劉冬蘭，張 昊，王 睿，張方哲，孫莉莉

（國(guó)網(wǎng)山東省電力公司電力科學(xué)研究院，山東 濟(jì)南 250003）

0 引言

當(dāng)前，物聯(lián)網(wǎng)創(chuàng)新發(fā)展與新工業(yè)革命正處于歷史交匯期，各國(guó)參與物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)日趨激烈，全球物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)處于高速發(fā)展階段，相關(guān)的新技術(shù)、新應(yīng)用也層出不窮。電力行業(yè)是國(guó)民經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)，是國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展和人民生活極其重要的基礎(chǔ)設(shè)施之一［1-2］。

我國(guó)物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)核心基礎(chǔ)能力薄弱、高端產(chǎn)品對(duì)外依存度高、原始創(chuàng)新能力不足等問(wèn)題長(zhǎng)期存在。此外，隨著物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)和應(yīng)用加速發(fā)展，一些新問(wèn)題日益突出。一是產(chǎn)業(yè)整合和引領(lǐng)能力不足，我國(guó)缺少整合產(chǎn)業(yè)鏈上下游資源、引領(lǐng)產(chǎn)業(yè)協(xié)調(diào)發(fā)展的龍頭企業(yè)，產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同性能力較弱［3-7］；二是物聯(lián)網(wǎng)安全問(wèn)題日益突出。數(shù)以億計(jì)的設(shè)備接入物聯(lián)網(wǎng)，針對(duì)用戶隱私、基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境等的安全攻擊不斷增多，物聯(lián)網(wǎng)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估、安全評(píng)測(cè)等尚不成熟，成為推廣物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的重要制約因素［8-10］。

在國(guó)家電網(wǎng)有限公司推進(jìn)智慧物聯(lián)體系建設(shè)過(guò)程中，能源互聯(lián)網(wǎng)新業(yè)務(wù)實(shí)施和發(fā)展所面臨的主要問(wèn)題有基礎(chǔ)數(shù)據(jù)缺失、平臺(tái)缺失、運(yùn)維成本高、終端設(shè)備各異、協(xié)議不統(tǒng)一、安全評(píng)測(cè)手段缺失、設(shè)備管理難、系統(tǒng)封閉、接入場(chǎng)景復(fù)雜、現(xiàn)場(chǎng)部署難等普遍問(wèn)題，缺乏一套面向能源互聯(lián)網(wǎng)的可推廣、可驗(yàn)證的智慧物聯(lián)仿真驗(yàn)證測(cè)試體系［11-15］。

設(shè)計(jì)了面向能源互聯(lián)網(wǎng)的智慧物聯(lián)體系全場(chǎng)景仿真檢測(cè)系統(tǒng)，通過(guò)設(shè)計(jì)基于云計(jì)算技術(shù)的集群檢測(cè)工具，采用先進(jìn)的Map/Reduce 模型來(lái)實(shí)現(xiàn)存儲(chǔ)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的集群式，可以使數(shù)據(jù)在各個(gè)檢測(cè)節(jié)點(diǎn)間共享，采用微服務(wù)、分布式等先進(jìn)技術(shù)，打造輕量級(jí)的仿真測(cè)試系統(tǒng)，使用少量服務(wù)器資源就可以仿真測(cè)試邊設(shè)備通信協(xié)議是否支持智慧物聯(lián)管理平臺(tái)的通信協(xié)議要求，測(cè)試邊設(shè)備上報(bào)設(shè)備采集數(shù)據(jù)功能，測(cè)試邊設(shè)備下發(fā)控制命令等功能，同時(shí)將所有數(shù)據(jù)匯聚到管理中心，進(jìn)行數(shù)據(jù)挖掘、關(guān)聯(lián)分析、統(tǒng)計(jì)分析和趨勢(shì)分析等。系統(tǒng)能夠極大提高檢測(cè)效率和檢測(cè)時(shí)間，能夠覆蓋電力全產(chǎn)業(yè)鏈智慧物聯(lián)系統(tǒng)的仿真、驗(yàn)證和測(cè)試，為國(guó)家電網(wǎng)有限公司物聯(lián)管理平臺(tái)建設(shè)與推廣提供技術(shù)支撐。

1 系統(tǒng)功能架構(gòu)

智慧物聯(lián)體系全場(chǎng)景仿真檢測(cè)系統(tǒng)功能架構(gòu)主要包含產(chǎn)品模型管理模塊、設(shè)備管理模塊、日志管理模塊、消息管理模塊、命令模擬模塊以及權(quán)限管理模塊等核心功能模塊。各功能模塊之間相互配合，分工明確，功能相輔相成，共同完成設(shè)備的接入檢測(cè)和驗(yàn)證。系統(tǒng)功能架構(gòu)設(shè)計(jì)如圖1所示。

圖1 智慧物聯(lián)體系全場(chǎng)景仿真檢測(cè)系統(tǒng)功能架構(gòu)

產(chǎn)品模型管理模塊主要實(shí)現(xiàn)對(duì)產(chǎn)品模型文件進(jìn)行驗(yàn)證解析，測(cè)試產(chǎn)品模型是否可直接導(dǎo)入物聯(lián)管理平臺(tái)。主要包括產(chǎn)品模型導(dǎo)入、產(chǎn)品模型服務(wù)查看、產(chǎn)品模型導(dǎo)出等功能。廠商提供的產(chǎn)品模型文件導(dǎo)入仿真測(cè)試系統(tǒng)，產(chǎn)品模型管理模塊進(jìn)行分析和解析，測(cè)試驗(yàn)證廠商的產(chǎn)品模型文件格式是否正確，測(cè)試通過(guò)的產(chǎn)品模型文件直接導(dǎo)出后，導(dǎo)入物聯(lián)管理平臺(tái)可直接使用無(wú)須反復(fù)刪除修改。

設(shè)備管理模塊包括子設(shè)備管理模塊、邊設(shè)備管理模塊、Topic 管理模塊，實(shí)現(xiàn)設(shè)備上報(bào)數(shù)據(jù)查看和設(shè)備上報(bào)數(shù)據(jù)解析等功能。通過(guò)設(shè)備管理功能模塊，可以驗(yàn)證測(cè)試智能融合終端等設(shè)備是否能夠正常注冊(cè)子設(shè)備信息，是否能夠正常上報(bào)子設(shè)備采集的數(shù)據(jù)值；通過(guò)設(shè)備上報(bào)數(shù)據(jù)查看和設(shè)備上報(bào)數(shù)據(jù)解析功能，可以測(cè)試檢查智能融合終端中采集數(shù)據(jù)的APP 數(shù)據(jù)采集是否符合要求，可以測(cè)試檢查產(chǎn)品模型設(shè)計(jì)是否合理，可以測(cè)試檢查設(shè)備上報(bào)數(shù)據(jù)的頻率是否合理。

邊設(shè)備管理模塊主要為邊緣物聯(lián)代理設(shè)備創(chuàng)建可以連接的服務(wù)地址，用戶名和密碼等，測(cè)試驗(yàn)證邊設(shè)備的通信協(xié)議等功能。邊設(shè)備管理模塊包括添加客戶端功能，斷開(kāi)連接功能等，測(cè)試驗(yàn)證智能融合終端是否支持消息隊(duì)列遙測(cè)傳輸協(xié)議（Message Queuing Telemetry Transport，MQQT），是否具備連接物聯(lián)管理平臺(tái)的功能。

子設(shè)備管理模塊主要為展示邊設(shè)備注冊(cè)的子設(shè)備信息以及子設(shè)備的相關(guān)行為，用以測(cè)試邊設(shè)備注冊(cè)子設(shè)備等相關(guān)功能。

消息管理功能模塊主要管理邊設(shè)備及子設(shè)備上報(bào)的數(shù)據(jù)信息，用以分析檢驗(yàn)產(chǎn)品模型是否正確，分析檢驗(yàn)上報(bào)的數(shù)據(jù)內(nèi)容是否完整，格式是否正確。

命令管理功能模塊包括配置主題，一鍵下發(fā)，驗(yàn)證對(duì)象簡(jiǎn)譜（Javascript Object Notation，JSON）后發(fā)送等功能。命令下發(fā)管理模塊主要用于仿真物聯(lián)管理平臺(tái)命令下發(fā)功能，實(shí)現(xiàn)命令編制，命令格式驗(yàn)證，快捷下發(fā)命令等，測(cè)試邊設(shè)備接收平臺(tái)下發(fā)命令的功能。通過(guò)配置主題功能可以下發(fā)命令給指定的融合終端，可以編輯下發(fā)具體的命令內(nèi)容，模擬物聯(lián)管理平臺(tái)的命令編輯功能；通過(guò)一鍵下發(fā)功能模擬物聯(lián)管理平臺(tái)的命令下發(fā)功能，將編輯好的命令信息下發(fā)至指定的智能融合終端中，測(cè)試智能融合終端命令接收功能；通過(guò)驗(yàn)證JSON 后發(fā)送功能能夠驗(yàn)證測(cè)試編輯的命令信息是否存在格式上的錯(cuò)誤，幫助物聯(lián)管理平臺(tái)業(yè)務(wù)用戶調(diào)試命令信息。

日志管理功能模塊主要包括實(shí)時(shí)日志和日志記錄。通過(guò)詳細(xì)記錄仿真測(cè)試系統(tǒng)的日志信息，實(shí)時(shí)顯示調(diào)試日志信息，方便用戶快速定位問(wèn)題，輔助設(shè)備測(cè)試，加快測(cè)試進(jìn)度。

2 總體架構(gòu)

2.1 總體架構(gòu)及功能

智慧物聯(lián)體系全場(chǎng)景仿真檢測(cè)系統(tǒng)由基礎(chǔ)應(yīng)用、應(yīng)用服務(wù)模塊、云服務(wù)組件和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)服務(wù)四部分組成。應(yīng)用服務(wù)模塊主要實(shí)現(xiàn)對(duì)邊端設(shè)備進(jìn)行邊緣計(jì)算框架及通信協(xié)議測(cè)試?？傮w架構(gòu)如圖2所示。

圖2 智慧物聯(lián)體系全場(chǎng)景仿真檢測(cè)系統(tǒng)總體架構(gòu)

系統(tǒng)由基礎(chǔ)應(yīng)用、應(yīng)用服務(wù)模塊、云服務(wù)組件和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)服務(wù)四部分組成。

基礎(chǔ)應(yīng)用包含Shiro、Oshi、GateWay API、Hystrix、Nacos 五類應(yīng)用提供系統(tǒng)基礎(chǔ)支撐。Shiro 安全框架提供認(rèn)證、授權(quán)、加密和會(huì)話管理等功能，確保系統(tǒng)的安全運(yùn)行。Oshi 系統(tǒng)監(jiān)控組件通過(guò)獲取實(shí)時(shí)系統(tǒng)信息，智能預(yù)警提醒，主機(jī)的CPU、內(nèi)存、磁盤、網(wǎng)絡(luò)、線程、JVM 內(nèi)存、JVM GC 等維度的監(jiān)控。Gate-Way API 網(wǎng)關(guān)提供對(duì)外唯一的授權(quán)訪問(wèn)入口，API 網(wǎng)關(guān)GatewayAPI負(fù)責(zé)請(qǐng)求轉(zhuǎn)發(fā)、合成和協(xié)議轉(zhuǎn)換。所有來(lái)自客戶端的請(qǐng)求都要先經(jīng)過(guò)GatewayAPI，然后路由這些請(qǐng)求到對(duì)應(yīng)的微服務(wù)。Hystrix 隔離主要是為每個(gè)依賴組件提供一個(gè)隔離的線程環(huán)境，可實(shí)現(xiàn)組件線程的限流、熔斷、降級(jí)處理，可防止意外攻擊。Nacos 注冊(cè)中心配置中心，實(shí)現(xiàn)服務(wù)配置一體化管理，動(dòng)態(tài)刷新配置信息。

數(shù)據(jù)庫(kù)存儲(chǔ)服務(wù)包括Mysql、MongoDB、Redis 三個(gè)數(shù)據(jù)集成存儲(chǔ)服務(wù)組件提供數(shù)據(jù)庫(kù)存儲(chǔ)服務(wù)。其中，使用mysql 作為基礎(chǔ)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)組件；使用MongoDB 存儲(chǔ)系統(tǒng)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)，增加數(shù)據(jù)存儲(chǔ)擴(kuò)展性，提供便利的數(shù)據(jù)遷移功能。使用Redis作為本系統(tǒng)的數(shù)據(jù)緩存層，減少數(shù)據(jù)庫(kù)持久層輸入輸出訪問(wèn)次數(shù)，優(yōu)化系統(tǒng)響應(yīng)時(shí)間。

云服務(wù)組件包括FastDfs、MqttBroker、Git 三類云服務(wù)組件提供資源存儲(chǔ)及消息轉(zhuǎn)發(fā)服務(wù)。FastDfs 分布式文件系統(tǒng)對(duì)文件進(jìn)行管理，功能包括：文件存儲(chǔ)、文件同步、文件訪問(wèn)（文件上傳、文件下載）等，解決了大容量存儲(chǔ)和負(fù)載均衡的問(wèn)題；本系統(tǒng)主要用來(lái)存儲(chǔ)容器鏡像、APP 程序包、物模型等文件。Mqtt-Broker服務(wù)器承載MQTT協(xié)議處理，平臺(tái)與南向設(shè)備通信，支持平臺(tái)訂閱南向信息。Git 為本系統(tǒng)版本控制組件，有更精細(xì)的代碼控制工作流，保證系統(tǒng)版本的穩(wěn)定性及一致性。

應(yīng)用服務(wù)模塊由應(yīng)用服務(wù)中間件提供。應(yīng)用服務(wù)模塊中，基礎(chǔ)業(yè)務(wù)服務(wù)模塊為本系統(tǒng)提供基礎(chǔ)功能支持，進(jìn)行業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)處理，持久化保存，其中公共服務(wù)模塊具有支持作用。模型管理模塊支持對(duì)各類協(xié)議中需要的模型進(jìn)行管理，包括物模型和產(chǎn)品模型的查看、導(dǎo)入、導(dǎo)出功能，并提供其他模塊對(duì)模型的調(diào)用接口。命令管理模塊提供對(duì)下發(fā)命令的管理功能，包括一鍵配置，歷史命令保存等功能。邊緣計(jì)算框架MQTT 協(xié)議模塊，根據(jù)Q/GDW 12106.4—2021《物聯(lián)管理平臺(tái)技術(shù)和功能規(guī)范第4 部分：邊緣物聯(lián)代理與物聯(lián)管理平臺(tái)交互協(xié)議規(guī)范》接口協(xié)議開(kāi)發(fā)，在設(shè)備接入測(cè)試過(guò)程中對(duì)消息格式進(jìn)行檢驗(yàn)，并模擬物聯(lián)管理平臺(tái)響應(yīng)數(shù)據(jù)，提供設(shè)備、數(shù)據(jù)、容器、應(yīng)用管理功能。應(yīng)用商店模塊，可以對(duì)APP 的上架、下線、上傳、下載進(jìn)行管理。北向API 接口模塊，支持北向接口測(cè)試功能，并模擬華為物管平臺(tái)的數(shù)據(jù)響應(yīng)。拓展協(xié)議模塊為此系統(tǒng)的功能拓展做模塊抽象化，如698協(xié)議、104協(xié)議等。

2.2 平臺(tái)應(yīng)用架構(gòu)

智慧物聯(lián)體系全場(chǎng)景仿真檢測(cè)系統(tǒng)主要模擬華為物聯(lián)管理平臺(tái)的輸入、輸出接口，用于測(cè)試終端設(shè)備與物聯(lián)管理平臺(tái)的安全對(duì)接、業(yè)務(wù)系統(tǒng)與物聯(lián)管理平臺(tái)的對(duì)接。測(cè)試成功后，在正式環(huán)境中被測(cè)設(shè)備可以直接接入華為物聯(lián)管理平臺(tái)。MQTT通信模塊集成MQTT 消息服務(wù)器，負(fù)責(zé)與南向設(shè)備進(jìn)行通信。平臺(tái)應(yīng)用架構(gòu)如圖3所示。

圖3 智慧物聯(lián)體系全場(chǎng)景仿真檢測(cè)系統(tǒng)應(yīng)用架構(gòu)

智慧物聯(lián)體系全場(chǎng)景仿真檢測(cè)系統(tǒng)主要實(shí)現(xiàn)將輸電、變電、配電、用戶側(cè)等各個(gè)領(lǐng)域的終端設(shè)備數(shù)據(jù)上報(bào)至邊緣物聯(lián)代理設(shè)備，邊緣物聯(lián)代理設(shè)備將終端設(shè)備數(shù)據(jù)信息上報(bào)至智慧物聯(lián)體系全場(chǎng)景仿真檢測(cè)工具，實(shí)現(xiàn)采集邊端設(shè)備狀態(tài)信息等功能。同時(shí)智慧物聯(lián)體系全場(chǎng)景仿真檢測(cè)工具也可下發(fā)命令至邊端設(shè)備，控制邊端設(shè)備做出相應(yīng)的斷電等操作。而針對(duì)上層應(yīng)用方面，則通過(guò)智慧物聯(lián)體系全場(chǎng)景仿真檢測(cè)工具進(jìn)行邊端設(shè)備數(shù)據(jù)采集，并上報(bào)至上層業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)，從而實(shí)現(xiàn)了對(duì)發(fā)輸變配用等各領(lǐng)域終端設(shè)備的標(biāo)準(zhǔn)化接入和統(tǒng)一在線管控。

3 配電物聯(lián)網(wǎng)臺(tái)區(qū)運(yùn)行狀態(tài)感知監(jiān)控場(chǎng)景應(yīng)用

3.1 配電臺(tái)區(qū)運(yùn)行狀態(tài)感知監(jiān)控場(chǎng)景功能及成效

目前，結(jié)合智慧物聯(lián)體系全場(chǎng)景仿真檢測(cè)系統(tǒng)，已在實(shí)驗(yàn)室搭建了配電臺(tái)區(qū)運(yùn)行狀態(tài)感知監(jiān)控場(chǎng)景，驗(yàn)證融合終端數(shù)據(jù)上報(bào)及仿真檢測(cè)系統(tǒng)命令下發(fā)等功能。配電物聯(lián)網(wǎng)臺(tái)區(qū)運(yùn)行狀態(tài)感知監(jiān)控應(yīng)用場(chǎng)景是基于物聯(lián)網(wǎng)及邊緣計(jì)算技術(shù)，在感知層實(shí)現(xiàn)配電臺(tái)區(qū)實(shí)時(shí)運(yùn)行工況、設(shè)備狀態(tài)等信息的實(shí)時(shí)采集監(jiān)控，實(shí)現(xiàn)對(duì)低壓配電網(wǎng)整體運(yùn)行狀態(tài)及配電設(shè)備的實(shí)時(shí)監(jiān)控與風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警，提升低壓配電網(wǎng)運(yùn)行與設(shè)備管理水平。通過(guò)部署一、二次融合設(shè)備和具備邊緣計(jì)算功能的臺(tái)區(qū)融合終端等裝置，智能感知和識(shí)別配電網(wǎng)運(yùn)行工況、設(shè)備狀態(tài)、環(huán)境情況及其他輔助信息。實(shí)現(xiàn)對(duì)配電臺(tái)區(qū)運(yùn)行狀態(tài)精準(zhǔn)監(jiān)控，實(shí)現(xiàn)廣泛的配電網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)全景感知?；谂潆娕_(tái)區(qū)感知層部署的各類感知單元來(lái)獲知低壓配電網(wǎng)及設(shè)備的狀態(tài)信息、電量信息等全景數(shù)據(jù)，在邊緣計(jì)算節(jié)點(diǎn)完成本地用戶停電時(shí)間、類型、原因、性質(zhì)等事件的統(tǒng)計(jì)匯總，實(shí)時(shí)計(jì)算中低壓供電可靠性指標(biāo)和參考指標(biāo)，對(duì)供電可靠率不合格的區(qū)域制定相應(yīng)的提高策略，全面提升電網(wǎng)安全、可靠、優(yōu)質(zhì)、高效供電本質(zhì)服務(wù)。

3.2 配電物聯(lián)網(wǎng)臺(tái)區(qū)運(yùn)行狀態(tài)感知監(jiān)控場(chǎng)景系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

配電物聯(lián)網(wǎng)臺(tái)區(qū)運(yùn)行狀態(tài)感知監(jiān)控場(chǎng)景試點(diǎn)建設(shè)分為感知層、網(wǎng)絡(luò)層、平臺(tái)層和應(yīng)用層。配電場(chǎng)景智慧物聯(lián)技術(shù)架構(gòu)如圖4所示。

圖4 配電場(chǎng)景智慧物聯(lián)技術(shù)架構(gòu)

感知層。包括邊緣匯聚層及末端傳感層?！斑吘墔R聚層”主要為臺(tái)區(qū)融合終端，根據(jù)具體業(yè)務(wù)應(yīng)用場(chǎng)景，利用臺(tái)區(qū)融合終端邊緣計(jì)算框架，實(shí)現(xiàn)一定范圍內(nèi)傳感器數(shù)據(jù)的匯聚、邊緣計(jì)算及回傳、區(qū)域自治，滿足數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)采集、即時(shí)處理、就地分析。“末端傳感層”主要由微功率/低功耗無(wú)線傳感器、常規(guī)無(wú)線傳感器、有線傳感器等監(jiān)測(cè)裝置組成，主要對(duì)電網(wǎng)設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)、環(huán)境數(shù)據(jù)、可視化信息進(jìn)行采集，實(shí)現(xiàn)設(shè)備狀態(tài)全方位感知與需求快速響應(yīng)。

網(wǎng)絡(luò)層。根據(jù)實(shí)驗(yàn)室環(huán)境實(shí)際情況可選擇接入點(diǎn)名稱（Access Point Name，APN）專網(wǎng)接入內(nèi)網(wǎng)、交換機(jī)接入局域網(wǎng)、4G 接入公網(wǎng)等方式。匯聚層利用高速電力線載波、微功率無(wú)線等通信網(wǎng)絡(luò)，將傳感器層采集的數(shù)據(jù)統(tǒng)一匯聚至臺(tái)區(qū)融合終端內(nèi)，滿足傳感層和節(jié)點(diǎn)設(shè)備單點(diǎn)接入、鏈?zhǔn)椒植级鄳B(tài)組網(wǎng)需求。

平臺(tái)層。邊緣物聯(lián)代理裝置通過(guò)MQTT 協(xié)議與智慧物聯(lián)體系全場(chǎng)景仿真檢測(cè)系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)交互，實(shí)現(xiàn)設(shè)備管理、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)等功能。智慧物聯(lián)體系全場(chǎng)景仿真檢測(cè)系統(tǒng)與配電云主站系統(tǒng)進(jìn)行對(duì)接，根據(jù)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)性需求及業(yè)務(wù)需求，對(duì)外提供標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)據(jù)服務(wù)，支撐應(yīng)用層業(yè)務(wù)系統(tǒng)應(yīng)用。同時(shí)可將智慧物聯(lián)體系全場(chǎng)景仿真檢測(cè)系統(tǒng)測(cè)試成功結(jié)果導(dǎo)入物聯(lián)管理平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)場(chǎng)景設(shè)備在物聯(lián)管理平臺(tái)的即插即用。

應(yīng)用層。應(yīng)用層主要是配電云主站系統(tǒng)，基于智慧物聯(lián)體系全場(chǎng)景仿真檢測(cè)系統(tǒng)提供設(shè)備監(jiān)測(cè)、設(shè)備管理、應(yīng)用管理等功能接口來(lái)實(shí)現(xiàn)各類智能設(shè)備的有效管理。由智慧物聯(lián)體系全場(chǎng)景仿真檢測(cè)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)臺(tái)區(qū)融合終端設(shè)備的統(tǒng)一接入、管控和應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)下連智能設(shè)備和傳感設(shè)備的統(tǒng)一管理，以及邊緣設(shè)備上傳數(shù)據(jù)的統(tǒng)一匯聚、預(yù)處理和分發(fā)，統(tǒng)一支撐配電云主站各類業(yè)務(wù)應(yīng)用。采集數(shù)據(jù)在接入智慧物聯(lián)體系全場(chǎng)景仿真檢測(cè)系統(tǒng)后，統(tǒng)一推送到配電云主站。

3.3 智慧物聯(lián)體系全場(chǎng)景仿真檢測(cè)平臺(tái)處理過(guò)程

針對(duì)配電場(chǎng)景融合終端設(shè)備聯(lián)調(diào)測(cè)試為例，智慧物聯(lián)體系全場(chǎng)景仿真檢測(cè)平臺(tái)在模擬物聯(lián)管理平臺(tái)仿真聯(lián)調(diào)測(cè)試的整個(gè)處理步驟如下。

步驟一：根據(jù)提供的產(chǎn)品模型文件模板編制產(chǎn)品模型文件，通過(guò)產(chǎn)品模型管理導(dǎo)入產(chǎn)品模型文件，測(cè)試驗(yàn)證編制的產(chǎn)品模型文件格式等是否符合物聯(lián)管理平臺(tái)要求。

步驟二：通過(guò)邊設(shè)備管理功能模塊創(chuàng)建邊設(shè)備信息，將邊設(shè)備信息和服務(wù)地址的IP 和端口號(hào)提供給智能融合終端方，智能融合終端將連接信息配置好，連接網(wǎng)絡(luò)啟動(dòng)。測(cè)試驗(yàn)證智能融合終端是否支持MQTT 協(xié)議，能否自動(dòng)上線，是否按照物聯(lián)管理平臺(tái)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范接入物聯(lián)管理平臺(tái)。調(diào)試終端的接入功能時(shí)，可以打開(kāi)實(shí)時(shí)日志界面，實(shí)時(shí)查看后臺(tái)日志信息，方便問(wèn)題定位，方便發(fā)現(xiàn)前臺(tái)看不到的問(wèn)題。

步驟三：通過(guò)設(shè)備管理功能模塊測(cè)試驗(yàn)證智能融合終端注冊(cè)子設(shè)備功能，上報(bào)數(shù)據(jù)消息功能。智能融合終端接入智慧物聯(lián)體系全場(chǎng)景仿真檢測(cè)系統(tǒng)，通過(guò)MQTT 協(xié)議添加子設(shè)備信息，查看仿真檢測(cè)系統(tǒng)設(shè)備管理區(qū)是否有新增的子設(shè)備信息；智能融合終端通過(guò)MQTT 協(xié)議上報(bào)數(shù)據(jù)信息，查看子設(shè)備信息的上報(bào)數(shù)據(jù)。調(diào)試終端的子設(shè)備注冊(cè)功能和上報(bào)數(shù)據(jù)功能時(shí)，可以打開(kāi)實(shí)時(shí)日志界面，實(shí)時(shí)查看后臺(tái)日志信息，方便問(wèn)題定位，同時(shí)方便檢查上報(bào)的數(shù)據(jù)是否完整。

步驟四：通過(guò)命令下發(fā)管理功能模塊測(cè)試驗(yàn)證智能融合終端是否按照物聯(lián)管理平臺(tái)標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)規(guī)范接收命令和響應(yīng)命令。通過(guò)配置主題功能，依次選擇下發(fā)的命令Topic，然后編輯下發(fā)命令消息體，選擇一鍵下發(fā)或者驗(yàn)證JSON 后下發(fā)，查看融合終端是否正確接收到下發(fā)的命令。調(diào)試終端接收下發(fā)命令的功能時(shí)，可以打開(kāi)實(shí)時(shí)日志界面，實(shí)時(shí)查看后臺(tái)日志信息，方便問(wèn)題定位。

步驟五：通過(guò)消息管理功能模塊和日志管理功能模塊，查看待測(cè)試的智能融合終端上報(bào)的數(shù)據(jù)信息正確與否，數(shù)據(jù)信息上報(bào)的頻率是否符合要求，連接物聯(lián)管理平臺(tái)的方式是否符合國(guó)家電網(wǎng)公司智慧物聯(lián)體系標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)規(guī)范要求。

步驟六：通過(guò)測(cè)試的智能融合終端，在產(chǎn)品管理功能模塊導(dǎo)出產(chǎn)品模型。導(dǎo)出的產(chǎn)品模型文件可直接導(dǎo)入物聯(lián)管理平臺(tái)無(wú)須更改，智能融合終端配置文件修改成物聯(lián)管理平臺(tái)對(duì)應(yīng)的連接信息即可接入物聯(lián)管理平臺(tái)工作。

3.4 調(diào)試過(guò)程示例

通過(guò)將手工編輯好產(chǎn)品模型文件，通過(guò)產(chǎn)品導(dǎo)入功能，導(dǎo)入到智慧物聯(lián)體系全場(chǎng)景仿真檢測(cè)工具。導(dǎo)入過(guò)程如圖5所示。

圖5 導(dǎo)入產(chǎn)品模型

同時(shí)可以在查看服務(wù)中檢查產(chǎn)品模型是否正確解析。解析成功會(huì)在右側(cè)出現(xiàn)產(chǎn)品屬性信息，解析不成功這里為空白。產(chǎn)品模型導(dǎo)入成功示例如圖6所示。

圖6 產(chǎn)品模型導(dǎo)入成功示例

智慧物聯(lián)體系全場(chǎng)景仿真檢測(cè)工具具備命令下發(fā)功能，在發(fā)布命令頁(yè)面，通過(guò)配置主題可以添加需要下發(fā)的Topic。在內(nèi)容中添加需要下發(fā)的命令，即可以向被測(cè)設(shè)備下發(fā)命令測(cè)試。發(fā)布命令如圖7所示。

圖7 發(fā)布命令

4 結(jié)語(yǔ)

智慧物聯(lián)體系全場(chǎng)景仿真檢測(cè)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了終端接入物聯(lián)管理平臺(tái)的全流程聯(lián)調(diào)測(cè)試，測(cè)試通過(guò)后可以直接接入物聯(lián)管理平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)終端設(shè)備在物聯(lián)管理平臺(tái)的“即插即用”，提高了物聯(lián)管理平臺(tái)的接入調(diào)試效率。平臺(tái)通過(guò)建設(shè)產(chǎn)品模型管理功能模塊，針對(duì)廠商提供的產(chǎn)品模型，實(shí)現(xiàn)提前驗(yàn)證產(chǎn)品模型文件是否符合物聯(lián)管理平臺(tái)的格式要求，提高了產(chǎn)品模型文件導(dǎo)入物聯(lián)管理平臺(tái)的成功率，提高工作效率，減輕物聯(lián)管理平臺(tái)調(diào)試壓力。通過(guò)對(duì)智慧物聯(lián)終端設(shè)備開(kāi)展邊緣計(jì)算框架、通信協(xié)議及安全性檢測(cè)，把安全管控關(guān)口前移，確保入網(wǎng)的物聯(lián)網(wǎng)終端設(shè)備安全穩(wěn)定運(yùn)行。