一种智慧联网的用电安全监控装置的制作方法

1.本发明涉及安全监控领域，具体涉及一种智慧联网的用电安全监控装置。


背景技术：

2.当前，物联网传感设备处于快速增长阶段，根据统计及预测，2016年全球物联网设备数量达到64亿，2017年达到84亿，年增长率31％，2020年全球物联网设备数量达到208亿，2020年以后全球物联网设备数量还将继续快速的增长，预计年增长率将高于40%的速度快速增长。物联网技术覆盖的领域包括家用、安防等，物联网的快速发展导致了物联网设备类型的多样性，包括日常使用的空调、风扇、空气净化器、吸尘器、智能插座、智能手机、指纹机、门控、摄像头、报警器等类型。物联网设备的急速增长，催生了物联网平台建设，由于物联网是一个相对较新的领域，针对物联网设备的标准相对缺乏，即使某类设备有标准，各厂商对标准的支持力度不一，导致了接入的复杂性。随着我国电力市场的发展，售电公司、电网公司与用电用户的频繁互动趋势将逐渐形成，用户侧的响应积极程度也将逐渐呈现多元化的局面。
3.智慧城市是物联网和数字城市结合的产物，在城市大数据的基础上提供智能分析和智能服务，研究智慧城市大量数据的收集、存储和分析处理技术，对于智慧城市数据挖掘和智慧决策具有重要的意义。随着信息技术的不断发展，城市信息化应用水平不断提升，智慧城市建设应运而生。智慧城市是通过物联网基础设施、地理空间基础设施等信息技术，对城市运行核心系统的各项关键信息进行整合和分析。建设智慧城市在实现城市可持续发展、引领信息技术应用、提升城市综合竞争力等方面具有重要意义。目前城市数据多分布在原有各部门分散建立的信息化系统中，通过数据抽取后汇总到数据中心实现综合分析服务，但汇总整合后的数据会经常性地出现难匹配、不一致、信息冗余等问题，难以有效辅助智慧城市的多维决策分析。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种智慧联网的用电安全监控装置，可以实现精确数据处理，安全用电监控过程中提高传输效率，并且实现精细化管控。
5.本发明提供了一种智慧联网的用电安全监控装置，包括：安全监控终端，包括多个用于采集智慧安全网络中用户的用电数据的采集终端，每个采集终端包括数据放大处理器和数据传输接口；传输终端，包括分配处理器和多个传输路径，用于将接收到的用电数据按照预设方式分配至对应的传输路径后传输至预处理服务终端；预处理服务终端，接收由分配处理器传输的数据后进行预处理，将预处理后的数据发送至分节点服务器终端和/或中心服务器；分节点服务器终端，用于接收由预处理服务终端传输的多种数据，并进行处理，并且具备查询功能；
中心服务器，用于接收由分节点服务器终端或预处理服务终端传输的多种数据，并进行处理。
6.其中，数据传输接口，用于将采集终端采集的用电数据分别发送至传输终端。
7.其中，数据放大处理器，用于将采集终端采集的用电数据进行放大处理。
8.其中，所述数据传输接口为有线和/或数据传输接口。
9.其中，预处理服务终端预处理的具体方式为在数据中添加经过编译的查询信息和经过加密的加密信息，并将预处理后用电数据、随机码验证信息、随机码双重验证信息、查询指针信息整合生成数据组作为发送数据。
10.其中，所述多个传输路径为两个，其中第一路径具有高的传输速度和小的带宽，第二路径具有低的传输速度和大的带宽。
11.其中，第一、二路径上的传输数据的数据量的比值和第一、二路径的带宽比值相同。
12.其中，第一、二路径对应的传输的方式分别为串行和并行的方式。
13.其中，在第一路径上传输数据的实际带宽小于第一路径的带宽时，则第一路径切换为并行的方式。
14.其中，分配处理器，用于识别采集终端的对应id和用电等级，基于id和用电等级将接收到的用电数据按照预设方式分配至对应的传输路径。
15.本发明的智慧联网的用电安全监控装置，可以实现：1）提供了阈值比较的方式，能在用电数据的采集端动态的调整采集数据信号的放大率，从而最终输出放大稳定的输出值，保证数据的精度；2) 基于采集终端的对应id和用电等级对数据进行分级处理，提供了不同匹配参数的多路径传输方式，传输效率高且速度快，以高效的方式分配传输数据，去除冗余且同时方式传输堵塞；3）在数据中添加经过编译的查询信息和经过加密的加密信息，可以针对性的将数据进行预处理，使得数据后期可以快速查询和并具备保密优势，在后端对应的管控方可以快速的将需要的数据提取，同时保证其他非相关管控方或其他对象无法提取有效数据，从而可以进行精细化的处理分析和管控；4）在现有随机数加密方式的基础上进行改进，提供了利用了两种针对不同对象的编译规则进行了编译，从而使得针对特定管控方和非特定管控方提供不同的数据内容，从而实现了特定内容的加密，提供给特定管控方专有的权限。
附图说明
16.图1智慧联网的用电安全监控装置示意图。
具体实施方式
17.下面详细说明本发明的具体实施，有必要在此指出的是，以下实施只是用于本发明的进一步说明，不能理解为对本发明保护范围的限制，该领域技术熟练人员根据上述本发明内容对本发明做出的一些非本质的改进和调整，仍然属于本发明的保护范围。
18.根据以下参考附图对实施例的详细描述，本技术的各种优点和特征以及实现本申
请的方法将变得显而易见。然而，本技术不限于在此公开的实施例，而是可以以各种形式实现本技术。实施例已经使本技术的公开完整，并且提供实施例使得本领域技术人员可以容易地理解本技术的范围。因此，本技术将由所附权利要求的范围来限定。在整个说明书中，相似的参考标记表示相似的元件。
19.此外，可以理解的是，可以由计算机程序指令执行处理流程图的每个框和流程图的组合。由于这些计算机程序指令可以被安装在用于通用计算机、专用计算机或其他可编程数据处理装置的处理器中，因此由用于计算机或其他可编程数据处理装置的处理器执行的这些指令创建了执行流程图的框中描述的功能的方法。由于这些计算机程序指令还可以存储在计算机或其他可编程数据处理装置的计算机可用或计算机可读存储器中以便以特定方案实现功能，因此存储在计算机可用或计算机可读存储器中的计算机程序指令也可以生产包括指令方法的制造物品，该指令方法执行流程图的框中描述的功能。由于计算机程序指令也可以被安装在计算机或其他可编程数据处理装置上，因此在计算机或其他可编程数据处理装置上执行一系列操作步骤以创建被计算机执行的处理从而执行计算机或其他可编程数据处理装置的指令还可以提供用于执行流程图的框中描述的功能的步骤。
20.在下文中，将参考附图详细描述本技术的实施例。当确定与本技术相关的已知功能或配置的详细描述可能使本技术的主旨不清楚时，将省略其详细描述。此外，考虑到本技术中的功能来定义以下术语，并且可以通过用户和操作者的意图或实践以不同的方式来解释以下术语。因此，应当基于整个说明书的内容来解释其定义。
21.在此基础上，本发明提供了一种智慧联网的用电安全监控装置，其具体的示意性的监控流程如附图1所示，其为智慧联网的用电安全监控装置示意图，下面进一步的说明。
22.本发明提供了一种智慧联网的用电安全监控装置，包括依次连接的安全监控终端、传输终端、预处理服务终端、分节点服务器终端和中心服务器，中心服务器还通过传输终端与安全监控终端连接。
23.安全监控终端包括多个采集终端，其中多个采集终端分别用于采集智慧安全网络中用户的用电信息。采集终端采集的用电数据需要进行前端处理，使其满足采集的需求，例如采集的电压通常较小，需要进行放大处理后才可以进行识别处理，因此需要对采集的原始电压进行放大，然而，在现有的处理方式中，通常是直接将采集终端采集的用电数据进行转换后直接进行放大、滤波等处理，将其转换出符合要求的用电数据，对于放大的过程，可以采用在将采集到的数据输入值和输出值进行求差值，根据差值与预设的阈值进行比较，根据比较结果来动态的调整放大的倍数，从而最终输出放大稳定的输出值，保证数据的精度。
24.采集终端包括数据传输接口，通过数据传输接口将采集终端采集的数据分别发送至传输终端。采集终端对应的传感单元可以采集电流、电压、功率、电能、峰谷电等参数等信息，其构成了用户用电数据。
25.本技术进行了改进，具体的利用采集终端对用电数据进行自调整放大处理，具体的在采集终端中设置数据放大处理器，通过数据放大处理器对间隔一个采集周期的前后两个采集周期的用电数据的输入值求差，根据求差结果与预设的第一差阈值进行比较，当大于或等于第一差阈值时调整放大率；当小于第一差阈值时，对与基于间隔一个采集周期的前后两个采集周期的用电数据对应的输出值求差，根据求差结果与预设的第二差阈值进行
比较，当大于或等于第二差阈值时调整放大率；当小于第二差阈值时，求得输入值的求差结果和输出值的求差结果的比值，将比值与预设的阈比值进行比较，当小于阈比值时调整放大率，当大于或等于阈比值时，则重新采集用电数据。
26.因为在用电数据采集端采集的用电数据差异较大，并且数据量较大，在数据传输的过程中，需要有效高速的将数据进行发送。然而，对于不同种类的用电用户或者不同用电对象的用户而言，其单个用户使用电量差异较大，因此中心服务器可以通过历史用电数据，根据用电用户的用电时间和用电量，设置与其对应的id和用电等级至，例如a用户用电量每月大于300度，并且用电量集中于晚上9点-12点，则将其设置为9-b等级并设置对应的id，通过这种设置实现用电用户的用电规律学习，实时的更新历史用电数据，从而使得在数据传输的过程中，可以有针对性的进行。并且，因此在用电数据的采集终端接入物联网时，就对应的基于其采集的用户用电数据分配采集终端对应的id和用电等级。
27.对于不同的用电用户的用电数据，其传输的数据信息不同时，每个数据信息中对应的传输数据的格式和数据量都可以不同，现有的传输终端通常通过路由器、集线器、无线传输模块等，以5g、4g、wifi等无线方式，或者以太网等有线传输的方式进行，然后直接将数据直接传输到后端进行处理，其在此过程中并没有针对数据量、占用带宽等信息进行针对性的分配，因此无论是并行、串行传输，其传输形式都导致传输效率低，速度慢，即现有的传输终端只起到数据的转发分配传输的方式，并没有进行高效的分配处理。因此，本发明在多个传输终端处，分别对应的设置两个传输路径，其中第一路径具有高的传输速度和小的带宽，第二路径具有低的传输速度和大的带宽，第一、二路径上的传输数据的数据量的比值和第一、二路径的带宽比值相同，此次需要强调的是高和低、小与大是相对于第一、二路径而言，其具体的高和低是基于物联网规划根据实际情况配置的，此处不再赘述。第一、二路径对应的传输的方式，则是以串行和并行的方式分别传输，但是在第一路径上传输的实际带宽小于第一路径的带宽时，则第一路径切换为并行的方式。
28.每个传输终端还包括分配处理器，采集终端将采集的数据发送到对应的传输终端后，分配处理器识别采集终端的对应id和用电等级，基于id和用电等级将接收到的用电数据按照预设方式分配至对应的第一路径或第二路径，从而对应的从第一路径或第二路径进行后续的传输。
29.其中，分配处理器识别采集终端的对应id和用电等级的具体方法包括：预先在分配处理器处建立采集终端的对应id和用电等级数据库，在数据库中以对照表的形式保存；接收到由采集终端采集的数据后，判断采集终端对应的id和用电等级是否存在于对照表中：如果存在，则按照预设方式分配至对应的第一路径或第二路径中进行传输；如果不存在，则对应的id和用电等级打包好直接传输至中心服务器。此时，中心服务器判断对应的id和用电等级是否满足组网要求，如果满足则对应发出联网指令至传输终端，传输终端收到联网指令后将对应的id和用电等级存入对照表中，并建立与对应的采集终端的连接使得对应的采集终端重新连接至物联网后，再次发送采集的用电数据至传输终端，传输终端接收到由采集终端采集的用电数据后直接按照预设方式分配至对应的第一路径或第二路径中进行传输。
30.其次，传输终端通过第一路径或第二路径将数据传输至预处理服务终端。现有的方式中，通常都是直接传输至中心服务器处进行集中的处理，或者设置分布式且与中心服
务器功能类似的分节点服务器终端进行处理，从而减轻中心服务器的负担。但是，不同用户涉及的用电数据对应的管控方通常不同，因此在经中心服务器和/或分节点服务器终端进行处理后，由于在查询搜索的过程中需要对完整数据进行查询，效率低速度慢，因此本技术在传输终端的后端设置预处理服务终端，通过预处理服务终端对接收到的数据进行预处理，在数据中添加经过编译的查询信息和经过加密的加密信息，可以针对性的将数据进行预处理，使得数据后期可以快速查询和并具备保密优势，在后端对应的管控方可以快速的将需要的用电数据提取，同时保证其他非相关管控方或其他对象无法提取有效数据，从而可以进行精细化的处理分析和管控。
31.预处理服务终端包括随机数生成器，在具体的预处理过程中，随机数生成器基于接收到的用电数据随机生成三组随机数，其中两组包括真随机数，一组包括伪随机数。具体的，两组真随机数分别按照中心服务器和/或分节点服务器终端设置的第一编译规则、以及按照特定管控方设置的第二编译规则进行编译，从而生成经过两组编译后的随机码验证信息，同时一组伪随机数按照区别于第一、第二编译规则进行编译，从而生成经过编译后的随机码双重验证信息。在后期的验证中，通过对随机码双重验证信息和两组编译后的随机码验证信息对应解码后，将对随机码双重验证信息作为随机码验证信息的验证信息，在保证二者都验证正确时则验证成功；对于两组编译后的随机码验证信息，由于利用了两种针对不同对象的编译规则进行了编译，从而使得针对特定管控方和非特定管控方提供不同的数据内容，从而实现了特定内容的加密，提供给特定管控方转有的权限。同时，基于接收到的用电数据对应的id和用电等级，生成查询指针信息，其中查询指针信息设置包括具备三级查询等级的查询指针，三级查询指针分别定位于接收到的数据的不同数据内容对应的查询位置，例如数据的头部、中部和尾部，或者以等分的形式设置于三段数据的头部等形式。从而，在后期查询的过程中可以快速定位。
32.在此基础上，进一步地将用电数据、随机码验证信息、随机码双重验证信息、查询指针信息整合生成数据组，从而将数据组发送至中心服务器和/或分节点服务器终端。
33.尽管为了说明的目的，已描述了本发明的示例性实施方式，但是本领域的技术人员将理解，不脱离所附权利要求中公开的发明的范围和精神的情况下，可以在形式和细节上进行各种修改、添加和替换等的改变，而所有这些改变都应属于本发明所附权利要求的保护范围，并且本发明要求保护的产品各个部门和方法中的各个步骤，可以以任意组合的形式组合在一起。因此，对本发明中所公开的实施方式的描述并非为了限制本发明的范围，而是用于描述本发明。相应地，本发明的范围不受以上实施方式的限制，而是由权利要求或其等同物进行限定。