基于端云一体架构的电气安全环境智慧感知平台的设计
发布时间：2021-08-21 05:40
近年来,物联网技术不断发展,带来了很多多样性的物联网设备,随之而来的还有物联网智能硬件设备与云发布平台的耦合问题,物联网中间件是将硬件终端与云发布平台进行耦合的一个技术平台,传统的物联网数据中间件主要作为终端与云发布平台之间的数据通道,其不具备流式算法分析功能和动态指令响应的能力,而这些功能在以连续检测和实时性强的泛在电力物联网监控场景中尤为重要。因此,本文设计并实现了一款基于端云一体架构的电气安全环境智慧感知中间件平台。首先,本文针对电气安全环境智慧感知平台中对用电负载及故障电弧的检测与识别的需求,提出了一种在指令集平台内部的电气安全智慧感知算法,提高了用电负载和故障电弧识别率。其次,针对软件定义终端功能配置和向第三方数据平台提供数据等问题,本文设计了基于指令集的电气安全智慧感知责任级联架构,该架构中细分为面向硬件终端的指令集组件以及面向云发布平台的指令集组件,组件内部以指令集组件的方式解决了终端功能配置以及向第三方数据平台提供数据等问题。最后,针对物联网智能硬件终端、云发布平台的异构问题,本文实现了一套基于电气安全智慧感知责任级联架构的物联网中间件平台,通过向硬件终端和云发布平台提...
【文章来源】：杭州电子科技大学浙江省
【文章页数】：66 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
TCIA-ESEWPP责任级联架构图
杭州电子科技大学硕士学位论文14图3.3责任链算法组件设计模型在TCIA-ESEWPP中，责任链算法组件不仅可以完成对物联网智能硬件终端数据采集及预处理进行配置的功能，而且可以完成对用电负载的智能识别和故障电弧的智能检测功能。责任链算法组件主要分为两部分，分别是端部分和云部分。本节仅对责任链算法组件的端部分进行介绍。在端部分中，责任链算法组件主要承担的是对物联网智能硬件终端中用电线路数据和电弧数据初步处理功能的配置。此部分中，责任链算法组件通过物联网智能硬件终端提供的大量接口指令，实现对物联网智能硬件终端多种不同算法的动态配置及修改功能。3.2“云指令集”组件的设计分析“云指令集”组件主要负责向云发布平台提供稳定可靠的数据供给，因此，“云指令集”组件需要与云发布平台建立稳定可靠的网络通信连接，常用的网络通信方式通常为以下两种，分别是短链接和长连接，短连接为每次交互需要建立一次连接，数据交互完毕后，自动关闭连接，下一次交互重新再次打开连接，而长连接为多次交互只需要建立一次连接，连接建立后，保持通信信道，后续通信均通过该信道进行交互，直到客户端或服务端其中一方关闭连接该信道由此关闭。为尽可能多的增加接入设备，本文设计的平台端云通信部分长连接方案，具体技术则采用网络通信中的异步通信，利用I/O复用技术，并且采用服务器集群，增强云平台的可用性和可靠性。为了保证TCIA-ESEWPP与云发布平台的良好兼容，TCIA-ESEWPP通过设计实现一个面向云发布平台的指令集组件完成与云发布平台的兼容，该组件包含指令派发组件、外部数据供给组件以及责任链算法组件云部分。指令派发组件通过接收由云发布平台发来的指令，对其按照功能进行分类，将指令交由各功能组件进行解析与执行，各功能
，活跃的Socket套接字不会立刻被内核和系统发现，而是当内核和系统通过轮询该存储区约时，检测到有活跃的Socket套接字时，才会返回给业务主线程进行处理，此种IO复用模型的弊端就是对内存的消耗较大，性能较为低下，模型只能通过消耗时间来弥补性能上的不足。而Epoll模型，采用的是事件驱动模型，也称为Reactor模型，底层采用的是链表和红黑树的数据结构，且未采用轮询方式对Socket进行管理，而是由活跃的事件驱动主线程进行事件的处理，即只对活跃的Socket进行监控，大大提高了性能。Epoll的模型数据结构如图4.3所示：图4.3Epoll模型的数据结构
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于集成学习的动态Web页面语义标注方法研究[J]. 邱金鹏. 科技通报. 2019(10)
[2]基于加权的K近邻线性混合显著性目标检测[J]. 李炜,李全龙,刘政怡. 电子与信息学报. 2019(10)
[3]基于嵌入式平台的低时间复杂度目标跟踪算法[J]. 王向军,郭志翼,王欢欢. 红外与激光工程. 2019(12)
[4]5G移动通信技术下的物联网时代[J]. 姜英涛. 通讯世界. 2019(09)
[5]边缘计算技术的发展及其对抗恶劣环境数据中心技术的影响[J]. 许建平. 舰船电子工程. 2019(09)
[6]浅析5G无线通信技术及对物联网产业链发展的意义[J]. 唐嘉麒. 中国新通信. 2019(18)
[7]物联网形势下的5G技术研究[J]. 王珂玮. 科技经济导刊. 2019(26)
[8]当物联网遇到5G 应用百花齐放[J]. 孟月. 通信世界. 2019(25)
[9]基于k-means聚类的Bagging算法研究[J]. 金朝. 光学与光电技术. 2019(04)
[10]互联网+安全用电智慧服务云平台——山东联通基于物联网应用的智慧用电管理系统[J]. 宋雪述,王科. 科技资讯. 2019(06)
博士论文
[1]面向软件定义物联网的信任管理及攻击防御机制研究[D]. 王睿.山东大学 2018
[2]基于模拟植物生长的二级整数规划算法研究[D]. 李彤.天津大学 2004
硕士论文
[1]基于BP神经网络的低压线路故障电弧检测方法研究[D]. 邓佳康.湖南工业大学 2019
[2]基于云平台的物联网服务中间件的研究与设计[D]. 陈承.北京邮电大学 2019
[3]基于嵌入式中间件的家居远程监控系统的研究与应用[D]. 张威振.北方民族大学 2019
[4]基于集成学习的分类系统的研究及实现[D]. 沈先宝.江苏大学 2019
[5]面向智能门锁的物联网中间件的设计与实现[D]. 赵一.杭州电子科技大学 2019
[6]基于大数据的智慧用电监管平台的设计与研究[D]. 陆云杰.浙江工业大学 2017
[7]基于精简指令集的微控制器设计[D]. 张天博.黑龙江大学 2017
[8]智能厨电设备接入控制平台的设计与实现[D]. 张逸泠.浙江工业大学 2016
[9]云计算环境下基于对等网的物联网中间件的研究[D]. 李鹏飞.中国石油大学(华东) 2015
[10]基于物联网技术的电力开关成套设备远程监控系统[D]. 张浩.浙江工业大学 2015
本文编号：3354988
【文章来源】：杭州电子科技大学浙江省
【文章页数】：66 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
TCIA-ESEWPP责任级联架构图
杭州电子科技大学硕士学位论文14图3.3责任链算法组件设计模型在TCIA-ESEWPP中，责任链算法组件不仅可以完成对物联网智能硬件终端数据采集及预处理进行配置的功能，而且可以完成对用电负载的智能识别和故障电弧的智能检测功能。责任链算法组件主要分为两部分，分别是端部分和云部分。本节仅对责任链算法组件的端部分进行介绍。在端部分中，责任链算法组件主要承担的是对物联网智能硬件终端中用电线路数据和电弧数据初步处理功能的配置。此部分中，责任链算法组件通过物联网智能硬件终端提供的大量接口指令，实现对物联网智能硬件终端多种不同算法的动态配置及修改功能。3.2“云指令集”组件的设计分析“云指令集”组件主要负责向云发布平台提供稳定可靠的数据供给，因此，“云指令集”组件需要与云发布平台建立稳定可靠的网络通信连接，常用的网络通信方式通常为以下两种，分别是短链接和长连接，短连接为每次交互需要建立一次连接，数据交互完毕后，自动关闭连接，下一次交互重新再次打开连接，而长连接为多次交互只需要建立一次连接，连接建立后，保持通信信道，后续通信均通过该信道进行交互，直到客户端或服务端其中一方关闭连接该信道由此关闭。为尽可能多的增加接入设备，本文设计的平台端云通信部分长连接方案，具体技术则采用网络通信中的异步通信，利用I/O复用技术，并且采用服务器集群，增强云平台的可用性和可靠性。为了保证TCIA-ESEWPP与云发布平台的良好兼容，TCIA-ESEWPP通过设计实现一个面向云发布平台的指令集组件完成与云发布平台的兼容，该组件包含指令派发组件、外部数据供给组件以及责任链算法组件云部分。指令派发组件通过接收由云发布平台发来的指令，对其按照功能进行分类，将指令交由各功能组件进行解析与执行，各功能
，活跃的Socket套接字不会立刻被内核和系统发现，而是当内核和系统通过轮询该存储区约时，检测到有活跃的Socket套接字时，才会返回给业务主线程进行处理，此种IO复用模型的弊端就是对内存的消耗较大，性能较为低下，模型只能通过消耗时间来弥补性能上的不足。而Epoll模型，采用的是事件驱动模型，也称为Reactor模型，底层采用的是链表和红黑树的数据结构，且未采用轮询方式对Socket进行管理，而是由活跃的事件驱动主线程进行事件的处理，即只对活跃的Socket进行监控，大大提高了性能。Epoll的模型数据结构如图4.3所示：图4.3Epoll模型的数据结构
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于集成学习的动态Web页面语义标注方法研究[J]. 邱金鹏. 科技通报. 2019(10)
[2]基于加权的K近邻线性混合显著性目标检测[J]. 李炜,李全龙,刘政怡. 电子与信息学报. 2019(10)
[3]基于嵌入式平台的低时间复杂度目标跟踪算法[J]. 王向军,郭志翼,王欢欢. 红外与激光工程. 2019(12)
[4]5G移动通信技术下的物联网时代[J]. 姜英涛. 通讯世界. 2019(09)
[5]边缘计算技术的发展及其对抗恶劣环境数据中心技术的影响[J]. 许建平. 舰船电子工程. 2019(09)
[6]浅析5G无线通信技术及对物联网产业链发展的意义[J]. 唐嘉麒. 中国新通信. 2019(18)
[7]物联网形势下的5G技术研究[J]. 王珂玮. 科技经济导刊. 2019(26)
[8]当物联网遇到5G 应用百花齐放[J]. 孟月. 通信世界. 2019(25)
[9]基于k-means聚类的Bagging算法研究[J]. 金朝. 光学与光电技术. 2019(04)
[10]互联网+安全用电智慧服务云平台——山东联通基于物联网应用的智慧用电管理系统[J]. 宋雪述,王科. 科技资讯. 2019(06)
博士论文
[1]面向软件定义物联网的信任管理及攻击防御机制研究[D]. 王睿.山东大学 2018
[2]基于模拟植物生长的二级整数规划算法研究[D]. 李彤.天津大学 2004
硕士论文
[1]基于BP神经网络的低压线路故障电弧检测方法研究[D]. 邓佳康.湖南工业大学 2019
[2]基于云平台的物联网服务中间件的研究与设计[D]. 陈承.北京邮电大学 2019
[3]基于嵌入式中间件的家居远程监控系统的研究与应用[D]. 张威振.北方民族大学 2019
[4]基于集成学习的分类系统的研究及实现[D]. 沈先宝.江苏大学 2019
[5]面向智能门锁的物联网中间件的设计与实现[D]. 赵一.杭州电子科技大学 2019
[6]基于大数据的智慧用电监管平台的设计与研究[D]. 陆云杰.浙江工业大学 2017
[7]基于精简指令集的微控制器设计[D]. 张天博.黑龙江大学 2017
[8]智能厨电设备接入控制平台的设计与实现[D]. 张逸泠.浙江工业大学 2016
[9]云计算环境下基于对等网的物联网中间件的研究[D]. 李鹏飞.中国石油大学(华东) 2015
[10]基于物联网技术的电力开关成套设备远程监控系统[D]. 张浩.浙江工业大学 2015
本文编号：3354988
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