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      基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的企業(yè)用戶綜合能效服務(wù)平臺(tái)

      2022-05-30 18:18:02袁志毅
      消費(fèi)電子 2022年12期
      關(guān)鍵詞:能效服務(wù)平臺(tái)芯片

      袁志毅

      【關(guān)鍵詞】物聯(lián)網(wǎng)技術(shù);企業(yè)用戶;綜合能效;服務(wù)平臺(tái);實(shí)時(shí)性

      引言

      能源是企業(yè)發(fā)展與進(jìn)步中的重要問題,企業(yè)的能源利用效率也直接影響企業(yè)的綜合利潤(rùn)[1]。研究表明,目前我國(guó)大多數(shù)企業(yè)不具備較科學(xué)的能效服務(wù)體系[2],綜合能效服務(wù)水平偏低,即使有部分特定的能源類企業(yè)構(gòu)建了常規(guī)的企業(yè)用戶綜合能效服務(wù)平臺(tái)。但由于在實(shí)際應(yīng)用中缺乏相關(guān)的維護(hù)技術(shù)[3],導(dǎo)致平臺(tái)的綜合能效服務(wù)延時(shí)較長(zhǎng),無(wú)法滿足目前我國(guó)各個(gè)企業(yè)的用戶綜合能效服務(wù)需求。

      常規(guī)的企業(yè)用戶綜合能效服務(wù)平臺(tái)主要使用指標(biāo)體系劃分法創(chuàng)建服務(wù)指標(biāo)[4],為用戶提供能效管理服務(wù),但其通信效果較差[5],綜合服務(wù)延時(shí)較長(zhǎng),服務(wù)效果也無(wú)法得到保證,而物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)可以利用相關(guān)的信息傳感設(shè)備,結(jié)合有效的服務(wù)協(xié)議進(jìn)行通信[6],能實(shí)現(xiàn)智能化管理、跟蹤、定位,完成實(shí)時(shí)通信,滿足企業(yè)綜合能效服務(wù)平臺(tái)的實(shí)時(shí)服務(wù)需求。因此,本文基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)設(shè)計(jì)了新的企業(yè)用戶綜合能效服務(wù)平臺(tái)。

      一、硬件設(shè)計(jì)

      (一)W5100網(wǎng)絡(luò)芯片

      在企業(yè)用戶綜合能效服務(wù)過程中,需要使用合理的網(wǎng)絡(luò)芯片進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)信息處理[7],因此選取W5100網(wǎng)絡(luò)芯片作為設(shè)計(jì)系統(tǒng)的核心網(wǎng)絡(luò)芯片。該網(wǎng)絡(luò)芯片主要由TCP\IP協(xié)議棧組成,在相應(yīng)的核心電路支持下,完成用戶綜合能效服務(wù)。該芯片的主要參數(shù)如下表1所示。

      表1 W5100網(wǎng)絡(luò)芯片參數(shù)

      由表1可知,該芯片的開發(fā)時(shí)間周期較短,使用較方便,且支持各種信號(hào)的傳輸基線[8],使用SPI結(jié)構(gòu)進(jìn)行連接,能有效地提升企業(yè)用戶綜合能效服務(wù)平臺(tái)的數(shù)據(jù)傳輸速率,保證平臺(tái)的獨(dú)立通信功能,該芯片的內(nèi)部組成框圖如下圖1所示。

      圖1 W5100網(wǎng)絡(luò)芯片內(nèi)部組成框圖

      由圖1可知,W5100網(wǎng)絡(luò)芯片不需要使用多余的微控制器資源即可執(zhí)行通信任務(wù),因此其通信業(yè)務(wù)能力較強(qiáng),工作效率較高,符合本文設(shè)計(jì)的企業(yè)用戶綜合能效服務(wù)平臺(tái)的需求,可以作為平臺(tái)通信的核心芯片發(fā)揮相關(guān)的作用。

      (二)RS-232接口

      企業(yè)用戶綜合能效服務(wù)平臺(tái)中包含著眾多能效數(shù)據(jù),為了保證綜合能效服務(wù)的有效性[9],需要使用恰當(dāng)?shù)臄?shù)據(jù)傳輸接口作支撐,因此本文設(shè)計(jì)的企業(yè)用戶綜合能效服務(wù)平臺(tái)使用RS-232作為數(shù)據(jù)傳輸接口,該數(shù)據(jù)傳輸接口滿足UART數(shù)據(jù)傳輸總線標(biāo)準(zhǔn),支持多種有效邏輯,該接口內(nèi)部示意圖如下圖2所示。

      圖2 RS-232接口示意圖

      由圖2可知,RS-232接口使用正邏輯電平與負(fù)邏輯電平聯(lián)合共同進(jìn)行微控制轉(zhuǎn)換,該接口與外圍電路之間使用UART-RXD、UART-TXD、UART-CON完成數(shù)據(jù)發(fā)送接收。同時(shí),該電路具有動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)換特性,可以根據(jù)編程需要或平臺(tái)核心需求切換接口的電平狀態(tài),保證接收效果,當(dāng)平臺(tái)需要接收數(shù)據(jù)時(shí),該接口可以立刻調(diào)整為接收狀態(tài),當(dāng)平臺(tái)要發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)該接口可以立即將自身轉(zhuǎn)換為發(fā)送狀態(tài)。因此RS-232接口也屬于一個(gè)自動(dòng)收發(fā)接口,滿足本文設(shè)計(jì)的企業(yè)用戶綜合能效服務(wù)平臺(tái)的數(shù)據(jù)傳輸需求。

      二、軟件設(shè)計(jì)

      (一)設(shè)計(jì)企業(yè)用戶綜合能效服務(wù)框架

      根據(jù)企業(yè)用戶綜合能效服務(wù)平臺(tái)的針對(duì)性、規(guī)范性、完備性、可擴(kuò)展性、安全性需求,結(jié)合ISO\IEEE802技術(shù)規(guī)范,在J2EE開發(fā)模塊中設(shè)計(jì)了企業(yè)用戶綜合能效服務(wù)框架。該服務(wù)框架使用B\S完成基礎(chǔ)開發(fā),其內(nèi)部使用WebLogic軟件搭建技術(shù)中心,基于此構(gòu)建的企業(yè)用戶綜合能效服務(wù)框架如下圖3所示。

      圖 3 企業(yè)用戶綜合能效服務(wù)框架

      由圖3可知,該框架總共含有三個(gè)基礎(chǔ)層次,第一個(gè)是表現(xiàn)層,其主要包括有效的JSP界面,便于平臺(tái)與用戶的交互。第二是業(yè)務(wù)層,該層是連接表現(xiàn)層與數(shù)據(jù)層的中心層,可以有效地進(jìn)行數(shù)據(jù)訪問和數(shù)據(jù)讀取,反饋表現(xiàn)層的數(shù)據(jù)需求,及時(shí)進(jìn)行數(shù)據(jù)加工,再將加工好的數(shù)據(jù)傳輸?shù)綌?shù)據(jù)層。數(shù)據(jù)層可以響應(yīng)業(yè)務(wù)層的請(qǐng)求,將數(shù)據(jù)儲(chǔ)存在數(shù)據(jù)庫(kù)中,為平臺(tái)的穩(wěn)定運(yùn)行做基礎(chǔ),上述三層共同運(yùn)行,給平臺(tái)提供技術(shù)支持。

      (二)基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)構(gòu)建企業(yè)用戶綜合能效服務(wù)模型

      此時(shí)可以使用該模型判斷綜合能效服務(wù)平臺(tái)的服務(wù)現(xiàn)狀,完成服務(wù)反饋,降低服務(wù)延時(shí)。

      (三)設(shè)計(jì)綜合能效服務(wù)功能模塊

      實(shí)現(xiàn)企業(yè)用戶綜合能效服務(wù)的最后一步就是設(shè)計(jì)該平臺(tái)的功能模塊。本文設(shè)計(jì)的企業(yè)用戶綜合能效服務(wù)平臺(tái)結(jié)合實(shí)際服務(wù)需求設(shè)計(jì)了多個(gè)功能模塊,這些功能模塊相互協(xié)作,共同進(jìn)行服務(wù)。

      第一是用戶登錄模塊,在該模塊用戶可以輸入用戶名和密碼,驗(yàn)證用戶名和密碼的正確性,還可以檢查用戶權(quán)限,一旦用戶在1小時(shí)內(nèi)輸入錯(cuò)誤密碼次數(shù)達(dá)到上限,會(huì)立即鎖定該賬號(hào),保證賬號(hào)的安全性。

      第二是考核模塊,該模塊包含了較多企業(yè)用戶綜合能效服務(wù)數(shù)據(jù),為了保證服務(wù)質(zhì)量,該模塊設(shè)置了服務(wù)質(zhì)量篩選中心,實(shí)時(shí)比對(duì)考核服務(wù)信息,提高平臺(tái)的使用效率。

      第三是實(shí)時(shí)監(jiān)控模塊,該模塊可以實(shí)時(shí)監(jiān)控存在的服務(wù)問題,并進(jìn)行快速處理,從根本上避免服務(wù)漏洞產(chǎn)生。

      第四是管理模塊,該模塊是綜合能效服務(wù)平臺(tái)的核心,通過該模塊可以有效地查看歷史用能曲線和設(shè)備用能比例,為用戶提供合理的能效服務(wù)。

      第五、六、七分別是節(jié)能診斷模塊、報(bào)表打印模塊,以及報(bào)警模塊,這些模塊均可以聯(lián)合上述模塊的處理結(jié)果,進(jìn)行積極反饋,提高綜合能效服務(wù)平臺(tái)的服務(wù)質(zhì)量,降低服務(wù)延時(shí),保證了用戶綜合能效服務(wù)平臺(tái)的服務(wù)實(shí)時(shí)性。

      三、平臺(tái)測(cè)試

      為了驗(yàn)證本文設(shè)計(jì)的企業(yè)用戶綜合能效服務(wù)平臺(tái)的服務(wù)效果,構(gòu)建測(cè)試環(huán)境,將設(shè)計(jì)平臺(tái)與常規(guī)的企業(yè)用戶綜合能效服務(wù)平臺(tái)對(duì)比,進(jìn)行平臺(tái)測(cè)試,如下。

      (一)測(cè)試準(zhǔn)備

      選取HP Proliant能效測(cè)試中心作為測(cè)試中心進(jìn)行平臺(tái)測(cè)試,HP Proliant能效測(cè)試中心使用DL380p中心測(cè)試主板,為了提高測(cè)試有效性,該測(cè)試中心選取Intel Xeon E5-2620CPU處理器進(jìn)行處理,測(cè)試內(nèi)存為4GB,該測(cè)試中心的部署示意圖如下圖4所示。

      圖4 測(cè)試中心部署示意圖

      由圖4可知,該測(cè)試中心由多個(gè)測(cè)試節(jié)點(diǎn)組成,每個(gè)測(cè)試節(jié)點(diǎn)的測(cè)試功能存在一定的差異,除此之外,該測(cè)試中心使用Microsoft SQL\Google Chrome共同完成綜合能效服務(wù)延時(shí)測(cè)試,本文選取的測(cè)試內(nèi)容及樣本參數(shù)如下表2所示。

      表2 平臺(tái)測(cè)試參數(shù)

      由表2可知,選取的測(cè)試選項(xiàng)和樣本參數(shù)均符合后續(xù)的綜合能效服務(wù)平臺(tái)測(cè)試需求,可以作為后續(xù)測(cè)試的基礎(chǔ)。

      (二)測(cè)試結(jié)果與討論

      根據(jù)上述的平臺(tái)測(cè)試準(zhǔn)備可以進(jìn)行有效的平臺(tái)測(cè)試,即分別使用本文設(shè)計(jì)的企業(yè)用戶綜合能效服務(wù)平臺(tái)和常規(guī)的企業(yè)用戶綜合能效服務(wù)平臺(tái)進(jìn)行服務(wù),并使用HPProliant能效測(cè)試中心測(cè)試不同數(shù)量用戶下兩個(gè)平臺(tái)的服務(wù)延時(shí),測(cè)試結(jié)果如下表3所示。

      表3 測(cè)試結(jié)果

      結(jié)束語(yǔ)

      隨著我國(guó)對(duì)能源的重視,各種各樣的能效服務(wù)平臺(tái)也隨之產(chǎn)生,但因其缺少相關(guān)的服務(wù)技術(shù)導(dǎo)致其服務(wù)延時(shí)較高,且隨使用用戶的增加,常規(guī)的企業(yè)用戶綜合能效服務(wù)平臺(tái)的服務(wù)效果也在逐漸下降。因此本文基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)設(shè)計(jì)了新的企業(yè)用戶綜合能效服務(wù)平臺(tái),通過測(cè)試結(jié)果表明,設(shè)計(jì)的企業(yè)用戶綜合能效服務(wù)平臺(tái)的綜合服務(wù)延時(shí)較低,且隨用戶量增長(zhǎng)的變化范圍較小,證明設(shè)計(jì)的企業(yè)用戶綜合能效服務(wù)平臺(tái)的性能良好,具有有效性,有一定的應(yīng)用價(jià)值,可以作為后續(xù)企業(yè)綜合能效服務(wù)實(shí)時(shí)性優(yōu)化的參考。

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