基于MQTT数据通信协议的云边端实时调度方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了基于MQTT数据通信协议的云边端实时调度方法及系统，属于设备调度技术领域，要解决的技术问题为如何及时将用户的调查策略下发至对应设备、以实现实时调度。能源管理平台模块与能源路由器模块之间通过MQTT协议进行信息传输；能源路由器模块用于采集能源设备的设备信息，并基于MQTT协议将设备信息上传至能源管理平台；能源管理平台模块用于基于设备信息和用户信息对能源设备进行调度，并将调度结果发送至能源路由器模块；能源路由器模块用于基于调度结果对能源设备进行调度；能源路由器模块用于实时采集能源设备的设备实时信息；能源管理平台模块用于基于设备实时信息判断调度是否成功。判断调度是否成功。判断调度是否成功。

【技术实现步骤摘要】
基于MQTT数据通信协议的云边端实时调度方法及系统


[0001]本专利技术涉及设备调度
，具体地说是基于MQTT数据通信协议的云边端实时调度方法及系统。

技术介绍

[0002]MQTT(Message Queuing Telemetry Transport，消息队列遥测传输协议)，是一种轻量级协议。MQTT使用的是发布/订阅消息模式，它提供了一对多的消息分发机制，从而实现与应用程序的解耦。这是一种消息传递模式，消息不是直接从发送器发送到接收器(即点对点)，而是由MQTT server(或称为MQTT Broker)分发的。MQTT构建于TCP/IP协议之上，其最大优点在于，可以以极少的代码和有限的带宽，为连接远程设备提供实时可靠的消息服务。作为一种低开销、低带宽占用的即时通讯协议，MQTT在物联网、小型设备、移动应用等方面有较广泛的应用。
[0003]服务质量是MQTT的一个重要特性。当我们使用TCP/IP时，连接已经在一定程度上受到保护。但是在无线网络中，中断和干扰很频繁，MQTT在这里帮助避免信息丢失及其服务质量水平。MQTT定义了三个QoS等级，分别为：
[0004]QoS 0，最多交付一次。
[0005]QoS 1，至少交付一次。
[0006]QoS 2，只交付一次。
[0007]这些级别在发布时使用。其中，使用QoS 0可能丢失消息，使用QoS 1可以保证收到消息，但消息可能重复，使用QoS 2可以保证消息既不丢失也不重复。QoS等级从低到高，不仅意味着消息可靠性的提升，也意味着传输复杂程度的提升。本专利技术中使用的服务质量为QoS 2等级，下面将详细描述该服务质量(如图三)。
[0008]首先，发送方存储并发送QoS为2的PUBLISH报文(PUBLISH控制报文是指从发送方向接收方传输一个应用消息，用于消息的发布)以启动一次QoS 2消息的传输，然后等待接收方回复PUBREC报文(PUBREC报文是对QoS等级2的PUBLISH报文的响应)。
[0009]当发送方收到PUBREC报文，即可确认对端已经收到了PUBLISH报文，发送方将不再需要重传这个报文，并且也不能再重传这个报文。所以此时发送方可以删除本地存储的PUBLISH报文，然后发送一个PUBREL报文(PUBREL报文是对PUBREC报文的响应)。与PUBLISH报文一样，我们需要确保PUBREL报文到达接收端，所以也需要一个响应报文，并且这个PUBREL报文需要被存储下来以便后续重传。
[0010]当接收方收到PUBREL报文，也可以确认在这一次的传输流程中不会再有重传的PUBLISH报文到达，因此回复PUBCOMP报文(PUBCOMP报文是对PUBREL报文的响应)。
[0011]当发送方收到PUBCOMP报文,这一次的QoS 2消息传输就算正式完成了。在这之后，发送方可以再次发送新的消息。
[0012]值得注意的是，如果在特定的时间内发送方没有收到PUBREC报文应答，那么发送方会重新发送PUBLISH报文消息。
[0013]根据以上描述可以得知，在MQTT服务质量最可靠的QoS 2等级中，如果出现一段时间内接收方没有收到PUBLISH报文，或发送方没有收到PUBREC报文，则发送方会持续发送PUBLISH报文，直到其收到来自接收方的PUBREC报文。在这种情况下，该服务将无法保证实时性。
[0014]另外，近年来，由于可再生能源的波动性和间歇性，微网群的运行控制对灵活性、实时性的要求也越来越高。系统调度策略是微网群应对可再生能源的波动性和间歇性问题的关键所在。调度问题具体是指在对光伏、常规负荷预测的基础上，充分考虑分时电价，在微电网运行所需费用最小的前提下，对蓄电池的充放电进行调控。
[0015]如何及时将用户的调查策略下发至对应设备，以实现实时调度，是需要解决的技术问题。

技术实现思路

[0016]本专利技术的技术任务是针对以上不足，提供基于MQTT数据通信协议的云边端实时调度方法及系统，来解决如何及时将用户的调查策略下发至对应设备、以实现实时调度的技术问题。
[0017]第一方面，本专利技术一种基于MQTT数据通信协议的云边端实时调度系统，包括能源管理平台模块、MQTT服务器模块和能源路由器模块，能源管理平台模块与能源路由器模块之间通过MQTT协议进行信息传输；
[0018]能源管理平台模块部署有MQTT客户端，所述能源路由器模块作为MQTT服务器模块的订阅客户端，在MQTT客户端和MQTT服务器模块的配合下，所述能源管理平台模块与能源路由器模块之间通过MQTT协议进行信息传输；
[0019]所述能源路由器模块向下与能源设备连接，用于采集能源设备的设备信息，并基于MQTT协议将设备信息上传至能源管理平台；
[0020]所述能源管理平台模块用于接收用户的配置信息以及能源路由器模块上传的设备信息，并基于设备信息和用户信息对能源设备进行调度，计算出下一刻能源设备的功率值作为调度结果，并基于MQTT协议将调度结果发送至能源路由器模块；
[0021]所述能源路由器模块用于基于调度结果对能源设备进行调度；
[0022]所述能源路由器模块用于实时采集能源设备的设备实时信息，并通过MQTT协议将设备实时信息上传至能源管理平台模块；
[0023]所述能源管理平台模块用于基于设备实时信息判断调度是否成功。
[0024]作为优选，所述能源管理平台模块与能源路由器模块之间通过MQTT协议进行信息传输，执行如下：
[0025]所述能源管理平台模块用于通过MQTT客户端将采集的信息发布到MQTT服务器模块；
[0026]所述MQTT服务器模块用于接收来自MQTT客户端的网络连接，并处理MQTT客户端的消息订阅和消息发布请求，同时把MQTT客户端发布的消息转发至能源路由器模块；
[0027]所述能源路由器模块用于作为MQTT服务器模块的订阅客户端，订阅能源管理平台模块中MQTT客户端发布的消息。
[0028]作为优选，所述能源管理平台模块通过能源管理平台界面与用户交互，支持用户
对设备进行配置，包括选择调度模式、配置相关参数、以及选择调度模式的执行日期，用户选择的调度模式、配置的相关参数以及调度模式的执行日期形成配置信息；
[0029]所述调度模式包括三种储能模式，分别为经济最优模式、定时模式和需量控制模式；
[0030]经济最优模式适用于优化储能运行状态，以实现最大收益；
[0031]定时模式支持用户可自定义时段、策略模式和制限值；
[0032]需量模式支持用户可以设置公共连接点功率需量限值，以防止需量超限罚款造成的经济性损失。
[0033]作为优选，所述能源管理平台模块用于基于设备实时信息绘制实时调度曲线与计划调度曲线，以判断调度是否成功。
[0034]作为优选，能源管理平台模块用于通过MQTT服务器模块将消息下发给能源路由器，执行本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于MQTT数据通信协议的云边端实时调度系统，其特征在于，包括能源管理平台模块、MQTT服务器模块和能源路由器模块，能源管理平台模块与能源路由器模块之间通过MQTT协议进行信息传输；能源管理平台模块部署有MQTT客户端，所述能源路由器模块作为MQTT服务器模块的订阅客户端，在MQTT客户端和MQTT服务器模块的配合下，所述能源管理平台模块与能源路由器模块之间通过MQTT协议进行信息传输；所述能源路由器模块向下与能源设备连接，用于采集能源设备的设备信息，并基于MQTT协议将设备信息上传至能源管理平台；所述能源管理平台模块用于接收用户的配置信息以及能源路由器模块上传的设备信息，并基于设备信息和用户信息对能源设备进行调度，计算出下一刻能源设备的功率值作为调度结果，并基于MQTT协议将调度结果发送至能源路由器模块；所述能源路由器模块用于基于调度结果对能源设备进行调度；所述能源路由器模块用于实时采集能源设备的设备实时信息，并通过MQTT协议将设备实时信息上传至能源管理平台模块；所述能源管理平台模块用于基于设备实时信息判断调度是否成功。2.根据权利要求1所述的基于MQTT数据通信协议的云边端实时调度系统，其特征在于，所述能源管理平台模块与能源路由器模块之间通过MQTT协议进行信息传输，执行如下：所述能源管理平台模块用于通过MQTT客户端将采集的信息发布到MQTT服务器模块；所述MQTT服务器模块用于接收来自MQTT客户端的网络连接，并处理MQTT客户端的消息订阅和消息发布请求，同时把MQTT客户端发布的消息转发至能源路由器模块；所述能源路由器模块用于作为MQTT服务器模块的订阅客户端，订阅能源管理平台模块中MQTT客户端发布的消息。3.根据权利要求1所述的基于MQTT数据通信协议的云边端实时调度系统，其特征在于，所述能源管理平台模块通过能源管理平台界面与用户交互，支持用户对设备进行配置，包括选择调度模式、配置相关参数、以及选择调度模式的执行日期，用户选择的调度模式、配置的相关参数以及调度模式的执行日期形成配置信息；所述调度模式包括三种储能模式，分别为经济最优模式、定时模式和需量控制模式；经济最优模式适用于优化储能运行状态，以实现最大收益；定时模式支持用户可自定义时段、策略模式和制限值；需量模式支持用户可以设置公共连接点功率需量限值，以防止需量超限罚款造成的经济性损失。4.根据权利要求1所述的基于MQTT数据通信协议的云边端实时调度系统，其特征在于，所述能源管理平台模块用于基于设备实时信息绘制实时调度曲线与计划调度曲线，以判断调度是否成功。5.根据权利要求1
‑
4任一项所述的基于MQTT数据通信协议的云边端实时调度系统，其特征在于，能源管理平台模块用于通过MQTT服务器模块将消息下发给能源路由器，执行如下：L100、能源管理平台存储并发送QoS为2的PUBLISH报文以启动一次QoS 2消息的传输，并在特定的时间内等待能否接收到MQTT服务器模块传回的PUBREC报文；
如果在特定的时间内能源管理平台模块没有接收到PUBREC报文应答，能源管理平台模块重新发送PUBLISH报文消息，其中判断是否接收成功的方式是能源管理平台能否在三次发送PUBLISH报文的时间内收到MQTT服务器模块传回的PUBREC报文；若接收成功，执行L200；若接收失败，执行L300；L200、能源管理平台收到PUBREC报文，确认MQTT服务器模块已经收到了PUBLISH报文，能源管理平台删除本地存储的PUBLISH报文，并发送一个PUBREL报文；L300、MQTT服务器模块收到PUBREL报文，确认在当前的传输流程中不会再有重传的PUBLISH报文到达，回复PUBCOMP报文；L400、能源管理平台模块收到PUBCOMP报文，消息传输正式完成；L500、能源管理平台模块未收到P...

【专利技术属性】
技术研发人员：高继福，黄沛明，郭春杰，苗东昌，夏晨朗，
申请(专利权)人：苏州思萃工业互联网技术研究所有限公司，
类型：发明
国别省市：