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EMQ&智擎信息:基于邊緣計算與AI圖像識別技術的機場能源監控方案

 2024-01-11 16:21  來源: 互聯網   我來投稿 撤稿糾錯

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機場的日常運營保障需要消耗大量的水電氣體等能源資源。這涉及一整套復雜、多元化的設備,如照明系統、通風和空調系統以及飛機燃油補給等。這些能源基礎設備不僅類型多樣,而且面臨數據采集協議碎片化、設備部署不集中等挑戰。這給設備效率和能源管理的監控帶來了復雜性。

同時,機場能源基礎設施中還存在大量設備并沒有自動讀表的接口,例如一些傳統的燃氣表(需人工定期抄表采集數據、無法自動化)。這使得收集完整的機場能源消耗數據變得困難。但是,通過人工智能以及機器視覺識別等 AI 技術,我們可以自動從這些傳統設備上獲取數據,更全面而精確地了解機場能源動力的運營全貌。

EMQ 提供云邊一體化的解決方案,幫助機場實現能源設備監控和優化管理。在邊緣端,用戶可基于網絡和部署環境靈活選擇硬件,使用統一的技術組件實現能源基礎設施設備的接入、數據采集、以及邊緣實時計算,實現標準化數據采集及實時的能源基礎設施設備監控。在云端,EMQ 提供設備多協議采集和邊緣計算的統一接入及管理,并提供低代碼的數據集成能力與實時數據庫的對接。

機場能源動力管理用戶借助 EMQ 和智擎信息提供的物聯網 + AI 的整體方案可實現自主可控的完整設備設施接入、數據集成能力?;谠瓐F隊的應用開發和數據分析能力,可快速實現機場能源動力基礎設施設備的監控,提升運營管理的透明度,并基于數據驅動持續優化機場的能源管理。

機場能源基礎設施監控技術挑戰

● 設施種類繁多:機場能源運營需要各種類型的設備,如照明設施、空調系統、安全檢查設備、行李轉運設備、飛機燃油補給設備等。這些設備的多樣性加大了監控難度。

● 分散的設備部署:由于機場面積大,設備部署分散,這使得設備數據采集需要的網絡建設和實時獲取設備數據變得困難。

● 采集協議碎片化:不同型號和品牌的設備可能使用不同的采集協議,數據格式和結構也不統一,為數據收集和處理帶來了困難。

● 部分設備缺乏自動化接口:許多機場設備,如傳統燃氣表計設備,沒有自動化接口,無法實現自動讀數,需要人工智能或機器視覺識別等技術才能從這些設備上獲取讀數。

EMQ 機場能源基礎設施監控方案

EMQ 為機場的能源基礎設施提供多協議的數據采集接入能力、幫助無自動接口的傳統設備(如機械表計) 實現數據接入,有效地整合和管理繁雜、碎片化的設備。EMQ 的方案可幫助機場能源設施管理者實現數據標準化和一體化管理,通過邊緣計算和云平臺,對所有設備統一接入、并持久化存儲數據。此外,EMQ 解決方案強調邊緣協議網關和邊緣計算組件的集中管理與配置,以實現對各類邊緣組件進行高效、靈活的管理和優化調整。助力機場提供整體的能源基礎設施設備接入和監控,提高機場能源基礎設施的運營效率。

數據采集與數據處理

機場的能源基礎設施設備具有多樣化的接口、采用多協議的特點,且部署的網絡環境及集中度千差萬別,通過統一的設備實現采集和管理具有挑戰性。EMQ 提供用戶需要的工業數據采集軟網關 NeuronEX 實現對設備數據的采集,配合安裝性能的硬件設備實現能源基礎設施設備的接入。

由于機場能源動力基礎設施建設周期比較長,設備存在碎片化嚴重,相同類型的設備數據采集也需要標準化處理后才能實現后續數據的統一入庫與分析。NeuronEX 提供的邊緣數據處理組件,在邊緣端通過 SQL 語句實現數據的格式調整,單位轉換,實現設備數據治理及標準化。

識別無自動接口設備

在機場中存在大量無自動數據接口的各類型表計,無法數字化的通過數據接口與協議對接方式進行采集。EMQ 聯合智擎信息,提供了基于標準攝像頭與 AI 圖像識別算法的無接口表計的數據采集方案。

智擎信息是一家領先的工業互聯網解決方案提供商。公司將工業物聯網、AI機器視覺感知、傳感器機器學習算法等 AI 技術應用于制造業領域的具體場景。在其 AI 抄表解決方案中,公司利用 AI 圖像識別技術幫助工廠采集當前不具備通訊接口關鍵儀表的數據,數據可實時展示至指定系統內,避免人工填報的滯后以及人為填報誤差,減少填報人員工作量,使數據價值反饋生產,提高效率、增效降本。

該方案使用 NeuronEX 提供的邊緣計算組件,通過將視頻流抽幀的方式接入圖像數據。NeuronEX 通過集成智擎信息基于邊緣端的圖像識別算法,實現對圖像識別算法函數的調用,實現對表計數據的讀?。?/p>

● 通過 USB 的攝像頭采集實時視頻流,自定義控制視頻流的幀率,以便在低性能的邊緣設備上也可以運行表計識別算法。同時,通過接入多個低成本攝像頭的方式,一個邊緣設備可采集多個表計,降低無接口表計的數據采集成本。

● NeuronEX 已經具備視頻流抽幀的視頻流源,通過配置的方式可以接入 RTSP 視頻流。

● 通過集成智擎信息提供的圖像識別 AI 模型算法套件,在 NeuronEX 中通過 Python 擴展函數的方式直接調用 AI 模型,實現對視頻流的表計讀數識別。

● 利用 NeuronEX 基于 SQL 的低代碼數據處理能力,可對 AI 算法識別后的數據進行進一步過濾與處理,提高表計讀取的準確性。

云邊統一管理與AI 訓練集成

機場能源管理范圍廣泛且復雜,除了基礎的設備接入功能,還需集中管理大量分散部署的邊緣網關設備。EMQX ECP 提供了對邊緣網關的統一集中配置及管理服務,實現數百個邊緣設備的云端統一管理,節約了現場管理人員成本,降低了運維難度。此外,EMQX ECP 管理平臺可以與智擎信息 AI 模型訓練平臺深度結合,通過持續采集現場數據對 AI 模型進行優化,并把優化后的算法通過 EMQX ECP 下發到邊緣側的 NeuronEX 實現算法更新,保證模型算法的持續優化和迭代。

智擎信息 AI 視覺識別產品的表計讀數識別界面

智擎信息 AI 視覺識別產品的模型訓練效果評估界面

方案優勢

自主可控的多協議采集: 該方案可以支持多種通信協議,可靈活應對不同設備的接入需求。網關硬件的選擇也可以根據設備的接口、使用環境及成本要求來靈活確定。

低成本的視頻表計 AI 識別: 通過選用低成本的攝像頭以及自定義可配置控制的視頻流幀率,可以有效的控制攝像頭成本,降低邊緣網關的性能需求,實現表計設備數據的低成本自動化采集。

統一的集中管理和配置: 基于 EMQX ECP,實現對所有設備和邊緣網關的統一集中配置與管理,大幅提升了工作效率并降低管理運維成本。

高效支持 AI 算法訓練和應用開發: EMQ 提供了完整的設備接入采集與數據處理解決方案,實現多源異構設備的數據采集、傳輸和存儲。用戶可通過 EMQX 提供的實時數據持續優化 AI 模型,或進行能源管理應用的開發。方案幫助用戶屏蔽了復雜的設備協議采集、格式轉換等工作,降低能源動力數據分析和應用開發難度。

相關產品

NeuronEX

NeuronEX 是一款面向工業領域的設備數據采集和邊緣智能分析的軟件,主要部署在工業現場,實現工業設備通信及工業總線協議采集、工業系統數據集成、邊端數據過濾分析及 AI 算法集成,以及工業互聯網平臺對接集成等。其提供了以下特性:

多樣的連接性: NeuronEX 提供多協議接入能力,支持如 Modbus、OPCUA、Ethernet/IP、BACnet、Siemens、Mitsubishi 等數十種工業協議的同時接入;提供企業內 MES、WMS 等各系統多數據源的集成對接;NeuronEX 同時支持數據流的雙向打通,既可實現數采,也支持控制指令下發到設備。

靈活部署: NeuronEX 具有極低的內存占用,在 x86、ARM、RISC-V 等低配置架構設備上運行表現出色。此外,它還支持類似 Docker 的容器化部署,能夠與 K8s 環境中的其他容器共同運行。

數據處理: NeuronEX 包含100+內置函數,支持數據過濾、數據操作、設備控制以及數據持久化,將數據存儲于時序數據庫中。

算法集成: 支持將 C/python/go 等語言的算法集成到 NeuronEX,支持工業機理模型、機器和深度學習等模型在邊端的實時推理,輸出告警及智能決策。

邊緣到云: 通過 MQTT、SparkplugB 等協議,NeuronEX 將工業數據推送匯聚到云平臺,NeuronEX 與云平臺之間的雙向數據流,形成云邊數據協同及控制協同,利用平臺側大數據存儲及分析能力,放大NeuronEX使用價值。

EMQX Enterprise

EMQX Enterprise (以下簡稱 EMQX) 是一個強大的企業級物聯網消息平臺,專為大規模部署和物聯網應用中的高可靠性而設計。在機場能源基礎設施管理場景中,EMQX 通過以下能力為用戶帶來收益:

高可靠性和可擴展性: EMQX 采用分布式架構,具有高可用性和可擴展性,可以處理大規模并發消息傳輸。它支持水平擴展,以適應不斷增長的物聯網設備和數據流量,確保系統穩定性。

● 豐富的協議支持: 除了 MQTT 協議外,EMQX 還支持多種消息傳輸協議。它允許開發人員擴展以支持各種私有協議,以滿足其應用需求。

數據集成: EMQX 與各種數據存儲服務、消息隊列、云平臺和應用無縫集成。它可以連接到云服務,實現遠程數據傳輸和基于云的分析。

安全和認證: EMQX 提供強大的安全功能,包括 TLS/SSL 加密傳輸、客戶端認證和訪問控制。它支持多種認證方法,如用戶名/密碼、X.509 證書和 OAuth,確保物聯網通信的安全性。

規則引擎和數據處理: EMQX 具有靈活的規則引擎,可以基于設備數據進行實時數據處理和轉發。它支持數據過濾、轉換、聚合和持久化等操作,幫助用戶根據業務需求進行分析和決策。

可視化監控和管理: EMQX 提供直觀的可視化監控和管理界面,允許用戶實時監控物聯網設備和消息傳輸。用戶可以查看連接狀態、消息流量和其他指標,還可以進行設備管理、故障排除和系統配置操作。

EMQX ECP

EMQX ECP(EMQX Edge Cloud Platform)是專為邊緣與云端協作而設計的先進MQTT平臺。它為您提供對EMQX云和邊緣服務的高效和有效控制,彌合了邊緣設備與云基礎設施之間的差距。EMQX ECP 為企業級用戶提供了多租戶管理、多項目管理、多集群管理、云邊協作、身份驗證安全和審計需求的解決方案,主要功能包括:

邊緣與云端協作: EMQX ECP 邊緣服務管理實現了對邊緣軟件 NeuronEX 等邊緣服務部署、管理、配置下發、批量操作、監控和優化。通過提供統一的管理平臺,實現雙向數據傳輸與運管邊能力;

多集群管理: 在分租戶分項目的基礎上實現多集群管理,可以創建新集群或納管已有集群,并對管理的集群進行修復、水平和垂直擴展、修改網絡類型、修改連接數、升降級、集群轉讓和刪除等操作;同時集成 EMQX Dashboard,方便用戶直接在 ECP 平臺操作和配置 EMQX 集群;

多組織多項目管理: EMQX ECP 提供的組織管理功能是一個支持企業級多租戶的管理系統,能夠實現不同組織的資源隔離和管理。EMQX ECP 可以在同一平臺中為多個企業或業務部門提供隔離的 EMQX 數據基礎架構服務,每個組織都能夠使用自己的數據和配置,互不干擾,保證數據安全。

企業級安全性: 基于角色的訪問控制(RBAC)、單點登錄(SSO)、鏈路加密以及帶審計的操作日志確保企業級安全性。

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