[发明专利]一种基于物联网的智慧城市能耗数据挖掘系统及方法

说明书

本发明公开了一种基于物联网的智慧城市能耗数据挖掘系统及方法，包括从底层到顶层依次设置的物联网接入层、通信接口层、广域网层、数据采集层、数据处理层、服务层和应用层。本发明基于物联网重塑智慧城市能耗数据采集系统底层支撑架构，提高能耗数据采集系统的通信能力和处理能力等；基于云计算技术架构设计并实现智慧城市能耗数据集成框架，为智慧城市海量数据处理提供分布式并行处理服务；设计并实现智慧城市能耗分析预测、能耗缺陷管理和能耗差别化管理的多种模型和方法，展示典型应用示范，有助于推动智慧城市能耗的网络化、实时化、智能化监管，为各区域、各行业、各企业提供分析数据和决策参考。

技术领域

本发明主要涉及数据挖掘技术领域，具体地说，涉及一种基于物联网的智慧城市能耗数据挖掘系统及方法。

背景技术

智慧城市建设是未来城市发展的重要趋势，是城市可持续发展的必然要求。能耗数据智能挖掘是智慧城市节能监管体系的基础和重要组成部分，对提高智慧城市能源利用效率和节能减排具有决定性作用。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种基于物联网的智慧城市能耗数据挖掘系统及方法，有助于推动智慧城市能耗的网络化、实时化、智能化监管。

本发明的基于物联网的智慧城市能耗数据挖掘系统，包括从底层到顶层依次设置的物联网接入层、通信接口层、广域网层、数据采集层、数据处理层、服务层和应用层，所述物联网接入层用于实现不同底层设备的互联互通；所述通信接口层用于搭建通信信道；所述广域网层用于将不同区域范围和/或不同应用划分和/或不同底层协议的设备子网统一到预设标准平台上，屏蔽物联网接入层上各种物联网实现的具体细节，抽象出不同属性数据；所述数据采集层，以数据中转站为核心，基于一种插件式可扩展数据采集框架支持多种数据采集方式，且基于统一数据编码和SOAP/XML实现协议转换；所述数据处理层用于实现区域采集、分布式处理、海量数据存储；所述服务层用于提供能耗分析预测、能耗缺陷管理、能耗差别化管理服务；所述应用层用于展示典型应用示范。

进一步地，所述数据采集层包括从底部到顶部设置的物联网感知层、前端数据采集层和区域数据中心，所述物联网感知层用于各类传感器、控制器和功能终端的布置；所述前端数据采集层包括插入式可扩展数据采集框架、自动化编码转换系统、自动化末端控制系统、能耗管理系统和自动化监测系统，利用插入式可扩展数据采集框架集成不同的数据采集系统，利用自动化编码转换系统、自动化末端控制系统、能耗管理系统和自动化监测系统进行采集数据的综合管理，所述不同的数据采集系统包括ModBus数据采集系统、PLC数据采集系统、ilon数据采集系统和传感器网络数据采集系统；所述区域数据中心通过部署在前端数据采集层中的数据中转站来获取各类数据并进行分析处理。

进一步地，所述物联网感知层通过如下过程实现高可用性的物联网感知：在预设的网络测试平台上进行传感器网络架构冗余部署的仿真测试；在考虑网络传输数据路径选择负载均衡的前提下，优化传感器网络路由协议，将优于原网络路由方案的网络布置应用；在已进行路由与负载均衡优化的传感器网络上，利用无线传感器数据融合技术减少传感器网络内数据传输量，并在仿真测试成功后将之应用于实际网络中；将适用于传感器网络的简单心跳机制嵌入到传感器网络中，实时反馈传感器网络各节点的工作情况。

进一步地，所述数据处理层包括区域采集监测调节系统、分布式云处理系统、区域数据采集中转控制系统和数据仓库管理系统，区域采集监测调节系统用于对采集设备以及采集设备所采集的各类数据进行监测调节，分布式云处理系统用于对采集的各类数据提供存储和计算服务，区域数据采集中转控制系统用于对采集中转设备和所采集的中转数据进行监测调节，数据仓库管理系统用于对采集的各类数据进行有效管理。