IOT EMS平台提供的物聯網資料服務
摘要：Acrel物聯網EMS平台是基於Acrel物聯網資料中心的平台，建立了上下行資料標準，為網路使用者提供能源物聯網資料服務。Acrel IoT EMS 是一個集中式線上平台，用於連接所有 acrel 網路產品。它提供統一的存取、監控和控制功能，從而節省時間並允許您監督整個網路車隊。如果您的 acrel 裝置位於 IoT EMS 上，則它可用於產生連接到 4G 或 WiFi 網路的裝置的遠端存取連結。一旦發生警報事件，幾秒鐘之內，相關警報和事件訊息將透過APP快速推送，通知相關人員。
關鍵字：物聯網；能源管理系統；物聯網儀表；雲端平台
Ⅰ.介紹
近年來，物聯網概念加速與產業應用融合，成為智慧城市和資訊化整體解決方案的關鍵技術思維。目前，物聯網已從概念炒作、碎片化應用、閉環發展等進入跨界融合、整合創新、規模化發展的新階段。對傳統產業轉型升級、城鎮化、智慧城市建設、人民生活品質不斷提高發揮了重要作用。並且在這些領域都取得了顯著成果。
Acrel IoT EMS平台是一套結合線上銷售的網路商業模式，為廣泛分佈的網路使用者提供PAAS服務。用戶完成Acrel IoT產品安裝後，只需用手機掃描二維碼即可輕鬆接入平台，無需關注調試和平台運行流程，並可以自主選擇平台功能並獲取相應的數據服務。
二.需求分析
物聯網EMS平台的客戶群分為兩類：第一類是網路使用者；第二類是網路使用者。第二個是智慧城市。網路使用者一般包括以下幾類：
1.租戶有三、五套公寓出租，需計量水電費；
2.有幾家小型連鎖超市，想做能源管理、遠端控制和用電安全管理；
3.某個小區的物業，如果想購買多個充電樁進行集中充電管理，則需要進行收費營運；
4.某棟大樓的樓宇管理只需要幾公尺即可對樓層進行能源計量管理；
5.某小廠想要管理自己小廠的電能計量；
6.物聯網系統整合商想要直接取得物聯網產品的數據，需要一個統一的管理平台；
傳統商業模式對於上述網路使用者的弊端如下：
1.數據系統價格昂貴
2、需要多樣化的數據服務
3.調試太專業
4.系統硬體選用過於專業
5.服務支付不方便
智慧城市的需求如下：
1.需接入各類海量硬件
2、要擷取領導關心的監管訊息，結合GIS、BIM等技術，實現宏觀監管
3.提供統一的營運服務平台，為最終用戶提供物聯網數據服務
三．系統結構
IOT EMS以能源供應、能源管理、設備管理、能耗分析的能源流為主線。它連接能源生產、加工、分配和傳輸、消費和節約等各個環節。結合人與物的互聯，形成以Acrel產品為媒介的能源物聯網生態系。物聯網產品和能源參與者以資料流和業務流的形式與平台互動。
3.1 網路結構
Acrel物聯網EMS平台採用分層分散式結構，主要由感知層（終端採集設備）、網路層（通訊管理終端）及平台層（能源物聯網雲端平台）三部分組成。
● 感知層：接取網路的各類感測器，包括多功能電錶、預付費電錶、多迴路電錶、物聯網電錶、物聯網水錶、電瓶車充電樁、汽車充電樁、路燈控制器等。
● 網路層：智慧網關擷取感知層數據，進行協定轉換和存儲，然後上傳至物聯網EMS平台。
●平台層：平台層包含應用程式伺服器和資料伺服器，可實現Web或APP上的應用程式。
3.2 平台架構
物聯網EMS平台的系統網路結構採用分層分散式結構，包括：感知層、資料層、應用層、表示層、操作層。系統架構圖如圖所示。
感測器層包括我公司的各類產品，是整個系統的底層，是建構物聯網雲平台所必需的基本要素，包括多功能表、預付費表、多迴路表、物聯網表、充電樁等、路燈控制器等。
中間資料處理平台主要負責資料處理、資料儲存和資料互動。為了確保整個綜合平台的資料處理能力，我們將即時資料、歷史資料和業務資料儲存在不同的資料庫中，並提供各種介面實現與第三方系統的資料互動。
上層應用層是物聯網EMS平台，主要實現各種功能應用。平台依能源流向分為能源供應、能源管理、設備管理及能耗分析四大板塊。能源供應包括電力採集、智慧運維。能源管理包括安全用電、電能品質子模組。設備管理包括智慧照明、預付費、充電樁。能耗分析包括能源管理、加值服務子模組。平台透過Web和App為使用者提供人機互動介面，操作層的各類使用者可以透過這兩種方式存取和操作平台。
三．平台功能
3.1、能源供應
3.1.1 電量採集
電量擷取模組可實現各種監測資料的查詢、分析、預警和綜合顯示，確保配電室的環境友善。智慧化方面，實現了供配電監控系統的遙測、遙信、遙控，並對系統進行綜合檢測和管理。在資料資源管理方面，可以顯示或查詢供配電室各設備的運作情況，包括歷史資料和即時資料。依不同需要，可以查詢、列印日報、月報、年報，提高工作效率，節省人力資源。
3.1.2 智能運維
智慧運維模組採用多功能電錶、無線通訊、邊緣運算閘道和大數據分析技術，透過智慧網關擷取現場資料並儲存在本地，然後定期將資料推送到雲端平台。該平台可同時存取數千個用戶變電站資料。平台採集的數據包括變電站的電氣參數和環境數據，包括電流、電壓和功率、開關狀態、變壓器溫度、環境溫濕度、水浸、煙霧、視訊、門禁等資訊。如果出現異常，10秒內透過簡訊和APP發出警報。平台透過手機APP將維運任務傳送到指定人員的手機上，並透過NFC追蹤維運執行流程閉環，提高維運效率，立即發現操作缺陷並消除它們。
3.2、能源管理
3.2.1 用電安全
用電安全模組對電氣火災的主要因素（電纜溫度、漏電流、負載電流、電壓）進行不間斷的資料追蹤與統計分析，透過4G擷取現場資料。對電氣線路和電氣設備的安全隱患（如電纜溫度異常、過載、過壓、欠壓、漏電等）並透過簡訊、APP推送、自動語音通話等方式及時預警，有效預防事故的發生電氣火災。系統可顯示各監測點漏電流、電纜溫度等電氣參數，支援巡檢記錄及調度操作，提供安全隱患分析報告，即時評估企業用電安全狀況。
3.2.2 電能質量
電能品質問題越來越受到人們的關注，已成為電力系統的研究熱點之一。一方面，隨著科學技術的發展和各種精密複雜的電氣設備的廣泛應用，這些設備大多對電能品質非常敏感；結果，電能品質變得非常不穩定。電能品質分析的主要目的是確定電力訊號擾動的類型和範圍，並對相應的擾動源進行有效的調整和補償。因此，及時、準確地獲取各種擾動訊號源的資訊是提高電能品質的關鍵。
電能品質監測包括三相不平衡、諧波和功率因數。當三相不平衡或功率因數過低時，會產生警報，並透過APP推播、簡訊、郵件等通知用戶。
3.3.設備管理
3.3.1 智慧照明
隨著人們生活水準的不斷提高，人們對工作、生活環境的要求也越來越高，對照明系統的要求也越來越高。照明領域的能源消耗佔能源消耗總量相當大的比例，節省能源、提高照明品質是重中之重。照明用電作為電力消耗的重要組成部分，已佔電力消耗的10%左右。隨著我國國民經濟的快速發展和人民生活水準的不斷提高，照明用電量將會不斷增加。
智慧照明利用物聯網技術，持續監控城市各個區域安裝的照明電路的電力狀態。平台透過監控照明電路的電流、電壓值來判斷燈具的工作狀況。任何異常工作狀態可透過平台監控，並可透過手機APP、簡訊、郵件推播警告和警報訊息，快速到達負責人，提醒操作人員接觸器跳脫、電源失壓， ETC。
3.3.2 預付費管理
預付費用功能可適用於各類商業綜合體、社區、辦公室、辦公室、飯店式公寓等物業、學校後勤管理部門、工廠宿舍、連鎖超市、大型物業等。目前，預付費水力發電已成功應用於上述場景，並已穩定運作多年。適用於物業公司對住宅、辦公大樓、商店租戶的預付電力管理，或學校及安防系統對學生宿舍的預付費電及用電管理。
3.3.3 汽車/電瓶車充電操作
電動車已成為廣泛應用的綠色能源交通工具。同時，電動自行車的數量不斷增加，解決了人們短暫的旅程問題。然而，與電動自行車相關的安全、火災事故的新聞也頻頻發生，並且有逐年增多的趨勢。給社會帶來了巨大損失，成為人民生命財產安全的隱憂。根據電動自行車火災的危害和特點，各級政府部門紛紛發文規範電動自行車火災停車、充電行為。汽車/電瓶車的充電運作功能模組透過物聯網技術，不斷採集和監控充電樁站點以及與系統連接的各個充電樁的數據，同時對過度充電等各種故障進行保護。輸出過壓、欠壓、絕緣檢測失敗等一系列故障預警。使用者通過APP掃描二維碼後，系統發起充電請求，並控制二維碼對應的充電樁完成電動車的充電過程。充電樁可配備無線模組連接互聯網，配合加密技術和金鑰分發技術，基於TCP/IP的資料交換協定直接與雲端連接。
3.4.能量分析
3.4.1 能源管理
為穩步推進雙碳目標，在能源消耗強度和消費總量「雙控」背景下，企業需要考慮如何應對能源消耗雙控，並保障正常生產。現有企業大部分仍採用電力、水、氣、冷、熱等各類能源供應系統「單獨規劃、獨立設計、獨立營運」的模式。普遍檢測測量設備不足；測量設備測量精度不高，測量數據不準確；人工抄表可靠度低；主要用能設備能源效率難以有效監測與評估；提供可靠的參考資料；缺乏有效的企業能源效率評估指標體系，能源消耗管理措施難以落實。
能源管理模組採用自動化和資訊化技術，實現從能源數據採集、過程監控、能源介質消耗分析、能耗管理等全過程的自動化、科學化管理，從而將能源管理全過程有機地結合在一起。生產和使用，利用先進的數據處理和分析技術進行離線生產分析和管理，實現全廠能源系統的統一調度，優化能源介質平衡和有效利用。並且也提高了能源質量，降低了能源消耗，達到了節能降耗、提高整體能源管理水準的目的。
3.4.2 加值服務
（一）產業配置
傳統的工業自動化組態應用開發方式要求開發人員具備程式碼編寫能力、了解相關開發框架的概念和使用方法。而且這種開發方式需要較長的開發週期，對開發人員的要求非常高。同時，傳統的工業自動化組態應用部署在工業現場，部署便利性和可近性很低。
隨著工業互聯網的快速發展，應用需求往往更新和迭代非常快，而設備製造商往往不具備相關的工業組態軟體開發背景，這使得工業組態軟體的開發和更新速度非常緩慢，往往無法以滿足業務快速成長的需求。同時，工業組態軟體的存取不再局限於工業現場，工業現場外部的存取需求也越來越大。
IoT EMS平台中的工業配置模組解決了傳統工業自動化配置應用部署低、可訪問性差的問題。使用者可以在開發工具中透過拖放滑鼠來調整配置螢幕組件。屬性、位置、大小等，並內建豐富的組態元件庫，使用戶無需程式碼編寫能力，無需工業自動化組態軟體開發技術背景，也能輕鬆開發工業組態介面，並且還支援資料顯示、遠端控制等功能。
（2）3D可視化
3D視覺化技術透過虛擬模擬實現多維度視覺化，為客戶提供數位化服務，協助企業進行能源經濟雙向管理，提升能源管理水準。主要可實現的功能有：各區域資訊即時同步；全局控制各領域能源消耗；設備運作狀態可視化監控；智慧巡檢，自動分析巡檢路徑上的設備運作、電能品質、用電安全、異常能耗等，並記錄巡檢結果。
Ⅴ.總結
能源物聯網作為傳統能源產業與物聯網技術結合的產業發展形態，是國家能源革命與數位革命融合發展的重要戰略支撐。能源物聯網是物聯網向能源生產、配置和消費過程的延伸。隨著「大雲物聯網智慧鏈」等現代資訊科技的快速發展，電力物聯網融合了資訊、通訊、數位科技和電力系統發展。輸變電、配電、用電各環節深度融合，實現狀態多方位監控、智慧資訊處理與智慧連網、人機互動、智慧服務。
發佈時間：2022年8月1日
