái niệm và sử dụng các phương pháp của các khuôn khổ phát triển liên quan. Phương pháp phát triển này đòi hỏi một chu kỳ phát triển dài và yêu cầu rất cao đối với các nhà phát triển. Đồng thời, các ứng dụng cấu hình tự động hóa công nghiệp truyền thống được triển khai trong lĩnh vực công nghiệp, tính tiện lợi và khả năng tiếp cận triển khai rất thấp.
Với sự phát triển nhanh chóng của Internet công nghiệp, các yêu cầu ứng dụng thường được cập nhật và lặp lại rất nhanh chóng, và các nhà sản xuất thiết bị thường không có nền tảng phát triển phần mềm cấu hình công nghiệp liên quan, khiến tốc độ phát triển và cập nhật phần mềm cấu hình công nghiệp rất chậm, thường không đáp ứng được nhu cầu tăng trưởng kinh doanh nhanh chóng. Đồng thời, việc truy cập phần mềm cấu hình công nghiệp không còn giới hạn trong khu công nghiệp, và nhu cầu truy cập từ bên ngoài khu công nghiệp cũng ngày càng tăng.
Mô-đun cấu hình công nghiệp trong nền tảng IoT EMS giải quyết vấn đề triển khai chậm và khả năng tiếp cận thấp của các ứng dụng cấu hình tự động hóa công nghiệp truyền thống. Người dùng có thể điều chỉnh các thành phần màn hình cấu hình bằng cách kéo thả chuột trong công cụ phát triển. Các thành phần này bao gồm thuộc tính, vị trí, kích thước, v.v., và thư viện thành phần cấu hình phong phú được tích hợp sẵn, giúp người dùng không cần kỹ năng viết mã hay kiến thức chuyên môn về phát triển phần mềm cấu hình tự động hóa công nghiệp, mà vẫn có thể dễ dàng phát triển giao diện cấu hình công nghiệp, đồng thời hỗ trợ hiển thị dữ liệu, điều khiển từ xa và các chức năng khác.
(2)Hình ảnh 3D
Công nghệ hình ảnh 3D thực hiện hình ảnh đa chiều thông qua mô phỏng ảo, cung cấp cho khách hàng dịch vụ kỹ thuật số, hỗ trợ doanh nghiệp quản lý tiết kiệm năng lượng hai chiều và nâng cao trình độ quản lý năng lượng. Các chức năng chính có thể thực hiện bao gồm: đồng bộ hóa thông tin theo thời gian thực tại từng khu vực; kiểm soát toàn diện mức tiêu thụ năng lượng tại từng khu vực; giám sát trực quan trạng thái vận hành thiết bị; kiểm tra thông minh, tự động phân tích hoạt động của thiết bị, chất lượng điện năng, an toàn điện và mức tiêu thụ năng lượng bất thường trên đường kiểm tra, v.v., và ghi lại kết quả kiểm tra.
Ⅴ. Tóm tắt
Là một hình thức phát triển công nghiệp kết hợp giữa ngành năng lượng truyền thống và công nghệ Internet vạn vật (IoT), Internet vạn vật năng lượng là một hỗ trợ chiến lược quan trọng cho sự phát triển đồng bộ của cách mạng năng lượng quốc gia và cách mạng số. Internet vạn vật năng lượng là sự mở rộng của Internet vạn vật vào quy trình sản xuất, cấu hình và tiêu thụ năng lượng. Với sự phát triển nhanh chóng của các công nghệ thông tin hiện đại như "Big Cloud IoT Smart Chain", Internet vạn vật năng lượng tích hợp thông tin, truyền thông, công nghệ số và phát triển hệ thống điện. Tất cả các khía cạnh của truyền tải, chuyển đổi, phân phối và tiêu thụ điện được tích hợp sâu rộng để hiện thực hóa việc giám sát trạng thái đa hướng, xử lý thông tin thông minh và kết nối thông minh, tương tác giữa người và máy tính, và các dịch vụ thông minh.
Thời gian đăng: 01-08-2022



