劉金華，李 琳，劉建宇，賈詩樂

（1.國網(wǎng)天津市電力公司 濱海供電分公司，天津300450；2.北京國電通網(wǎng)絡(luò)技術(shù)有限公司 北京 100070）

基于移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)及物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的居民用電智能化的設(shè)計(jì)與應(yīng)用

劉金華1，李 琳2，劉建宇1，賈詩樂1

（1.國網(wǎng)天津市電力公司 濱海供電分公司，天津300450；2.北京國電通網(wǎng)絡(luò)技術(shù)有限公司 北京 100070）

近年來，物聯(lián)網(wǎng)，移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)等各種概念的提出和廣泛應(yīng)用，改變了人們的工作和生活習(xí)慣。將移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)和物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用到居民用電領(lǐng)域，將有著重要意義。所以為了能使用戶隨時(shí)隨地管理用電情況，提高用電管理效率，擴(kuò)大用電服務(wù)網(wǎng)絡(luò)。對(duì)智能用電服務(wù)理念進(jìn)行創(chuàng)新，促進(jìn)用電互動(dòng)。文中將網(wǎng)絡(luò)化和用電信息采集系統(tǒng)有機(jī)融合為目標(biāo)，以移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)應(yīng)用于智能用電服務(wù)體系為主線，對(duì)相關(guān)問題進(jìn)行研究，完成基于移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)和物聯(lián)網(wǎng)的用電智能化設(shè)計(jì)。

物聯(lián)網(wǎng)；移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)；用電智能化

經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，用戶對(duì)用電的要求也越來越高，智能電網(wǎng)建設(shè)成為了日后各國電力建設(shè)的主流。而移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的全面化發(fā)展和物聯(lián)網(wǎng)概念的興起，也促進(jìn)了智能電網(wǎng)的發(fā)展。移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)是智能電網(wǎng)的基礎(chǔ)保證，擴(kuò)大電網(wǎng)的感知程度，有利于電力系統(tǒng)的監(jiān)測(cè)、預(yù)警及防災(zāi)能力，維護(hù)電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。并通過“電力流、信息流、業(yè)務(wù)流”的高度融合，對(duì)電力從生產(chǎn)到消費(fèi)進(jìn)行智能化管理，實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗。網(wǎng)絡(luò)信息化的電網(wǎng)，感知能力強(qiáng)，通信程度高，可進(jìn)行大數(shù)據(jù)處理，實(shí)現(xiàn)用電智能化。

1 系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1.1 系統(tǒng)總體功能設(shè)計(jì)

基于移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)和物聯(lián)網(wǎng)的智能用電系統(tǒng)采用計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、3G/4G/WIFI/GPRS通信、移動(dòng)智能終端（智能手機(jī)、平板電腦等）、實(shí)時(shí)通信等技術(shù)，通過智能電表等組成的系統(tǒng)采集用戶信息，實(shí)現(xiàn)移動(dòng)式智能用電服務(wù)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框架圖，如圖1所示。

圖1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖

1.2 系統(tǒng)模塊分析

物聯(lián)網(wǎng)通過傳感器、網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)交換和智能管理，將物品的相關(guān)信息收集起來，與互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，并對(duì)物品信息進(jìn)行智能管理。智能電表、智能顯示終端、智能插座等設(shè)備組成的家庭網(wǎng)絡(luò)，通過對(duì)家用電器智能控制，綜合家庭能耗監(jiān)測(cè)和能源優(yōu)化管理等功能。

智能移動(dòng)終端及客戶端（如智能手機(jī)、平板電腦等）是進(jìn)行用電管理的便攜式終端，通過軟件可對(duì)用電信息進(jìn)行管理、監(jiān)測(cè)及控制，以及遠(yuǎn)程用電方案執(zhí)行、遠(yuǎn)程報(bào)警、KPI預(yù)警及報(bào)警、負(fù)荷預(yù)測(cè)等功能；利用移動(dòng)終端上的應(yīng)用軟件，同時(shí)還能更好的服務(wù)用戶，通過手機(jī)實(shí)現(xiàn)信息查詢、業(yè)務(wù)辦理、繳費(fèi)、增值服務(wù)（如能效管理）等功能。

手機(jī)應(yīng)用平臺(tái)通過與相關(guān)應(yīng)用系統(tǒng)的接口，將用電信息、設(shè)備狀態(tài)等數(shù)據(jù)發(fā)送給移動(dòng)終端，使用戶能夠隨時(shí)隨地進(jìn)行用電管理和業(yè)務(wù)辦理。系統(tǒng)可延伸到用戶戶內(nèi)網(wǎng)絡(luò)，接入用戶側(cè)的智能交互終端，通過智能用電移動(dòng)服務(wù)端，可在手機(jī)與用戶的智能交互終端之間建立交互渠道，使用戶可利用手機(jī)對(duì)用電設(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控。

高級(jí)量測(cè)系統(tǒng)是利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，對(duì)各個(gè)用電環(huán)節(jié)的信息進(jìn)行采集和通信，并通過互聯(lián)網(wǎng)連接智能交互終端，可實(shí)現(xiàn)用戶的智能交互終端的聯(lián)系，用戶也可使用手機(jī)完成遠(yuǎn)程監(jiān)控用電設(shè)備。

GPRS/3G/4G移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)是手機(jī)（管理終端）與移動(dòng)管理平臺(tái)之間的通信網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)兩者之間的信息通信功能。結(jié)合用電信息采集、智能家居等應(yīng)用，使客戶隨時(shí)了解用電情況，查看設(shè)備用電狀況，合理化用電。客戶各種應(yīng)用功能通過互聯(lián)網(wǎng)操控得到了延伸，將智能電網(wǎng)與客戶之間的雙向信息互動(dòng)延伸到了互聯(lián)網(wǎng)方向，在加強(qiáng)服務(wù)功能的同時(shí)降低成本、方便維護(hù)。

2 系統(tǒng)組成

2.1 系統(tǒng)框架

基于移動(dòng)化聯(lián)網(wǎng)的系統(tǒng)包括硬件和軟件，如圖2所示。

圖2 平臺(tái)硬件部署框架圖

系統(tǒng)硬件包括：1）應(yīng)用、業(yè)務(wù)計(jì)算、前置以及接口服務(wù)器；2）硬件防火墻、安全認(rèn)證、加密狗等安全設(shè)備；3）手機(jī)、平板電腦、掌機(jī)等設(shè)備。

系統(tǒng)軟件模塊包括：1）手機(jī)業(yè)務(wù)應(yīng)用軟件；2）手機(jī)管理平臺(tái)和手機(jī)應(yīng)用業(yè)務(wù)服務(wù)平臺(tái)；3）接口管理系統(tǒng)；4）應(yīng)用安全管理系統(tǒng)。

2.2 模塊分析

系統(tǒng)軟件：第一部分為手機(jī)客戶端，進(jìn)行智能化用電管理，如用電管理、業(yè)務(wù)辦理、安全繳費(fèi)、雙向互動(dòng)等服務(wù)功能；另一種是服務(wù)端，與手機(jī)客戶端應(yīng)用配套，服務(wù)端與用電信息采集系統(tǒng)、95598及相關(guān)應(yīng)用系統(tǒng)進(jìn)行通信，并可與手機(jī)客戶端進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，方便客戶辦理業(yè)務(wù)。平臺(tái)軟件框架圖，如圖3所示。

圖3 平臺(tái)軟件框架圖

手機(jī)客戶端作為業(yè)務(wù)展現(xiàn)層，提供賬戶管理、信息查詢、業(yè)務(wù)辦理、移動(dòng)繳費(fèi)、公共服務(wù)和移動(dòng)作業(yè)等相關(guān)業(yè)務(wù)功能。手機(jī)應(yīng)用與管理平臺(tái)是為移動(dòng)終端應(yīng)用配套的云服務(wù)系統(tǒng)。手機(jī)應(yīng)用平臺(tái)通過與相關(guān)應(yīng)用系統(tǒng)的接口，方便用戶進(jìn)行用電管理監(jiān)控。硬件加密、安全認(rèn)證的雙重安全措施可有效的保證基礎(chǔ)平臺(tái)系統(tǒng)的安全；基于硬件加密狗的方法保證移動(dòng)終端設(shè)備與主站的通道安全，基于安全證書的認(rèn)證、授權(quán)、加密來保障平臺(tái)功能的安全。

2.3 功能模塊設(shè)計(jì)

平臺(tái)功能結(jié)構(gòu)圖，如圖4所示。

基于手機(jī)的移動(dòng)管理平臺(tái)主要涵蓋開發(fā)支撐平臺(tái)、手機(jī)應(yīng)用管理平臺(tái)、手機(jī)應(yīng)用業(yè)務(wù)平臺(tái)、主站服務(wù)平臺(tái)和移動(dòng)應(yīng)用安全管理等核心功能模塊。

開發(fā)支撐平臺(tái)：以基礎(chǔ)功能出發(fā)，能支持蘋果、安卓等主流系統(tǒng)，提供多種 UI界面，自主識(shí)別移動(dòng)設(shè)備的屏幕尺寸，從而達(dá)到適配所有設(shè)備和尺寸的目標(biāo)；同時(shí)，提供通信接口封裝 HTTP、插座、藍(lán)牙、Web服務(wù)等。為國內(nèi)主流地圖、微信、移動(dòng)支付、圖表展示、本地信息等提供調(diào)用接口。

圖4 平臺(tái)功能結(jié)構(gòu)圖

手機(jī)應(yīng)用管理平臺(tái)：對(duì)平臺(tái)接入的手機(jī)嚴(yán)格要求，分配操作權(quán)限，必須具有安全認(rèn)證，遠(yuǎn)程管理及控制手機(jī)。對(duì)手機(jī)進(jìn)行信息推送，支持對(duì)用戶信息，用戶行為、異常等的分析。

手機(jī)應(yīng)用業(yè)務(wù)：滿足客戶的賬戶管理、信息查詢、業(yè)務(wù)辦理、移動(dòng)繳費(fèi)、移動(dòng)作業(yè)等相關(guān)業(yè)務(wù)功能。

主站服務(wù)平臺(tái)：根據(jù)實(shí)際業(yè)務(wù)需求，通過相關(guān)接口和營銷系統(tǒng)、用電信息采集系統(tǒng)、智能營業(yè)廳、一體化繳費(fèi)管理平臺(tái)等系統(tǒng)進(jìn)行系統(tǒng)對(duì)接，實(shí)現(xiàn)移動(dòng)用電平臺(tái)業(yè)務(wù)支撐。

移動(dòng)應(yīng)用安全管理：從終端和服務(wù)器安全認(rèn)證、網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)通信安全、應(yīng)用安全、訪問控制、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和支付安全等多個(gè)環(huán)節(jié)，為客戶提供信息安全保障。

3 關(guān)鍵模塊設(shè)計(jì)

3.1 UI界面

系統(tǒng)自帶UI框架，用戶可根據(jù)框架代碼進(jìn)行增刪改，以達(dá)到目標(biāo)效果，其提供多種 UI框架模板供選擇，能自動(dòng)識(shí)別移動(dòng)設(shè)備的屏幕尺寸，從而達(dá)到適配所有設(shè)備和尺寸的目標(biāo)。此外，提供相關(guān)動(dòng)作調(diào)用接口，如抽屜效果，左右滑動(dòng)等，其UI界面接口函數(shù)如表1所示。

UI界面尺寸適配具體實(shí)現(xiàn)操作如圖5所示。首先是啟動(dòng)程序，然后是判別屏幕尺寸，再是判別成功處理，最后是判別失敗處理。

3.2 圖片加載

系統(tǒng)提供圖片異步加載調(diào)用接口，防止內(nèi)存溢出及減少網(wǎng)絡(luò)操作，加快圖片加載速度，并提供調(diào)用接口，圖片加載流程圖如圖6所示。首先是啟動(dòng)程序，再是圖片加載，接著是加載成功處理，最后是加載失敗處理。

表1 UI界面接口函數(shù)

圖5 適配UI界面流程圖

圖6 圖片加載圖

3.3 手機(jī)定位

封裝GPS定位調(diào)用功能、二維碼、提供調(diào)用接口。封裝GPS定位。調(diào)用功能接口函數(shù)表見表2所示。

表2 封裝GPS定位調(diào)用功能接口函數(shù)表

手機(jī)定位具體操作為：首先啟動(dòng)定位功能，再根據(jù)經(jīng)緯度獲取具體地址信息，接著成功信息處理，最后是失敗信息處理，定位流程圖如圖7所示。

圖7 手機(jī)定位流程圖

3.4 移動(dòng)支付

封裝手機(jī)銀聯(lián)、支付寶等支付功能，提供調(diào)用功能。移動(dòng)支付具體操作為：首先啟動(dòng)程序，然后獲取支付方式信息，接著是成功信息處理，最后是失敗信息處理，其移動(dòng)支付流程圖如圖8所示。

圖8 移動(dòng)支付流程圖

4 結(jié)束語

文中從總體的功能需求出發(fā)，通過對(duì)功能要求的全面分析和理解，采用模塊化的設(shè)計(jì)方法設(shè)計(jì)居民用電智能化系統(tǒng)，其能有效擴(kuò)展智能用電服務(wù)平臺(tái)體系，提高基于新型服務(wù)渠道的用電管理效率，建立基于移動(dòng)設(shè)備的電力客戶互動(dòng)服務(wù)業(yè)務(wù)模式和流程碼，同時(shí)可以為用戶提供多元化、個(gè)性化、互動(dòng)化的用電服務(wù)，增加電網(wǎng)公司各系統(tǒng)間的業(yè)務(wù)交互和數(shù)據(jù)共享，消除“信息孤島”現(xiàn)象，使居民用電更加時(shí)代化。

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The design and application of intelligent mobile Internet based on the mobile Internet and Internet of things

LIU Jin-hua1，LI Lin2，LIU Jian-yu1，JIA Shi-yue1
（1.State Grid TianJin Binhai Power Supply Company，Tianjin 300450，China；2.Beijing Guodiantong Network Technology Co.，Ltd，Beijing 100070，China）

In recent years，a variety of Internet of things，mobile Internet and other concepts of the proposed and widely used，greatly facilitate people's work and life.It is an inevitable trend to develop mobile Internet and Internet of things to the residential area.Therefore，in order to be able to use the user at any time and at any time to manage the use of electricity，improve the efficiency of electricity management，and expand the use of electricity service network.In the field of intelligent interactive services，explore new channels of service and interactive ways to enrich the service content.In this paper the networking and the use of electric energy data acquisition system，the organic integration as the goal，to shift in the application of network technology in intelligent use of electricity service system as the main line，studying the key technology to solve related problems，based on the mobile Internet and Internet of things with the power of intelligent design.

internet of things；mobile Internet；intelligent use of electricity

TN99

A

1674-6236（2017）09-0157-05

2016-04-21稿件編號(hào)：201604211

劉金華（1974—），女，河北青縣人，助理工程師。研究方向：智能用電。