基于物联网技术的企业用户综合能效服务平台

袁志毅

【关键词】物联网技术；企业用户；综合能效；服务平台；实时性

引言

能源是企业发展与进步中的重要问题，企业的能源利用效率也直接影响企业的综合利润[1]。研究表明，目前我国大多数企业不具备较科学的能效服务体系[2]，综合能效服务水平偏低，即使有部分特定的能源类企业构建了常规的企业用户综合能效服务平台。但由于在实际应用中缺乏相关的维护技术[3]，导致平台的综合能效服务延时较长，无法满足目前我国各个企业的用户综合能效服务需求。

常规的企业用户综合能效服务平台主要使用指标体系划分法创建服务指标[4]，为用户提供能效管理服务，但其通信效果较差[5]，综合服务延时较长，服务效果也无法得到保证，而物联网技术可以利用相关的信息传感设备，结合有效的服务协议进行通信[6]，能实现智能化管理、跟踪、定位，完成实时通信，满足企业综合能效服务平台的实时服务需求。因此，本文基于物联网技术设计了新的企业用户综合能效服务平台。

一、硬件设计

（一）W5100网络芯片

在企业用户综合能效服务过程中，需要使用合理的网络芯片进行网络信息处理[7]，因此选取W5100网络芯片作为设计系统的核心网络芯片。该网络芯片主要由TCP＼IP协议栈组成，在相应的核心电路支持下，完成用户综合能效服务。该芯片的主要参数如下表1所示。

表1 W5100网络芯片参数

由表1可知，该芯片的开发时间周期较短，使用较方便，且支持各种信号的传输基线[8]，使用SPI结构进行连接，能有效地提升企业用户综合能效服务平台的数据传输速率，保证平台的独立通信功能，该芯片的内部组成框图如下图1所示。

图1 W5100网络芯片内部组成框图

由图1可知，W5100网络芯片不需要使用多余的微控制器资源即可执行通信任务，因此其通信业务能力较强，工作效率较高，符合本文设计的企业用户综合能效服务平台的需求，可以作为平台通信的核心芯片发挥相关的作用。

（二）RS-232接口

企业用户综合能效服务平台中包含着众多能效数据，为了保证综合能效服务的有效性[9]，需要使用恰当的数据传输接口作支撑，因此本文设计的企业用户综合能效服务平台使用RS-232作为数据传输接口，该数据传输接口满足UART数据传输总线标准，支持多种有效逻辑，该接口内部示意图如下图2所示。

图2 RS-232接口示意图

由图2可知，RS-232接口使用正逻辑电平与负逻辑电平联合共同进行微控制转换，该接口与外围电路之间使用UART-RXD、UART-TXD、UART-CON完成数据发送接收。同时，该电路具有动态转换特性，可以根据编程需要或平台核心需求切换接口的电平状态，保证接收效果，当平台需要接收数据时，该接口可以立刻调整为接收状态，当平台要发送数据时该接口可以立即将自身转换为发送状态。因此RS-232接口也属于一个自动收发接口，满足本文设计的企业用户综合能效服务平台的数据传输需求。

二、软件设计

（一）设计企业用户综合能效服务框架

根据企业用户综合能效服务平台的针对性、规范性、完备性、可扩展性、安全性需求，结合ISO＼IEEE802技术规范，在J2EE开发模块中设计了企业用户综合能效服务框架。该服务框架使用B＼S完成基础开发，其内部使用WebLogic软件搭建技术中心，基于此构建的企业用户综合能效服务框架如下图3所示。

圖 3 企业用户综合能效服务框架

由图3可知，该框架总共含有三个基础层次，第一个是表现层，其主要包括有效的JSP界面，便于平台与用户的交互。第二是业务层，该层是连接表现层与数据层的中心层，可以有效地进行数据访问和数据读取，反馈表现层的数据需求，及时进行数据加工，再将加工好的数据传输到数据层。数据层可以响应业务层的请求，将数据储存在数据库中，为平台的稳定运行做基础，上述三层共同运行，给平台提供技术支持。

（二）基于物联网技术构建企业用户综合能效服务模型

此时可以使用该模型判断综合能效服务平台的服务现状，完成服务反馈，降低服务延时。

（三）设计综合能效服务功能模块

实现企业用户综合能效服务的最后一步就是设计该平台的功能模块。本文设计的企业用户综合能效服务平台结合实际服务需求设计了多个功能模块，这些功能模块相互协作，共同进行服务。

第一是用户登录模块，在该模块用户可以输入用户名和密码，验证用户名和密码的正确性，还可以检查用户权限，一旦用户在1小时内输入错误密码次数达到上限，会立即锁定该账号，保证账号的安全性。

第二是考核模塊，该模块包含了较多企业用户综合能效服务数据，为了保证服务质量，该模块设置了服务质量筛选中心，实时比对考核服务信息，提高平台的使用效率。

第三是实时监控模块，该模块可以实时监控存在的服务问题，并进行快速处理，从根本上避免服务漏洞产生。

第四是管理模块，该模块是综合能效服务平台的核心，通过该模块可以有效地查看历史用能曲线和设备用能比例，为用户提供合理的能效服务。

第五、六、七分别是节能诊断模块、报表打印模块，以及报警模块，这些模块均可以联合上述模块的处理结果，进行积极反馈，提高综合能效服务平台的服务质量，降低服务延时，保证了用户综合能效服务平台的服务实时性。

三、平台测试

为了验证本文设计的企业用户综合能效服务平台的服务效果，构建测试环境，将设计平台与常规的企业用户综合能效服务平台对比，进行平台测试，如下。

（一）测试准备

选取HP Proliant能效测试中心作为测试中心进行平台测试，HP Proliant能效测试中心使用DL380p中心测试主板，为了提高测试有效性，该测试中心选取Intel Xeon E5-2620CPU处理器进行处理，测试内存为4GB，该测试中心的部署示意图如下图4所示。

图4 测试中心部署示意图

由图4可知，该测试中心由多个测试节点组成，每个测试节点的测试功能存在一定的差异，除此之外，该测试中心使用Microsoft SQL＼Google Chrome共同完成综合能效服务延时测试，本文选取的测试内容及样本参数如下表2所示。

表2 平台测试参数

由表2可知，选取的测试选项和样本参数均符合后续的综合能效服务平台测试需求，可以作为后续测试的基础。

（二）测试结果与讨论

根据上述的平台测试准备可以进行有效的平台测试，即分别使用本文设计的企业用户综合能效服务平台和常规的企业用户综合能效服务平台进行服务，并使用HPProliant能效测试中心测试不同数量用户下两个平台的服务延时，测试结果如下表3所示。

表3 测试结果

结束语

随着我国对能源的重视，各种各样的能效服务平台也随之产生，但因其缺少相关的服务技术导致其服务延时较高，且随使用用户的增加，常规的企业用户综合能效服务平台的服务效果也在逐渐下降。因此本文基于物联网技术设计了新的企业用户综合能效服务平台，通过测试结果表明，设计的企业用户综合能效服务平台的综合服务延时较低，且随用户量增长的变化范围较小，证明设计的企业用户综合能效服务平台的性能良好，具有有效性，有一定的应用价值，可以作为后续企业综合能效服务实时性优化的参考。