能源工业云网设备通信协议智能解析技术研究

王诚,程钞,陈哲

武汉东湖学院  湖北  武汉  430212

摘要：能源工业云网设备智能接入体系的研究包含设备通信协议智能解析和设备编码统一规范。目前，工业互联网的多种协议可分为现场总线和工业以太网协议两类。本文对能源工业云网设备通信协议智能解析技术进行分析，以供参考。

关键词：能源工业云网；强化学习；多智能体；人工智能

引言

目前，航天云网与有关地方政府先后联合建设运行了贵州工业云、常州工业互联网平台、广州工业大数据开放平台、龙哈工业云等9个云平台。其中，贵州工业云获批为工业和信息化部特定区域工业互联网平台。航天云网积极开展国际合作，与西门子公司签署战略合作协议，双方平台实现线上应用交叉部署，并与德国、芬兰等国家用户就云端应用合作开展洽谈，为平台引入优质云端资源。

1理论及实践依据

为满足工业实时性要求，降低网络和IT资源消耗，在边缘侧开展数据分析正在成为工业互联网平台的普遍做法。基于“IFTHEN”的简单规则支撑边缘侧的大部分数据应用，PTC-ThingWorx、博世IoT、施耐德EcoStruxure、东芝SPINEX等平台都在边缘侧集成了规则引擎，IBM-Watson-IoT可以根据监控数值的大小和频率执行不同操作，在边缘识别并警告质量缺陷、安全风险等，AWSIoT1-Click可以快速执行定义好的Lambda程序，提升车间运行效率。边云协同实现落地应用，Predix、Uptake、谷歌IoT、AWSIoT等平台基于工业智能公司FogHorn的Lightning边缘智能技术，将云端训练形成的机器学习乃至深度学习模型推送到边缘设备上运行，支撑半导体产能优化、离心泵状态检测、电容器缺陷检测等多类应用。以云计算为代表的集中式计算、以边缘计算为代表的分布式计算，在成本、可靠性、灵活性、安全性等方面各具优势，适用于不同的工业场景，平台的边缘和云端将会相辅相成、有效整合、共同发展。

2工业互联网发展中存在的问题

第一，网络存在问题，生产中的网络需求与国家工业互联网的硬件和软件技术不匹配。现阶段，互联网不符合我们行业的多种需求，互联网、远程信息采集、实时建模和超宽带技术之间存在不平衡。此外，我们在物质网络领域的技术还不够成熟，没有形成相应的系统。第二，存在着以互联网开放和一体化为特点的安全问题，我国工业互联网目前没有发展安全体系，这是我国工业安全生产的一个极其不利的方面。三是规范问题，因为我国工业较多，缺乏统一的工业标准。四是一个普遍存在的问题，工业互联网在工业中的应用目前仅限于平台，而我国企业技术的大部分创新离工业互联网的发展相去甚远。

3系统的实现与应用

3.1硬件设备

电源管理使用高性能智能网关作为硬件收集和通信设备。网关具有独立的嵌入式操作系统、强大的扩展和系统升级功能，可用于数据收集、存储和管理电源管理中的各种电源计数器，并支持边缘计算，例如b .智能处理可用数据，以便通过物理网络、以太网等与云平台通信，并提供边缘计算和连续流量功能。智能能量网关:1)水电和热水管4的组合，支持水、电、热等各种能量计数器数据采集的网关，以及高速多播捕获。(2)支持所有行业标准，支持符合DLT645-2007和DLT645-1997标准的所有电费(米)，以及符合CJ188-2004-T标准的所有水费、燃气费、热表(米)，并支持协议附加；(3)向下支持多协议、RS485、m总线、CAN、红外等。，支持多种通信类型，如以太网、GPRS(2G/3G/4G)、WIFI、LORA、nb IOT等。(4)弹性安装、导轨式安装、壁挂安装，终端设有4个固定块，使用标准螺钉固定。

3.2系统优势

电源管理系统是现代信息技术和能源技术的结合，用于在线监测、动态分析和集中管理印刷企业的能耗；建立新的“互补、响应需求”机制；改进和信息丰富的电源管理方法[7]，可改善印刷企业的能源管理；降低能源成本；动态响应能源需求；提高企业的能源优化。该系统具有以下优点:(1)易于部署、易于实施和快速交付。电源管理服务可帮助组织开发基于云平台模型的简单电源管理系统，该系统基于打印组织的当前情况，可实现快速部署，而无需复杂的系统设计和安装。在不影响当前生产的情况下实施可以减轻企业实施安装的负担。电源管理服务可在整个系统部署两个月后提供显着的优化结果。(2)易用性。该系统提供了要求苛刻的演示文稿，例如例如，PC、手机和易于使用的界面，使用户能够快速获得所需的信息并降低用户的学习成本。对于像z这样的经理来说。b .设备管理、企业管理和决策提供了数字设备模型和一套实时运行的完整性标准。(3)实时自动通知。系统可以将自动推式警报通知应用于移动应用程序，以便实时通知相关人员有关能源事件的信息。

4源工业云网智能设备接入数据通信中的机器学习算法

研究基于轻量级机器学习策略和数据采样策略的通用协议智能解析与数据分析技术，研究模式识别技术，研究多品类多种类生产数据智能分析技术。通过研究终端信息的处理与数据共享机制，建立数据存证、鉴证和溯源体系，完成智慧物联网关的设计与研发，实现物联平台和各设备供应厂商之间的信息共享和业务协同。具体的研究内容分为：（1）数据边端处理与存证溯源机制；（2）云边业务协同与边缘资源共享策略。云边业务协同与边缘资源共享方面，基于排队网络和凸优化技术设计云边协同的资源分配与任务调度机制，调度生产过程中品类中心的协同任务，充分利用智能网关的计算和存储资源，降低任务处理延迟和系统能耗，解决智能网关负载不均衡导致的工业需求响应不及时、边缘资源利用率低、系统资源浪费和用户体验差的问题。

结束语

自成立以来，航天云网运营服务水平与核心能力大幅提升。在呼和浩特、常州、南昌三地完成数据中心建设并实现稳定运行，运维能力基本达到99.95%的SLA（服务等级协议）服务水平。累计获得62项专利授权，发布61项标准，其中《智能制造服务平台制造资源/能力接入集成要求》成为全球首个面向智能制造服务平台的国际标准。

参考文献

[1]陈宏.通信运营企业边缘计算发展思路[J].中国新通信,2020,22(14):5-6.

[2]国网公司将发力“数字新基建”，投资规模近250亿元[J].智能城市,2020,6(11):239.

[3]朱敏.杭州市“新基建”发展重点方向的对策建议[J].杭州,2020(09):50-51.