能源物联网及其关键技术

赵阳 梁承中 温家曼

【摘 要】能源物联网作为物联网技术和能源领域有机结合的产物，将助力实现能源转型，形成能源互联网的物联基础。鉴于此，本文对能源物联网的基本概念和体系架构进行了归纳，讨论能源物联网涉及的关键技术，介绍能源物联网的若干应用场景，并对泛在能源物联网的未来发展进行分析和展望，希望为实现能源转型和能源物联网提供一定的参考。

【关键词】能源物联网;能源转型;物联网;可再生能源

引言

当下，全球迎来数字化转型的大发展、大变革时期，新一代信息技术加速引领技术应用突破，带来了产业形态、组织管理、社会治理等方面的重大变革，物联网等新一代技术的发展为数字经济发展带来新动力和新机遇。相比于美国和欧洲国家，我国在物联网领域发展起步较晚，目前正处于高速发展期，技术热点不断涌现，部分领域也取得了一定突破，但碎片化发展、核心技术对外依赖和安全问题一直是阻碍我国物联网技术发展的绊脚石。因此，我国亟需对物联网技术体系进行系统化分析，分析领域关键技术，研判物联网的发展趋势和热点，制定针对性政策措施以促进物联网持续创新与健康发展，助力实体经济发展。

1物联网的定义及其主要应用

想要进行进一步探究，首先需要详细了解物联网技术。在当今社会新一代的信息技术中，物联网属于不可或缺的重要组成部分，物联网的不断发展也标志着当今时代信息化的重要发展阶段。所谓物联网即物物相连的互联网，其主要可以概括为两种含义。其一是基于互联网技术不断进行扩展与延伸的网络技术，其二是基于互联网对其进行扩展与延伸后，再将其延伸至物品与物品之间，从而实现信息与通信功能的这一过程。通过智能感应技术，基于物联网能够将网络系统进行融合与关联，因此物联网也可称之为继计算机。作为一种现代化的运营模式，通过灵活运用设备设施与现代信息技术，基于网络范围内能够实现信息之间的共享与联通。就我国目前而言，物联网的应用尤为广泛，包括智能社区以及交通系统等领域等，物联网的广泛应用证明我国社会各界已经充分将物联网技术重视起来。随着社会以及网络技术的不断发展，物联网技术必然会在不就的将来被进一步开发与完善，并在社会各个领域中将其广泛应用。

2能源物联网的体系架构

能源物联网的体系架构主要包含设施层、感知层、网络层、平台层和应用层。1）设施层包含变压器、充电桩、电动汽车、智能表计、分布式发电等。2）感知层是能源物联网的基础层，通过传感设备和量测装置对基础设施、设备及其周围环境等进行感知，感知层包含传感设备、感知网络等。3）网络层将感知层采集的信息传递至平台层，如通信专网、5G无线网络、以太网等。4）平台层实现各类采集数据的存储、管理、分析功能，通过云计算、大数据等技术实现对感知数据的处理和分析，数据经加密后可进行互传，挖掘海量数据的深度价值，同时提供数据应用开发的应用程序接口。

3能源物联网关键技术

3.1传感器探测

传感器探测技术是一种感知技术，能够对物联网的运行环境进行全面感知，能够为物联网的信息传输提供支撑，并可以帮助做好分析和反馈工作。当前的传感器主要采用无线技术，并且传感器的体积不断减小，应用更为便捷，能够在需要监测的区域内系统布置，并在无线通信的支持下形成有序的组织网络，提升运行的质量。而在未来物联网技术不断发展的背景下，传感器探测技术会进一步发挥其作用，并通过更为先进的测试技术和网络化测控技术提升系统运行的智能化水平。

3.2云计算技术

云计算技术是计算机物联网发展的基础，它是指按照一定的计算形式运用计算机进行计算，使得计算人员可以根据需求进行计算选择，提高了计算效率与工作效率，这里的计算机与我们实际生活中所说的计算机不同，它是指可以帮助计算人员进行工作的计算系统，实现了资源的切換与利用。

3.3射频识别

射频识别计算即电子标签，其是物联网技术有效运行的关键所在，通过应用射频信号以及交变磁场或者电磁场帮助信息进行传递，在通过对传递的信息进行整合和分析，以此来识别物体，在应用过程中，射频识别技术基于标签、阅读器和天线形成架构，将标签放在物体上，以此来有效分辨物体。而通过应用阅读器帮助使用者有效读取或者输入标签上包含的信息。而对于天线而言，其介于标签和阅读器间，形成一种传播介质，能够有效传递信号，能够对不同的设备、信息和人员等资源进行识别，对于其移动或者动态状况下进行识别管理。

3.4密集网络技术

相比与4G网络，5G网当中应用了很多无线接入技术，所以其网络传输效率非常高，并且覆盖范围也非常广。但是在5G网络当中，密集网络技术属于核心技术，在设置移动通信宏基站过程中，可合理的安装相应数量的高增益天线，由此扩大移动通信室外空间，并且有助于5G网的有效扩容，使5G网络信息传输更加灵活。除此之外，在宏基站以外，还可多设置几个网络天线，由此与通信网络间构建交互界面，提升网络通信质量和效率。

3.5网络通信技术

网络通信技术是计算机物联网的关键技术，它为计算机物联网的搭建与完善提供了必要条件。网络通信技术为计算机物联网的人与物、物与物之间的信息传递，提供了重要途径，它可以分为有线和无线两种形式，实现了信息传递的短距离与长距离完美结合，使得人类可以根据自己的需求，进行网络通信技术的选择运用，满足人们在生产、学习和生活中的多方面需求，使得人类认识到计算机物联网的重要性，并不断进行计算机物联网及其关键技术的研究，为计算机物联网的不断发展提供了重要保障。

3.6信息安全技术

安全和隐私是能源物联网能否稳定、快速发展的决定因素之一。能源物联网涉及海量的数据信息和复杂的现实环境，国家重要的能源基础设施、社会服务领域、个人信息都与能源物联网有密切的关系，因此，完善物联网技术应用、保障能源领域的信息安全和网络安全，是能源物联网大规模部署的必要条件。

结束语

物联网技术更为灵活地应用互联网技术，深化了各种数据和技术手段的应用，并形成了更为系统的运行模式，从而大大提升了信息化水平和智能化水平，通过将不同的技术和设施进行有效整合，在各个领域中应用，能够进一步转变不同领域的生产和生活方式，在未来建设过程中，物联网技术势必会在更为广泛的范围内加以应用。

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（作者单位：武汉东湖学院计算机科学学院）