[发明专利]一种云雾融合的工业物联网认知能源管理系统及计算方法

权利要求书

1.一种云雾融合的工业物联网认知能源管理系统，其特征在于其结构包括工业设备层、工业云雾认知计算层和能源管理层，其中工业设备层包括数据采集设备、通信设备和中心设备，利用这些物理设备分别进行数据采集、变换、向上层传输以及本地或远程控制；工业云雾认知计算层包括工业云计算与工业雾计算，工业云作为集中式计算中心，为能源管理提供丰富的存储计算资源，对整个IIoT能源管理起到集中控制的作用，工业雾以分布式方式为能源管理提供实时存储计算资源，工业雾与工业云之间通过渗透认知模型提高资源利用率；能源管理层作为架构的顶层负责提供多样化的能源管理应用，包括能源感知模块、能源分析模块、能源预测模块和能源优化模块，一方面用于向下层传达能源管理指令，另一方面为IIoT用户提供良好的人机交互环境。

2.根据权利要求1所述的云雾融合的工业物联网认知能源管理系统，其特征在于所述能源感知模块负责对无序、零散、不系统的原始能源数据信息感知，并按一定标准进行归类汇总，从而使原始资料简单化、形象化、系统化。

3.根据权利要求1所述的云雾融合的工业物联网认知能源管理系统，其特征在于所述能源分析模块通过统计运算的方法来分析数据信息，反映原始能源数据信息的趋势、离散程度和相关强度。

4.根据权利要求1所述的云雾融合的工业物联网认知能源管理系统，其特征在于所述能源预测模块进行能源消耗量预测和能源供应量预测。

5.根据权利要求1所述的云雾融合的工业物联网认知能源管理系统，其特征在于所述能源优化模块基于实时数据和历史数据建立工业设备执行性能与能耗之间的关系模型，应用多目标优化控制算法，寻找最优能源管理方案，在保持工业设备优秀性能的同时降低能源消耗。

6.一种权利要求1所述的云雾融合的工业物联网认知能源管理系统使用的计算方法，其特征在于包括如下步骤:

步骤1：将上层能源管理模块下达的复杂指令D分解为多个能源管理服务s_i(i＝1,2,3,…,n)；

步骤2：工业云雾层负责对这些服务s_i进行分类处理；

步骤3：由工业云雾服务器的数量SM、储能力SS和计算能力SC组成溶质，利用渗透原理对这些服务进行动态调整与分配；

步骤4：以能源管理服务s_i作为溶剂，根据半透膜两边工业云雾资源的差别进行认知移动，以平衡膜两端的浓度，实现服务合理分配；

步骤5：考虑如下几点因素进行半透膜配置：能源管理服务平衡L_balance、处理时延区间Dⁱ(i＝Cloud,Fog,Avg)、以及云雾计算上下限(i＝min,max)，保证其智能性，进而控制能源管理服务的流向；

步骤6：在工业云雾间服务的渗透过程中对工业云雾服务器的数量SM、储能力SS和计算能力SC进行可调配置，根据配置的差异f决定服务在工业云雾间的迁移方向。