回到電流依舊“從插座生成”的時候，能源管理通常是通過“手動去打開、關(guān)閉開關(guān)設(shè)備”和“偶爾讓人來讀電表”。但現(xiàn)在，能源的使用被嚴(yán)格的遠(yuǎn)程監(jiān)控著。能源管理在中央電網(wǎng)外扮演著一個越來越重要的角色。

日益發(fā)展的以太網(wǎng)技術(shù)為電源管理與控制創(chuàng)造了更大的可能性。物聯(lián)網(wǎng)（IoT）憑借著分散但又互聯(lián)著的傳感器，能持續(xù)、精確地記錄任何物品的能源。如何有意義地處理這些如洪水一樣多的數(shù)據(jù)？這時可以來看看廣州虹科電子科技有限公司的智能網(wǎng)關(guān)產(chǎn)品—sysWORXX 系列的CTR-700。

雖然還是采用傳統(tǒng)的工業(yè)控制器，CTR-700被設(shè)計(jì)在物聯(lián)網(wǎng)中使用。這款設(shè)備是能源管理的理想工具，其具有眾多的數(shù)字和模擬接口，因此能和其他眾多設(shè)備進(jìn)行連接。CTR-700支持現(xiàn)場總線，如CAN，CANopen，Modbus和其他接口。這款智能網(wǎng)關(guān)在軟件方面同樣也十分的靈活，支持的編程語言包括C/C++，C#.Net，Node-RED，JAVA和Python，因此可以靈活開發(fā)自己的應(yīng)用

為了實(shí)現(xiàn)無線連接（例如通過LTE），CTR-700需要集成各個廠商的無線調(diào)制解調(diào)器。由于具備了能自由編程的邊緣控制器和物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)，以及它內(nèi)部數(shù)據(jù)預(yù)處理的特點(diǎn)（這意味著收集到的數(shù)據(jù)還在設(shè)備里時，就能被預(yù)分析、加權(quán)和處理），使CTR-700具有很強(qiáng)的競爭力。

德國Nuremberg的Fraunhofer Institute for Integrated Circuits和Kiryat Gat已經(jīng)選擇了CTR-700作為應(yīng)用解決方案，均是使用了智能網(wǎng)關(guān)作為他們能源管理應(yīng)用的基礎(chǔ)。

CTR-700

云端的能源管理

Bacsoft為工業(yè)應(yīng)用和大型企業(yè)開發(fā)了它的物聯(lián)網(wǎng)平臺，目的是實(shí)現(xiàn)能源管理和最優(yōu)化。為了這個目的，Bacsoft包含了數(shù)據(jù)傳輸?shù)皆贫恕?shù)據(jù)可以在云端得到分析和處理。這項(xiàng)方案在全世界被廣泛使用，無論是在水資源管理和農(nóng)業(yè)，還是建筑能源管理和工業(yè)領(lǐng)域。在未來，Bacsoft物聯(lián)網(wǎng)平臺將會運(yùn)行在sysWORXX CTR-700并使用設(shè)備的預(yù)處理數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)最終將會傳輸?shù)?/span>Bacsoft云端做最終分析和管理報告。銷售總監(jiān)Guy Gavish解釋說：“我們只是傳輸數(shù)據(jù)增量，即被識別到的各個消耗值之差。因此，我們可以極大地確保有效的數(shù)據(jù)傳輸。同時，我們消除數(shù)據(jù)噪音（對我們目的沒有幫助的數(shù)據(jù)），單單傳輸這個時間需要的數(shù)據(jù)集。”

Bacsoft正在CTR-700上實(shí)施一個專利的軟件控制器。這個顯示器（如下圖）正在測量數(shù)據(jù)，并且如果測到偏差量超過了平均量的10%（打個比方），它就會發(fā)送一個通知到云端。然后一個警告信息就會從云端發(fā)送到與此系統(tǒng)連接的智能手機(jī)或者是操作員的控制室（根據(jù)具體設(shè)置而定）。云端訪問同樣允許這些負(fù)責(zé)人實(shí)時監(jiān)控他們的能源系統(tǒng)。

除了CTR-700的一些技術(shù)特點(diǎn)，令Bacsoft特別印象深刻，就是我們不必為我們自己的能源管理系統(tǒng)和物聯(lián)網(wǎng)的軟件方案進(jìn)行優(yōu)先度的排序。Guy Gavish解釋說：“他們給予了我們的軟件在他們設(shè)備上的自由，這就讓我們提供了我們認(rèn)為最好的軟硬件的結(jié)合?！?/span>

本地能源管理

電力工程師Peter Heusinger用相似的詞匯描述了他的研究機(jī)構(gòu)和Saxony-based SME：“我們通過我們的合作伙伴創(chuàng)造出了真正的附加價值?！?/span>Peter Heusinger在Fraunhofer IIS的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)與應(yīng)用開發(fā)部門工作，并且潛心于將會在sysWORXX控制器上運(yùn)行的“OGEMA”系統(tǒng)——the open gateway for energy management，這是一款設(shè)計(jì)成無需云端連接即可完成本地應(yīng)用的能源管理系統(tǒng)。

使用OGEMA的可能性是多種多樣的，包括了工業(yè)應(yīng)用和智能家居的能源控制。

有了OGEMA，Heusinger和他的同事想解決一個不單單是在智能家居都十分普遍的挑戰(zhàn)：接口和協(xié)議的多樣性?！斑@個挑戰(zhàn)隨著時間推移逐漸演變，而且依然還有巨大的多樣性”，工程師解釋道并補(bǔ)充說，組合這么多不同的接口到同一個平臺上并非一個無關(guān)緊要的事：“如果你想通過某種辦法將這些系統(tǒng)連接到一起，然后利用能源做一些有用的事情，那么你就需要用到這些接口?！?/span>

這些努力的成果就是一個可以用手機(jī)APP訪問的平臺。這個平臺在未來將包含一個app應(yīng)用商店——這是為那些能夠?yàn)槟茉垂芾矶O(shè)計(jì)特別精妙算法的開發(fā)者預(yù)備的。

一個能處理所有事的APP

在OGEMA上，我們能安裝app，就好像我們在智能手機(jī)上安裝app一樣。每一個app都有著自己獨(dú)有的覆蓋區(qū)域，例如：個人設(shè)備或者是控制任務(wù)。所以一個app處理的事情從讀取到轉(zhuǎn)換都有，例如：這個時候我的太陽能系統(tǒng)產(chǎn)生了多少能源？或者是從網(wǎng)絡(luò)上查閱當(dāng)前的天氣報道并預(yù)告接下來幾天的天氣，或者是將數(shù)據(jù)傳到下一個app，它將利用這些天氣預(yù)報數(shù)據(jù)在未來及時地做出能源管理的調(diào)整。更多地，有app處理疑問的用戶設(shè)置，有app與電動車（如果有）通訊，甚至有app處理智能家居的操作。

但是OGEMA并不是另一個面向功能的平臺。實(shí)際上，按照Peter Heusinger所說，關(guān)注的重點(diǎn)更多的是在IT安全上：“我們現(xiàn)如今十分看重安全性。我們把‘設(shè)計(jì)安全’作為我們的口號，我們希望把外部威脅降到最低?！边@是十分必要的，特別是這幾年數(shù)不清的安全事故顯示出物聯(lián)網(wǎng)有多少潛在的危險和災(zāi)禍。除了其他保護(hù)OGEMA的步驟，Fraunhofer的開發(fā)者們執(zhí)行了外部滲透測試。

有效管理的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)模型

這個平臺作為一個集成的持久穩(wěn)固的數(shù)據(jù)庫去運(yùn)行，是為了保證系統(tǒng)即使在電源切斷后仍然能夠不損失數(shù)據(jù)地馬上準(zhǔn)備工作。通過接口輸入數(shù)據(jù)（例如溫度、產(chǎn)能或者是電池充電狀態(tài)），存儲在使用標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)型的OGEMA中，目的是允許app能無需事先轉(zhuǎn)換就可以直接運(yùn)用這些數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)模型的專注重點(diǎn)是能源管理，而且能夠被擴(kuò)展到能展示定制的數(shù)據(jù)集，從私人廠商的技術(shù)設(shè)備到更多的通常數(shù)據(jù)。

Fraunhofer IIS為開源集成提供一個基本的OGEMA系統(tǒng)，這個系統(tǒng)是注冊在GPLv3上的，允許開發(fā)商免費(fèi)使用（如果他們將他們的app和適配器注冊在同一個license下面的話）?？蛇x擇地，OGEMA可以從Fraunhofer公司商業(yè)注冊獲得先進(jìn)的非開源適配。Fraunhofer不會將OGEMA作為一個現(xiàn)成的系統(tǒng)銷售。這就是為什么Heusinger指出，sysWORXX CTR-700是多么重要，因?yàn)樗峁┝艘粋€建立軟硬件標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)：“有著多種類的接口，并且不依賴某一個特定編程語言，這款智能網(wǎng)關(guān)實(shí)在是太贊了。”

除了基于云端的工業(yè)應(yīng)用與用于智能家居、工業(yè)的本地能源管理應(yīng)用之外，CTR-700的另一個應(yīng)用就是管理不連接電網(wǎng)的技術(shù)裝置，就好比移動手機(jī)天線—這一類遠(yuǎn)離電網(wǎng)創(chuàng)建的裝置。

這種“場系統(tǒng)”是通過可再生資源（如太陽能、風(fēng)能）供電的。采用可再生能源的系統(tǒng)經(jīng)常有能源存儲設(shè)備，這些電池常受到磨損。因此，這些遠(yuǎn)程能源設(shè)備的關(guān)鍵數(shù)據(jù)必須不斷地被監(jiān)控。這個任務(wù)就由連接到CTR-700的傳感器來完成。數(shù)據(jù)在CTR-700收集并預(yù)處理后，由CTR-700發(fā)出。只有當(dāng)閾值或者期望值達(dá)到一個特定的值之后，一個相關(guān)的數(shù)據(jù)就會被發(fā)送到操作員。

這就有兩個優(yōu)點(diǎn)。一是它減少了傳輸量，二是它清除了主顯示。然而，操作員仍然可以在任何時刻訪問遠(yuǎn)程系統(tǒng)并獲取原始數(shù)據(jù)。

對由燃料電池和柴油發(fā)電機(jī)供電的系統(tǒng)，對能源消耗量和油缸的監(jiān)控是十分必要的。CTR-700可以發(fā)送相關(guān)數(shù)據(jù)到操作中心。操作中心就可以使用這些數(shù)據(jù)到供應(yīng)鏈管理系統(tǒng)去協(xié)作供能，這樣就能保證系統(tǒng)在什么時候都能工作。

無論是在智能家居、工業(yè)應(yīng)用的遠(yuǎn)程監(jiān)控或是遠(yuǎn)離電網(wǎng)的遠(yuǎn)程監(jiān)控，虹科電子的sysWORXX CTR-700均可以能夠像操作電源開關(guān)那樣簡單地去進(jìn)行能源管理，成為持續(xù)監(jiān)控能源的眼睛。