基于物聯網技術的企業用戶綜合能效服務平臺

袁志毅

【關鍵詞】物聯網技術；企業用戶；綜合能效；服務平臺；實時性

引言

能源是企業發展與進步中的重要問題，企業的能源利用效率也直接影響企業的綜合利潤[1]。研究表明，目前我國大多數企業不具備較科學的能效服務體系[2]，綜合能效服務水平偏低，即使有部分特定的能源類企業構建了常規的企業用戶綜合能效服務平臺。但由于在實際應用中缺乏相關的維護技術[3]，導致平臺的綜合能效服務延時較長，無法滿足目前我國各個企業的用戶綜合能效服務需求。

常規的企業用戶綜合能效服務平臺主要使用指標體系劃分法創建服務指標[4]，為用戶提供能效管理服務，但其通信效果較差[5]，綜合服務延時較長，服務效果也無法得到保證，而物聯網技術可以利用相關的信息傳感設備，結合有效的服務協議進行通信[6]，能實現智能化管理、跟蹤、定位，完成實時通信，滿足企業綜合能效服務平臺的實時服務需求。因此，本文基于物聯網技術設計了新的企業用戶綜合能效服務平臺。

一、硬件設計

（一）W5100網絡芯片

在企業用戶綜合能效服務過程中，需要使用合理的網絡芯片進行網絡信息處理[7]，因此選取W5100網絡芯片作為設計系統的核心網絡芯片。該網絡芯片主要由TCP＼IP協議棧組成，在相應的核心電路支持下，完成用戶綜合能效服務。該芯片的主要參數如下表1所示。

表1 W5100網絡芯片參數

由表1可知，該芯片的開發時間周期較短，使用較方便，且支持各種信號的傳輸基線[8]，使用SPI結構進行連接，能有效地提升企業用戶綜合能效服務平臺的數據傳輸速率，保證平臺的獨立通信功能，該芯片的內部組成框圖如下圖1所示。

圖1 W5100網絡芯片內部組成框圖

由圖1可知，W5100網絡芯片不需要使用多余的微控制器資源即可執行通信任務，因此其通信業務能力較強，工作效率較高，符合本文設計的企業用戶綜合能效服務平臺的需求，可以作為平臺通信的核心芯片發揮相關的作用。

（二）RS-232接口

企業用戶綜合能效服務平臺中包含著眾多能效數據，為了保證綜合能效服務的有效性[9]，需要使用恰當的數據傳輸接口作支撐，因此本文設計的企業用戶綜合能效服務平臺使用RS-232作為數據傳輸接口，該數據傳輸接口滿足UART數據傳輸總線標準，支持多種有效邏輯，該接口內部示意圖如下圖2所示。

圖2 RS-232接口示意圖

由圖2可知，RS-232接口使用正邏輯電平與負邏輯電平聯合共同進行微控制轉換，該接口與外圍電路之間使用UART-RXD、UART-TXD、UART-CON完成數據發送接收。同時，該電路具有動態轉換特性，可以根據編程需要或平臺核心需求切換接口的電平狀態，保證接收效果，當平臺需要接收數據時，該接口可以立刻調整為接收狀態，當平臺要發送數據時該接口可以立即將自身轉換為發送狀態。因此RS-232接口也屬于一個自動收發接口，滿足本文設計的企業用戶綜合能效服務平臺的數據傳輸需求。

二、軟件設計

（一）設計企業用戶綜合能效服務框架

根據企業用戶綜合能效服務平臺的針對性、規范性、完備性、可擴展性、安全性需求，結合ISO＼IEEE802技術規范，在J2EE開發模塊中設計了企業用戶綜合能效服務框架。該服務框架使用B＼S完成基礎開發，其內部使用WebLogic軟件搭建技術中心，基于此構建的企業用戶綜合能效服務框架如下圖3所示。

圖 3 企業用戶綜合能效服務框架

由圖3可知，該框架總共含有三個基礎層次，第一個是表現層，其主要包括有效的JSP界面，便于平臺與用戶的交互。第二是業務層，該層是連接表現層與數據層的中心層，可以有效地進行數據訪問和數據讀取，反饋表現層的數據需求，及時進行數據加工，再將加工好的數據傳輸到數據層。數據層可以響應業務層的請求，將數據儲存在數據庫中，為平臺的穩定運行做基礎，上述三層共同運行，給平臺提供技術支持。

（二）基于物聯網技術構建企業用戶綜合能效服務模型

此時可以使用該模型判斷綜合能效服務平臺的服務現狀，完成服務反饋，降低服務延時。

（三）設計綜合能效服務功能模塊

實現企業用戶綜合能效服務的最后一步就是設計該平臺的功能模塊。本文設計的企業用戶綜合能效服務平臺結合實際服務需求設計了多個功能模塊，這些功能模塊相互協作，共同進行服務。

第一是用戶登錄模塊，在該模塊用戶可以輸入用戶名和密碼，驗證用戶名和密碼的正確性，還可以檢查用戶權限，一旦用戶在1小時內輸入錯誤密碼次數達到上限，會立即鎖定該賬號，保證賬號的安全性。

第二是考核模塊，該模塊包含了較多企業用戶綜合能效服務數據，為了保證服務質量，該模塊設置了服務質量篩選中心，實時比對考核服務信息，提高平臺的使用效率。

第三是實時監控模塊，該模塊可以實時監控存在的服務問題，并進行快速處理，從根本上避免服務漏洞產生。

第四是管理模塊，該模塊是綜合能效服務平臺的核心，通過該模塊可以有效地查看歷史用能曲線和設備用能比例，為用戶提供合理的能效服務。

第五、六、七分別是節能診斷模塊、報表打印模塊，以及報警模塊，這些模塊均可以聯合上述模塊的處理結果，進行積極反饋，提高綜合能效服務平臺的服務質量，降低服務延時，保證了用戶綜合能效服務平臺的服務實時性。

三、平臺測試

為了驗證本文設計的企業用戶綜合能效服務平臺的服務效果，構建測試環境，將設計平臺與常規的企業用戶綜合能效服務平臺對比，進行平臺測試，如下。

（一）測試準備

選取HP Proliant能效測試中心作為測試中心進行平臺測試，HP Proliant能效測試中心使用DL380p中心測試主板，為了提高測試有效性，該測試中心選取Intel Xeon E5-2620CPU處理器進行處理，測試內存為4GB，該測試中心的部署示意圖如下圖4所示。

圖4 測試中心部署示意圖

由圖4可知，該測試中心由多個測試節點組成，每個測試節點的測試功能存在一定的差異，除此之外，該測試中心使用Microsoft SQL＼Google Chrome共同完成綜合能效服務延時測試，本文選取的測試內容及樣本參數如下表2所示。

表2 平臺測試參數

由表2可知，選取的測試選項和樣本參數均符合后續的綜合能效服務平臺測試需求，可以作為后續測試的基礎。

（二）測試結果與討論

根據上述的平臺測試準備可以進行有效的平臺測試，即分別使用本文設計的企業用戶綜合能效服務平臺和常規的企業用戶綜合能效服務平臺進行服務，并使用HPProliant能效測試中心測試不同數量用戶下兩個平臺的服務延時，測試結果如下表3所示。

表3 測試結果

結束語

隨著我國對能源的重視，各種各樣的能效服務平臺也隨之產生，但因其缺少相關的服務技術導致其服務延時較高，且隨使用用戶的增加，常規的企業用戶綜合能效服務平臺的服務效果也在逐漸下降。因此本文基于物聯網技術設計了新的企業用戶綜合能效服務平臺，通過測試結果表明，設計的企業用戶綜合能效服務平臺的綜合服務延時較低，且隨用戶量增長的變化范圍較小，證明設計的企業用戶綜合能效服務平臺的性能良好，具有有效性，有一定的應用價值，可以作為后續企業綜合能效服務實時性優化的參考。