基于移动互联网及物联网技术的居民用电智能化的设计与应用

刘金华，李 琳，刘建宇，贾诗乐

（1.国网天津市电力公司 滨海供电分公司，天津300450；2.北京国电通网络技术有限公司 北京 100070）

基于移动互联网及物联网技术的居民用电智能化的设计与应用

刘金华1，李 琳2，刘建宇1，贾诗乐1

（1.国网天津市电力公司 滨海供电分公司，天津300450；2.北京国电通网络技术有限公司 北京 100070）

近年来，物联网，移动互联网等各种概念的提出和广泛应用，改变了人们的工作和生活习惯。将移动互联网和物联网应用到居民用电领域，将有着重要意义。所以为了能使用户随时随地管理用电情况，提高用电管理效率，扩大用电服务网络。对智能用电服务理念进行创新，促进用电互动。文中将网络化和用电信息采集系统有机融合为目标，以移动网络技术应用于智能用电服务体系为主线，对相关问题进行研究，完成基于移动互联网和物联网的用电智能化设计。

物联网；移动互联网；用电智能化

经济的快速发展，用户对用电的要求也越来越高，智能电网建设成为了日后各国电力建设的主流。而移动互联网的全面化发展和物联网概念的兴起，也促进了智能电网的发展。移动互联网和物联网技术是智能电网的基础保证，扩大电网的感知程度，有利于电力系统的监测、预警及防灾能力，维护电网的安全稳定运行。并通过“电力流、信息流、业务流”的高度融合，对电力从生产到消费进行智能化管理，实现节能降耗。网络信息化的电网，感知能力强，通信程度高，可进行大数据处理，实现用电智能化。

1 系统设计

1.1 系统总体功能设计

基于移动互联网和物联网的智能用电系统采用计算机网络、3G/4G/WIFI/GPRS通信、移动智能终端（智能手机、平板电脑等）、实时通信等技术，通过智能电表等组成的系统采集用户信息，实现移动式智能用电服务系统的设计。系统结构框架图，如图1所示。

图1 系统结构框图

1.2 系统模块分析

物联网通过传感器、网络数据交换和智能管理，将物品的相关信息收集起来，与互联网进行数据交换，并对物品信息进行智能管理。智能电表、智能显示终端、智能插座等设备组成的家庭网络，通过对家用电器智能控制，综合家庭能耗监测和能源优化管理等功能。

智能移动终端及客户端（如智能手机、平板电脑等）是进行用电管理的便携式终端，通过软件可对用电信息进行管理、监测及控制，以及远程用电方案执行、远程报警、KPI预警及报警、负荷预测等功能；利用移动终端上的应用软件，同时还能更好的服务用户，通过手机实现信息查询、业务办理、缴费、增值服务（如能效管理）等功能。

手机应用平台通过与相关应用系统的接口，将用电信息、设备状态等数据发送给移动终端，使用户能够随时随地进行用电管理和业务办理。系统可延伸到用户户内网络，接入用户侧的智能交互终端，通过智能用电移动服务端，可在手机与用户的智能交互终端之间建立交互渠道，使用户可利用手机对用电设备进行远程监控。

高级量测系统是利用物联网技术，对各个用电环节的信息进行采集和通信，并通过互联网连接智能交互终端，可实现用户的智能交互终端的联系，用户也可使用手机完成远程监控用电设备。

GPRS/3G/4G移动网络是手机（管理终端）与移动管理平台之间的通信网络，实现两者之间的信息通信功能。结合用电信息采集、智能家居等应用，使客户随时了解用电情况，查看设备用电状况，合理化用电。客户各种应用功能通过互联网操控得到了延伸，将智能电网与客户之间的双向信息互动延伸到了互联网方向，在加强服务功能的同时降低成本、方便维护。

2 系统组成

2.1 系统框架

基于移动化联网的系统包括硬件和软件，如图2所示。

图2 平台硬件部署框架图

系统硬件包括：1）应用、业务计算、前置以及接口服务器；2）硬件防火墙、安全认证、加密狗等安全设备；3）手机、平板电脑、掌机等设备。

系统软件模块包括：1）手机业务应用软件；2）手机管理平台和手机应用业务服务平台；3）接口管理系统；4）应用安全管理系统。

2.2 模块分析

系统软件：第一部分为手机客户端，进行智能化用电管理，如用电管理、业务办理、安全缴费、双向互动等服务功能；另一种是服务端，与手机客户端应用配套，服务端与用电信息采集系统、95598及相关应用系统进行通信，并可与手机客户端进行数据交换，方便客户办理业务。平台软件框架图，如图3所示。

图3 平台软件框架图

手机客户端作为业务展现层，提供账户管理、信息查询、业务办理、移动缴费、公共服务和移动作业等相关业务功能。手机应用与管理平台是为移动终端应用配套的云服务系统。手机应用平台通过与相关应用系统的接口，方便用户进行用电管理监控。硬件加密、安全认证的双重安全措施可有效的保证基础平台系统的安全；基于硬件加密狗的方法保证移动终端设备与主站的通道安全，基于安全证书的认证、授权、加密来保障平台功能的安全。

2.3 功能模块设计

平台功能结构图，如图4所示。

基于手机的移动管理平台主要涵盖开发支撑平台、手机应用管理平台、手机应用业务平台、主站服务平台和移动应用安全管理等核心功能模块。

开发支撑平台：以基础功能出发，能支持苹果、安卓等主流系统，提供多种 UI界面，自主识别移动设备的屏幕尺寸，从而达到适配所有设备和尺寸的目标；同时，提供通信接口封装 HTTP、插座、蓝牙、Web服务等。为国内主流地图、微信、移动支付、图表展示、本地信息等提供调用接口。

图4 平台功能结构图

手机应用管理平台：对平台接入的手机严格要求，分配操作权限，必须具有安全认证，远程管理及控制手机。对手机进行信息推送，支持对用户信息，用户行为、异常等的分析。

手机应用业务：满足客户的账户管理、信息查询、业务办理、移动缴费、移动作业等相关业务功能。

主站服务平台：根据实际业务需求，通过相关接口和营销系统、用电信息采集系统、智能营业厅、一体化缴费管理平台等系统进行系统对接，实现移动用电平台业务支撑。

移动应用安全管理：从终端和服务器安全认证、网络数据通信安全、应用安全、访问控制、数据存储和支付安全等多个环节，为客户提供信息安全保障。

3 关键模块设计

3.1 UI界面

系统自带UI框架，用户可根据框架代码进行增删改，以达到目标效果，其提供多种 UI框架模板供选择，能自动识别移动设备的屏幕尺寸，从而达到适配所有设备和尺寸的目标。此外，提供相关动作调用接口，如抽屉效果，左右滑动等，其UI界面接口函数如表1所示。

UI界面尺寸适配具体实现操作如图5所示。首先是启动程序，然后是判别屏幕尺寸，再是判别成功处理，最后是判别失败处理。

3.2 图片加载

系统提供图片异步加载调用接口，防止内存溢出及减少网络操作，加快图片加载速度，并提供调用接口，图片加载流程图如图6所示。首先是启动程序，再是图片加载，接着是加载成功处理，最后是加载失败处理。

表1 UI界面接口函数

图5 适配UI界面流程图

图6 图片加载图

3.3 手机定位

封装GPS定位调用功能、二维码、提供调用接口。封装GPS定位。调用功能接口函数表见表2所示。

表2 封装GPS定位调用功能接口函数表

手机定位具体操作为：首先启动定位功能，再根据经纬度获取具体地址信息，接着成功信息处理，最后是失败信息处理，定位流程图如图7所示。

图7 手机定位流程图

3.4 移动支付

封装手机银联、支付宝等支付功能，提供调用功能。移动支付具体操作为：首先启动程序，然后获取支付方式信息，接着是成功信息处理，最后是失败信息处理，其移动支付流程图如图8所示。

图8 移动支付流程图

4 结束语

文中从总体的功能需求出发，通过对功能要求的全面分析和理解，采用模块化的设计方法设计居民用电智能化系统，其能有效扩展智能用电服务平台体系，提高基于新型服务渠道的用电管理效率，建立基于移动设备的电力客户互动服务业务模式和流程码，同时可以为用户提供多元化、个性化、互动化的用电服务，增加电网公司各系统间的业务交互和数据共享，消除“信息孤岛”现象，使居民用电更加时代化。

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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稿件编号：201604211

刘金华（1974—），女，河北青县人，助理工程师。研究方向：智能用电。