一种基于物联网的供热数据监测与管理系统的制作方法

1.本发明属于供热数据中心领域，尤其涉及一种基于物联网的供热数据监测与管理系统。


背景技术：

2.在人民生活水平不断提高、科技飞速发展的今天，供热为我国人民提供了温暖且舒适的生活环境。传统的分散式供热方法存在着能源利用率低、易产生污染环境的气体、液体等缺点，已然不能够适应当下国情的需要，而集中式供热方法能够在保证供热效率的基础上有效的解决上述问题。目前集中式供热方法已成为现代化城镇的重要基础设施之一，是城镇公共事业的重要组成部分。
3.然而城市内供热站分散在各个供热关口，分布较为分散，对各个供热站供热参数的监控主要是由巡检人员每日定时去现场进行检查，浪费了大量的时间和精力，并且无法实时监控供热参数，一旦热力设备出现异常，无法及时响应，这会影响用户的供热品质，带来用户对供热品质不满等诸多问题。


技术实现要素：

4.本发明目的在于提供一种基于物联网的供热数据监测与管理系统，以解决供热站的分布较为分散，巡检人员需要每日定时去现场进行检查，无法实时监控供热参数的技术问题。
5.为实现上述目的，本发明的一种基于物联网的供热数据监测与管理系统的具体技术方案如下：
6.一种基于物联网的供热数据监测与管理系统，采用b/s结构，包括多个供热站、服务器和基于浏览器的客户端，各个供热站将实时的运行数据通过光纤/无线形式传输到服务器中，服务器接收各个供热站传输而来的数据，对这些数据进行分析以及存储，用户通过浏览器登录供热数据中心的人机交互客户端，进行访问，执行相应的操作。
7.进一步，服务器用于与客户端和各个供热站中计量系统的数据交互，包含数据接收功能、数据存储功能、日志管理功能、用户管理功能以及逻辑组态功能；
8.通过接收各个供热站中计量系统的数据，将得到的数据存储至数据库，并推送至客户端中，供用户查阅使用，当用户通过客户端进行登录，执行查询数据、打印报表、维护等业务请求，服务器记录该用户的操作记录。
9.进一步，数据接收功能，用于接收各个供热计量系统的数据，使用tcp/ip协议对接收的数据进行解析，将解析得到的数据存储至数据库，并推送至客户端中，供用户查阅使用；数据存储功能，使用mysql数据库，在数据的存储中采用数据压缩策略对发送的数据进行加密和压缩；日志管理功能，用于存储服务器的各种运行日志以及用户使用的信息，包含用户的登录信息以及操作记录查询；用户管理，用于对用户信息的管理，当用户通过互联网浏览器登录时，需要输入正确的账号和密码，用户发出登录请求后，网页客户端向服务器发
送登录请求，验证该用户的账号以及分配相应的使用权限；逻辑组态功能，用于设置服务器软件的参数。
10.进一步，mysql数据库内按照数据作用类型的不同进行不同表单的划分。
11.进一步，客户端采用activex控件技术，使用c#语言进行开发，开发环境为vs2015.net framework 4.5，该控件部署在浏览器中，用户打开浏览器即可加载该activex控件，实现客户端的各种功能。
12.进一步，客户端包含户登录功能、数据显示功能、操作记录查询功能、报表打印功能和维护功能；
13.用户登录功能，用于输入账号名称以及密码，对服务器发送请求进行登录，在服务器中对该用户的账号及密码进行核对，确认数据库中包含该用户名及密码后允许该用户登录，同时在数据库中对该用户的登陆时间进行更新；数据显示功能，用于获取并实时显示相应供热站状态信息以及查询历史数据信息；操作记录查询功能，用于查询各个用户的操作记录，方便追根溯源；报表打印功能，用于用户打印各个供热站的结算数据，可打印日结算报表和月结算报表；维护功能，用于管理员登录服务器，对系统的运行参数进行配置，实现对服务器的参数的逻辑组态功能。
14.本发明的一种基于物联网的供热数据监测与管理系统具有以下优点：通过使用互联网技术，将各个供热站的数据通过服务器发布在web界面上，从而实现工作人员随时随地查看数据，即实现对各个供热站的监测与管理。
15.基于互联网对供热系统进行改造能够有效的将系统内各个部分的数据信息进行连接与整合，从而高效、便捷的实现对整个供热系统的监测与管理，提高供热系统的安全性与能源利用效率。
附图说明
16.图1为本发明的一种基于物联网的供热数据监测与管理系统的结构图。
17.图2为本发明的一种基于物联网的供热数据监测与管理系统的用户登录流程示意图。
18.图3为本发明的一种基于物联网的供热数据监测与管理系统的接收功能流程示意图。
19.图4为本发明的一种基于物联网的供热数据监测与管理系统的数据存储流程示意图。
具体实施方式
20.为了更好地了解本发明的目的、结构及功能，下面结合附图，对本发明一种基于物联网的供热数据监测与管理系统做进一步详细的描述。
21.随着以物联网、云计算、移动互联网为代表的新一代信息技术的发展，使用互联网技术将各个供热站的数据通过服务器发布在web界面上，从而实现工作人员随时随地查看数据。基于互联网对供热系统进行改造能够有效的将系统内各个部分的数据信息进行连接与整合，从而高效、便捷的实现对整个供热系统的监测与管理，提高供热系统的安全性与能源利用效率。同时由于互联网具有广泛性、实时性的特点，利用分布式数据采集系统对终端
设备进行数据的采集使得供热系统远程实时监测、使用者高效利用数据信息成为可能，人工智能深度学习的引入在提高系统稳定性与安全性的前提下提供更加良好的用户体验及更加灵活、自由、高智能化的交互界面。此外，系统算法能够对存在于热源、热网、热力站、热用户等监测数据进行分析和挖掘，探索并提供区域供能系统的大数据能效诊断方法，建立以人工智能和大数据技术为中心的新节能技术体系和新管理体系。
22.如图1-图4所示，本发明的通过使用互联网技术，将各个供热站的数据通过服务器发布在web界面上，从而实现工作人员随时随地查看数据。基于互联网对供热系统进行改造能够有效的将系统内各个部分的数据信息进行连接与整合，从而高效、便捷的实现对整个供热系统的监测与管理，提高供热系统的安全性与能源利用效率。
23.本发明的供热数据中心系统，采用b/s模式，b/s模式是根据c/s模式进一步发展，得到的一种新型结构，即浏览器/服务器(browser/server)模式，具有维护、升级简单，开放性好，可扩展性好等优点。与c/s模式不同，用户仅需要浏览器即可登录系统，浏览各个供热管线实时的运行数据。
24.本系统的网络结构图如图1所示，供热数据中心系统主要包含两部分，分别是服务器和基于浏览器的客户端。现场(各个供热站)将实时的运行数据通过光纤，无线等形式传输到供热数据中心系统服务器中，服务器接收各个供热站传输而来的数据，对这些数据进行分析以及存储，存储在服务器的数据库中。用户通过浏览器登录供热数据中心的人机交互客户端，进行访问，执行相应的操作。
25.客户端采用activex控件技术，使用c#语言进行开发，开发环境为vs2015.net framework 4.5，该控件部署在浏览器中，用户打开浏览器即可加载该activex控件，实现客户端的各种功能。
26.客户端包含以下的功能：
27.1.用户登录功能，用于输入账号名称以及密码，对服务器发送请求进行登录，在服务器中对该用户的账号及密码进行核对，确认数据库中包含该用户名及密码后允许该用户登录，同时在数据库中对该用户的登陆时间进行更新。不同用户拥有不同的账户密码和操作权限，便于系统集中管理。
28.2.数据显示功能，用于获取并实时显示相应供热站状态信息以及查询历史数据信息。
29.3.操作记录查询功能，用于查询各个用户的操作记录，方便追根溯源。
30.4.报表打印功能，用于用户打印各个供热站的结算数据，可打印日结算报表和月结算报表。
31.5.维护功能，用于管理员登录服务器，对系统的运行参数进行配置，实现对服务器的参数的逻辑组态功能。
32.用户通过浏览器登录客户端的流程示意图如图2所示。
33.用户通过浏览器登录供热数据中心系统客户端(即web服务器)，输入账号名称以及密码，对服务器发送请求进行登录，服务器对该用户的账号及密码进行核对，确认该用户名及密码后允许该用户登录，给与相应的权限。用户登录成功后可以选择执行相应的服务，例如数据查询，报表打印，日志查询以及系统维护等功能，当用户不再使用该系统时，关闭浏览器，即可退出系统。
34.用户通过浏览器登录供热数据中心系统客户端，输入账号名称以及密码，对服务器发送请求进行登录，服务器对该用户的账号及密码进行核对，确认该用户名及密码后允许该用户登录，执行数据查询，报表打印，日志查询以及系统维护等功能。
35.服务器为连接计量系统和用户之间的桥梁，在本系统中占有核心地位，主要用于与用户和计量系统的数据交互，包含数据接收、数据存储、日志管理、用户管理以及逻辑组态功能。服务器操作系统要求使用windows server 2012操作系统，服务器接收端软件采用c#语言进行开发，开发工具选择vs2015。
36.服务器包含以下功能：
37.1.数据接收功能，用于接收各个供热计量系统的数据，使用tcp/ip协议对接收的数据进行解析，将解析得到的数据存储至数据库，并推送至客户端中，供用户查阅使用。
38.每条供热管线接收的数据列表见表1-表3。
39.按照接收数据的类型，分为实时数据，小时结算数据以及日结算数据，点表属性按照实际需求，共有标识、时间、站号以及对应表格的温度、压力、流量、累计流量、累计热量8个字段，为了更好地节约系统的存储空间，设置标识长度为2字节，时间采用datetime格式，占用8字节，站号长度1字节，对应表格温度、压力、流量、累计流量、累计热量采用单精度浮点数类型，长度4字节。
40.表1实时数据设置列表
41.序号数据名称数据类型数据长度是否允许空存储是否主键1标识int162否是2时间datetime8否否3站号int81否否4实时温度float4否否5实时压力float4否否6实时流量float4否否7月累计流量float4否否8月累计热量float4否否
42.表2小时结算数据设置列表
43.[0044][0045]
表3日结算数据设置列表
[0046]
序号数据名称数据类型数据长度是否允许空存储是否主键1标识int162否是2时间datetime8否否3站号int81否否4日平均温度float4否否5日平均压力float4否否6日平均流量float4否否7日累计流量float4否否8日累计热量float4否否
[0047]
服务器数据接收功能实现的流程示意图如图3所示。当服务器接收到数据时，需要对数据进行判断，首先判断数据的长度，当数据长度不符合要求时，记录该条错误数据，当数据长度符合要求时，对该条数据进行校验，若校验错误，则记录错误信息，若校验正确，则整理该条数据，进行存储。
[0048]
2.数据存储功能，本软件使用mysql数据库进行数据存储，数据库设计主要针对接收数据的结构进行研究，良好的数据结构能够大大提高数据的存储以及查询速度。数据库设计采用实时数据信息、历史数据信息、用户操作数据信息分别设计的思路，在数据的存储中采用数据压缩策略对发送的数据进行加密和压缩，在保证各部分信息层次分明的基础上提高数据调取效率。
[0049]
数据库内按照数据作用类型的不同进行不同表单的划分，使得每种类型的数据拥有独立的数据存储体系，有效的避免了多种不同数据混合存放对数据信息读写速度的影响。同时，表中的数据采用有损压缩与无损压缩相结合算法进行数据的压缩，减小了数据占据的空间的同时同样有效的提升了数据存取的速度。
[0050]
实际运行过程中，当请求信号由系统交互平台发送至信号处理模块后，模块对请求信号进行解析，并将解析结果转换为对应的sql语句对数据库内相应的表单内容进行获取，获取的数据通过通讯返回至系统交互平台进行解码，最终将数据库内存放的信息进行显示。服务器数据存储功能实现的流程示意图如图4所示。首先对接收到的数据进行解析，放入服务器缓存中等待存储，然后当服务器执行存储数据的命令时，对缓存中的数据进行数据压缩以及数据加密；最后向数据库发送sql语句，执行存储事务，完成数据存储。
[0051]
3.日志管理功能，日志管理功能主要用于存储服务器的各种运行日志以及用户使用的信息，包含用户的登录信息以及操作记录查询。当用户登录或执行操作时，将操作记录存储在数据库中，日志产生的数据库表结构见表4。点表属性按照实际需求，共有标识、用户
账号、登录ip、操作内容、操作时间、备注6个字段，为了更好地节约系统的存储空间，设置标识长度为2字节，用户账号采用varchar格式，长度设为20字节，登录ip采用varchar格式，长度设为20字节，操作内容采用varchar格式，长度设为200字节，时间采用datetime格式，占用8字节，备注采用varchar格式，长度设为100字节。
[0052]
表4日志数据库设置列表
[0053]
序号数据名称数据类型数据长度是否允许空存储是否主键1标识int82否是2用户账号varchar(20)20否否3登录ipvarchar(20)20否否4操作内容varchar(200)200是否5操作时间datetime8否否6备注varchar(100)100是否
[0054]
4.用户管理功能，用户管理功能主要用于对用户信息的管理，当用户通过互联网浏览器登录时，需要输入正确的账号和密码，用户发出登录请求后，网页客户端向服务器发送登录请求，验证该用户的账号以及分配相应的使用权限。
[0055]
5.逻辑组态功能，逻辑组态功能主要用于设置服务器软件的参数，如测点的存储精度和属性，用户的账号和密码等。相应的数据库设置见表5-表6。
[0056]
表5测点数据库按照测点属性，分为标识、测点名称、站号、存储位置、存储精度、显示位置6个字段，为了更好地节约系统的存储空间，设置标识采用int16格式，长度为2字节，测点名称采用varchar格式，长度设为50字节，站号采用int8格式，长度1字节，存储位置采用int8格式，长度1字节，存储精度采用单精度浮点数格式，长度4字节，显示位置采用int8格式，长度1字节。
[0057]
表6用户数据库按照用户的属性，分为标识、用户名称、用户密码、用户权限、用户部门、备注6个字段，为了更好地节约系统的存储空间，设置标识采用int8格式，长度1字节，用户名称采用varchar格式，长度50字节，用户密码采用varchar格式，长度20字节，用户权限采用int8格式，长度1字节，用户部门采用varchar格式，长度50字节，备注采用varchar格式，长度100字节。
[0058]
表5测点数据库设置列表
[0059]
序号数据名称数据类型数据长度是否允许空存储是否主键1标识int162否是2测点名称varchar(50)50否否3站号int81否否4存储位置int81否否5存储精度float4否否6显示位置int81是否
[0060]
表6用户数据库设置列表
[0061]
序号数据名称数据类型数据长度是否允许空存储是否主键1标识int81否是
2用户名称varchar(50)50否否3用户密码varchar(20)20否否4用户权限int81否否5用户部门varchar(50)50否否6备注varchar(100)100是否
[0062]
可以理解，本发明是通过一些实施例进行描述的，本领域技术人员知悉的，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可以对这些特征和实施例进行各种改变或等效替换。另外，在本发明的教导下，可以对这些特征和实施例进行修改以适应具体的情况及材料而不会脱离本发明的精神和范围。因此，本发明不受此处所公开的具体实施例的限制，所有落入本技术的权利要求范围内的实施例都属于本发明所保护的范围内。