智能用电网络数据采集与通信机制的研究

智能用电网络是一个具备计算、通信、精确控制、远程协调和自治等功能的用户侧信息物理系统。文中在分析智能用电网络的数据采集和通信的主要需求基础上,结合信息物理系统理论,提出了基于时间驱动和事件驱动的多智能体数据采集和通信机制,建立了该机制的混合动态系统。利用线性时序逻辑描述了该系统的形式化规格,并利用符号化模型检测方法对该系统进行了可到达性分析。最后通过实验分析了该机制的通信实时性、吞吐量和网络规模,验证其适合低功耗、低成本、低通信速率、资源和功能高度有限的嵌入式物联网通讯环境。该机制可对用电设备进行毫秒级(100ms)追踪,相比较传统通信机制(1s间隔的被动轮询),其数据监测的频率上升了10倍,而信息吞吐量反而降低了90%以上,计算与控制核心设备的平均运行负荷降低了90%以上,网络规模约可扩大一个量级。