低功耗广域网物联网组网技术的能耗信息管理方法技术

本发明专利技术涉及一种低功耗广域网物联网组网技术的能耗信息管理方法，将工业数据通过组网方式进行管理，组网包括感知层、传输层和服务层，工业中的传感器检测到的现场数据送现场无线模块，此作为感知层；通过现场无线模块发射到Lora网关，基于IP地址的Lora网关将数据上传，此作为传输层；上传数据通过公共网络线连接到监测系统主机、服务器和上级数据中心进行数据处理，进行能源监测与管理，此作为服务层；终端用户通过服务层可查询信息。采取新的低功耗、长距离的无线网络即Lora技术。从而能够满足工业、电力等行业的低成本、低功耗、长距离的要求。适用于工业、电力等行业进行大规模设置数据采集点的要求。

Energy consumption information management method for low power Wan IOT networking technology

Energy consumption information management method of the present invention relates to a low power wide area network networking networking technology, industrial data management through networking, networking including perception layer, transport layer and service layer, field data to sensors in industrial field to send wireless module as the sensing layer to the Lora gateway through field emission; wireless module, Lora gateway based on IP address to upload data, as the transmission layer; upload data connection to the server and the host monitoring system, data center for data processing through the public network line, energy monitoring and management, such as service layer; end users can query information through the service layer. Adopt a new low power, long distance wireless network, namely Lora technology. It can meet the requirements of low cost, low power consumption and long distance in industry, electric power and other industries. It is suitable for large scale data acquisition point in industry and electric power industry.

【技术实现步骤摘要】
低功耗广域网物联网组网技术的能耗信息管理方法
本专利技术涉及一种能耗管理技术，特别涉及一种低功耗广域网物联网组网技术的能耗信息管理方法。
技术介绍
随着我国的生产力水平发展，使得国内大中型城市的高楼大厦越来越多。建筑物的不断高大，必然带来能耗的提高。近几年来，各种无线网络技术的革命性进步和软件技术的不断完善，产生了通过各种不同的电子装置，使用不同的无线传输方式，结合软件技术，实现了对各行业的能耗进行实时监控和管理。通过计算机系统来监控行业内的能耗，成为了能耗管理的必要手段。能耗管理的确定技术方案一般要包括四个方面因素。传输距离、硬件成本和开发周期、数据传输率、功耗。以物联网技术平台利用智能化的技术对建筑物能耗进行实时监控管理能够提高能耗管理系统的智能化程度以及数据采集的程度，是一种有效解决方案。实时智能监控，来实现能耗的有效管理，并满足用户多元化的需求；实时监测企业各种能源的详细使用情况，为企业查找弱点，促进企业管理水平的提高及运营成本的降低，为节能降耗提供直观科学的依据。而能耗管理信息平台通过物联网技术准确采集数据，实时传输和完整的存储，并通过各类实时信息与历史数据分析对比，达到优化管理策略、有效的监督各设备以及合理控制能耗的目的。物联网技术平台，遵循网络分层原理，物联网架构分为三层：对象感知层、传输层和应用服务层。对象感知层通过传感器、M2M等，传输网络和通信网络感知物理对象获取相关数据信息，一般指末端的感应、信息采集以及受控等设备；传输层可以分为数据交换层和信息整合层。数据交换层为数据传输提供透明传输；信息整合层提供对网络获取信息分析整合；应用服务层将信息转化为内容提供服务，主要是利用经过分析处理的感知数据，为用户提供丰富的特定服务。现有的无线通信技术：蓝牙技术：一种低成本、低功率的无线连接技术标准，是实现数据与语音无线传输的开放性规范，但其通信距离短，不能满足能耗信息管理长距离的要求；Wi-Fi技术：一种目前流行的无线通信协议，虽然具有速度快，通信距离较远的特点，但其仍不能满足远程进行能耗管理及低功耗的要求；GPRS技术：是长距离通信的一种，具有接入速度快、传输速率高的特点，但其也存在发生包丢失现象，调制方式不是最优，存在转接延迟等问题。互联网，即广域网、局域网及单机按照一定的通讯协议组成的计算机网络，将两台以上的计算机终端、客户端、服务端通过计算机信息技术的手段互相联系起来的结果。互联网是以上各种技术的结合，积累了大量的主体数据，但客体数据相当有限。而物联网以数据采集和实时反馈为特征，解决数据不足的问题，能够采集大量情景数据，完成物理世界的数字化建模，积累更多的客体数据，催生更多互联网，将会成为产业互联网的转折点，实现数字世界与物理世界的真正融合。基于能源信息管理的特点，即对于实时性要求较低，对于低成本、低功耗、可靠性、远距离要求较高，因此本实验提出了基于Lora技术的低功耗广域网物联网组网技术的能源信息管理方法。
技术实现思路
本专利技术是针对能耗信息管理存在传输距离短、功耗大的问题，提出了一种低功耗广域网物联网组网技术的能耗信息管理方法，改变之前的无线网络技术，采取新的低功耗、长距离的无线网络即Lora技术。从而能够满足工业、电力等行业的低成本、低功耗、长距离的要求。也通过该无线技术能够实现对各行业的远程实时监测、实时报警的功能，能够减少工人在危险工作环境下因意外而产生的人生伤害。同时，在智能电表终端使用该技术时，能够通过Lora无线网络技术,使客户终端提前预知电量的使用情况以及剩余电量可用天数。本专利技术的技术方案为：一种低功耗广域网物联网组网技术的能耗信息管理方法，将工业数据通过组网方式进行管理，组网包括感知层、传输层和服务层，工业中的传感器检测到的现场数据送现场无线模块，此作为感知层；通过现场无线模块发射到Lora网关，基于IP地址的Lora网关将数据上传，此作为传输层；上传数据通过公共网络线连接到监测系统主机、服务器和上级数据中心进行数据处理，进行能源监测与管理，此作为服务层；终端用户通过服务层可查询信息。所述现场无线模块选用SX1276无线模块。本专利技术的有益效果在于：本专利技术低功耗广域网物联网组网技术的能耗信息管理方法，现有的技术虽然能够满足数据的传送，但是不能达到远距离的传送，不能满足一些工业、电力等行业的远距离要求，改技术能够满足十几甚至几十公里的距离的数据传送；能够根据不同的传输数据量进行自我模式的转换，从而达到超低功耗的效果。该技术具有成本低的特点，能够适用于工业、电力等行业进行大规模设置数据采集点的要求。附图说明图1为本专利技术低功耗广域网物联网组网技术的能耗信息管理结构示意图。具体实施方式如图1所示低功耗广域网物联网组网技术的能耗信息管理结构示意图，由基于SX1276的传感器、Lora网关、监测系统主机、服务器、上级数据中心以及终端用户应用组成。如图1所示，Lora技术在工业中的能源管理办法主要由基于SX1276的传感器1、Lora网关2、监测系统主机3、服务器4、上级数据中心5、终端用户应用6组成。带有Lora无线模块的SX1276的传感器1在工业中主要用于对于工业所需测量的物理环境数据的感知，如温度、湿度、酸碱程度以及压力等信息。传感器能够将测得的数据提供给SX1276。在SX1276接收到数据之后，便通过无线射频技术将数据信息经过加密发射到Lora网关2中。基于IP地址的Lora网关，可以与监测系统主机3进行通信，进而使用者便能够得到工厂里的相关信息。在数据量很大的情况下，监测者可以将数据上升到云端5，在云端进行相关处理，以达到能源监测与管理的目标。在对数据进行处理以后，在以智能电表为终端的情况下，终端用户6可以根据此低功耗广域物联网技术得到的信息而得知剩余电量所能够使用的天数，从而正常运转工业的活动。为实现上述目的，研究的技术方案是：通过工业中的传感器检测现场的温度、湿度、压力、光照强度等数据，通过现场的无线模块（SX1276无线模块）传递到Lora无线模块。SX1276无线模块将数据信息通过无线射频技术发射到Lora网关，基于IP地址的Lora网关可连接到网络服务器中，再连接到应用服务器，最后到达客户端应用，实现对采集数据的处理与检测。在此应用中，组网的方式为独立能源检测系统，该系统由服务层、传输层、感知层三部分组成。现场设置的传感器有多种传感器，主要用于信息的感知与采集，可以将工厂中的湿度、温度、压力、光照强度等信息采集到主机处理器或者带有相关软件的计算机中。处理器可以根据自己的需求进行配置，可以是基于Lora模型、基于Loramodem、基于已经存在设备技术，在配备好以后，各分区数据采集器将数据传送到Lora设备SX1276中进行传输。在SX1276接收到数据后，将数据资料进行加密以防止在传输过程中数据被窃取或者篡改，再将信息通过无线射频技术及扩频通信技术发送到Lora网关或者Lora基站中。最后，Lora网关将数据传递到服务层，实现数据的实时处理，并由数据的情况对能耗进行监测管理。在经过Lora系列软硬件处理后的数据，在到达监控系统主机或者上级数据中心之后，可以根据数据量的具体情况对本工业的能源管理进行一系列的操作。如终端开发者可以对接收到的数据与正常数值进本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种低功耗广域网物联网组网技术的能耗信息管理方法，其特征在于，将工业数据通过组网方式进行管理，组网包括感知层、传输层和服务层，工业中的传感器检测到的现场数据送现场无线模块，此作为感知层；通过现场无线模块发射到Lora网关，基于IP地址的Lora网关将数据上传，此作为传输层；上传数据通过公共网络线连接到监测系统主机、服务器和上级数据中心进行数据处理，进行能源监测与管理，此作为服务层；终端用户通过服务层可查询信息。

【技术特征摘要】
1.一种低功耗广域网物联网组网技术的能耗信息管理方法，其特征在于，将工业数据通过组网方式进行管理，组网包括感知层、传输层和服务层，工业中的传感器检测到的现场数据送现场无线模块，此作为感知层；通过现场无线模块发射到Lora网关，基于IP地址的Lora网关将数据上传，此作为...

【专利技术属性】
技术研发人员：庞成鑫，卢小姣，邵嘉，焦莉平，白若琛，
申请(专利权)人：上海电力学院，
类型：发明
国别省市：上海,31