鮑志堅 藍軍平 楊興

摘 要：介紹了工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)標識解析在智慧能源管理系統(tǒng)中的應(yīng)用。針對標識解析的定義、定位，結(jié)合智慧能源管理系統(tǒng)的設(shè)計和應(yīng)用理念，展示了工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)標識解析在智慧能源管理系統(tǒng)中應(yīng)用的數(shù)據(jù)流及功能設(shè)計。

關(guān)鍵詞：工業(yè)互聯(lián)網(wǎng);標識解析;智慧能源

中圖分類號：F426;TP393.09? ? 文獻標志碼：A? ? 文章編號：1671-0797（2022）08-0040-03

DOI：10.19514/j.cnki.cn32-1628/tm.2022.08.011

0? ? 引言

工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)標識解析體系是通過條形碼、二維碼、無線射頻識別標簽等方式賦予每一個實體或虛擬對象唯一的身份編碼，同時承載相關(guān)數(shù)據(jù)信息，實現(xiàn)實體和虛擬對象的定位、連接和對話的新型基礎(chǔ)設(shè)施。標識解析體系被認為是工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)“基礎(chǔ)中的基礎(chǔ)”，是支撐工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)互聯(lián)互通的神經(jīng)樞紐，也是驅(qū)動工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)創(chuàng)新發(fā)展的關(guān)鍵核心設(shè)施，其作用類似于互聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域的域名解析系統(tǒng)（DNS）。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)標識解析體系分為根節(jié)點、國家頂級節(jié)點、二級節(jié)點、企業(yè)節(jié)點、公共遞歸節(jié)點五個層級[1]。二級節(jié)點是面向行業(yè)提供標識注冊和解析服務(wù)的節(jié)點，企業(yè)節(jié)點是針對具體企業(yè)提供標識注冊和解析服務(wù)的節(jié)點。本文針對這兩個節(jié)點在智慧能源管理系統(tǒng)中的應(yīng)用進行詳細的設(shè)計分析、數(shù)據(jù)流分析、應(yīng)用場景分析[2]。

1? ? 整體設(shè)計

二級節(jié)點是直接面向行業(yè)和企業(yè)提供服務(wù)的，一般由龍頭企業(yè)或大型第三方機構(gòu)來搭建。本文主要考慮使用阿里的二級節(jié)點服務(wù)。

企業(yè)節(jié)點是基于企業(yè)內(nèi)部實際需求提供標識注冊和解析服務(wù)的節(jié)點。

基于以上定義，系統(tǒng)整體框架圖如圖1所示。

2? ? 業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)流

針對標識解析，具體的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)流如下：

（1）標識注冊：智慧能源管理系統(tǒng)通過二級節(jié)點獲取企業(yè)節(jié)點前綴，結(jié)合系統(tǒng)中錄入的設(shè)備標識信息組合成新的標識信息，并向企業(yè)節(jié)點進行標識注冊，如圖2所示。

（2）標識解析：終端用戶通過二級節(jié)點服務(wù)對標識進行解析，從具體的企業(yè)節(jié)點獲取標識內(nèi)容，企業(yè)根據(jù)二級節(jié)點請求的標識信息返回數(shù)據(jù)，如圖3所示。

（3）標識寫入：標識注冊完成后，可以通過智慧能源管理系統(tǒng)向企業(yè)節(jié)點寫入具體的數(shù)據(jù)，如圖4所示。

3? ? 功能設(shè)計

系統(tǒng)采用微服務(wù)的架構(gòu)方式，每個功能模塊可以獨立部署和運行，相互之間采用標準的http接口，使用json進行數(shù)據(jù)通信。

系統(tǒng)主要包含系統(tǒng)管理、檔案管理、通信管理、定時任務(wù)、標識管理等模塊，如圖5所示。

3.1? ? 系統(tǒng)管理模塊

系統(tǒng)管理模塊，主要是實現(xiàn)系統(tǒng)的基礎(chǔ)管理，包含登錄認證、用戶管理、權(quán)限管理、菜單管理等子模塊。

（1）登錄認證：通過賬號、密碼（MD5加密）驗證用戶的有效性，并發(fā)放密鑰（有效時長4 h，可被二次登錄刷新）。

（2）用戶管理：實現(xiàn)操作員用戶的新增、修改、刪除等維護管理，需要具備管理權(quán)限。

（3）權(quán)限管理：本系統(tǒng)的權(quán)限采用RBAC（Role-

Based Access Control）思想，基于角色對系統(tǒng)權(quán)限進行分配，系統(tǒng)角色分為超級管理員、管理員、運營、運維[3]。

（4）菜單管理：實現(xiàn)菜單的新增、修改、刪除、分配，針對用戶實現(xiàn)菜單管理。

3.2? ? 檔案管理模塊

檔案管理模塊，主要用于維護設(shè)備資產(chǎn)信息、參數(shù)信息等，包括表信息管理、表參數(shù)管理等子模塊。表信息主要包含設(shè)備編碼、設(shè)備安裝地址、設(shè)備用戶信息，表參數(shù)主要包含表地址、表協(xié)議、通信方式、通信參數(shù)等。

3.3? ? 通信管理模塊

通信管理模塊，實現(xiàn)設(shè)備和智慧能源管理系統(tǒng)之間的通信，采用TCP/IP和NB的方式進行通信，主要包含數(shù)據(jù)下發(fā)、數(shù)據(jù)接收、數(shù)據(jù)解析等子模塊。根據(jù)設(shè)備通信方式等相關(guān)參數(shù)，數(shù)據(jù)通信模塊會通過不同的通道，對設(shè)備進行數(shù)據(jù)的下發(fā)和接收。TCP/IP采用標準的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議進行通信，NB采用運營商（主要為電信）提供的http接口進行通信。

3.4? ? 定時任務(wù)模塊

定時任務(wù)模塊，主要用于管理和維護后臺的定時任務(wù)，通過定時任務(wù)的配置、管理和執(zhí)行，實現(xiàn)后臺自動抄表和數(shù)據(jù)入庫。

（1）任務(wù)配置：新增、修改、刪除任務(wù)，使用Quartz框架，采用cron表達式的方式，精準控制任務(wù)的執(zhí)行時間、執(zhí)行周期、頻率[4-5]。

（2）任務(wù)執(zhí)行：實現(xiàn)定時任務(wù)的執(zhí)行，實現(xiàn)具體的業(yè)務(wù)流。

（3）數(shù)據(jù)入庫：根據(jù)定時任務(wù)的執(zhí)行情況，將數(shù)據(jù)保存在數(shù)據(jù)庫中，以便后續(xù)進行查詢和處理。

3.5? ? 標識管理模塊

標識管理模塊實現(xiàn)標識的注冊、解析、數(shù)據(jù)寫入等功能。

（1）標識注冊：根據(jù)標識注冊數(shù)據(jù)流，增加系統(tǒng)檔案后調(diào)用本模塊，實現(xiàn)對設(shè)備的標識注冊。

（2）標識解析：用戶通過API接口或前端頁面查詢設(shè)備信息時，標識解析模塊調(diào)用二級節(jié)點的遞歸解析，從企業(yè)節(jié)點獲取對應(yīng)數(shù)據(jù)。

（3）數(shù)據(jù)寫入：注冊完成后，寫入設(shè)備的基礎(chǔ)信息，包含設(shè)備地址、安裝時間、安裝地址、通信協(xié)議等;定時任務(wù)在執(zhí)行完成數(shù)據(jù)抄收后，調(diào)用數(shù)據(jù)寫入模塊，將展示數(shù)據(jù)（日凍結(jié)電量、日凍結(jié)水量）寫入對應(yīng)的企業(yè)節(jié)點標識內(nèi)。

4? ? 解決的痛點

隨著全社會對能耗的重視，越來越多的企業(yè)對能耗有檢測、分析、優(yōu)化的需求。不同的行業(yè)性質(zhì)導(dǎo)致各行各業(yè)對能耗分析的需求不盡相同;同時，由各個廠家、平臺自建的智慧能源管理系統(tǒng)缺少統(tǒng)一的標準，缺乏品牌影響力和公信力。通過政府、龍頭行業(yè)、大型第三方企業(yè)等具備一定公信力的部門或企業(yè)，搭建統(tǒng)一的二級節(jié)點和企業(yè)節(jié)點服務(wù)器，提供標準標識注冊、標識解析接口，將使展示層數(shù)據(jù)接入更加方便、靈活。

5? ? 結(jié)語

本文通過對工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)標識解析的定義說明，結(jié)合智慧能源管理系統(tǒng)的具體功能，梳理了標識解析在智慧能源管理系統(tǒng)中應(yīng)用的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)流，并通過功能模塊的詳細設(shè)計，描述了標識解析在系統(tǒng)中的具體實現(xiàn)。

標識解析在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)體系中的應(yīng)用將越來越廣泛，通過在智慧能源管理系統(tǒng)中擴展標識解析的應(yīng)用，可以提高系統(tǒng)后續(xù)的兼容性和適用性，拓展系統(tǒng)的使用場景，為后續(xù)系統(tǒng)接入更多行業(yè)提供基礎(chǔ)。

[參考文獻]

[1] 雷鋒網(wǎng).何為工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)標識解析體系？[EB/OL].（2020-04-23）[2021-07-15].https：//www.zhihu.com/

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[2] 百度百科.工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)標識解析體系[EB/OL].[2021-

07-15].https：//baike.baidu.com/item/工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)標識解析體系/23735024.

[3] FERRAIOLO D F，CUGINI J A，KUHN D R.Role-based access control （RBAC）：features and motivations[C]//Proceedings of the 11th Annual Computer Security Applications Conference，1995：1-8.

[4] Quartz Documentation[EB/OL].[2021-07-15].http：//www.quartz-scheduler.org/documentation/.

[5] Alan_beijing.淺談Quartz定時任務(wù)調(diào)度[EB/OL].（2018-11-28）[2021-07-15].https：//www.cnblogs.com/wangjiming/p/10027439.html.

收稿日期：2021-07-19

作者簡介：鮑志堅（1988—），男，浙江人，工程師，研究方向：電力系統(tǒng)數(shù)字化應(yīng)用。