一种基于智能楼宇用户数据安全的调度方法及系统

技术领域

本发明涉及楼宇电力调度领域，尤其是一种基于智能楼宇用户数据安全的调度方法及系统。

背景技术

随着物联网的发展，智能楼宇的应用越来越广泛。为智能楼宇设置多个物联网终端设备，能够实现对智能楼宇的智能检测。然而现有的物联网终端设备在对智能楼宇进行检测时，无法根据智能楼宇的实时情况进行调节和调度，这会导致在出现紧急情况时无法确保检测的时效性和准确性。

在中国专利文献上公开的“一种考虑主动配电网的楼宇集群多阶段优化调度方法”，其公开号为CN109740899A，公开了一种考虑主动配电网的楼宇集群多阶段优化调度方法。传统的集群楼宇优化调度方法主要考虑自身特点进行优化，其优化调度方案忽略了主动配电网的影响，限制了集群楼宇供能经济性的最优。本发明采用的技术方案为：构建主动配电网中考虑多个制热区域的楼宇热动态模型、主动配电网模型；进而构建考虑主动配电网安全运行约束的楼宇集群多阶段优化调度模型，通过求解获得满足主动配电网安全运行约束的楼宇集群优化调度方案。但是公开号为CN109740899A的中国专利并不能根据智能楼宇的数据情况进行电力的调度。

发明内容

本发明解决了无法根据智能楼宇的实时数据情况进行电力调节和调度的问题，提出一种基于智能楼宇用户数据安全的调度方法及系统，设置有电力调度中心和边缘智能终端，将数据进行加密传输，根据数据预处理结果发出电力调度指令；本发明能够根据智能楼宇的实时情况进行电力调节，且在电力调度过程中进行了数据的加密，保证智能楼宇用户的数据安全。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：一种基于智能楼宇用户数据安全的调度方法，包括以下步骤：

S1，获取用户的历史用电数据和各智能楼宇的数据；

S2，将用户的历史用电数据和各智能楼宇的数据加密传输至电力调度中心；

S3，电力调度中心对用户的历史用电数据和各智能楼宇的数据进行预处理，并发出电力调度指令；

S4，对各智能楼宇进行定期巡检，遍历检测出疑似故障数据，并再次发出电力调度指令。

本发明中，首先，根据边缘智能终端的实时检测功能，采集其对应的智能楼宇的数据以及用户的历史用电数据，具体的，用户的历史用电数据均为历史时段数据；随后将获取的数据发送到电力调度中心，发送采用加密传输；之后电力调度中心进行解密操作，解密完成后对数据进行预处理，根据预处理的结果进行相应的电力调度；最后，还会对各智能楼宇进行巡检，找出疑似故障数据后，再次进行电力调度。本发明能够根据智能楼宇的实时情况进行电力调节，且在数据传输过程中进行了加密，保证用户数据安全。

作为优选，所述步骤S1具体为：与各智能楼宇内的用户签约，并获取已签约用户的历史用电数据、各智能楼宇的环境数据、各智能楼宇的内部影响数据和各智能楼宇的储能系统数据。

本发明中，各智能楼宇的内部影响数据为签约的用户的影响因素，具体受加班时长，用户的用电人数、决定；而各智能楼宇的环境数据则主要包括温度、湿度、光照强度等；而储能系统数据能够直接读取。

作为优选，所述步骤S2包括以下步骤：

S21，依次将预设时段内用户的历史用电数据、各智能楼宇的环境数据和各智能楼宇的内部影响数据排序并且一一对应，并进行第一次归一化处理，并将归一化处理后的数据乘以255，将数据转换成0-255之间的数值，并记录第一次归一化的比例缩放系数；

S22，以用户的历史用电数据作为R层数值、各智能楼宇的环境数据作为G层数值、各智能楼宇的内部影响数据作为B层数值转换为单元色块；若干个单元色块组成M*N的图像色块；单元色块大小相同；

S23，提取出密钥，密钥包括第一密钥和第二密钥；第一密钥包括第一次归一化的比例缩放系数，图像色块内部排列顺序、补0位置与已签约用户编码；密钥与图像色块由不同的传输方式进行传输；

S24，图像色块内包括有若干个加密色块，最终形成M*N的图像色块，加密色块的插入位置记录在第二密钥中。

本发明中，对于转换后的0-255之间的数值，若为非整数，则进行四舍五入取整；具体的，对各智能楼宇的储能系统数据无需加密；而对用户的历史用电数据、各智能楼宇的环境数据和各智能楼宇的内部影响数据进行转换，转换成图像数据后进行传输，保证用户数据的安全性，同时，该过程中，密钥和图像色块采用不同的传输方式进行传输，能够保证两者之间在传输过程中不被破坏。

作为优选，所述步骤S3包括以下步骤：

S31，对用户的历史用电数据、各智能楼宇的环境数据、各智能楼宇的内部影响数据进行解密操作；

S32，解密后，对各智能楼宇的环境数据和各智能楼宇的内部影响数据进行无量纲化处理，对各智能楼宇的环境数据和各智能楼宇的内部影响数据进行第二次归一化处理并求出权重值；S33，建立各智能楼宇的环境数据权重值和各智能楼宇的内部影响数据权重值的差值与历史用电数据的映射关系；

S34，将各智能楼宇的环境数据权重值和各智能楼宇的内部影响数据权重值的差值进行等级划分，不同的等级对应有不同的权重值区域段；

S35，根据不同的等级和权重值区域段，分别设置有若干种电力调度指令，其中，当各智能楼宇的环境数据权重值和各智能楼宇的内部影响数据权重值的差值达到最低等级时，启动储能系统。

本发明中，在电力调度中心，首先会进行解密操作，解密后对数据进行无量纲化以及第二次归一化的处理，处理完成后求得各智能楼宇的环境数据和各智能楼宇的内部数据的权重值，建立权重值与历史用电数据的映射关系；随后进行等级划分，根据不同的等级和权重值区域段，下发不同的调度指令。

作为优选，所述第二密钥为遮挡部与镂空部相间的图像，遮挡部对应于图像色块中加密色块的位置，镂空部对应于图像色块中单元色块的位置。

本发明中，遮挡部与镂空部的设置保证在解密时，能够有数据追溯来源。

作为优选，所述步骤S4包括以下步骤：

S41，定期巡检，若遍历检测出某一智能楼宇存在疑似故障数据，则对疑似故障数据进行二次确认；

S42，二次确认无误后，智能楼宇对应的边缘智能终端发出故障信号，电力调度中心接受到故障信号并再次发出电力调度指令至智能楼宇对应的边缘智能终端，边缘智能终端根据电力调度指令对智能楼宇进行调度。

本发明中，在找出疑似故障数据后，需要进行二次确认，以防止出现的检测误判；在二次确认后进行再次的电力调度。

一种基于智能楼宇用户数据安全的调度系统，适用于上述的一种基于智能楼宇用户数据安全的调度方法，包括电力调度中心，所述电力调度中心通讯连接有若干个5G宏基站，所述5G宏基站通讯连接有若干个边缘智能终端，若干个边缘智能终端相互通讯连接，所述边缘智能终端连接有智能楼宇，所述边缘智能终端与所述智能楼宇一一对应，每一个所述智能楼宇均设置有储能系统，所述储能系统设置在所述智能楼宇的地下室。

本发明中，电力调度中心为总调度和控制平台，通过5G宏基站与分布在各处的边缘智能终端建立起连接，同时，每个边缘智能终端之间也相互连接，边缘智能终端还和其对应的智能楼宇相互连接；而储能系统设置在对应的智能楼宇的地下室中，受电力调度中心的电力调度指令调度。

作为优选，所述电力调度中心负责发出电力调度指令，所述边缘智能终端负责接受电力调度指令。

本发明中，电力调度中心还设置有解密平台，用于对加密传输的数据进行解密，在解密完成后，进行预处理，对应的，预处理过程在电力调度中心的预处理平台进行；边缘智能终端中设置有加密平台，用于对数据的加密，能够进行数据与图像的转换。

本发明的有益效果是：本发明的一种基于智能楼宇用户数据安全的调度方法及系统，设置有电力调度中心和边缘智能终端，将数据进行加密传输，根据数据预处理结果发出电力调度指令；本发明能够根据智能楼宇的实时情况进行电力调节，且在电力调度过程中进行了数据的加密，保证智能楼宇用户的数据安全。

附图说明

图1是本申请一种基于智能楼宇用户数据安全的调度方法及系统的方法流程图；

图2是本申请一种基于智能楼宇用户数据安全的调度方法及系统的系统模块图。

具体实施方式

实施例：

本实施例提出一种基于智能楼宇的电力调度方法，参考图1，包括以下多个步骤。

步骤S1，获取用户的历史用电数据和各智能楼宇的数据；具体的，本步骤中，各智能楼宇的数据包括有各智能楼宇的环境数据、各智能楼宇的内部影响数据和各智能楼宇的储能系统数据。在于各智能楼宇的用户签约后，才能够获取已签约的用户的历史用电数据。

步骤S2，将用户的历史用电数据和各智能楼宇的数据加密传输至电力调度中心；具体的，本步骤包括有多个子步骤，包括步骤S21，依次将预设时段内用户的历史用电数据、各智能楼宇的环境数据和各智能楼宇的内部影响数据排序并且一一对应，并进行第一次归一化处理，并将归一化处理后的数据乘以255，将数据转换成0-255之间的数值，并记录第一次归一化的比例缩放系数。本实施例中，在将数据排序且对应后，进行第一次归一化处理，随后将数据缩放至0-255之间，并记下对应的比例缩放系数。

步骤S22，以用户的历史用电数据作为R层数值、各智能楼宇的环境数据作为G层数值、各智能楼宇的内部影响数据作为B层数值转换为单元色块；若干个单元色块组成M*N的图像色块；单元色块大小相同；在本实施例中，此步骤将数据转换为图像色块的形式用以传输，其中，M为图像色块的行数，N为图像色块的列数，图像色块包括有大多数的单元色块和少数的加密色块。

步骤S23，提取出密钥，密钥包括第一密钥和第二密钥；第一密钥包括第一次归一化的比例缩放系数，图像色块内部排列顺序、补0位置与已签约用户编码；密钥与图像色块由不同的传输方式进行传输；本实施例中，对于密钥，具体记录有多种关键信息，其主要有第一密钥和第二密钥，第一密钥中的已签约用户编码为每个用户唯一的识别码，只有电力调度中心才能够识别。

步骤S24，图像色块内包括有若干个加密色块，最终形成M*N的图像色块，加密色块的插入位置记录在第二密钥中。本实施例中，加密色块用于进行对图像色块的数据保护。

步骤S3，电力调度中心对用户的历史用电数据和各智能楼宇的数据进行预处理，并发出电力调度指令；具体的，该步骤包括多个子步骤，包括步骤S31，对用户的历史用电数据、各智能楼宇的环境数据、各智能楼宇的内部影响数据进行解密操作；具体的，各智能楼宇的储能系统数据无需进行加密和解密。

对于解密的具体步骤，首先，将传输完成的密钥和图像色块进行整合，首先根据第二密钥中的加密色块位置，剔除掉图像色块中的加密色块，随后根据第一密钥中的第一次归一化的比例缩放系数，图像色块内部排列顺序、补0位置与已签约用户编码，能够重新生成R层数值、G层数值和B层数值，最后将数据转换为0-1的数据，并进行逆向的归一化转化，重新生成原始的预设时段内用户的历史用电数据、各智能楼宇的环境数据和各智能楼宇的内部影响数据。

步骤S32，解密后，对各智能楼宇的环境数据和各智能楼宇的内部影响数据进行无量纲化处理，对各智能楼宇的环境数据和各智能楼宇的内部影响数据进行第二次归一化处理并求出权重值；具体的，在此步骤中，仅对各智能楼宇的环境数据和各智能楼宇的内部数据进行处理。

步骤S33，建立各智能楼宇的环境数据权重值和各智能楼宇的内部影响数据权重值的差值与历史用电数据的映射关系；具体的，各智能楼宇的环境数据权重值和各智能楼宇的内部影响数据权重值和历史用电数据为一一对应关系。

步骤S34，将各智能楼宇的环境数据权重值和各智能楼宇的内部影响数据权重值的差值进行等级划分，不同的等级对应有不同的权重值区域段；在本实施例中，设置有四个等级，相应的对应有四个不用的权重值区域段，具体可参考表1：

表1：智能楼宇等级划分表

步骤S35，根据不同的等级和权重值区域段，分别设置有若干种电力调度指令，其中，当各智能楼宇的环境数据权重值和各智能楼宇的内部影响数据权重值的差值达到最低等级时，启动储能系统。本实施例中，最低等级时，往往下发最大的电力调度指令，同时，开启储能系统，辅助电网进行协同供电。

步骤S4，对各智能楼宇进行定期巡检，遍历检测出疑似故障数据，并再次发出电力调度指令。具体的，包括以下两个步骤，步骤S41，定期巡检，如果遍历检测出某一智能楼宇存在疑似故障数据，则对疑似故障数据进行二次确认；具体的，二次确认能够由边缘智能终端再次确认或者人工确认。

步骤S42，二次确认无误后，智能楼宇对应的边缘智能终端发出故障信号，电力调度中心接受到故障信号并再次发出电力调度指令至智能楼宇对应的边缘智能终端，边缘智能终端根据电力调度指令对智能楼宇进行调度。本实施例中，在确认有疑似故障数据后，再次对疑似故障数据所在智能楼宇下发单独的电力调度指令，保证疑似故障数据所在智能楼宇的电力平衡。

本发明中，首先，根据边缘智能终端的实时检测功能，采集其对应的智能楼宇的数据以及用户的历史用电数据，具体的，用户的历史用电数据均为历史时段数据；随后将获取的数据发送到电力调度中心，发送采用加密传输；之后电力调度中心进行解密操作，解密完成后对数据进行预处理，根据预处理的结果进行相应的电力调度；最后，还会对各智能楼宇进行巡检，找出疑似故障数据后，再次进行电力调度。本发明能够根据智能楼宇的实时情况进行电力调节，且在数据传输过程中进行了加密，保证用户数据安全。

本发明中，各智能楼宇的内部影响数据为签约的用户的影响因素，具体受加班时长，用户的用电人数、决定；而各智能楼宇的环境数据则主要包括温度、湿度、光照强度等；而储能系统数据能够直接读取。

本发明中，对于转换后的0-255之间的数值，若为非整数，则进行四舍五入取整；具体的，对各智能楼宇的储能系统数据无需加密；而对用户的历史用电数据、各智能楼宇的环境数据和各智能楼宇的内部影响数据进行转换，转换成图像数据后进行传输，保证用户数据的安全性，同时，该过程中，密钥和图像色块采用不同的传输方式进行传输，能够保证两者之间在传输过程中不被破坏。

本发明中，在电力调度中心，首先会进行解密操作，解密后对数据进行无量纲化以及第二次归一化的处理，处理完成后求得各智能楼宇的环境数据和各智能楼宇的内部数据的权重值，建立权重值与历史用电数据的映射关系；随后进行等级划分，根据不同的等级和权重值区域段，下发不同的调度指令。

本发明中，遮挡部与镂空部的设置保证在解密时，能够有数据追溯来源。

本发明中，在找出疑似故障数据后，需要进行二次确认，以防止出现的检测误判；在二次确认后进行再次的电力调度。

本发明还提出一种基于智能楼宇用户数据安全的调度系统，参考图2，适用于上述的一种基于智能楼宇用户数据安全的调度方法，包括电力调度中心、若干个5G宏基站、若干个边缘智能终端、若干个智能楼宇和若干个储能系统，电力调度中心与若干个5G宏基站通讯连接，5G宏基站与若干个边缘智能终端通讯连接，若干个边缘智能终端相互通讯连接，边缘智能终端与智能楼宇相互连接，边缘智能终端与智能楼宇一一对应，每一个智能楼宇均设置有储能系统，储能系统设置在智能楼宇的地下室。

本发明中，电力调度中心为总调度和控制平台，通过5G宏基站与分布在各处的边缘智能终端建立起连接，同时，每个边缘智能终端之间也相互连接，边缘智能终端还和其对应的智能楼宇相互连接；而储能系统设置在对应的智能楼宇的地下室中，受电力调度中心的电力调度指令调度。

电力调度中心负责发出电力调度指令，边缘智能终端负责接受电力调度指令。

本发明中，电力调度中心还设置有解密平台，用于对加密传输的数据进行解密，在解密完成后，进行预处理，对应的，预处理过程在电力调度中心的预处理平台进行；边缘智能终端中设置有加密平台，用于对数据的加密，能够进行数据与图像的转换。

上述实施例是对本发明的进一步阐述和说明，以便于理解，并不是对本发明的任何限制，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。