浅谈电力通信与泛在电力物联网技术的应用与发展

浅谈电力通信与泛在电力物联网技术的应用与发展,第1张

0引言

随着我国 社会 经济的快速发展, 社会 与企业对电力服务的需求逐渐增加,分布式发电设备与电网结构得到了快速发展,传统的电网形态已无法满足当前 社会 的发展需要。随着 5G 通信在各大领域中的广泛推广,电网的运营模式与功能必然会得到了新一轮的发展方向,因此结合当前电力通信技术,将电力系统与泛在电力物联网结合形成未来电力能源体系是电力系统发展的重要趋势与方向。因此当前国家电网因重视泛在电力物联网技术发展内容,探讨技术模式与出现的问题,这将有利于进一步扩大电力的服务范围与能力。

1泛在电力物联网的概念

11泛在电力物联网的概念

泛在物联网通常是指在任何时间地点、人员与物质之间信息的有机互联与交互,而泛在电力物联网则具体指的是电力用户、电力企业与供应商和设备之间的信息互联交互。可以说泛在电力物联网就是在电力系统中应用互联网技术,实现不同信息传感设备之间的资源共享,从而实现能够自我感知标识的智能处理实体,通过实体间的交互与连接使得有关数据信息能够得到感知与反馈控制,进而形成整体的电力生产体系。而泛在电力物联网通信可以使电力平台架构上通过智能通讯技术实现不同数据信息之间的共享与管理,这将提高数据和信息的利用效率,同时也有利于数据信息之间的交互与连接。通过不同设备用户在任意时空与范围内的信息的共享与交互实现对电力整体运营的稳定,并有利于能源服务平台的在电力市场中得到进一步发展。

12泛在电力物联网的发展目标

泛在电力物联网建设目标主要有利于充分发挥当前物联网大数据的技术优势,充分的包络不同数据和类型的电力信息,增强数据的空间尺度和来源范围,统一分析与挖掘数据的深度与内容。这将有利于电力数据服务针对不同的区域打破数据之间的兼容性,实现各类业务之间的贯通,将电力数据更好的服务于各个行业中,通过 社会 各类行业的广泛参与实现商业模式的建立与发展。以人工智能和深度学习为特征的大数据智能技术将促进电力物联网的快速发展同时也有利于数据知识的挖掘与学习。可以预见未来将促进整体行业的发展与进步。

2泛在电力物联网的基本架构

通常来讲泛在电力物联网的基本架构主要分为三个方面:技术架构、标准架构与应用架构。就技术架构而言,主要分为感知、网络、平台与应用 4 个层面。感知层面主要完成数据信息的协同采集。通过边缘计算使得终端设备的智能化得到了广泛提高。网络层则主要利用现代通信技术实现不同的电力环节之间的覆盖与连接。平台层则主要用于物联网数据信息的管理与不同云端的协同作用。而应用层则主要用于提高整体系统的稳定性,使得能源系统之间构建综合智能的互联网体系。

标准架构则主要为整体的数据平台提供标准支撑,在感知层面会使设备产生不同环节之间的大量数据。这些数据往往来源与格式均不相同。如果没有完善的标准体系,数据之间将很难相互沟通与连接。因此为了解决数据之间的统一与通信,建立了统一的平台标准将促进数据的使用利用情况,为数据信息的深度挖掘提供准备与保障。泛在电力物联网的应用架构,主要用于保障整体电网的运行,提高能源的综合服务能力,并且通过经济的市场运营得到良好的能源生态体系。

3电力通信技术在泛在电力物联网的发展

泛在电力物联网是以通讯技术为基础发展而来的新型物联网体系,其构建的核心是满足电网能源系统的智能判断和自适应调节能力,这将提高能源的替代和利用能力。对于电力物联网来说,通讯技术是其核心的技术内容之一,也是实现万物互联基本的组成单元,凡在电力物联网可以保证不同类型的通讯网络进行相互的连接与反馈,当前电力通信技术的快速发展,泛在电力物联网必然将得到进一步的发展。

31电力通信基本原理

从 2G 通讯技术发展开始,移动通讯技术都以数字信号作为通讯的基础模式。对于 5G 通讯来说,也将以数字信号作为通讯的基础。简单来说,移动通讯的概念就是利用电磁波在空气中自由传播与通讯实现信号的传输。就其组成部件而言,主要包括有:信号发生器、 接收器、调制解调器等关键步骤单元。在空气中无限通讯必然将面对反射散射等各种传输情况,5G 通讯也不例外。5G 通讯相较于 4G 通信而言实现了巨大的飞跃。从提高传输信号的角度来说,主要包括三个方面内容:1扩展资源,增加了电磁波信号频率。2沿延拓定理,提升了频率的使用效率。3开发技术,物质密度更加密集。可实现频率资源多次重复使用,进而得到密度更高的异质网络连接。

32 5G通信基本特征

5G 通讯至少要包括以下 5 个基本特征:高速率、高容量、高可靠性、低时延与低能耗。

1高速率。5g 通讯的速率主要包括有峰值速率,区域速率与边缘速率三个方面的指标。具体来讲,峰值速率指的是在好的条件下得到的速率。区域速率指的是通讯系统整体所保障的总速率。边缘速率是指差的 5%用户所得到的通讯速率。高速率的基本特征使得 5G 通讯技术将在物联系统中得到广泛的应用。

2高容量。相较于传统的通讯技术 5G 通讯将包括有更多的设备终端。这里不止只有手机,也包括有家用电器、各种穿戴设备等。这也为物联网的发展提供了巨大的物理支撑。

3高可靠性。电力通信可靠性是电力系统的首要保障。5G 通讯能够保障信息传输的整体可靠,为电力通讯提供可靠的技术保障。

4低时延。通常来讲,通信时延就是指信息在传输过程中所需要的时间。对于传统技术而言,由于时间影响很大。所以往往被忽视。在未来通信技术发展的情景下必然要求时延性更好的通讯方式,进而满足各种系统之间的协同配合与控制。

5低能耗。在传感器与通讯设备之间往往需要基本的电力供应。新的 5G 技术,将节约能源损耗,降低能源的浪费。

4安科瑞为国家电网2021泛在电力物联网建设提供解决方案

安科瑞电气深耕用户侧能效管理多年,逐渐完善了从电力物联网云平台到终端传感器的生态体系,在“源(电源)-网(电网)-荷(负荷)-储(储能)”各个环节加大研发投入,已经形成“云(云平台)-管(有线/无线物联)-边(边缘计算)-端(终端设备)”的生态系统,参与泛在电力物联网建设,为国家电网建设“三型两网”提供解决方案,使用户在任何时间、地点、人、物之间实现信息连接和交互,产生共享数据,从而为电网、发电、供应商、用户服务。

41云平台

安科瑞电气近年来已经陆续推出变电所运维云平台、能源管理云平台、智慧用电云平台、环保用电监管云平台、充电桩(电动 汽车 /自行车)运营管理云平台、预付费管理云平台等云平台解决方案等解决方案,并已经广泛应用在多地国网公司用户端业务、环保部门、安监部门、住建部门等。

411变电所运维云平台

据统计全国高供高计的工商业用户数量达到200多万户,规模巨大,但是大部分日常的运行维护工作比较传统,普遍存在人力成本高、工作效率低、故障抢修时间长、风险预防薄弱等问题。国网公司和众多电力运维公司正在抢占这块巨大的市场,这是一个千亿级别的市场。

AcrelCloud-1000电力运维云平台采用多功能电力仪表、无线通信、边缘计算网关及大数据分析技术,通过智能网关采集现场数据并存储在本地,再定时向云平台推送数据。平台可同时接入数以千计的用户变电站数据。平台采集的数据包括变电所电气参数和环境数据,包括电流电压功率、开关状态、变压器温度、环境温湿度、浸水、烟雾、视频、门禁等信息,有异常发生10S内通过短信和APP发出告警信号。平台通过手机APP下发运维任务到指定人员手机上,并通过GPS跟踪运维执行过程进行闭环,提高运维效率,即时发现运行缺陷并做消缺处理。

412能源管理云平台

Acrelcloud-5000能耗管理云平台可适用于各个行业,如政府办公建筑、工厂、教育建筑、医疗建筑、商业综合体等,可通过局域网、互联网或者4G网络采集不同区域多个建筑或单位的用能数据。

平台采集建筑电、水、气、冷热量等能源消耗数据和光伏、风力、储能等新能源数据,对用能数据进行分析,按照区域、部门、用电设备类型进行细分,提供同比、环比分析比较和用能数据追溯,同时可以提供尖峰平谷各时段用能数据和报表,帮助用户梳理能源账单明细和制定能源绩效考核。

413环保用电监管云平台

近年来我们的环境质量有了很大的改善,这都归功于国家层面对环保的重视和环保部门的有力监察执法。安科瑞针对环保监察的痛点研发了环保用电监管系统解决方案,助力环保部门坚决打赢蓝天碧水保卫战。

Acrelcloud-3000环保用电监管平台主要为环保监察部门和产污排污企业服务,为环保部门提供在线监管和执法依据,为生产企业提供设备运行监控和产污排污数据记录。

平台采集生产企业总用电量、生产用电和治污设备用电量,进行关联分析,及时给出环保设备异常运行信号或企业异常生产信号,实现全过程防控。前端设备采用不停电免接线方案采集用电数据,经LORA无线上传到环保数据网关,再通过4G上传平台服务器或县、市、省级环保平台。各地环保部门通过污染防治设施用电实时监控,实现对排污企业生产运行无死角、全流程监控,达到变人防为信息化技防,从事后处罚到介入式执法,扭转传统依靠人力、经验进行现场核查的状态,为环保监管开辟更加切实、有效的监管方式,形成长效机制。

414智慧用电云平台

据应急管理部网站数据,2016~2018年期间因为电气原因导致的火灾占总数的百分之三十到百分之三十四左右,其中2018年全国共接报火灾237万起,因违反电气安装使用规定引发的火灾占总数的百分之三十四,较大和重大火灾事故中,电气火灾的比例更高。国务院、公安部消防局以及各省市自治区直辖市纷纷出台文件推广智慧用电,从源头上预防电气火灾的发生,现用电管理平台已在九小场所、三合一场所、养老福利院、医疗场所、学校、金融网点等人员密集场所广泛开展。

安科瑞Acrelcloud-6000用电管理云平台对电气引发火灾的主要因素(线缆温度、漏电电流、负荷电流、电压)进行不间断的数据跟踪与统计分析,通过2G/NB-IOT/4G方式采集现场数据,实时发现电气线路和用电设备存在的隐患(如:线缆温度异常、过载、过压、欠压及漏电等)并通过短信、APP推送、自动语音呼叫等方式及时预警,有效防止电气火灾的发生。系统可以显示所有监测点位的漏电电流等电气参数和线缆温度,并支持巡检记录和派单 *** 作,提供隐患分析报告,实时评估企业用电状态。

415电动 汽车 /电瓶车充电桩运营管理云平台

电动 汽车 现已成为广泛使用的绿色能源交通工具,Acrelcloud-9000充电桩运营管理云平台系统通过物联网技术对接入系统的充电桩站点和各个充电桩进行不间断地数据采集和监控,同时对各类故障如充电机过温保护、充电机输入输出过压、欠压、绝缘检测故障等一系列故障进行预警;用户通过微信小程序扫描二维码,进行支付后,系统发起充电请求,控制二维码对应的充电桩完成电动 汽车 的充电过程。充电桩可选配WIFI模块或GPRS模块接入互联网,配合加密技术和秘钥分发技术,基于TCP/IP的数据交互协议,与云端进行直连。

电动自行车数量越来越多,解决了老百姓短距离出行问题,但是和电动自行车相关的和火灾事故新闻也屡见不鲜,有逐年增长的趋势,给 社会 带来了很大的损失,成为人民生命和财产的一个隐患。基于电动自行车火灾的危害和特点,各级政府部门发文对电动自行车火灾的整治都放在规范停放和充电行为上。安科瑞Acrelcloud-9500充电桩运营管理云平台,针对电动自行车火灾治理提供充电管理、资产管理和交易管理的一揽子解决方案,解决充电难、管理难和收费难的问题,可应用于商业楼宇、小区、学校、医院等场所设置的电动自行车充电场所的运营管理。

416物业小区预付费管理云平台

安科瑞远程预付费系统可以针对各商业综合体、小区、写字楼、办公楼、酒店式公寓等物业,学校、工厂宿舍的后勤管理部门以及连锁超市、大型物业分布式财务 *** 作,在线支付,总部财务扎口等。目前Acrelcloud-3000预付费管理系统已经成功在上述各场景得到广泛的应用并已经稳定运行多年,适用于物业公司对小区、办公和商铺租户的水电预付费管理,或者学校对学生宿舍的用电预付费和用电管控系统。

42有线/无线物联

安科瑞根据多年来的项目经验,结合用户实际需求,开发了各类有线、区域无线、广域无线通讯产品,包括网关和终端设备。支持RS485、以太网、LORA、ZigBee、GPRS、4G、NB-IOT等多种通讯方式,随着5G建设步伐的加快,未来将会有越来越多的通讯方式融入产品,服务于泛在电力物联网建设。

43边缘计算

安科瑞针对物联网应用开发了多款智能网关,采用嵌入式系统和边缘计算技术,现场采集和存储终端设备数据,并根据云平台的需要,采用不同的协议和云平台对接。所有数据采集、计算、异常报警触发逻辑均在网关就地设置,网络故障时数据存储在本地,网络恢复后补传数据,断点续传,提高数据可靠性。

44终端设备

针对泛在电力物联网的建设,安科瑞陆续推出多款物联网仪表,应用在不同场合以满足不同需求,2019年全年各类终端仪表出货量超过185万台。

45安科瑞产品在泛在电力物联网的应用

近两年来,安科瑞已经陆续参与江苏省部分县市电力公司的用户端能源管理平台、云南省网综合能源服务平台、上海嘉定区147所学校电力运维平台等相关平台的建设,提供了包括云平台、智能网关、终端设备等产品,各类用户端云平台在全国各地运行案例700多套,并且根据用户需求不断完善产品功能,这些项目就是未来泛在电力物联网的一部分。

“能源互联网的春天到了,因其所能,它必将成为充满活力的新型能源业态。”尽管针对泛在电力物联网还有一些不同的声音,但是泛在电力物联网已经悄无声息的铺开来,融入能源互联网基础建设的方方面面。

5电力通信与泛在电力物联网建设的展望

51 通信电力网网络间的优化发展

52 多元化的商业模式

随着电力通技术在泛在电力物联网中的应用,将扩大整体电力系统的商业模式。新的商业模式必然会随着市场条件而产生,这有利于解决电力系统长期以来传统商业模式的很多问题。其中实现个人与个人之间的能源交易将成为可能。随着电力通信技术将端对端通信技术实现为 P2P 的交易模式,降低整体交易的通讯成本,有利于泛在电力物联网系统的进一步发展与优化。

摘 要 边缘计算是 5G 重要新技术能力,通过低延时、大流量、高性能服务促进新应用创新。边缘计算能力的实施面临物理、网络、协议、应用、管理等多层面的威胁,急需新安全防护能力支撑。该解决方案利用机器学习、诱骗防御、UEBA 等技术,针对边缘计算的业务和信令特点设计,结合“云管边端”多层面的资源协同和防护处理,实现立体化的边缘计算安全防护处理。

关键词: 多接入移动边缘计算;边缘云;安全防护;机器学习;诱骗防御;用户及实体行为分析

内容目录 :

0 引 言

1 5G 及边缘计算

2 边缘计算面临的风险

21 基础设施层安全风险

22 电信服务层安全风险

23 终端应用层安全风险

24 管理面安全风险

25 租户服务面安全风险

26 MEC 安全威胁总结

3 “云管边端”安全防护技术

31 功能架构

32 主要功能

4 “云管边端”安全防护实践

41 应用场景

5 结语

“云管边端”协同的边缘计算安全防护解决方案是恒安嘉新针对边缘计算发展提出的全面安全解决方案。方案综合考虑边缘计算产业中用户、租户、运营者多方面的要求,通过多级代理、边缘自治、编排能力,提供高安全性和轻量级的便捷服务。整体方案提供边缘计算场景的专业防护;提供多种部署方式;在提供高性价比服务的同时为边缘云计算输送安全服务价值。

5G 是驱动创新互联网发展的关键技术之一。5G 边 缘 计 算(Multi-access Edge Computing, MEC)提供了强大的云网一体化基础设施,促使应用服务向网络边缘迁移。MEC 的一大特点是同时连通企业内网和运营商核心网,其安全性直接影响企业内网安全以及运营商基础设施安全。随着边缘计算在各行各业商用,MEC 和生产管理流程逐渐融合,安全问题将日益突出, 对于 MEC 的安全防护需求日益强烈 。

采用标准 X805 模型,MEC 安全防护由 3 个逻辑层和 2 个平面组成。3 个逻辑层是基础设施层(分为物理基础设施子层、虚拟基础设施子层)、电信服务层和终端应用层。2 个平面为租户服务面和管理面。基于此分层划分识别得到如下 MEC 安全风险。

21 基础设施层安全风险

与云计算基础设施的安全威胁类似,攻击者可通过近距离接触硬件基础设施,对其进行物理攻击。攻击者可非法访问服务器的 I/O 接口, 获得运营商用户的敏感信息。攻击者可篡改镜像, 利用虚拟化软件漏洞攻击边缘计算平台(Multi- access Edge Computing Platform,MEP) 或者边缘应用(APPlication,APP) 所在的虚拟机或容器, 从而实现对 MEP 平台或者 APP 的攻击。

22 电信服务层安全风险

存在病毒、木马、蠕虫攻击。MEP 平台和APP 等通信时,传输数据被拦截、篡改。攻击者可通过恶意APP 对MEP 平台发起非授权访问, 导致用户敏感数据泄露。当 MEC 以虚拟化的虚拟网络功能(Virtual Network Function,VNF)或者容器方式部署时,VNF 及容器的安全威胁也会影响 APP。

23 终端应用层安全风险

APP 存在病毒、木马、蠕虫、钓鱼攻击。APP 和 MEP 平台等通信时,传输数据被拦截、篡改。恶意用户或恶意 APP 可非法访问用户APP,导致敏感数据泄露等。另外,在 APP 的生命周期中,它可能随时被非法创建、删除等。

24 管理面安全风险

MEC 的编排和管理网元(如 MAO/MEAO) 存在被木马、病毒攻击的可能性。MEAO 的相关接口上传输的数据被拦截和篡改等。攻击者可通过大量恶意终端上的 APP,不断地向用户APP 生命周期管理节点发送请求,实现 MEP 上的属于该用户终端 APP 的加载和终止,对 MEC 编排网元造成攻击。

25 租户服务面安全风险

对于存在的病毒、木马、蠕虫、钓鱼攻击, 攻击者近距离接触数据网关,获取敏感数据或篡改数据网管配置,进一步攻击核心网;用户面网关与 MEP 平台之间传输的数据被篡改、拦截等。

26 MEC 安全威胁总结

基于对上述风险的认识,可以看出:MEC跨越企业内网、运营商服务域、运营商管理域等多个安全区域,应用了基于服务化接口的多类 5G 专用接口和通信协议,网络中存在面向应用、通信网、数据网的多维度认证授权处理, 传统的简单 IDS、IPS、防火墙等防护方式很难满足 MEC 安全防护的要求,需要新的具备纵深防御能力的专业性的解决方案处理。

31 功能架构

“云管边端”安全防护解决方案总体功能架构如图1 所示。解决方案利用机器学习、诱骗防御、UEBA 等技术,针对边缘计算的业务和信令特点设计,结合“云管边端”多层面的资源协同和防护处理,实现立体化的边缘计算安全防护处理。解决方案由五个层面的功能组件实现,分别为可视化层、中心安全云业务层、边缘安全编排层、安全能力系统层、数据采集层。
图 1 MEC 安全防护解决方案功能架构

在可视化层,产品通过 MEC 安全防护统一管理平台提供安全资源管理、安全运维管理、安全运营管理、统一门户、租户门户、安全态势感知服务。在中心安全云业务层,产品通过MEC 安全云实现基础数据资源统管、安全运算资源统管、安全能力编排。

边缘安全能力层部署适应虚拟化基础环境的虚拟机安全等服务能力,这些能力由 DDoS 攻击防护系统、威胁感知检测系统、威胁防护处理系统、虚拟防火墙系统、用户监控及审计系统、蜜网溯源服务系统、虚拟安全补丁服务系统、病毒僵木蠕钓鱼查杀系统以及边缘侧 5G 核心安全防护系统。

边缘安全编排层由安全微服务和引擎管理微服务构成。数据采集层主要提供信令面和数据面的流量采集,并对采集到的信令面流量进行分发,对用户面流量进行筛选和过滤。

32 主要功能

“云管边端”安全防护解决方案提供如下八个方面的特色安全功能。

(1)基本安全

提供基础的安全防护功能,包括防欺骗、ACL 访问控制、账号口令核验、异常告警、日志安全处理等能力。

(2)通信安全

提供针对 MEC 网络的通信安全防护能力, 包括防 MEC 信令风暴、防 DDoS、策略防篡改、流量镜像处理、恶意报文检测等能力。

(3)认证审计

提供针对 MEC 网络的认证审计和用户追溯安全防护能力,可以处理 5GC 核心网认证交互、边缘应用和服务的认证交互、以及 5G 终端的认证交互,并可以进行必要的关联性管理和分析。

(4)基础设施安全

提供对 MEC 基础设施的安全防护能力, 包括关键基础设施识别,基础设施完整性证实,边缘节点身份标识与鉴别等。并可以提供Hypervisor 虚拟化基础设施的安全防护处理,保障 *** 作系统安全,保障网络接入安全。

(5)应用安全

提供完善的 MEC 应用安全防护能力,包括APP 静态行为扫描、广谱特征扫描和沙箱动态扫描,保护 APP 和应用镜像安全。

(6)数据安全

提供多个层面的 MEC 数据安全防护能力。在应用服务中提供桌面虚拟镜像数据安全能力, 避免应用数据安全风险。在身份认证过程中, 结合 PKI 技术实施双因子身份认证,保护认证信息安全。通过安全域管理和数据动态边界加密处理,防范跨域数据安全风险。

(7)管理安全

提供完善的管理安全防护能力。包括安全策略下发安全防护,封堵反d Shell、可疑 *** 作、系统漏洞、安全后门等常规管理安全处理,以及针对 MEC 管理的 N6 及 N9 接口分析及审计。实现对于管理风险的预警和风险提示。

(8)安全态势感知

通过对资产、安全事件、威胁情报、流量进行全方位的分析和监测,实现针对 MEC 网络的安全态势感知。

41 应用场景

“云管边端”安全防护解决方案不仅为基础电信企业提供 5G 场景下 MEC 基础设施的安全保护能力和监测 MEC 持续运营安全风险的工具,而且赋能基础电信企业向 MEC 租用方提供安全保护增值服务,推动 5G 安全产业链上下游协同发展。整体解决方案支持私有边缘云定制部署,边缘云合作运营,安全服务租用等多种商业模式。

企业通过部署“云管边端”安全防护解决方案,能够有效实现将网络安全能力从中心延伸到边缘,实现业务快速网络安全防护和处理,为 5G 多样化的应用场景提供网络安全防护。因此,企业更有信心利用 5G 部署安全的智能化生产、管理、调度系统,从而丰富工业互联网应用,促进工业互联网智能化发展 。

42 主要优势

“云管边端”安全防护解决方案具备如下优势:

(1)专为边缘计算环境打造,整体方案在分级架构、安全编排、安全性能、协议分析等多方向优化,提供 MEC 最佳防护方案。

(2)多种模式适应各类应用场景需求,企业可根据自身需求和特点灵活选择。可以选择租用模式,无需专业技术人员即获得最新 MEC 安全技术服务。也可以选择定制模式,深度研发适配企业特性的安全防护处理。

(3)高效融合 MEC 各个层面的安全保护能力,降低综合安全防护成本,支持多种收费模式,降低入门门槛,让MEC 安全保护不留死角。

(4)创造安全服务价值,安全策略自动化以及与网络和云服务能力的联动,深度优化MEC 安全运维管理,创造边缘云服务安全价值。

本解决方案当前已在多个实际网络中部署,实现对于智慧港口、智慧工厂、智慧医疗、工业互联网等重要信息化应用资产的安全防护。例如,随着 5G 网络的发展,可以实施对于工业大型工程设备的 5G 远程控制改造,实现远程实时控制,完成高清视频回传,从而提升生产效率。但远控过程中的各类网络安全风险可能威胁到生产稳定性,造成重大损失。通过本解决方案的实施,可以保障 5G 远程控制改造实施,保护生产运行的高效运转。

引用文本:张宝山,庞韶敏“ 云管边端”协同的边缘计算安全防护解决方案[J]信息安全与通信保密,2020(增刊1):44-48

张宝山,硕士,高工,主要研究方向为核心网、边缘计算、网络功能虚拟化、物联网、网络安全等; 庞韶敏 ,硕士,高工,主要研究方向为核心网、边缘计算、物联网、网络安全、主机安全等。 选自《信息安全与通信保密》2020年增刊1期(为便于排版,已省去原文参考文献)

从协同应用方向分析的话,物联网和云计算之间的关系,还需要加上一个词——大数据。逻辑关系来讲,物联网是基础层-节点,大数据是中间层-传输,云计算是上层-服务器,也可以形象理解为“末梢神经”、“经络”、“大脑”。从系统应用逻辑层面可以看出,物联网和云计算是互为支撑的关系。
先来看看物联网(Internet of Things,缩写IoT),可以比对互联网来理解。互联网是信息终端的连结,链接的是人。物联网是物理终端的连接,链接的是物,让所有能行使独立功能的普通物体实现互联互通的网络,终端布放的是各类传感器,位移传感器、温度传感器、加速度传感器等,监测到的物理数值通过无线网传输到计算机进行记录、运算及决策。
在物联网上,每个人都可以应用电子标签将真实的物体上网联结,在物联网上都可以查出它们的具体位置。通过物联网可以用中心计算机对机器、设备、人员进行集中管理、控制,也可以对家庭设备、汽车进行遥控,以及搜索位置、防止物品被盗等,类似自动化 *** 控系统,同时透过收集这些小事的数据,最后可以聚集成大数据,包含重新设计道路以减少车祸、灾害预测与犯罪防治、流行病控制等等社会的重大改变,实现物和物相联,将现实世界数字化,应用范围十分广泛。
再来说说云计算,云计算是相对传统计算机运算延伸出来的概念。传统计算机运算是端到端的,计算机终端到服务器端的数据存储、运算多是本地话、就地话,物理设备、物理地址是可寻可见的。云计算,☁️云顾名思义就是云端,“高大”、“辽阔”。主要是从服务器端来讲的,现实的世界,一方面采集数据量的越来越庞大(大数据),另一方面,对运算速度的需求是越来越高,本地话服务器难以支撑这种运算需求,从集约化来讲,集中化的服务器部署是有效的解决方案,数据存储、运算是异地话、集中化的,可以兼顾效率与成本。比较有代表性的就是运行管理、智能决策等,从企业运营到政府管理都越来越依赖于云计算。
物联网和云计算相结合的典型应用很多,比如“天眼”,在交通管理中应用为电子警察系统,在安全监控中应用为公安监控系统。
本人从事的是高端装备制造,这方面体验更深些,再比如中国的“中国制造2025”和德国的“工业40”,核心其实都是智能制造,从研发实验室到车间机床都配上了传感器,实现了物联网化,实时采集与校正(与设计模型比对)数据,也可以更低成本实现产品的个性化定制,而且通过在部件、模块科学加装传感器,生产的产品、设备也自动物联网化,也大大提高了性能。
讲两个这方面的典型代表,一个就是海尔,几年前开始推进的“智能工厂”就是上述理论及方案的应用,冰箱、洗衣机的生产,耗能指标更低,成本更低,也可以与其它家电互通互联,一体控制。另一个就是亿升科技,自主化国产化的以磁悬浮鼓风机为代表磁悬浮装备的研制、应用,更节能还免维护,通过自带的远程监控系统可是实时监测数据并进行调控,也可以通过长周期的数据累计分析支持辅助用户进行生产运营分析和决策。

基于物联网的远程协作诊断技术是一种基于物联网技术的远程协作方案,其目的是让远程的技术人员能够在不到现场的情况下与设备运营商一起工作,快速诊断和解决设备问题。
具体来说,这种技术方案通常使用传感器、补充设备和数据分析软件来收集实时数据和信息,并将其发送到云端。使用云端分析软件分析这些数据和信息,技术人员可以随时随地监控和诊断设备的状态和运行情况。
此外,远程协作诊断技术还可以使用视频、音频和实时聊天等高级多媒体工具,使技术人员可以与现场运营人员进行实时的沟通交流,解决问题和制定计划。这样可以大大提高问题的解决速度,缩短故障处理时间,减少生产停机时间和成本。
总的来说,基于物联网的远程协作诊断技术能够提高设备维护和故障处理的效率,减少生产停机时间和成本,是一种创新的技术方案,应用前景广泛。


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